Дополнительное электрооборудование на автомобиле, основные направления его усовершенствования

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. Автомобильное электрооборудование включает в себя следующие системы и устройства: - электроснабжения; - электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания; - зажигания; - освещения, световой и звуковой сигнализации; - электронные системы управления агрегатами автомобиля; - информации и контроля технического состояния автомобиля и его агрегатов; - электропривода; - подавления радиопомех; - коммутационные, защитные устройства и электропроводку. В систему электроснабжения входят генераторная установка и аккумуляторная батарея. К системе электростартерного пуска относят аккумуляторную батарею, электростартер, реле управления (дополнительные реле и реле блокировки) и электротехнические устройства для облегчения пуска двигателя. Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в цилиндрах бензинового двигателя искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи зажигания. Помимо свечей, к системе зажигания относятся катушка зажигания, прерыватель-распределитель, датчик-распределитель, транзисторный коммутатор, добавочный резистор, высоковольтные провода, наконечники и т. д. Система освещения и световой сигнализации объединяет осветительные приборы (фары головного освещения), светосигнальные фонари (габаритные огни, указатели поворота, стоп-сигналы, фонари зад него хода и др.) и различные реле управления ими. Система информации и контроля включает в себя датчики и указатели давления, температуры, уровня топлива в баке, спидометр, тахометр, сигнальные (контрольные) лампы и пр. Электропривод (электродвигатели, моторедукторы, мотонасосы) находит все большее применение в системах стеклоочистки, отопления, вентиляции, предпускового подогрева двигателя, подъема и опускания антенны, блокировки дверей и в стеклоподъемниках. Используется разнообразная коммутационная и защитная аппаратура: выключатели, переключатели, реле различного назначения, контакторы, предохранители и блоки предохранителей, соединительные панели и разъемные соединения.

Развитие электрооборудования автомобилей тесно связано с широким применением электроники и микропроцессоров, обеспечивающих автоматизацию и оптимизацию рабочих процессов, большую безопасность движения, снижение токсичности отработавших газов и улучшение условий работы водителей. Количество и мощность потребителей электроэнергии на автомобилях постоянно увеличиваются. Соответственно, возрастает мощность источников электрической энергии. На смену прежнему электрооборудованию приходят новые, более сложные по конструкции и схемным решениям электрические и электронные изделия и системы.

3. Способы и устройства облегчения пуска двигателя.

Среди технических средств, обеспечивающих уверенный запуск двигателя зимой, выделяется одно оригинальное устройство. Его полное название – устройство облегчения пуска двигателя (УОПД). Оно работает автономно и не требует приложения дополнительной энергии. «Такового не бывает», - скажете вы и будете отчасти правы. Ибо народная мудрость утверждает, что "если в одном месте убудет, то в другом обязательно прибудет". Однако, еще одно, не менее распространенное утверждение, гласит, что "все гениальное - просто". УОПД относится именно к таким изобретениям. Принцип его действия прост: 1. Накопить тепло, когда мотор работает на полных оборотах. 2. Сохранить тепло в течение 24-36 часов. 3. Использовать тепло при очередном запуске для подогрева двигателя. Эта идея принадлежит канадскому доктору Шатцу, воплотившему ее в конце 90-х годов в системе CENTAUR и получившему за это специальную премию. В России УОПД под маркой «АвтоТерм» производятся фирмой «Крис». Основным элементом УОПД является термос для охлаждающей жидкости, который представляет собой двухкорпусной цилиндрический сосуд с высокоэффективной вакуумно-порошковой изоляцией. Антифриз, нагретый от работающего двигателя до рабочей температуры (85-90⁰С), помещенный в этот своеобразный тепловой аккумулятор, останется горячим в течение 2-х суток! Перед запуском холодного двигателя вы просто включаете электронасос, который закачивает теплую жидкость в двигатель. Через несколько минут двигатель прогрет. В наибольшем по теплоёмкости тепловом аккумуляторе дополнительно размещены капсулы с плавящимся материалом. Нагретая от работающего двигателя охлаждающая жидкость, омывая капсулы, передает им тепло, а вещество, заключенное в капсулах, плавится и его аккумулирует.

