Ремонт электрооборудования автомобиля

Современный автомобиль имеет сложную электронную «начинку», которая называется одним общим словом «электрооборудование». Электрооборудование транспортного средства— это его осветительные приборы, механизм запуска двигателя, охрана машины, отопитель и кондиционер и др. Электричество вырабатывается из источников (аккумулятор и генератор) и передается потребителям.

Потребителями тока в системе электрооборудования легковой машины являются: система пуска двигателя, система зажигания автомобиля, система освещения и сигнализации, контрольно-измерительные приборы и дополнительное оборудование, которое у каждого автомобиля может отличаться.

Напомним лишь, что для работы двигателя внутреннего сгорания необходима свеча зажигания, дающая электрическую искру, от которой воспламеняется рабочая смесь в цилиндре (в дизельных двигателях используются свечи накаливания). А появляется эта искра благодаря наличию в автомобиле системы электрооборудования. С остальными потребителями электричества мы познакомимся в данной главе. Другими словами, далее мы узнаем о том, как возникает и используется электрическая энергия современного автомобиля.

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Электрический ток в автомобиле вырабатывается из двух источников: аккумуляторная батарея (аккумулятор) и генератор.

Задача аккумулятора (рис. 4.1) — обеспечить электричеством соответствующее оборудование автомобиля при выключенном моторе, а также при работе двигателя на небольших оборотах. Аккумулятор обычно находится в моторном отсеке на специальной металлической полке, но в некоторых моделях автомобилей он может устанавливаться и в салоне.

Аккумулятор имеет «плюс» и «минус» на соответствующих полюсах. Минусовой полюс соединен с кузовом автомобиля и обеспечивает, как говорят водители, «выход на массу». Плюсовая клемма соединена с электрической цепью автомобиля, по которой и передается электричество.

Аккумуляторная батарея включает в себя шесть отдельных аккумуляторов, находящихся в одном корпусе и последовательно соединенных между собой в единую электрическую сеть. В каждом аккумуляторе протекают электрохимические процессы, в результате которых получается ток напряжением 2 вольта. Нетрудно посчитать, что в общей сложности на полюсах аккумуляторной батареи образуется постоянный ток напряжением 12 вольт (шесть аккумуляторов по два вольта каждый).

Аккумуляторная батарея имеет маркировку установленного образца. Например, маркировка 6СТ-60А расшифровывается так:

□ 6 — количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее (для всех легковых автомобилей эта цифра неизменна);

□ СТ — тип аккумуляторной батареи, в данном случае — стартерная, позволяющая запускать двигатель с помощью мощного потребителя электроэнергии (стартера);

□ 60 — емкость аккумуляторной батареи, которая измеряется в ампер-часах (в рассматриваемом примере — 60 ампер-часов);

□ А — обозначение материала, из которого изготовлен корпус аккумуляторной батареи (в рассматриваемом примере — полипропилен).

Чем больше мощности требуется для запуска двигателя, тем большей емкостью должна обладать аккумуляторная батарея. Для стандартных советских «Жигулей» использовались батареи емкостью 55 ампер-часов. А вот для запуска дизельных двигателей такого аккумулятора может не хватить — им необходимо хотя бы 60–65 ампер-часов.

Обычно новый аккумулятор служит в течение 6–7 лет. После этого он подлежит замене, хотя иногда можно продлить срок его службы путем периодической подзарядки с помощью специального зарядного устройства.

Генератор (рис. 4.2) представляет собой источник электрического тока, обеспечивающий электричеством всех потребителей при работе двигателя на больших и средних оборотах. Кроме этого, важнейшей функцией генератора является подзарядка аккумуляторной батареи (тоже при работающем двигателе). Без генератора новый аккумулятор очень быстро разрядится и его использование станет невозможным.

В электрическую цепь автомобиля генератор подключается параллельно аккумуляторной батарее. Следовательно, снабжать потребителей электрическим током и заряжать аккумулятор он будет только тогда, когда напряжение, которое он вырабатывает, будет больше напряжения, выдаваемого аккумуляторной батареей. Это происходит тогда, когда мотор автомобиля работает на оборотах выше холостых: ведь напряжение электрического тока, который производится генератором, напрямую зависит от скорости вращения ротора генератора, имеющего привод от двигателя.

Следует отметить, что иногда напряжение вырабатываемого генератором электрического тока может быть больше, чем необходимо. Для предотвращения такой ситуации в автомобиле используется специальный прибор, который называется регулятор напряжения. Этот прибор функционирует в паре с генератором, ограничивая напряжение производимого им тока и регулирование его в районе 13,6-14,2 вольта. Регулятор напряжения может быть вмонтирован в генератор, а может располагаться в моторном отсеке отдельно от генератора.

