Как следствие низкой надежности составных частей, батарейная система зажигания хотя и содержит всего шесть конструктивных составных элементов, имеет низкую надежность: Nk = 0,75 • 0,99 • 0,85 • 0,80 • 0,90 • 0,95 = 0,435.
Многоэлементная
бесконтактная электронная система зажигания, в которой число элементов не менее 120, но каждый элемент m обладает высокой надежностью (не менее 0,99), имеет достаточно высокую надежность: N3 = п™ = 0,99128 = 0,88.
Статистически установлено, что из общего числа отказов, приходящихся на навесное электрооборудование двигателя, на
батарейную систему зажигания приходится более половины, в то время как на электронную систему зажигания — всего 12%.
Помимо конструктивной надежности электронные системы зажигания имеют очень высокую функциональную надежность, что в первую очередь определяется высокой точностью и быстродействием исполнения операций управления в электронных схемах.
На
повышение надежности электронных схем оказывает влияние еще и тот факт, что в них легко осуществить схемотехническое резервирование исполнительных функций. К примеру, если какой-либо из датчиков современной системы зажигания отказывает, это не приводит к отказу всей системы в целом, так как его функции по среднему уровню начинает отрабатывать специальная электронная схема резервирования (исключение составляет датчик частоты вращения ДВС).
В схемотехническом отношении электронные системы зажигания являются самыми сложными устройствами электрооборудования автомобиля.
Система освещения и сигнализации
Система освещения и сигнализации современных автомобилей развивается в основном по двум направлениям: по пути совершенствования оптики и конструкций наружных осветительных и светосигнальных приборов, а также по пути развития электросетей коммутации в цепях больших токов для светотехнического и сигнального оборудования.
На современном автомобиле наружные осветительные приборы оборудованы либо стеклоочистителем, либо стеклоомывателем, либо и тем и другим вместе. Пока это в основном относится к передним фарам. Именно поэтому передняя фара автомобиля уже давно многофункциональна. В ней сразу все — и дальний, и ближний, и противотуманный свет, и габаритные огни, и указатели поворотов (рис. 1.9, а).
Задние фонари большинства современных автомобилей также многофункциональны. Здесь в едином монолитном блоке за общим защитным стеклом размещаются электролампы габаритных огней, стоп-сигналов, стояночных огней, указателей поворотов, сигналов заднего хода, освещения номерного знака, противотуманных задних огней, катофоты, огни аварийной и противоугонной сигнализации (рис. 1.9, б).
Единый монолитный блок заднего фонаря позволяет в перспективе применить и на нем стеклоомыватель или стеклоочиститель. Это особенно важно для обеспечения должной безопасности движения автомобилей на загрязненных автодорогах. На ряде автомобилей внедорожного класса специального назначения это уже делается.
Разработана также оптоэлектронная система для определения степени загрязнения стекол наружных осветительных приборов. Эта система позволяет автоматически включать стеклоочиститель и стеклоомыватель передних и задних фонарей при их загрязнении.
Еще одна из задач совершенствования наружного освещения — повышение эффективности светоотдачи передних фар дальнего, ближнего и противотуманного света. Здесь сходятся воедино два противоречивых требования: с одной стороны, надо бы иметь больше света впереди автомобиля в ночное время, но с другой — мощный свет ослепляет водителей на встречном транспорте. Так в свое время появились национальные стандарты на освещение дороги автомобильными фарами. Были разработаны и созданы самые разнообразные конструкции фарных отражателей (рефлекторов) и корректоров положения фар.
Наиболее сложным (с точки зрения формирования в фаре), всегда являлся ближний свет. В универсальных фарах он требует смещения нити электролампы на строго определенное расстояние от фокуса оптики, а также установки специального экрана под нитью. Настройка такой фары при совмещении в ней дальнего света — обязательная эксплуатационная процедура.
Звуковые сигналы современного автомобиля теперь чаще всего выполняют две функции: предупреждающего сигнала во время движения (разрешен в экстремальных ситуациях) и сигнала тревоги во время несанкционированного проникновения в автомобиль. Эти два сигнала управляются от двух независимых друг от друга устройств коммутации и запитываются от различных источников электроэнергии.
Современные противоугонные системы сигнализации помимо звуковых сигналов подают сигналы тревоги проблеском габаритных огней и устанавливаются непосредственно на автомобильном заводе. В систему защиты автомобиля от угона теперь включается и так называемый кодированный ключ зажигания.
