О. О. Горшкова, Г. Н. Шпитко

'7-/ *Инфра-Инженерия»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ
О. О. Горшкова. Г. И. Шиит ко

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ

Учебное пособие

Москва Вологда
«Инфра-Инженерия»
2024
УДК 629.119

ББК 39.33-08
Г70

Рецензенты:

кафедра «Автомобилестроение» Южноуральского государственного
университета (зав. кафедрой канд. техн, наук, доц. В. В. Краснокутский)',
ООО «Испытательно-технический “Центр Тест Сервис”»
(директор канд. техн, наук, доц. С. Е. Хоменко)

Горшкова. О. О.

Г70 Электрические системы автомобиля : учебное пособие / О. О. Горшкова,
Г. Н. Шпитко. - Москва , Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 328 с. : ил.,
табл.

18ВИ 978-5-9729-2101-0

Приведены сведения по устройству, принципу действия, характеристикам, а также
диагностике приборов, устройств, систем автомобильного электрооборудования. Даны
современные представления по гибридным автомобилям и электромобилям. Представ-
лены тестовые материалы.

Для студентов вузов, обучающихся по специальности 23.05.01 «Наземные транс-
портно-технологические средства», направлениям подготовки 23.03.02 «Наземные
транспортно-технологические комплексы», 23.03.03 «Эксплуатация и обслуживание
транспортных и технологических машин и оборудования», а также аспирантов и специ-
алистов автотранспорта.

УДК 629.119

ББК 39.33-08

18ВИ 978-5-9729-2101-0

© Горшкова О. О., Шпигко Г. Н., 2024

© Издательство «Инфра-Инженерия», 2024

© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..........................................................6

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ..........................7

ГЛАВА 1. АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ...............................8

Назначение и условия эксплуатации.........................8

Виды аккумуляторных батарей...............................9

Работа аккумуляторной батареи............................22

Параметры аккумуляторных батарей.........................23

Определение полярности аккумуляторных батарей............27

Маркировка аккумуляторных батарей........................28

Эксплуатация и неисправности аккумуляторной батареи......30

ГЛАВА 2. ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ..............................37

Устройство автомобильного генератора.....................38

Принцип действия генератора..............................49

Регуляторы напряжения....................................54

Работа генераторной установки на разных режимах..........61

Условное обозначение генераторных установок..............66

Характеристики автомобильных генераторов.................67

Характерные неисправности генераторных установок и методы
их обнаружения...........................................68

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОСТАРТЕРЫ.....................................70

Особенности работы электростартеров, требования
к электростартерам.......................................70

Системы электростартерного пуска.........................73

Виды стартеров...........................................74

Обозначение стартера.....................................75

Устройство и принцип действия стартеров..................75

Стартеры с дополнительными встроенными редукторами
и постоянными магнитами..................................83

Характеристики электростартеров..........................88

Система Стоп-старт.......................................91

Правила эксплуатации и техническое обслуживание стартера.94

ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ...................................99

Назначение и принцип действия............................99

Контактная система зажигания............................101

Контактно-транзисторная система зажигания...............105

Бесконтактная система зажигания.........................106

Параметры системы зажигания.............................111

Основные неисправности с системе зажигания..............112

Свечи зажигания.........................................113

Распределитель зажигания................................127

ГЛАВА 5. СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ, СВЕТОВОЙ
И ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ.....................................137

Назначение и классификация световых приборов............137
Международная система обозначений световых приборов..140

Источники света автомобильных световых приборов......143

Головные фары автомобиля.............................147

Системы светораспределения...........................149

У стройство фары.....................................151

Приборы световой сигнализации........................157

Из истории развития системы освещения................164

Коммутационная аппаратура............................178

Маркировка ламп, применяемых в автомобиле............188

Техническое обслуживание систем освещения............189

Звуковые сигналы.....................................194

ГЛАВА 6. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА..............197

Функции информационно-измерительной системы, требования
к ней, приборы информационно-измерительной системы...197

Датчики электрических приборов.......................200

Указатели автомобильных информационных измерительных
систем...............................................204

Термометры...........................................206

Измерители давления и уровня топлива.................207

Спидометры и тахометры...............................211

Электронные информационные системы...................218

ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОПРИВОД ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ.............................................220

Электродвигатели в приводе вспомогательного
электрооборудования..................................221

Моторедукторы и мотонасосы...........................223

Схемы управления электроприводом.....................225

ГЛАВА 8. ПРОВОДА АВТОМОБИЛЯ.

ЗАЩИТНАЯ И КОММУТАЦИОННАЯ АППАРАТУРА.....................236

Автомобильные провода................................236

Защитная аппаратура..................................238

Коммутационная аппаратура............................245

Мультиплексная система проводки......................248

Техническое обслуживание бортовой сети...............249

ГЛАВА 9. ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ............................250

Из истории создания гибридного автомобиля............250

Виды схем гибридных автомобилей......................253

Дизель-гибридизация..................................264

ГЛАВА 10. ЭЛЕКТРОМОБИЛИ..................................268

Общие сведения об электромобилях.....................268

Устройство электрического автомобиля.................270

Эксплуатация электромобиля...........................273

Из истории электромобиля.............................274

Электрические автобусы...............................288

Электрофуры..........................................291
Зарядка электрического автомобиля.................292

Беспилотные автомобили............................294

ТЕСТЫ......................................................298

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................324
ВВЕДЕНИЕ

Номенклатура и число изделий электрического и электронного оборудова-
ния на автомобилях, а также выполняемые им функции постоянно расширяются.
Пуск двигателя, зажигание рабочей смеси в цилиндрах двигателя, освещение до-
роги ночью, осуществление контроля работы отдельных агрегатов и узлов, а
также автомобиля в целом, создание комфортных условий для пассажиров - все
это функции электрического и электронного оборудования. Электрооборудова-
ние современного автомобиля - это сложный комплекс электрических машин и
аппаратов, электронных устройств управления, датчиков и исполнительных ме-
ханизмов, контрольных и световых приборов, выключателей, переключателей,
предохранителей и соединительных проводов.

Число и мощность потребителей электроэнергии на автомобилях посто-
янно увеличиваются, соответственно возрастает мощность источников электри-
ческой энергии. На смену устаревшему электрооборудованию приходят новые,
более сложные по конструкции и схемным решениям изделия и системы, кото-
рые требуют грамотного обращения с ними в эксплуатации. Отечественные про-
изводители в борьбе за конкурентоспособность своих изделий существенно мо-
дернизировали и расширили состав электрооборудования, особенно в части при-
менения средств повышения комфорта в салоне автомобиля, а также изделий
электроники. Современный автомобиль уже немыслим без средств электронной
автоматики, позволяющих оптимизировать управление двигателем и трансмис-
сией, ходовой частью и рулевым механизмом, оборудованием кузова и бортовым
контролем.

Эксплуатационная надежность автомобиля во многом определяется техни-
ческим состоянием его электрооборудования, на долю которого приходится
8—25 % неисправностей. От работоспособности электрооборудования автомо-
биля зависят расход топлива, безопасность движения и степень загрязнения
окружающей среды. Своевременно проведенные техническое обслуживание
и диагностирование наряду с совершенствованием конструкции и качества изго-
товления изделий автомобильного электрооборудования способствуют сниже-
нию доли их отказов.

Настоящее пособие призвано ознакомить студентов с принципом дей-
ствия, устройством, правилами технического обслуживания автомобильного
электрооборудования отечественного и зарубежного производства.

