Конечно же бортовая сеть автомобиля включает в себя, кроме источников и потребителей, распределительные и защитные устройства, такие как колодки предохранителей, различные коммутаторы, кнопки, выключатели, переключатели, реле, силовые блоки и т. д.

Соединяется все это электропроводкой, которая выполняется из медных многожильных проводов различного сечения в особой бензомаслостойкой изоляции. Провода не разбросаны как попало по кузову, они собраны в аккуратные жгуты и проложены вдоль кузова, к которому прикреплены при помощи хомутов и клипс.

Жгуты проводов часто собираются при помощи ПВХ-изоленты, и прокладываются не голышом, а внутри литых пластиковых либо гофрированных трубок. Иногда можно встретить элементы проводки, заключенные в боуденовскую оболочку (словно провод проложен внутри плотной пружины с мелким шагом) или даже в металлическую трубу.

Провода бортовой сети автомобиля, в зависимости от их назначения, отличаются цветом изоляции, чтобы при монтаже и демонтаже ничего не перепутать: в зависимости от принадлежности к тому или иному блоку либо цепи системы, каждый провод имеет собственный цвет — маркировку.

В документации на конкретный автомобиль, производитель всегда приводит электромонтажную схему с цветовой маркировкой всех проводов, что особенно полезно и часто необходимо при проведении техобслуживания и во время поиска неисправности, при проведении диагностики и т.п.

Во всех современных автомобилях блоки, устройства и жгуты сопрягаются друг с другом посредством многоконтактных разъемов разнообразных типов, а также болтовыми соединениями и клеммами. Это, во-первых, упрощает монтаж и демонтаж во время ремонтных и профилактических (диагностических) работ, во-вторых, делает соединения разъемными и при этом долговечными, стойкими к износу при многократных соединениях-разъединениях.

Сегодня практически везде в автомобилях бортовая сеть имеет постоянное напряжение питания номиналом в 12 вольт. В прошлом веке еще можно было встретить автомобили с напряжением бортовой сети 6 вольт. Сегодня же лишь изредка такое встречается, и то лишь на мототехнике.

Источник

Современные автомобильные бортовые системы. Часть 1

Климат-контроль

Климат-контроль предназначен для постоянного поддержания заданной водителем температуры в салоне автомобиля. Это достигается совместной работой системы отопления, кондиционирования и вентиляции, которые в свою очередь управляются электроникой. К электронике климатической установки автомобиля, относятся специальные датчики, блок управления климат-контролем, исполнительные устройства и систему регулировки, а сам салон автомобиля делится на зоны, в которых осуществляется работа данной системы. Таким образом, климат-контроль бывает одно зонный (только зона водительского сиденья), двух зонный (водительского и переднего пассажирского), трёх зонный (водительского, переднего пассажирского и задних сидений) и четырёх зонный (каждые сиденья по отдельности).

Датчики климат контроля, располагающиеся в рабочих зонах измеряют температуру воздуха, температуру выходного воздуха, пропускную способность воздушных дефлекторов, а также температуру воздуха снаружи и давление при кондиционировании. Количество датчиков зависит от количества рабочих зон системы. Блок управления принимает сигналы, исходящие от датчиков и на основе их показателей регулирует всю работу системы. Исполнительные устройства, к которым относятся электроприводы воздушных дефлекторов и электропривод вентилятора входящего воздуха, обеспечивают заданную водителем температуру.

Автоматически, климат-контроль регулирует температуру в салоне от 15 до 30 градусов Цельсия, однако водитель может с помощью регуляторов в салоне вручную выбрать желаемую температуру, которая также будет постоянно поддерживаться системой. Электронный сигнал регулятора принимает блок управления, который учитывая показатели датчиков активирует соответствующую программу работы исполнительных устройств. Таким образом, воздух, поступающий в салон снаружи, проходит через заслонку отопителя, может нагреваться до определённой степени и заходит в салон, а кондиционер при этом включается либо для охлаждения до определённой температуры и удаления лишней влаги.

Круиз-контроль

Круиз контроль или CCS (Cruise Control System) предназначен для постоянной поддержки заданной водителем скорости автомобиля, что очень удобно при длительных поездках, когда водитель устаёт постоянно держать ногу на педали газа.

Включается данная система нажатием соответствующей кнопки на руле или подрулевом переключателе. Принцип работы круиз-контроля основывается на обогащении или обеднении топливо-воздушной смеси, путём открытия или закрытия дроссельной заслонки, чем достигается поддержка заданной скорости движения. Система состоит из блока управления, датчика скорости и сервопривода дроссельной заслонки.

