Система электрооборудования

Система электрооборудования автомобиля

Электрооборудование автомобиля - предназначено для выработки и передачи электрической энергии потребителям различных систем и устройств автомобиля.

Устройство электрооборудования автомобиля:

  • Источники тока;
  • Потребители тока;
  • Элементы управления;
  • Электрическая проводка.

Все перечисленные элементы электрооборудования объединены в единую бортовую сеть автомобиля.

Электрообоурдование автомобиля можно разделить на две части цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Цепь низкого напряжения обеспечивает электричеством потребителей освещения и сигнализации, а также работу системы пуска.

Система пуска двигателяСистема пуска двигателя обеспечивает первичное проворачивание коленчатого вала и работу двигателя во время его пуска. Наиболее распространен пуск двигателя электрическим стартером. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Для быстрого и конструктивного изучения устройства системы пуска двигателя воспользуйтесь схемой системы пуска. 

Освещение и сигнализация – служат для освещения приборами дороги и  обозначения габаритов автомобиля, сигнализации выполняемых маневров.

Контрольно-измерительные и дополнительные приборы – служат для контроля работы и управления системами автомобиля.

Цепь высокого напряжения служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, за счет системы зажигания.

Устройство системы зажиганияСистема зажигания служит для воспламенения горючей смеси и применяется на бензиновых двигателях. Воспламенение горючей смеси происходит по мере подачи искры зажигания в цилиндры, от сюда и название система искрового зажигания. Другими словами система зажигания служит для создания тока высокого напряжения, распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты. На современных автомобилях используют контактно-транзисторную и бесконтактную системы зажигания. Для более подробного изучения - устройство системы зажигания автомобиля.

В системе электрооборудования автомобиля обязательно есть источник вырабатывания тока и его потребитель. Их взаимосвязанная работа реализуется с помощью электрической проводки.

К источниками тока можно отнести: аккумуляторную батарею (АКБ) и генератор.

АКБ служит для питания потребителей низкой цепи электрическим током при неработающем двигателе, запуске двигателя, а также работе двигателя на малых оборотах.

Выбор аккумулятора

Генератор предназначен для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и питания всех приборов электричеством во время движения автомобиля. Поэтому генератор является основным источником электрического тока.

Генератор

К элементам управления относятся щитки предохранителей, блоки реле, электронные блоки управления. Их основная задача это обеспечение согласованной работы приборов электрооборудования. На современных автомобилях используются блоки управления.

Блок управления служит для:

  • контроль потребителей;
  • контроль напряжения;
  • регулирование нагрузки;
  • управление системой комфорта;

Потребители энергии бывают: Основные, длительные, кратковременные.

Основные:

- топливная система;

- система впрыска;

- система зажигания;

- система управления двигателем;

- автоматическая коробка передач;

- электроусилитель рулевого привода;

Дополнительные:

- система охлаждения;

- система освещения;

- система активной безопасности;

- система пассивной безопасности;

- система отопления;

- кондиционер;

- противоугонная система;

- аудиосистема;

- система навигации.

Кратковременные:

- системы комфорта;

- система пуска;

- свечи накаливания;

- звуковой сигнал;

- прикуриватель.

 

 

Устройство бесконтактной системы зажигания

Устройство бесконтактной системы зажигания

Бесконтактная система зажигания появилась благодаря развитию контактно-транзисторной системы. Отличие бесконтактной системы зажигания состоит замене контактного прерывателя на бесконтактный датчик.

Преимущества бесконтактной системы зажигания

Использование бесконтактной системы зажигания на автомобиле позволило повысить мощность, добиться более качественного сгорания горючей смеси, что не только позволило снизить расход, но и уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу.

Устройство бесконтактной системы зажигания

besskontakt1

1 - Свечи зажигания; 2 - датчик-распределитель; 3 – распределитель; 4 - датчик импульсов; 5 – коммутатор; 6 – катушка зажигания; 7 - монтажный блок; 8 - реле зажигания; 9 - выключатель зажигания; А - к клемме генератора.