Для крепления генератора на двигателе имеется специально предназначенный кронштейн. Генератор имеет привод от коленчатого вала двигателя посредством ременной передачи. На многих машинах с помощью одного ремня создается привод от коленвала на генератор, постоянно работающий вентилятор и на водяной насос (помпу), т. е. все эти агрегаты работают как бы в одной связке, хотя и выполняют совершенно разные функции. Однако это не обязательно — часто генератор имеет отдельный приводной ремень. В любом случае, нужно периодически проверять натяжение ремня и при необходимости регулировать его путем отклонения корпуса генератора. Помните, что недостаточно натянутый ремень, во-первых, издает при работе неприятные свистящие и скрипящие звуки, а во-вторых — быстро выходит из строя.

На панели приборов любого автомобиля обязательно имеется красная лампочка заряда аккумуляторной батареи. Она всегда загорается при включении зажигания и гаснет после запуска двигателя. Если же при работающем двигателе лампочка не погасла — это свидетельствует о проблемах в системе электропитания (вероятно, вышел из строя генератор).

ПРИБОРЫ ОСВЕЩЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ

Приборы освещения предназначены для обозначения габаритов транспортного средства при движении в темное время суток и в условиях недостаточной видимости, а также для освещения дороги и внутренних помещений автомобиля (моторный отсек, салон, багажник). Приборами освещения являются фары (блок-фары), лампы освещения номерного знака, лампы освещения салона, лампа освещения багажника, лампа освещения моторного отсека (подкапотного пространства) и задние фонари.

Блок-фара (рис. 4.3) состоит из корпуса, рассеивателя и отражателя. Внутри корпуса находится лампа, вставленная в гнездо, которая может работать в двух режимах: ближний свет фар и дальний свет фар. Ближний или дальний свет включается с помощью находящегося в салоне переключателя. Также внутри блок-фары имеется лампочка габаритного огня, которая предназначена для обозначения габаритов автомобиля при наличии такой необходимости (для включения габаритов также имеется тумблер).

Современные блок-фары часто содержат также лампочку указателя поворота, но она может располагаться и отдельно — здесь все зависит от конкретной модели автомобиля.

Задние фонари (рис. 4.4) в современных машинах также, как правило, выполняются в одном корпусе.

Задний фонарь включает в себя:

□ лампы стоп-сигналов (включаются автоматически при нажатии водителем педали тормоза, и выключаются при отпущенной педали);

□ лампы заднего хода (загораются автоматически при включении водителем задней передачи, и гаснут при ее выключении);

Указатели поворотов водитель включает и выключает с помощью специального переключателя, который обычно находится на рулевой колонке. Все одновременно указатели поворотов работают при включении водителем аварийной сигнализации (для этого предназначена специальная кнопка). Порядок применения аварийной световой сигнализации регламентируется действующими ПДД.

Звуковой сигнал — это прибор сигнализации, предназначенный для звукового оповещения других участников дорожного движения о грозящей опасности. Он приводится в действие нажатием специальной кнопки или клавиши, расположенной, как правило, на рулевом колесе. Порядок применения звукового сигнала прописан в ПДД.

СИСТЕМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

Для включения двигателя предназначена система пуска двигателя, состоящая из замка зажигания, стартера с тяговым реле, механизма привода стартера и реле включения стартера.

Запуск двигателя осуществляется с помощью стартера (рис. 4.5).

Этот прибор представляет собой электрический двигатель постоянного тока. Когда водитель поворачивает в замке зажигания ключ в положение «Запуск», то электрический ток через реле подается от аккумуляторной батареи на обмотки стартера. В результате срабатывает тяговое реле, специальная шестерня стартера входит в зацепление с маховиком двигателя и проворачивает его. Поскольку зажигание уже включено, то двигатель заводится и начинает работать.

Отметим, что стартер используется исключительно для запуска двигателя; все остальное время этот прибор «отдыхает». Процесс работы стартера можно условно разделить на три ключевых этапа.

Вначале специальная шестерня, расположенная на валу якоря стартера, входит в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя (это возможно благодаря механизму привода). Визуально это можно представить следующим образом: возьмите две шестерни, одна из которых будет иллюстрировать зубчатый венец маховика, а другая — шестерню стартера, и введите их в зацепление. Если провернуть «шестерню стартера», то непременно провернется и «зубчатый венец маховика».

Далее вал стартера вместе с шестерней, зацепившейся с маховиком, начинает вращаться, в результате чего маховик проворачивается, а следовательно — проворачивается и коленчатый вал двигателя, после чего тот запускается.

Затем, когда водитель завел двигатель и отпустил ключ в замке зажигания, выключив стартер (ключ в положении «Запуск» можно удержать только силой, поскольку он автоматически возвращается обратно), шестерня стартера выходит из зацепления в сторону (зубья шестерни останутся на том же уровне, но только в стороне). В таком положении она находится все время, когда двигатель работает или выключен, и входит в зацепление с маховиком только тогда, когда водитель повернет ключ зажигания в положение «Запуск».

Помни об этом.