АББРЕВИАТУРЫ

АКБ - аккумуляторная батарея;

ГУ - генераторная установка;

СЗ - система зажигания;

РЗ - распределитель зажигания;

КА - коммутационная аппаратура;

ГА - гибридный автомобиль;

ИИС - информационно-измерительная система.
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Электрооборудование автомобиля (другое наименование - электрическая
система автомобиля) предназначено для выработки электрической энергии и пи-
тания различных систем и устройств автомобиля.

Электрооборудование автомобилей представляет собой сложный коплекс
взаимосвязанных электрических и электронных устройств.

К автотракторному электрооборудованию относят следующие системы
и устройства: электроснабжения; электростартерного пуска двигателя; зажига-
ния; освещения, световой и звуковой сигнализации; информации и контроля тех-
нического состояния автомобиля и его агрегатов; электропривода; подавления
радиопомех; электронного управления системами и агрегатами автомобиля.

В систему электроснабжения входят генераторная установка и аккумуля-
торная батарея. Система электростартерного пуска двигателя включает в себя
аккумуляторную батарею, электростартер, реле управления и электротехниче-
ские устройства облегчения пуска двигателя.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в Цилин-
драх бензиновых двигателей искрой высокого напряжения, возникающей между
электродами свечи зажигания. Помимо свечей к системе зажигания относятся
катушки зажигания, прерыватели-распределители, транзисторные коммутаторы,
электронные блоки управления (контроллеры), добавочные резисторы, высоко-
вольтные провода, наконечники свечей и т. д.

Система освешения и световой сигнализации объединяет осветительные
приборы (фары головного и рабочего освещения), светосигнальные фонари (га-
баритные огни, указатели поворота, сигналы торможения, фонари заднего хода
и др.) и различные реле управления ими.

Система информации и контроля технического состояния автомобиля
и его агрегатов включает в себя датчики и указатели давления, температуры,
уровня топлива в баке, спидометр, тахометр, сигнальные (контрольные) лампы
и т. д. На автомобиле может быть установлена бортовая система контроля с ком-
пьютером.

Электропривод (электродвигатели, моторедукторы, мотонасосы, электро-
магниты) применяется в системах стеклоочистки, отопления, вентиляции, пред-
пускового подогрева двигателя, в стеклоподъемниках, в системах подъема
и опускания антенны, в устройствах блокировки дверей, в исполнительных ме-
ханизмах электронных систем.

Используется разнообразная коммутационная и защитная аппаратура: вы-
ключатели; переключатели; реле различного назначения; контакторы; предохра-
нители и блоки предохранителей; соединительные панели и разъемные соедине-
ния. Расширяется применение электронных систем впрыскивания топлива, ан-
тиблокировочных, противобуксовочных и навигационных систем, систем
предотвращения столкновений. От совершенства конструкции и технического
состояния электрооборудования зависят эксплуатационная надежность и произ-
водительность автомобиля.
ГЛАВА 1. АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ

Назначение и условия эксплуатации

Аккумуляторная батарея в автомобиле служит для электроснабжения стар-
тера в процессе пуска двигателя внутреннего сгорания и других потребителей
электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им
мощности. Работая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет
перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрооборудо-
вания в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора
напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечи-
вает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность даль-
нейшего движения автомобиля за счет резервной емкости.

Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи явля-
ется электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска дви-
гателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен
и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при
эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя).

Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартер-
ного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования.

После разряда на пуск двигателя и питание других потребителей батарея
подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда
и заряда (циклирование) — одна из характерных особенностей работы батарей на
автомобилях.

При большом разнообразии выпускаемых моделей автомобилей и клима-
тических условий их эксплуатации, в массовом производстве батарей наряду
с определением оптимальных экономических параметров должное внимание
уделяется их унификации, повышению надежности и сроков службы. Надеж-
ность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зависимости
от технического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле.

Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пуска двигателя
работают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобы разви-
вать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при
низких температурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установлено
электро- и радиооборудование повышенного энергопотребления, АКБ могут
подвергаться длительным разрядам токами большой силы. Батареи на таких ав-
томобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам.

Условия, в которых работает аккумуляторная батарея, зависят от типа,
назначения, климатической зоны эксплуатации автомобиля, а также от места
установки ее на автомобиле. Режимы работы аккумуляторной батареи на авто-
мобиле определяются температурой электролита, уровнем вибрации и тряски,
периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, парамет-
рами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда
при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования,
продолжительностью работы и перерывов в эксплуатации.
Наибольшее влияние на работу АКБ оказывают место размещения и спо-
соб крепления батарей на автомобиле, интенсивность и регулярность эксплуата-
ции автомобиля (среднесуточный пробег), температурные условия эксплуатации
(климатический район, время года и суток), назначение автомобиля, соответ-
ствие характеристик генераторной установки, аккумуляторной батареи и потре-
бителей электроэнергии.

Свинцовая стартерная АКБ - вторичный источник электрической энергии.
Работоспособность (после разряда) полностью восстанавливается если пропу-
стить электрический ток в обратном направлении (по отношению к току раз-
ряда). Принцип работы аккумулятора основан на превращении электрической
энергии в химическую в процесс заряда и химической энергии в электрическую
в процессе разряда.

АКБ выполняет три функции: запускает двигатель, питает бортовые элек-
трические устройства в то время, когда двигатель не работает, при работающем
двигателе помогает генератору, когда тот не справляется с нагрузкой в бортовой
электрической сети.

Виды аккумуляторных батарей

Свшцово-стартерные аккумуляторы

В зависимости от конструкции у свинцовых стартерных аккумуляторов су-
ществуют конструктивные особенности. Все аккумуляторы состоят из разно-
именных электродов, которые разделены сепараторами и помещены в сосуд,
заполняемый электролитом.

Традиционное исполнение АКБ сформировалось в начале двадцатого века,
периодически трансформировалось по мере открытия новейших конструкцион-
ных материалов, при этом эксплуатационные недостатки были не устранены.
Аккумуляторы в России в традиционном исполнении выпускаются в моноблоках
с общей крышкой и с отдельными крышками. Первые герметизируют - кон-
тактно-тепловой сваркой, вторые - битумной мастикой.

Аккумуляторные батареи (рис. 1) с отдельными крышками собирают в мо-
ноблоке (многоячеечном корпусе) 2, изготовленным из эбонита или другой кис-
лостойкой пластмассы, который разделен перегородками 16 на банки-камеры-
ячейки, по числу в батарее аккумуляторов. В ячейку помещают блок, состоящий
из отрицательных 3 и положительных 5 электродов, которые чередуются, они
разделены сепараторами 4. В результате образуется отдельный аккумулятор
напряжением два вольта. Для накапливания шлама используется пространство
между верхними кромками опорных призм, фиксирующих электроды 1 и дном
моноблока. В случае заполнения шламового пространства, замыкаются нижние
кромки разноименных электродов, в следствии чего аккумулятор не рабо-
тает. Электроды состоят из активной массы, которая нанесена на токоотвод ре-
шетки. Сепараторы разделяют реагенты, принимающие участие в электрохими-
ческих превращениях и обеспечивающих диффузию электролита от одного элек-
трода к другому. Для облегчения доступа электролита к поверхности активной
массы, сторона сепаратора, со стороны положительного электрода ребристая.
Борн 8, приваренный к мостику 6, который соединяет электроды одной полярно-
сти (положительные или отрицательные), является токоотводом аккумулятора
(наружным). Щиток 7 ставят в верхней части электродного блока, он предохра-
няет от повреждений кромки сепараторов 4 при замерах плотности и уровня
электролита. Каждый аккумулятор закрыт крышкой пластмассовой (эбонитовой)
15, в которой имеются два отверстия с втулками для выводных борнов электрод-
ного блока. Также имеется резьбовое отверстие для заливки электролита, обслу-
живания в процессе эксплуатации аккумулятора, оно закрыто пробкой из поли-
этилена 11, с вентиляционным отверстием 13, чтобы выходили газы, которые об-
разуются при зарядно-разрядных процессах. В верхней части пробки выполнен
глухой прилив (над вентиляционным отверстием). Борн 8 одного аккумулятора
приварен к мостику 6 (положительных электродов), с целью последовательного
соединения аккумуляторов в батарею, перемычкой 12 его с борном соседнего
аккумулятора, который приварен к мостику отрицательных электродов. Полюс-
ные выводы 9 и 14 приварены к выводным борнам крайних аккумуляторов, они
осуществляют соединение внешней электрической цепи и батареи. Отрицатель-
ный вывод 14 и положительный вывод 9 имеют разный диаметр, это способ-
ствует исключению возможности переполюсовки при подключении к бортовой
электрической сети автомобиля АКБ.

