Целью изучения дисциплины является формирование у студентов системы научных и профессиональных знаний в области технической эксплуатации автомобильного транспорта, а также формирование профессионально-нравственных качеств, развитие интереса к дисциплине.


Дисциплина «Конструкция и основы расчета энергетических установок» относиться к профессиональному циклу и является обязательной к изучению.

Студент, приступая к изучению дисциплины, должен обладать знаниями, умениями и навыками в области дисциплин математического естественнонаучного цикла, а также дисциплинам профессионального цикла, изучаемых на 1-м, 2-м и 3-м курсах.


Курс "Материаловедение и технология конструкционных материалов" включает в себя обучение студентов научным основам производства и обработки металлов и сплавов с учетом их химического состава и структуры для достижения эксплуатационных и технологических свойств, необходимых в промышленном производстве; ознакомление студентов с современными и перспективными технологиями получения и обработки черных и цветных металлов и сплавов, изготовления металлических заготовок и деталей методами литья, пластической деформации, механической обработки, сварки. В процессе освоения дисциплины студенты изучают основные группы металлов, их свойства и области применения; закономерности формирования структуры металлов при затвердевании, термической обработке и пластическом деформировании; взаимосвязь физико-механических свойств металлических и неметаллических материалов с их структурой; получают необходимую информацию о способах обеспечения прочности, надежности и долговечности конструкций благодаря рациональному выбору материалов с учетом условий эксплуатации.


Данная дисциплина предназначена для изучения студентами бакалаврами второго курса.

Целью изучения дисциплины "Сертификация и лицензирование в сфере производства и эксплуатации ТиТТМО" является формирование системы научных, профессиональных знаний и навыков в области производства и эксплуатации ТиТТМО. При изучении дисциплины студент получает знания о современных технологических процессах технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей.

Задачей изучения дисциплины является изучение типовых технологических процессов, применяемых в подразделениях (зонах, цехах, участках, отделениях) производства по ТО и ремонту автотранспортного предприятия (АТП); изучение организационных форм технологических процессов по ТО и ТР автомобилей; освоение особенностей организации технологических процессов ТО и ремонта применительно к легковым, грузовым и автобусным предприятиям автомобильного транспорта.


Целью изучения дисциплины "Технология организации восстановления деталей и сборочных единиц" является освоение сущности эффективности технологии капитального ремонта автомобилей, особенностей организации технологических процессов ремонта автомобилей на специализированных предприятиях.

Студенты знакомятся и изучают особенности износа поверхностей деталей автомобилей, оценивают ремонтопригодность и рассматривают факторы ее определяющие. Изучают особенности формирования поверхностных слоев деталей автомобилей с позиции обеспечения их наибольшей работоспособности различными технологическими методами. Знакомятся с системой подбора оборудования для предприятий различного размера. Подробно анализируют наиболее прогрессивные технологические операции восстановительного ремонта деталей автомобилей, особенности сборки агрегатов и узлов для обеспечения заданной точности и долговечности.

Курс дисциплины "Прозводственно-техническая инфраструктура предприятий" предусматривает изучение основных понятия по технологическому проектированию, размещению, реконструкции и техническому перевооружению производственно-технической базы автосервиса и фирменного обслуживания автотранспортных средств с использованием в производственных процессах средств механизации.

Обучение обоснованному выбору основных видов технологического и вспомогательного оборудования для предприятий по обслуживанию автомобилей.


Курс дисциплины "Дизайн автомобиля" предусматривает изучение общего (концептуального) представления о взаимодействии участников-элементов системы гипотетического (проектного ) создания формы автомобиля и трактора и их специфической роли в едином процессе создания.

В рамках этой дисциплины в ходе лекционных занятий излагаются принципы автомобильного дизайна, основы эргономики, основы аэродинамики , основы конструктивной пассивной безопасности автомобиля и основы геометрии поверхности формы кузова автомобиля, необходимые для современного процесса гипотетического (проектного) создания формы рыночного изделия – автомобиля и трактора.

Излагаются принципы и практические приемы создания и профессиональной оценки всех видов комплексов форм автомобиля с учетом требований международных уровней дизайна, эргономики, аэродинамики, конструктивной пассивной безопасности и современных методов фиксации поверхности формы кузова автомобиля.

Изучение основ "Дизайна автомобиля" способствует развитию навыков инженерного мышления, повышает общую культуру специалиста, но и углубляет и расширяет объем знаний по современному уровню системного подхода к гипотетическому (проектному) созданию формы автомобиля и трактора.


Теория электроники.

Электроника – наука взаимодействия электронов с электромагнитными полями и методах создания электронных приборов и устройств, используемых для передачи, обработки и хранения инфы. Электроника возникла в начале 20-го века. Первоначально развивалась главным образом вакуумная электроника. На ее основе были созданы электровакуумные приборы.

С начала 50-х годов интенсивно начала развиваться твердотельная электроника. C начала 60-х появляется одно из перспективных направлений полупроводниковой электроники (микроэлектроника). Дальнейшее развитие электроники привело к созданию лазерной техники. Лазерные лучи возникают при взаимодействии электронов с фотонами (фотон – порция энергии светового луча). Поэтому лазерная техника представляет собой одну из областей квантовой электроники.

Использование лазерных излучений для передачи обработки информации в измерительной технике, в тончайших технологических операциях и в других областях поставила перед электроникой ряд новых задач. Открытие эффекта сверхпроводимости при сверхнизких температурах дало толчок развитию еще одного направления (сверхпроводящей электроники).

Основные области электроники:

1.      Вакуумная электроника

2.      Микроэлектроника

3.      Полупроводниковая электроника

4.      Оптоэлектроника

5.      Квантовая электроника

6.      Диэлектрическая электроника

7.      Лазерная электроника

8.      Сверхпроводящая электроника

9.      Радиоэлектроника

10.  Автомобильная электроника и т.д.

Вентиль – электрические приборы, обладающие в зависимости от направления электрического тока высокой (для тока прямого направления) или низкой (для тока обратного направления) проводимостью. Эта особенность вентилей обусловила их широкое использование в качестве активного элемента. В качестве вентилей применяются различные электронные приборы: диоды, ртутные вентили, тиристоры и т.д. Основные параметры вентилей – мощность, падение напряжения, обратное напряжение и т.д.

Генераторы электрических колебаний – устройства, преобразующие различные виды электрической энергии в энергию электрических колебаний.

Эффект Доплера – изменение регистрируемой приемником частоты колебаний или длины волны при относительном движении приемника и источника этих колебаний. Частота воспринимаемых колебаний увеличивается при сближении источника и приемника и уменьшается при удалении.

Индуктивность L = ф/I [Гн] – физическая величина, характеризующая магнитные свойства электрических цепей. Понятие вводится как коэффициент пропорциональности между силой тока в контуре и создаваемым этим током магнитным потоком через контур. Индуктивность зависит от размеров и формы контура, а также от магнитной проницаемости окружающей среды и проводников, образующих электрическую цепь.

Катушка индуктивности – катушка из провода с изолированными витками. Обладает значительной индуктивностью при относительно малой емкости и малом активном сопротивлении. Предназначена для накопления магнитной энергии.

Электрический дроссель – катушка индуктивности, включаемая в электрическую цепь последовательно с нагрузкой для устранения или ограничения переменной составляющей тока той или иной частоты. Реактивное сопротивление дросселя связано с частотой тока и индуктивностью отношением XL = 2∙π∙fL.

Закон Ома устанавливает прямо пропорциональную зависимость между силой постоянного тока, протекающего через участок цепи и напряжением на этом участке U=IR, где R – электрическое сопротивление участка цепи.

Пьезоэлемент – деталь, изготовленная из пьезоэлектрического материала определенной геометрической формы с электродами в виде токопроводящей пленки, пластинки и т.п., контактирующими с поверхностью элемента или находящимся вблизи этой поверхности.

Пьезоэлектрический эффект – явление поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект) и возникновение в диэлектрике механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Необходимые условия существования пьезоэлектрического эффекта – отсутствие в структуре диэлектрика центра симметрии. Диэлектрики, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, называются пьезоэлектриками.

Реле – устройство для автоматического переключения электрических цепей, которое, при воздействии на него внешнего управляющего сигнала, скачком изменяет состояние электрической цепи. В соответствие с физическими природными явлениями, используемыми в реле, их разделяют на:

1.      электрические

a.       тока

b.      напряжения

c.       мощности и т.д.

2.      механические

a.       перемещения

b.      скорости

c.       давления и т.д.