Сразу после запуска двигателя необходимо выключить стартер, отпустив ключ в замке зажигания. Принудительное удержание ключа при работающем двигателе в положении «Запуск» может быстро вывести стартер из строя: тяжелый вращающийся венец маховика как минимум просто «перемелет» шестерню стартера. Не исключено, что стартер получит и другие повреждения (сгорит тяговое реле и др.). По этой же причине ни в коем случае нельзя включать стартер при работающем двигателе.

При правильном использовании стартер является довольно надежным прибором, который может служить на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля.

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Для оперативного информирования водителя о состоянии важных узлов и агрегатов автомобиля, текущем скоростном режиме, наличии топлива, количестве пройденного пути и прочих важных факторах в автомобиле предназначены контрольно-измерительные приборы (сокращенно КИП). КИП располагаются в месте, удобном для взгляда водителя, а именно — на панели приборов (приборном щитке), находящейся сразу за рулевым колесом (рис. 4.6).

Типичная панель приборов содержит контрольные лампы, одометр (счетчик пробега, причем отдельно для общего и суточного пробега), датчик температуры охлаждающей жидкости, спидометр, датчик уровня топлива и указатель оборотов работы двигателя (тахометр). Также панель приборов может включать в себя и другие КИП — это зависит от модели автомобиля.

Для всех КИП действует общее правило: при работающем моторе ни в коем случае не допускается свечение любой красной лампочки (индикатора) либо нахождение стрелки любого указателя в красном секторе. Такие показания КИП информируют водителя о наличии серьезных неполадок в соответствующем агрегате, и до их устранения эксплуатировать автомобиль нельзя.

Контрольные лампы предоставляют водителю сведения о текущем состоянии систем, узлов и агрегатов. В частности при включении зажигания загораются красные лампы зарядки аккумулятора и давления масла — они должны погаснуть после запуска двигателя. Если автомобиль стоит на «ручнике», то на панели приборов при включенном зажигании будет гореть соответствующая красная лампочка, которая погаснет только после отключения стояночной тормозной системы.

При включении ближнего или дальнего света фар на приборном щитке зажигаются лампы, соответственно, зеленого и синего цветов. Когда водитель включает указатель поворота или «аварийку», на панели приборов начинает мигать соответствующий индикатор, что сопровождается характерными звуковыми щелчками.

Тахометр (рис. 4.7) показывает, какое количество оборотов в минуту совершает коленвал двигателя при текущем режиме работы. Обычно оно измеряется в тысячах, поэтому циферблат содержит цифры 1, 2, 3 и т. д., и когда стрелка указывает на какую-то цифру, следует умножать ее на 1000.

Датчик уровня топлива (рис. 4.8) информирует водителя о количестве топлива, имеющегося в топливном баке в данный момент. Когда топлива остается слишком мало, стрелка приближается к красному сектору, а во многих машинах при этом дополнительно загорается соответствующая лампа (иногда она выглядит как бензоколонка). Не стоит игнорировать тревожные показания датчика — в противном случае вы рискуете заглохнуть на дороге из-за отсутствия топлива в топливном баке.

Одометр показывает количество пройденных автомобилем километров, причем в современных машинах отдельные счетчики предназначены для общего и для суточного (или за любой произвольный интервал времени) пробега.

Спидометр (рис. 4.9) — это прибор, который информирует водителя о текущем скоростном режиме (попросту говоря, с какой скоростью в данный момент движется автомобиль). Показания данного прибора исключительно важны для выбора правильной скорости и для предотвращения нарушения скоростного режима, установленного на данном участке дороги действующими Правилами дорожного движения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (см. рис. 4.8) информирует водителя о том, нормально ли функционирует система охлаждения двигателя. Ранее мы уже говорили, что рабочая температура охлаждающей жидкости должна находиться в пределах 80–90 градусов по Цельсию. Если стрелка датчика перешла в красный сектор — значит, температура жидкости приближается к 100 градусам либо уже достигла ее. В такой ситуации следует немедленно выключить мотор и дать ему остыть.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ

Дополнительное оборудование автомобиля предназначено, в основном, для улучшения комфортности и удобства поездки, а также для обеспечения необходимых условий движения. Среди наиболее распространенных видов дополнительного оборудования можно отметить: отопитель салона, кондиционер, магнитолу, стеклоочиститель и стеклоомыватель, устройства подогрева стекол, зеркал и сидений, электрические подъемники стекол и сидений, электрический корректор фар, очиститель и омыватель фар, холодильник, систему спутниковой сигнализации и др.

Отопитель салона по-простому называется «печка», без него в большинстве российских регионов можно эксплуатировать автомобиль не более трех-четырех месяцев (иначе можно просто замерзнуть). Также отопитель применяется для обдува стекол, устраняя появившийся на них конденсат (так называемое «запотевание»). Когда перегревается двигатель автомобиля, иногда помогает включение печки на полную мощность.

Стеклоочиститель и стеклоомыватель обеспечивают видимость во время движения в дождь или снегопад, а также при езде по грязным дорогам.

ПДД запрещают эксплуатацию транспортного средства, если у него не работают конструктивно предусмотренные стеклоочистители и стеклоомыватели.

