Электрооборудование автомобиля — Википедия
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 69 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 —
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.
- К внутренним относятся лампы освещения салона, подкапотная лампа, лампа освещения багажника, лампа освещения перчаточного ящика, лампы подсветки приборной панели и др.
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.
Бортовая сеть — Википедия
Бортова́я се́ть — сеть электропитания транспортного средства. Объединяет источники и потребители электроэнергии.
Автомобили и мотоциклы традиционно имеют бортовую сеть
Источники электроэнергии: генератор и аккумуляторная батарея.
Потребители: аккумуляторная батарея (при подзарядке), обмотка возбуждения генератора, прочие потребители: система зажигания, фары, габаритные огни, аварийная сигнализация, вентиляторы, обогрев стёкол и сидений, автозвук и т.д.
Коммутационные, защитные и распределительные устройства: колодки предохранителей, коммутационные и силовые блоки, кнопки, выключатели, переключатели, реле.
Электропроводка. Выполнена из многожильных медных проводов различного сечения, с бензомаслостойкой пластиковой изоляцией. Собрана в жгуты и проложена по кузову. В современных автомобилях используются пластиковые хомуты и клипсы, а также изолента из ПВХ. В моторном отсеке жгуты проложены в гофрированных или литых пластиковых трубках. В некоторых случаях применяется боуденовая металлическая оболочка или металлические трубы. Вся автомобильная электропроводка различается цветом изоляции по принадлежности к конкретным цепям и устройствам. Цветовая маркировка приводится изготовителем на электромонтажных схемах, что упрощает техническое обслуживание и поиск неисправностей.
Разъёмы. Все жгуты, устройства и блоки на современных автомобилях соединяются между собой пластиковыми многоконтактными разъёмами различных типов, значительно реже используются болтовые и клеммные соединения.
Напряжение постоянного тока: 12 V и 24 V:
- 6 В — такое напряжение бортовой сети было у некоторых автомобилей, выпускавшихся до середины 20 века. В настоящее время бортовая сеть с таким напряжением (6 Вольт) используется только на мототехнике и то крайне редко.
- 12 В — в настоящее время на всех легковых автомобилях.
- 24 В — используются на тяжёлых грузовиках. На лёгких грузовиках может использоваться напряжение бортовой сети как на 12 вольт, так и на 24.
В некоторых автомобилях и тракторах стартер работает от сети 24 В (от двух аккумуляторов), а прочие потребители от сети 12 вольт.
Бортовая сеть мотоцикла[править | править код]
Аналогична автомобильной; бывает напряжением: 6 V и 12 V постоянного тока. В некоторых мотоциклах и мопедах аккумулятор отсутствует.
Основная статья — Бортовая система электроснабжения летательных аппаратов
Бортовая электрическая сеть летательного аппарата является частью его системы электроснабжения и включает в себя линии передачи электроэнергии, коммутационную и защитную аппаратуру и распределительные устройства. По исполнению БЭС ЛА представляет собой сложную, широко разветвленную систему электрических коммуникаций, выполненную с учётом многочисленных требований высокой надёжности и долговечности, с применением высококачественных материалов и изделий. Изготовление компонентов и монтаж бортовой сети при постройке нового летательного аппарата считается одной из самых сложных и дорогостоящих операций производства.
Сети в летательном аппарате делится на магистральные (питающие), распределительные и фидерные, постоянного и переменного токов. По способу передачи энергии — на однопроводные, двухпроводные и много проводные — обычно к корпусу ЛА присоединяется «минус» сетей постоянного тока 27 вольт и «ноль» сетей 115/208 вольт.