3.      магнитные

4.      оптические

5.      тепловые

6.      электромагнитные и т.д.

По назначению:

1.      защиты

2.      контроля

3.      управления

4.      сигнализации и т.д.

Электрический стабилизатор – устройство, автоматически поддерживающее в электрической цепи заданное значения напряжения, тока или мощности при произвольном изменении параметров питающей сети или нагрузки цепи.

Рис. «Пластинка Холла».

Эффект Холла – процесс возникновения в проводнике с током, помещенном в магнитном поле, электрического поля, перпендикулярного направлению тока и направлению магнитного потока. Эффект Холла объясняется действием силы Лоренца со стороны магнитного поля на движущиеся носители заряда (электроны и дырки), отклоняющей их от первоначального направления движения, для измерения эффекта Холла используют плоские прямоугольные пластины. Длина Lx, ширинаly и толщинаlz. Если электрический ток Ix направлен вдоль оси x, а магнитное поле Bz вдоль оси z, то из-за искривления траектории носителей заряда на боковой грани пластины происходит их накопление и возникает Холловское электрическое поле (Uy) вдоль оси y.

Uy = RBzIx/lz,

R – постоянная Холла, основная количественная характеристика эффекта Холла (зависит от материала).

Электрическое сопротивление – физическая величина, характеризующая противодействие электрической цепи движущимся в ней носителям электрического тока. Такое противодействие обусловлено преобразованием электрической энергии в другие виды энергии. Электрическое сопротивление, связанное с преобразованием электрической энергии в тепловую – активное R. При постоянном токе электрическое сопротивление в цепи в соответствие с законом Ома R = U/I [Ом]. Активное электрическое сопротивление зависит от свойств материала проводника, его формы, размеров, а также от внешних условий, частоты электрического тока и др.

R = ρl/S (ρ определяет свойства материала)

Электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии электрическому или магнитному полю – реактивное X. В цепи, или ее участке, обладающей только X при протекании переменного тока, средняя за период электрическая мощность равна «0». Реактивное сопротивление выражается отношением амплитуды напряжения на участке цепи к амплитуде тока через этот участок.

При последовательном соединении индуктивного и емкостного элементов

X = Xl-Xc, где Xl = ωl, Xc = 1/(ω∙C), ω – угловая частота тока.

Электрическое сопротивление переменному току у цепи, обладающей как активным, так и реактивным сопротивлением называется полным сопротивлением Z.

Z = R2+X2 [Ом].

Электродвижущая сила (ЭДС) – физическая величин, характеризующая действие сторонних сил, приводящих в движение заряженные частицы внутри источников тока.

Резистор – устройство на основе проводника с постоянным или регулируемым активным сопротивлением, используемый в электрических цепях для обеспечения требуемого распределения токов и напряжения между отдельными участками цепи. По назначению резисторы подразделяются на 3 основных класса:

1.      постоянные резисторы, сопротивление которых задается при изготовлении и сохраняется неизменным в допустимых пределах в процессе эксплуатации

2.      переменные резисторы, сопротивление которых может быть изменено в некоторых пределах с помощью подвижного контакта

3.      резисторы-датчики физических параметров, например температуры, потока излучения, освещенности и т.д.

            Основу резисторов составляет резистивный элемент, выполняемый из специальных материалов, обладающих исключительно электронным типом проводимости. Основным требованием для постоянных и переменных резисторов является предельная слабая зависимость от внешних факторов. В резисторах-датчиках физических параметров наоборот необходима высокая чувствительность к какому-либо одному из этих факторов. Кроме того все резисторные материалы должны обладать высокой термостойкостью, стабильностью всех электрофизических свойств в процессе эксплуатации, коррозионной устойчивостью, создавать достаточно малую ЭДС при контакте с другими материалами.

В качестве резисторных материалов для постоянных и переменных резисторов обычно служат композиционные материалы, в состав которых входят металлы, полупроводники, диэлектрики, сплавы металлов, модификации углерода и т.д. По конструкции и технологии изготовления резисторы подразделяются на:

1.      пленочные

2.      объемные

3.      проволочные

            Основными параметрами резисторов являются: номинальное электрическое сопротивление, номинальная мощность, предельное рабочее напряжение, рабочая температура, температурный коэффициент сопротивления, уровень собственных шумов.

            Постоянный резистор – резистор с постоянной величиной сопротивления, которая задана при изготовлении и не может регулироваться в процессе эксплуатации. Постоянные резисторы подразделяются по:

1.      назначению

2.      номинальному сопротивлению

3.      величине рабочего напряжения

4.      температурному коэффициенту сопротивления

            Переменный резистор – резистор, сопротивление которого можно изменять в заданных пределах механическим перемещением  подвижного контакта.

1.      по назначению

a.       подстроенный – переменный резистор для разовой настройки регулировки режимов работы радиоэлектронной аппаратуры

b.      регулировочный – переменный резистор, предназначенный для многократной регулировки параметров

2.      конструкции

a.       переменные с одним резистивным элементом

b.      переменные с несколькими резистивными элементами

            Терморезистор – полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.

            Для терморезисторов характерны:

1.      большой температурный коэффициент сопротивления

2.      простота устройства

3.      способность работать в различных климатических условиях

4.      стабильность характеристик во времени

Электрический конденсатор.

            Конденсатор – устройство, состоящее из проводящих электродов, разделенных диэлектриком или вакуумом, предназначенное для использования его емкости в электрической цепи. При подключении источника тока к электродам конденсатора происходит поляризация его диэлектрика. Электрическое поля поляризованного диэлектрика ослабляет электрическое поле зарядов, сосредоточенных на электродах, что в свою очередь приводит к увеличению заряда конденсатора. Электроды конденсатора изготавливают из различных металлов, полупроводников или электролитов.

            Основные параметры конденсатора:

1.      электрическая емкость

2.      допустимая электрическая мощность

3.      собственная индуктивность

4.      полное электрическое сопротивление

5.      номинальное электрическое напряжение

По возможности управления емкостью конденсаторы разделяются на:

·         постоянной емкости

·         переменные

·         подстроенные

            Переменный конденсатор – емкость которого можно изменять в данных пределах. Различают переменные и подстроенные конденсаторы. Переменные конденсаторы могут быть с механическим или электрическим управлением емкостью.

            Механическое управление емкостью (наиболее распространенное) осуществляется  за счет изменения взаимного расположения пластин, в результате чего меняется либо площадь перекрытия пластин, либо величина зазора между ними.

Варикап – полупроводниковый диод, емкость которого нелинейная и зависит от приложенного электрического напряжения

Вариконд – конденсатор с резко выраженной нелинейной зависимостью емкости от напряженности электрического поля или температуры.

Проводники, изоляторы и полупроводники.

 Рис. Полупроводник электронного (n) типа.

 Рис. Полупроводник дырочного (p) типа.

Материалы, которые содержат большое количество свободных носителей заряда называются проводниками. Проводниками являются все металлы, растворы электролитов, расплавы многих веществ и ионизированные газы. Среди металлов высокой проводимостью обладают Cu, Au, Ag, Al.

Изоляторы (диэлектрики) – вещества, не имеющие свободных электронов. В них электроны находятся на своих орбитах вблизи ядра и не оставляют его даже при воздействии электрического поля. Изоляторами являются стекло, резина,  пластмассы, различные смолы, лаки, фарфор и т.д.

Полупроводниками называются материалы, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Характерным свойством полупроводников является то, что они имеют не только электронную, но и дырочную проводимости, которые зависят от температуры, освещенности, давления и других факторов. В полупроводниках химическая связь 2-х соседних атомов называется ковалентной.

Электропроводность, обусловленная перемещением свободных электронов, называется электронной проводимостью или n-проводимостью. При появлении свободных электронов в ковалентных связях образуется свободное место (электронная дырка). Так как дырка возникла в месте отрыва электрона от атома, в области ее образования возникает избыточный положительный заряд. При наличии дырки какой-либо электрон может занять место дырки и ковалентная связь в этом месте восстановится, но будет нарушена в том месте, откуда ушел электрон. Новую дырку может занять еще какой-нибудь электрон. Перемещение дырок, подобное перемещению положительных зарядов, называется дырочной p-проводимостью. Таким образом, при дырочной проводимости большое количество электронов поочередно замещают друг друга в ковалентных связях.

Полупроводниковый прибор.

Класс полупроводниковых приборов многообразен и включает такие приборы, как диоды, транзисторы, интегральные микросхемы, индикаторы и т.д. Полупроводниковый диод представляет собой контактные соединения двух полупроводников, один из которых с электронной проводимостью (n-типа), а другой с дырочной (p-типа).

