Как работают электрические системы?

Как работают электрические системы?

08.10.2018

Общий принцип электрической схемы

Электрическая система автомобиля является замкнутой цепью с независимым источником питания (батареей 12 В). Автомобиль функционирует на некоторой части мощности аккумулятора, остальную электроэнергию поставляет генератор. Аккумулятор создает стартовый импульс – раскручивает коленвал, генератор. Генератор продуцирует искру и двигатель запускается. Вращающийся вал создает на генераторе переменный ток, который выпрямляется и питает всю систему, в том числе аккумулятор.

Ток течет по проводникам от батареи к питаемым компонентам, после чего возвращается к батарее через корпус машины. К корпусу подключается заземление – толстый и наиболее важный участок кабеля. Такой тип схемы называется системой возврата земли, любая ее часть, соединенная с кузовом автомобиля, называется заземленной.

Сила тока измеряется в амперах (А); некий аналог «давления» тока называют напряжением и измеряется в вольтах (В). По сути напряжение – некая численная характеристика, которой можно измерить («пощупать») напряженность электрического поля. Современные автомобили имеют 12-вольтовую батарею. Его мощность измеряется в амперах/ часах. Аккумулятор емкостью 56 ампер / час должен обеспечивать ток 1 ампер в течение 56 часов или 2 ампера в течение 28 часов.

Если напряжение батареи падает, протекающий ток уменьшается, и, в конечном итоге, становится недостаточным, для работы некоторых электрических компонентов. Пример: не заводится мотор, фары горят тускло и пр.

Ток, напряжение и сопротивление (Ампер, Вольт и Ом)

Степень, с которой проволока (проводник) сопротивляется потоку тока, называется сопротивлением и измеряется в омах. Тонкие провода проводят электричество легче, чем толстые, потому что в тонком проводнике требуется меньше электронов для прохождения.

Энергия электромагнитного поля при прохождении тока через проводник преобразуется в тепло. Это можно наблюдать в лампочке, которая греется при подключении. Обращали внимание на то, как нагреваются фары? Провода в электрической схеме вашего автомобиля тоже могут нагреваться, а, если что-то пошло не так – даже плавиться.

Замена проводки моторного отсека:

Полярность

Электричество течет от батареи только в одном направлении, а некоторые компоненты работают, если «плюс» подключен к «плюсу», а «минус» к «минусу». Это касается всех полупроводниковых и индукционных элементов – катушки, стартер, генератор, диоды, транзисторы и пр.

Принятие такого одностороннего потока называется полярностью . На большинстве автомобилей отрицательная клемма аккумулятора заземлена, а положительная (+) отправляется в электрическую схему.

Это называется отрицательной заземленной системой, и при покупке электрического аксессуара (магнитола, например) всегда следует проверять подходит ли он для системы вашего автомобиля. Установка радио с неправильной полярностью повредит устройство, но большинство автомобильных радиоприемников имеют внешний переключатель для установки полярности в соответствии с характеристиками автомобиля. Перед установкой выберете правильную настройку.

Короткие замыкания и предохранители

Если используется провод неправильного размера, или если провод поврежден (отсоединен), это может привести к случайному короткому замыканию, которое буквально «пробивает» сопротивление компонента. Ток в проводе может стать опасно высоким, расплавить провод или даже вызвать пожар.

Чтобы предотвратить это, в цепях имеются предохранители. Наиболее распространенным типом предохранителя является короткий тонкий провод, помещенный в жаростойкий кожух, чаще всего – стеклянный маленький стакан.

Размер провода предохранителя является самым тонким во всей электрической системе, его сечение позволяет выдерживать минимальные токи без перегрева. Толщина провода предохранителя позволяет выдерживать только такие скачки напряжения, которые выдержит любой компонент, в том числе полупроводниковый.

Внезапный всплеск большого тока приводит к расплавлению плавкого предохранителя или (если предохранителя нет) к «удару», нарушающему электрическую цепь.