Когда водитель разогнал автомобиль до определённой скорости и захотел её зафиксировать, он включает круиз-контроль. Датчик скорости посылает сигнал в блок управления, который основываясь на этих показателях, через сервопривод открывает дроссельную заслонку на определённый угол, чтобы обогатить рабочую смесь и разогнать автомобиль или наоборот — закрыть заслонку на определённый угол, в результате чего смесь обедняется и автомобиль снижает скорость. В сервоприводе находится электродвигатель, ротор которого соединён с дроссельной заслонкой при помощи троса.

Если водителю нужно будет, например, совершить обгон или опережение, он может увеличить скорость нажав на педаль газа, закончить манёвр, после чего скорость автомобиля вернётся к заданной и будет дальше поддерживаться. Также при движении на подъём или спуск, круиз-контроль без труда держит скорость движения в заданных пределах. Отключается система либо водителем вручную, либо нажатием педали выключения сцепления (на механической коробке переключения передач) или педали тормоза (на автоматической коробке переключения передач).

Современный круиз-контроль может обладать функцией соблюдения определённый дистанции до транспортного средства, движущегося впереди, в зависимости от скорости движения. Такой круиз контроль называется адаптивным (ACC — Adaptive Cruise Control). Такая система использует показания датчиков парктроника и соединена с системой ABS (антиблокировочная система) и ECP (система курсовой устойчивости). Таким образом при приближении к автомобилю, двигающемуся впереди, помимо сервопривода дроссельной заслонки, системы ABS и ECP могут снижать скорость автомобиля.

Парктроник

Парктроник играет роль сигнализатора препятствий для автомобиля во время парковки в ограниченном пространстве, что очень удобно, когда у водителя ограничена обзорность и он может повредить автомобиль не заметив препятствия.

Основными конструктивными элементами парктроника является электронный блок, индикатор и внешние датчики. Электронный блок улавливает сигналы от наружных датчиков и передаёт их показания на индикатор в салоне автомобиля. Индикатор бывает самых разнообразных типов: светодиодный, в виде шкалы с делениями, дисплей или проектор на лобовое стекло автомобиля. Внешние датчики, устанавливаемые в основном на переднем и заднем бампере автомобиля. Их может насчитываться начиная от двух и заканчивая восьмью датчиками. Чем больше датчиков расположено на бампере автомобиля, тем точнее будет работать система, исключая мёртвых зон сигналов датчиков.

При активации парктроника, внешние датчики посылают ультразвуковые волны, которые отражаясь от препятствия попадают обратно в датчик и передаются к блоку управления, который считает предполагаемое расстояние до препятствие и выводит на индикатор. При приближении автомобиля к препятствию, издаётся характерный прерывистый звуковой сигнал, который при уменьшении расстояния учащается, а при минимальном — становится постоянным.

Источник

Устройство автомобилей

Контрольно-измерительные приборы (КИП)

Общие сведения о КИП

Автомобильный транспорт, как впрочем, и любая другая техника, непрерывно совершенствуется с целью повышения комфортности, дорожной и экологической безопасности, экономичности и универсальности автомобильных перевозок. При этом конструкторы стараются минимизировать участие человека в выполнении отдельных операций по управлению автомобилем и транспортным процессом в целом, доверяя различные контрольно-управленческие функции многочисленным автоматическим системам, устройствам и механизмам и упростить контроль над работой отдельных систем и элементов конструкции автомобиля.
Это особенно актуально для легковых автомобилей общего пользования, поскольку водители таких транспортных средств, чаще всего, не имеют достаточной квалификации по устройству, работе и способам технического обслуживания собственного автомобиля.

Этот процесс сопровождается существенным усложнением конструкции автомобилей и прицепных автотранспортных средств, широким внедрением средств компьютерного, электронного и электрического управления отдельными узлами, механизмами и устройствами. При этом безусловным является требование поддержания на должном уровне связи между человеком (водителем) и автотранспортным средством с целью информирования о текущем состоянии наиболее важных систем и устройств автомобиля, особенно, влияющих на надежность работы элементов конструкции и безопасность его движения.

Система информации и диагностировании на автомобиле предназначается для контроля режима движения и технического состояния автомобиля. С этой целью на автомобиле устанавливают контрольно-измерительные приборы, бортовую систему контроля и диагностическую систему встроенных датчиков.

Учитывая условия эксплуатации автомобилей, к системе информации и диагностирования предъявляются высокие требования: приборы и датчики, входящие в систему, должны выдерживать вибрации и тряски, оставаться работоспособными при значительных перепадах температуры, выдерживать воздействия агрессивной окружающей среды, обладать малой чувствительностью к пульсациям и изменения напряжения в бортовой сети автомобиля. При этом приборы и датчики должны системы информации и диагностирования должны выполнять свои функции с необходимой степенью точности и минимальной погрешностью.

