Курс лекцій ЕЛЕКТРОННЕ ТА ЕЛЕКТРИЧНЕ ОБЛАДНАННЯ АВТОМОБІЛІВ І

Курс лекцій “ЕЛЕКТРОННЕ ТА ЕЛЕКТРИЧНЕ ОБЛАДНАННЯ АВТОМОБІЛІВ І ТРАКТОРІВ” 1

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. 2. 3. 4. 5. 6. Сажко В. А. Електрообладнання автомобілів і тракторів. К. Каравела 2009. 400 с. Ютт В. Е. Электрооборудование автомобилей. - М. : Телеком, 2009, 440 с. Чижков Ю. П. , Акимов А. В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М. : За рулем, 1999, 384 с Набоких В. А. Апараты систем зажигания: учебное пособие М. : «Академия» , 2009 -320 с. Соснин Д. А. Автотроника. Электрооборудование и системы бортовой автоматики легковых автомобилей. М. : СОЛОН-Р, 2005, 272 с. Том Дентон. Автомобильная электроника; перевод с англ. –М. : НТ Пресс, 2008. – 576 с 2

Склад курсу: • • 1. Система енергопостачання; 2. Система пуску; 3. Система запалювання; 4. Система освітлення та сигналізації; 5. Контрольно-вимірювальні прилади; 6. Допоміжне обладнання; 7. Електронні системи автоматичного керування двигуном і трансмісією. 3

Питання лекції: 1. Значення електронного та електричного обладнання авто тракторної техніки в підвищенні їх експлуатаційних властивостей. 2. Історія розвитку електрообладнання та елементи електротехніки. 3. Загальні вимоги до автотракторного електрообладнання. 3. 1 Умови експлуатації автотракторного електрообладнання. 3. 2 Основні технічні вимоги до автотракторного електрообладнання. 3. 3 Цифрові позначення виробів електрообладнання автотракторної техніки. 4. Типові схеми та системи автотракторного електрообладнання. Позначення в електричних схемах. 4

Лекція 1 ВСТУП. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ АВТОМОБІЛІВ • Класифікація автомобільного обладнання: ЕО ретроавто до 1920 р • Бортове обладнання автомобілів Електричне обладнання автомобілів Перше покоління 1930 – 1949 Друге покоління 1950 – 1979 ЕО концепткарів після 2015 Електронне обладнання автомобілів Третє покоління 1980 – 2000 Четверте покоління 2000 – 2200 5

Перше покоління 1930 – 1949 рр. • Генератори постійного струму з електромеханічними регуляторами напруги • Карбюратори з механічним керуванням • Стартери з механічним або електричним керуванням, без редуктора • Кислотні АКБ з розділеними акумуляторами • Системи запалювання з магнето (без АКБ) • Контактні системи запалювання (батарейні СЗ) • Системи освітлення з лампами розжарювання • Стрілочні контрольно – вимірювальні прилади • Круглі фари системи головного освітлення 6

Друге покоління 1950 – 1979 рр. • Генератори змінного струму з напіпровідниковими регуляторами • Карбюратори з електронним керуванням або системи впорскування типу К • Стартери з електромагнітним керуванням та редуктором приводу • Малообслуговуємі АКБ (герметизовані) • Транзисторні системи запалювання • Нові моделі КВП, системи освітлення • Електропакет, радіофікація 7

Третє покоління 1980 – 2000 рр. • • Екологічні вимоги ОБД-І, ОБД-ІІ Системи впорскування К, L, M ЕСАУ ДВЗ Гальмові системи з електронним керуванням, модифікації АБС Необслуговувані АКБ, Конденсаторний пуск Турбонаддув ДВЗ, кодиціювання повітря, новий дизайн КВП Бортова система самодіагностування, системи навігації Новий дизайн систем освітлення 8

Четверте покоління 2000 -2200 рр. • Бортові комп’ютери з контролем всіх систем автомобіля • Ситеми впорскування Д, Плазмове запалювання • Супутникова навігація, автопошук • Системи безпеки, автопілот • Електронне керування системами газороподільчого механізму • Газорозрядні системи освітлення, новий дизайн • Спеціальні системи сигналізації • Гібридні автомобілі 9

