Автомобильная бортовая система электроснабжения

Теперь автомобили оснащаются не электроконтактными (батарейными), а чисто электронными системами зажигания. Автомобильная бортовая система электроснабжения оборудуется генератором многофазного переменного тока с мощным полупроводниковым выпрямителем и с интегральным регулятором напряжения. Электростартер автомобиля также значительно видоизменился. Изменился дизайн, повысилась эффективность наружной световой техники. Особенно изменились передние фары.
Наряду с усовершенствованием известных бортовых устройств разработаны и в настоящее время все более широко применяются совершенно новые системы бортовой автоматики, основные из которых следующие: системы впрыска топлива для бензиновых двигателей; микропроцессорные системы зажигания; системы очистки выхлопных отработавших газов; системы антиблокировки гидравлических тормозов; системы автоматической стабилизации устойчивости движения автомобиля; электромагнитные приводные системы с электронным управлением для газораспределительных клапанов поршневых двигателей; системы круиз-контроля, автопоиска и спутниковой навигации; системы вспомогательной механизации в устройствах комфортного назначения.
Бортовое оборудование по функциональному назначению и по месту, которое оно занимает, можно подразделить на комфортное (внутреннее оборудование кузова), навесное (оборудование двигателя) и функциональное (оборудование кузова, шасси и ходовой части).
По принципу действия и устройству бортовое оборудование может быть механическим, пневматическим, гидравлическим, электрическим, электронным и автотронным.
По выполняемым функциям устройства, входящие в состав автомобильного бортового оборудования, исключительно разнообразны. Работа многих из них связана с необходимостью использования какого-либо вида энергии. Самым удобным видом энергии для применения на борту автомобиля является электрическая энергия. Поэтому значительная часть бортового оборудования относится к электрооборудованию автомобиля.
Для обеспечения электроэнергией автомобиль оснащен автономной бортовой электроэнергетической системой, которую принято называть системой электроснабжения. В эту систему входят: бортовая аккумуляторная батарея, электрогенератор, а также подсистема соединительных проводов с моноблоком предохранителей и набором коммутационных устройств. Таким образом, эта система представляет собой электрическую бортовую сеть.
Второй электроэнергетической частью бортового оборудования является система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания. В эту систему входят: стартерный электродвигатель, механическая подсистема передачи вращения от электродвигателя к двигателю внутреннего сгорания, стартерная аккумуляторная батарея, подсистема управления стартером и соединительные электропровода.
В электрооборудование автомобиля входит также система электроискрового зажигания (если на автомобиле установлен бензиновый двигатель), которая преобразует энергию постоянного тока бортовой сети в импульсное напряжение высоковольтного искрового разряда на свечах зажигания.
Перечисленные электротехнические устройства принято относить к навесному оборудованию двигателя, так как все они (кроме аккумуляторной батареи) установлены на двигателе. К навесному оборудованию относятся также некоторые устройства системы топливного питания, например карбюратор с воздушным фильтром или форсунки впрыска топлива, а также подсистема выпуска отработавших газов.
К комфортному оборудованию кузова относят подсистему электроподогрева сидений; внутреннее освещение и отопление; вентиляцию и кондиционирование; электроприводы стеклоподъемников, люка на крыше, радиоантенны; центральный замок дверей; прикуриватели; средства противоаварийной защиты водителя и пассажиров, а также все средства теле-аудио-видео-радио и телефонной техники. В комфортное оборудование включают также и противоугонные устройства.
Третьей группой бортового оборудования автомобиля является функциональное оборудование. По отношению к кузову функциональное оборудование — это все устройства наружного освещения и сигнализации, наружные зеркала, остекление кузова, стеклоочистители и стеклоомыватели, бампера, молдинги и прочее. Из этой группы в электрооборудование включают систему наружного освещения, приборы наружной световой и звуковой сигнализации, а также электропривод и электроподогрев наружных зеркал заднего вида.