Рис. 1. Устройство АКБ с отдельными крышками

В результате появления термопластичной пластмассы со сконструированы
АКБ с общей крышкой в моноблоке из сополимера пропилена с этиленом.
На рисунке 2 представлено их устройство. Моноблоке 1, в нем расположены
электродные блоки, составленные из разноименных электродов 2 и 3, которые
разделенных сепараторами 4. Они соединяются при помощи укороченных меж-
элементных соединений 6 , соединение осуществляется через отверстия моно-
блока в перегородках. Крышка 7 является единой на все аккумуляторы батареи.
Свойства Использование термопластичной пластмассы способствовало приме-
нению контактно-тепловой сварки с целью герметизации АКБ, что обеспечило
сохранение герметичности АКБ в целом, и между отдельными блоками - акку-
муляторами, позволяя работать в диапазоне температур (-50 °С до 70 °С).

Рис. 2. Устройство АКБ с общей крышкой

Моноблок: Первоначально корпус (моноблок) аккумуляторной батареи
был деревянным, выложенным внутри листовым свинцом, затем — эбонитовым.
Первые корпуса аккумуляторных батарей из синтетических материалов появи-
лись в 1941 г. (их начала производить австрийская фирма ВАНЕМ). а полипро-
пилен для изготовления корпусов начала использовать американская фирма
1о11П8оп СопЕоЕ. В настоящее время все современные аккумуляторные батареи
имеют полипропиленовые корпуса, исключение составляют устаревшие модели,
в основном производимые в России с моноблоками из эбонита. Эбонитовый кор-
пус не имеет ни одного бесспорного достоинства, но ему присущи два крупных
недостатка: большая масса и нетехнологичность производства. Внутри моноблок
любой аккумуляторной батареи разделен на ячейки (три или шесть, в зависимо-
сти от напряжения батареи - 6 В либо 12 В) для отдельных блоков пластин.

Крышка корпуса: закрывает межэлементные соединения батареи и плотно
прикрепляется (приваривается) к моноблоку. В обслуживаемых и малообслужи-
ваемых батареях в крышке могут располагаться индикатор уровня плотности
электролита (косвенно свидетельствующий о степени зараженности того акку-
мулятора, в банке которого индикатор установлен) и отверстия для контроля
уровня и доливки электролита, закрываемые пробками. Для того, чтобы избе-
жать повышения давления внутри закрытого корпуса (т. к. в процессе заряда ак-
кумулятора происходит электролиз находящейся в электролите воды, при этом
на положительной пластине выделяется кислород, а на отрицательной - водород)
в крышке (или в пробках) выполнены специальные газоотводные каналы. В со-
временных батареях газоотводные каналы имеют форму лабиринта, позволяю-
щего задержать внутри корпуса капли электролита, уносимые газом, и возвра-
тить их в электролит. Тем самым с одной стороны устраняется выход во внеш
нюю среду вредных кислотных испарений, а с другой - предотвращается потеря
электролита. В батареях устаревших конструкций (например, с эбонитовыми
корпусами) общая крышка отсутствует, ее роль выполняет мастика, которой
заливаются межэлементные перемычки.
Пластины аккумулятора: обеспечивают протекание основных электрохи-
мических процессов работы батареи. Пластины аккумулятора представляют со-
бой свинцовые решетки с нанесенной на них активной массой. Изначально
активная масса решетки представляет собой порошок из мелко размолотого
свинца с добавлением легирующих материалов, придающих пластинам необхо-
димые технологичные свойства. Раньше в качестве основного легирующего ма-
териала применялась сурьма, сейчас используются сложные сплавы, рецепты ко-
торых ведущие мировые производители держат в секрете. В процессе форми-
ровки, представляющем собой многократный цикл заряда-разряда, активная
масса пластин приобретает кристаллическую структуру, необходимую для пра-
вильного функционирования аккумулятора (активная масса положительной пла-
стины преобразуется в РЬОз, отрицательной - в РЬ). Химическая реакция между
активной массой и электролитом происходит на поверхности частиц активной
массы, поэтому ее делают пористой, чтобы материал хорошо пропитывался элек-
тролитом, и в реакции участвовал его максимальный объем. Кроме того, боль-
шинство фирм-производителей батарей разрабатывают свою рецептуру легиру-
ющих примесей, позволяющих улучшить характеристики пластин. Состав таких
примесей и рецептуры результирующих сплавов в значительной степени опре-
деляют, насколько надежно и долговечно будет работать аккумулятор.

Сепаратор: для предотвращения короткого замыкания между разно-
именно заряженными пластинами между ними располагается изолятор - диэлек-
трическая прослойка, называемая «сепаратор». На первых аккумуляторах сепа-
ратор представлял собой тонкий лист шпона, позже шпон заменили стеклово-
локно и микропористый эбонит (мипор). Современные сепараторы изготавли-
вают из микропористой пластмассы (мипласта). В современных батареях сепа-
ратор выполнен в виде конверта, надетого на положительные пластины. Это поз-
воляет повысить надежность аккумуляторных батарей, так как в этом случае
оплывающая в процессе длительной работы батареи с положительных пластин
активная масса («шлам») остается внутри конверта, а не оседает на дно корпуса
и не достигает отрицательных пластин (в результате чего происходит короткое
замыкание). Кроме того, конверт-сепаратор дает возможность устанавливать
пластины прямо на дно моноблока, что позволяет увеличить объем эффективно
используемого электролита при тех же габаритах батареи. В батареях без кон-
верта-сепаратора во избежание короткого замыкания между пластинами блоки
пластин устанавливаются на специальные ребра на дне моноблока, в результате
чего создается так называемое «шламовое пространство». Это увеличивает габа-
риты батареи и снижает ее надежность. Появление конверта-сепаратора наряду
с изменением рецептуры сплава решеток пластин позволило создать мало- и не-
обслуживаемые батареи.

Соединительные выводы: элементы батареи соединяются между собой по-
следовательно с помощью межэлементных соединений (МЭС). Существуют два
основных типа МЭС:
—	традиционные МЭС, при которых элементы соединяются между собой
поверх крышки аккумуляторных батарей. В настоящее время этот вид МЭС при-
меняется в некоторых отечественных батареях и батареях для тяжелых грузови-
ков (исполнение Неауу Ви1у);

-	МЭС, при которых соединение бареток проходит через стенки секций
посредством контактной сварки.

