Электроника автомобиля – Схема-авто – поделки для авто своими руками – Автоэлектрика или схема автомобиля для автоэлектриков и автолюбителей, переделки для авто своими руками и поделки
Электрообору́дование автомоби́ля — совокупность устройств, вырабатывающих, передающих и потребляющих электроэнергию на автомобиле.
Электрооборудование автомобиля представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и устройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров.
Практически всегда для питания бортовых электроприёмников используется постоянное напряжение. На ранних автомобилях использовалось напряжение 6 В, сейчас преобладает напряжение 12 В на легковых автомобилях и лёгких грузовиках и 24 В на тяжёлых грузовиках и автобусах с дизельными двигателями [источник не указан 37 дней] .
Проводка обычно однопроводная — в качестве второго провода используется «масса» — металлический кузов и рама автомобиля. Это упрощает и удешевляет проводку, но снижает её надёжность в отношении коротких замыканий. К корпусу («массе») автомобиля подключают, как правило, отрицательные клеммы источника электроэнергии, это снижает коррозию металлических элементов кузова.
Напряжение бортовой сети достаточно условно. Если указано, что сеть 12-вольтовая, то на клеммах генератора напряжение будет приблизительно 13,7 — 14 вольт, в зависимости от модели автомобиля и настройки регулятора напряжения.
На подавляющем большинстве современных автомобилей источником питания является синхронный генератор трёхфазного переменного тока с приводом от основного двигателя; трёхфазный переменный ток с генератора поступает на встроенный трёхфазный выпрямитель и схему регулятора напряжения — в современных автомобилях регулятор напряжения встроен в корпус генератора. Для постоянного и непрерывного питания части потребителей при неработающем двигателе, таких как освещение, автомагнитола, стоп-сигналы, противоугонная сигнализация, а также для полного запитывания всех систем автомобиля при запуске двигателя, служит автомобильный аккумулятор. После запуска двигателя аккумулятор подзаряжается от генератора, а в дальнейшем он работает в буфере с генератором, сглаживая перепады напряжения при подключении мощных потребителей. Мощность генератора современного легкового автомобиля среднего класса лежит в пределах около 900-1300 Ватт.
На старых автомобилях использовались генераторы постоянного тока, имевшие бо́льшие размеры и массу в сравнении с трёхфазными генераторами; для поддержания постоянства напряжения использовался реле-регулятор, состоящий из трёх устройств — регулятор напряжения, ограничитель тока и реле обратного тока.
В ряде случаев на автомобилях специального назначения, а также на бронетанковой технике устанавливают дополнительный генератор с приводом от отдельного двигателя внутреннего сгорания (т. н. вспомогательная силовая установка), что позволяет снабжать потребителей электроэнергией независимо от работы основного двигателя.
К ним относятся: выключатели и переключатели, реле, предохранители, колодки разъёмов, распределительные и коммутационные коробки, а также силовые блоки.
Системы автомобиля, в зависимости от модели и комплектации:
- ABS — антиблокировочная система колёс (антиюзовый автомат торможения)
- SRS — система безопасности (подушки безопасности, натяжители ремней и т. д.)
- EFI, ЭСУД — электронные системы управления двигателем
- Автоматическая коробка передач с электронным управлением
- Маршрутный компьютер
- и другое
Световые приборы[править | править код]
Автомобильные световые приборы делятся на наружные и внутренние.
-
К наружным относятся фары (с ближним и дальним светом), габаритные огни, указатели поворота (совмещены с аварийной сигнализацией), стоп-сигналы, фонари заднего хода, фонари освещения номерного знака, противотуманные фары, контурные огни, прожекторы, в некоторых случаях — декоративные лампы.
Прочие потребители[править | править код]
Некоторые виды бытовой техники, приспособленной также и для работы в автомобиле, могут получать питание от автомобильной электросети (подключение осуществляется либо через специальное гнездо, либо через гнездо прикуривателя). Для этой цели применяются различные адаптеры — от простейших делителей напряжения до импульсных блоков питания с двойным преобразованием тока. Но гнездо прикуривателя изначально не было рассчитано на подключение иных потребителей, кроме как нагревательного элемента «электрозажигалки», поэтому нередки перегорания предохранителей и термическое повреждение гнезда (необходимо рассчитать допустимый потребляемый ток по предохранитялям прикуривателя).
На некоторых машинах с мощными генераторами может быть установлен инвертор с выходом ≈ 220 Вольт для питания обычной бытовой техники. Мощные машины специального назначения могут иметь другие сети с другими питающими напряжениями.
Электроника в автомобиле
Электроника в автомобиле
Сегодня никого уже не удивишь обилием электроники в автомобиле, особенно высокого класса — в «Линкольне» модели Mark VIII только микропроцессоров больше, чем на ином современном истребителе. Рынок автомобильной электроники является одним из четырех наиболее быстрорастущих секторов электронной промышленности (после телекоммуникационного, компьютерного и промышленного оборудования), которая, в свою очередь, является наиболее быстрорастущей — в среднем 8…10% в год — крупнейшей отраслью мировой промышленности. Причем основная доля стоимости электронных устройств за рубежом приходится не на сервисные устройства (магнитолы, охранная сигнализация и т. п.), а на средства управления собственно системами автомобиля и обеспечения безопасности.
Их доля в стоимости современного автомобиля пока также возрастает, достигая сейчас в среднем 10…15%, хотя аналитики и предсказывают ее стабилизацию в ближайшем будущем на уровне примерно 20…25%. Учитывая, однако, непрерывное снижение удельной стоимости электронных устройств (в пересчете на одну функцию), нельзя сомневаться в том, что число функций, выполняемых электронными устройствами в автомобиле, и их разнообразие будут неуклонно расширяться и далее, по крайней мере, до тех пор, пока потребитель будет в состоянии ими воспользоваться.
Благодаря постепенному восстановлению связей между российской и мировой экономикой дисбаланс цен между электроникой и прочей машиностроительной продукцией, существовавший в советские времена, уходит в прошлое. Вместе с этим необходимость одновременного повышения экономичности, экологичности и улучшения ходовых качеств автомобилей становится актуальной и для отечественных автозаводов.
Во-первых, это связано с тем, что экспорт морально устаревшей продукции в развитые страны становится практически невозможен, даже по заниженным ценам, а предприятия нуждаются в твердой валюте для оплаты импортируемых комплектующих. Вовторых, в последнее время в нашей стране были приняты и вскоре должны быть введены в действие соответствующие мировой практике более жесткие нормативы на допустимые уровни загрязнения воздуха и безопасность автомобилей, что приблизит нас к условиям, сложившимся на мировом автомобильном рынке. В этой связи обращение к опыту мировой автопромышленности выглядит совершенно естественным и оправданным. У нас сейчас ВАЗ комплектует системами электронного управления впрыском и зажиганием более 40% выпускаемых автомобилей.
В настоящее время наиболее важным и экономически оправданным является широкое внедрение электронных систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также систем для повышения безопасности — как активной (АБС — антиблокировочная система (AntiBlocking System), АПС — антипробуксовочная система )так и пассивной (подушки безопасности). Кроме этого, разработаны и уже находят применение другие электронные системы — управления подвеской, навигационные, парковочные и т. д., но они пока скорее роскошь, чем необходимость.
Долгое время единственным электронным узлом в автомобиле, кроме радиоприемника, была система зажигания. Классическая искровая система зажигания была впервые предложена Филиппом Лебоном в 1801 г., а первое промышленное применение она нашла на газовом двигателе Ленуара в 1860-1864 гг. Однако из-за низкого уровня электротехники того времени искровое зажигание работало ненадежно. Поэтому до 90-х годов прошлого века большинство двигателей внутреннего сгорания строили с использованием калильного зажигания (сильно нагретого тела в камере сгорания).
Ситуация изменилась с созданием Робертом Бошем вполне надежного и компактного магнето. Далее, в 10-х годах нашего века благодаря совершенствованию конструкции запальной свечи, катушки зажигания и подбору материалов контактов удалось добиться удовлетворительной работы и от батарейной системы зажигания. Тем не менее она, особенно контакты, все равно оставалась одной из наиболее ненадежных и требующих ухода частей автомобиля. Нужны были принципиально иные решения.
Первые электронные системы зажигания были созданы в 1940-х годах на основе газонаполненных тиратронов, однако широкого применения не нашли из-за громоздкости и хрупкости конструкции. Массовое применение транзисторные системы зажигания — сначала контактные, затем бесконтактные — нашли в начале 1960-х годов, когда General Motors Corp. (GMC) стала оснащать ими свои серийные автомобили. Дальнейшее распространение электронных систем зажигания общеизвестно. Отдельный интерес представляет система с высокочастотным разрядом Direct Ignition (SAAB), заимствованная у реактивных двигателей. При ее создании использованы те обстоятельства, что напряжение пробоя для высокочастотного (80…200 кГц) напряжения оказывается раза в два-три меньше, чем для низкочастотного, и вместо тонкой нитевидной искры получается шарообразный разряд с существенно большей поверхностью.
Понижение напряжения делает систему менее чувствительной к замасливанию и нагару на свечах, а шарообразная форма искрового разряда ускоряет воспламенение и повышает надежность поджигания бедных смесей. Однако конструктивная сложность и более высокая стоимость этой системы, а также то, что она генерирует обильные радиопомехи, привели к снятию ее с производства после внедрения систем распределенного впрыска с электронным управлением(Условия работы свечей и системы зажигания в целом на таких двигателях много легче, чем на карбюраторных) .
Вопреки распространенному мнению, впрыск топлива также не является новым изобретением. Более того, первоначально почти во всех двигателях внутреннего сгорания, работавших на жидком топливе, была использована именно система впрыска. Однако вскоре стало ясно, что она требует довольно сложного механизма регулирования количества впрыскиваемого топлива и топливных насосов-дозаторов, изготовленных с высокой точностью. В начале века это обходилось очень дорого, при разумной же цене не обеспечивало необходимой надежности и стабильности характеристик. Поэтому после изобретения Донатом Банки простого и дешевого распылительного карбюратора о системах впрыска в автомобилестроении почти забыли. Они остались только в дизельных двигателях, повышенная себестоимость которых, кстати, во многом обязана дороговизне аппаратуры непосредственного впрыска высокого давления. Механические устройства управления впрыском из-за их высокой цены на массовых автомобилях почти не применяли. Первые системы с электрическим управлением были созданы еще в 1939 г. (Moto Guzzi, Италия), но так и остались технической экзотикой.
В 1957 г. фирма Chrysler представила автомобильную электронную систему управления впрыском топлива, выполненную на вакуумных лампах, также не нашедшую широкого применения из-за дороговизны. Большее распространение в начале 1970-х годов получили транзисторные системы, примененные на немецких (Volkswagen, 1967) и японских (Nissan, 1971) автомобилях, экспортируемых в США. На рубеже 70-х и 80-х годов в Японии, США и несколько позже в Германии начали внедрять комплексные микропроцессорные системы управления.
Карбюратору присущи многие недостатки: нестабильность регулировок, особенно при смене температуры и сорта топлива; неравномерное распределение топлива по цилиндрам; низкая точность работы при малых нагрузках, вынуждающая настраивать карбюраторы таким образом, что на холостом ходу и малой нагрузке горючая смесь оказывается излишне обогащенной. Кроме того, карбюратор увеличивает сопротивление всасыванию воздуха. Из-за наличия поплавковой камеры работа карбюратора ухудшается в условиях сильной тряски, ускорений на поворотах и при наклонах До поры до времени эти недостатки применительно к массовым автомобилям были вполне скомпенсированы простотой и дешевизной карбюраторов. Тем не менее в дорогих автомобилях, а также в поршневой авиации уже с конца 30-х годов наметился возврат к использованию систем впрыска топлива с механическим управлением. Они были весьма сложны и дороги, но позволяли повысить экономичность и стабильность работы двигателей.
Однако по мере ужесточения требований к экологической чистоте выхлопа и упрощению обслуживания массового автомобиля, обеспечить их выполнение совершенствованием карбюраторов оказалось уже практически невозможным(Типовым требованием на рынке США является необходимость в первом ТО двигателя и трансмиссии не ранее, чем через 80…100 тыс. миль пробега). Сущность проблемы состоит в том, что, если горючая смесь бедна, она плохо поджигается, неустойчиво горит, склонна к детонации и при сгорании дает много окислов азота NOx. Попав в атмосферу и соединясь с водой, эти окислы образуют азотную и азотистую кислоты. Если же топлива в смеси оказывается больше, чем может быть сожжено в имеющемся количестве кислорода, то неполное сгорание топлива приводит к выбросам углеводородов CmHn, угарного газа CO, бензапиренов, альдегидов, а при еще большем избытке топлива — и весьма канцерогенной копоти (дыма). При сильном нарушении соотношения между количествами воздуха и топлива топливовоздушная смесь вообще перестает воспламеняться, что, без сомнения, знакомо многим автомобилистам. Резко — более чем в десять раз — уменьшить количество вредных выбросов можно, используя каталитический нейтрализатор (дожигатель) выхлопных газов, однако для его работы необходим вполне определенный состав выхлопных газов. В частности, нейтрализатор не терпит работы на этилированном бензине. Нарушение этих условий приводит к необратимому выходу нейтрализатора из строя.
Тем не менее появление и быстрое удешевление микропроцессорной техники позволило создать системы впрыска топлива для бензиновых двигателей, во-первых, не требующие дорогих прецизионных механических устройств, а, во-вторых, обладающие существенно большими возможностями, нежели механические. В результате применение электронных систем управления впрыском и зажиганием топлива с конца 1980-х годов в развитых странах стало экономически оправданным на автомобилях практически всех классов.
Система впрыска с электронным управлением (EFI — Electronic Fuel Injection) при использовании датчика содержания кислорода в выхлопных газах (л-зонда) позволяет обеспечить для каждого цилиндра очень стабильное (+0,5%) соблюдение оптимального соотношения по массе подаваемого топлива и засасываемого воздуха (1:14,65 для бензина). Это необходимо как для обеспечения работоспособности каталитического нейтрализатора, так и для достижения наилучшего компромисса между мощностью и экономичностью работы двигателя. Системы впрыска топлива условно подразделяют на три группы — с центральным впрыском, когда распылительная форсунка одна на весь впускной коллектор( Иногда ее приходится дополнять второй — пусковой форсункой, работающей при холодном двигателе и отключающейся по мере прогрева) , с распределенным (многоточечным) впрыском, если форсунки установлены во всасывающих патрубках каждого цилиндра вблизи от впускных клапанов, и с прямым (непосредственным) впрыском, когда форсунка смонтирована непосредственно в стенке или головке цилиндра и подает топливо непосредственно в цилиндр в такте сжатия, когда клапаны уже закрыты. В первых двух случаях давление топлива при его подаче не превышает 4…10 кГ/см 2 , тогда как при непосредственном впрыске в дизеле оно может достигать 600, а в бензиновом двигателе — 50 кГ/см 2 .
Самая дешевая система — с центральным впрыском — фактически дает только два существенных преимущества — вибростойкость и отсутствие необходимости в частой регулировке. Наилучшее отношение цена/качество в настоящее время обеспечивают системы распределенного впрыска во впускные патрубки (рис. 1). Системы непосредственного впрыска в бензиновых двигателях пока оправданы только в двигателях с наддувом, так как они позволяют исключить вынос топливовоздушной смеси в выхлопной коллектор при широких фазах газораспределения и абсолютном давлении наддува более 1,5 кГ/см 2 .
Различают также системы непрерывного и импульсного (периодического) впрыска. В системах непрерывного впрыска форсунка работает постоянно, меняется лишь ее производительность, в импульсных — впрыск топлива производится порциями в определенные моменты. Непрерывный впрыск имеет много недостатков и в настоящее время применительно к автомобильным двигателям его считают устаревшим.
Применение распределенного впрыска дает и другие преимущества перед использованием карбюраторов. Вопервых, это возможность обеспечения высокой стабильности состава горючей смеси в широких пределах температуры и нагрузок двигателя, причем практически независимо от вязкости топлива (пропускная способность жиклеров карбюратора сильно зависит от вязкости топлива). Во-вторых, использование многоточечного впрыска (особенно непосредственного) позволяет не только обеспечить равномерное распределение топлива по цилиндрам, но и исключить необходимость подогревания всасываемого воздуха и впускного коллектора. Более того, испаряющееся топливо, наоборот, охлаждает всасываемый воздух и цилиндры двигателя. В результате плотность всасываемого воздуха оказывается на 7…10% больше (С той же целью — снижения температуры воздуха — даже на дешевых автомобилях со впрыском стараются засасывать воздух не из моторного отсека, где он горячий, а непосредственно «с улицы», предусматривая для этого в случае необходимости дополнительные воздухозаборники (Opel «Cadett»). Увеличение плотности воздуха, а значит, количества кислорода, поступающего в цилиндры, позволяет сжигать больше топлива и получить большую мощность. Понижение температуры всасываемого воздуха позволяет повысить степень сжатия, что улучшает экономичность двигателя.
Исключение карбюратора уменьшает сопротивление всасываемому воздуху, давая возможность использования резонансного впуска, что также способствует повышению мощности. Приближение форсунки к цилиндру в системах распределенного впрыска предотвращает выпадение конденсата топлива. Это облегчает запуск двигателя, уменьшает образование нагара на свечах зажигания и смывание масла со стенок цилиндров.
Отсутствие конденсации топлива увеличивает устойчивость работы и крутящий момент двигателя, особенно на малых и средних оборотах, где он наиболее нужен. Если прибавка максимальной мощности при переводе двигателя на впрыск топлива обычно равна примерно 10%, то повышение крутящего момента на малых и средних оборотах может достигать 15…20%. Конечно, подобного повышения ходовых качеств автомобиля можно достичь и «в лоб», увеличив рабочий объем двигателя примерно на 20…30%, однако при этом ухудшится экономичность, увеличатся масса и габариты двигателя, а значит, и автомобиля в целом, возрастут эксплуатационные расходы.