Когда это произойдет, проверьте, имеется ли короткое замыкание или отсоединение, затем установите новый предохранитель с правильным номинальным током. Существует много предохранителей, каждый из которых защищает небольшую группу компонентов, так что один сгоревший предохранитель не отключает всю систему. Многие из них сгруппированы вместе в блоке предохранителей.

Схемы

Схема обычно включает в себя более одного компонента, например, лампочки в системах освещения. Важно понимать, как именно они соединены – параллельно или последовательно.

Например, лампа фары предназначена для обеспечения определенной степени сопротивления, так что она потребляет определенный ток, иначе она попросту не сможет нормально светиться.

Но в цепи есть как минимум две фары. Если бы они были соединены последовательно, электрический ток должен был пройти через одну фару, чтобы добраться до другой. Это означало бы, что если бы одна из фар перегорала, то не светились бы обе. Ток будет сталкиваться с сопротивлением дважды, а двойное сопротивление будет уменьшать вдвое ток, так что лампочки светились бы очень слабо даже при заряженном аккумуляторе. Подключение ламп параллельно позволяет электричеству проходит через каждую лампу только один раз и не зависеть от состояния второй лампы.

Некоторые компоненты должны, наоборот, соединяться последовательно. Например, отправитель в топливном баке меняет свое сопротивление в зависимости от количества топлива и «посылает» небольшой электрический ток в топливный манометр. Эти два компонента соединены последовательно, так что изменяющееся сопротивление в одном датчике будет влиять на положение иглы в другом.

Вспомогательные цепи

Стартер имеет свой собственный толстый кабель, подключенный к нему непосредственно от аккумулятора. Цепь зажигания снабжает свечи импульсом высокого напряжения. Именно от этой простой цепи и зависит работоспособность двигателя. Именно поэтому данный участок изолирован от остальной схемы и функционирует автономно. Все остальные схемы называются вспомогательными цепями.

Большинство из них подключаются через замок зажигания, так что они работают только при включении. Это предотвращает случайное выключение чего-либо, что может привести к разрядке аккумулятора. Однако боковые и задние фары, которые вам могут понадобиться, когда автомобиль стоит на стоянке, всегда могут быть включены независимо от ключа зажигания. Именно поэтому, выходя из авто, следует проверить не забыли ли вы выключить фары. В противном случае, к вашему возвращению вас может ждать автомобиль с полностью разряженным аккумулятором.

При установке дополнительных принадлежностей, таких как обогреватель заднего стекла, который потребляет большой ток, всегда прокладывайте его через ключ зажигания.

Некоторые вспомогательные компоненты могут работать без включения зажигания, достаточно повернуть переключатель в положение «вспомогательное». Радиоприемник обычно подключается именно через него, чтобы его можно было включить при выключенном моторе.

Провода и печатные схемы

Размеры проводов и кабелей классифицируются по максимальному значению силы тока, который они способны безопасно через себя проводить. Безопасно – означает без лишнего нагрева.

Через автомобиль проходит сложная сеть проводов. Чтобы избежать путаницы, каждый провод маркируется своим цветом. Следует помнить, что это актуально только внутри конкретного автомобиля: нет национальной или международной системы цветовой маркировки проводников. Так, к примеру, провод от катушки зажигания в машине ВАЗ может быть помечен как желтый, однако в БМВ он чаще всего оранжевый с черной полосой. Есть определенные традиции, например, зеленый – это «минус», красный – это «плюс», черный – почти всегда «плюс». Однако, это именно традиции, а не правила и доверять при ремонте им не следует.

Большинство справочников и руководств по обслуживанию автомобилей включают в себя схему подключения, в которой разобраться очень непросто. Однако цветовое кодирование является полезным руководством для отслеживания проводки.