 Рис. Диод.

В результате большой концентрации электронов в полупроводнике n они будут диффундировать из первого полупроводника во второй. Аналогично будет происходить диффузия дырок из второго (p-типа) полупроводника в первый. В тонком пограничном слое полупроводника n-типа возникает положительный заряд, а в пограничном слое полупроводника p-типа отрицательный заряд. Между этими слоями возникает разность потенциалов и образуется электрическое поле, которое препятствует диффузии электронов и дырок из одного полупроводника в другой. Таким образом, на границе двух полупроводников возникает тонкий слой, обладающий большим сопротивлением, он называется p-n переход.

Транзисторы.

 Рис. 11. Транзисторы p-n-p, n-p-n.

Б – база, Э – эмиттер, К – коллектор.

Особенности транзистора. Эмиттер постоянно дает заряды, проходящие через базу, коллектор их забирает.

В упрощенном виде биполярный транзистор представляет собой пластину полупроводника с 3-мя чередующимися областями разной электропроводимостью, которые образуют 2 p-n перехода. 2 крайние области обладают электропроводимостью одного типа, а средняя электропроводностью другого типа. У каждой области свой контактный вывод.

Если в крайних областях преобладает дырочная электропроводимость, а в середине электронная, то такой прибор называют транзистором структуры p-n-p. У транзистора структуры n-p-n наоборот по краям расположены области с электронной электропроводимостью, а между ними область с дырочной электропроводимостью.

Транзистор можно представить себе как 2 диода с одной общей областью. Общую область транзистора называют базой, одну крайнюю область называют эмиттером, вторую крайнюю коллектором. Это 3 электрода транзистора. Во время работы его эмиттер вводит в базу дырки (если структура p-n-p) или электроны (если структура n-p-n), коллектор собирает эти электрические заряды, вводимые в базу эмиттером.

 Риc. Схема транзистора p-n-p.  Рис. Схема транзистора n-p-n.

Различие в обозначении транзисторов разных структур на схемах заключается лишь в направлении стрелки эмиттера.

Включение транзистора в электрическую цепь.

 Рис. Цепь с p-n-p.

IЭ = IК+IБ.

Для приведения в действие на коллектор транзистора типа p-n-p подают напряжение отрицательной полярности относительно эмиттера. Основным рабочим состоянием транзистора в большинстве электрических схем является активное состояние, при котором к эмиттерному p-n переходу приложено напряжение в пропускном направлении, а к коллекторному в запирающем направлении. При этом эмиттерный p-n переход открывается и из эмиттера в базу переходят дырки. Путем диффузии дырки распространяются из области с высокой концентрацией вблизи эмиттера в область с низкой концентрацией к коллектору. Дырки, достигающие коллекторного p-n перехода, втягиваются его полем и переходят в коллектор. Небольшая доля дырок, движущихся от эмиттера к коллектору, встречает на своем пути через базу электроны и рекомбинирует с ними. В базе возникает дефицит электронов за счет рекомбинации. Этот дефицит восполняется приходом электронов через базовый вывод. Ток, протекающий через эмиттерный вывод транзистора, в активном состоянии оказывается равным сумме токов, протекающих через его коллекторный и базовый выводы.

Классификация и назначение электронных систем управления автомобиля.

Электронные системы управления современных машин можно классифицировать по:

1.      принадлежности

a.       управления бензиновыми двигателями

b.      управления дизельными двигателями

c.       управления системами жизнеобеспечения…

2.      назначению

a.       управления топливоподачей

b.      управления зажиганием

c.       управления клапанами цилиндров

d.      управления рециркуляцией ОГ…

3.                  информационному признаку

a.       системы управления по признакам обработки информации

                                                                          i.      управления двигателем с программным управлением

                                                                        ii.      управления двигателем с программно-адаптивным управлением

                                                                      iii.      управления двигателем с адаптивным управлением

                                                                      iv.      управления двигателем с интеллектуальным управлением

В бензиновых двигателях наибольшее распространение получили 2 системы (управление топливоподачей и управление зажиганием), используемых как самостоятельно, так и совместно. Различаются 2 типа электронных систем топливоподачи бензиновых двигателей:

·         система автоматического управления впрыском топлива во впускной коллектор или в зону впускных клапанов с помощью электромагнитных форсунок

·         система, обеспечивающая состав топливовоздушной смеси с помощью управления карбюратором

Особенностью электронной системы дизельных двигателей является то, что система управления топливоподачей осуществляет регулирование количества впрыскиваемого топлива в зависимости от:

1.      частоты вращения коленвала

2.      положения педали акселератора

3.      состояния окружающей среды

4.      состояния двигателя

Электронные системы зажигания, устанавливаемые на бензиновых двигателях, позволяют осуществлять гибкое управление углом опережения зажигания и энергией искрообразования.

Электронная система трансмиссии.

Направлена, в первую очередь, на создание ABS и систем автоматического управления коробкой передач. ABS позволяет:

1.      повысить активную безопасность автотранспортных средств

2.      сократить число ДТП из-за заносов при торможении

3.      повысить срок службы шин и сократить тормозной путь

Электронные системы управления КП позволяют оптимизировать процесс переключения передач, что приводит к:

·         повышению экономичности двигателя

·         повышению ресурса двигателя

·         улучшению ходовых качеств автомобиля

Автомобильный двигатель как объект автоматического управления.

Объект управления характеризуется 3-мя типами параметров:

·         входные параметры: GT, Θ, i, φВ. Значения входных параметров определяются внешними воздействиями на объект со стороны водителя или системы автоматического управления с целью изменения выходных параметров двигателя

·         внешние (случайные) факторы: параметры окружающей среды, качество дороги, топлива, масла

·         выходные параметры: NE, ME, VA, nE, CO, NOX

Управление системой впрыска топлива.

Применяются 2 метода топливоподачи: центральный и распределительный впрыск. Режим работы ДВС задается положением дроссельной заслонки, который определяет количество воздуха, необходимое для обеспечения работы на данном режиме. Если конструкция ДВС и узла заслонки не позволяют обеспечить заданную точность формирования объема (массы) воздуха, то применяют расходомеры воздуха с соответствующим датчиком.

Рис. Система впрыска топлива распределительного типа. Топливо из бака 1забирается топливным насосом 2 и подается через фильтр 3 к распределительной магистрали 4. Регулятор давления топлива в системе 5 поддерживает постоянное давление и осуществляет слив излишнего топлива в бак. Этим обеспечивается постоянное движение топлива в системе, препятствующее образованию паровых пробок. Каждый цилиндр имеет свою форсунку 6 с электромагнитным управлением, впрыскивающую топливо перед впускным клапаном во впускной коллектор 7. Объем поступающего воздуха задается положением дроссельной заслонки 8, который определяется датчиком 9. Если не обеспечивается заданная точность формирования дозы воздуха, то используют расходомер воздуха с датчиком 10. На основании информации с датчика 10 блок управления 11 определяет требуемое количество топлива. Количество топлива уточняется по информации, поступающей с датчиков температуры 12 и давления 15 воздуха, частоты вращения вала 13, нагрузки двигателя 14 и температуры охлаждающей жидкости 16.  Блок управления дает команды на электромагнитные форсунки в виде импульсов тока. Длительность импульса определяет время включения электромагнита форсунки, т.е. время подачи топлива. Независимо от положения впускного клапана форсунка впрыскивает топливо. Клапан дополнительной подачи воздуха 17, установленный в воздушном канале параллельно дроссельной заслонке, подводит к двигателю добавочный воздух при холодном пуске и прогреве двигателя. Для облегчения пуска холодного двигателя применяется пусковая электромагнитная форсунка 18, которая подводит в ресивер воздуховода добавочное топливо. Продолжительность открытия клапана 17 формируется устройством управления 19 на основании информации, получаемой с датчика температуры 20, и изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. В качества устройства управления 19 используется термореле.

Бесконтактные системы зажигания.

·         оптические

·         пластинки Холла

·         индукционные

·         микросхемы

             Рис. Оптическая система зажигания: 1 – диск с прорезями, 2 – инфракрасный излучатель (светодиод), 3 – фотодиод (фоторезистор), 4 – импульсный сигнал, 5 – вал распределителя.

             Рис. Система зажигания Холла: 1 – диск с лопатками, 2 - магнитопровод, 3 – датчик Холла.