Использование систем распределенного впрыска предоставляет еще одну возможность снижения расхода топлива — отключение подачи топлива в часть цилиндров с тем, чтобы в большей степени загрузить остальные. Целесообразность такого решения обусловлена тем, что при малой нагрузке КПД двигателя внутреннего сгорания резко снижается не только за счет механических потерь, но и за счет неоптимальности рабочего цикла. Возрастание КПД нагруженных цилиндров с лихвой компенсирует механические потери в выключенных цилиндрах, поэтому экономичность на малых нагрузках удается повысить на 25…30%, особенно на многоцилиндровых двигателях.
Подобный прием — поочередный пропуск циклов впрыска — также широко используют на многоцилиндровых японских и американских автомобилях. Существует и еще одно применение способа пропуска циклов — охлаждение «отключенных» цилиндров засасываемым воздухом, позволяющее сохранить работоспособность двигателя и доехать до места назначения даже после полной потери охлаждающей жидкости (двигатель GMC North Star и др.).
Применение электроники обеспечивает оптимальное управление не только двигателем, но и ходовой частью автомобиля. Во-первых, это хорошо известные антиблокировочные системы, позволяющие в большинстве случаев сохранить управляемость машины при экстренном торможении, одновременно обеспечивая минимально возможную длину тормозного пути. Во-вторых, близкую к ним функцию выполняют антипробуксовочные системы, которые стали весьма актуальны в связи с распространением переднеприводных автомобилей, у которых при пробуксовке или блокировке ведущих колес теряется управляемость. Поскольку при разгоне автомобиля передние колеса разгружаются (именно поэтому все гоночные и престижные легковые автомобили, которые должны иметь хорошую разгонную динамику, до настоящего времени проектируют с приводом либо на задние («Daimler-Benz», «BMW»), либо на все колеса («Audi A8»), для исключения потери управляемости и предотвращения чрезмерного износа шин весьма желательно наличие на переднеприводном автомобиле наряду с антиблокировочной и антипробуксовочной системы.
С помощью электронных устройств сглаживается также антагонизм между коробками перемены передач с автоматическим и ручным переключением. Напомним, что классическая автоматическая коробка для обеспечения плавности переключения нуждается в применении дорогого в изготовлении и громоздкого гидротрансформатора, имеющего к тому же большие механические потери (низкий КПД). Коробка же передач с ручным переключением конструктивно гораздо проще, компактнее, дешевле и надежнее. Правда, она менее удобна в эксплуатации.
Комплексная система управления двигателем и трансмиссией автоматизирует процесс переключения передач без использования гидротрансформаторов и дополнительных муфт сцепления — путем автоматического управления сцеплением и частотой вращения двигателя, сохраняя при этом все эксплуатационные достоинства как автоматических (удобство), так и ручных коробок (надежность, дешевизна, малые потери энергии). Кроме того, электронное управление практически исключает риск поломки из-за неправильного обращения.
Такая трансмиссия по себестоимости изготовления не отличается от трансмиссии с ручным управлением, а функции управления ею, как правило, интегрируют в состав объединенной системы управления двигателем и трансмиссией. Алгоритмы переключения передач в последнее время часто строят адаптирующимися к стилю езды конкретного владельца, не говоря уже о том, что всегда предусмотрены на выбор несколько стандартных режимов (скоростной, городской, экономичный и т. п.).
Не менее важную роль в современном автомобиле играют электронные системы повышения безопасности. Ее принято подразделять на активную (предотвращение аварий) и пассивную (уменьшение тяжести их последствий). Что касается активной безопасности, то ее обеспечивают улучшением разгонной и тормозной динамики автомобиля, а также повышением устойчивости на поворотах максимальным увеличением ширины колеи и понижением центра тяжести (это хорошо заметно, если сравнить силуэт отечественных и зарубежных автомобилей сходного класса, как, например, ВАЗ-2108 и Volkswagen «Golf III» или «Golf IV») в сочетании с электронной системой управления подвеской.
На дорогих автомобилях иногда применяют радиолокационную систему предотвращения лобовых столкновений и наездов (поддержания дистанции), однако от бревна или ямы в асфальте она не спасает. Для уменьшения вероятности наездов используют верхние (салонные) тормозные огни, видимые на большом расстоянии. Этого оказалось мало, и тогда была разработана система с приемопередающим радиоканалом, автоматически включающая индикатор при экстренном торможении или аварии впереди идущей машины. В настоящее время эта система, получившая золотую медаль выставки изобретений в Брюсселе, проходит доработку с последующей стандартизацией в большинстве развитых стран.
Разгонную динамику улучшают, в первую очередь, внедрением систем электронного впрыска топлива и управления трансмиссией (микропроцессор может переключать передачи гораздо быстрее и точнее, чем человек; как следствие, разгон автомобиля ускоряется) , а на переднеприводных автомобилях — еще и совершенствованием состава резины и рисунка протектора колес, тормозную — применением антиблокировочных систем, предотвращающих чрезмерное проскальзывание колес относительно дороги, что позволяет получить максимально возможное тормозящее усилие и в большинстве случаев сохранить управляемость автомобиля даже при экстренном торможении.
Определенный вклад в повышение активной безопасности вносит рулевое сервоуправление с переменными коэффициентом передачи и реакцией руля — для обеспечения равного поворота колес на высокой скорости требуется больший угол поворота руля, чем на малой. Иногда дополнительно вводят устройство, предотвращающее срыв колес боковым усилием. Это практически исключает риск заноса при резком повороте на большой скорости. Все эти преимущества, правда, сохраняются лишь до тех пор, пока сервосистема исправно работает….
Пассивную безопасность повышают как конструктивными мерами (увеличением хода деформации сминаемых частей кузова при одновременном укреплении салона, заменой обычного руля травмобезопасным), так и внедрением электронных устройств, приводящих в действие подушки безопасности и механизм натяжения ремней. Кстати, широкое внедрение электроники в автомобили в США началось именно после того, как на рубеже 60-х и 70-х годов конгресс принял закон об обязательной установке систем, блокирующих запуск двигателя до тех пор, пока не будут зафиксированы привязные ремни на двух передних сиденьях.
В настоящее время, как правило, используют комплексную систему управления ремнями и подушками безопасности. Датчиком в ней служит одноосный (или двухосный при использовании и боковых подушек) акселерометр, чаще всего полупроводниковый (рис. 2), блок управления с пороговыми устройствами и набор пиропатронов, часть из которых при срабатывании действует на крыльчатки, подтягивающие ремни (рис. 3), а часть — наполняет подушки безопасности. Включение пиропатронов механизма подтяжки ремней обычно устанавливают несколько более ранним, чем момент срабатывания подушек безопасности.
Работа этой системы позволяет отделаться испугом, царапинами или синяками при лобовом столкновении с неподвижным препятствием на скорости 50 км/ч (стандарт ЕЭС), а иногда и большей — вплоть до 80 км/ч. При скорости выше 80 км/ч ускорение, испытываемое человеком в момент гашения энергии движения на пути, около 0,7…1,6 м (типичное значение хода деформации кузова и подушек современных автомобилей) становится столь велико, что он оказывается раздавленным собственной массой даже при отсутствии внешних повреждений.
Говоря об электронных системах повышения безопасности, стоит упомянуть также о несложном, но весьма полезном устройстве контроля исправности сигнальных ламп и проводки. Принцип его действия состоит в том, что через лампы и проводку при включенном зажигании пропускают небольшой ток, не вызывающий свечения ламп, но позволяющий диагностировать замыкание, обрыв проводки и состояние лампы — в конце срока службы сопротивление нити накала несколько возрастает, что заблаговременно служит предупреждением водителю.
В последнее время определенную популярность, по крайней мере на автомобилях класса выше среднего, начало приобретать использование электронного управления параметрами подвески — жесткостью и коэффициентом демпфирования амортизаторов, изменением дорожного просвета. Такую подвеску часто называют активной, хотя на самом деле речь идет только о сравнительно медленной адаптации параметров подвески под дорожные условия, т. е. вернее считать ее адаптивной или полуактивной. Истинно активная система подвески, строго говоря, должна с помощью мощной сервосистемы отслеживать каждый ухаб и гасить толчки еще в момент их возникновения, как это происходит на комфортабельных судах и многих военных кораблях («успокоители» качки).
В Европе и даже, пожалуй, в мире лидер «подвескостроения» — фирма Сitroen, давно и успешно применяющая наиболее совершенные — гидропневматические — подвески в сочетании с электронным управлением их параметрами. Среди японских фирм лидирует, похоже, Mitsubishi. Американцы, имея прекрасные дороги и 55-мильное ограничение скорости в большинстве штатов, предпочитают более традиционные решения — увеличенные габариты и, значит, момент инерции корпуса автомобилей в сочетании с колесами большого диаметра и мягкими подвесками, в которых электронные системы обычно управляют только коэффициентом демпфирования.
Применение электронных устройств позволило также усовершенствовать ряд традиционных устройств, в первую очередь, электроприводы (стеклоочистителя, стеклоподъемников, регулирования положения кресел и т. п.), осветительные и сигнальные приборы. Традиционно в автомобильной технике используют коллекторные электродвигатели, которым присущи три основных недостатка — ограниченный срок службы, недостаточная надежность (склонность к застреванию) и создание радиопомех. Эти недостатки обусловлены применением трущихся контактов в коллекторе. Развитие электроники привело к тому, что бесконтактные (бесщеточные, brushless) двигатели стали конкурентоспособны по цене с традиционными, превосходя их по надежности, технологичности производства и возможностям регулировки.
Широкие возможности регулирования позволяют упростить кинематику ряда устройств, например стеклоочистителя, где вместо механического реверсирования может быть применено электрическое. Поэтому в настоящее время практически все ведущие автомобилестроительные фирмы постепенно заменяют в своих автомобилях коллекторные двигатели на бесконтактные, имеющие еще и то преимущество, что их блоки управления могут иметь интерфейс для непосредственного управления от микропроцессора.
Что касается осветительных приборов, то внедрение набирающих популярность металлогалидных газоразрядных ламп было бы просто невозможно без использования электронных узлов управления ими. Главными достоинствами металлогалидных ламп по сравнению с лампами накаливания являются существенно меньшие размеры светящей области, что позволяет уменьшить размеры рефлекторов фар с сохранением качества фокусировки луча, добиться лучшего КПД (большей световой отдачи при равной потребляемой мощности), стабильной спектральной и яркостной характеристики независимо от степени разряженности аккумулятора, а также долговечности.
Еще одной электронной системой, повышающей безопасность движения, является корректор положения фар, обеспечивающий независимо от загрузки и положения кузова постоянное освещение дороги при движении по неровным или извилистым дорогам, в последнем случае он отслеживает поворот рулевого колеса. Кроме этого, корректор уменьшает слепящее действие фар на водителей встречных машин.
Сигнальные огни на многих американских автомобилях последнее время выполняют на основе блоков сверхярких светодиодов. Они экономичнее, компактнее и надежнее традиционных ламп накаливания, особенно в режиме мигания, обеспечивают большую яркость свечения и более чистые цвета (лучше заметны днем). Яркость свечения светодиодов проще изменять в зависимости от внешней освещенности.
Звуковые сигналы также не остаются без внимания — на смену традиционным контактным электромагнитным гудкам приходят бесконтактные электродинамические и пьезоэлектрические с соответствующими электронными усилителями и узлами управления.
Появление процессоров цифровой обработки сигналов и постепенное снижение цен на эти приборы привело к созданию систем активного подавления низкочастотного шума в салоне автомобиля. Сущность идеи состоит в подаче в салон через громкоговорители встроенной аудиосистемы сигналов, противофазных шумовым. При этом шумовые сигналы взаимно компенсируются.
На практике из-за волновых свойств звука нужный эффект удается получить только на частоте ниже 200…300 Гц, и снижение шума не превышает 8…15 дБ. Казалось бы, немного, но, учитывая, что борьба с низкочастотным шумом другими способами малоэффективна, подобная электронная система позволяет сэкономить 10…25 кг звукопоглотителя Dynamat или другого материала, отнюдь не дешевого.
Широкое внедрение электронного управления при традиционном подходе приводит к резкому усложнению электропроводки, а следовательно, увеличению трудоемкости ее прокладки и вероятности ошибок при обслуживании в процессе эксплуатации. Обилие проводов грозило превратить автомобиль в «электрошкаф» на колесах. В поисках решения этой проблемы автомобилестроители обратились к опыту авиации: одно время масса электрокабелей достигала там 30 % веса электрооборудования самолетов и имела тенденцию к дальнейшему увеличению.
Проблему удалось решить путем внедрения систем вида «общая линия с последовательной передачей», когда большинство электронных устройств соединяют между собой параллельно с помощью общего трехпроводного интерфейса, а обмен информацией между ними происходит по одним и тем же проводам, но разнесен во времени, точно так же, как это происходит в компьютерных сетях Ethernet.
Аналогичные решения под названием мультиплексной проводки в начале 90-х годов стали использовать и в автомобильной промышленности. Первоначально, как водится, была «война стандартов», в числе которых фигурировали J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus и др. К настоящему времени наибольшее признание получил стандарт CAN, совместно разработанный фирмами Bosch и Motorola. Он обеспечивает скорость передачи до 1 Мбит/с и позволяет использовать для передачи информации как медные провода, так и оптоволокно.
С.Агеев
г. Москва
Радио №8, 1999
Источник: shems.h2.ru
Электрооборудование автомобиля. Устройство и работа. Особенности
Электрооборудование автомобиля представляет весь перечень устройств, которые вырабатывают, передают, а также потребляют электрическую энергию в машине. В целом это сложный комплекс систем, устройств и приборов, которые обеспечивают функционирование всех частей автомобиля, автоматизацию процессов, а также создают уют, комфорт и безопасность для людей.
Все главные узлы и агрегаты электрического оборудования взаимосвязаны между собой с помощью проводов. Они выступают в качестве своеобразной нервной и кровеносной системы. В одном случае по ним передается сигнал для запуска того или иного устройства, в другом случае они передают электроэнергию для питания приборов. Обрывы проводов могут привести к воспламенению или невозможности работы конкретного устройства в машине. А поломка какого-либо электрооборудования может привести к аварии, невозможности запуска автомобиля или его эксплуатации.
Виды
В качестве источников электротока выступают устройства, которые преобразуют электроэнергию. Это генератор и аккумулятор, где генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а аккумулятор — химическую в электрическую. В качестве потребителей электрической электроэнергии выступает устройство, преобразует электроэнергию в другие виды, к примеру, движения, света, тепла. К ним можно отнести систему запуска движка, лампочки, измерительные устройства, электроприборы в виде стеклоочистителей, печки, прикуривателя, радио, кондиционера и тому подобное.
Аккумулятор используется для питания потребителей электротоком во время запуска движка, во время его низких оборотов, либо в момент, когда он отключен. Генератор питает электротоком все электрические устройства, в том числе заряжает аккумулятор. Мощность и емкость данных устройств должна отвечать аналогичным параметрам потребителей при различных режимах работы машины.
Электрооборудование автомобиля в виде потребителей энергии классифицируются на 3 составляющие:
- Кратковременного действия.
- Длительного действия.
- Основного действия.
К устройствам основного действия относятся устройства, которые нужны для поддержки работоспособности машины. Это устройства впрыска, запуска, управления движком, система подачи топлива, АКП, электрический усилитель и так далее.
К устройствам длительного действия относятся устройства в виде кондиционеров, освещения, безопасности, навигационной аппаратуры, противоугонных устройств, печки и тому подобное.
К устройствам кратковременного действия относятся устройства в виде систем запуска, прикуривателя, подачи сигнала, свечей накаливания и так далее.
В качестве устройств управления выступают предохранительные щитки, блоки управления и реле. Они согласуют функционирование источников и потребителей энергии. При помощи блоков управления обеспечивается контролирование потребления электроэнергии, напряжения и нагрузок на устройствах, управление обогревателями, очистителями стекол, системой освещения и так далее. Кроме проводки в бортовой системе применяются шины данных, при помощи которых соединяются электронные блоки управления.
Устройство
Аккумулятор является одним из важнейших элементов электрооборудования автомобиля. Он представляет химический источник электротока, который работает при помощи накопления и последующей отдачи энергии. Накопление и передача заряда обеспечивается переходом ряда элементов из одного состояния в другое. Главными характеристиками аккумуляторной батареи является емкость и напряжение. Его корпус выполнен из пластика, стойкой к кислоте. В нем имеется 6 секций, в которых находятся элементы, выполненные из пластин и сепараторов. Эти элементы соединяются с помощью мостиков, а корпус закрывается пластмассовой крышкой. На батарее имеются два выхода, к которым подсоединяются клеммы проводов. Аккумулятор находится в подкапотном отсеке машины.
Электрический генератор — это устройство, которое смахивает на электрический двигатель, но имеет принципиальное от него отличие. Данный элемент создает электроэнергию благодаря вращению его якоря посредством ременной передачи, получающее вращательное движение от ДВС. Генератор имеет 2 обмотки, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения, которое он вырабатывает. Принцип его работы базируется на эффекте самоиндукции.
Далее необходимо выделить элементы, которые обеспечивают запуск и последующую работу ДВС, а значит и непосредственное перемещение машины.
Стартер – это своего рода электродвигатель, который совершает вращение благодаря энергии аккумуляторной батареи. Его главная цель кроется в начальном старте. Затем появляется электрическая икра, вследствие чего происходит воспламенение топлива. В результате двигатель начинает работать. Чтобы создать такую искру, используется повышающая катушка, свечи, а также распределитель искры.