Історія в датах • 1860 р. – Етьен Ленуар – газовий двигун з запалюванням на основі котушки. • 1866 р. – Карл Бенц – двигун з запалюванням від магнето. • 1889 р. – Жорж Бутон – переривач низької напруги для системи запалювання. • 1895 р. – застосував генератор для підзаряджання АКБ 10

• 1902 р. – Р. Бош впровадив сучасний прообраз магнето (Н – подібний символ). • 1905 р. – Г. Лукас – трьохщітковий генератор. • 1907 р. – Ф. Каттерінг – запатентував батарейне запалювання (Delco). • 1912 р. – Ф. Каттерінг – стартер на автомобілях Каділак. • 1930 р. – регулятор напруги генератора. • 1936 р. – Лукас запропонував + на масі. • 1950 р. – мигаючі вказівники поворотів. 11

Електричний струм (I) Електричний струм – направлений рух електронів, який виникає при наявності джерела струму і електричного кола. Символи Символом електричного струму або електричної сили струму прийнято символ – I. Одиниці вимірювання Головною одиницею електричного струму являється 1 Ампер (А). Зазвичай в електроніці рівні струму лежать від Мікроамперів (µА) до декількох амперів (А). В силовій енергетиці – Кілоампери (k. А). Кілоампери 1 k. A 1 000 A 103 A Ампери 1 A 1 A 100 A Міліампери 1 m. A 0, 001 A 10 -3 A Мікроампери 1µA 0, 000 001 A 10 -6 A 12

Напрям струму показано в електричному ланцюзі стрілкою Технічний напрям струму визначено – від «+» Плюса до «-» Мінуса Фізичний напрям струму, назване електронним струмом від «-» Мінуса до «+» Плюса Фізичний напрям Технічний напрям 13

Вимірювання електричного струму Вимірювальний прилад – амперметр, завжди пвдключається послідовно в електричний ланцюг. Для чого необхідно роз’єднати провідник електричного ланцюга і в розрив встановити амперметр. Опір амперметра повинен бути мінімальним. Увага: при проведенні вимірювань знати тип струму (змінний/постійний); при вимірюванні постійного струму дотримуватись полярності; границя вимірювань повинна відповідати можливостям амперметра, великі струми вимірювати струмовимірювальними кліщами; струм може бути розрахований по закону Ома якщо відомий опір та напруга в ланцюзі 14

Електрорушійна сила E (ЕРС) і напруга (U) Напруга джерела струму: U=E-IR 0 E – ЕРС, В ; I – струм, А; R 0 – внутрішній опір джерела струму, Ом. Приклад: Напруга АКБ в стартерному режимі: U= 12, 66 - 500 * 0, 01 = 7, 66 В. Мегавольт 1 МВ 1 0000 В Кіловольт 1 k. В 1 000 В Вольт 1 В 1 В Мілівольт 1 m. В 0, 001 В Мікровольт 1µВ 0, 000 001 В 106 В 103 В 100 В 10 -3 В 10 -6 В 15

Вимірювання електричної напруги Вимірювальний прилад напруги (вольтметр) завжди підключається паралельно споживачу або ж джерелу живлення. Щоб не вносити великих змін по зміні параметрів в колі, внутрішній опір вольтметра повинен бути максимально великий. При вимірюванні напруги необхідно враховувати: - Встановити тип напруги (постійного/змінного струму) - При вимірюванні напруги постійного струму необхідно наслідувати полярність. - Діапазон потрібно вибрати на початку вимірювань. 16

Електричний опір (R) Потоку електронів в колі може перешкоджати: зменшення поперечного перервізу провідника; поганий контакт; використання паганопровідного матеріалу в якому є лише невелика кількість псевдо-вільних електронів. Цей стан називається як опір провідника (ланцюга). Існує 5 -ть відмінностей, які характеризують опір в любому електричному колі: 1. Атомарна структура матеріалу. 2. Довжина провідника. 3. Діаметр провідника. 4. Температура провідника. 5. Фізичні умови провідника. 17