Там, где провода проходят бок о бок — они в связке (в пластмассовой или тканевой оболочке). Это позволяет содержать их аккуратными и упрощать процесс замены и установки. Этот пучок проводов растягивается по всей длине автомобиля, при необходимости прокладываются одиночные провода или небольшие группы.

Современным автомобилям часто требуется дополнительное место для большого количества проводов в ограниченном пространстве. Некоторые производители теперь используют печатные схемы вместо пучков, это особо удобно на задней приборной панели.

Печатные схемы — это пластиковые листы, на которых были напечатаны медные дорожки. Компоненты подключаются непосредственно к дорожкам. Некоторые современные автомобили имеют гибкие печатные схемы. Медные дорожки печатаются лентами (шлейфами) на очень гибком пластике, который способен заменить всю систему проводки.

Автор статьи —>

0

0

Автоэлектрика автомобиля

А втоэлектрика является неотъемлемой частью любого транспортного средства. Как только появилась первая машина, сразу же и появилась и автоэлектрика. Да примитивная, плохо работающая, но она была и полностью удовлетворяла потребности автомобилей того периода.

С развитием автомобилестроения параллельно и развивалась и электрика

Совершенствовались электрические, а в дальнейшем и электронные схемы, облегчался запуск двигателя в различных условиях эксплуатации, добавлялось новое электронное оборудование, которое облегчало управление автомобиля и увеличивало комфортность поездки.

Но основной функцией, для выполнения которой в принципе и была создана автоэлектрика, было и сейчас остается первоначальный запуск двигателя и поддержка дальнейшей без перебойной его работы.

Автоэлектрика автомобиля, если рассматривать простую принципиальную схему, состоит из основных, вспомогательных элементов и измерительных элементов (контрольные датчики, приборы оповещения и контроля).

К основным элементам автоэлектрики можно отнести источники питания, это аккумуляторная батарея, генератор, электростартер, свечи, катушки зажигания, электронные блоки управления, переключатели, электро проводка и общая электрическая схема, без которой вам не разобраться.

Вспомогательные элементы автоэлектрики, без которых тоже не возможно управление автомобилем, это габаритные огни, все виды фар, стоп-сигнал, поворотные сигналы, противотуманные фары, звуковой сигнал, стеклоочистители, прикуриватели и другое дополнительное электрооборудование.

Измерительные приборы и датчики

Необходимость в таких приборах и датчиках, которые входят в автоэлектронику, очевидна. Ведь контролировать температуру охлаждающей жидкости, давление масла, уровень топлива необходимо постоянно. Другое дело, что в старых моделях автомобилей это выглядело очень просто, стрелочки, циферки и т.д.

В современных же авто это уже на уровне космических технологий, когда водителю практически не дано ни чего делать, только слушать и реагировать на включение того или иного индикатора опасности, а то и вовсе констатировать факт, что машина сама остановилась и дальше уже не поедет, пока проблема не будет решена.

Что касается датчиков, то если в старых автомобилях их можно было пересчитать на пальцах, то в современных они установлены повсеместно, что позволяет полностью контролировать техническое состояние автомобиля в пути.

Но прогрес не стоит на месте. С каждым годом автоэлектрика автомобиля приобретает все более совершеный вид, и если раньше появление кондиционера в автомобиле, электричесих стеклоподъемников, центрального замка, автосигнализации, новых аудио систем вызывало фурор, то сейчас это обыденное дело, и ни кого этим уже не удивиш.

Сложность ремонта

Ремонтировать автоэлектрику с каждым годом становится все сложней. Для этого нужно постоянно обновляющееся электронное оборудование, которое идет в ногу со временем, грамотные подготовленные кадры, которые способны постоянно самостоятельно изучать данную тему.

Поэтому ремонтировать автоэлектрику лучше всего в крупных городах, к примеру, ремонтировать автоэлектрику в Минске или другом крупном городе, где имеются в большом количестве подготовленные специалисты.