             Рис. Индукционная система зажигания: 1 – постоянный магнит, 2 – обмотка, 3 – воздушный зазор, 4 – зубчатое колесо.

            Оптический генератор импульсов. Диск, закрепленный на валу распределителя, перекрывает инфракрасный луч, направленный на фоторезистор. В течение промежутка времени, пока фоторезистор освещен, через первичную обмотку катушки идет ток. Когда диск перекрывает луч, датчик посылает в блок управления импульс, который прерывает ток первичной обмотки и таким образом генерирует искру. Запуск искры может происходить при открытии или закрытии светового источника.

            Генератор Холла. При открытом зазоре между постоянном магнитом и датчиком Холла пластинка выдает напряжение. Если зазор перекрывается лопастью, магнитное поле замыкается через лопасть и не попадает на пластинку Холла. Напряжение при этом резко падает. Сигнал с пластинки попадает в усилитель и формирователь импульса, после чего он может управлять включением  и выключением катушки.

Индукционный датчик включает в себя постоянный электромагнит  с обмоткой и зубчатый диск. При вращении диска магнитное поле замыкается либо через зуб, либо через впадины. Магнитный поток, проходящий через обмотку, индуцирует в ней ЭДС переменного знака. Сигналы датчика проходят через формирователь импульсов и далее поступают на управление первичной обмоткой катушки зажигания.

Рис. Схема цифрового управления зажиганием.

1 – датчик давления и температуры во впускном коллекторе, 2 – датчик детонации, 3- датчик температуры ОЖ, 4 – напряжение аккумулятора, 5 – датчики частоты вращения и положения коленвала, 6 – датчики крайнего положения дроссельной заслонки, 7 – катушка зажигания, 8 – распределитель, АЦП – аналого-цифровой преобразователь.

В процессе работы двигателя в компьютер подается следующая информация: нагрузка, детонация, температура, напряжение аккумулятора, частота вращения и положение коленвала, положение дроссельной заслонки. Информация на компьютер поступает от датчиков, которые преобразуют измеряемые величины в электрические сигналы. Некоторые сигналы поступают на компьютер в виде импульсов, однако большинство параметров имеют постоянную полярность и должны быть преобразованы перед входом в компьютер в цифровую форму с помощью АЦП.

Нагрузка. Информацию о нагрузке двигателя дает разряжение во впускном коллекторе. Величиной, связанной с нагрузкой двигателя является и расход воздуха через коллектор. Дополнительную информацию о расходе воздуха можно получить при измерении его температуры, что позволяет внести поправки на его плотность.

Детонация обнаруживается с помощью датчиков ускорения.

Температура. Для измерения температуры в настоящее время чаще всего применяют термистор. Термистор имеет высокую чувствительность, так что значение температуры может быть измерено с точностью до 0,05°С.

Напряжение аккумулятора. Дополнительный параметр, если напряжение аккумулятора отличается от эталонного, то момент включения катушки сдвигается вперед или назад для достижения постоянной мощность разряда.

Частота вращения и положение коленвала. Частоту вращения коленвала можно определить, подсчитав число зубьев специального зубчатого диска, закрепленного на коленчатом валу, проходящих мимо индукционного датчика. Датчик основан на том же принципе, что и индукционный генератор импульсов. Кроме частоты вращения в блок управления надо ввести положение точки начала отсчета угла поворота вала. Обычно такой точкой является положение 90° до ВМТ 1-го цилиндра. Это положение вводится в компьютер с помощью другого датчика, который реагирует на специальный выступ зубчатого диска. Иногда роль зубчатого диска выполняет зубчатый венец маховика. Вместо 2-х датчиков можно воспользоваться одним, если зубчатый венец снабдить какой-либо специальной меткой, различаемой для датчика, например отсутствием одного зуба.

Положение дроссельной заслонки. Датчик крайних положений дроссельной заслонки посылает в БУ сигнал о том, что дроссельная заслонка достигла одного из крайних положений. Этот сигнал нужен БУ для перехода на специальные программы регулирования зажигания в этих ситуациях.


Назначение электрооборудования.

Электрооборудование автомобиля обеспечивает надежное функционирование силовой установки, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов и нормальные условия труда водителя. Число изделий электрического и электронного оборудования на автомобилях постоянно возрастает. Пуск двигателя, зажигание рабочей смеси в цилиндрах, освещение дороги, осуществление контроля работы отдельных агрегатов и узлов, а также автомобиля в целом, создание комфортабельных условий для пассажиров - все эти функции электрического и электронного оборудования.

Применение электрических и электронных элементов для регулирования работы двигателя позволяет обеспечить  экономию топлива, осуществить текущее диагностирование, снизить токсичность отработавших газов и т.д.

Классификация и состав системы электрооборудования.

Электрооборудование двигателя представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электрических и электронных устройств. Автомобильное электрооборудование включает следующие системы и устройства:

·         Электроснабжения

·         Электростартерного пуска двигателя

·         Зажигания

·         Освещения, световой и звуковой сигнализации

·         Информации и контроля технического состояния автомобиля и его агрегатов

·         Электропривода

В систему электроснабжения входит генераторная установка и аккумуляторная батарея. К системе электростартерного пуска двигателя относят аккумуляторную батарею, электростартер, реле управления и электротехнические устройства облегчения пуска двигателя.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателей искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи зажигания. Для искры необходимо 15000 – 30000 В. Чем выше напряжение, тем больше зазор между электродами, тем лучше сгорание. Помимо свечей к системе зажигания относится катушка зажигания (трансформатор), прерыватель-распределитель, транзисторный коммутатор, добавочный резистор, высоковольтные провода.

Система освещения и световой сигнализации облегчает вождение и увеличивает безопасность. Система информации и контроля технического состояния автомобиля и его агрегатов включает датчики и указатели: давления, температуры, уровня топлива в баке, спидометр, тахометр и т.д.

Электропривод (электродвигатели, моторедукторы и мотонасосы) находит все большее применение в системах стеклоочистки, отопления, вентиляции, стеклоподъемниках, блокировке дверей и т.д. Расширяется применение электронных систем впрыскивания топлива, антиблокировочных и навигационных систем. От совершенства конструкции и технического состояния электрооборудования зависит надежность и производительность авто.

Условия эксплуатации электрооборудования.

Условия работы электрооборудования на авто зависят от климатической зоны эксплуатации и места установки отдельных изделий на авто. Изделия электрооборудования выпускаются в климатических исполнениях: У (умеренный климат), ХЛ (холодный климат), Т (тропический климат). В зависимости от климатического исполнения электрооборудование автомобилей должны быть работоспособны в условиях, указанных в таблице.

Температура и атмосферные условия

Климатические исполнения

У

ХЛ

Т

Max T

70

90

100

Влажность

95±3

93±3

96±3

Min P, кПа

61

61

61

 

+           АБ          -

Корпус авто

лампа

Изделия автомобильного электрооборудования должны быть защищены от проникновения посторонних тел, пыли, воды, обеспечивать надежную и безотказную работу в эксплуатации в течение срока службы. Ресурс изделий электрооборудования измеряется числом часов работы двигателя, а также пробегом авто в км. Изделия автомобильного электрооборудования должны работать в однопроводной схеме, в которой с корпусом авто соединен отрицательный полюс системы. Допускается изготовление изделий, у которых от корпуса изолированы оба полюса.

 

 

 

 

Номинальные параметры (P, U, I) изделий электрооборудования относятся к работе при температуре 25±5°С, относительная влажность 50-80% и давлении 86-106 кПа. Напряжение системы электрооборудования должно быть равно 12 или 24 В. Номинальное напряжение потребителей электроэнергии должно быть тоже 12 или 24В. Потребители электроэнергии, работающие при движении должны быть работоспособными при изменении напряжений в пределах 90-125% установленного для них номинального напряжения.

Аккумуляторные батареи.

Классификация.

            На автомобилях применяют стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея обеспечивает питание стартера при пуске двигателя и др. потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или его недостаточной мощности. Электростартер является основным потребителем энергии аккумулятора. Работа в стартерном режиме определяет тип и конструкцию батареи.

            По конструктивно-функциональному признаку различают батареи:

·   обычной конструкции с отдельными крышками и межэлементными перемычками над крышками

·   обычной конструкции в моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой

·   необслуживаемые, с общей крышкой, не требующие ухода в эксплуатации

Условия работы батареи.