Борны (выходящие наружу корпуса электрические контакты) батарей из-
готавливаются из свинца и имеют стандартизованные размеры. Расположение,
тип и размер выводов следуют из применяемости батарей и указываются в ката-
логах. Также из каталога аккумуляторных батарей можно узнать размер моно-
блока и тип фланца крепления моноблока к корпусу автомобиля. Ряд автомоби-
лей требуют специфического типа моноблока (японские автомобили, некоторые
модели ВМ\У) или специфических выводов (японские автомобили с тонкими
клеммами и автомобили Рок! прежних моделей). Обозначение батареи в ката-
логе, соответствующее данной модели автомобиля, однозначно указывает на
наличие или отсутствие вышеуказанных специфических особенностей.

В зависимости от конструктивных особенностей аккумуляторные батареи
можно разделить на три типа:

-	обслуживаемые (классическое традиционное исполнение);

-	малообслуживаемые;

-	полностью необслуживаемые.

Обслуживаемые аккумуляторные батареи требуют постоянного контроля
плотности и уровня электролита. Это происходит из-за того, что при изготовле-
нии пластин для повышения прочности их материала и улучшения его литьевых
свойств в свинец добавляется сурьма (свыше 4,5 %). Это приводит к тому, что
разложение электролита (с одновременной потерей воды) происходит при невы-
соких (14,3—14,4 В) напряжениях. Для компенсации расхода воды ее приходится
периодически доливать через отверстия, закрытые пробками. Если же момент
резкого снижения уровня электролита упущен, то начнется необратимая сульфа-
тация свинца, и, как следствие, разрушение активной массы пластин. Величина
порогового напряжения, при котором электролит начинает кипеть (терять воду),
напрямую связана с составом материала пластин: чем больше сурьмы в матери-
але пластин, тем ниже напряжение газовыделения. Однако, чистый свинец не
может быть использован в качестве материала пластин по технологическим при-
чинам. Поэтому фирмы-производители применяют легирующие примеси, кото-
рые, не снижая напряжения газовыделения, придают материалу решеток необхо-
димую прочность.

Малообслуживаемые аккумуляторные батареи - в 1969 г. американская
фирма АС Г)е1со создала батарею, в которой место сурьмы в материале решеток
занял кальций. Применение кальция позволило снизить газовыделение в 10 раз.
Кроме того, применение конверт-сепараторов позволило создать над пластинами
больший резервный запас электролита. В результате при пониженном расходе
воды выкипание увеличенного объема электролита оказалось сравнимо по вре-
мени с естественным выходом батареи из строя вследствие коррозионного раз-
рушения решеток. Это был первый прототип так называемого необслуживаемого
13
аккумулятора. Параллельно с этим ведущие фирмы-производители добились
уменьшения доли сурьмы в свинце пластин до уровня менее 2,5—3 %, что при-
близило их по потреблению воды к кальциевым. Ряд фирм (например, Уаг1а)
легируют решетки серебряным сплавом, некоторые фирмы - редкоземельными
металлами. Сниженная потребность в регламентном обслуживании позволяет
отнести эти батареи к малообслуживаемым. В настоящее время подавляющее
большинство производимых батарей имеют малообслуживаемую конструкцию.
Исключение составляет устаревшая продукция отечественных и ряда китайских
производителей, представляющая собой традиционные разборные батареи, тре-
бующие большого объема регламентных работ. Немногими достоинствами та-
кой конструкции батарей является возможность замены вышедшего из строя эле-
мента батареи. В торговую сеть фирмы-производители поставляют аккумулятор-
ные батареи как залитыми на заводе электролитом (т. е. полностью готовыми
к работе), так и в так называемом сухозаряженном исполнении. У сухозаряжен-
ного аккумулятора пластины элементов полностью готовы к работе, т. е. в про-
цессе формировки батареи им приданы свойства, необходимые для дальнейшего
функционирования. Для начала эксплуатации батареи ее необходимо залить
электролитом заданной плотности до необходимого уровня и дозарядить. Пре-
имуществом сухозаряженной батареи является возможность хранения ее в тече-
ние двух лет без потери функциональных свойств и три года при условии доза-
рядки после заливки электролита. Малообслуживаемые аккумуляторные батареи
обладают как ярко выраженными достоинствами, так и недостатками. К досто-
инствам можно отнести малое потребление воды, высокую коррозионную стой-
кость пластин и малый саморазряд. Недостатком является необратимое образо-
вание сульфата кальция при перезарядах (сопряженных с выкипанием электро-
лита) и глубоких разрядах. Для уменьшения последнего явления некоторые про-
изводители изготавливают батареи комбинированной конструкции: отрицатель-
ные пластины выполняются из кальциевого сплава свинца, положительные -
из малосурьмянистого (как у старых обслуживаемых батарей). Подавляющее
большинство аккумуляторов, изготавливаемых отечественными заводами, явля-
ются малообслуживаемыми. В Европе, как и во всем мире, малообслуживаемые
аккумуляторы вытесняются необслуживаемыми.

Необслуживаемые аккумуляторные батареи - в конце 90-х годов и в
США, и в Западной Европе начали производить батареи с токоотводами из свин-
цово-кальциевого сплава с добавкой таких легирующих компонентов, как се-
ребро. Конструкторы убрали отверстия из крышек, через которые доливается
вода, вследствие малого расхода воды. Такие батареи, не имеющие пробок, в ре-
кламных публикациях позиционируют как полностью необслуживаемые. Эти
батареи поставляются в продажу только заряженными и залитыми, они также не
требуют контроля плотности электролита и долива воды.

По стандартам О1Х «необслуживаемость» аккумуляторной батареи подра-
зумевает расход воды меньше 6 г/А*час. На практике к необслуживаемым бата-
реям относят такие, в конструкции которых применен комплекс решений,
направленных на достижение крайне низкого темпа расхода воды. В результате
чего предполагается, что срок выкипания критичного для работоспособности ба-
тареи объема электролита превышает срок службы батареи до ее естественного
выхода из строя вследствие естественного коррозионного разрушения решеток.
Доля сурьмы в свинце пластин необслуживаемых батарей составляет менее 2,5 %.

Необслуживаемые АКБ имеют индикаторы плотности электролита, назы-
ваемые «глазком», его цвет показывает готова ли АКБ к работе или существует
необходимось подзарядки. Устанавливаю индикатор плотности электролита
в среднюю ячейку (третью или четвертую) от положительного вывода, так как
в этих ячейках плотность электролита приближена к среднему состоянию заря-
женности аккумулятора, и в них фиксируется средняя температура. Эксплуата-
ция таких батарей предусматривает надежную работу электрооборудования ав-
томобиля, а также системы его энергоснабжения, а именно контроль за натяже-
нием ремня привода генератора, его исправности, исправности регулятора
напряжения. Не способствует оптимальной работе подобных батарей наличие
утечек тока в системе электрооборудования или сигнализации. Необслуживае-
мые батареи В России выпускаются емкостью от 44 до 90 А/ч с токоотводами из
малосурьмяного сплава с содержанием сурьмы 1,7—3,0 %.

Из европейских стран большинство аккумуляторов, поставляются в ги-
бридном исполнении, либо с токоотводами обеих полярностей из свинцово-каль-
циевых сплавов. Производители в процессе изготовления сухозаряженных бата-
рей ииспользуют малосурьмяные сплавы с содержанием сурьмы 1,6—1,8 % изго-
товления электродов отрицательной и положительной полярностей.

В настоящее время помимо аккумуляторов «классической» конструкции
(с жидким электролитом), так называемые 81_1 батареи, существуют также геле-
вые аккумуляторы и батареи, созданные по технологии АОМ, а также по техно-
логии ЕРВ.

Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по
технологии АОМ (АЬзогЬеп! СИазз Мар «поглощающее стекловолокно»), появи-
лись около 40 лет назад. В 90-х годах прошлого века технология АСМ прижилась
в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности — теперь уже благодаря пол-
ностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание элек-
тролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности — благодаря малому сопро-
тивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой
пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством
пластин в пакете.

При периодических разрядах больше 50 % АСМ-батарея прослужит вчет-
веро дольше обычной и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов.
Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают
активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на маши-
нах с системой 81аг1-з1ор подобный аккумулятор способен проработать четыре-
пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».

АОМ-батарею в 2002 году примерил рестайлинговый Мегсебез 8-класса
\\'220, а сделали ее в Цвиккау (рис. 3). Сейчас завод ежегодно производит четыре
миллиона батарей исключительно серий 81ап 81ор как со своим брендом Уаг1а,
так и доя «упаковщика» ВоясЬ - почти монополист, закрывший 80 % конвейер-
ных поставок батарей европейским автопроизводителям для машин с системой
я1аг1-я1ор.

Рис. 3. Первые герметичные аккумуляторы, сделанные по технологии АСМ,
обозначались УВЕА (Уа1уе-Р.е”и1а1ес1Беай-Аск! ЬаПегу, «свинцово-кислотная
батарея с клапанным регулированием»)

Технология АСМ (АЬяогЬей О1аяя Ма() предполагает, что электролит в кор-
пусе батареи находится не в свободном жидком или гелеобразном виде, а абсор-
бирован в высокопористой волокнистой стеклоткани-сепараторе, плотно прижа-
той к пластинам (при этом сам электролит - жидкий). В результате достигается
высокая степень контакта электролита с активной массой пластин и, как след-
ствие, снижается собственное сопротивление батареи.

АОМ-батареи имеют совершенно уникальные эксплуатационные свой-
ства:

-	существенно более высокие пусковые характеристики по сравнению
с батареями 8Ы и более высоки по сравнению с ЕРВ-аккумуляторами;

-	выдерживают в 3—4 раза больше циклов разряда-заряда, чем обычные
свинцово-кислотные стартерные батареи;

-	способны выдерживать более глубокие разряды: если обычные свин-
цово-кислотные стартерные батареи можно разряжать на 10-15 % без возникно-
вения необратимых повреждений, то АОМ-батареи - на 25—30 %. Это означает,
что АОМ-батареи без участия генератора способны снабжать электропитанием
более энергоемкие системы автомобиля;

-	АОМ-батареи принимают заряд в два-три раза быстрее, т. е. после раз-
ряда быстрее заряжаются до 100 %. Вследствие этого удается избежать дли-
тельно нахождения батареи в недозаряженном состоянии, что крайне губительно
для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.

Корпуса у АОМ-батарей, кстати, тоже особые, сделанные не из обычного
«аккумуляторного» полипропилена, а из более прочного АБС-пластика. Но даже
их раздувает до бочкообразной формы давление сжатых сепараторов, пока все
не стянет крышка (рис. 4). Переложенные сепараторами пухлые пакеты пластин
настолько сильно распирают корпус, что для установки крышки его приходится
сжимать. Пробки-клапаны - одноразовые, форма ответной части не позволяет их
отвернуть.

Рис. 4 Устройство АОМ-батареи

Технологическое отличие АОМ - многоступенчатая, с перерывами, чтобы
дать стекловолокну пропитаться, заливка электролитом.

Аккумуляторные батареи ОРТ1МА, обладая всеми преимуществами тех-
нологии АСМ, отличаются еше и тем, что пластины в них не прямоугольные и
плоские (как в батареях «классической» конструкции), а представляют собой
длинные ленты, плотно скрученные в рулон (инновационная система
8Р1КАЬСЕЕ®-ТЕСНМОЕООУ).

Вследствие использования такой конструкции батареи ОРТ1МА могут не
только безопасно работать в любом положении и выдерживать вибрации, кото-
рые не может выдержать ни одна батарея «классической» конструкции, но и спо-
собны работать с поврежденным корпусом. Конструкция 8Р1КАЕСЕЕ®-
ТЕСНМОЕООУ дает возможность использовать такие батареи не только в каче-
стве стартерных и не только в автомобилях, но и для питания электроприборов,
а также в качестве бортовых источников тока на катерах и яхтах. Кроме перечис-
ленных преимуществ батареи ОРТТМА имеют более высокие пусковые характе-
ристики (ток холодной прокрутки) и более продолжительный срок службы.

Гелевые батареи - это модификация стандартных свинцово-кислотных
АКБ, в которых вместо жидкого электролита используется так называемый «за-
гущенный»: в электролит добавляется загуститель, в результате чего он перехо-
дит из жидкого состояния в гелеобразное. «Гелеобразность» электролита предот-
вращает возможность его выливания и исключает газовыделение в процессе экс-
плуатации батареи. Основной же недостаток, присущий гелевым батареям - по-
вышенное внутреннее сопротивление (следствие того, что электролит менее те-
кучий). Это препятствует получению высоких токов, и именно поэтому гелевые
батареи мало применяются в качестве стартерных автомобильных батарей, и ис-
пользуются, в основном, в качестве резервных источников питания.
Батареи, созданные по ЕГВ-технологии являются промежуточным звеном
между батареями «классической» конструкции (8Е1) и АСМ-батареями и харак-
теризуются следующими свойствами:

-	в два раза выше устойчивость к циклированию по сравнению с 8Е1 бата-
реями благодаря пленкам из полиэстера, нанесенным на положительные пла-
стины;

-	улучшенный прием заряда;

-	повышенная плотность активной массы по сравнению с 8Ы батареями;

-	повышенный пусковой ток.

Пример применения технологии ЕРВ УАКТА 81аг1-8юр ЕГВ.

Батареи конструкции АСМ, к которым относятся, в частности, аккумуля-
торы УАКТА 81аП-81ор Р1из (ЕЕТКА Оупапйс), ВО8СН 86 НщЬТесЬ, ЕМЕВОЕЕК
Ргеппшп АСМ, ВАЫЛЕВ КНЫХСМО ВС ЕЕ, АТЕА8 АВХ АСМ, а также мотоцик-
летные аккумуляторные батареи УАКТА ЕСС8ТАКТ АСМ и ВО8СН Мб АОМ-
это другой тип батарей, которые, с одной стороны, имеют положительные свой-
ства гелевых батарей - способность работать в любом положении и отсутствие
газовыделения при нормальном режиме эксплуатации - и одновременно с этим
лишены присущих гелевым батареям недостатков.

Аккумуляторные батареи ОРТ1МА, обладая всеми преимуществами тех-
нологии АСМ, отличаются еще и тем, что пластины в них не прямоугольные
и плоские (как в батареях «классической» конструкции), а представляют собой
длинные ленты, плотно скрученные в рулон (инновационная система
8Р1ВАЕСЕЕ®-ТЕСНМОЕООУ).

ЕПвейцарский изобретатель-предприниматель Нунцио ла Веккиа пытался
предложить компании Коеп1§8姧 свой проект электрического суперседана
Оиап1 с потоковыми окислительно-восстановительными батареями. Лежащая
в основе концепция потоковых батарей - нечто среднее между обычными свин-
цово-кислотными аккумуляторами и топливными элементами, которые приме-
няются в водородных электрохимических генераторах. Достоинство таких си-
стем в том, что заряжать батареи можно заливая свежий электролит. В промыш-
ленности удельная отдача компактных установок такого типа с электролитом на
основе ванадия и серной кислоты - около 100--120 Вт/кг, то есть для мощности
120 кВт (163 л. с.) нужна установка массой в одну тонну. Ла Веккиа уверяет, что
благодаря секретному рецепту электролита его система впятеро эффективнее -
600 Вт/кг.