Системой подогрева стекол и зеркал оборудованы далеко не все машины (это не касается заднего стекла — оно у всех современных автомобилей имеет подогрев). Эти устройства помогают быстро удалить лед и снег со стекол и зеркал автомобиля. Система подогрева сидений также имеется далеко не у всех машин, но если она есть, то зимой садиться в холодную машину будет намного приятнее.

Также популярным устройством является кондиционер. В жаркую погоду этот прибор способен превратить утомительную езду в машине под палящим солнцем в настоящее удовольствие. Особую важность наличие кондиционера имеет для людей, которые склонны к укачиванию при езде в автомобиле (например, пожилые люди или дети). С другой стороны, пользоваться кондиционером следует с осторожностью, поскольку велик риск простудиться.

Электрический корректор фар (рис. 4.11) имеют многие современные иномарки. Этот прибор позволяет водителю со своего места подкорректировать направление света фар — повыше или пониже.

Очиститель и омыватель фар не являются устройствами, которыми должен быть оборудован каждый современный автомобиль (в отличие от очистителя и омывателя ветрового стекла). Но при движении по грязным дорогам эти устройства очень удобны, поскольку позволяют очистить фары от грязи прямо во время движения.

Электрическая система автомобиля, образно выражаясь, является комплексом электростанции и сети потребителей, приспособленных к особым требованиям, предъявляемым к системе. Различают электрооборудование двигателя и электрооборудование автомобиля. Ниже рассмотрено только электрооборудование автомобиля, в частности, главная сеть потребителей, состоящая из приборов освещения и сигнализации, очистителя и омывателя стекол, радиоприемника, коммутационных устройств, электропроводов, а также деталей крепления батареи, поскольку последние устанавливаются на кузове. Напомним, что и другие детали электрооборудования (катушка зажигания, регулятор напряжения, реле и т. д.) крепятся к кузову, однако для них не требуется особых конструктивных решений. При существующем многообразии электрооборудования остановимся только на самом важном, касающемся конструкции и проектирования кузова. Соответствующие «электрические» проблемы…

Электрооборудование автомобиля. Аккумулятор

Аккумуляторная батарея изначально нужна для оживления автомобиля. Без него он просто груда железа, точнее сказать – Недвижимость, в полном смысле слова. Денег стоит, а толку мало.

Так вот, наш аккумулятор питает нужные системы, когда автомобиль не нужен как средство передвижения. А при возникшей на то необходимости, служит для запуска двигателя, подавая напряжение на стартер.

После того как двигатель заработал, аккумулятор уходит на вспомогательный роли. Поддержать, когда нужно требуемый уровень напряжения в сети, например на малых оборотах двигателя. В этот момент генератор может не вытянуть нужную нагрузку электроприборов.

Схема работы

Электрооборудование машины начинает функционировать, как только включается зажигание. Для этого водитель вставляет в гнездо ключ, после чего находящаяся на приборном щитке лампочка загорается. Это индикатор заряда аккумуляторной батареи, который погаснет, как только начнет работать генератор. От него исходит энергия, передаваемая двигателю, световым приборам и другим потребителям.

Все это возможно, когда элементы электрооборудования представляют собой четкую схему. Она отличается у машин разных марок, бывает более простой или совершенной. Но в общем, когда имеют в виду электрооборудование авто, схема составляется в соответствии с физическими законами, необходимостью контроля выработки, расхода и распределения тока. В нее входят составляющие, работающие в следующем порядке:

• задействуется аккумуляторная батарея, без которой авто не заведется;
• вступает замок зажигания, с него на стартер подается напряжение после поворота ключа в крайне правое положение;
• включается стартер, деталь которого входит в зацепление с маховиком двигателя, после чего мотор начинает вращаться;
• повышающая катушка создает магнитное поле, благодаря чему в ее второй части генерируется высокое напряжение, с участием электросвечи возникает искра;
• ограничиваемый распределителем заряд передается топливу;
• автомобиль входит в рабочий режим.

Схема соединений стартера: 1. Генератор; 2. Аккамуляторная батарея; 3. Шунтовая катушка обмотки статора; 4. Стартер; 5. Сериесная катушка обмотки статора; 6. Удерживающая обмотка тягового реле; 7. Втягивающая обмотка тягового реле; 8. Реле включения стартера; 9. Монтажный блок; 10. Выключатель зажигания.

Некоторые детали электрооборудования способны работать и при отключенном двигателе. Например, внешние и внутренние световые приборы, сигнализация, аудиосистема. Они питаются от аккумулятора, который потом восполняет энергию от генератора.

Схема включения наружного освещения: 1. Блок-фары с лампами габаритного света; 2. Подкапотная лампа; 3. Монтажный блок; 4. Лампа освещения вещевого ящика; 5. Регулятор освещения приборов; 6. Задние фонари с лампами габаритного света; 7. Фонари освещения номерного знака; 8. Переключатель наружного освещения; 9. Контрольная лампа наружного освещения, расположенная в спидометре; 10. выключатель зажигания; А. К клемме «30» генаратора; Б. К лампам освещения приборов и лампам подсветки выключателей.