Бесконтактная система состоит из следующих элементов:

  • источник питания;
  • выключатель зажигания;
  • датчик импульсов;
  • транзисторный коммутатор; 
  • катушка зажигания;
  • распределитель;
  • свечи зажигания.

Общее устройство бесконтактной системы зажигания напоминает строение контактной системы зажигания. Распределитель соединяется со свечами и катушкой зажигания при помощи высоковольтных проводов. Также в бесконтактной системе имеется датчик импульсов и транзисторный коммутатор.

Датчик импульсов служит для создания электро- импульсов низкого напряжения. Различают несколько датчиков импульсов: датчик Холла, индуктивный датчик и оптический.

В бесконтактной системе зажигания свое применение нашел датчик Холла (где под воздействием магнитного поля возникает поперечное напряжение в пластине проводника). Датчик Холла имеет не сложную конструкцию и состоит из постоянного магнита, полупроводниковой пластины, микросхемы и обтюратора (стального экрана).

В стальном экране имеется отверстие, через которое датчик пропускает магнитное поле, вследствие чего в полупроводниковой пластине возникает напряжение. Стальной экран, в свою очередь, не пропускает магнитное поле, и напряжение на полупроводниковой пластине не возникает. Такое своеобразное чередование прорезей в стальном экране содействует созданию импульсов низкого напряжения.

Датчик распределитель - это устройство, в котором объединены датчик импульсов с распределителем. Датчик-распределитель напоминает прерыватель-распределитель, и также как он приводится в действие от коленчатого вала.

Транзисторный коммутатор предназначен для прерывания тока в первичной обмотке катушки зажигания в моменты сигналов датчика импульсов. Прерывание тока происходит за счет срабатывания выходного транзистора.

Как работает бесконтактная система зажигания

Датчик-распределитель приводится в действие от вращения коленчатого вала, формируя импульсы низкого напряжения, которые передает на транзисторный коммутатор. Коммутатор, в свою очередь создает импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. Когда ток прерывается, индуцируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания, после чего ток высокого напряжения подается на центральный контакт распределителя. В зависимости от порядка работы цилиндров двигателя ток высокого напряжения распределяется по проводам высокого напряжения на свечи зажигания. Свечи зажигания осуществляют воспламенение горючей смеси.

Когда число оборотов коленчатого вала растет, за регулировку угла опережения зажигания отвечает центробежный регулятор опережения зажигания. При изменении режимов работы двигателя регулирование угла опережения зажигания производится вакуумным регулятором опережения зажигания.

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

 

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

Система управления двигателем (ЭСУД) – это электронная система, задача которой обеспечить правильную работу одной и более систем двигателя. Электронная система управления двигателем – это своеобразный компьютер, который отвечает за контроль и выполнение необходимых задач для правильного функционирования. Толчок в развитии электронная система управления получила благодаря поиску и решению технических задач системы впрыска и системы зажигания. Но в процессе совершенствования, электронная система управления отвечает не только за работу вышеупомянутых систем, но и управляет топливной системой, системой охлаждения, системой впуска топливной смеси и выпуска отработавших газов, системой тормозов, системой улавливания паров бензина и др.

Электронный блок управления считывает данные с различных датчиков двигателя и управляет его системами. Контроль работы двигателя и управление его системами позволяет работать в оптимальном режиме и сохранять требуемые нормы токсичности и расхода топлива. Лидирующие позиции в производстве электронных систем управления занимают компании Bosch и General Motors.

Работа электронного блока управления происходит во взаимодействии с блоками управления автоматической коробки передач (АКПП), электроусилителя рулевого колеса, системой ABS, системы безопасности.

Устройство электронной системы управления двигателем

1– адсорбер; 2- запорный клапан системы управления паров бензина; 3 – датчик давления во впускном коллекторе; 4 - топливный насос высокого давления; 5 - датчик давления топлива в контуре низкого давления; 6 - датчик давления топлива в контуре высокого давления; 7 – форсунка впрыска; 8 - клапан регулирования фаз газораспределения; 9 - катушка зажигания; 10 - датчик Холла; 11 - датчик температуры воздуха на впуске; 12 - блок управления дроссельной заслонкой с датчиком положения; 13 - управляющий клапан  системы рециркуляции отработавших газов; 14 - потенциометр заслонки впускного коллектора; 15 - датчик детонации; 16 - датчик частоты вращения коленчатого вала; 17 - кислородный датчик; 18 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 19 - блок управления; 20 - диагностический интерфейс; 21 – датчик положения педали акселератора; 22 – топливный насос; 23 - кислородный датчик; 24 - датчик температуры отработавших газов; 25 - датчик оксидов азота.