Литиево-ионные аккумуляторы

Литиево-ионный аккумулятор - тип перезаряжаемого аккумулятора, в про-
цессе работы которого происходит перемещение ионов лития от отрицательного
электрода (анода) к положительному (катоду). Направление движение меняется
при зарядке аккумулятора.

Три главные составные части литиево-ионного аккумулятора - это анод,
катод и электролит. В зависимости от того, из чего сделана каждая часть, итого-
вые характеристики аккумулятора могут варьироваться в очень широких преде-
лах. В традиционной батарее анод сделан из углеродистого материала, катод -
из оксида металла, а электролит представляет собой соль лития в органическом
растворителе.

Первый опыт создания литиево-ионного аккумулятора принадлежит аме-
риканскому химику М1сЬае1 81ап1еу УУЬйНп^йат, который в 70-х годах XX века
предложил свою разработку топливной компании Еххоп. Анод был сделан из ли-
тия, а катод - из сульфида титана.

В восьмидесятых годах была открыта замечательная способность графита
к интеркаляции (задерживании ионов лития), поэтому в качестве анода стали ис-
пользовать именно его. Первый подобный образец был построен известной аме-
риканской исследовательской организацией Ве11 ЬаЬогайэпея в 1981 г. В 80-х го-
дах появились выпускаемые серийно литиевые аккумуляторы. Однако использо-
вались они ограничено из-за большой взрывоопасности.

В 1992 году корпорация «8опу» представила свой аккумулятор на основе
лития. В новых аккумуляторах металлический литий был заменен более безопас-
ной ионной формой.

Первые литий-ионные аккумуляторы корпорации «8опу» имели положи-
тельный электрод, сделанный на основе кобальтата лития (ЫСоОз), а отрица-
тельный электрод был сделан на основе углерода (кокс) и электролитом служил
раствор соли лития (гексафторфосфида лития) в органическом растворителе.
При соблюдении условий разряда/заряда данные элементы были достаточно без-
опасны в плане взрыва.

В 1993 году в качестве альтернативы довольно дорогим оксидам лития
и кобальта предложили делать пластины катода из модифицированного мар-
ганца. В 1996 появилась идея делать катод из фосфата лития и железа
(1лРеР04) - это было безопаснее и выгоднее, чем предыдущие варианты и обес-
печивало более высокие характеристики работы аккумулятора. Эта технология
и стала использоваться на первых электрических автомобилях. Наиболее распро-
странена данная схема и в настоящее время.

С улучшением своих характеристик, литиево-ионные аккумуляторы начи-
нают использовать в оборонной и авиакосмической промышленности, и, ко-
нечно, в автомобилестроении. Литий-ионные батареи поступят на рынок Герма-
нии с января 2010 года в качестве опции для моделей 911 ОТЗ, 911 ОТ 3 К.8
и Вох8(ег 8 ру Пег.

Литий-ионные батареи представляемые компанией РогксЬе (рис. 5) произ-
водятся с использованием электродов из углерода и фосфата железа с керамиче-
ской прослойкой увлажненной электролитом, выступающей в качестве сепара-
тора. По сравнению с другими типами литий-ионных батарей, использующих
комбинации оксида марганца, оксида кобальта или никеля, литий-железо-фос-
фатный аккумулятор, как он правильно называется, имеет ряд преимуществ при
использовании в качестве стартерной батареи. Он надежен и гарантирует устой-
чивое стандартное 12 В напряжение в бортовой сети автомобиля.
Рис. 5. Литий-ионные батареи компании РогксЬе

Легкие батареи состоят из четырех элементов и электронного блока управ-
ления. Данная система управления защищает аккумулятор от сильного разряда
и обеспечивает постоянный уровень заряда в отдельных ячейках. Как только
напряжение на клеммах аккумулятора падает ниже определенного порога, пре-
дупредительный сигнал напоминает водителю о необходимости перезарядки ба-
тареи либо от работающего двигателя при движении автомобиля либо с помо-
щью обычного зарядного устройства.

Аккумуляторы сначала поставлялись в виде отдельного аксессуара вместе
с автомобилем. Основной причиной для разработки и внедрения новых батарей
является их низкий вес. В спортивных моделях, таких как обе версии 911 ОТЗ
и Вох8(ег Зруйег, меньший вес автомобиля позволяет создать еще большую ма-
невренность и динамику вождения.

По длине и ширине литий-ионные аккумуляторы поставляются с такими
же размерами как и обычные батареи, но они примерно на 70 мм ниже. Тип креп-
ления, электрические соединения и напряжение аккумуляторов, полностью сов-
местимы с соответствующими стандартными моделями, обеспечивая, тем са-
мым, простую и быструю замену свинцовой батареи на более легкое устройство,
например, при гонках на треке.

Литий-ионный аккумулятор номинальной емкостью 18 Ач за счет своих
специфических особенностей не только сопоставим по эффективности с 60 Ач
свинцовым аккумулятором, но и во многом превосходит его. У обычной батареи
автомобиля лишь около 30 % ее емкости фактически доступно для практиче-
ского использования из-за особенностей конфигурации системы, но это ограни-
чение не распространяется на литий-ионные аккумуляторы. Наоборот, за счет
специфичности технологии, а именно независимости химического состава элек-
тролита от режима заряда, - литиево-ионные батареи постоянно выдают около
100 % своей емкости.

Отдача энергии литий-ионным аккумулятором на всем полезном диапа-
зоне заряда также значительно улучшена, что обеспечивает его полную мощ-
ность, например, при запуске двигателя практически независимо от текущего
уровня заряда.

После запуска двигателя новый аккумулятор от РогзсЬе демонстрирует до-
полнительные преимущества, за счет меньшего внутреннего сопротивления он
принимает больше энергии в процессе заряда, чем обычные батареи и, следова-
тельно, перезаряжается быстрее.
Б 2012 году компания ВЕПБО Согрогабоп представила литий-ионный ак-
кумулятор (рис. 6), который будет способствовать снижению расхода топлива
в автомобилях, оснащенных системой стоп-старт. Этот аккумулятор позволяет
системе стоп-старт использовать больше рекуперированной энергии по сравне-
нию с применяемыми сегодня обычными системами, использующими один
свинцово-кислотный аккумулятор. Разработка компании ЭЕИБО состоит из
блока управления аккумулятором, устройства переключения источника питания
и батарей, поставляемых сторонними фирмами.

Рис. 6. Литий-ионный аккумулятор компании ВЕИБО

В настоящее время постоянно появляются литий-ионные аккумуляторы,
основанные на новых химических и конструктивных составляющих. Возможно-
сти совершенствования, литий-ионных аккумуляторов, еще далеко не исчер-
паны.

Разработки в области полимерных электролитов дали возможность создать
твердый электролит, проводящий ионы лития. Твердый электролит создает в ме-
сте контакта с металлическим литием поверхность, препятствующую образова-
нию дендритов лития при циклировании, что позволяет забыть о проблеме, при-
водящей к возгоранию и взрыву литиевых аккумуляторов. Но литий-полимер-
ные аккумуляторы могут работать только при температурах свыше 40 градусов
Цельсия.