В схему электрообрудования могут быть включены также антиблокировка колес (ABS), натяжители ремней безопасности, электронное реле управления двигателем, компьютер и другие приборы. Вне зависимости от комплектации автомобиля мощность генератора составляет 12 вольт, если транспорт легковой. У дизельных автобусов или тяжелых грузовиков этот агрегат более объемный – на 24 вольта.

Неисправности электрооборудования автомобиля

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

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

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

• шум подшипников;
• пропадание зарядки.

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

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

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

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

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

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

Стартер

Для пуска двигателя служит стартер. Он представляет собой электродвигатель постоянного тока, питающийся от аккумуляторной батареи через выключатель зажигания. Стартер состоит из блоков привода, обмотки и коллектора. В блоке обмотки и коллектора расположен держатель щеток, в котором находятся контактные щетки. Контактные щетки изнашиваются медленно, но постоянно и их, как и щетки генератора, время от времени нужно менять. Стартеры различных производителей имеют разную мощность, на что следует обращать внимание при замене.

Генератор

Генератор смело можно назвать основным поставщиком электрической энергии в электрооборудование автомобиля. Такая, можно сказать, мини-электростанция, приводимая в движение двигателем автомобиля через ременную передачу. Он же и поддерживает аккумулятор в постоянном рабочем состоянии, подзаряжая его по мере надобности.

Мощность генератора и конечно емкость аккумулятора должны соответствовать нагрузке электрических систем автомобиля на всех возможных режимах работы автомобиля.

Электрооборудование автомобиля имеет много потребителей электроэнергии, с ними мы сейчас и разберемся. Вы даже не представляете, как их много, но что приятно, все они для нас, для нашего удобства, безопасности и комфорта.

Как понять, что нужна диагностика

Самые распространенные причины проблем в работе электрообрудования:

• Неисправности аккумулятора. Это могут быть окисление клемм, разрушение пластин, короткое замыкание, возникающее между электродами.
• Неполадки с генератором. Может замкнуться его обмотка, повредиться провода. Иногда из строя выходит диодный мост, изнашиваются щетки, ломаются подшипники или регулятор напряжения.

Они могут проявляться отсутствием заряда батареи, аномальным шумом при работе генератора, отказом стартера, когда при его включении свет фар остается ярким. Знаком неисправности электрообрудования становятся негорящие лампы фар, а также светящийся индикатор на приборной панели, который должен погаснуть после запуска двигателя. Неравномерная работа мотора тоже свидетельствует о проблеме.

Рекомендуем прочитать о штрафе за светодиодные фары. Из статьи вы узнаете о том, какие можно поставить лампочки, допустимых вариантах применения светодиодных фар, штрафе за нарушение установки.

А здесь подробнее о полномочиях сотрудников технадзора ГИБДД.

Электрооборудование авто – не только необходимый помощник в управлении техникой. Оно еще и дарит комфорт, увеличивает безопасность транспортного средства. Поэтому все звенья системы нуждаются в контроле состояния и своевременном ремонте.

Ремонт электрооборудования автомобиля

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

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

Система освещения и световой сигнализации

В систему освещения автомобиля входят фары, подфарники, задние фонари, указатели поворотов, фонари заднего хода, фонари сигнализации открытых дверей, лампы освещения щитка приборов и вещевого ящика, плафоны освещения салона, контрольные лампочки, лампочки освещения багажника. Предназначена система освещения для обеспечения движения автомобиля в темное время суток.

Для предупреждения других участников дорожного движения об изменении направления движения автомобиля, о его торможении и остановке служит система световой сигнализации автомобиля, в которую входят передние сигнальные фонари, которые могут быть частью блок-фар, задние сигнальные фонари, являющиеся частью задних фонарей, боковые повторители сигналов поворота, электронное реле-прерыватель и выключатели. У отражателей сигнальных фонарей поворота оранжевый цвет, у стоп-сигналов – красный. Правые и левые указатели поворота включаются рычагом, расположенным под рулевым колесом. При этом все правые и левые сигнальные и контрольные лампочки горят мигающим светом за счет элекронного реле-прерывателя, включенного в электрическую цепь.

После выхода автомобиля из поворота рычаг включения под рулевым колесом автоматически возвращается в исходное положение. Когда контрольная лампочка в комбинации приборов мигает с удвоенной частотой, т. е. более 60 или 120 раз в минуту, значит, реле-прерыватель не исправно или не горит одна из сигнальных ламп.

При вынужденной остановке на проезжей части дороги из-за неисправности автомобиля нажатием специальной кнопки включается аварийная сигнализация. Она включается при любом положении ключа выключателя зажигания, так как ее цепь проходит, минуя этот выключатель. Значит, прерывистым светом будут гореть сразу все сигнальные лампы указателей поворотов, а также сигнальная лампа в комбинации приборов.