Устройства:

· Свечи накаливания и подогрева воздуха:

Подогрев впускного воздуха улучшает условия пуска дизелей с неразделенной камерой сгорания. Примером устройства, обеспечивающего повышение температуры конца сжатия за счет подогрева впускного воздуха, служит свеча подогрева СН-150. Свеча мощностью 400 Вт устанавливается на впускном трубопроводе тракторных дизелей с рабочей объемом до 4-5 л. Учитывая ее малую мощность, для роста температуры всасываемого воздуха устанавливаются две и более свечи. Но при использовании более одной свечи повышается расход электроэнергии и увеличивается аэродинамическое сопротивление впускного трубопровода.

Спираль свечи изготовляется из проволоки высокого омического сопротивления с диаметром 2 мм. Свеча устанавливается в специальном гнезде на впускном трубопроводе и закрепляется накидной гайкой. Место установки свечи выбирается экспериментально, исходя из максимально возможного приближения ее к впускным окнам, с учетом количества и схемы расположения цилиндров двигателя. Номинальное напряжение свечи 8,5 В, номинальная сила тока 45-47 А, время нагрева до рабочей температуры (900-1000 С) составляет 40-60 с. Последовательно со свечой включены в электроцепь дополнительный резистор, который закорачивается во время пуска, контрольный элемент, спираль, заключенная в кожух или контрольная лампочка. Время, необходимое для нагрева спирали свечи, контролируется по степени нагрева спирали контрольного элемента или по накалу лампочки.

· Электрофакельные подогреватели воздуха

В электрофакельных подогревателях через электрическую спираль проходит ток небольшой силы, так как она служит только для подогрева, испарения и зажигания топлива. Воздух во впускном трубопроводе подогревается за счет теплоты сгорания топливо-воздушной смеси. Дозирование топлива, его испарение, смешивание с воздухом, воспламенение и сгорание происходят в факельной штифтовой свече. Топливо, подаваемое к свече, очищается фильтром, дозируется жиклером , проходит по кольцевой полости между кольцевой вставкой и нагревателем. Объемная испарительная сетка 2 в нижней части факельной свечи имеет большую поверхность и облегчает испарение топлива. Сетка окружена защитным экраном 1 с отверстиями для прохода воздуха. Экран предотвращает затухание пламени при увеличении скорости воздушного потока во впускном трубопроводе после пуска двигателя.

Электромагнитный топливный клапан открывает подачу топлива к факельным штифтовым свечам при подключении катушки к аккумуляторной батарее. При отключении электромагнитный клапан закрывается под действием пружины. Топливо к электромагнитному клапану подводится из системы питания дизеля.

· Устройство для подачи пусковой жидкости

· Электрические подогреватели

Электрические подогреватели относятся к неавтономным подогревателям. Изобретателем электрического подогревателя двигателя считается Andrew Freeman, получивший в 1949 году патент на подогреватель охлаждающей жидкости, вкручивающийся на место одного из болтов блока цилиндров^[1][2]. В настоящее время электрические подогреватели широко распространены в северных странах, таких как Канада, Скандинавия, северные штаты США, Россия. В этих регионах электрические подогреватели часто входят в стандартную комплектацию автомобилей, а розетки для подключения подогревателей располагаются на многих автомобильных стоянках и многоэтажных паркингах.^[3][4]}.

· Предпусковые подогреватели - устройство, позволяющее прогреть двигатель безрельсового транспортного средства, не запуская его. Предназначен для предварительного прогрева двигателя, для облегчения запуска двигателя в холодную погоду и, в некоторых случаях, для прогрева воздуха в салоне транспортного средства.