Внутри кузова к функциональному электрооборудованию относятся контрольно-измерительные приборы, водительский пульт управления, внутренняя световая и звуковая сигнализация.
Немалая часть функционального оборудования установлена на шасси и на ходовой части автомобиля. Здесь устройства функционального оборудования в основном механического или гидромеханического принципа действия. В последние годы чисто механические устройства (коробка переключения передач, гидравлические тормоза, подвеска автомобиля) автоматизируются с применением электронного управления. Появились совершенно новые устройства и системы, созданные с использованием всех известных (электрических и неэлектрических) способов и средств автоматизации. Такие устройства и системы теперь являются неотъемлемой составной частью общего комплекса автоматизированного бортового оборудования и называются автотронными.
Особенностью автотронного оборудования является то, что оно создается с применением самых разнообразных физических принципов и средств автоматического управления и регулирования, а управляется электронной цифровой автоматикой, в основе которой лежит бортовой компьютер с постоянной и оперативной памятью.
Появились первые признаки применения на автомобиле суперсложной автоматики управления четвертого поколения. Уже опробованы идеи применения систем радарно-компьютерной и спутниковой автонавигации и систем определения координат на местности для упрощения автоматизированного передвижения автомобиля по городским и шоссейным автодорогам, а также для поиска и нахождения нуждающегося в помощи автотранспорта. Для ряда крупнейших городов мира составлены "электронные карты", которые записаны на лазерных дисках. С помощью дисковода, компьютера и цветного дисплея маршрут движения выдается водителю автоматически. Переключается система от реперных меток на местности.
В четвертое поколение бортового оборудования автомобиля, основным признаком которого будет полная компьютеризация процессов управления, регулирования и контроля, войдут также и такие специальные системы, как самоуправление автомобиля в режиме автопилота, самозащита автомобиля от аварийных ситуаций, электронное резервирование функций управления и многое, многое другое.
Признаком классификации по поколениям является поэтапное внедрение новой техники:
первое поколение — электрофикация автомобиля; создание классического электрооборудования;
второе поколение — внедрение аналоговой полупроводниковой схемотехники на дискретных радиоэлементах: создание простейших электронных схем для управления электрическими устройствами;
третье поколение — широкое внедрение на борту автомобиля электронного оборудования цифрового принципа действия. Создание новых систем бортовой автоматики, таких как: электронный впрыск топлива, цифровое управление зажиганием, электронное управление тормозами, экологические системы автомобиля, бортовая самодиагностика, схемотехническое резервирование и т.п.;
четвертое поколение — полная компьютеризация процессов автоматического управления, контроля и регулирования с применением центрального бортового компьютера и со значительным расширением выполняемых функций. Оборудование автомобиля радарными средствами. Создание совершенно новых принципов управления автомобилем и его агрегатами.
Первым электронным устройством на автомобиле был ламповый радиоприемник. Питание анодных цепей радиоламп требует применения высокого напряжения (не менее 100 В). Такого напряжения в борт-сети автомобиля нет. Его получали с помощью электромеханического вибропреобразователя, который формировал на первичной обмотке повышающего трансформатора переменное по величине (прерывистое) напряжение 12 В. На вторичной обмотке трансформатора получали требуемое высокое напряжение. Включение лампового приемника во время длительной стоянки автомобиля не допускалось, так как даже простейший трехламповый радиоприемник с вибропреобразователем потреблял от аккумуляторной батареи не менее 50 Вт.
После промышленного освоения полупроводниковых приборов (начало 50-х годов) автомобильные радиоприемники стали транзисторными, с прямым питанием от бортсети автомобиля. На правительственных автомобилях и на автомобилях высокого потребительского класса появились первые радиотелефоны.
Первая автомобильная электронная схема управления была внедрена в электроискровую систему зажигания: контактная пара прерывателя в цепи первичного тока была заменена мощным транзистором, который по базе управляется от прежней контактной пары.

Продолжение

Вернуться в начало