Министерство образования Российской Федерации

Волжский филиал МАДИ (ГТУ)

Факультет Транспортное машиностроение

Кафедра электротехники и электрооборудования

Кузин Н. П.

Теория, конструкция и расчет автотракторного электрооборудования.

(конспект лекций)

Чебоксары 2011

Лекция 1

Системы электрооборудование автомобилей. Состав, назначение функциональных устройств

Электрооборудование автомобилей представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и устройств, которые обеспечивают надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, комфортные условия для водителя и пассажиров.

Система – группа устройств, выполняющих общую задачу. Системный подход позволяет разбивать сложные технические объекты на легко контролируемые части, для которых определены границы и связи между ними.

Рис. 1.1. Система и устройства

Различают системы с открытым контуром управления и системы с замкнутым контуром управления.

Системы с открытым контуром управления не используют для работы обратную связь. Примером открытой системы управления дла транспортного средства, является система освещения, световой и звуковой сигнализации , где входное воздействия производится включателем, а реакция системы – включение освещения.

Рис.1.2. Система с открытым контуром управления

Системы управления с замкнутым контуром охвачены петлей обратной связи. Пример системы этого типа – автоматическая система управления температурой. Температура в салоне определяется датчиком температуры, по кманде которого включается или отключается нагреватель.

Рис.1.3. Система с замкнутым контуром управления

Электрооборудование современного автомобиля и трактора можно подразделить на системы электроснабжения, электрического пуска, зажигания, освещения, контроля, комфорта и на системы, обеспечивающие безопасность движения и оптимизацию рабочих процессов.

система электроснабжения, предназначена для снабжения электрической энергией потребителей и состоит:

• генератора, который обеспечивает электроэнергией потребителей и заряд аккумуляторной батареи при работающем двигателе;

• аккумуляторной батареи, которая обеспечивает электроэнергией потребителей при неработающем двигателе;

• регулятора напряжения, который предназначен для поддержания постоянного напряжения генератора;

• выпрямителя, который преобразует переменный ток в постоянный.

система электростартерного пуска двигателя, предназначена для принудительного вращения коленчатого вала двигателя и состоит:

• аккумуляторной батареи;

• стартера;

• реле управления;

• средств облекчения пуска.

система зажигания, предназначена для обеспечения искрообразования в цилиндре в конце фазы сжатия и, воспламенять сжатый объем воздушно-топливной смеси, состоит:

• датчика оборотов коленчатого вала;

• датчика разряжения в коллекторе;

• регулятора момента зажигания;

• коммутатора;

• накопителя энергии (катушка зажигания),

• распределителя;

• свечей зажигания.

система освещения, световой и звуковой сигнализации предназначена для освещения дорги, определения габаритов автомобиля, сигнализации маневра, освещения номерного знака, кабины, комбинации приборов и т. д. и состоит:

• фар головного освещения и противотуманных фонарей;

• свтосигнальных приборов;

• габаритных, стояночных, и т.д. фонарей;

• указателей поворота;

• звуковой сигнализации;

• реле управления.

система электронного управления двигателем автомобиля предназначена для точного определения момента зажигания, улучшения запуска, снижение потребления топлива и вредных выбросов и т. д. и состоит:

• датчиков оборотов коленвала, нагрузки, детонации, температуры, воздушного потока, и т. д.;

• блока управления, в котором установлена программа и значения установочных данных;

• исполнительных устройств коммутатоа, топливного инжектора, топливного насоса, привода оборотами холостого хода и т. д.

система информации и контроля технического состояния автомобиля, предназначена для сбора, обработки, хранения и отображения информации о режиме движения и техническом состоянии автомобиля и состоит:

• датчиков состояния;

• комбинация контрольно-измерительных приборов;

• бортовой системы контроля (БСК) и т. д.

система электропривода вспомогательного электрооборудования, предназначена для обеспечения отпления, вентиляцию кабины, очистку стекол, и т. д. и состоит:

• электродвигателей;

• передаточных механизмов;

• реле управления.

Не все перечисленные системы окончательно сформировались. Одни достигли определенной степени совершенства, другие находятся в стадии формирования.

Условия эксплуатации автотракторного электрооборудования. Основные технические требования

Условия работы автотракторного электрооборудования определяются, прежде всего, условиями эксплуатации, а также местом установки отдельных агрегатов электрооборудования. Современное автотракторное электрооборудование эксплуатируется в разных климатических зонах. В зависимости от климатических условий эксплуатации изделия автотракторного электрооборудования и приборы выпу­скаются в следующих исполнениях:

1. для умеренного климата (У);

2. для холодного климата (ХЛ);

3. общеклиматического исполнения (О);

4. для тропического климата (Т).

Условия эксплуатации элементов электрооборудования испол­нений У, ХЛ и Т приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Температура и атмосферные условия	У	ХЛ	Т
Макс. температура окруж. Среды С: подкапотное пространство; в кабине или снаружи.	70 65	90 65	100, 125 65
Мин. температура окруж. Среды С: подкапотное пространство; в кабине или снаружи.	-40 -50	-40 -60	-20 -45
Относительная влажность воздуха при t 40 С, %	95	95	95

Электрооборудование должно сохранять работоспособность после воздействия температуры -60⁰С для исполнения ХЛ и -45⁰С для исполнения У и Т во время хранения.

При низких температурах, например, сни­жается емкость аккумуляторных батарей и механическая проч­ность электрической изоляции; при высоких снижается надежность работы электронных систем, сокра­щается срок службы аккумуляторных батарей.

Электрооборудование во время эксплуатации подвергается воздействию вибрационных перегрузок. Например, вибрация приборов, установленных на двигателе, может дости­гать 10—15 дБ.

Децибел - это безразмерная единица, применяемая для измерения отношения некоторых величин - «энергетических» (мощности, энергии, плотности потока мощности и т. п.) или «силовых»  (силы тока, напряжения и т. п.). Децибел - это относительная величина.

Перевод отношения мощностей в дБ:

Р1/Р2	10000	100	10	4	2	1.261	1	0.79	0.5	0,25	0,1	0.01	0,0001
L дБ	40	20	10	6	3	1	0	−1	−3	−6	−10	−20	−40

Динамические перегрузки, воздействующие на элементы электрооборудования, нарушают нормальный ре­жим их работы, снижают прочность, увеличивают износ, что может привести к их повреждению или разру­шению.

Элементы автотракторного электрооборудования должны выдерживать без повреждений, и поломок воздействия вибрационных и ударных нагру­зок, которые указаны в табл. 2.2

Таблица 2.2

Место установки	Вид нагрузки	Частота, Гц	Макс. ускорение, м/с2	Продолжи тельность
Подкапотное пространство	вибрация; удары.	50 -250 150	100 (10 g, g = 9,8 м/сек2) 150	8 ч 100 ударов
В кабине или снаружи.	вибрация; удары.	50 100	50 100	8 ч 1000 ударов

В процессе эксплуатации на элементы электрооборудования попадает грязь, масло, пыль, вода содержащая соли, топливо. Это вызывает снижение электрической прочности, старение изоляции и коррозию металлческих поверхностей элементов электрооборудования. Защита от коррозии осуществляется лакокрасочными, химическими, гальваническими покрытиями. Выбор вида защитного покрытия производят в соответствии с назначением детали, узла или изделия с учетом четом их конструктивных особенностей.

Изделия автотракторного электрооборудования должны быть защищены от попадания посторонних предметов, вредных отложений и воды.

Изделия электрооборудования должны быть совместимы между собой и внешней средой и сохранять работоспособность в условиях элетромагнитного воздействия.