            Режим работы аккумулятора на автомобиле характеризуется температурой электролита, уровнем вибрации, периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания. Аккумуляторные батареи могут эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -40 до + 60°С. При повышении температуры электролита быстрей разрушаются электроды, ускоряется сульфитация. Для уменьшения активности электролита его плотность в жарких регионах понижают. При недостаточной плотности электролита, возможно его замерзание, поэтому батареи, которые эксплуатируются при низких температурах, рекомендуется заполнять электролитом большей плотности.

Основные требования.

К аккумуляторным батареям на автомобилях должен быть обеспечен свободный доступ для осмотра и технического обслуживания. Аккумуляторную батарею размещают ближе к стартеру, для уменьшения длинны стартерного провода и падения напряжения в нем. Массовый провод батареи крепят к двигателю и/или жесткой раме. Не допускается крепление массового провода к тонкостенной части кабины или к крылу автомобиля, а также на окрашенную поверхность.

Минимальный срок службы батареи обычной конструкции 1,5 года при наработке транспортного средства в пределах этого срока не более 150 тыс. км. Минимальный срок службы необслуживаемой батареи 3 года или 300 тыс. км.

Устройство батареи.

            Батарея, в зависимости от требуемого напряжения содержит 3 или 6 последовательно соединенных аккумуляторов. В батареях положительные и отрицательные электроды имеют решетку и нанесенную на нее активную массу.

            Для предохранения от коротких замыканий электроды разделены сепараторами. В полностью заряженной свинцовой батарее активным веществом положительных электродов является диоксид свинца (темно-коричневого цвета), а отрицательных – просто свинец (серого цвета).

            Решетки электродов выполняют функции подвода тока к активной массе при ее заряде и отвода при ее разряде, а также механического удержания активной массы. Решетки электродов должны обеспечивать токораспределение по всей массе активных веществ. В батареях применяют электроды шириной 143-149 и высотой 119-139. Толщина решеток электродов зависит от режимов работы и установленного срока службы батареи. Обычно толщина решеток от 1,5 до 2 мм. Отрицательных электродов в блоках на 1 больше, чем положительных.

Сепаратор.

            Электроды в блоках аккумуляторной батареи разделены сепараторами, которые предотвращают короткие замыкания между разнополярными электродами, обеспечивают необходимый для высокой ионной проводимости запас электролита в межэлектродном пространстве. Кроме того сепараторы фиксируют положение электродов, предупреждая их перемещение при тряске и вибрации.

            Технические показатели сепараторов существенно влияют на работу аккумуляторной батареи. От сопротивления сепараторов зависит внутреннее падение напряжения в батареи. Сепараторы замедляют падение активной массы положительных электродов и замедляют скорость сульфитации отрицательных электродов, продлевая срок службы аккумуляторной батареи. Их размеры как размеры электродов, по толщине 1-2 мм. Сделаны из каучука или пластмассы.

Моноблок (корпус).

            Изготовлен из эбонита или пластмассы. В последнее время вместо эбонита используется термопласт. Толщина стенок 2-2,5 мм.

 Крышки.

            Крышки отдельных аккумуляторов или всей батареи изготавливаются из однородного материала с моноблоком.

            Применение общей крышки на всю аккумуляторную батарею позволяет:

·   уменьшить длину межэлементных соединений, что понижает внутреннее сопротивление батареи

·   легче поддерживать чистоту верхней части батареи

·   усилить крепление отдельных аккумуляторов в батарее

            Недостаток – невозможность измерить напряжение отдельного аккумулятора и заменить его, если он не пригоден

Пробки и ручки.

            Пробки изготавливают из эбонита. Они имеют меньшую массу и большую прочность. В них есть вентиляционные отверстия.

            Батареи большой емкости снабжены ручками. Ручки могут быть жесткими или гибкими. Различают батареи по диаметрам вывода в РФ снизу, в Европе сверху.

Электролит.

            Электролит готовится из серной кислоты и дистиллированной воды. От химической чистоты электролита зависят характеристики и срок службы батареи.

            Серная кислота представляет собой прозрачную жидкость без цвета и запаха, плотностью 1,83 г/см3, температура кипения 33°С. Температура заливаемого в аккумуляторы электролита должна быть в пределах от 15 до 30°С. В зависимости от климатических регионов в батареи заливают электролиты различной плотности.

Таблица «Плотности»

Климат

Температура

Время года

Ρ при Т = 25°С

заливаемый

Заряжено

Холодный

-50 -15

Зима

1,28

1,3

Лето

1,24

1,26

Умеренный

-15 +4

Зима

1,24

1,26

Лето

1,22

1,24

 

Таблица «Доли в электролите»

Требуемая ρ при T= 25°С

Доли в электролите

Вода

H2SO4

1,2

0,85

0,15

1,22

0,84

0,16

1,24

0,82

0,18

1,26

0,8

0,2

1,28

0,78

0,22

1,3

0,76

0,24

1,4

0,65

0,35

 

Системы электроснабжения.

            Автомобильные системы электроснабжения – совокупность оборудования, обеспечивающего производство электроэнергии, необходимого качества, распределение и передачу ее потребителям. Основное требование к системе  - надежное обеспечение потребителей электроэнергией в различных условиях эксплуатации авто.

            На авто применяют системы электроснабжения постоянного тока, в которые входят:

·   источники электроэнергии (генератор и аккумуляторная батарея)

·   регулирующие устройства

·   элементы контроля и защиты

            Основной источник электроэнергии в системе – генератор переменного тока с выпрямителем, который приводится во вращение от коленчатого вала двигателя посредствам ременной передачи. Специальный узел генератор-выпрямитель обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный.

            Кроме электроснабжения потребителей, входящих в систему электрооборудования авто, генератор должен обеспечивать заряд аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генераторной установки выбираются такими, чтобы на любых режимах двигателя не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Напряжение в бортовой сети авто должно быть стабильным в широком диапазоне изменения частот вращения ротора генератора и коленвала двигателя. Слишком низкое напряжение приводит к недозаряду батареи, как следствие, к затруднениям при пуске двигателя. Слишком высокое напряжение вызывает перезаряд батареи и ускорение выхода ее из строя.

            Генератор с регулятором напряжения образует генераторную установку. Генераторная установка способна выдерживать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов. Режим работы потребителей электроэнергии на авто характеризуется широким диапазоном изменения нагрузки.  При этом даже при частоте вращения коленвала двигателя в режиме холостого хода генератор должен развивать мощность, достаточную для электроснабжения системы зажигания, контрольно-измерительных приборов, габаритных огней и фонарей.

            Максимальная температура в моторном отделении, где располагается генераторная установка должна быть 70-100°С. Минимальная температура не должна быть ниже -40°С в зонах холодного климата и -20°С в зонах тропического. Генераторная установка не должна терять работоспособность при относительной влажности воздуха 95% и при атмосферном давлении 460 мм рт. ст.

            Система генерирования электроэнергии в первую очередь характеризуется установленной мощностью генератора. В настоящее время эта мощность возросла до 0,9кВт. На авто высшего класса мощность генератора на 300-400Вт выше, что объясняется наличием приборов повышенного комфорта в салоне. На современных легковых авто среднего класса преобладают генераторные установки, рассчитанные на максимальную силу тока 50-70А, на авто высшего класса 90-100А.

            Мощность, забираемая генераторной установкой от двигателя авто при максимальной частоте вращения коленвала приближается к 5 кВт. В этом случае расход топлива на привод генератора может составлять 6% от общего расхода, причем 75% этого расхода теряется на нагрев узлов генераторной установки.

            Параметрами, характеризующими генераторную установку, являются номинальное напряжение генератора, уровень и диапазон изменения регулируемого напряжения, качество электроэнергии, диапазон частот вращения ротора генератора.

            Отдача электроэнергии генератор зависит от дорожных условий, времени суток и года. Частота вращения коленвала двигателя и связанного с ним ременной передачей генератора изменяется в зависимости от режима движения. Наиболее нагружен генератор при работе ночью в зимний период эксплуатации. Генераторные установки авто имеют номинальное напряжение 14 или 28В.

Принцип работы и конструктивные схемы вентильных генераторов.

1 – магнитопровод

2 – обмотка якоря

3 – полюса ротора

4 – обмотка возбуждения

5 – щетки

6 – выпрямитель

 

Преобразование механической энергии, полученной генератором от двигателя, в электрическую происходит в соответствие с явлением электромагнитной индукции. Сущность явления заключается в следующем: если с определенной скоростью менять магнитный поток, пронизывающий контур из токопроводящего материала, то на выводах контура появляется ЭДС. Если изменяющийся магнитный поток пронизывает катушку с изолированными друг от друга витками токопроводящего провода, то на выводах катушки возникает ЭДС, пропорциональная произведению числа витков на скорость изменения магнитного потока.

