Устройство автомобилей

Электрооборудование автомобилей

За последние годы автомобильный парк России претерпел существенные изменения. На дорогах страны появилось большое количество автомобилей зарубежного производства, особенности конструкции отдельных узлов, агрегатов и механизмов имеют принципиальные и технологические отличия от отечественных аналогов.
Впрочем, отечественные производители автомобилей и автотранспортных средств, пытаясь удержаться на гребне конкурентной борьбы за рынок сбыта, значительно расширили и модернизировали свою продукцию.
Особенно это отразилось на насыщенности современных автомобилей электрическими и электронными механизмами и устройствами управления и регулирования процессов, влияющих на качественные и экономические показатели эксплуатации автомобилей.

На современных автомобилях электронные устройства управляют системами питания, зажигания, осуществляют контроль над работоспособностью агрегатов и узлов, предоставляя водителю информацию о состоянии транспортного средства. В настоящее время практически любая система электрооборудования автомобилей включает элементы электроники. Это всевозможные реле, регуляторы, датчики и т. п.

Применение электроники и микропроцессорной техники способствовало разработке систем автоматического управления двигателем и трансмиссией, блокировкой дверей, подъемом стекол, поворотом зеркал заднего обзора и многое другое. Новинки научно-технического прогресса в области электроники и электронной техники нашли широкое применение в системе информации автомобиля, в конструкции светооптических приборах и многих других элементах конструкции.

Увеличение общего количества и суммарной потребляемой мощности потребителей электроэнергии на автомобиле потребовало увеличения энергоемкости и мощности источников – аккумуляторов и генераторов; повысилась их производительность, снизилась трудоемкость технического ухода и обслуживания, повысилась удельная энергоемкость (емкость источника в перерасчете на его массу).

Усложнение электрооборудования автомобилей имеет и отрицательную сторону. В первую очередь это связано с увеличением числа отказов. Очевидно, что чем сложнее конструкция устройства, тем больше вероятность поломок и потери работоспособности. В современном автомобиле более 30% отказов приходится на отказы в электрооборудовании.

Поэтому в настоящее время остро стоит проблема разработки методов и средств диагностирования новых систем и узлов автомобилей, а также подготовки высококвалифицированных специалистов, способных выполнять работы по их диагностированию, ремонту и техническому обслуживанию.

Цель данной главы сайта – ознакомить студентов, обучающихся специальности техников и механиков автотранспортного профиля средних профессиональных учебных заведений с устройством, правилами технического обслуживания и ремонта электрооборудования автомобилей как отечественного, так и импортного производства.
Полезна информация будет и начинающим специалистам по эксплуатации, ремонту и техническому обслуживанию автомобилей, а также автолюбителям.

Источник

Электрооборудование автомобиля — состав, устройство и принцип действия

К электрооборудованию автомобиля относятся устройства, вырабатывающие, передающие и потребляющие электроэнергию, и установленные на данном транспортном средстве. Электрическая система автомобиля — это совокупность приборов, устройств, схем, электропроводки, обеспечивающая правильную и надежную работу двигателя, трансмиссии, ходовой части, а также способствующая безопасности движения транспортного средства на дороге, и позволяющая автоматизировать некоторые рабочие процессы, при этом создавая комфортные условия как для пассажиров, так и для водители, и даже для других участников дорожного движения.

Бортовые потребители электроэнергии зачастую питаются постоянным напряжением. Первые электрифицированные автомобили имели бортовую сеть на 6 вольт, нынешние же легковые имеют 12 вольт на борту, а тяжелые грузовики и дизельные автобусы — еще вдвое больше, 24 вольта.

В качестве минусового провода обычно служит масса, то есть проводящие элементы кузова, что сильно упрощает организацию проводки, поскольку непосредственно к потребителю приходится подводить один только плюсовой провод.

Минусовой вывод потребителя, его отрицательная клемма, как и отрицательный вывод источника электроэнергии, просто крепится напрямую к корпусу автомобиля. Кто-то может сказать, что такое решение несколько снижает надежность в плане риска возникновения коротких замыканий, зато оно замедляет коррозию кузова.