Повышающая катушка выполнена из ферромагнитного сердечника с 2-мя обмотками. На одной из обмоток находится меньшее число витков, благодаря чему создается магнитное поле. Это поле создает магнитное поле на второй обмотке, но уже с более высоким напряжением. В результате при подаче напряжения на свечи создается искра.
Электрическая свеча представляет элемент, который создает искру непосредственно в цилиндре ДВС. У нее есть контакт, к которому подходит провод с высоким напряжением. На цилиндрах имеются электроды с наименьшим зазором, в которых и происходит создание искры. Между свечами и катушкой располагается распределитель, который и передает высокое напряжение непосредственно на свечу, которая должна в необходимый момент времени подать искру на цилиндр.
Система освещения используется при перемещении машины при недостаточной освещенности окружающей среды. В данную систему включены фары, задние фонари, лампочка освещения номера, лампочки освещения в салоне, отделения багажа, отсека мотора, зоны педалей и так далее.
Световая сигнализация используется с целью предупреждения других участников движения о маневрах, поворотах, заднем ходе, то есть о смене направления перемещения машины. Данная система имеет передние сигнальные лампочки, задние фонари, боковые повторители поворотов, лампы на панели приборов, выключатели, стоп-сигналы и другое электрооборудование автомобиля.
Фары необходимы для освещения окружающего пространства. В первую очередь они необходимы для освещения дороги, чтобы водитель имел представление об окружающей обстановке. Каждая машина имеет фары, которые расположены симметрично. Передние фары в большинстве случаев выполнены в одном корпусе. В нем могут находиться ряд элементов: дальний, а также ближний свет, ходовые и габаритные огни. Иногда в них даже размещаются поворотники.
Ближний свет необходим в случаях, когда наблюдается поток встречного транспорта. Его главная особенность заключается в том, что он не слепит водителей встречного транспорта, при этом хорошо освещает правую сторону дороги. Дальний свет также используется с целью освещения, но только в том случае, когда нет встречного потока. Его главная особенность в том, что этот свет выделяется своей мощностью и интенсивностью, благодаря чему он освещает пространство на довольно большое расстояние, которое находится впереди машины.
При помощи габаритных огней и поворотников водитель дает важную информацию всем участникам движения о габаритах своего автомобиля, а также планируемых остановках и изменениях направления движения. Также в машине имеется прикуриватель, могут быть розетки usb и так далее.
В зависимости от текущей комплектации машины в ней могут иметься или отсутствовать следующее электрооборудование автомобиля: системы безопасности, которые включают в себя электронатяжители ремней, автоматическую коробку с управляющей электроникой, электронные элементы помощи водителю, маршрутный компьютер, помощь при подъеме в гору, подушки безопасности и так далее.
Применение
Электрооборудование автомобиля включает множество элементов, включая различные системы, проводку, элементы питания и так далее. В первую очередь оно предназначено для производства электрической энергии и ее доставки потребителям электроэнергии. Сегодня количество элементов, которые потребляют электрическую энергию, в том числе проводов, которые необходимы для доставки, распределения и управления, возросло в разы. Общая длина проводов и их толщина могут иметь суммарную массу более 50 кг. Это очень много, учитывая то, что количество электрических устройств все время увеличивается. Имеется большая вероятность, что к 2025 году сеть проводов в машинах может достичь почти 100 кг.
Для снижения веса электрических проводов сегодня широко применяются шины, которые предают цифровые сигналы. С помощью такой архитектуры можно существенно снизить вес и количество применяемых проводов. Это приводит к тому, что удается избавиться от сотен метров проводки, в том числе снизить стоимость затрат, ведь применяемая в проводах медь стоит довольно дорого.
В будущем проводка и электрооборудование автомобиля станет еще меньше, ведь будет применяться схема с одним центральным процессором. Именно сюда будет стекаться вся информация, процессор будет контролировать все системы электрооборудования машины. Все функции будут выполняться операционной системой. Исчезнет порядка 75 управляющих блоков, которые сегодня имеют собственные программы и алгоритмы действия.
Естественно, что благодаря уменьшению управляющих блоков и числа проводов. Электрооборудование автомобиля станет на порядок легче и компактнее. Это прибавит стабильности, ведь меньшее число компонентов обеспечивает меньшее количество сбоев. Автомобиль станет подобен компьютерному устройству. К нему можно будет с легкостью подключать новые девайсы и изменять параметры существующих. В большей части случаев можно будет поменять программу, то есть загрузить обновление, чтобы убрать ошибку.
Похожие темы:
Система электрооборудования автомобиля
Контактная система батарейного зажигания
Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.
При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.
Устройство контактной системы батарейного зажигания:
Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:
а) схема; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера; 1 – рычажок прерывателя; 2 – подвижный контакт; 3 – неподвижный контакт; 4 — кулачок; 5 – прерыватель низкого напряжения; 6 — конденсатор; 7, 14, 23 – провода; 8 – выключатель зажигания; 9 – добавочный резистор; 10 – первичная обмотка; 11 – вторичная обмотка; 12 – катушка зажигания; 13 — магнитопровод; 15 – выключатель добавочного резистора; 16 — амперметр; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ); 18 – выключатель электродом; 19 – ротор с электродом; 20 — распределитель; 21, 24 – подавительные резисторы; 25 – свеча зажигания; 26 – ключ выключателя зажигания.
Контактная система батарейного зажигания состоит из: аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта: неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.
При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.
Цепь низкого напряжения следующая: положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.
При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.
Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.
Цепь высокого напряжения: вторичная обмотка 11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.
В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.
Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения: 0 – зажигания выключено; 1 – зажигание включено; 2 – включены зажигание и стартер; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.
Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.
Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?
Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания:
- Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя;
- Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания;
- Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения;
- Частые перебои с воспламенением рабочей смеси;
- Затрудненный пуск двигателя;
- Снижение экономичности и мощности двигателя.
Автомобильная электроника, сигнализация, практические схемы
В данной рубрике вы увидите статьи про разные электронные приборы для автомобиля, схемы проводки автомобиля и многое другое.
Электронное оборудование современного автомобиля — это распределенная система. Он состоит из ряда микропроцессорных систем, работающих в режиме реального времени.
Микропроцессорные системы взаимодействуют друг с другом точно определенным и контролируемым образом. Автомобиль среднего класса имеет около 30 различных микропроцессорных систем.
В автомобилях более высокого класса это число может доходить до 100. Процентная доля стоимости электронных систем в общей стоимости автомобиля в настоящее время составляет около 30%, тогда как в автомобилях с гибридными и электрическими приводами может доходить до 40%.
Характерной чертой современных автомобильных систем является широкое использование передовых технологий: электронных и IT, заменяющих существующие решения, аналоговые, механические и электромеханические. Электронные системы относительно дешевые, легкие, легко настраиваемые и надежные. Поэтому они очень хорошо подходят для применений в системах управления, существенным элементом которых является реализация алгоритмов в режиме реального времени (например, управление двигателем, коробкой передач) и в критических системах по соображениям безопасности (например, торможение и управление системой вождения).
Современный микропроцессорный модуль, установленный в автомобилях, представляет собой специализированную электронную систему, оснащенную программным обеспечением, выполняющим определенную функцию, и интерфейсом, содержащим механические элементы. Такие системы известны как встроенные системы. Управление обычно реализуется на нестандартной аппаратной платформе, которая очень часто создается и конфигурируется специально для нужд данного устройства. Проектирование встроенной электронной системы автомобиля требует тщательного анализа требований, касающихся его, разработки соответствующей «архитектуры», то есть развертывания в космосе, и создания программного обеспечения.
Компьютеры на колесах: Автомобильная электроника
«Сейчас мы будем учить вас самому интересному, — сказала очаровательная девушка-инструктор из школы водительского мастерства BMW в Зальцбурге, — прохождению поворотов в заносе. Только не забудьте нажать кнопку отключения системы динамического контроля курсовой устойчивости, иначе у вас ничего не получится, электроника не даст проехать поворот как надо».
1. Система контроля за давлением в шинах 2. Регулировка положения кузова с пневмоприводом 3. Динамическая система контроля управления 4. Электронная регулировка жесткости амортизаторов 5. Электронный стояночный тормоз 6. Цифровая электроника управления двигателем 7. Активный круиз-контроль 8. Система динамической стабилизации 9. Система переключения передач, расположенная на руле
Эволюция автомобильной электроники
Закон Мура: память в автомобилях
Садясь за руль современного автомобиля, большинство водителей даже не представляют, насколько их ощущения от вождения не соответствуют действительности. Вы давите на газ и ощущаете приятное сопротивление педали, вращаете руль — и чувствуете, как проворачиваете колеса, давите на тормоз — и кажется, что именно ваша нога продавливает тормозную жидкость к суппортам, сдавливающим тормозные диски. Однако вы заблуждаетесь — в новейших автомобилях все это делают сервомоторы, управляемые электроникой, а кажущееся сопротивление в руле, рычагах и педалях создают другие сервомоторы. С заносом сражается не мастерство водителя, а специальные компьютерные системы. Они же управляют двигателем, следят за стеклоочистителями, воздухом и температурой в салоне, сцеплением с дорогой, расходом горючего и так далее. Насколько современный автомобиль стал компьютером? Доктор Клаус Бенглер, возглавляющий в компании BMW отдел взаимодействия человека и автомобиля, немного приоткрыл завесу тайны над этой проблемой.
Автомобильный закон Мура
Уже сейчас до 40% стоимости современного автомобиля определяется электронными компонентами и программным обеспечением. 90% всех нововведений, появляющихся в вашем автомобиле, связаны именно с электронными системами. При создании электронных систем нового автомобиля от 50% до 70% расходов приходится на программное обеспечение. В современных машинах премиум-класса можно насчитать до 70 процессоров, объединенных пятью системными шинами. И процесс развивается лавинообразно.
Как заметил доктор Бенглер, на автомобили целиком распространяется знаменитый закон, впервые высказанный основателем компании Intel Гордоном Муром: вычислительная мощность удваивается каждые 18 месяцев. Каждые четыре года оперативная память вашего компьютера увеличивается примерно в десять раз. То же самое происходит и с автомобилем! Единственная разница состоит в том, что автомобили опаздывают от компьютеров примерно на семь лет. Вы только что купили себе домашнюю систему с четвертым Пентиумом? Будьте уверены, через семь лет ваш новый BMW будет с легкостью обсчитывать те же задачи. По существу, современный автомобиль — это тот же компьютер, только на колесах, заметил Бенглер.
О чем думает автомобиль
С компьютерами все ясно — каждая новая версия Doom требует полной замены системы. А автомобилям это зачем? Сначала владельцам авто разонравилось копаться во внутренностях машины, и всю диагностику взяли на себя компьютерные системы. Сегодня автовладелец должен только заливать в машину бензин, масло и стеклоомыватель. В случае неисправности автомобиль сам сообщит вам об этом и подскажет, можно ли самостоятельно доехать до сервиса или пора вызывать эвакуатор. Потом выросли мощность и скорость: в середине прошлого века безопасно управлять на скоростях в 150−200 километров в час могли только профессиональные гонщики, а сейчас это доступно даже старушке-пенсионерке. Вернее, она лишь крутит руль и давит на педаль газа, все остальное делают бортовые компьютеры.
А аварийно-спасательные системы автомобиля в случае аварии будут активно бороться за ее жизнь.
Помимо этих жизненно необходимых систем автомобили стали обзаводиться… как бы помягче сказать? — аксессуарами: вентиляцией и сервоприводами сидений, адаптивными системами освещения салона, телевизорами, игровыми приставками, массажерами и т. д. В итоге количество дисплеев и управляющих клавиш вплотную приблизилось к оборудованию пилотской кабины. Лучшие умы в автомобильных исследовательских центрах брошены как раз на решение этой проблемы — уже сейчас в разных машинах появились джойстикоподобные системы навигации по информационным дисплеям. Пример — I-Drive у BMW. На стадии испытания находятся системы, способные распознавать жесты, направление взгляда и даже эмоции водителя. Если, например, вам не нравится, как ведет себя ваша машина, вы сможете на нее закричать и замахать руками. Она исправится. И извинится приятным женским голосом. Я сам это пробовал. Пока, правда, ругаться придется на немецком.
Без Microsoft не обошлось
В большинстве дорогих автомобилей, не поверите, стоит всем хорошо знакомая операционная система Microsoft Windows — правда, специальная автомобильная версия. Однако не беспокойтесь, ей доверяют исключительно мультимедийные функции, интернет и иногда системы навигации. Так что если в вашем автомобиле вдруг перестала играть музыка, не спешите сразу же ехать в сервис-центр, сначала попробуйте просто заглушить двигатель и вновь завести его — вполне возможно, это был просто программный сбой. А вот жизненно важные функции — управление двигателем, тормозами, рулевым управлением, системами безопасности — обслуживают специализированные отказоустойчивые операционные системы реального времени. Это невидимые герои — их названия мало кому знакомы, но именно они несут ответственность за вашу жизнь.
Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2005).
Электроника в автомобиле 🚩 Автоэлектрика для начинающих – что нужно знать автовладельцу 🚩 Управление автомобилем
Все эти мигающие лампочки и кнопочки предназначены для комфортного вождения, они оповещают водителя о создавшейся проблеме. Так автомобиль может сообщить своему хозяину о том, что заканчивается бензин или садится аккумулятор. С помощью этих кнопочек и лампочек и происходит общение между автомобилем и водителем, что очень немаловажно.
Когда вы заводите машину, все лампочки начинают гореть. Так происходит проверка работоспособности автомобиля им же самим. Если есть какие-то поломки, то обязательно загорится какая-то лампочка и, тем самым, оповестит вас о создавшейся проблеме. Так что без этих лампочек и кнопочек мы даже не будем знать, что происходит в нашем автомобиле. Если какие-то лампочки начинают вспыхивать во время движения, тогда появились проблемы с автомобилем.
Поэтому очень важно знать, что означает каждая лампочка в вашей машине. Все они описаны в инструкциях. Если загорится сигнальная лампочка блока управления двигателя, тогда у вас возникла проблема с ним. Это может произойти из-за того, что двигатель не развивает необходимую мощность. При этом вы сможете продолжать движение. Если эта лампочка загорелась, тогда вам следует скинуть скорость или вообще остановиться. Продолжив движение, не поленитесь заехать на СТО, там определят причину поломки и исправят ее.
Когда вы выучите все обозначения лампочек вашего автомобиля, тогда сможете следить за его исправностью и вовремя устранять поломки. Так вы будете всегда управлять исправным автомобилем и снизите риск попадания в аварию. Существует лампочка блока управления двигателя. После запуска автомобиля эта лампочка должна погаснуть. Однако, если этого не произошло, тогда ваш автомобиль не исправен и следует искать причину этой неисправности. Также на панели есть индикатор EPS (Electronic Power Control). Этот индикатор также должен погаснуть после запуска двигателя. Постоянно следует следить за сигнальной лампочкой зажигания. Так как, если она загорится во время движения, тогда вам срочно следует заехать на СТО.
Также есть индикаторы, которые оповещают о состоянии безопасности автомобиля. К примеру, индикатор ремней безопасности. Если вы застегнули ремни, а символ не погас, тогда вам следует проверить контакты замка, возможно, вы плохо застегнули ремень. Очень важным является индикатор тормозной системы. Так как если он загорается, это означает, что тормозная система находится в неисправности. Поломку следует немедленно устранить, чтобы не подвергать свою жизнь опасности. Лампочка ESP обычно вспыхивает, когда срабатывает система электронной стабилизации. Это может произойти на скользкой дороге. Но если эта лампочка горит постоянно, тогда с системой возникли проблемы. Это означает, что она уже не сработает на скользкой дороге, а значит, ваша жизнь будет в опасности. Поэтому следует заехать на СТО.
Подушки безопасности – это единственное, что может спасти вам жизнь, если столкновение неизбежно. Поэтому не забывайте следить и за их индикатором. Если во время движения загорается лампочка тормозной системы ABS, тогда в ней возникла неисправность. При этом сохранится обычное действие тормозов. Однако, систему следует починить, чтобы она могла работать в полной мере и обеспечить вам безопасную езду. Постоянно следите за электронными датчиками в своем автомобиле, чтобы поддерживать в норме его техническое состояние.
Электроника в автомобиле: Электроника в автомобиле
Сегодня никого уже не удивишь обилием электроники в автомобиле, особенно высокого класса — в «Линкольне» модели Mark VIII только микропроцессоров больше, чем на ином современном истребителе. Рынок автомобильной электроники является одним из четырех наиболее быстрорастущих секторов электронной промышленности (после телекоммуникационного, компьютерного и промышленного оборудования), которая, в свою очередь, является наиболее быстрорастущей — в среднем 8…10% в год — крупнейшей отраслью мировой промышленности. Причем основная доля стоимости электронных устройств за рубежом приходится не на сервисные устройства (магнитолы, охранная сигнализация и т. п.), а на средства управления собственно системами автомобиля и обеспечения безопасности.
Их доля в стоимости современного автомобиля пока также возрастает, достигая сейчас в среднем 10…15%, хотя аналитики и предсказывают ее стабилизацию в ближайшем будущем на уровне примерно 20…25%. Учитывая, однако, непрерывное снижение удельной стоимости электронных устройств (в пересчете на одну функцию), нельзя сомневаться в том, что число функций, выполняемых электронными устройствами в автомобиле, и их разнообразие будут неуклонно расширяться и далее, по крайней мере, до тех пор, пока потребитель будет в состоянии ими воспользоваться.
Благодаря постепенному восстановлению связей между российской и мировой экономикой дисбаланс цен между электроникой и прочей машиностроительной продукцией, существовавший в советские времена, уходит в прошлое. Вместе с этим необходимость одновременного повышения экономичности, экологичности и улучшения ходовых качеств автомобилей становится актуальной и для отечественных автозаводов.