Система контрольно-измерительных приборов и вспомогательного электрооборудования
Эта система включает в себя щитковые контрольно-измерительные приборы и коммутационные органы управления, которые расположены на водительском пульте, а также все те устройства, которые являются вспомогательными в бортовой системе электрооборудования. Сюда относятся релейные и предохранительные монтажные блоки, соединительные электропровода, а также большое количество самых разнообразных приводов от электрических двигателей, начиная от стеклоочистителей и вентиляторов и кончая электроприводами для стеклоподъемников и для наружных зеркал заднего вида. Сюда же относятся и те устройства комфортного электрооборудования, которыми широко оснащаются современные автомобили (радиотелефон, кондиционер, обогрев сидений, теле - радио- и аудиоаппаратура, телескопическая радиоантенна, обогрев заднего стекла кузова, салонная вентиляция, прикуриватели и тому подобное).
Современный щиток приборов (рис. 1.10) и пульт управления водителя значительно отличаются от своих предшественников, которые устанавливались на старых моделях автомобилей. Многие приборы теперь стали электронными с выходной цифровой индикацией. Это и спидометры, и часы, и указатели уровня топлива в бензобаке, и цифровые указатели автомобильного бортового компьютера путевого контроля. Все они требуют для своего функционирования электронных схем управления, специально разработанных для этих целей.
Необходимость коммутации токов в лампах накаливания большой мощности (в фарах), а также значительное увеличение числа других мощных потребителей электроэнергии на борту автомобиля привели к неизбежности применения в цепях коммутации электромагнитных реле с "сухими" контактами. Реле с "сухими" контактами — это обычное электромагнитное реле, которое в разомкнутом состоянии исключает гальваническую связь между коммутируемыми цепями. Это особенно важно в большеточных электрических цепях. Число релейных устройств на современном автомобиле доходит теперь до 30 единиц. Отсюда возникла необходимость установки в систему автомобильных проводов не только блоков с предохранителями, но и специальных монтажных блоков для реле и для их соединительных разъемов. Число предохранителей также возросло до 20-30 единиц.
В последнее время все электрооборудование на борту автомобиля условно разбивают на три группы: на группу потребителей, постоянно включенную в бортовую электросеть при работающем двигателе (устройства, обеспечивающие работоспособность основных узлов и агрегатов автомобиля); на группу потребителей, которые подключаются к электросети автомобиля на некоторое время (стартер, система освещения и сигнализации, стеклоочиститель); на группу комфортного электрооборудования (прикуриватели, вентиляторы, кондиционер в салоне, электропривода стеклоподъемников, теле-, радио- и аудиоаппаратура и т.п.).
Ясно, что по степени важности для движения автомобиля эти три группы электропотребителей имеют разное значение. Но если на работающем автомобиле включить все три группы потребителей одновременно, то на некоторых современных автомобилях это может привести к отбору от бортовой сети до 1,5 кВт мощности (и это не считая стартера). Перегрузка бортовой сети чревата серьезными повреждениями в системе электроснабжения. Чтобы не допустить нежелательных перегрузок в системе электроснабжения на современных автомобилях применяют распределение электроэнергии по группам потребителей. При этом в каждой группе также не допускается одновременное включение нескольких мощных приборов.
Так, например, на время включения стартера все остальные потребители, кроме систем впрыска топлива и зажигания, а также габаритных огней в ночное время, от аккумуляторной батареи отключаются. Это отключение обеспечивает современный замок зажигания.
Другой пример: в салонном кондиционере теперь очень часто устанавливают специальный автоматический переключатель, который на время работы кондиционера делает невозможным подключение к электросети таких потребителей, как электроподогрев стекол, электрообогреватели сидений, электродвигатели стеклоподъемников и салонных вентиляторов.
Этим же целям отвечает и центральный переключатель света современных автомобилей, который не допускает одновременного включения дальнего и ближнего света.
Все это говорит о том, что электроэнергии на борту современного автомобиля уже в уменьшении потребляемой электроэнергии отдельными бортовыми электропотребителями. А это становится возможным только с применением современных прогрессивных технологий и новых конструктивных материалов при изготовлении современного автомобильного электрооборудования. Примером такого подхода может служить установка в фарах высокоэкономичных газоразрядных ламп с высокой светоотдачей вместо галогенных (потребляемая мощность последних значительно выше).
Задача улучшения энергетических параметров бортовых устройств при сохранении их функций является одним из главных направлений в совершенствовании электрических и электронных компонентов бортового оборудования.