Современные автомобили обязательно оборудуются следующими контрольно-измерительными приборами:

Контроль над перечисленными параметрами обычно осуществляется водителем по показаниям приборов (стрелочным или электронным табло), однако каждый измеряемый параметр, как правило, контролируется дополнительным (аварийным) датчиком, подающим в необходимых случаях световой или звуковой сигнал о необходимости обратить внимание на работу какой-либо системы.

Эксплуатация контрольно-измерительных приборов

В процессе эксплуатации возможны различные нарушения в работе контрольно-измерительных приборов. Ремонт приборов и датчиков считается нецелесообразным, поскольку для выполнения работы требуется квалифицированный специалист, а после ремонта элементы подлежат обязательной поверке.
Поэтому в большинстве случаев дешевле заменить вышедший из строя прибор или датчик на новый или заведомо исправный.

Наиболее вероятной причиной отказов могут быть срабатывания термобиметаллического или перегорания плавкого предохранителя в результате короткого замыкания. Если между выводами сгоревшего предохранителя включить контрольную лампу, то в случае короткого замыкания она светится полным накалом. Последовательно отключая потребители, находят неисправный.
Если предохранитель исправный, место обрыва ищут контрольной лампой, один конец которой соединяют с корпусом, а другой последовательно переносят к местам соединений, либо шунтированием – соединяя питающий вывод предохранителя с выводом прибора отрезком провода.

Свидетельством неисправности указателя является отсутствие его реакции на отключение питания. Любой указатель при отключенном питании должен возвращаться в исходное положение.
Если указатель при изменении состояния контролируемой среды находиться в исходном положении, возможен также обрыв провода от указателя к датчику. Проверку обрыва провода производят электрощупом или вольтметром, который присоединяют между концом провода со стороны датчика и корпусом автомобиля.
Отсутствие показания вольтметра свидетельствует об обрыве провода.

Контрольно-измерительные приборы в принципе не нуждаются в техническом обслуживании, за исключением спидометров, снабженных масленкой, и гибкими валами.
В масленке спидометров необходимо через каждые 50…100 тыс.км. пробега автомобиля, или один раз в год, заливать 3…5 капель вазелинового приборного масла. Замену смазочного материала в гибких валах рекомендуется производить через каждые 50…60 тыс.км. пробега автомобиля.
Для технического обслуживания гибкий вал вынимают из оболочки и промывают в керосине.
Затем наносят на него слой смазки и вставляют в оболочку.

Бортовая система контроля автомобилей

Для комплексного информирования водителя о состоянии отдельных агрегатов, механизмов и систем автомобиля используется бортовая система контроля (БСК). В функции БСК входят информирование водителя о ряде параметров систем и агрегатов автомобиля, изменение состояния которых не создает аварийного режима работы и не требует немедленного вмешательства, а предупреждает о необходимости принятия мер по техническому обслуживанию.
С помощью БСК возможен автоматизированный контроль уровня эксплуатационной жидкости в заправочных емкостях, состояния тормозных накладок, исправности ламп приборов светосигнальной аппаратуры, состояния фильтров.

Смысл введения БСК состоит в том, что за счет периодических проверок непосредственно на контролируемом объекте отказывающие системы обслуживаются задолго до их профилактического контроля и технического обслуживания. Это позволяет значительно повысить уровень надежности автомобиля и уменьшить вероятность непредвиденных отказов и поломок.

— контролировать исправность основных систем и агрегатов автомобиля с целью освобождения водителя от наблюдения за их техническим состоянием и концентрации его внимания на дорожном движении. Так, например, БСК способна информировать водителя о недостаточном уровне масла в поддоне картера двигателя и агрегатах трансмиссии, уровне жидкости в системе охлаждения и стеклоомывателе, износе накладок тормозных колодок, открытой двери кузова, включенном внешнем освещении при открытой двери и выключенном двигателе, не пристегнутых ремнях безопасности, неисправности ламп сигнализаторов торможения или поворота, засоренности фильтрующих элементов и т. п.

— при возникновении неисправностей оценивать их важность и в соответствующей форме (обычно – цветом сигнальных ламп) предупреждать водителя;

— сообщать водителю о необходимости проведения технического обслуживания.

В состав простейшей БСК входят датчики контролируемых параметров, блок управления и средство отображения информации.
Среди отечественных автомобилей бортовая система контроля впервые была установлена на модели ВАЗ-2109, и последующие модели этого автозавода комплектуются такими системами.