В настоящее время наиболее важным и экономически оправданным является широкое внедрение электронных систем, позволяющих улучшить характеристики и снизить стоимость эксплуатации двигателя и трансмиссии, а также систем для повышения безопасности — как активной (АБС — антиблокировочная система (AntiBlocking System), АПС — антипробуксовочная система )так и пассивной (подушки безопасности). Кроме этого, разработаны и уже находят применение другие электронные системы — управления подвеской, навигационные, парковочные и т. д., но они пока скорее роскошь, чем необходимость.
Долгое время единственным электронным узлом в автомобиле, кроме радиоприемника, была система зажигания. Классическая искровая система зажигания была впервые предложена Филиппом Лебоном в 1801 г., а первое промышленное применение она нашла на газовом двигателе Ленуара в 1860-1864 гг. Однако из-за низкого уровня электротехники того времени искровое зажигание работало ненадежно. Поэтому до 90-х годов прошлого века большинство двигателей внутреннего сгорания строили с использованием калильного зажигания (сильно нагретого тела в камере сгорания).
Ситуация изменилась с созданием Робертом Бошем вполне надежного и компактного магнето. Далее, в 10-х годах нашего века благодаря совершенствованию конструкции запальной свечи, катушки зажигания и подбору материалов контактов удалось добиться удовлетворительной работы и от батарейной системы зажигания. Тем не менее она, особенно контакты, все равно оставалась одной из наиболее ненадежных и требующих ухода частей автомобиля. Нужны были принципиально иные решения.
Первые электронные системы зажигания были созданы в 1940-х годах на основе газонаполненных тиратронов, однако широкого применения не нашли из-за громоздкости и хрупкости конструкции. Массовое применение транзисторные системы зажигания — сначала контактные, затем бесконтактные — нашли в начале 1960-х годов, когда General Motors Corp. (GMC) стала оснащать ими свои серийные автомобили. Дальнейшее распространение электронных систем зажигания общеизвестно. Отдельный интерес представляет система с высокочастотным разрядом Direct Ignition (SAAB), заимствованная у реактивных двигателей. При ее создании использованы те обстоятельства, что напряжение пробоя для высокочастотного (80…200 кГц) напряжения оказывается раза в два-три меньше, чем для низкочастотного, и вместо тонкой нитевидной искры получается шарообразный разряд с существенно большей поверхностью.
Понижение напряжения делает систему менее чувствительной к замасливанию и нагару на свечах, а шарообразная форма искрового разряда ускоряет воспламенение и повышает надежность поджигания бедных смесей. Однако конструктивная сложность и более высокая стоимость этой системы, а также то, что она генерирует обильные радиопомехи, привели к снятию ее с производства после внедрения систем распределенного впрыска с электронным управлением(Условия работы свечей и системы зажигания в целом на таких двигателях много легче, чем на карбюраторных) .
Вопреки распространенному мнению, впрыск топлива также не является новым изобретением. Более того, первоначально почти во всех двигателях внутреннего сгорания, работавших на жидком топливе, была использована именно система впрыска. Однако вскоре стало ясно, что она требует довольно сложного механизма регулирования количества впрыскиваемого топлива и топливных насосов-дозаторов, изготовленных с высокой точностью. В начале века это обходилось очень дорого, при разумной же цене не обеспечивало необходимой надежности и стабильности характеристик. Поэтому после изобретения Донатом Банки простого и дешевого распылительного карбюратора о системах впрыска в автомобилестроении почти забыли. Они остались только в дизельных двигателях, повышенная себестоимость которых, кстати, во многом обязана дороговизне аппаратуры непосредственного впрыска высокого давления. Механические устройства управления впрыском из-за их высокой цены на массовых автомобилях почти не применяли. Первые системы с электрическим управлением были созданы еще в 1939 г. (Moto Guzzi, Италия), но так и остались технической экзотикой.
В 1957 г. фирма Chrysler представила автомобильную электронную систему управления впрыском топлива, выполненную на вакуумных лампах, также не нашедшую широкого применения из-за дороговизны. Большее распространение в начале 1970-х годов получили транзисторные системы, примененные на немецких (Volkswagen, 1967) и японских (Nissan, 1971) автомобилях, экспортируемых в США. На рубеже 70-х и 80-х годов в Японии, США и несколько позже в Германии начали внедрять комплексные микропроцессорные системы управления.
Карбюратору присущи многие недостатки: нестабильность регулировок, особенно при смене температуры и сорта топлива; неравномерное распределение топлива по цилиндрам; низкая точность работы при малых нагрузках, вынуждающая настраивать карбюраторы таким образом, что на холостом ходу и малой нагрузке горючая смесь оказывается излишне обогащенной. Кроме того, карбюратор увеличивает сопротивление всасыванию воздуха. Из-за наличия поплавковой камеры работа карбюратора ухудшается в условиях сильной тряски, ускорений на поворотах и при наклонах До поры до времени эти недостатки применительно к массовым автомобилям были вполне скомпенсированы простотой и дешевизной карбюраторов. Тем не менее в дорогих автомобилях, а также в поршневой авиации уже с конца 30-х годов наметился возврат к использованию систем впрыска топлива с механическим управлением. Они были весьма сложны и дороги, но позволяли повысить экономичность и стабильность работы двигателей.
Однако по мере ужесточения требований к экологической чистоте выхлопа и упрощению обслуживания массового автомобиля, обеспечить их выполнение совершенствованием карбюраторов оказалось уже практически невозможным(Типовым требованием на рынке США является необходимость в первом ТО двигателя и трансмиссии не ранее, чем через 80…100 тыс. миль пробега). Сущность проблемы состоит в том, что, если горючая смесь бедна, она плохо поджигается, неустойчиво горит, склонна к детонации и при сгорании дает много окислов азота NOx. Попав в атмосферу и соединясь с водой, эти окислы образуют азотную и азотистую кислоты. Если же топлива в смеси оказывается больше, чем может быть сожжено в имеющемся количестве кислорода, то неполное сгорание топлива приводит к выбросам углеводородов CmHn, угарного газа CO, бензапиренов, альдегидов, а при еще большем избытке топлива — и весьма канцерогенной копоти (дыма). При сильном нарушении соотношения между количествами воздуха и топлива топливовоздушная смесь вообще перестает воспламеняться, что, без сомнения, знакомо многим автомобилистам. Резко — более чем в десять раз — уменьшить количество вредных выбросов можно, используя каталитический нейтрализатор (дожигатель) выхлопных газов, однако для его работы необходим вполне определенный состав выхлопных газов. В частности, нейтрализатор не терпит работы на этилированном бензине. Нарушение этих условий приводит к необратимому выходу нейтрализатора из строя.
Тем не менее появление и быстрое удешевление микропроцессорной техники позволило создать системы впрыска топлива для бензиновых двигателей, во-первых, не требующие дорогих прецизионных механических устройств, а, во-вторых, обладающие существенно большими возможностями, нежели механические. В результате применение электронных систем управления впрыском и зажиганием топлива с конца 1980-х годов в развитых странах стало экономически оправданным на автомобилях практически всех классов.
Система впрыска с электронным управлением (EFI — Electronic Fuel Injection) при использовании датчика содержания кислорода в выхлопных газах (л-зонда) позволяет обеспечить для каждого цилиндра очень стабильное (+0,5%) соблюдение оптимального соотношения по массе подаваемого топлива и засасываемого воздуха (1:14,65 для бензина). Это необходимо как для обеспечения работоспособности каталитического нейтрализатора, так и для достижения наилучшего компромисса между мощностью и экономичностью работы двигателя. Системы впрыска топлива условно подразделяют на три группы — с центральным впрыском, когда распылительная форсунка одна на весь впускной коллектор( Иногда ее приходится дополнять второй — пусковой форсункой, работающей при холодном двигателе и отключающейся по мере прогрева) , с распределенным (многоточечным) впрыском, если форсунки установлены во всасывающих патрубках каждого цилиндра вблизи от впускных клапанов, и с прямым (непосредственным) впрыском, когда форсунка смонтирована непосредственно в стенке или головке цилиндра и подает топливо непосредственно в цилиндр в такте сжатия, когда клапаны уже закрыты. В первых двух случаях давление топлива при его подаче не превышает 4…10 кГ/см 2 , тогда как при непосредственном впрыске в дизеле оно может достигать 600, а в бензиновом двигателе — 50 кГ/см 2 .
Самая дешевая система — с центральным впрыском — фактически дает только два существенных преимущества — вибростойкость и отсутствие необходимости в частой регулировке. Наилучшее отношение цена/качество в настоящее время обеспечивают системы распределенного впрыска во впускные патрубки (рис. 1). Системы непосредственного впрыска в бензиновых двигателях пока оправданы только в двигателях с наддувом, так как они позволяют исключить вынос топливовоздушной смеси в выхлопной коллектор при широких фазах газораспределения и абсолютном давлении наддува более 1,5 кГ/см 2 .
Различают также системы непрерывного и импульсного (периодического) впрыска. В системах непрерывного впрыска форсунка работает постоянно, меняется лишь ее производительность, в импульсных — впрыск топлива производится порциями в определенные моменты. Непрерывный впрыск имеет много недостатков и в настоящее время применительно к автомобильным двигателям его считают устаревшим.
Применение распределенного впрыска дает и другие преимущества перед использованием карбюраторов. Вопервых, это возможность обеспечения высокой стабильности состава горючей смеси в широких пределах температуры и нагрузок двигателя, причем практически независимо от вязкости топлива (пропускная способность жиклеров карбюратора сильно зависит от вязкости топлива). Во-вторых, использование многоточечного впрыска (особенно непосредственного) позволяет не только обеспечить равномерное распределение топлива по цилиндрам, но и исключить необходимость подогревания всасываемого воздуха и впускного коллектора. Более того, испаряющееся топливо, наоборот, охлаждает всасываемый воздух и цилиндры двигателя. В результате плотность всасываемого воздуха оказывается на 7…10% больше (С той же целью — снижения температуры воздуха — даже на дешевых автомобилях со впрыском стараются засасывать воздух не из моторного отсека, где он горячий, а непосредственно «с улицы», предусматривая для этого в случае необходимости дополнительные воздухозаборники (Opel «Cadett»). Увеличение плотности воздуха, а значит, количества кислорода, поступающего в цилиндры, позволяет сжигать больше топлива и получить большую мощность. Понижение температуры всасываемого воздуха позволяет повысить степень сжатия, что улучшает экономичность двигателя.
Исключение карбюратора уменьшает сопротивление всасываемому воздуху, давая возможность использования резонансного впуска, что также способствует повышению мощности. Приближение форсунки к цилиндру в системах распределенного впрыска предотвращает выпадение конденсата топлива. Это облегчает запуск двигателя, уменьшает образование нагара на свечах зажигания и смывание масла со стенок цилиндров.
Отсутствие конденсации топлива увеличивает устойчивость работы и крутящий момент двигателя, особенно на малых и средних оборотах, где он наиболее нужен. Если прибавка максимальной мощности при переводе двигателя на впрыск топлива обычно равна примерно 10%, то повышение крутящего момента на малых и средних оборотах может достигать 15…20%. Конечно, подобного повышения ходовых качеств автомобиля можно достичь и «в лоб», увеличив рабочий объем двигателя примерно на 20…30%, однако при этом ухудшится экономичность, увеличатся масса и габариты двигателя, а значит, и автомобиля в целом, возрастут эксплуатационные расходы.
Использование систем распределенного впрыска предоставляет еще одну возможность снижения расхода топлива — отключение подачи топлива в часть цилиндров с тем, чтобы в большей степени загрузить остальные. Целесообразность такого решения обусловлена тем, что при малой нагрузке КПД двигателя внутреннего сгорания резко снижается не только за счет механических потерь, но и за счет неоптимальности рабочего цикла. Возрастание КПД нагруженных цилиндров с лихвой компенсирует механические потери в выключенных цилиндрах, поэтому экономичность на малых нагрузках удается повысить на 25…30%, особенно на многоцилиндровых двигателях.
Подобный прием — поочередный пропуск циклов впрыска — также широко используют на многоцилиндровых японских и американских автомобилях. Существует и еще одно применение способа пропуска циклов — охлаждение «отключенных» цилиндров засасываемым воздухом, позволяющее сохранить работоспособность двигателя и доехать до места назначения даже после полной потери охлаждающей жидкости (двигатель GMC North Star и др.).
Применение электроники обеспечивает оптимальное управление не только двигателем, но и ходовой частью автомобиля. Во-первых, это хорошо известные антиблокировочные системы, позволяющие в большинстве случаев сохранить управляемость машины при экстренном торможении, одновременно обеспечивая минимально возможную длину тормозного пути. Во-вторых, близкую к ним функцию выполняют антипробуксовочные системы, которые стали весьма актуальны в связи с распространением переднеприводных автомобилей, у которых при пробуксовке или блокировке ведущих колес теряется управляемость. Поскольку при разгоне автомобиля передние колеса разгружаются (именно поэтому все гоночные и престижные легковые автомобили, которые должны иметь хорошую разгонную динамику, до настоящего времени проектируют с приводом либо на задние («Daimler-Benz», «BMW»), либо на все колеса («Audi A8»), для исключения потери управляемости и предотвращения чрезмерного износа шин весьма желательно наличие на переднеприводном автомобиле наряду с антиблокировочной и антипробуксовочной системы.
С помощью электронных устройств сглаживается также антагонизм между коробками перемены передач с автоматическим и ручным переключением. Напомним, что классическая автоматическая коробка для обеспечения плавности переключения нуждается в применении дорогого в изготовлении и громоздкого гидротрансформатора, имеющего к тому же большие механические потери (низкий КПД). Коробка же передач с ручным переключением конструктивно гораздо проще, компактнее, дешевле и надежнее. Правда, она менее удобна в эксплуатации.
Комплексная система управления двигателем и трансмиссией автоматизирует процесс переключения передач без использования гидротрансформаторов и дополнительных муфт сцепления — путем автоматического управления сцеплением и частотой вращения двигателя, сохраняя при этом все эксплуатационные достоинства как автоматических (удобство), так и ручных коробок (надежность, дешевизна, малые потери энергии). Кроме того, электронное управление практически исключает риск поломки из-за неправильного обращения.
Такая трансмиссия по себестоимости изготовления не отличается от трансмиссии с ручным управлением, а функции управления ею, как правило, интегрируют в состав объединенной системы управления двигателем и трансмиссией. Алгоритмы переключения передач в последнее время часто строят адаптирующимися к стилю езды конкретного владельца, не говоря уже о том, что всегда предусмотрены на выбор несколько стандартных режимов (скоростной, городской, экономичный и т. п.).
Не менее важную роль в современном автомобиле играют электронные системы повышения безопасности. Ее принято подразделять на активную (предотвращение аварий) и пассивную (уменьшение тяжести их последствий). Что касается активной безопасности, то ее обеспечивают улучшением разгонной и тормозной динамики автомобиля, а также повышением устойчивости на поворотах максимальным увеличением ширины колеи и понижением центра тяжести (это хорошо заметно, если сравнить силуэт отечественных и зарубежных автомобилей сходного класса, как, например, ВАЗ-2108 и Volkswagen «Golf III» или «Golf IV») в сочетании с электронной системой управления подвеской.
На дорогих автомобилях иногда применяют радиолокационную систему предотвращения лобовых столкновений и наездов (поддержания дистанции), однако от бревна или ямы в асфальте она не спасает. Для уменьшения вероятности наездов используют верхние (салонные) тормозные огни, видимые на большом расстоянии. Этого оказалось мало, и тогда была разработана система с приемопередающим радиоканалом, автоматически включающая индикатор при экстренном торможении или аварии впереди идущей машины. В настоящее время эта система, получившая золотую медаль выставки изобретений в Брюсселе, проходит доработку с последующей стандартизацией в большинстве развитых стран.
Разгонную динамику улучшают, в первую очередь, внедрением систем электронного впрыска топлива и управления трансмиссией (микропроцессор может переключать передачи гораздо быстрее и точнее, чем человек; как следствие, разгон автомобиля ускоряется) , а на переднеприводных автомобилях — еще и совершенствованием состава резины и рисунка протектора колес, тормозную — применением антиблокировочных систем, предотвращающих чрезмерное проскальзывание колес относительно дороги, что позволяет получить максимально возможное тормозящее усилие и в большинстве случаев сохранить управляемость автомобиля даже при экстренном торможении.
Определенный вклад в повышение активной безопасности вносит рулевое сервоуправление с переменными коэффициентом передачи и реакцией руля — для обеспечения равного поворота колес на высокой скорости требуется больший угол поворота руля, чем на малой. Иногда дополнительно вводят устройство, предотвращающее срыв колес боковым усилием. Это практически исключает риск заноса при резком повороте на большой скорости. Все эти преимущества, правда, сохраняются лишь до тех пор, пока сервосистема исправно работает….
Пассивную безопасность повышают как конструктивными мерами (увеличением хода деформации сминаемых частей кузова при одновременном укреплении салона, заменой обычного руля травмобезопасным), так и внедрением электронных устройств, приводящих в действие подушки безопасности и механизм натяжения ремней. Кстати, широкое внедрение электроники в автомобили в США началось именно после того, как на рубеже 60-х и 70-х годов конгресс принял закон об обязательной установке систем, блокирующих запуск двигателя до тех пор, пока не будут зафиксированы привязные ремни на двух передних сиденьях.
В настоящее время, как правило, используют комплексную систему управления ремнями и подушками безопасности. Датчиком в ней служит одноосный (или двухосный при использовании и боковых подушек) акселерометр, чаще всего полупроводниковый (рис. 2), блок управления с пороговыми устройствами и набор пиропатронов, часть из которых при срабатывании действует на крыльчатки, подтягивающие ремни (рис. 3), а часть — наполняет подушки безопасности. Включение пиропатронов механизма подтяжки ремней обычно устанавливают несколько более ранним, чем момент срабатывания подушек безопасности.