Наведение ЭДС в катушках автомобильных генераторов осуществляется  при изменении магнитного потока:

1.       по величине и направлению, что характерно для щеточной конструкции вентильного генератора

2.       только по величине, что характерно для бесщеточного генератора (индукторного)

Основные узлы генератора, в которых происходит преобразование механической энергии в электрическую.

В вентильном генераторе магнитный поток создается обмоткой возбуждения при протекании по ней электрического тока и системой полюсов. В автомобильных генераторах их 12. Полюса с обмоткой возбуждения, кольца, через которые ток от щеток подводится к обмотке возбуждения, вал и другие конструктивные элементы образуют вращающийся ротор.

Обмотка, в которой вырабатывается электрический ток, уложена в пазы неподвижного магнитопровода и вместе с ним представляет собой статор. Обмотка статора состоит из 3-х независимых обмоток фаз. В каждой фазе имеется по 6 катушек, включенных последовательно. Выводы фаз обмотки статора соединятся с выпрямителем.

При вращении ротора напротив зубцов статора с расположенными на них обмотками фаз оказываются то северный, то южный полюсы ротора. Магнитный поток, пронизывающий обмотки статора, изменяется по величине и направлению, что по закону Фарадея достаточно для появления на их выводах переменного электрического тока. В обмотках фаз вырабатывается 3-х фазный ток. Ток вращающейся обмотки возбуждения подводится через щетки и контактные кольца.

Принцип работы индукторного генератора.

1.       катушка возбуждения

2.       металлическая втулка

3.       вал

4.       ротор

5.       магнитопровод статора

6.       крышка

7.       обмотка статора

8.       подшипник

 

 

 

 

Индукторный генератор представляет собой бесконтактную электрическую машину переменного тока с односторонним электромагнитным возбуждением. Звездочка ротора вращается вместе с валом, который проходит внутри подвижной втулки. На втулке закреплена обмотка возбуждения, а на зубцах статора закреплена обмотка статора. При прохождении постоянного тока через обмотку возбуждения в магнитной цепи генератора возникает магнитный поток. Магнитный поток замыкается через воздушный зазор между втулкой и валом, звездочкой ротора, рабочий зазор между ротором и статором.

Все зубцы звездочки имеют одну полярность. Изменение магнитного потока связанно с изменением магнитной проводимости воздушного зазора под зубцами статора. Поток достигает максимального значения когда оси зубцов ротора и статора совпадают и уменьшается до минимального значения, когда ось зубца статора совпадает с осью впадины звездочки ротора. Следовательно магнитный поток в зубцах статора является пульсирующим, т.е. изменяется только по величине, без изменения направления.

Для большей степени изменения магнитного потока и повышения мощности генератора иногда в впадинах звездочки ротора закрепляют постоянные магниты. Величина ЭДС зависит от амплитуды магнитного потока, числа витков обмотки статора и частоты вращения ротора.

Соединение фаз в звезду и треугольник отличаются соотношениями линейных и фазных напряжений, линейных и фазных токов:

·         при соединении фаз звездочкой Iл = Iф, Uл = Uф

·         при соединении фаз треугольником Uл = Uф, Iл = Iф

Электростартер. Условия надежного пуска поршневых двигателей.

Возможность осуществления надежного пуска двигателя зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов, к которым относят степень сжатия, рабочий объем, число цилиндров, тепловое состояние двигателя, регулировочные параметры системы зажигания (угол опережения зажигания), низкотемпературные свойства топлива, вязкость и характеристики моторного масла, мощность системы пуска, наличие и эффективность вспомогательных пусковых устройств и т.д.

Поршневые двигатели начинают работать устойчиво при относительно высокой частоте вращения коленвала. Пусковое устройство должно вращать коленвал с частотой, достаточной для начала и развития процессов образования, воспламенения и сгорания топливовоздушной смеси, и способствовать выходу двигателя на устойчивый режим самостоятельной работы.

Характер протекания пусковых процессов и требований пусковой частоты вращения коленвала различны для бензиновых двигателей и дизелей.

Пусковая частота вращения коленвала бензинового ДВС должна быть достаточной для подготовки топливовоздушной смеси, способной воспламениться от электрической искры. При пуске холодного бензинового двигателя из-за низкой температуры топлива, стенок пускового трубопровода и малой скорости перемещения в нем воздушного потока в смесеобразовании участвуют только легкие фракции бензина. Для подготовки смеси, находящейся в зоне воспламеняемости при пуске увеличивают подачу топлива за счет оптимальной для пуска регулировки топливной аппаратуры.

В дизелях топливовоздушная смесь образуется непосредственно в цилиндрах после подачи топлива форсунками. Воспламенение топливовоздушной смеси происходит под действием высокой температуры среды в камере сгорания. Вследствие малой продолжительности процесса смесеобразования и отсутствия принудительного зажигания топливовоздушной смеси пуск дизелей осуществить сложнее.

Пуск дизелей улучшается с увеличением цетанового числа топлива, по которому оценивают его способность к воспламенению. При низких температурах большую роль играет испаряемость дизельного топлива. Надежность пуска дизеля можно повысить за счет правильного подбора диаметров и числа сопловых отверстий форсунки (сопловой).

Минимальная пусковая частота вращения – наименьшая частота вращения коленвала, при которой пуск двигателя в заданных условиях происходит за две попытки старта, продолжительностью по 10 секунд для бензиновых двигателей и 15 секунд для дизелей с перерывами между попытками 1 минута. Требуемые пусковые частоты вращения коленвала для бензиновых ДВС 80-100 об/мин, для дизелей 100-200 об/мин.

Принципиальная схема электростартерного пуска.

1.       контактные болты

2.       подвижная контактная пластина

3.       обмотки тягового реле

4.       якорь тягового реле

5.       шток

6.       рычаг механизма привода

7.       муфта

8.       муфта свободного хода

9.       шестерня привода

10.   венец маховика

11.   электростартер

S – ключ зажигания.

 

На тип системы пуска влияют энергия и конструкция основного пускового устройства (стартер). В системах управления электростартером предусмотрены электромагнитные тяговые реле, обеспечивающие дистанционное включение и автоматическое отключение стартера от аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращение включения стартера при работающем двигателе.

Источником энергии в системах электростартерного пуска является аккумуляторная батарея. Поэтому в электростартерах используют электродвигатели постоянного тока. Питание стартерного электродвигателя осуществляется от аккумуляторной батареи через замкнутые контакты тягового электромагнитного реле. При замыкании контактов выключателя S, приборов и стартера обмотки тягового реле подключаются к аккумуляторной батареи. Якорь тягового реле притягивается к магнитопроводу электромагнита и с помощью штока и рычага механизма привода вводит шестерню в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя.

В конце хода якоря контактная пластина замыкает силовые контактные болты и стартерный электродвигатель приводит во вращение коленчатый вал двигателя. После пуска двигателя муфта свободного хода предотвращает передачу вращающего момента от маховика к валу якоря электродвигателя. Шестерня привода из зацепления с венцом маховика не выходит до тех пор, пока замкнуты контактные болты.

Требования к электростартеру.

Сила тока электростартера может составлять несколько сот и тысяч А. При такой силе тока на характеристики стартерного электродвигателя большое влияние оказывает падение напряжения в стартерной сети. Режим работы электростартеров кратковременный, длительностью 10 с для стартеров бензиновых двигателей и 15 с для дизелей.

Якорь стартера должен надежно подключаться через механизм привода к коленвалу при пуске двигателя и автоматически отключаться от него после пуска. Конструкция стартера и зубчатая передача должны обеспечивать ввод шестерни в зацепление и передачу коленвалу двигателя вращающего момента. Шестерня привода стартера не должна самопроизвольно входить в зацепление с венцом маховика.

Муфта свободного хода привода должна защищать якорь от механических повреждений. Тяговое реле стартера должно обеспечивать ввод шестерни в зацепление и включение стартера при снижении напряжения до 9 и 20 В при номинальных напряжениях соответственно 12 и 24 В. Допускается не более 3-х пусковых циклов подряд с перерывами между ними не менее 30 секунд. После охлаждения стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пусковой цикл.

Электростартер должен обеспечивать номинальные параметры при нормальных климатических условиях. Температура окружающей среды 25ᵒС, влажность 50-80% и давление 0,1 МПа.

Устройство электростартера.