Как работает электронная система управления двигателем

Принцип работы электронной системы управления двигателем заключается в комплексном управлении величины крутящего момента двигателя. Если говорить проще, система управления двигателем регулирует величину крутящего момента в зависимости от режима работы двигателя.

Изменение величины крутящего момента производиться путем регулирования наполнения цилиндров воздухом и регулированием  угла опережения зажигания.

Бортова́я се́ть автомобиля

Бортова́я се́ть автомобиля

Бортова́я се́ть — сеть электропитания автомобиля, которая объединяет источники и потребители электроэнергии.

На автомобилях и мотоциклах применяют бортовую сеть постоянного тока. Источниками электроэнергии в бортовой сети выступают генератор и аккумуляторная батарея (АКБ).

Потребители автомобиля

  1. Аккумуляторная батарея при подзарядке;
  2. Обмотка возбуждения генератора;
  3. Cистема зажигания;
  4. Фары, подфарники;
  5. Аварийная сигнализация;
  6. Вентиляторы, обогрев сидений и стекол;
  7. Автозвук.

Коммутационные, распределительные и защитные устройства

  1. Колодки предохранителей;
  2. Кнопки, переключатели и выключатели, реле;
  3. Коммутационные и силовые блоки.

Электропроводка автомобиля

Электропроводка состоит из многожильных медных проводов с различным сечением, с специальной пластиковой изоляцией. Электропроводка собирается в жгуты и прокладывается по кузову в специальных отверстиях. Для крепления электропроводки используют изоленту, хомутики и клипсы. В моторном отсеке электропроводка собрана в гофрированных или литых пластиковых трубках. Для удобства и отличия автомобильная электропроводка различается по цвету изоляции в зависимости от принадлежности к конкретным устройствам. Цветовая маркировка проводится для улучшения поиска неисправности и упрощения технического обслуживания автомобиля. Маркировка наносится заводом изготовителем.

Разъёмы

Жгуты, устройства и блоки соединяются специальными пластиковыми многоконтактными разъёмами.

Напряжение постоянного тока в бортовой сети: 12 V и 24 V:

  • 12 В — напряжение бортовой сети, используется на всех современных легковых автомобилях.
  • 24 В — используются на тяжелых грузовиках.

Устройство и работа аккумуляторной батареи АКБ

 

Устройство и работа аккумуляторной батареи АКБ

Важной частью каждого автомобиля является аккумуляторная батарея (АКБ).

Автомоби́льный аккумуля́тор — это тип аккумулятора, который применяется на автомобильном или мототранспорте. Используется в качестве источника электроэнергии для работы бортовой сети автомобиля при неработающем двигателе или для запуска двигателя.

АКБ служит для электрического питания цепей управления и бортовой сети, когда двигатель не работает. Но самое главное его предназначение – пуск двигателя. АКБ приводит в действие стартер, во время заводки двигателя автомобиля.

В последнее время на автомобилях применяют кислотно-свинцовые аккумуляторы, с напряжением 12 В. Они хорошо зарекомендовали себя и имеют долгий срок эксплуатации. Но если ваш аккумулятор сдох, можно попытаться реанимировать АКБ

Основные параметры автомобильного аккумулятора, которыми он должен обладать

  1. Не большое внутреннее падение напряжения;
  2. Медленный саморазряд во время эксплуатации;
  3. Способность выдавать большие токи;
  4. Удобные габариты и простое обслуживание.

Кислотно-свинцовый автомобильный аккумулятор соответствует этим требованиям.

Устройство аккумуляторной батареи (АКБ)

Аккумулятор 12В состоит из нескольких независимых друг от друга банок - аккумуляторов по 2 В. каждый. Аккумуляторы последовательно собираются и соединяются между собой в одном корпусе.