Данные относительно напряжения в 12 вольт — это приблизительные данные, на самом же деле генератор легкового автомобиля выдает от 13,5 до 14 вольт постоянного напряжения, и у разных моделей автомобилей это напряжение немного различается, что зависит от настроек регулятора напряжения на генераторе.

Генератор в автомобиле установлен, как правило, синхронный, трехфазный, с трехфазным диодным выпрямителем. Приводится он во вращение от коленчатого вала топливного двигателя, в момент старта предвозбуждается прямо от аккумулятора. В процессе работы двигателя автомобиля, выпрямленное напряжение подается на схему регулирования напряжения, интегрированную в корпус генератора.

Электрооборудование автомобиля может работать даже когда двигатель не заведен. Системы наружного и внутреннего освещения, противоугонная сигнализация, автомагнитола, акустическая система, стоп-сигналы, а также стартер в момент пуска двигателя, — все это легко питается от автомобильного аккумулятора.

Когда двигатель заведен, аккумулятор начинает получать заряд от генератора, восполняя запас израсходованной энергии. Полностью зарядившись, аккумулятор пребывает в буферном режиме, сглаживая скачки напряжения, и в некоторой степени помогая генератору, когда к бортовой сети подключаются очень мощные потребители. Мощность генератора непосредственно составляет в среднем 1250 ватт ( 80-135 А при 12 В).

В зависимости от комплектации автомобиля, в нем могут быть или отсутствовать следующие электрические системы:

антиблокировочная система колес ABS;

система безопасности, включающая в себя электрические натяжители ремней безопасности и подушки безопасности;

электронные системы управления двигателем;

коробка-автомат с управляющей электроникой;

маршрутный компьютер и другие системы.

У автомобиля имеются внутренние и наружные световые приборы. Наружные это: фары с их дальним и ближним светом, поворотники и аварийная сигнализация, габаритные огни, фонари заднего хода, подсветка номера, противотуманки, контурные огни и прожекторы, а также прочие элементы декоративного освещения. Внутреннее освещение это: подкапотная лампа, светильники внутри салона, лампа внутри багажника, подсветка приборной панели, подсветка бардачка и т. д.

К прочим потребителям относятся: стартер, бортовой компьютер, система зажигания, электроусилитель руля, сервоприводысидений, двигатели стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляторов, обогрев стекла, прикуриватель, парковочные датчики, звуковой сигнал, магнитола и другие мультимедийные системы, видеокамера заднего вида, противоугонная сигнализация, подогрев сидений, GPS-навигатор и прочие аксессуары и приборы, облегчающие работу водителю и доставляющие комфорт пассажирам.

Существует много дорожной и бытовой техники (электронасос, холодильник, ноутбук и т.д), которая легко может быть подключена прямо к прикуривателю внутри салона. Подключение осуществляется через специальный адаптер либо через встроенный или внешний блок питания с двойным преобразованием. Следует, однако, помнить, что гнездо прикуривателя не рассчитано на большой ток, и более 100 ватт нагрузки к нему лучше не подключать, иначе перегорит предохранитель или гнездо термически повредится.

Хотя, небольшой автомобильный холодильник потребляет ватт 40, что в переводе на амперы бортовой сети — не более 3,5 А. Некоторые автомобили с мощными генераторами оснащаются специально установленным инвертором с готовым выходом на 220 вольт с розеткой, чтобы сразу можно было подключить любой прибор с обычной вилкой. Напряжение на выходе встроенного инвертора может быть и другим, не обязательно 220 вольт.

Источник

Электрооборудование автомобилей

Электрооборудование в «жизни» любого автомобиля имеет большое значение – без него автомобиль не смог бы даже передвигаться.

Схема электрооборудования

В современных легковых автомобилях используется постоянное напряжение 12 вольт, в схемах электрооборудования грузовых автомобилей напряжение равно 24 В. Следует отметить, что в свое время легковые авто работали от напряжения 6V, но в силу ненадежности в середине XX столетия от таких электрических схем отказались.