Работа этой системы позволяет отделаться испугом, царапинами или синяками при лобовом столкновении с неподвижным препятствием на скорости 50 км/ч (стандарт ЕЭС), а иногда и большей — вплоть до 80 км/ч. При скорости выше 80 км/ч ускорение, испытываемое человеком в момент гашения энергии движения на пути, около 0,7…1,6 м (типичное значение хода деформации кузова и подушек современных автомобилей) становится столь велико, что он оказывается раздавленным собственной массой даже при отсутствии внешних повреждений.
Говоря об электронных системах повышения безопасности, стоит упомянуть также о несложном, но весьма полезном устройстве контроля исправности сигнальных ламп и проводки. Принцип его действия состоит в том, что через лампы и проводку при включенном зажигании пропускают небольшой ток, не вызывающий свечения ламп, но позволяющий диагностировать замыкание, обрыв проводки и состояние лампы — в конце срока службы сопротивление нити накала несколько возрастает, что заблаговременно служит предупреждением водителю.
В последнее время определенную популярность, по крайней мере на автомобилях класса выше среднего, начало приобретать использование электронного управления параметрами подвески — жесткостью и коэффициентом демпфирования амортизаторов, изменением дорожного просвета. Такую подвеску часто называют активной, хотя на самом деле речь идет только о сравнительно медленной адаптации параметров подвески под дорожные условия, т. е. вернее считать ее адаптивной или полуактивной. Истинно активная система подвески, строго говоря, должна с помощью мощной сервосистемы отслеживать каждый ухаб и гасить толчки еще в момент их возникновения, как это происходит на комфортабельных судах и многих военных кораблях («успокоители» качки).
В Европе и даже, пожалуй, в мире лидер «подвескостроения» — фирма Сitroen, давно и успешно применяющая наиболее совершенные — гидропневматические — подвески в сочетании с электронным управлением их параметрами. Среди японских фирм лидирует, похоже, Mitsubishi. Американцы, имея прекрасные дороги и 55-мильное ограничение скорости в большинстве штатов, предпочитают более традиционные решения — увеличенные габариты и, значит, момент инерции корпуса автомобилей в сочетании с колесами большого диаметра и мягкими подвесками, в которых электронные системы обычно управляют только коэффициентом демпфирования.
Применение электронных устройств позволило также усовершенствовать ряд традиционных устройств, в первую очередь, электроприводы (стеклоочистителя, стеклоподъемников, регулирования положения кресел и т. п.), осветительные и сигнальные приборы. Традиционно в автомобильной технике используют коллекторные электродвигатели, которым присущи три основных недостатка — ограниченный срок службы, недостаточная надежность (склонность к застреванию) и создание радиопомех. Эти недостатки обусловлены применением трущихся контактов в коллекторе. Развитие электроники привело к тому, что бесконтактные (бесщеточные, brushless) двигатели стали конкурентоспособны по цене с традиционными, превосходя их по надежности, технологичности производства и возможностям регулировки.
Широкие возможности регулирования позволяют упростить кинематику ряда устройств, например стеклоочистителя, где вместо механического реверсирования может быть применено электрическое. Поэтому в настоящее время практически все ведущие автомобилестроительные фирмы постепенно заменяют в своих автомобилях коллекторные двигатели на бесконтактные, имеющие еще и то преимущество, что их блоки управления могут иметь интерфейс для непосредственного управления от микропроцессора.
Что касается осветительных приборов, то внедрение набирающих популярность металлогалидных газоразрядных ламп было бы просто невозможно без использования электронных узлов управления ими. Главными достоинствами металлогалидных ламп по сравнению с лампами накаливания являются существенно меньшие размеры светящей области, что позволяет уменьшить размеры рефлекторов фар с сохранением качества фокусировки луча, добиться лучшего КПД (большей световой отдачи при равной потребляемой мощности), стабильной спектральной и яркостной характеристики независимо от степени разряженности аккумулятора, а также долговечности.
Еще одной электронной системой, повышающей безопасность движения, является корректор положения фар, обеспечивающий независимо от загрузки и положения кузова постоянное освещение дороги при движении по неровным или извилистым дорогам, в последнем случае он отслеживает поворот рулевого колеса. Кроме этого, корректор уменьшает слепящее действие фар на водителей встречных машин.
Сигнальные огни на многих американских автомобилях последнее время выполняют на основе блоков сверхярких светодиодов. Они экономичнее, компактнее и надежнее традиционных ламп накаливания, особенно в режиме мигания, обеспечивают большую яркость свечения и более чистые цвета (лучше заметны днем). Яркость свечения светодиодов проще изменять в зависимости от внешней освещенности.
Звуковые сигналы также не остаются без внимания — на смену традиционным контактным электромагнитным гудкам приходят бесконтактные электродинамические и пьезоэлектрические с соответствующими электронными усилителями и узлами управления.
Появление процессоров цифровой обработки сигналов и постепенное снижение цен на эти приборы привело к созданию систем активного подавления низкочастотного шума в салоне автомобиля. Сущность идеи состоит в подаче в салон через громкоговорители встроенной аудиосистемы сигналов, противофазных шумовым. При этом шумовые сигналы взаимно компенсируются.
На практике из-за волновых свойств звука нужный эффект удается получить только на частоте ниже 200…300 Гц, и снижение шума не превышает 8…15 дБ. Казалось бы, немного, но, учитывая, что борьба с низкочастотным шумом другими способами малоэффективна, подобная электронная система позволяет сэкономить 10…25 кг звукопоглотителя Dynamat или другого материала, отнюдь не дешевого.
Широкое внедрение электронного управления при традиционном подходе приводит к резкому усложнению электропроводки, а следовательно, увеличению трудоемкости ее прокладки и вероятности ошибок при обслуживании в процессе эксплуатации. Обилие проводов грозило превратить автомобиль в «электрошкаф» на колесах. В поисках решения этой проблемы автомобилестроители обратились к опыту авиации: одно время масса электрокабелей достигала там 30 % веса электрооборудования самолетов и имела тенденцию к дальнейшему увеличению.
Проблему удалось решить путем внедрения систем вида «общая линия с последовательной передачей», когда большинство электронных устройств соединяют между собой параллельно с помощью общего трехпроводного интерфейса, а обмен информацией между ними происходит по одним и тем же проводам, но разнесен во времени, точно так же, как это происходит в компьютерных сетях Ethernet.
Аналогичные решения под названием мультиплексной проводки в начале 90-х годов стали использовать и в автомобильной промышленности. Первоначально, как водится, была «война стандартов», в числе которых фигурировали J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus и др. К настоящему времени наибольшее признание получил стандарт CAN, совместно разработанный фирмами Bosch и Motorola. Он обеспечивает скорость передачи до 1 Мбит/с и позволяет использовать для передачи информации как медные провода, так и оптоволокно.
С.Агеев
г. Москва
Радио №8, 1999
Источник: shems.h2.ru
Электрооборудование автомобиля представляет весь перечень устройств, которые вырабатывают, передают, а также потребляют электрическую энергию в машине. В целом это сложный комплекс систем, устройств и приборов, которые обеспечивают функционирование всех частей автомобиля, автоматизацию процессов, а также создают уют, комфорт и безопасность для людей.
Все главные узлы и агрегаты электрического оборудования взаимосвязаны между собой с помощью проводов. Они выступают в качестве своеобразной нервной и кровеносной системы. В одном случае по ним передается сигнал для запуска того или иного устройства, в другом случае они передают электроэнергию для питания приборов. Обрывы проводов могут привести к воспламенению или невозможности работы конкретного устройства в машине. А поломка какого-либо электрооборудования может привести к аварии, невозможности запуска автомобиля или его эксплуатации.
Виды
В качестве источников электротока выступают устройства, которые преобразуют электроэнергию. Это генератор и аккумулятор, где генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а аккумулятор — химическую в электрическую. В качестве потребителей электрической электроэнергии выступает устройство, преобразует электроэнергию в другие виды, к примеру, движения, света, тепла. К ним можно отнести систему запуска движка, лампочки, измерительные устройства, электроприборы в виде стеклоочистителей, печки, прикуривателя, радио, кондиционера и тому подобное.
Аккумулятор используется для питания потребителей электротоком во время запуска движка, во время его низких оборотов, либо в момент, когда он отключен. Генератор питает электротоком все электрические устройства, в том числе заряжает аккумулятор. Мощность и емкость данных устройств должна отвечать аналогичным параметрам потребителей при различных режимах работы машины.
Электрооборудование автомобиля в виде потребителей энергии классифицируются на 3 составляющие:
- Кратковременного действия.
- Длительного действия.
- Основного действия.
К устройствам основного действия относятся устройства, которые нужны для поддержки работоспособности машины. Это устройства впрыска, запуска, управления движком, система подачи топлива, АКП, электрический усилитель и так далее.
К устройствам длительного действия относятся устройства в виде кондиционеров, освещения, безопасности, навигационной аппаратуры, противоугонных устройств, печки и тому подобное.
К устройствам кратковременного действия относятся устройства в виде систем запуска, прикуривателя, подачи сигнала, свечей накаливания и так далее.
В качестве устройств управления выступают предохранительные щитки, блоки управления и реле. Они согласуют функционирование источников и потребителей энергии. При помощи блоков управления обеспечивается контролирование потребления электроэнергии, напряжения и нагрузок на устройствах, управление обогревателями, очистителями стекол, системой освещения и так далее. Кроме проводки в бортовой системе применяются шины данных, при помощи которых соединяются электронные блоки управления.
Устройство
Аккумулятор является одним из важнейших элементов электрооборудования автомобиля. Он представляет химический источник электротока, который работает при помощи накопления и последующей отдачи энергии. Накопление и передача заряда обеспечивается переходом ряда элементов из одного состояния в другое. Главными характеристиками аккумуляторной батареи является емкость и напряжение. Его корпус выполнен из пластика, стойкой к кислоте. В нем имеется 6 секций, в которых находятся элементы, выполненные из пластин и сепараторов. Эти элементы соединяются с помощью мостиков, а корпус закрывается пластмассовой крышкой. На батарее имеются два выхода, к которым подсоединяются клеммы проводов. Аккумулятор находится в подкапотном отсеке машины.
Электрический генератор — это устройство, которое смахивает на электрический двигатель, но имеет принципиальное от него отличие. Данный элемент создает электроэнергию благодаря вращению его якоря посредством ременной передачи, получающее вращательное движение от ДВС. Генератор имеет 2 обмотки, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения, которое он вырабатывает. Принцип его работы базируется на эффекте самоиндукции.
Далее необходимо выделить элементы, которые обеспечивают запуск и последующую работу ДВС, а значит и непосредственное перемещение машины.
Стартер – это своего рода электродвигатель, который совершает вращение благодаря энергии аккумуляторной батареи. Его главная цель кроется в начальном старте. Затем появляется электрическая икра, вследствие чего происходит воспламенение топлива. В результате двигатель начинает работать. Чтобы создать такую искру, используется повышающая катушка, свечи, а также распределитель искры.
Повышающая катушка выполнена из ферромагнитного сердечника с 2-мя обмотками. На одной из обмоток находится меньшее число витков, благодаря чему создается магнитное поле. Это поле создает магнитное поле на второй обмотке, но уже с более высоким напряжением. В результате при подаче напряжения на свечи создается искра.
Электрическая свеча представляет элемент, который создает искру непосредственно в цилиндре ДВС. У нее есть контакт, к которому подходит провод с высоким напряжением. На цилиндрах имеются электроды с наименьшим зазором, в которых и происходит создание искры. Между свечами и катушкой располагается распределитель, который и передает высокое напряжение непосредственно на свечу, которая должна в необходимый момент времени подать искру на цилиндр.
Система освещения используется при перемещении машины при недостаточной освещенности окружающей среды. В данную систему включены фары, задние фонари, лампочка освещения номера, лампочки освещения в салоне, отделения багажа, отсека мотора, зоны педалей и так далее.
Световая сигнализация используется с целью предупреждения других участников движения о маневрах, поворотах, заднем ходе, то есть о смене направления перемещения машины. Данная система имеет передние сигнальные лампочки, задние фонари, боковые повторители поворотов, лампы на панели приборов, выключатели, стоп-сигналы и другое электрооборудование автомобиля.
Фары необходимы для освещения окружающего пространства. В первую очередь они необходимы для освещения дороги, чтобы водитель имел представление об окружающей обстановке. Каждая машина имеет фары, которые расположены симметрично. Передние фары в большинстве случаев выполнены в одном корпусе. В нем могут находиться ряд элементов: дальний, а также ближний свет, ходовые и габаритные огни. Иногда в них даже размещаются поворотники.
Ближний свет необходим в случаях, когда наблюдается поток встречного транспорта. Его главная особенность заключается в том, что он не слепит водителей встречного транспорта, при этом хорошо освещает правую сторону дороги. Дальний свет также используется с целью освещения, но только в том случае, когда нет встречного потока. Его главная особенность в том, что этот свет выделяется своей мощностью и интенсивностью, благодаря чему он освещает пространство на довольно большое расстояние, которое находится впереди машины.
При помощи габаритных огней и поворотников водитель дает важную информацию всем участникам движения о габаритах своего автомобиля, а также планируемых остановках и изменениях направления движения. Также в машине имеется прикуриватель, могут быть розетки usb и так далее.
В зависимости от текущей комплектации машины в ней могут иметься или отсутствовать следующее электрооборудование автомобиля: системы безопасности, которые включают в себя электронатяжители ремней, автоматическую коробку с управляющей электроникой, электронные элементы помощи водителю, маршрутный компьютер, помощь при подъеме в гору, подушки безопасности и так далее.
Применение
Электрооборудование автомобиля включает множество элементов, включая различные системы, проводку, элементы питания и так далее. В первую очередь оно предназначено для производства электрической энергии и ее доставки потребителям электроэнергии. Сегодня количество элементов, которые потребляют электрическую энергию, в том числе проводов, которые необходимы для доставки, распределения и управления, возросло в разы. Общая длина проводов и их толщина могут иметь суммарную массу более 50 кг. Это очень много, учитывая то, что количество электрических устройств все время увеличивается. Имеется большая вероятность, что к 2025 году сеть проводов в машинах может достичь почти 100 кг.
Для снижения веса электрических проводов сегодня широко применяются шины, которые предают цифровые сигналы. С помощью такой архитектуры можно существенно снизить вес и количество применяемых проводов. Это приводит к тому, что удается избавиться от сотен метров проводки, в том числе снизить стоимость затрат, ведь применяемая в проводах медь стоит довольно дорого.
В будущем проводка и электрооборудование автомобиля станет еще меньше, ведь будет применяться схема с одним центральным процессором. Именно сюда будет стекаться вся информация, процессор будет контролировать все системы электрооборудования машины. Все функции будут выполняться операционной системой. Исчезнет порядка 75 управляющих блоков, которые сегодня имеют собственные программы и алгоритмы действия.
Естественно, что благодаря уменьшению управляющих блоков и числа проводов. Электрооборудование автомобиля станет на порядок легче и компактнее. Это прибавит стабильности, ведь меньшее число компонентов обеспечивает меньшее количество сбоев. Автомобиль станет подобен компьютерному устройству. К нему можно будет с легкостью подключать новые девайсы и изменять параметры существующих. В большей части случаев можно будет поменять программу, то есть загрузить обновление, чтобы убрать ошибку.
Похожие темы:
Система электрооборудования автомобиля
Контактная система батарейного зажигания
Для создания искрового разряда между электродами свечи зажигания необходимо высокое напряжение (15000-30000 В), так как газы, находящиеся в цилиндре, не проводят ток низкого напряжения. На современных автомобильных двигателях применяют однопроводную систему соединения источников тока с потребителями. Вторым проводником электрической энергии служит масса (корпус) – все соединенные между собой металлические части автомобиля.
При однопроводной системе включения приборов электрооборудования уменьшается число проводов, упрощается техническое обслуживание и уменьшается стоимость системы. Отрицательные выводы генератора, аккумуляторной батареи и всех потребителей электроэнергии соединены с массой, а положительные изолированы от нее. В эксплуатации необходимо внимательно следить за состоянием изоляции на проводах и за их креплением, так как нарушение изоляции может привести к возникновению короткого замыкания.
Устройство контактной системы батарейного зажигания:
Схема устройства контактной системы батарейного зажигания:
а) схема; б) положения ключа выключателя зажигания и стартера; 1 – рычажок прерывателя; 2 – подвижный контакт; 3 – неподвижный контакт; 4 — кулачок; 5 – прерыватель низкого напряжения; 6 — конденсатор; 7, 14, 23 – провода; 8 – выключатель зажигания; 9 – добавочный резистор; 10 – первичная обмотка; 11 – вторичная обмотка; 12 – катушка зажигания; 13 — магнитопровод; 15 – выключатель добавочного резистора; 16 — амперметр; 17 – аккумуляторная батарея (АКБ); 18 – выключатель электродом; 19 – ротор с электродом; 20 — распределитель; 21, 24 – подавительные резисторы; 25 – свеча зажигания; 26 – ключ выключателя зажигания.
Контактная система батарейного зажигания состоит из: аккумуляторной батареи 17, катушки зажигания 12, прерывателя 5 низкого напряжения с конденсатором 6, распределителя импульсов высокого напряжения 20, свечей зажигания 25, выключателя зажигания 8, амперметра 16. Прерыватель 5 имеет два контакта: неподвижный 3 соединенный с массой и подвижный 2, расположенный на рычажке 1 и соединенный с проводом 7 с первичной обмоткой 10 катушки зажигания. В прерывателе установлен вращающийся валик с кулачком 4, при помощи которого размыкаются контакты. В системе зажигания в качестве источника электрического тока используется генератор переменного тока.
При замыкании контактов прерывателя ток от АКБ проходит по первичной обмотке катушки зажигания, создавая вокруг нее магнитное поле.