Автомобильные электростартеры отличаются по способу управления, типу механизма привода, способу крепления на двигателе и степени защиты от проникновения посторонних тел и воды. По типу и принципу работы приводных механизмов выделяют стартеры с электромеханическим перемещением шестерни привода, которые получили наибольшее распространение. Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока, электромагнитного тягового реле и механизма привода. В стартер может быть встроен дополнительный редуктор (для увеличения крутящего момента).

Корпус электростартеров изготавливают из трубы или стальной полосы с последующей сваркой стыка. С целью улучшения герметизации корпус не имеет окон. В корпусе предусмотрено отверстие для болта обмотки возбуждения. К корпусу винтами крепят полюсы с катушками обмотки возбуждения. Все автомобильные стартеры выполняют 4-х полюсными.

Катушки последовательных и параллельных обмоток возбуждения устанавливают на отдельных полюсах, поэтому число катушек равно числу полюсов. Катушки последовательной обмотки имеют небольшое число витков неизолированного медного провода прямоугольного сечения.

Катушки параллельной обмотки возбуждения наматывают изолированным круглым проводом. С наружи катушки изолируют лентой из изолированного материала.

 

Якорь стартера представляет собой шихтованный магнитопровод, в пазы которого укладываются секции обмотки. Якорь напресован на вал, вращающийся на 2-х или 3-х опорах.

В электростартерах применяют сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке. Рабочая поверхность коллектора должна иметь цилиндрическую форму.

Крышки со стороны коллектора изготавливают методом литья из чугуна, стали, алюминия, цинка и т.д. В крышках предусмотрены окна для доступа к щеткам.

Щетки в щеткодержателях должны перемещаться свободно, но без значительных боковых колебаний. В электростартерах применяют медно-графитные щетки.

Управляемые тяговые электромагнитные реле обеспечивают ввод шестерни в зацепление с венцом маховика и подключают стартерный электродвигатель к аккумуляторной батареи. Они отличаются между собой по способу крепления на стартере, числу обмоток, конструкции контактного устройства. Два неподвижных контакта в виде болтов закрепляют в крышке.

Наибольшее распространение в электростартерах получили бесшумные в работе и технологичные роликовые муфты свободного хода, по средствам которых при их небольших размерах передается значительный вращающий момент. Они малочувствительны к загрязнению, им не требуется техническое обслуживание и регулировка.

При включении стартерного электродвигателя наружная ведущая часть муфты вместе с якорем поворачивается относительно еще неподвижной ведомой части. Ролики под действием пружин и сил трения перемещаются в узкую часть пространства и муфта заклинивается. Вращение от вала якоря ведущей части муфты передаются шлицевой втулке. После пуска двигателя частота вращения ведомой части шестерни превышает частоту вращения ведущей части. Ролики переходят в широкую часть пространства, поэтому вращение от венца маховика к якорю стартера не передается.

Назначение системы зажигания.

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах бензинового двигателя. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в камере сгорания двигателя по средствам электрического разряда между электродами свечи зажигания, установленной в головке блока цилиндров. Для создания искры между электродами применяются батарейные системы зажигания, источником тока высокого напряжения в которых являются катушки индуктивности.

В этой системе источником энергии является аккумуляторная батарея или генератор. По средствам системы зажигания обеспечивается генерация импульсов высокого напряжения в нужные моменты времени на тактах сжатия в рабочих цилиндрах двигателя и распределение этих импульсов по цилиндрам в соответствии с порядком их работы. Момент зажигания характеризуется углом опережения зажигания, который представляет собой угол поворота коленвала от положения, соответствующего моменту подачи искры до ВМТ. Для большинства двигателей угол опережения зажигания составляет 10-15° угла поворота коленвала.

Для получения импульса высокого напряжения используется катушка зажигания, представляющая собой трансформатор, содержащий 2 обмотки: первичную с малым числом витков и малым сопротивлением и вторичную с большим числом витков и сопротивлением.

Система зажигания включает основные элементы: источник тока (аккумуляторная батарея или генератор), выключатель зажигания, датчик подачи сигнала об угловом положении коленвала, регуляторы момента зажигания, источник высокого напряжения, силовое реле (прерыватель, транзистор), распределитель и свечи зажигания.

Требования к системам зажигания.

Основными тенденциями развития автомобильных бензиновых двигателей являются:

·         повышение экономичности

·         снижение токсичность ОГ

·         увеличение удельной мощности

·         повышение частоты вращения коленвала и степени сжатия

·         уменьшение затрат времени и труда при техническом обслуживании и эксплуатации

К системам зажигания бензиновых двигателей предъявляются следующие требования:

1.       система должна развивать высокое вторичное напряжение и обеспечение бесперебойного искрообразования на всех режимах работы двигателя

2.       энергия и длительность искрового разряда должны обеспечивать надежное воспламенение смеси как при пуске, так и на всех режимах работы двигателя

3.       скорость нарастания вторичного напряжения должна быть достаточно высокой

4.       при работе системы зажигания должно осуществляться автоматическое регулирование угла опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленвала и нагрузки двигателя

5.       аппараты системы зажигания должны иметь минимальную массу и габаритные размеры

 

 

 

 

Преобразование энергии источники тока в энергию искрового разряда.

По средствам системы зажигания энергия аккумуляторной батареи или генераторной установки преобразуется в тепловую энергию искрового разряда. Этот процесс делится на 3 этапа:

1.       накопление энергии в одном из реактивных элементов электрической схемы (в катушке зажигания или конденсаторе)

2.       индуктирование импульса высокого напряжения цепи вторичной обмотки катушки зажигания

3.       пробой искрового промежутка между электродами свечи зажигания и выделение энергии в искровом разряде

Конденсатор нужен для того, чтобы между контактами прерывателя не образовывалось искры во время размыкания. Из-за этого они разрушаются, свариваются и напряжение во вторичной катушке падает, так как ток становится постоянным, а для генерирования тока большего напряжения необходим переменный ток. Выбрасывает конденсатор накопленную энергию обратно в цепь.

Распределение высокого напряжения по цилиндрам двигателя.

В системах зажигания используют 2 способа распределения высокого напряжения по цилиндрам двигателя:

1.       высоковольтный

2.       низковольтный

Высоковольтный способ реализуется с помощью распределения в высоковольтной вторичной цепи катушки зажигания. Для систем зажигания с низковольтным распределением характерно наличие коммутатора.

При распределении искровых разрядов по цилиндрам, вывод вторичной обмотки катушки зажигания соединяют с электродом (бегунок), находящимся на одном валу с кулачком механического прерывателя или ротора бесконтактного датчика. Вращающийся бегунок, проходя около каждого из электродов крышки распределителя последовательно, в соответствие с порядком работы цилиндров, соединяет высоковольтную цепь катушки со свечами зажигания. Прохождение электрода бегунка мимо электродов крышки распределителя должно быть синхронно с моментом прерывания тока в первичной цепи катушки зажигания и возникновением в ее вторичной обмотке высоковольтного импульса.

При высоковольтном способе распределения напряжения вторичной цепи можно применять одну катушку зажигания или несколько. Зазор между контактами прерывателя = 0,45 мм.

 

 

 

 

 

Принципиальная схема контактной системы зажигания.

 
Б – аккумуляторная батарея, S – выключатель, L – катушка зажигания, C – конденсатор

1.       прерыватель

2.       подвижный контакт  прерывателя

3.       неподвижный контакт  прерывателя

4.       кулачок

5.       распределитель

6.       бегунок

7.       электрод крышки

8.       свеча

К основным элементам контактной системы зажигания относятся: аккумуляторная батарея, выключатель зажигания, катушка зажигания, прерыватель, распределитель, конденсатор и свечи зажигания.

При вращении вала распределителя, связанного зубчатой передачей с коленвалом двигателя, кулачком попеременно замыкаются и размыкаются контакты прерывателя. Неподвижный контакт прерывателя соединен с массой, подвижный контакт закреплен на концы подвижного рычага с подушкой. Контакты находятся в замкнутом состоянии под действием пружины, если подушка рычага не касается кулачка.

Когда подушка попадает на грань кулачка, рычаг, преодолевая противодействие пружины, поворачивается вокруг оси и контакты размыкаются. При включении выключателя зажигания и замкнутых контактах прерывателя по цепи первичной обмотки катушки зажигания протекает ток, создающий магнитное поле. В момент размыкания контактов ток в первичной обмотке и созданное им магнитное поле исчезают. Во вторичной обмотке катушки зажигания индуктируется ЭДС, тем большая, чем выше скорость исчезновения магнитного поля. В это время токопроводящая пластина ротора распределителя проходит около бокового электрода крышки распределителя, соединенного высоковольтным проводом со свечей зажигания того цилиндра, в котором заканчивается процесс сжатия топливовоздушной смеси. Высокое вторичное напряжение на свечи зажигания инициирует появление между ее электродами искрового разряда.