В стандартную схему электрооборудования входит:

• аккумуляторная батарея, она нужна для запуска двигателя, и без нее автомобиль не заведётся;
• замок зажигания. С замка подается напряжение на стартер, а сам запуск осуществляется поворотом ключа в крайнее правое положение (по часовой стрелке);
• стартер, он является пусковым устройством – при повороте ключа зажигания бендикс стартера входит в зацепление с маховиком двигателя, мотор начинает вращаться;
• генератор – является устройством, вырабатывающим электрический ток. От генератора получают питание все потребители (фонари и фары, различные приборы, моторчики, допоборудование), к тому же от него подзаряжается аккумулятор;
• освещение автомобиля – передние фары, задние фонари, плафоны освещения салона, подкапотного пространства, багажника;
• система зажигания двигателя, которая на современных авто состоит из блока управления и различных датчиков;
• электропроводка, соединяющая между собой элементы электрооборудования.

Также в электросхеме автомобиля присутствуют реле разных типов, датчики, щиток приборов, блок коммутации с предохранителями, моторчики отопителя и стеклоочистителей. В машинах с богатой комплектацией дополнительно могут устанавливаться:

• электрические стеклоподъемники;
• система климат-контроля;
• мультимедиа;
• предпусковой подогреватель;
• электроподогрев сидений.

В электрическом оборудовании автомашины могут возникать различные неисправности, причем, выйти из строя может любой элемент схемы. Говоря о неисправностях, следует начать с одного из самых важных элементов – аккумуляторной батареи (АКБ). Автомобильный аккумулятор состоит из шести банок, каждая по два вольта, со временем аккумулятор теряет емкость и перестает заряжаться. АКБ становится непригодной к эксплуатации в связи с осыпанием пластин в банках, неисправности в аккумуляторе возникают по нескольким причинам:

• происходит естественное старение АКБ;
• аккумулятор часто работает при повышенных нагрузках и поэтому постоянно «садится»;
• в банках недостаточный уровень или не поддерживается необходимая плотность электролита;
• в корпусе есть трещины, через которые электролит утекает.

Проблемы с электрооборудованием нередко возникают из-за неисправного генератора, который тоже является очень важным узлом в машине. В генераторе встречаются две основные неисправности;

• шум подшипников;
• пропадание зарядки.

Если зарядка пропадает или она слабая, автомобиль работает только за счет аккумулятора. Когда ресурс АКБ исчерпан, батарея разряжается, а так как она от генератора зарядку не получает, потребители остаются без необходимой им электроэнергии, в результате:

• двигатель не запускается;
• не работает освещение, моторчик печки, магнитола и проч.

В значительной степени на работу авто влияет и состояние стартера – со сломанным пусковым устройством автомобиль можно завести только с буксира или толкача, что крайне неудобно.

Еще из частых и очень неприятных проблем с оборудованием можно отметить:

• замыкание электрических проводов на массу или между собой;
• потеря контактов в штекерах;
• обрыв проводов.

Безусловно, неисправности в работе любого потребителя приносят автовладельцам массу хлопот, но какое-то время с некоторыми неисправностями еще можно ездить, например, с нерабочим кондиционером или магнитолой. В дальнейшем все равно приходится производить ремонт, и от этого никуда не деться – неисправности в электрооборудовании автомобиля необходимо устранять.

Диагностика электрооборудования

Прежде чем приступить к ремонту электрооборудования, необходимо выяснить причины возникновения неисправности. Находят поломку с помощью диагностики, для выяснения причины использует различные инструменты и оборудование:

• мультиметры, вольтметры, омметры;
• стенды для проверки генераторов или стартеров;
• сканеры для компьютерной диагностики двигателей или автоматической трансмиссии.

Диагностируя аккумулятор, ареометром проверяют плотность электролита в банках, с помощью нагрузочной вилки выясняют, способна ли аккумуляторная батарея работать под нагрузкой. Диагностика электрооборудования – дело непростое, зачастую в электрике намного сложнее найти причину неисправности, чем произвести сам ремонт. Именно поэтому автоэлектрики пользуются большим спросом, а за их работу берется почасовая оплата.

Ремонт электрооборудования автомобиля

В ремонте электрооборудования есть немало различных нюансов, поэтому во многих случаях без квалифицированных автоэлектриков не обойтись. Безусловно, многие водители могут сами отремонтировать стартер или генератор, обслужить аккумуляторную батарею, но разобраться в электропроводке с большим количеством электроники иной раз не под силу даже достаточно опытному мастеру.