Конструкция новых автомоблей постоянно усложняется, требования покупателей становятся все капризней, хочется больше комфорта, новых дополнительных функций, новых возможностей, и все это зацикливается на новую автоэлектрику.

Поэтому не удивительно, что современная автоэлектрика приобретает совершенно другой вид.

И чтобы разобраться во все этих современностях автоэлектрику начали делить на несколько составляющих.

Система зажигания

Система зажигания в автоэлектронике автомобиля играет важную роль.

В данную систему входят все электрооборудование и все устройства, которые обеспечивают появление искры в двигатели в нужный момент времени.

Автогаджеты

Значение автогаджетов в автоэлектронике автомобиля с каждым годом только возрастает.

В данную категорию входят: алкотестеры, активные антенны TV и FM, антирадары и радары-детекторы, Hands free (управление телефоном без помощи рук), зарядные устройства.

Бортовые компьютеры

Сейчас без бортового компьютера сложно представить современный автомобиль.

Бортовые компьютеры, которые контролируют работу всех систем управления, контроля и безопасности автомобиля.

Автозвук

Значение автозвука в современной автоэлектронике во многом зависит от любви водителя к музыке.

В данную категорию входят: радиоприёмники, усилители звуковых частот, различные виды автомагнитол, DVD проигрыватели. Все это может быть объединено в одну мультимедийную систему.

GPS

В данную категорию входят: GPS приемники, GPS навигаторы, антинавигаторы, GPS трекеры.

Автосигнализация

Автосигнализация или так называемые системы охраны автомобиля.

Запись в движении

Видеорегистраторы автомобильные обеспечивают запись всего того, что происходит с автомобилем во время езды. Благодаря данным устройствам, уже многие водители смогли снять в судах с себя обвинения в причастности к ДТП, в которых пострадали люди.

Помощь при парковке

Парктроники устанавливают на дорогих моделях автомобилей. Они обеспечивают более комфортную и удобную парковку автомобиля, при большом скоплении машин, или в других плохо просматриваемых местах.

Пассивная безопасность

Автоэлектрика – системы SRS, пассивной безопасности.

В данную систему входят, подушки безопасности, размыкатель АКБ, который срабатывает в экстренных ситуациях, ремни безопасности, активные подголовники, непосредственно сама конструкция кузова, которая является безопасной, устройства натяжения ремней безопасности.

Климат-контроль

Климат контроль и системы обдува салона в автоэлектронике автомобиля имеют не менее важное значение, ведь это комфорт, а комфорт в наше время любят все.

Каждая система, каждое оборудование имеющее отношение к автоэлектрике автомобиля имеют сложное устройство и принцип действия, поэтому требуют отдельного описания.

Но мы и не ставили перед собою цель, рассказать подробно про каждую составляющею автоэлектрики автомобиля в отдельности.

Главная наша цель, это помочь вам разобраться в вопросе, из чего состоит автоэлектрика современного автомобиля, и мы очень надеемся, что вам помогли.

Так же хочется отметить, что развитие автоэлектрики автомобилей идет семимильными шагами, в каждой новой модели автомобиля появляется что-то новое и интересное, поэтому уследить за всеми изменениями в это области очень сложно, а иногда просто и не возможно.

Поэтому может быть мы где-то и упустили некоторые вопросы, но главные моменты, которые касаются автоэлектрики автомобиля, мы затронули.

Получайте новые статьи в реальном времени.

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.

Электрооборудование автомобиля

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.

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:

1. Кратковременного действия.
2. Длительного действия.
3. 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:

• Иммобилайзер. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
• Магнето. Устройство и работа. Виды и применение
• Спидометр. Виды и устройство. Погрешность и особенности

Источник https://3drive.ru/articles/auto-electric/kak-rabotayut-ehlektricheskie-sistemy

Источник https://autotopik.ru/obuchenie/390-avtoelektrika-avtomobilya.html

Источник https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/elektrooborudovanie-avtomobilia/