Кулачок прерывателя и ротор распределителя установлены на одном валу. Частота вращения кулачка и ротора распределителя в 2 раза меньше частоты вращения коленвала четырехтактного двигателя ( для двухтактного 1/1).

 Число граней кулачка и боковых электродов в крышке распределителя совпадает с числом цилиндров двигателя. Высокое напряжение к свечам зажигания подводится в соответствие с порядком работы цилиндров двигателя. При размыкании контактов прерывателя в первичной обмотке катушки зажигания индуктируется ЭДС, направленное в ту же сторону, что первичный ток. ЭДС препятствует исчезновению тока, вызывает образование дуги между контактами и снижает вторичное напряжение. Это явление практически устраняется при подключении параллельно контактам прерывателя конденсатора.

Регулирование угла опережения зажигания.

На закономерность изменения угла опережения зажигания от частоты вращения коленвала и нагрузки двигателя влияет его конструкция. Угол опережения можно регулировать за счет изменения положения кулачка относительно приводного вала распределителя и углового смещения пластины прерывателя, на котором закреплена ось вращения рычага подвижного контакта относительно оси вращения кулачка.

Для регулирования угла используется автоматический механический регулятор. Первый, в зависимости от частоты коленвала, обеспечивает центробежный регулятор, второй, в зависимости от нагрузки двигателя, обеспечивает вакуумный регулятор (диск перемещает положение кулачка и зажигание происходит раньше).

Катушки зажигания.

В контактных системах применяются катушки зажигания с магнитной цепью, в которой значительную часть пути магнитный поток проходит по воздуху. Первичная обмотка катушки намотана поверх вторичной обмотки. В зависимости от типа, катушка может иметь от 180 до 450 витков для первичной обмотки и 17000-26000 витков для вторичной обмотки.

Распределитель зажигания.

Конструктивно объединяет в себе прерыватель, распределитель, конденсатор и устройства для регулирования угла опережения зажигания. Обычно вал распределителя приводится во вращение от распредвала двигателя или от вала привода масляного насоса. У большинства распределителей контактных систем зажигания зазор контактов прерывателя составляет 0,4-0,45 мм.

Свечи зажигания и условия их работы.

Свеча зажигания обеспечивает воспламенение ТВС в цилиндре двигателя электрической искрой, которая возникает между электродами свечи при подаче на нее высокого вторичного напряжения катушкой зажигания. При работе на двигателе свеча зажигания подвергается комплексному циклическому воздействию высоких механических, электрических и химических нагрузок. Диапазоны изменения этих нагрузок очень широкие. Срок службы свечей на разных двигателях различен.

Герметичность между корпусом и изолятором является одним из важнейших требований к свечи зажигания. Даже незначительная потеря герметичности приводит к прорыву горячих газов, перегреву изолятора свечи и его быстрому разрушению.

Искровая свеча зажигания обеспечивает работу двигателя без перебоев искрообразования и калильного зажигания ТВС, если температура теплового конуса изолятора, расположенного в камере сгорания, находится в пределах от 400-450 до 850-900°.

Условия работы свечей зажигания на различных двигателях существенно отличаются, поэтому невозможно создать свечу, одинаково хорошо работающую на всех двигателях. Свечи различаются в основном по тепловой характеристике, под которой понимается  ее способность воспринимать теплоту от рабочих газов в цилиндре и передавать ее в окружающую среду.

Теплоотдача свечи зависит от длины теплового конуса изолятора. При наличии длинного теплового конуса изолятора отвод теплоты от него затрудняется. Свеча с длинным тепловым конусом получает большое количество теплоты и плохо охлаждается. Такую свечу принято называть горячей. Короткий тепловой конус изолятора, обеспечивающий хорошую теплопередачу характерен для холодных свечей.

Тепловую характеристику свечей зажигания оценивают калильным числом. Оно выбирается из следующего ряда чисел в РФ: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26 (иномарки 45-250). Малые значения калильных чисел относятся к горячим свечам, высокие к холодным.

Подбор свечей зажигания к двигателю должен производиться с учетом реальных условий эксплуатации. Повышение степени сжатия, мощности, быстроходности двигателя, наличие наддува требуют применения свечей с большим калильным числом (холодных). С другой стороны повышение требований к таким показателям двигателя, как топливная экономичность, малая токсичность, улучшение пусковых свойств при низких температурах, повышение стабильности работы в режиме холостого хода и малых нагрузках обеспечивают применение горячих свечей с малыми калильными числами.

В двигателях с воздушным охлаждением следует устанавливать холодные свечи зажигания с большим калильным числом. Если свеча по калильному числу выбрана правильно, то конус изолятора имеет цвет от серо-желтого до коричневого. Белый цвет изолятора свидетельствует о том, что свеча перегревается, т.е. имеет слишком малое калильное число. Если калильное число свечи выше необходимого, тепловой конус изолятора покрывается черным нагаром. Наличие гайки на резьбе зависит от токопроводящего провода, для удобного входа.

Системы освещения и световой сигнализации.

Назначение световых приборов.

Безопасность движения авто, особенно в темное время суток, во многом зависит от состояния и характеристик приборов системы освещения, поэтому требования к автомобильным световым приборам и нормы на их светотехнические характеристики определяются требованиями безопасности и существующими условиями дорожного движения.

Световые приборы предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах авто, предполагаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, багажника и т.д. Самый главный прибор освещения – передние фары.

Автомобильные фары должны удовлетворять 2-м противоречивым требованиям:

·         хорошо освещать дорогу

·         не ослеплять водителей при встречном разъезде

Эта проблема решается применением 2-х режимных систем главного освещения с дальним и ближним светом. Дальний свет предназначен для освещения дорожного полотна перед автомобилем при отсутствии встречного транспорта. Ближний свет обеспечивает освещение при движении в населенных пунктах или при разъезде с встречным автотранспортным средством на шоссе.

На авто установлено большое число светосигнальных приборов. Автомобиль имеет габаритные огни, сигналы торможения, указатели поворота, стояночные огни и т.д. Форма, размеры и расположение светосигнальных приборов должны отвечать установленным нормам и соответствовать внешнему виду модели авто:

·         габаритные огни – 2 передних и 2 задних. Сигнализируют о наличии и примерной ширине транспортного средства

·         стояночные огни, в отличие от габаритных, расходуют меньше электроэнергии. Обычно они совмещают с габаритными огнями. Разрешается включать их только с одной стороны автомобиля.

·         указатели поворота. Каждый автомобиль должен иметь 2 передних и 2 задних указателя поворота, размещенных на одинаковой высоте и на равном расстоянии от продольной плоскости симметрии авто.

·         сигнал торможения – 2 задних. Включаются при срабатывании тормозных систем и сигнализируют  о замедлении движения или установки авто.

·         фонари освещения номерного знака должны быть белыми. Номерной знак освещается 1-м или 2-мя фонарями.

·         фонари заднего хода – 1 или 2 фонаря срабатывают при движении автомобиля назад. Фонари обязательно белого цвета в РФ.


Дисциплина изучает виды организации сервисных услуг в предприятиях, связанных с эксплуатацией автомобильного транспорта: СТОА, АТП, БЦТО, предприятия фирменного сервиса. Рассматриваются виды организации автосервиса, технологические процессы, принципы проектирования и реконструкции, оборудование участков автосервисов.

Курс дисциплины Международные перевозки  предусматривает изучение грузовых и пассажирских перевозок в международном сообщении, изучение видов маршрутов, составление оптимальных развозочных, кольцевых и маятниковых маршрутов. Изучаются вопросы безопасности дорожного движения, пассивная и активная безопасность автомобиля, причины и последствия ДТП, их классификация. Изучаются требования к подвижному составу, персоналу, документации, рассматриваются заполнение инвойса, учитываются требования Инкотермс. 

Курс дисциплины Организация автомобильных перевозок и безопасность движения предусматривает изучение грузовых и пассажирских перевозок, изучение видов маршрутов, составление оптимальных развозочных, кольцевых и маятниковых маршрутов. Изучаются вопросы безопасности дорожного движения, пассивная и активная безопасность автомобиля, причины и последствия ДТП, их классификация.