Системы освещения автомобиля

Приборы освещения автомобиля предназначены для обеспечения безопасности движения и удобства эксплуатации его в любое время суток и при различных условиях дорожного и внедорожного движения, а также на стоянках и остановках.

К приборам освещения относятся фары, габаритные передние и задние фонари, фонари освещения номерного знака, фонари освещения салона и багажного отделения, лампочки освещения моторного отсека и вещевого ящика, а также лампочки подсветки панели управления, различных шкал и др.

1. Адаптивные системы освещения

Попытки повернуть фары автомобиля вслед за рулевым колесом автомобилестроители начали предпринимать сразу после появления самих фар. Однако механическая связь фар и рулевого колеса не позволяла соотносить угол поворота лучей со скоростью движения.

Теперь идея поворотного освещения возрождается на новом, электронном уровне. Самое простое решение — дополнительная боковая лампочка, которая загорается при повороте рулевого колеса или включенном указателе поворотов на скорости до 70 км/ч. Подобные фары имеют, к примеру, Audi A8 (первое применение) и Porsche Cayenne. Следующая ступень — поворотные фары. В них фара с учетом скорости движения, угла поворота рулевого колеса и угловой скорости автомобиля вокруг вертикальной оси (датчик поворота) поворачивается вслед за рулевым колесом в пределах 15…22° наружу и на 7° внутрь. Такими фарами оснащаются BMW,

Mercedes, Lexus, Opel Astra. Третий вариант адаптивного света — комбинированный. На высоких скоростях активна только поворотная фара, а в медленных поворотах или при маневрировании подключается статическое освещение (оно имеет больший угол охвата — до 90°). Такими фарами оснащен Opel Signum.

Примером адаптивной системы освещения является система освещения Adaptive Front-Lighting System (AFL), позволяющая приспосабливать направление света фар к дороге. Эта система сочетает динамическое управление фарами со статическим управлением боковым светом на перекрестках и в узких извилистых проездах. Освещение дороги при ее использовании захватывает значительно больший угол, чем при применении обычной системы (рис. 1).

Рис. 1. Освещение дороги с обычной (а) системой и адаптивной (б) системой

На магистрали такие фары могут поворачиваться в сторону виража на угол до 15°, в зависимости от скорости автомобиля и угла поворота рулевого колеса. При этом левый и правый световые пучки поворачиваются на разные углы (рис. 2).

Рис. 2. Углы поворота фар адаптивной системы при повороте налево (а) и направо (б)

Исполнительным механизмом управляет контроллер, который анализирует скорость автомобиля и угол поворота рулевого колеса (рис. 3).

Рис. 3. Адаптивная фара: 1 — оптический элемент ближнего/дальнего света; 2 — актуатор; 3 — червячный редуктор; 4 — электродвигатель; 5 — лампа; 6 — механизм поворота оптического элемента

На скорости до 40 км/ч при проезде перекрестков и узких проездов задействуется дополнительная фара. Она включается при включении указателя поворота и с началом поворота рулевого колеса.

Примером адаптивного (бокового) освещения может служить статическое освещение с применением светодиодов в автомобилях Audi A8 (рис. 4). Для этой системы в фаре установлен рефлектор с четырьмя светодиодами, которые включаются в дополнение к ближнему свету.

Рис. 4. Адаптивное статическое боковое освещение: а — адаптивное освещение не включено; б — адаптивное освещение включено

Для включения дополнительных светодиодов необходимым условием является работа указателя поворота при скорости не более 40 км/ч или поворот рулевого колеса на достаточно большой угол при скорости не более 70 км/ч.

2. Системы отключения дальнего света и коррекции света фар

В целях недопустимости ослепления встречных водителей легковые автомобили могут оборудоваться автоматической системой отключения дальнего света. Распознавание дорожной обстановки впереди автомобиля осуществляется видеокамерой дальнего света, расположенной в основании внутреннего зеркала заднего вида, жестко закрепленного на лобовом стекле.

Система обеспечивает водителю лучшую видимость в темное время суток, так как дальний свет всегда остается включенным, если дорожная обстановка и условия движения это допускают (рис. 5, а). Если камера системы распознает движущийся навстречу или впереди идущий автомобиль, дальний свет своевременно отключается, чтобы не ослеплять участников дорожного движения (рис. 50, б). При покидании распознанным автомобилем зоны обнаружения системы дальний свет автоматически включается (рис. 50, в).

Рис. 5. Принцип работы автоматической системы отключения дальнего света в случае движущегося навстречу автомобиля: а, б — дальний свет включен; в — дальний свет выключен

По освещенности дороги система распознает движение по населенным пунктам и городам, отключая дальний свет. После выезда из населенного пункта или города дальний свет снова автоматически включается. Программное обеспечение системы способно распознать густой туман, что также приводит к отключению дальнего света.