Также не просто провести диагностику двигателя. Сейчас уже практически нет таких автомобилей, у которых системой зажигания не управлял бы электронный блок. Для выяснения причины неисправности используются специальные автомобильные сканеры, или к бортовой системе авто подключается ноутбук. На мониторе диагностического устройства отображаются ошибки, которые есть в электрической схеме, на экран выводятся различные параметры. Ремонт в системе зажигания сводится к замене датчиков, восстановлению контактов в проводах или к замене самой проводки.

Электрооборудование автомобилей ВАЗ

У таких автомобилей как ВАЗ-классика различных моделей (ВАЗ 2101- 07) схема электрооборудования самая простая, особенно у машин с карбюраторными двигателями. Особой сложностью не отличается и электрооборудование автомобилей ВАЗ-2108-09 (карбюратор).

На автомобилях ВАЗ 2101-07 ранних выпусков устанавливается электрооборудование с простейшей системой зажигания (СЗ), в состав которой входит:

• свечи зажигания;
• высоковольтные провода с наконечниками;
• трамблер (прерыватель-распределитель);
• катушка зажигания.

На подобной системе СЗ в прерывателе трамблера установлена контактная группа, а чтобы контакты меньше подгорали, в схему включен конденсатор. На более поздней «Классике» стала применяться бесконтактная СЗ – в схему был дополнительно включён коммутатор, а в трамблере вместо контактной группы прерыванием стал управлять датчик Холла.

На последних выпусках ВАЗ-классика зажиганием управляет электронный блок, в схеме СЗ есть датчики:

• холостого хода;
• положения дроссельной заслонки;
• положения коленвала;
• массового расхода воздуха.

На карбюраторных ВАЗ 2108-09 также применялась простая СЗ, но уже с первых выпусков машин в схему был включён коммутатор и трамблер с датчиком Холла.

В схеме электрооборудования автомобилей ВАЗ также присутствует генератор, стартер, замок зажигания, электрическая проводка, блок предохранителей и прочие элементы. В современных автомобилях ВАЗ, таких как Chevrolet Niva, Lada Калина, Ларгус, Приора, Гранта, Datsun Mi-Do или On-Do используется система зажигания с электронным блоком управления, но в целом схема электрооборудования в этих машинах от более старых моделей принципиально ничем не отличается.

Типичные неисправности в электрооборудовании ВАЗ

В каждой модели автомобиля есть характерные неисправности, которые чаще всего встречаются. Например, в системах зажигания с трамблером на автомобилях ВАЗ нередко выходили из строя коммутаторы напряжения, перегревалась катушки зажигания. На более современных переднеприводных ВАЗ нередко выходят из строя различные датчики (ДМРВ, датчик скорости, распределительного вала, положения дроссельной заслонки).

Не отличается особой надежностью и генераторы – достаточно быстро начинает шуметь подшипники, пропадает зарядка. Причина выхода из строя подшипников – плохое качество самих деталей, особенно, если они неоригинального производства. Шуметь генератор также может по следующим причинам:

• перетянут натяжной ремень;
• искривился шкив генератора.

Зарядка чаще всего пропадает при выходе из строя реле-регулятора, реже в отказе виновата статорная или роторная обмотка, также еще могут сноситься генераторные щетки.

Наиболее часто встречающаяся причина неработоспособности стартера – вышедший из строя бендикс. Еще стартер отказывается работать из-за неисправного втягивающего реле, якоря (ротора), износа щеток в шуточном узле. Если из строя выходит сразу две или три дорогостоящие детали стартера (например, ротор и обмотка статора), иногда разумнее поменять весь узел целиком, то есть, купить новый стартер.

На многих ВАЗ нередко возникают замыкания и обрывы электропроводки, окисляются штекера и контакты. Ремонтировать автомобили тольяттинского производства приходится чаще, чем иномарки, но у машин ВАЗ есть большой плюс – ремонт и запчасти стоят недорого, а сама работа не представляет особой сложности.

Источник