Система встроенных датчиков

Для снижения трудоемкости и уменьшения времени диагностирования автомобили оборудуются системой встроенных датчиков (СВД), имеющих выводы на штекерный разъем. К штекерному разъему при диагностировании подключается диагностическая аппаратура, что дает существенное преимущество по сравнению с традиционными способами подключения с помощью зажимов и фиксаторов.
При наличии на борту автомобиля диагностического прибора, подсоединенного к СВД водитель может самостоятельно с минимальными затратами времени оценить техническое состояние автомобиля, его отдельных агрегатов и систем.

Впервые в отечественном автомобилестроении СВД стала использоваться на моделях ВАЗ-2105 и ВАЗ-2108. В комплект использованных на этих моделях автомобилей СВД входили (рис. 1):

Система встроенных датчиков позволяет определять:

В настоящее время системы встроенных датчиков, используемые на современных автомобилях, значительно сложнее, и их функционально-диагностические возможности значительно расширились и изменились в связи с применением инжекторных систем питания вместо карбюраторных, а также благодаря развитию электронных и компьютерных технологий.

Маршрутные компьютеры

Удобным для водителя элементом контроля являются маршрутные компьютеры, появившиеся не так давно и широко используемые на современных автомобилях. Их основное назначение – выдавать водителю информацию о параметрах, характеризующих движение автомобиля по маршруту.

Несмотря на имеющиеся различия между маршрутными компьютерами, разрабатываемыми различными фирмами, все они выполняют в основном сходные функции. Эти функции связаны с измерением, расчетом, индикацией, а иногда и управлением совокупности четырех параметров: скорости движения, расхода топлива, расстояния и времени. Иногда к ним добавляется возможность измерения температуры воздуха в салоне и за бортом автомобиля.
Функции, выполняемые маршрутным компьютером, можно подразделить на основные и расширенные.

Основная система (система минимальной конфигурации) может включать часы, счетчики пройденного пути и времени, измерять среднюю скорость, мгновенный и средний расход топлива.

Расширенная система может проводить измерения времени, расстояния, времени за рулем, контроль скорости, индикацию расстояния до цели, оценку времени прибытия и расстояния, которое можно пройти на остатке топлива, сигнализацию при попытке угона и т. д.
С помощью звукового сигнала бортовой компьютер предупреждает водителя о превышении максимальной скорости и о понижении температуры окружающей среды ниже 3 °С и опасности гололеда.

Бортовой компьютер может также выполнять функции противоугонного устройства. Водитель выбирает код, состоящий из четырех цифр; если же перед пуском двигателя набрать неправильную комбинацию цифр, двигатель не заведется и будет включен звуковой сигнал.
Расширенный вариант маршрутного компьютера может также иметь устройства поддержания заданной скорости (спидостаты, темпостаты).

Обычно маршрутный компьютер размещаются в салоне автомобиля рядом с панелью приборов или интегрируются в неё. Иногда маршрутный компьютер размещают на рулевом колесе автомобиля.

Следует знать, что при выключении зажигания отключается индикатор маршрутного компьютера, но накопленная информация и ход часов сохраняются. В случае отключения аккумуляторной батареи происходит потеря всей накопленной информации.
Потеря информации возможна и при падении напряжения в бортовой сети ниже 6 В.

Широкие возможности информирования о маршруте дают водителю системы навигации, которые могут быть встроенными в панель приборов автомобиля, так и используемыми в качестве дополнительного средства информации, приобретаемого отдельно. В настоящее время автомобилисты широко используют GPS-навигаторы, получающие информацию от спутников и позволяющие получить подробные сведения о маршруте и его текущем состоянии.

Панели приборов

Водитель получает информацию о режиме движения и техническом состоянии автомобиля с помощью контрольно-измерительных приборов и индикаторов, размещенных на панели приборов.

Панель приборов современного легкового автомобиля содержит от 3. 6 стрелочных приборов и 5-7 световых индикаторов, размещение которых основывается на следующих принципах:

Общий вид и размещение приборов панели приборов автомобиля ВАЗ-2108 приведен на рис. 2.

Развитие и внедрение в автомобилестроение электроники дало возможность конструкторам и дизайнерам создать электронную панель приборов, в которой вместо привычных электромеханических приборов устанавливаются электронные информационные устройства и индикаторы.
Электронные индикаторы, кроме функций, выполняемых электромеханическими приборами, способны предоставлять водителю информацию в цифровой, графической и текстовой формах. С помощью электронных устройств возможны синтез человеческой речи, индикация показателей, для определения которых требуются сложные вычисления, анализ целесообразности передачи информации водителю.