Цепь низкого напряжения следующая: положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 – выключатель зажигания 8 добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 — провод 7 – подвижный контакт 2 – неподвижный контакт 3 – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ.
При размыкании контактов прерывателя обесточивается первичная обмотка катушки зажигания и резко уменьшается магнитное поле. Магнитный поток исчезающего поля пересекает витки вторичной и первичной обмоток, при этом индуктируется электродвижущая сила (ЭДС) высокого напряжения во вторичной и ЭДС самоиндукции в первичной обмотках. Возникающие во вторичной обмотке импульсы высокого напряжения подводятся к свечам зажигания в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Вращающийся ротор 19 своим электродом распределяет импульсы высокого напряжения по электродам крышки распределителя. Частота вращения ротора в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала и, таким образом, совпадает с частотой вращения кулачка прерывателя.
Положение пластины ротора напротив каждого из электродов крышки распределителя соответствует разомкнутому состоянию контактов прерывателя.
Цепь высокого напряжения: вторичная обмотка 11 – провод 14 высокого напряжения – подавительный резистор 21 – электрод ротора 19 – один из электродов крышки распределителя 20 – провод 23 — подавительный резистор 24 – свеча зажигания 25 – центральный электрод свечи – боковой электрод свечи – масса – выключатель 18 цепи АКБ – отрицательный вывод АКБ 17 – положительный вывод АКБ 17 – амперметр 16 — выключатель зажигания 8 – добавочный резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмотка катушки зажигания 12.
В первичной обмотке ток самоиндукции возникает при замыкании контактов прерывателя. Ток самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке, нежелательно, так как при размыкании контактов увеличивается период искрообразования между ними, снижаются эффективность и надежность системы зажигания. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6. В момент размыкания цепи низкого напряжения конденсатор заряжается током самоиндукции, а затем при разомкнутых контактах разряжается через первичную обмотку.
Выключатель зажигания 8 необходим для остановки работающего двигателя размыканием первичной обмотки катушки зажигания. Он нужен и для включения зажигания перед пуском двигателя. Ключ 26 выключателя зажигания может занимать четыре положения: 0 – зажигания выключено; 1 – зажигание включено; 2 – включены зажигание и стартер; 3 – подведено питание к радиоприемнику. В положении 0 ключ можно вставить и вынуть из замка зажигания. После пуска двигателя ключ выключателя зажигания переводят в положение 1.
Выключатель 18 цепи АКБ нужен для отключения батареи от массы при выполнении электротехнических работ и для остановки автомобиля на длительное время. Выключатель 18 защищает электрооборудование от короткого замыкания или от пожара при неисправной проводке, а также позволяет отключить батарею от всех потребителей электрической энергии, непосредственно не отсоединяя провода, отходящие от нее. В этом случае остается включенным аварийное освещение – плафон кабины и розетка переносной лампы.
Почему контактная система батарейного зажигания не используется на современных автомобилях?
Постепенно контактную систему батарейного зажигания вытеснили другие системы, такие как контактно транзисторная или бесконтактная системы зажигания. Этому предшествовало ряд недостатков контактной системы батарейного зажигания:
- Быстрый износ и обгорание контактов прерывателя;
- Увеличение зазора между контактами прерывателя, соответственно увеличение угла опережения зажигания;
- Уменьшение тока в цепях низкого и высокого напряжения;
- Частые перебои с воспламенением рабочей смеси;
- Затрудненный пуск двигателя;
- Снижение экономичности и мощности двигателя.
Все эти мигающие лампочки и кнопочки предназначены для комфортного вождения, они оповещают водителя о создавшейся проблеме. Так автомобиль может сообщить своему хозяину о том, что заканчивается бензин или садится аккумулятор. С помощью этих кнопочек и лампочек и происходит общение между автомобилем и водителем, что очень немаловажно.
Когда вы заводите машину, все лампочки начинают гореть. Так происходит проверка работоспособности автомобиля им же самим. Если есть какие-то поломки, то обязательно загорится какая-то лампочка и, тем самым, оповестит вас о создавшейся проблеме. Так что без этих лампочек и кнопочек мы даже не будем знать, что происходит в нашем автомобиле. Если какие-то лампочки начинают вспыхивать во время движения, тогда появились проблемы с автомобилем.
Поэтому очень важно знать, что означает каждая лампочка в вашей машине. Все они описаны в инструкциях. Если загорится сигнальная лампочка блока управления двигателя, тогда у вас возникла проблема с ним. Это может произойти из-за того, что двигатель не развивает необходимую мощность. При этом вы сможете продолжать движение. Если эта лампочка загорелась, тогда вам следует скинуть скорость или вообще остановиться. Продолжив движение, не поленитесь заехать на СТО, там определят причину поломки и исправят ее.
Когда вы выучите все обозначения лампочек вашего автомобиля, тогда сможете следить за его исправностью и вовремя устранять поломки. Так вы будете всегда управлять исправным автомобилем и снизите риск попадания в аварию. Существует лампочка блока управления двигателя. После запуска автомобиля эта лампочка должна погаснуть. Однако, если этого не произошло, тогда ваш автомобиль не исправен и следует искать причину этой неисправности. Также на панели есть индикатор EPS (Electronic Power Control). Этот индикатор также должен погаснуть после запуска двигателя. Постоянно следует следить за сигнальной лампочкой зажигания. Так как, если она загорится во время движения, тогда вам срочно следует заехать на СТО.
Также есть индикаторы, которые оповещают о состоянии безопасности автомобиля. К примеру, индикатор ремней безопасности. Если вы застегнули ремни, а символ не погас, тогда вам следует проверить контакты замка, возможно, вы плохо застегнули ремень. Очень важным является индикатор тормозной системы. Так как если он загорается, это означает, что тормозная система находится в неисправности. Поломку следует немедленно устранить, чтобы не подвергать свою жизнь опасности. Лампочка ESP обычно вспыхивает, когда срабатывает система электронной стабилизации. Это может произойти на скользкой дороге. Но если эта лампочка горит постоянно, тогда с системой возникли проблемы. Это означает, что она уже не сработает на скользкой дороге, а значит, ваша жизнь будет в опасности. Поэтому следует заехать на СТО.
Подушки безопасности – это единственное, что может спасти вам жизнь, если столкновение неизбежно. Поэтому не забывайте следить и за их индикатором. Если во время движения загорается лампочка тормозной системы ABS, тогда в ней возникла неисправность. При этом сохранится обычное действие тормозов. Однако, систему следует починить, чтобы она могла работать в полной мере и обеспечить вам безопасную езду. Постоянно следите за электронными датчиками в своем автомобиле, чтобы поддерживать в норме его техническое состояние.
Полезная электроника и другие мелочи для автомобиля на Aliexpress. В топике представлены полезные автоаксессуары, гаджеты, электронные преобразователи и другая полезная мелочь для автомобиля, которая пригодится при обслуживании железного коня.
Портативные часы-термометр
Довольно таки стильные и интересные часики, которые украсят интерьер автомобиля. Нужны по большей части для российского автопрома, но и для иномарок пригодятся. Крепятся либо на дефлекторы, либо на панель или лобовое стекло через двусторонний скотч. Можно приобрести и для дома, питание автономное от батареек типа AG44.
Автомобильный зарядный адаптер для ноутбука
Представляет собой повышающий DC-DC преобразователь, который повышает напряжение с 12 вольт до 15-24 вольт в зависимости от установки переключателя на верхней панели корпуса. Обычно ноутбуки требуют 19V, но есть и исключения. Подойдет и для других целей. Имеется защита от короткого замыкания и перегрузок, а в комплекте с десяток переходных разъемов.
OBD2-сканер
Нужный и недорогой сканер. Подключается к сервисному разъему и позволяет произвести диагностику оборудования, сбросить ошибки или вывести информацию на дисплей магнитолы. К примеру, скачав соответствующее приложение, можно вывести расход топлива на дополнительный дисплей. Поддерживается на большинстве авто, но могут быть и исключения.
Зарядка в прикуриватель с вольтметром
Простая, надежная и недорогая двухпортовая зарядка в прикуриватель со встроенным вольтметром. Из особенностей: суммарный ток до 3,1 честных ампер, точный вольтметр, позволяющий измерять бортовое напряжение и приятный внешний вид. Также позволяет приблизительно оценить степень заряда аккумулятора, что будет полезно при длительных простоях автомобиля.
FM-модулятор с USB-портами
Довольно интересный FM-модулятор с кучей плюшек. Имеет два встроенных USB-выхода, один из которых поддерживает протоколы быстрой зарядки. Также имеется новомодный разъем USB Type C с поддержкой QC 4.0 и PD. Во вторых, имеет нормальный передатчик, который судя по отзывам работает нормально и не фонит. Ну и встроенный BT-модуль позволяет отвечать на звонки. В общем, интересный комбайн получился.
Автомобильный усилитель TPA3116D2 с BT-модулем
Новая модификация проверенного временем усилителя на основе двух мощных усилков TPA3116D D-класса, по 100Вт каждый. В данной модификации добавлен Bluetooth модуль, позволяющий подключаться по беспроводному каналу. Плата усилителя, обеспечивают хорошую мощность и звучание. Это один из лучших усилителей для акустики на рынке по соотношению цена/качество. Подойдет и для домашней акустики типа S90.
Светодиодный повторитель стоп-сигнала
Интересный и недорогой повторитель стопарей. Монтируется на заднем стекле и имеет несколько режимов работы. Можно настроить как простое свечение, так и что-то наподобие бегущей строки. Такое решение дополнительно привлекает внимание водителей и способствует более безопасному вождению.
Мультиклещи UNI-T UT210E
Мультиклещи UNI-T UT210E, наверно, самый лучший прибор для толкового автоэлектрика. Совмещает в себя весь функционал мультиметров и позволяют измерять постоянные токи без разрыва цепи, что очень пригодится при поиске утечек. Есть вольтметр для измерения напряжения и прозвонка. В общем, один из лучших приборов для обслуживания электрики в авто.
Пуско-зарядное устройство
Полезное многофункциональное устройство для автомобиля. Основные функции: запуск двигателя при севшем бортовом аккумуляторе, подзарядка гаджетов через USB-порта и ноутбуков (DC-порт), освещение и падача аварийного сигнала ( многофункциональный фонарь), компас и ударник. Интересны больше первые. Сам пользуюсь аналогичным, очень выручает.
Универсальный эндоскоп
Один из самых популярных эндоскопов на площадке. Из особенностей: хорошее качество изображения, влагозащитый корпус и встроенная подсветка. При этом стоит он недорого и не ударит по карману. Пригодится для ремонта и осмотра внутренних элементов кузова или других деталей автомобиля. Подключается к смартфону или планшету через переходник.
Пока на этом все, удачных покупок!
Электроника в автомобиле | Тюнин Н.А., Родин А.В.
В книге описываются основные принципы построения и функциональные особенности электронных систем управления двигателем. Авторами предлагается интуитивно понятная и логичная методика диагностики компонентов системы управления двигателем. Приводятся данные о порядке получения и интерпретации информации системы самодиагностики автомобилей.
Настоящая книга представляет собой практическое пособие по диагностике систем управления бензиновыми двигателями наиболее продаваемых в России бюджетных автомобилей отечественных и иностранных производителей, а именно: «Daewoo Matiz», «Fiat Albea», «Hyundai Accent/Pony/Excel», «Renault Scenic/Logan», «Лада Калина», «Лада Приора».
Кроме того, отдельные главы книги посвящены устройству и принципу работы отдельных электронных узлов современного автомобиля — электронному приводу акселератора, антиблокировочной системе, электронному модулю дроссельного патрубка и т.п., а также электронным шинам автомобиля — CAN, LIN и MOST.
В приложении к книге вниманию читателей предлагается информация по дополнительному оборудованию автомобиля — пусковым и зарядным устройствам, светосигнальному оборудованию на сверхъярких светодиодах и иммобилизатору.
Книга предназначена для специалистов, профессионально занимающихся ремонтом автомобилей, а также для обычных автолюбителей, интересующихся устройством электрооборудования своего автомобиля.
ГЛАВА 1
Электронные системы управления двигателем
Диагностика ЭСУД «Hyundai ECFI» автомобилей «Hyundai Accent/Pony/Excel» 1996-2000 гг. выпуска
Состав и особенности конструкции ЭСУД «Hyundai ECFI»
Проверка параметров блока управления впрыском «Hyundai ECFI»
Самодиагностика ЭСУД «Hyndai ECFI»
Проверка компонентов ЭСУД «Hyundai ECFI»
Проверка топливной системы
Проверка впускной системы
Проверка элементов системы зажигания
Проверка датчиков
Проверка системы контроля выпуска
Проверка функции обеспечения ЭСУД
Диагностика ЭСУД с контроллером BOSH М7.9.7 ЕВРО-3 автомобилей ВАЗ-11183
«Лада Калина» и ВАЗ-2170 «Лада Приора»
Особенности ЭСУД автомобилей ВАЗ-11183 «Лада Калина» и ВАЗ-2170 «Лада Приора».
Работа электронного блока управления
Назначение и принцип работы датчиков и исполнительных механизмов
Диагностика управления работой двигателя
Диагностика ЭСУД автомобиля DAEWOO Matiz
Принцип работы ЭБУ
Назначение и принцип работы датчиков и исполнительных механизмов
Кислородный датчик (без подогрева, неэтилированный)
Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе
Датчик положения дроссельной заслонки
Датчик температуры охлаждающей жидкости
Датчик температуры воздуха во впускном коллекторе
Датчик скорости
Датчик детонации
Клапан контроля холостого хода
Клапан рециркуляции отработанных газов
Диагностика системы управления двигателем
Считывание кодов неисправностей
Диагностика ЭСУД «Siemens Sirius 32» автомобилей Renault Scenic/Logan 1999-2004 гг. выпуска
Проверка параметров блока управления впрыском «SiemensSirius32»
Самодиагностика ЭСУД «Siemens Sirius 32»
Проверка компонентов ЭСУД «Siemens Sirius 32»
Проверка топливной системы
Впускная система
Проверка элементов системы зажигания
Проверка датчиков
Система контроля выпуска
А,-зонд с подогревом (H02S)
Клапан вентиляции топливного бака EVAP
Проверка функции обеспечения ЭСУД
Особенности электрооборудования и ЭСУД автомобиля «Fiat Albea»
Генератор
Стартер
Блоки предохранителей
Освещение
Электронная система управления двигателем
Диагностика системы распределенного впрыска, отыскание и устранение неисправностей
Проверка компонентов ЭСУД
Датчик давления/температуры воздуха (коды ошибок Р0105-Р0108, Р0110-Р0113)
Датчик температуры охлаждающей жидкости (коды ошибок Р0115-Р0118)
Датчик положения дроссельной заслонки (коды ошибок Р0120-Р0123)
Датчик кислорода (коды ошибок Р0130-Р0135) и диагностический датчик кислорода
(коды ошибок Р0136-Р0141)
Датчик положения коленчатого вала (коды ошибок Р0335 — Р0344)
Неисправности системы подачи топлива
ГЛАВА 2
Электронные узлы в автомобиле
Устройство и ремонт электронных узлов системы зажигания инжекторных двигателей
Контроллер
Датчик детонации
Регулятор холостого хода
Датчик кислорода
Датчик массового расхода воздуха
Исполнительные элементы системы зажигания
Ремонт и программирование контроллера
Электронный привод акселератора современного автомобиля
Устройство и принцип действия
Механическое управление перемещением дроссельной заслонки
Электронное управление перемещением дроссельной заслонки
Достижение оптимального крутящего момента
Блок-схема системы электронного привода дроссельной заслонки автомобилей AUDI
Модуль педали акселератора
Работа системы привода дроссельной заслонки при возникновении неисправностей
Блок управления двигателем
Модуль управления дроссельной заслонкой
Положения дроссельной заслонки
Работа при выходе из строя привода дроссельной заслонки
Угловые датчики 1 и 2 привода дроссельной заслонки
Работа при отсутствии сигналов с угловых датчиков
Контрольная лампа электронного привода акселератора
Дополнительные сигналы, используемые при работе системы электронного привода
Самодиагностика
Антиблокировочная система тормозов современных автомобилей
Электронный модуль дроссельного патрубка для ЭСУД, рассчитанных под стандарты
«Евро-3» и «Евро-4»
Устройство и принцип работы
Модуль управления дроссельного патрубка для норм токсичности «Евро-3»
Модуль управления дроссельного патрубка для норм токсичности «Евро-4»
ГЛАВА 3
Электронные шины в автомобиле
Шина CAN
Шина LIN
Блок управления LIN Master
Блоки управления LIN Slave
Шина MOST
Скорость передачи данных по шине MOST
Блоки управления и компоненты шины MOST
Структура шины MOST
Системный администратор
Состояния системы шины MOST
Спящий режим (Sleep)
Режим готовности Standby
Рабочий режим (Power-ON).
Отрезки телеграмм
Протекание процессов в шине MOST
Пуск системы (Wake-up)
Передача синхронных данных — звука и видео
Управление данными при синхронной передаче
Каналы передачи данных
Диагностика шины MOST
Администратор диагностики
Сбой системы
Диагностика обрыва контура цепи Ringbruch
Диагностика обрыва контура цепи с увеличенным затуханием
ПРИЛОЖЕНИЕ
Дополнительное оборудование
П1. Конденсаторные пусковые устройства
Устройство, работа и характеристики
Упрощенная схема суперконденсаторного пускового устройства
П2. Методика расчета автомобильных светосигнальных приборов на основе сверхъярких светодиодов
П3. Штатные противоугонные системы автомобилей ВАЗ. Эксплуатация и решение
некоторых нестандартных проблем
Принцип работы иммобилизатора
Процедура обучения иммобилизатора АСП-6
Дополнительные функции иммобилизатора АСП-6
Нештатные проблемы, возникающие при эксплуатации иммобилизатора и их решение
П4. Реализация автоматического зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов
на примере контроллера BQ2031
Мониторинг температуры аккумулятора
Режим тестирования
Режимы заряда
Название: Электроника в автомобиле
Авторы: Тюнин Н.А., Родин А.В.(ред.)