Более совершенной является автоматическая коррекция дальности света фар. Такая система плавно переключает ближний и дальний свет фар в зависимости от фактических условий окружающей среды и дорожной обстановки. Специальная видеокамера в БУ распознает встречный и обгоняющий транспорт. В своей работе функция автоматической коррекции дальности света фар учитывает также данные навигации, получая от нее информацию о расположенных перед автомобилем участках маршрута.

Если система распознает движущийся во встречном направлении автомобиль, то дальность света фар уменьшается, пока они полностью не переключатся в режим ближнего света (рис. 6). Таким образом, исключается ослепление водителей встречного транспорта. После того как встречный автомобиль проедет, если только дорожная обстановка это допускает, дальность света фар снова увеличивается до режима дальнего света.

Рис. 6. Освещение дороги при наличии встречного автомобиля при автоматической коррекции дальности света фар

От навигационной системы поступают также данные о приближении к перекресткам. В таком случае включается дополнительная подсветка перекрестков (рис. 7).

Рис. 7. Освещение дороги при наличии перекрестка без дополнительной подсветки (а) и с дополнительной подсветкой (б)

Одной из современных систем освещения является активный свет, применяемый, например, у автомобилей Touareg. Главная его особенность заключается в том, что он не ослепляет водителей встречных автомобилей. Ксеноновые прожекторные фары позволяют ездить с постоянно включенным дальним светом. На ближний свет фары переключатся автоматически, как только камера, установленная под лобовым стеклом (она же следит за разметкой), заметит встречный или попутный транспорт. В фарах есть специальная шторка с электроприводом, которая позволяет перекрыть световой пучок и сформировать нужную светотеневую границу (рис. 8).

Рис. 8. Освещение дороги с активным светом

Электронная система сама следит за дорогой и передвигает шторку таким образом, чтобы встречная машина всегда находилась в тени. Система автоматически следит сразу за несколькими автомобилями, поэтому водитель может спокойно ехать по загородной трассе с включенным дальним светом, что повышает безопасность движения. Время быстродействия системы 350 мс. Работа и взаимодействие систем безопасности происходит посредством новой более быстродейственной шины FlexRay (10 Мбит/c).

3. Системы освещения с адаптивной световой границей

Суть такой системы заключается в том, что за встречным (а заодно и попутным) потоком следит видеокамера, установленная под потолком салона. Вторая часть системы расположена в фаре автомобиля. Подвижные отражатели, которыми управляет быстродействующий шаговый двигатель, за миллисекунды изменят ширину и направленность светового потока. При этом изменяются углы наклона и ширина светового пучка в зависимости от реальной дорожной обстановки. Луч света фар попадет лишь на асфальт, но не в глаза встречному водителю и не на зеркало едущему в попутном направлении (рис. 9). Видеокамера, обнаружив потенциальное препятствие, дает команду о его подсветке.

Рис. 9. Направление луча света фар системы освещения с адаптивной световой границей

4. Автоматическое регулирование наклона фары

Чтобы исключить ослепление встречных водителей фарами автомобиля, современные легковые автомобили оснащаются фарами с устройством автоматического регулирования наклона фар (рис. 10).

БУ автоматического регулирования наклона фар определяет посредством двух сенсоров на передней и задней осях автомобиля, установленных на одной стороне, степень загрузки автомобиля. Эта информация передается в БУ, который изменяет напряжение в серводвигателях. Последние, автоматически поворачиваясь, в зависимости от нагрузки на автомобиль, обеспечивают оптимальное освещение дороги.

Рис. 10. Схема системы автоматического регулирования наклона фар: а — автомобиль не нагружен; б — автомобиль нагружен; 1 — серводвигатель автоматического наклона фар; 2 — блок управления автоматического угла наклона фар; 3, 4 — сенсоры загрузки

5. Система ночного видения

Система ночного видения предназначена для предоставления водителю информации об условиях движения в темное время суток. Система позволяет распознавать всевозможные препятствия, участников дорожного движения, пешеходов на неосвещенной дороге, а также дальнейшую траекторию трассы.

Система помогает снять нагрузку с водителя в условиях плохой видимости и тем самым обеспечивает повышение безопасности движения. В настоящее время система ночного видения устанавливается в качестве опции на легковые автомобили премиум-класса. Принцип действия системы основан на фиксации инфракрасного (теплового) излучения объектов специальной камерой и его проецировании на дисплей в виде серого масштабного образа.

Различают два типа систем ночного видения: пассивные и активные.

Пассивные системы ночного видения захватывают тепловое излучение, исходящее от объектов, используя тепловую камеру (тепловизор). Любые объекты (живые и неживые) обладают определенной температурой и излучают тепло. В зависимости от температуры, интенсивность излучения бывает разная. Благодаря наличию тепловизионных приборов оно преобразуется в видимое нашему глазу изображение. Тепловая камера фиксирует инфракрасное излучение объектов на расстоянии до 300 м. Они имеют высокий уровень контрастности и низкое разрешение изображения.

Пассивные системы ночного видения:

• Night Vision Assistant от Audi;
• Night Vision от BMW;
• Night Vision от General Motors;
• Intelligent Night Vision System от Honda.