В автомобилях на электротяге используются следующие модификации ли-
тиевых аккумуляторов;

-	никель-кобальт-марганец (ЫСМ). Марганец дешевле кобальта, но срок
его службы меньше.

-	никель-кобальт-алюминий. Этот сплав подобен ИСМ, но алюминий
стоит дешевле.

-	фосфат железа - этот сплав мог бы стать самым перспективным, потому
что он стабилен и безопасен. Недостатком таких аккумуляторов является то что
они работают при напряжении ниже, чем кобальтовый аккумулятор, поэтому ба-
тарей и элементов должно быть больше.

Вес всей АКБ в электромобилях составляет от 50 до 400 кг.

Автомобили на электротяге Мззап, имеют литий-ионные батареи плоского
типа. Под днищем авто спрятано 50 модулей: вес каждого модуля 4 кг,
и общая энергоотдача отдача - 90 кВт.

В аккумуляторах электромобилей Нопба используют элементы с силой
тока при разряде - 100А, а при заряде - 50А. Напряжение батареи 240В.
Преимущества литиево-ионных аккумуляторов:

-	высокая энергетическая плотность (по сравнению с жидкостными акку-
муляторами, такими, как, например, никель-металгидридный);

-	отсутствие «эффекта памяти», которым страдают никель-кадмиевые ак-
кумуляторы и который, пусть и в небольшой степени, но все же присущ никель-
металлгидридным элементам. Суть его действия такова: если такую батарею
начинают подзаряжать в тот момент, когда она разряжена не до конца, она «за-
поминает» меньший уровень зарядки по сравнению с максимальным (на пласти-
нах скапливаются бесполезные кристаллы, занимающие место) и выше этого бо-
лее низкого уровня не заряжается;

-	более низкий (опять же по сравнению с никель-металлгидридными) уро-
вень саморазряда - 10 % в месяц и 30 % в месяц соответственно;

-	простота обслуживания.

Недостатки литиево ионных аккумуляторов:

-	недолговечность - чем старее батарея, тем дольше приходится ее заря-
жать, поскольку способность электролита проводить ионы уменьшается с каж-
дой зарядкой, температура также влияет на срок жизни батареи;

-	опасность взрыва при неправильном обращении. Все литиево-ионные
аккумуляторы защищены прочным корпусом, поскольку открытый доступ к хи-
мическим процессам, протекающим внутри, чреват неприятностями. Перегрев
или слишком сильное напряжение также могут вывести такой аккумулятор из
строя;

-	глубокий разряд полностью выводит из строя литиево-ионный аккуму-
лятор, оптимальные условия хранения литиево-ионных аккумуляторов достига-
ются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора;

-	литий-ионные аккумуляторы страдают от процесса ухудшения характе-
ристик со временем. Большинство таких аккумуляторов не может служить
больше пяти лет. Количество зарядно разрядных циклов не так влияют на ре-
сурс, как возраст. При коротком времени цикла заряда и разряда, батарея выдер-
живает до 2000 циклов. При заряде литиевых аккумуляторов нежелательно пре-
вышать предел в одну ёмкость, так как это приводит к резкому сокращению
срока их службы.

Работа аккумуляторной батареи

Работает аккумулятор на принципе превращения химической энергии
в электрическую в процессе разряда и электрической энергии в химическую
в процессе заряда. В заряженном свинцово-кислотном аккумуляторе, активные
вещества, участвующие в токообразующем процессе:

на положительном электроде - двуокись свинца, имеющая темно-коричне-
вый цвет; на отрицательном электроде - губчатый свинец, имеющий серый цвет;
электролит - водный раствор серной кислоты.

Положительно заряженная пластина (электрод) представляет собой свин-
цовую решетку с активной массой из двуокиси свинца (РЬ01), а электрод со зна-
ком минус - решетку с активной массой из губчатого свинца (РЬ). Полублоки
разноименно заряженных пластин вставляются друг в друга. Во избежание воз-
никновения короткого замыкания между пластинами, их разделяют пористыми
сепараторами из изоляционного материала. Собранные блоки помещаются в кор-
пус и заливаются электролитом (раствором серной кислоты плотностью
1,27—1,29 г/см3). Полюса (баретки) крайних элементов соединяются с располо-
женными снаружи корпуса контактными выводами - борнами. Если к аккумуля-
тору подключить нагрузку, то свинцовые пластины с активной массой, электро-
лит и нагрузка образуют замкнутую цепь. Внутри аккумулятора начинается хи-
мическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет
менять первоначальный состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси
в сернокислый свинец (сульфат свинца РЬБОз), а плотность электролита начи-
нает падать. В итоге, в цепи образуется направленное движение ионов, и течет
электрический ток. Такой процесс представляет собой разряд аккумулятора. При
подключении к аккумулятору внешнего источника тока начинается обратный
процесс - заряд. При заряде активная масса пластин восстанавливает свой пер-
воначальный состав, плотность электролита растет. Эти химические процессы
можно описать следующими уравнениями:

-	на положительной пластине: РЬОз + Н28О4 = РБ8О4 + Н?О + 2е;

-	на отрицательной пластине: РЬ + Н28О4 = РЬЗОл + Нз - 2е.

Объемом активной массы и электролита определяется емкость аккумуля-
тора, то есть количество запасаемой энергии.

Саморазряд аккумуляторов

Неизбежным явлением является потеря части запасенной при заряде энер-
гии, а также определенный саморазряд аккумулятора, который происходит в ре-
жиме покоя и разряда. Конструкция ЛКБ и химическая система определяют ве-
личину саморазряда. Практически невозможно избежать возникновение разно-
сти потенциалов между активной массой пластин и металлом их основы. Оказы-
вает влияние на отрицательные пластины кислород воздуха. Причины самораз-
ряда: недостаточная изоляция пластин; неравномерная плотность электролита;
загрязненность вредными примесями активной массы, электролита, дистилли-
рованной воды. При бездействии в течение 14 суток саморазряд традиционной
АКБ по ГОСТ 959-91Р при температуре 20+5 °С не должен превышать 0,5 %
в сутки (7 %), в течение 28 суток - 20 % от номинальной емкости. В течение
90 суток саморазряд необслуживаемой батареи не должен превышать 0,11 %
в сутки (10 %), при бездействии в течение года - 40 % от номинальной емкости.

Параметры аккумуляторных батарей

Аккумулятор обладает 100 % эффективностью при 27 °С. При минус 18 °С
эффективность батареи падает на 40 %. Поэтому в условиях холодного климата
значениям рабочих параметров придается особенное значение. Наиболее важ-
ными параметрами батареи, напрямую влияющими на потребительский выбор,
являются:

-	номинальная емкость - количество электричества, которое можно полу-
чить от аккумулятора при его разряде до установленного конечного напряжения,
выраженное в ампер-часах;
-	ток холодного запуска - величина силы тока (в амперах), подаваемого
батареей на стартер автомобиля во время запуска холодного двигателя.

Электродвижущая сила аккумулятора Е - это разность электродных по-
тенциалов при разомкнутой внешней цепи: Е = <р - ср+, где ср+ и ф - соответ-
ственно потенциалы положительного и отрицательного электродов.

При последовательном соединении п аккумуляторов ЭДС, состоящей
равна сумме ЭДС отдельных элементов:

Е6=ЕК *пЕ,

1 = 1.

В практических целях используется эмпирическая формула ЭДС:

Е = 0,84 + у?5,

где уз? - плотность электролита при температуре + 25 °С (г/см3).