Серия: Ремонт №123
Издательство: Солон-Пресс
Год: 2012
Страниц: 128
Язык: Русский
Формат: PDF
Качество: отличное
Размер: 10,45 Мб
Скачать Электроника в автомобиле — Тюнин Н.А., Родин А.В.(ред.)
Электроника в автомобиле автолюбителю Тюнин Родин
Электрический ток
Современный автомобиль не может работать без электричества. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей
смеси в бензиновых двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и звуковая сигнализация, контрольно-измерительные
приборы, освещение и дополнительное оборудование. Кроме того, тенденции мирового автомобилестроения в последнее время направлены на все более
широкое применение электрической тяги в автомобилях (гибридные силовые установки, топливные элементы и электромобили).
Для получения электрической энергии на автомобиле устанавливают источники электрического тока- генератор и аккумуляторную батарею.
Аккумулятор используется для пуска двигателя и для питания электроприборов при неработающем двигателе. Генератор питает электрооборудование автомобиля при работающем двигателе, и, кроме того, подзаряжает аккумуляторную батарею. Генератор превращает механическую энергию от вращения коленвала в электрическую, а аккумулятор- химическую энергию в электрическую.
Генератор и аккумулятор относятся к источникам электрического тока, все остальные электроприборы автомобиля являются его потребителями. Источники и потребители электрического тока соединяются между собой с помощью проводников, в качестве которых, как правило, служит медный провод. Провод обязательно должен находиться в изоляции во избежание замыкания с другими проводниками и, как следствие, перегорания электроприборов.
Все материалы по электропроводности делятся на проводники и непроводники (изоляторы). Не вдаваясь в дебри физики, просто отметим, что в проводниках
находится большое количество свободных электронов, которые хаотично движутся. При приложении электрического напряжения к проводнику свободные электроны начинают двигаться в одном направлении, создавая электрический ток. В изоляторах же свободных электронов практически нет, поэтому и ток создавать нечем. К проводникам относится большинство металлов, уголь, водные растворы щелочей и кислот. К изоляторам- резина, пластмассы, стекло и т.п.
Замкнутая и разомкнутая цепь
Если источник тока, провода и потребители соединить между собой в замкнутый контур, то мы получим электрическую цепь, по которой потечет электрический ток. Характерной особенностью электрической цепи на автомобиле является то, что одним из проводов служит масса (металлические части кузова автомобиля), а другим проводом служат изолированные провода. Поэтому такая электрическая цепь называется однопроводной.
Между полюсами (выводами) любого источника тока существует электрическое напряжение (обозначается U), измеряемое в вольтах. Сила электрического тока (обозначается I) измеряется в амперах. Всякий проводник и потребитель создает сопротивление электрическому току (обозначается R), которое измеряется в омах. Между этими тремя величинами существует зависимость, которую выражает знаменитый закон Ома: I = U / R. Работа электрического тока, выполненная за 1 секунду, называется мощностью. Мощность измеряется в ваттах и обозначается P. Мощность можно рассчитать по формуле P = U * I. Электрический ток, проходящий через проводник, нагревает его. Количество выделяемого при этом тепла зависит от силы тока, сопротивления и времени прохождения тока.
Однопроводная электрическая цепь автомобиля
На автомобилях приборы электрооборудования питаются постоянным током. Постоянным называется ток, который движется в проводнике только
в одном направлении, в отличие от переменного тока, который движется в проводнике попеременно то в одном, то в другом направлении.
В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (-). Условно считают, что постоянный ток в цепи движется
от положительного полюса к отрицательному. На автомобилях отрицательный полюс источника тока соединяют с массой (если, конечно, кузов металлический).
Потребители или источники тока могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. При последовательном соединении отрицательный полюс одного источника тока соединяют с положительным полюсом другого. В результате такого соединения общее напряжение будет равно сумме напряжений всех источников тока. При параллельном соединении источников тока соединяют между собой одноименные полюса- положительные с положительными, отрицательные с отрицательными. При таком соединении общее напряжение будет таким же, как у одного источника тока, а сила тока увеличится во столько раз, сколько источников тока соединены между собой.
При последовательном соединении потребителей весь ток проходит через каждый потребитель. Если выйдет из строя один из потребителей, обесточивается вся цепь. При параллельном соединении ток, разветвляясь, поступает к каждому потребителю отдельно. В этом случае выход из строя любого потребителя не влияет на работоспособность остальных.
Последовательное соединение источников Параллельное соединение источников
Магнетизм и электромагнетизм
Все знают, что такое магнит. Также все замечали, что магниты притягивают к себе стальные предметы не только при непосредственном соприкосновении, но
и на расстоянии, что свидетельствует о наличии вокруг них магнитного поля. Каждый магнит имеет два полюса, которые условно называют северным (N) и южным (S). При сближении одноименных полюсов двух магнитов они отталкиваются, а при сближении разноименных полюсов- притягиваются.
Магнитное поле, созданное вокруг магнитов, состоит из магнитных силовых линий, направленных от северного полюса к южному. С удалением от магнита величина магнитного поля уменьшается.
Магнитное поле вокруг проводника с током
Если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него создается кольцевое магнитное поле без выраженных полюсов. Если же проводник свернуть в виде спирали, то при прохождении по нему тока магнитное поле образует на концах спирали полюса- северный и южный. Если в середину такой катушки поместить стальной сердечник, то образуется электромагнит, имеющий все свойства обычного магнита (очень наглядно это показано в мультфильме “Ивашка из дворца пионеров”, где главный герой с помощью электромагнита расправляется с Кащеем Бессмертным).
Простейший электромагнит
Магнитное поле электромагнита можно увеличивать или уменьшать, изменяя силу тока или количество витков катушки. С увеличением силы тока или количества витков электромагнита увеличивается его магнитное поле.
Если проводник с током поместить в магнитное поле магнита (электромагнита), то в результате взаимодействия магнитных полей проводника и магнита проводник будет выталкиваться, т.е. электрическая энергия будет превращаться в механическую. На этом явлении основана работа электродвигателей.
Принцип работы генератора Принцип работы электродвигателя
Для превращения механической энергии в электрическую используют явление электромагнитной индукции. Если замкнутый проводник вращать в магнитном поле, то в проводнике возникает электрический ток. Величина тока зависит от длины проводника, скорости пересечения,плотности магнитного поля и угла, под которым пересекаются магнитные силовые линии. На этом явлении основана работа генератора.
Вы, конечно же обратили внимание, что картинки практически одинаковы? Не удивляйтесь, это свидетельство обратимости электрических машин. Обратимость электрических машин — одинаковое устройство преобразователей электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, электрические машины взаимозаменяемы: любой электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот. Приоритетная функция электрической машины определяет её конструктивные особенности, вследствие которых обратимость становится неравномерной. Говоря по-русски, электрогенератор будет работать лучше, чем используемый в качестве генератора соответствующий по размерам электродвигатель, и наоборот.
Обозначения на электрических схемах
Обозначения на схемах электрооборудования автомобиля, как правило, интуитивно понятны. Но, для общего развития, не мешает знать и некоторые специфические условные обозначения.
Обозначения на электрических схемах
ИТАК, запомните:
- Постоянный ток условно течет от плюса к минусу.
- Нельзя соединять напрямую минусовой и плюсовой провода, минуя потребителей, иначе произойдет короткое замыкание.
- Минусовой провод присоединяется к “массе” автомобиля.
- В электротехнике существуют только две неисправности: нет контакта, там где он должен быть, и есть контакт, там, где его не должно быть.
Программное обеспечение для автомобиля
Увеличение электроники и программного обеспечения в автомобилях создает большие проблемы для электрической и электронной (E / E) архитектуры. На самом последнем этапе автоматизированное и автономное вождение выйдет за пределы существующих архитектур E / E. Он будет сталкиваться с огромными потоками данных и значительно увеличится в объеме — например, место установки, вес, количество блоков управления, пропускная способность. До настоящего времени электронные архитектуры в автомобилях состояли из децентрализованных блоков управления (ECU: Electronic Control Units), которые контролировали отдельные функции и которые содержали тесно интегрированное аппаратное и программное обеспечение.Сегодня эта тенденция движется к централизованным системам с выделенными элементами управления, которые становятся все более виртуализированными. Эти центральные устройства управления будут затем выполнять множество функций в разных местах автомобиля. Наряду с этим, аппаратное и программное обеспечение будет все больше и больше отключаться друг от друга. Вместо того, чтобы пытаться охватить 120 отдельных электронных блоков управления (ЭБУ), они будут менее распространены и более централизованы.
Центральный высокопроизводительный компьютер в автомобиле
В течение следующих нескольких лет архитектуры будут организованы в определенные области, состоящие из нескольких различных объединенных групп данных.В долгосрочной перспективе они будут в дальнейшем централизованы в зональные кластеры высокопроизводительных компьютеров. И, в конечном счете, будут включены специальные функции для обеспечения согласованного подключения в облаке. В будущих архитектурах блоки управления будут объединены в несколько высокопроизводительных компьютеров (HPC). Архитектура ИТ-систем подходит к автомобилям. С этими архитектурами аппаратное обеспечение все больше отделяется от программного обеспечения. Чтобы ограничить количество дополнительных блоков управления, виртуальные блоки управления будут работать на высокопроизводительных компьютерах.Благодаря этой центральной архитектуре многие этапы вычислений проходят непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам, создавая тем самым интеллектуальные датчики и исполнительные механизмы.
Изменения в электронике, обнаруженные в автомобилях за последние 100 лет
Полный привод / AWD
Еще одно замечательное новшество — полный привод (AWD) — стало отличным дополнение к автомобилям. Это обычно называют полным приводом или даже 4х4. Это означает, что все четыре колеса на транспортном средстве получают мощность от двигателя, а не только два из них. Это популярный особенность для спортивных внедорожников, но это становится довольно распространенным среди спортивных автомобилей и других небольших транспортных средств из-за его безопасности возможностей.С технологией AWD автомобили получают лучшую тягу на льду и мокрой дороге, и это также дает водителю больше контроля над автомобилем.
Технология AWD была впервые разработана в 1900 году производителем Porsche, но это не стало популярным до Второй мировой войны. Идея была отличной для военные транспортные средства, которые должны были путешествовать по разным местам и поля. После этого идея в итоге была реализована в гражданских автомобилях. Американская компания Motors создала первую полную линию полного привода легковые автомобили 1980 года.Орел был самой популярной моделью в этой линии. В настоящее время существует несколько различных типов технологий полного привода, которые отличаются между различные модели автомобилей, в том числе межосевой дифференциал с механическим замок, межосевой дифференциал torsen, системы множественного сцепления и несколько других. Он также включает в себя электронные устройства контроля тяги, а также электронные раздаточная коробка, которая переключает управление между передней и задней осями.
Подушки безопасности
Еще одним улучшением безопасности, обеспеченным электроникой, являются подушки безопасности которые сейчас являются стандартными в автомобилях.Технически известный как дополнительная удерживающая система (SRS), Система удержания на воздушной подушке (ACRS) или дополнительная надувная удерживающая система (SIR), они обеспечивают большую безопасность для водителя и пассажиров в автомобиле. Созданная в 1952 году, технология подушек безопасности основана на электронных датчиках, которые измерить величину быстрого замедления через акселерометр. Это маленький электронный чип, который движется в результате быстрого торможения и, как В результате сигнализирует о быстром выбросе подушек безопасности.Производители автомобилей в настоящее время работает над новыми расчетами подушек безопасности, чтобы сделать их более эффективными и чтобы помочь предотвратить ненужные развертывания. Новые расчеты учитывать положение сидений, использование ремня безопасности и вес пассажиров, чтобы помочь определить, когда (и если) подушку безопасности следует развернуть.
Глобальная система позиционирования (GPS)
Глобальная система позиционирования (GPS) является популярным устройством, которое вызвало всплеск в автомобильной электронике в последнее время тоже.Это в основном электронные навигационные устройства, которые используют спутники для мониторинга многих аспектов автомобиля. Используя спутники, компания GPS может найти местоположение вашего автомобиля, направление его движения и скорость, с которой он движется. В результате ваш машину легко найти, если ее украдут. Идея этой технологии была первой создан в 1978 году и используется в качестве экспериментального устройства для Министерство обороны США. Как и большинство автомобильных технологий, хотя, Идея быстро проникла в гражданские автомобили из-за широкого спроса.GPS также даст вам пошаговые голосовые инструкции к вашим пунктам назначения, которая имеет тенденцию быть самой популярной особенностью этого электронного устройства. Это может также пригодится, если вы заперли ключи в машине. Простым звонком поставщику услуг GPS, представитель может отправить спутниковый сигнал к вашей машине и откройте двери. Эти устройства также хороши в широком разнообразие чрезвычайных ситуаций, поэтому они обеспечивают душевное спокойствие в дополнение к безопасность и удобство.
Hybrid Cars
Этот раздел был бы неполным, если не говорить об электронике, которая требуется для управления гибридным транспортным средством, и одним из лучших примеров является Toyota Prius . Этот автомобиль использует компьютер и цифровую электронику, чтобы управлять изменением различные комбинации источников питания и благодаря электронике довольно легко если бы не экран энергопотребления, расположенный на центральной консоли Prius у водителя было бы мало указаний на сложность всего этого называется эта технология Гибридный Синергетический Привод (HSD).
Будущее
С блестящими умами, работающими в автомобильной промышленности, есть безграничные возможности что производители будут включать в свою продукцию в ближайшие годы.В Дело в том, что у компании Lexus теперь есть автомобиль, который будет автоматически параллельно парковаться Ваш автомобиль без водителя даже не нужно прикасаться к колесу. Если мы посмотрим на технологии и электроника, которые используются в военных транспортных средствах, мы можем часто прогнозируют услуги, которые будут в гражданских транспортных средствах в ближайшем будущем. Это имеет тенденцию быть тенденцией в автомобильной промышленности и, вероятно, продолжится так как люди всегда хотят и ожидают большего от своих автомобилей.
Автоэлектроника
Доступен широкий спектр автомобильной электроники для удовлетворения ваших потребностей в мобильных развлечениях: аксессуары Bluetooth, усилители, динамики и GPS-навигация, спутниковое радио, радарные детекторы и бортовые камеры.
головные устройства и приемники
Вчерашний выбор автомобильных аудиосистем бледнеет по сравнению с текущей партией продуктов, доступных на рынке.Вы можете рассчитывать на то, что Newegg поможет вам в процессе покупки. Для головных устройств вторичного рынка такие функции, как Bluetooth и USB, являются обязательными. Расширенные функции, такие как совместимость смартфонов Android и Apple CarPlay, могут превратить ваш автомобиль в центр мобильной связи с функцией громкой связи и возможностью использовать Google Maps / Apple Maps прямо на мониторе в приборной панели.
Автозвук
Современные высококачественные динамики и сабвуферы используют экзотические материалы, такие как кевлар и алмаз, для получения максимально чистого звука.При настройке вашей системы не забывайте о динамиках твитера. Эти колонки могут быть небольшими, но они помогут увеличить высокие частоты в вашей музыке.
Далее стоит рассмотреть усилители и кроссоверы для улучшения вашей автомобильной аудиосистемы. Усилители — отличный способ повысить уровень мощности, особенно если вы переходите на более мощные динамики и сабвуферы. Кроссоверы помогут разделить ваши низкие, средние и высокие частоты и получить нужные звуки к вашим твитерам, сабвуферам и средним динамикам.
Бортовые камеры
Еще одним новшеством в автомобильной электронике являются бортовые камеры. Тире и резервные кулачки становятся нормой на современном шоссе и не только помогают безопасно парковать и контролировать свой автомобиль, но также могут быть использованы в качестве доказательства в случае аварии для определения неисправности. Некоторые важные функции для поиска в этих камерах включают в себя:
-
Разрешение
- (SD, HD 720p против 1080p)
- Угол обзора камеры (Стандарт противШирокий угол)
- Монтажные позиции (панель приборов, бампер, зеркало заднего вида)
- Источник питания (аппаратный или аккумуляторный)
- Устройство непрерывной петли
- с поддержкой GPS Канал
- (однонаправленная или двойная запись [спереди и сзади])
Shenzhen Audiosources Car Electronics Co., Ltd.
Основная продукция нашей компании включает в себя:
1) Автозвук серии
2) Автомобильное видео серии
3) Автомобильный ПК
Наша продукция экспортируется в Америку, Канаду, Южную Америку, Европу и Юго-Восточную Азию. Наш принцип — «предоставлять лучшие продукты и услуги для удовлетворения потребностей клиентов». Мы активно участвуем в соревнованиях в стране и за рубежом. «Честность, солидарность, креативность, технология и качество на первом месте» — наш культурный дух, который способствует нашему постоянному и быстрому развитию.
Чтобы удовлетворить потребности клиентов, мы продолжаем предлагать конкурентоспособные цены при условии наилучшего качества и услуг. Мы также можем предоставлять услуги OEM и ODM для удовлетворения различных потребностей клиентов в автомобильной аудио и видео продукции и деталях безопасности. Мы будем предлагать более высокотехнологичные автомобильные электронные продукты с нашей сильной смелостью и уверенностью.
Благодаря идеальному управлению производством, строгому контролю качества, разумному контролю затрат и лучшему послепродажному обслуживанию, мы предложим вам продукцию самого высокого качества по конкурентоспособным ценам.Наша деловая политика «основана на честных, равных и взаимных выгодах для поддержания долгосрочных деловых отношений с зарубежными друзьями».