Клеммные колодки в отсеке самолёта, левая без крышки. Видна маркировка проводов Жгуты электропроводки в отсеке самолёта, открытый монтаж Одна из распредкоробок самолёта со снятой крышкойКак правило, применяются многожильные провода из медных или бронзовых скрученных проволочек, покрытых оловом, никелем или серебром. Ограниченно в сильноточных цепях применяют провода с жилами из алюминия марки А-1. В качестве изоляции авиационных проводов применяют ПВХ пластикат, обмотку из плёнки фторопласта-4, оплётки из стекловолокна, полиамидные плёнки с фторопластовым покрытием, стеклополимиднофторопластовую оплётку из нитей, покрытых суспензией фторопласта-4 и так далее. Применяются провода сечением от 0,2 до 90 мм2 — типа БПВЛ, БПВЛА, БПДО, БПДОА, БИФ, БФС, ФТ, БИН, БСФО и др. Вся электропроводка собрана в жгуты, отбандажирована и жестко закреплена с применением отбортовочных хомутов, с целью исключения каких либо посторонних перемещений. Обычно применяется открытый способ монтажа на силовых элементах каркаса планера, но в ряде случаев жгуты прокладываются в желобах, рукавах, резиновых шлангах (стойки шасси), металлических трубах (на двигателях, внутри баков). Также применяется обмотка жгутов ПВХ или фторопластовой лентой, а также стеклотканью, самослипающейся лентой ЛЭТСАР или асбестовой лентой. В простейшем случае жгуты просто обвязываются особым способом капроновым шнуром или вощёной нитью типа «макей».
В силовых распределительных устройствах вместо проводов широко применяются медные токоведущие шины. В ряде случаев применяется цветная маркировка проводки или жгутов по принадлежности к системам: синий — радиооборудование, красный — вооружение, белый (натуральный) — электрооборудование постоянного тока, жёлтый или оранжевый — электрооборудование переменного тока, зелёный — экспериментальные системы. Фазные питающие провода и шины окрашиваются: красный — фаза «А», жёлтый — фаза «В», синий — фаза «С», белый — нулевой провод. Также окрашиваются в красный цвет все минусовые подсоединения на «массу» сетей постоянного тока. Кроме этого, все без исключения провода и жгуты в обязательном порядке имеют нанесенную несмываемой краской буквенно-цифровую маркировку, состоящую из: порядкового номера чертежа фидерной схемы — буквенного знака, начиная с буквы «А» русского алфавита, цифрового кода, соответствующего порядковому номеру соответствующего фидера.
Вся бортовая сеть летательного аппарата состоит из большого числа участков, стыкуемых меж собой разнообразными соединителями и разъёмами: штепсельными разъёмами (ШР), клеммными и переходными колодками, силовыми вводами, индивидуальными разъёмами, глухими стыками. Наибольшее распространение получили штепсельные разъёмы серий ШР, 2РМ, 2РТ, 2РМДТ, СНЦ, 2РМД. Помимо соединений в БЭС, данные соединители получили самое широкое распространение в различной бортовой электронной аппаратуре. Все соединители имеют выгравированную цифро-буквенную маркировку.
Для защиты от электрических помех часть электропроводки выполнена экранированной, плетёнками или металлическими рукавами. Также все без исключения съёмные и подвижные блоки, агрегаты и элементы конструкции имеют устройства металлизации (перемычки из экранирующей оплётки).
Распределительные устройства представляют собой алюминиевые или стеклопластиковые короба с легкосъёмными крышками, в которых расположена коммутационная аппаратура, клеммные колодки и предохранители.
К монтажу БЭС в процессе производства, так и к работам на БЭС в процессе эксплуатации предъявляются очень жёсткие требования. Нормируется буквально всё — применяемые материалы, детали и инструмент, порядок прокладки каждого провода, радиусы изгибов, степень провисания жгутов, расстояние жгута до конструкции планера, усилия затяжки клемм и ещё множество параметров и величин.
В случае повреждения в эксплуатации элементов бортовой сети ремонт выполняется по специально разработанным технологиям специально обученным и допущенным к таким работам персоналом. Скрутки проводов, изолента и скотч применяются только в исключительных случаях, например, при разовой перегонке аварийного воздушного судна с места вынужденной посадки к месту ремонта в «особый период» (то есть в условиях ведения боевых действий).
- БЕЛЯКОВ Андрей Леонидович, ГЛАДКИХ Александр Викторович «ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ АППАРАТУРЫ».
Напряжение бортовой сети автомобиля
Любой автомобилист знает, что бортовая сеть машины работает на напряжении 12В. Но почему это значение нельзя повысить? Ведь домашние приборы работают от сети 220В. Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно понимать строение отдельных узлов авто.