Вимірювання електричного опору При вимірюванні опору омметром, необхідно виконати наступні вимоги: Компонент кола, який буде вимірюватись, повинен бути не з’єднаний із джерелом живлення на протязі вимірювання, так як прилад вимірювання розраховує опір через напругу або струм. Також компонент повинен бути вийнятий в крайньому разі з однієї сторони із схеми. В іншому випадку при паралельному з’єднанні компонентів схеми будуть змінені результати вимірів. Полярність при вимірюванні ролі не грає. 18

Закон Ома - Визначає відношення між током, напругою і опором в електричному колі. - Якщо відомі дві електричні величини то третя може бути знайдена 19

Послідовне з’єднання – електричний ланцюг в якому всі компоненти підключени один за одним. • • І = І 1 = І2 = І3 ; U = U 1 + U 2 + U 3; U/I = U 1/I 1 + U 2/I 2 + U 3/I 3 ; R = R 1 + R 2 + R 3; 20

Паралельне з’єднання • При паралельному з’єднанні забезпечується два і більше шляхів для переходу струму • • І = І 1 + І 2 + І 3; U = U 1 = U 2 = U 3; R = U/I = U/( І1 + І2 + І3) 1/R = 1/ R 1 + 1/ R 2 + 1/ R 3 21

3. 1 Умови експлуатації виробів електрообладнання Для поміроного клімату (У); холодного (ХЛ); тропічного (Т) У Мінімальна температура навколишнього середовища при монтажі елементів електрообладнання в кабіні, закритому кузові і зовні машини, а також елементів електрообладнання, яке повинно працювати до передпускового підігріву двигуна, ºС: Робоча Максимальна відносна вологість повітря при монтажі всих видів обладнання, % При температурі 25 ºС Мінімальний атмосферний тиск при монтажі всих видів обладнання, ПА Т 70 80 Умови навколишнього середовища Максимальна температура при монтажі елементів електрообладнання на двигуні у моторному відсіці, ºС: Робоча Максимальна Виконання ХЛ 70 80 - 40 - 45 - 55 - 60 - 20 - 45 98 98 98 61300 22

Допустимі вібраційні навантаження Показники Частота вібрацій, Гц Максимальне прискорення (уповільнення) при навантаженнях: Вібраційних Ударних Час випробовування, ч (число ударів) Елементи електрообладнання Які Решта встановл. на двигуні 50 50 10 g 15 g 5 g 10 g 8 (10000) 23

3. 2 Основні технічні вимоги до автотракторного електрообладнання Значення номінальної напруги споживачів приймається із ряду 6, 12, 24, 36 В (визначається номінальною напругою акумуляторної батареї), а генераторів 7, 14, 28, 42 В. Зміна напруги живлення від 0, 50 Uном до 1, 25 Uном Ізоляція обмоток і струмоведучих частин електрообладнання відносно корпусу повинні витримувати без пошкоджень на протязі 1 хв дію виприбовувальної напруги частотою 50 Гц, напругою 500 В. Гранично допустимі підвищення температури 100 -115 ºС Гранично допустимі підвищення напруг: 24

3. 2 Основні технічні вимоги до автотракторного електрообладнання - За ступенем розповсюдження радіоперешкод вироби електрообладнання виконуються: неекрановані, з частковим екрануванням або з поміхозахисними елементами і екрановані. - Способи захисту від радіоперешкод автомобілів і тракторів для кожного виробу електрообладнання розробляються окремо. - Надійність експлуатації автомобілів і тракторів та їх техніко експлуатаційні показники в значній мірі залежать від надійності елементів електрообладнання. Надійність виробів електрообладнання характеризується: - Для ремонтопридатних і не ремонтопридатних виробів – гамма -процентною безвідмовністю і середнім напрацюванням на відказ (в кілометрах пробігу автомобіля, часах роботи двигуна, числом включень) або інтенсивністю відказів. 25

3. 3 Цифрові позначення виробів електрообладнання Для виробів автотракторного електрообладнання використовується цифрові позначення 0000, де перші два знака відповідають порядковому номеру Моделі (перша модель – 11, друга – 12 і т. Д. ), третій знак – модифікація виробу, четвертий – виконання, чотири знака після крапки вказують на номер типової підгрупи. 26