Активные системы ночного ведения (рис. 11) используют дополнительный источник инфракрасного света, устанавливаемый на автомобиль. Они характеризуются высоким разрешением изображения и дальностью охвата порядка 150…250 м.

Известными активными системами ночного видения являются:

• Night View Assist от Mercedes-Benz;
• Night View от Toyota.

В качестве фильтра применяется специальное стекло, состоящее из тончайших слоев таких материалов, как MgF₂, Na₃AlF₆, ZnS, TiO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅. Проходя через множество слоев, световые волны разной длины изменяют фазу и на выходе складываются таким образом, что либо гасят, либо усиливают интенсивность.

Рис. 11. Компоновка системы освещения с инфракрасным излучателем

В итоге фильтр пропускает свет строго с длины волны 780 нм. Фара с таким стеклом выглядит выключенной, но только для глаза. Встречные водители будут видеть только ближний свет, в то время как ИК-излучение воспринимает «третий глаз» — видеокамера, установленная за зеркалом в салоне. Полученная картинка проходит цифровую обработку, которая повышает четкость изображения. Затем ее выводят на отдельный монитор или непосредственно на лобовое стекло.

Система способна не только отображать объекты на дисплее приборного щитка, но и вести селекцию. Например, когда электроника определяет, что перед машиной человек и он находится вне траектории движения автомобиля, его силуэт отмечается желтой рамкой (рис. 57). Как только система поймет, что человек на пути автомобиля, его фигура станет очерчиваться красной рамкой, при этом раздастся предупреждающий звуковой сигнал.

Рис. 12. Селекция отображаемых объектов

Инфракрасный прожектор освещает дорогу на 300 м. Адаптивное и инфракрасное освещение (рис. 13) применяется в автомобилях Audi А8, BMW 5-й серии и др. Фары таких автомобилей, оборудованные ксеноновыми лампами, для улучшения освещения и исключения ослепления встречных водителей приспосабливаются к самым разным условиям движения и помогают водителю лучше видеть дорогу.

Рис. 13. Освещение дороги с адаптивной и инфракрасной системой: 1 — базовый свет; 2 — городской свет («ближний»); 3 — противотуманное освещение; 4 — автомагистральный свет; 5 — освещение кривых на магистрали; 6 — освещение поворотов

На скорости автомобиля до 50 км/ч при автоматическом режиме включается «городской режим», при этом луч света освещает пространство перед автомобилем относительно недалеко (поз. 2), высвечивая большое пространство вблизи и в левую сторону. С ростом скорости увеличивается и дальность «ближнего света». Начиная со скорости 110 км/ч работает «дальний свет». (Кавычки не случайны — в новой системе традиционное разделение этих понятий теряет смысл.)

Для определения начала поворота установлен чувствительный гироскопический датчик, по срабатыванию которого луч слегка поворачивается в сторону поворота. Если же водитель на небольшой скорости (до 70 км/ч) включил сигнал поворота или система зафиксировала резкий маневр рулем, то включается боковой луч, позволяющий увидеть, что делается слева или справа.

При движении автомобиля в тумане автоматически включаются противотуманное освещение (поз. 3). Для того чтобы исключить ослепление встречных водителей, предусмотрено автомагистральное освещение (поз. 4) с инфракрасным излучателем.

6. Сканирующие системы освещения

Датчики, сканирующие пространство перед автомобилем (распознавание образов), уже используются в серийных автомобилях. Примером системы распознавания образов является новый тип сенсорной системы, различающей объекты перед автомобилем (разработана компанией Audi). Новая высокочувствительная система способна формировать трехмерное изображение препятствия перед ТС (рис. 14).

Рис. 14. Сканирующая система освещения

В основе технологии — источник модулированного инфракрасного излучения и датчик (он размещен позади лобового стекла на уровне зеркала заднего вида), сделанный из новых фоточувствительных полупроводниковых элементов, известных как фотонные смешивающие устройства (Photonic Mixer Devices, PMD). Эти устройства способны обрабатывать сигналы, возвращенные от множества точек предмета одновременно. По строению похожи на обычные приборы с зарядовой связью (так называемые ПЗС-матрицы), применяющиеся в видео- и фотокамерах. Они используют различие во времени, которое требуется лучам, чтобы вернуться от различных объектов сцены к каждому из чувствительных элементов матрицы PMD.

Для вычисления объемного изображения система сравнивает сигнал от каждого пикселя матрицы с опорным модулированным сигналом, поставляемым схемой излучателя, при этом посторонняя инфракрасная засветка (например, от солнца) отделяется от собственного сигнала.

Поле зрения датчика по горизонтали составляет 32°, а по вертикали – 8°. Частота сканирования препятствий – 200 Гц, что позволяет быстро улавливать изменение дорожной обстановки.

https://nivovod.ru/ekspluatatsiya-i-obsluzhivanie/elektrooborudovanie-avtomobilya-pribory/
https://extxe.com/18652/sistemy-osveshhenija-avtomobilja/