  1. Банка аккумулятора состоит из полюсных пластин, изолированных друг от друга кислотоупорными сепараторами.
  2. Корпус аккумулятора изготовлен из специальной кислотоупорной пластмассы или эбонита. В корпусе вылиты специальные отсеки для установки банок аккумулятора.
  3. Полюсная пластина представляет собой решетку с ячейками, изготавливаемую из свинца. В каждую ячейку решетки впрессовано активное вещество пористой структуры, что обеспечивает увеличение площади соприкосновения с электролитом.

В состав активного вещества входит свинцовый порошок с добавлением серной кислоты. В отрицательных пластинах размещается сернокислый барий. Во время формировки АКБ пластины заряжаются, и активное вещество превращается в диоксид свинца, а в отрицательных – в губчатый свинец.

Электролит – специальная жидкость, которая заливается в банки аккумулятора и служит для движения заряженных частиц от полюса к полюсу. Электролит состоит из серной кислоты и очищенной дистиллированной воды.

Принцип работы аккумуляторной батареи (АКБ)

 В процессе работы в АКБ происходит движение заряженных частиц, вследствие чего появляется ток.

Обслуживание АКБ

АКБ необходимо обслуживать и заряжать. Если вы настоящий автомобилист или водитель вам следует знать как заряжать АКБ.  Если вы столкнулись с проблемой пуска двигателя зимой, скорее всего вам придется запустить двигатель от АКБ другого автомобиля

Катушка зажигания

 

Катушка зажигания

Катушка зажигания системы электрооборудования двигателя  — это элемент системы зажигания,  который предназначен для преобразования низкого напряжения, которое поступает от аккумуляторной батареи (АКБ) или генератора, в высоковольтное напряжение.

Функции катушки зажигания

Основная функция катушки зажигания — генерация тока высокого напряжения (высоковольтного электрического импульса), который затем подается на свечи зажигания.

Устройство и принцип работы катушки зажигания

Катушку зажигания можно назвать высоковольтным импульсным трансформатором с двумя обмотками. В катушке зажигания имеются обмотки низкого и высокого напряжения. Толстые провода первичной обмотки имеют небольшое количество витков и рассчитаны на ток низкого напряжения, а вторичная обмотка имеет большее количество витков (от 15 до 30 тыс. витков) и изготовлена из тонкого провода. Именно во вторичной обмотке создается ток высокого напряжения от 25 до 35 тыс. вольт. Один конец вторичной обмотки соединен с отрицательной клеммой первичной обмотки, а другой конец – с центральной клеммой на крышке катушки, которая обеспечивает вывод высокого напряжения. Ток высокого напряжения вырабатывается по формуле: индукция в витке умножается на количество витков.

Полученное высокое напряжение от катушки зажигания через высоковольтный кабель подаётся на прерыватель-распределитель (трамблер), который распределяет ток высокого напряжения по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает качественную искру между электродами свечи зажигания, что приводит к воспламенению горючей смеси.

Работа катушки в общей схеме системы зажигания

На первичную обмотку катушки зажигания подается постоянный ток от АКБ. Когда поршень приближается к ВМТ, контакты прерывателя (контакты размыкаются кулачком на валу распределителя или с помощью электронных ключей) размыкают цепь первичной обмотки.

 В последнее время широкое распространение получили индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (в зависимости от числа цилиндров).

Основные характеристики катушки зажигания:

  • Индуктивность первичной обмотки (возможность накопления энергии);
  • Сопротивление первичной и вторичной обмотки  (первичная обмотка – 0,25-0,55 Ом., вторичная обмотка – 2-25 кОм;)
  • Коэффициент трансформации (во сколько раз катушка зажигания увеличивает напряжение, поданное на первичную обмотку);
  • Энергия искры (зависит от времени за которое сгорает горючая смесь от искры, измеряется в Дж. и составляет 0,05-0,1 Дж.);
  • Напряжение пробоя (характеристика, которая зависит от зазора на электродах свечи);
  • Количество образующихся искр в минуту (в зависимости от числа оборотов двигателя).