Исторически сложившаяся традиция
В мире глобального автопроизводства есть такое понятие как «унификация». Оно обозначает, что большая часть расходных деталей и компонентов в машине должны легко и просто заменяться. Но это не должно сказываться на работе всего автомобиля. Напряжение в 12 вольт как раз и является одним из принципов унификации в автомобиле. Этот параметр тесно связан с аккумуляторной батареей автомобиля.
Аккумуляторные батареи появились в конце 19 века. Одним из первых авто с системой зажигания, работающей от аккумулятора и свечи, стала машина Benz Patent-Motorwagen. Её придумал и сконструировал Карл Бенц. Тогда на моторы ставили батареи мощностью 6В. Такого напряжения хватало, чтобы обеспечить работу малосильного двигателя.
Но всё изменилось с ходом Второй мировой войны. Военные требовали более мощных моторов, которые не могли полноценно работать на 6В. Так и была повышена мощность до 12В. До сих пор этой мощности хватает для пуска ДВС, а также работы всех внутренних приборов автомобиля. Аккумуляторы мощностью 6В сегодня можно встретить, только на старой мотоциклетной технике.
Электробезопасность
Вторая причина, по которой аккумуляторы имеют напряжение 12В — это электрическая безопасность. Действительно, от 12В очень сложно получить сильный удар током. Также такая мощность проще «переваривается» мелкой электроникой, работающей на низком напряжении.
Лампочки, электронные платы, прочая электрика в авто работает как слаботочная система. Для неё не нужно толстых проводов или кабелей питания, а также преобразователей напряжения.
Генератору автомобиля проще зарядить аккумулятор ёмкостью 12В. Увеличение мощности батареи привело бы к изменению строения самого генератора. Его бы пришлось видоизменять, дополнительно защищать, и, возможно, увеличивать в размере. А это сказалось бы на размещении его в подкапотном пространстве. Что было бы невыгодно и неэффективно.
Предотвращение ускоренной электрической эрозии
Немаловажный момент — строение самого аккумулятора. Если его разобрать, то можно увидеть 6 отдельно взятых батарей, каждая из которых выдаёт мощность в 2В. Все эти батареи соединены параллельно. В результате и получается нужные нам 12В. Напоминаем, что менее мощные аккумуляторы просто не смогут прокрутить современный мотор, поэтому уход в меньшую мощность мы не рассматриваем.
Но почему именно 12В, а не, допустим, 15В или 50В. Такое решение связано с предотвращением ускоренной электрической эрозии, которая может возникнуть вследствие увеличения мощности заряда. Перезаряд батареи может привести к быстрому испарению электролита. Так на напряжении 14.5В его уровень может значительно понизиться буквально за несколько дней. При повышении напряжения до 15В и выше, может произойти оголение верхних краёв сепараторов и пластин, что часто приводит к взрыву батареи.
То есть, данное решение продиктовано из соображений безопасности, а также из-за химических и физических особенностей строения аккумулятора.
Почему в некоторых грузовиках используется 24 вольта
Обычно на мощной грузовой технике стоят более требовательные моторы. Такое решение можно встретить на больших 8-и цилиндровых дизельных ДВС. Чтобы запустить подобный двигатель, нужно иметь большую пусковую мощность АКБ. Именно поэтому на таких машинах ставят 24В аккумуляторы в связке с производительным генератором.
Кстати, такие батареи можно встретить и на крупной агропромышленной технике или на военных машинах.
Возможные изменения в будущем
Рассматривая перспективы изменения конструкции аккумуляторов, нужно брать в учёт развитие технологий электротранспорта. Каждый год тысячи инженеров изучают новые материалы, которые смогут заменить привычные нам компоненты в стандартном АКБ.
Электрические моторы также требуют более мощные батареи, чтобы автомобиль мог быстро набирать скорость. Всё это может привести к тому, что в ближайшем будущем начнут появляться АКБ с повышенной мощностью и производительностью.