Наш успех зависит от вашего пристального внимания, и ваше удовлетворение является нашей величайшей честью. Мы приветствуем все искренние запросы, и мы рады предложить вам модные и инновационные продукты и лучшие услуги. Мы искренне надеемся стать одним из ваших надежных поставщиков и поддерживать долгосрочные стабильные и взаимовыгодные коммерческие отношения с вами в ближайшем будущем.
Если у вас есть какие-либо вопросы о нашей компании и продуктах, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам любым способом. Пожалуйста, примите во внимание наше лучшее внимание к любым вашим требованиям.
Электроника в автомобиле
Все эти мигающие лампочки и кнопочки предназначены для комфортного вождения, они оповещают водителя о создавшейся проблеме. Так автомобиль может сообщить своему хозяину о том, что заканчивается бензин или садится аккумулятор. С помощью этих кнопочек и лампочек и происходит общение между автомобилем и водителем, что очень немаловажно.
Когда вы заводите машину, все лампочки начинают гореть. Так происходит проверка работоспособности автомобиля им же самим. Если есть какие-то поломки, то обязательно загорится какая-то лампочка и, тем самым, оповестит вас о создавшейся проблеме. Так что без этих лампочек и кнопочек мы даже не будем знать, что происходит в нашем автомобиле. Если какие-то лампочки начинают вспыхивать во время движения, тогда появились проблемы с автомобилем.
Поэтому очень важно знать, что означает каждая лампочка в вашей машине. Все они описаны в инструкциях. Если загорится сигнальная лампочка блока управления двигателя, тогда у вас возникла проблема с ним. Это может произойти из-за того, что двигатель не развивает необходимую мощность. При этом вы сможете продолжать движение. Если эта лампочка загорелась, тогда вам следует скинуть скорость или вообще остановиться. Продолжив движение, не поленитесь заехать на СТО, там определят причину поломки и исправят ее.
Когда вы выучите все обозначения лампочек вашего автомобиля, тогда сможете следить за его исправностью и вовремя устранять поломки. Так вы будете всегда управлять исправным автомобилем и снизите риск попадания в аварию. Существует лампочка блока управления двигателя. После запуска автомобиля эта лампочка должна погаснуть. Однако, если этого не произошло, тогда ваш автомобиль не исправен и следует искать причину этой неисправности. Также на панели есть индикатор EPS (Electronic Power Control). Этот индикатор также должен погаснуть после запуска двигателя. Постоянно следует следить за сигнальной лампочкой зажигания. Так как, если она загорится во время движения, тогда вам срочно следует заехать на СТО.
Также есть индикаторы, которые оповещают о состоянии безопасности автомобиля. К примеру, индикатор ремней безопасности. Если вы застегнули ремни, а символ не погас, тогда вам следует проверить контакты замка, возможно, вы плохо застегнули ремень. Очень важным является индикатор тормозной системы. Так как если он загорается, это означает, что тормозная система находится в неисправности. Поломку следует немедленно устранить, чтобы не подвергать свою жизнь опасности. Лампочка ESP обычно вспыхивает, когда срабатывает система электронной стабилизации. Это может произойти на скользкой дороге. Но если эта лампочка горит постоянно, тогда с системой возникли проблемы. Это означает, что она уже не сработает на скользкой дороге, а значит, ваша жизнь будет в опасности. Поэтому следует заехать на СТО.
Подушки безопасности – это единственное, что может спасти вам жизнь, если столкновение неизбежно. Поэтому не забывайте следить и за их индикатором. Если во время движения загорается лампочка тормозной системы ABS, тогда в ней возникла неисправность. При этом сохранится обычное действие тормозов. Однако, систему следует починить, чтобы она могла работать в полной мере и обеспечить вам безопасную езду. Постоянно следите за электронными датчиками в своем автомобиле, чтобы поддерживать в норме его техническое состояние.
Установка ксенона предполагает наличие навыков работы с высоковольтной электроникой для автомобилей, поэтому крайне рекомендуется доверить установку ксеноновых фар специалистам установочных центров. Тем не менее, если вы считаете, что имеющихся у вас навыков для этого вполне достаточно, можете попробовать установить ксенон самостоятельно.
Сначала стоит отметить, что установка ксеноновых фар должна проходить строго по инструкции, изложенной ниже. Отступления от нее чреваты нежелательными последствиями. Кроме того, каждая модель авто располагает своими особенностями, которые при установке ламп, блоков розжига, укладке ксеноновой проводки необходимо учитывать.
Сперва обеспечьте со стороны моторного отсека свободный доступ к фарам. Демонтируйте их, если доступ осуществить невозможно (на некоторых моделях авто необходимо снимать передний бампер, аккумуляторы и прочее).
Отделите от фары защитную крышку (если автомобиль европейский), отсоедините разъем лампы, после чего освободите крепежную пружину и удалите лампу из ее посадочного места. В снятой крышке просверлите нужного диаметра отверстие, через него протяните провода ксеноновой лампы, затем установите уплотнительный манжет. Далее удалите с колбы ксеноновой лампы защитный материал. С лампой обращайтесь крайне осторожно – держите ее в чистоте. Установите ксенон в посадочное место фары, после чего зафиксируйте его с помощью пружины.
Установите на свое место защитную крышку фары.
Далее вам нужно определить место установки блоков розжига. Желательно, чтобы они после установки не подвергались воздействию повышенной влажности и высоких температур. Выбрав место, закрепите блоки с помощью саморезов, болтов либо двустороннего скотча на ровной поверхности. Учитывайте длину проводов, которые будут соединять блоки розжига и разъемы лампы.
Крайне не рекомендуется устанавливать блоки розжига разъемами вверх. Хоть они и защищены от влаги, она все равно может вызвать короткое замыкание, скопившись в разъеме и проникнув внутрь.Проводку закрепляйте специальными стяжками.Коммутацию производите в соответствии с рекомендуемой схемой монтажа.
Будьте внимательны: устанавливая ксенон в противотуманные фары либо в дополнительные фары на крыше и дугах авто, обязательно обеспечьте дополнительную гидроизоляцию, а также надежность крепления проводов, разъемов и самого ксенонового оборудования.
- установка ксеноновых ламп в 2017
Свечи автомобиля зачастую становятся причиной того, что автомобиль не заводится. Когда это случается, необходимо свечи выкручивать и чистить. Но у всех свечей есть определенный срок службы, поэтому пришедшие в негодность свечи нужно просто заменять на новые.
- Автоэлектрика для начинающих – что нужно знать автовладельцу?
- Автомобильная электроника: благо или потенциальная опасность?
Электроника для авто своими руками
Каждый владелец легкового автомобиля по мере своих возможностей старается улучшить свой автомобиль. Причем, чем машина старше, тем желание сделать из нее суперкар, оснащенный самыми последними достижениями науки и техники, сильнее. Все хорошо, но в меру. Это понимаешь, когда видишь копейку не первой свежести, обвешанную мигалками, отбойниками и навороченными охранными системами. Мы не станем предлагать оснащать Таврию бортовым компьютером или лепить автоматическую систему контроля устойчивости на девятку.
Самодельная электроника в авто
Мы представим, что можно сделать полезного для своего автомобиля, если мы хоть немного разбираемся в электронике и умеем держать паяльник. Полезная электроника для авто своими руками установленная и на себе испытанная может пригодиться не только нам, поэтому предлагаем небольшой дайджест простых устройств, которые упрощают жизнь автомобилиста.
Долой катализатор
При удалении катализатора своими руками можно столкнуться с некоторыми трудностями. На некоторых моделях автомобилей нет возможности удалить первичный катализатор, или же вы не хотите делать перепрошивку ЭБУ. В таком случае, есть простое устройство, которое введет в заблуждение хитрый ЭБУ так, что при удаленном катализаторе контрольная лампа сбоя в системе управления двигателем гореть не будет.
Это простейшее устройство подогнано под номинальные показатели катализаторов на всех Мицубиси, Шевроле Лацетти, Ниссан Премьера. Для других автомобилей нужно просто подобрать нужный номинал радиодеталей по осциллограмме. В этом нет ничего сложного – есть куча справочников. Вот принципиальная схема устройства и его внешний вид.
- резистор на 150 кОм;
- конденсатор на 1 мкФ.
После пропайки всей конструкции, обрабатываем ее изолирующим лаком и заключаем в термокембрик. Больше контрольная лампа о себе напоминать не будет.
Проверка свечи зажигания
Очень полезное и простое устройство. Для его изготовления нам понадобится только старая пьезо-зажигалка. При пробитой на корпус свече искра на контактах появляется периодически, а проявляется это в нестабильной работе мотора. Для проверки свечи зажигания есть специальные приборы, но их нет в арсенале, то всегда найдется замена.
Достаем из зажигалки пьезоэлемент, удлиняем провода и изолируем, чтобы не щекотало током. Установим прибор на свечу так, как показано на рисунке, нажмем на кнопку и внимательно посмотрим на контакты. Если искра проскочила – значит, свеча 100% рабочая.
Простейшее зарядное устройство
Наверняка каждый автомобилист с опытом сталкивался с ситуацией, когда нужно подзарядить АКБ, а зарядного устройства под руками не оказалось. Такое зарядное устройство, схему которого мы предлагаем, можно вполне возить с собой в багажнике. Оно может пригодиться в далеких поездках, там, где нет доступа к полноценному зарядному устройству. Главное – чтобы была розетка.
Схема его чрезвычайно проста. Она выполнена на бестрансформаторной основе, поэтому прибор получился компактный и легкий. Устройство не греется и может работать как угодно долго. Есть у него один недостаток – он не имеет гальванической развязки. То есть ток от сети поступает напрямую на аккумулятор через конденсаторный блок.
Для преобразования переменного тока в постоянный служит выпрямитель – диодный мост. Его вполне возможно отыскать готовым, а можно и собрать самому. Мост должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В при силе тока не менее 3 А. Конденсаторный блок в сумме должен показывать суммарную емкость 8 мкФ.
Для того, чтобы схема разряжалась после выключения, на выходе установлен резистор 220-810 кОм. Вместо набора конденсаторов можно использовать один, но емкий – 10 мкФ. На выходные провода можно поставить аккумуляторные зажимы для удобства использования. Схема очень компактна и поместится в любой корпус. Это не идеальное зарядное устройство, но как спасительная крайность может пригодиться не раз.
Для умелого паяльника всегда найдется работа в создании приятных мелочей для комфорта, для безопасности, для создания дополнительного освещения. Главное – знать, что это необходимость. И тогда любой прибор или устройство будет полезным и приятным дополнением к конструкции автомобиля.
Читайте также Вебасто — принцип работы, Обходчик иммобилайзера своими руками
Радиосхемы для автолюбителя
В данной статье рассмотрим схему и изготовления усилителя для автомобиля.
Самодельный усилитель дешевле в сборке, и главное это качество звучание. Усилитель состоит из преобразователя напряжения, самого умзч и блока защиты.
В интернете много видео бегущих поворотников в стиле ауди, но вот со схемами проблема. В этой статье рассмотрим самодельные бегущие поворотники на 7 каналов построенных на микроконтроллере. Расписано все просто,и прошивка в комплекте.
После того как спидометр с квазианалоговой шкалой стал комерческим, то из интернета сразу пропали его исходники и прошивки,без которых спидометр было не построить. Было решено создать прибор по функциям похож на его прибор. Но прибор вышел на многофункциональней, чем прибор МАМЕДА. И так,переходим к просмотру-схема спидометра+одометр с прошивкой своими руками.
Всем привет, хочу показать простую, очень простую схему своими руками, как быстро и просто сделать американские габариты на любое авто,если подробнее что бы габариты были всегда оранжевые и мигали при включении поворотника. Эта схема или переделка на любителя, просто может кто-то спросит зачем это нужно? Отвечу, кому-то нужен сабвуфер, размером метр на метр, впихнуть в машину, кому-то ещё что, а кто то делает поворотники своими руками в стиле американ стайл.
Есть такая ситуация (особено летом) ездишь с открытыми окнами, останавливаешься, выходишь из машины, ставишь на сигналку, и видишь не закрыл окно, потом открываешь и надо включить зажигания, чтобы поднять стекло. Эта проблема решается доводчиком стекол,а что бы не бежать в магазин.Соберем сами.Схема и фотографии проекта внутри
Данная схема работает следующим образом: Чем выше температура двигателя-тем быстрее вращается вентилятор охлаждения. И наоборот, чем ниже температура-тем медленнее вращается вентилятор,таким образом пока не остановится. Так же данный ШИМ регулятор снижает на грузку на бортовую сеть автомобиля, и избавляет от реле.
Конструкция реализована на одной компактной плате. Моноблок состоит из 3-х частей:усилитель НЧ, фильтр НЧ, преобразователь напряжения. Первые две части описаны в статье “Как сделать простой усилитель для домашнего сабвуфера”.
Эмулятор 2ого лямбда зонда своими руками
Устройство эмулятора второго датчика кислорода было разработано на основе успешного 8-летнего опыта решения проблемы ошибки 0420. Предыдущие версии эмулятора были значительно сложнее и крупнее. Данное устройство своеобразная работа надо ошибками прошлых лет.
Схема проста до безобразия. Не боится неверного подключения. Очень информативно рассказывает о текущем состоянии тракта выхлопа и эффективно выполняет свою задачу работая с циркониевыми датчиками кислорода.
Стробоскопы для автомобиля своими руками
Решено было собрать стробоскопы для автомобиля на микроконтроллере. И сама схема не сильно сложная.
Сам программатор для микроконтроллера можно собрать самому, или купить на Алиэкспрессе.
Но это второй вопрос,и перейдем к стробоскопу своими руками.
Столкнулся с вопросом, поставить к нормальной акустике в салон и цветомузыку на светодиодных лентах,и сделать ее своими руками.
Схема не сложная и представлена ниже с небольшим списком деталей.
Работает от 12 Вольт.
Схема-авто — поделки для авто своими руками.
Просмотров: 3 610 Рубрика: Своими руками
Давно хотел заняться интерьером своего автомобиля. Чехол ручки КПП, который был у меня, не подходил к интерьеру моего салона и сидений и порядком потрепался, поэтому решено было его переделать.
Для того, чтобы сделать чехол на кпп ваз, мне потребовалась хорошая эко-кожа и прочные нитки белого цвета, которые бы подошли для строчки. Кожзам, который под цвету был идентичен моим чехлам, купил в ближайшем мебельном магазине, 500 р/метр, а нитки — в Ашане.
Просмотров: 4 920 Рубрика: Своими руками
Однажды мне надоело каждый раз при открытии капота дергать за палку, чтобы поставить упор, поэтому я решил сделать газовый упор капота своими руками.
На моем автомобиле Nissan Maxima есть два обычных упора, но делать оба газовыми я посчитал перебором, поэтому определился сразу, что сделаю один, но по центру.
Просмотров: 12 654 Рубрика: Своими руками
Всем привет! Для того, чтобы авто участвовало в разных мероприятиях и конкурсах, нам нужно было, чтобы бампер машины был чистым. А всем изестно, что именно к нему крепится номер автомобиля. Шторка, с помощью которой иногда прячут номера, нас не устраивала т.к. была очень громоздкой.
Просмотров: 7 964 Рубрика: Автоэлектрика
Всем привет! Давно хотел себе сделать ESR тестер и наконец решился. Мониторчик 16х2 ранее уже у меня имелся, ну а дальше пошло-поехало. Приобрел корпус, повышающий преобразователь (без использования кроны), плату заряда для лития, ну и наконец, плата arduino pro mini. Из arduino нужно убрать светодиод из 13 pina.
Просмотров: 10 866 Рубрика: Автосвет, Своими руками
Всем привет. Решил я себе сделать своими руками датчик включения света. Аналогичным образом у меня дома работает комнатное освещение. Если в комнате светло то специальный блок считает, сколько людей вошло и вышло из комнаты и не включает свет, когда это не нужно. Когда в комнате достаточно потемнеет, свет включается. И Аварийное освещение также от аккумулятора…
Просмотров: 4 883 Рубрика: Своими руками
Сообразил вот такой интересный девайс. Вся подробная информация — на видео ниже, не поленитесь внимательно посмотреть. Устройство позволяет что-либо озвучить, в моем случае это круиз-контроль.
Просмотров: 21 874 Рубрика: Схема
Как-то мой друг захотел себе подсветить приборную панель и я взялся ему помочь. Но в результате свет получился ярковат. Учитывая отсутствие в авто регулятора света,решено было сделать самостоятельно, используя схему NE555.
Просмотров: 6 999 Рубрика: Своими руками
Работать над этой панелью я начал не с нуля. Одна досталась мне от предыдущего владельца в нерабочем состоянии, уже слега модернизированная. Но не работали светодиоды вообще. Начал с того, что замерил панель и смастерил платы. Далее запаял сверху светодиоды.
Просмотров: 7 243 Рубрика: Своими руками
Давно хотел освежить интерьер салона авто и заделать подсветку воздуховодов синего цвета. Основное, что нужно было сделать — это чтобы светодиоды были незаметны, а освещение получилось равномерным. Результат нескольких дней рпроб и ошибок — ниже.
Просмотров: 6 540 Рубрика: Автосвет
Привет всем! Предлагаю вам ознакомиться со своей версией самодельного омывателя фар. Изначально было немного страшновато это делать, но как оказалось, это не так сложно. Думаю, получилось неплохо.
Источник https://sjracing.ru/avto/elektronika-avtomobilya-sxema-avto-podelki-dlya-avto-svoimi-rukami-avtoelektrika-ili-sxema-avtomobilya-dlya-avtoelektrikov-i-avtolyubitelej-peredelki-dlya-avto-svoimi-ru.html
Источник https://m-gen.ru/raznoe-2/elektronika-v-avtomobile-elektronika-v-avtomobile-2.html
Источник http://autofluids.ru/upravlenie-avtomobilem/elektronika-v-avtomobile.html
Источник