Электромеханические приборы, как правило, предназначены для отображения только одного параметра, так как при использовании нескольких шкал ухудшается возможность считывания с них показаний. Кроме того, они имеют значительные габаритные размеры, что делает сложным их размещение на панели приборов.
Электронные индикаторы при меньших размерах могут информировать о значениях не одного, а нескольких параметров, передавать разнообразные сообщения и поэтому позволяют резко увеличить информативность панели при тех же габаритах.

Необходимо также отметить, что электронные информационные устройства предоставляют водителю более достоверные данные. Это связано как с повышением точности приборов, так и с цифровым представлением информации.

Использование электронных индикаторов открывает широкие возможности для художественного конструирования панели приборов с учетом требований эргономики и инженерной психологии, так как позволяет варьировать цветом, формой и яркостью свечения индикаторов.
Например, электронная панель приборов, разработанная для автомобиля ВАЗ-2109, предназначена для измерения, контроля и отображения информации о скорости движения автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, общем пробеге, уровне топлива в баке, температуре охлаждающей жидкости, а также для выдачи аварийных и предупредительных сигналов.

Информация в систему поступает от следующих датчиков, выключателей и устройств автомобиля:

Панель приборов включает в себя плату вакуумно-люминесцентных индикаторов (ВЛИ), плату аварийных и предупредительных сигнализаторов на светоизлучающих диодах (СИД), а также электромеханический счетчик полного пробега и ламповые индикаторы включения дальнего света, габаритных огней, сигналов поворота и холодного пуска двигателя.

Четыре вакуумно-люминесцентных индикатора зеленого цвета свечения отображают информацию о скорости движения автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, уровне топлива и температуре охлаждающей жидкости.

На индикаторе спидометра отображается информация о скорости движения от 0 до 199 км/ч (либо миль/ч в зависимости от положения переключателя английских/метрических единиц).

Информация об уровне топлива и температуре охлаждающей жидкости отображается в дискретно-аналоговой форме. Шкалы содержат по девять сегментов. Для индикатора уровня топлива нижний сегмент индицирует нулевой уровень, а остальные восемь сегментов имеют массу 1/8 объема бака.
Для индикатора температуры охлаждающей жидкости нижний сегмент индицирует температуру менее 60 °С, а остальные восемь сегментов имеют массу по 10 °С каждый.

Двенадцать сигнализаторов БСК выполнены на светоизлучающих диодах красного и оранжевого цветов свечения.

Сигнализирующие лампы включаются путем подачи на соответствующий вход устройства напряжения бортовой сети автомобиля. Сигнализатор пуска холодного двигателя загорается, когда датчик пуска холодного двигателя подключает его вход к корпусу автомобиля.

В блок цифровой и аналоговой обработки информации входят электронные схемы формирователей информации, защиты и фильтрации, а также три специализированные большие интегральные схемы (БИС): БИС спидометра, БИС тахометра и БИС анализаторов информации.

Схема анализаторов информации представляет собой двухканальный аналого-цифровой преобразователь и предназначена для преобразования аналоговых сигналов от датчиков температуры охлаждающей жидкости и уровня топлива в цифровой код. Значения аналоговых сигналов могут изменяться в диапазоне +2,7 В. +4,4 В.
Схемы спидометра и тахометра формируют сигналы, пропорциональные соответственно скорости движения автомобиля и частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Блок обработки информации включает в себя и входной формирователь сигнала для электромеханического одометра, выполненный на таймере одометра и формирующий необходимую длительность сигнала одометра (0,1 с).

Для обеспечения оптимальной видимости отображаемой информации в блоке обработки информации предусмотрена схема регулировки яркости. С включением габаритных огней индикаторы панели приборов автоматически переходят на пониженную яркость свечения. Кроме того, имеется регулировка яркости свечения индикаторов для условий повышенной и пониженной освещенности, учитывающая индивидуальные возможности водителя.

Однако широкое применение электронных информационных устройств и индикаторов ограничивается рядом причин. Прежде всего, большинство электронных индикаторов не только дороже электромеханических приборов, но и обладают меньшей надежностью, устойчивостью к ударам, вибрациям, температурным воздействиям, имеют недостаточную долговечность. Для обеспечения работы индикаторов некоторых типов требуется дополнительный источник высокого напряжения и т. д.
Несмотря на указанные недостатки, электронные информационные устройства и индикаторы находят все большее применение и являются неотъемлемой частью современного автомобиля.

Источник