Таблица напряжения в авто. Слабое напряжение в бортовой сети авто – ищем причину
Проблемы с электропитанием в автомобиле — это крупные неприятности для владельца авто. И если эти проблемы начали происходить резко и в самых неприятных условиях, нужно знать основные причины такой неполадки. Чаще всего проблема слабого напряжения в бортовой сети не является смертельной, но она имеет свои неприятные последствия. Так что всегда следует вовремя делать выводы и снижать опасность окончательного выхода из строя оборудования. Плохая работа основных устройств электросети создает множество неполадок и проблем. Очень важно при этом не продолжать эксплуатацию автомобиля с такими неполадками, иначе можно и вовсе остаться без машины. Стоит признать, что опасность кроется не только в плохо светящихся лампочках, но и в возможном коротком замыкании, в самых различных проблемах и неполадках любого органа авто.
В современной машине от электричества зависит буквально все, так что плохое электропитание будет крайне опасным фактором. Важно учитывать, что все функции машины подвязаны к электрике. Ранее этот ресурс нужен был для запуска, да и то не обязательно. Можно было запустить машину с толкача. Сегодня без питания невозможно повернуть руль, открыть стека, даже открыть саму машину. Так что давайте подробнее разберемся с тем, как диагностировать слабое напряжение в бортовой сети, уточнить его причину, а также справиться со всевозможными проблемами в этой отрасли. Если вы когда-либо сталкивались с такими проблемами, обязательно опишите ваш случай в комментариях. В каждом авто возможны свои индивидуальные проблемы, мы же рассмотрим только самые популярные неполадки вашего транспорта.
Как определить проблемы с электричеством в автомобиле?
Первым делом стоит понять, действительно ли в вашем авто проблемы с электропитанием. Существует две группы неполадок в этом плане, грубо можно разделить все проблемы на неполадки при запуске и странную работу электросети после запуска двигателя. Это важно различать, так как в данных процессах задействованы разные модули. Стоит разобраться с тем, на какие же симптомы автомобиля стоит обращаться, если электросеть плохо работает уже после запуска двигателя:
- слишком тусклая работа всех ламп в салоне, а также головного света, габаритов и стоп-сигналов, это может быть не сильно заметно, но в реальности разница яркости ощутима;
- выключение некоторых элементов электрической сети самовольно при довольно больших нагрузках, к примеру, во время включения вентилятора в салоне может выключаться музыка;
- при прогазовке на холостых оборотах заметно увеличивается на секунду яркость подсветки в салоне, а вот при включении другого оборудования яркость снижается;
- возможно еле заметное или назойливое мигание света, неравномерное освещение дороги, быстрый выход из строя лампочек во всевозможных модулях вашего автомобиля;
- заметно ощущается снижение скорости работы вентилятора, когда включается оптика, музыка или другие потребители электропитания, в сети может присутствовать неверное подключение.
Проблема в том, что к множеству таких проявлений владелец автомобиля вполне может привыкнуть. И в этом случае никаких сюрпризов не будет. Можно привыкнуть к тусклому свету, плохой работе обдува и к прочим неприятностям. Но в целом такой режим эксплуатации очень сильно вредит вашему автомобилю. Возможен внезапный выход из строя бензонасоса, системы климата, плохое срабатывание автоматической коробки передач и других узлов.
Генератор и его окружение — источники просадок электричества
Просадки в сети зачастую связаны с генератором и его работой. Теоретически после включения силового агрегата аккумулятор отправляется отдыхать и даже подзаряжается от генератора. Все задачи по обеспечению электропитанием берет на себя именно это небольшое устройство. Существует определенный ряд неполадок, который стоит всегда учитывать при наличии таких проблем. Вопрос нерабочего генератора решается с помощью устранения таких неполадок:
- щетки генератора приходится менять довольно часто на отечественных авто (элемент называется в народе «шоколадкой»), но на качественных машинах они редко выходят из строя;
- часто причиной проблем является реле генератора, которое не выдает нужного напряжения в силу внутренних поломок, его можно просто заменить для нормальной работы;
- также проблемы возникают с диодным мостом, из-за поломки одного из диодов напряжение в сети может скакать или быть постоянно на очень низком уровне, это стоит устранить;
- проблема с неисправностями физическо