Если измерения проводились при температуре, отличной от +25 °С, то
необходимо привести плотность у, к температуре + 25 °С:

у 25 — у/+ 0,00075(7 — 25).

Напряжение аккумулятора в практических целях более важным парамет-
ром, оно при разомкнутой внешней цепи равно ЭДС, а при разряде ниже ЭДС,
при заряде выше ЭДС, так как происходит падение напряжения на внутреннем
сопротивлении аккумулятора /?о, кроме того существует такой процесс как элек-
тродная поляризация.

Поляризация - это явление изменения потенциала электрода от исходного
равновесного, когда нет тока до нового значения потенциала, в процессе пере-
охлаждения тока. В следствие поляризации затруднено протекание электродных
процессов на электродах аккумулятора. Поляризация способствует возникнове-
нию электрических потерь в АКБ, эти потери можно представить потери сопро-
тивления поляризации АГ1. Причины поляризации: колебание концентрации элек-
тролита около электродов; выделение сульфата свинца на поверхности электро-
дов и др. Поляризацию рассматривают как переходной процесс: если к батарее
подключить нагрузку, поляризация увеличится по экспоненте и составит макси-
мальное значение. Продолжительность процесса поляризации определяется тем-
пературой электролита и силой тока (10 с - составляет для стартерных режимов).
Длительность процесса поляризации уменьшается при увеличении силы тока и
температуры.

Омическое сопротивление батареи 7?о - это совокупность сопротивлений
электролита /7, сепараторов /7, активной массы ЛЫ] решеток /7 и соединитель-
ных элементов /7, мостиков с борнами, межэлементных перемычек помосных
выводов):
7?0= Кэ+Кс+Км+Кр+Кс.э.

Сопротивление электролита - это сопротивление той части электролита,
находящегося между электродами. Примерно сопротивление электролита пред-
ставляет собой половину внутреннего сопротивления аккумулятора.

На внутреннее сопротивление аккумулятора оказывает влияние: степень
разряженности, температура и значение тока. В заряженном состоянии внутрен-
нее сопротивление АКБ несколько мОм. В разряженном состоянии - увеличива-
ется в несколько раз. При понижении температуры происходит возрастание
внутреннего сопротивления. При увеличении тока внутреннее сопротивление
уменьшается, так как уменьшается сопротивления поляризации.

Разрядная емкость СР - максимальное количество электричества <9рт»х, со-
общаемое аккумулятором при разряде во внешнюю цепь от начального напря-
жения Кич до конечного Кок. Как правило, определение разрядной емкости АКБ
происходит при постоянном значении тока разряда 7Р. Для определения разряд-
ной емкости используется выражение:

Ср =1р7кон,

где Сон - время разряда АКБ.

Разрядная емкость зависит от количества активных веществ и степени их
использования.

Номинальную разрядную емкость батареи С20 определяют при двадцати
часовом режиме разряда током I = 0,05 Сао, температура при этом должна быть
плюс 25 °С. Разряд прекращается при достижении напряжения 5,25 В у батареи
на 6 В и 10,5 В у батареи на 12 В. Для определении разрядной емкости применят
единицу измерения ампер-час (1 А-ч = 3600 Кл). Батареи, произведенные в США
и азиатских странах, имеют указание резервной емкости, которая показывает
время (в минутах) разряда батареи током 25 А до конечного напряжения 10,5 В.
Эти параметры близки к реальному потреблению на автомобиле тока при нера-
ботающем генераторе, по мнению американских производителей.

Ток холодной прокрутки (ток стартерного разряда) - параметр предна-
значенный для оценки стартерных свойств батарей.

Параметры режима разряда АКБ при определении тока стартерного раз-
ряда приведены в таблице 1, который определяется в режиме разряда в течении
3 минут при температуре -18 °С, при этом напряжение 9 вольт. По стандарту ЭШ
- ток стартерного разряда определяется при минимальной продолжительности
стартерного разряда, равной 30 с. Ток стартерного разряда - по стандарту 8АЕ
определяется при конечном напряжении батареи не менее 7,2 вольт. Для того,
чтобы сравнить показатели стартерного разряда АКБ считается, что ток холод-
ной прокрутки по ЭШ в 1,6-1,7 раза меньше тока стартерного разряда по БАЕ.
Таблица 1

Параметры режима разряда аккумуляторной батареи
при определении тока стартерного разряда

Параметры режима разряда аккумуляторной батареи	Стандарты		
	ГОСТ (Россия)	8АЕ (США)	(Германия)
Температура, °С	-18	-18	-18
Длительность разряда, мин	3	0,5	0,5
Конечное напряжение, В	9	7Д	9

Энергозапас аккумуляторной батареи Шр - максимальное количество энер-
гии, выделяемое во внешней цепи за время /кон. При постоянном разрядном токе:

Иф =6'р/рл<оп =(фСр,

где Ц, - среднее значение напряжения С/Р за время /Кон.

Факторы, влияющие на емкость аккумуляторной батареи

Емкость АКБ понижается при увеличении силы тока, это связано с умень-
шением концентрации электролита в порах пластин, изолируемых сульфатом
свинца. Зависимость емкости от разрядного тока описывается уравнением Пей-
керта:

I :• /кон А:,

где: п, к - постоянные для данного типа батареи (п = 1,2-1,7), /р - время разряда.
На рисунке 7 представлена зависимость емкости АКБ от разрядного тока при
различной температуре.

Рис. 7. Зависимость емкости батареи от разрядного тока

Емкость АКБ уменьшается при понижении температуры, вследствие уве-
личения вязкости электролита, из-за замедления поступления кислоты в поры
26
активной массы. Зависимости изменения емкости АКБ от температуры электро-
лита в режиме разряда приведены на рисунке 2.8.

Рис. 8. Зависимость емкости АКБ от температуры электролита
при различных токах разряда

Значение емкости, полученное при температуре / приводят к температуре
25 °С, так как емкость АКБ зависит от температуры.

25	1+0,01(1ср-25)’

где С25 - емкость, приведенная к температуре 25 °С,

С> - емкость, полученная при средней температуре Ср,

0,01 - температурный коэффициент изменения емкости при температуре
18-27 °С.

Если известна начальная плотность электролита уэ то степень разряженно-
сти определяется по формуле:

ДС„ =^^100%,

Р 0,16	’

где уз? - плотность электролита при температуре плюс 25 °С (плотности уэ и 725
измерены в г/см3).

Определение полярности аккумуляторных батарей

Для правильного подбора аккумулятора важно правильно определить его
полярность. Сделать это несложно. Для легковых аккумуляторов (емкостью от
35ЛЬ до ПОАЬ), у которых клеммы (токовыводы) расположены вдоль длинной
стороны (рис. 9), полярность определяется так: разверните батарею к себе той
стороной, вдоль которой расположены клеммы и на которой обычно размеща-
ется лицевая этикетка:

-	если положительная клемма (токовывод) аккумулятора (рядом с ней на
крышке аккумулятора должен быть нарисован «+•») находится справа, то у акку-
мулятора полярность «0» («обратная» или «европейская»);

-	если плюсовая клемма находится слева - у аккумулятора полярность «1»
(«прямая» или «российская»).
о

1

Рис. 9. Определение полярности АКБ легковых автомобилей

Также встречаются батареи, применяемые на некоторых американских ав-
томобилях, где токовыводы расположены не сверху, а на фронтальной стороне
(над лицевой этикеткой). Такой тип полярности обычно условно называют «аме-
риканскими клеммами» или «боковыми клеммами».

Для определения полярности грузовых аккумуляторов (рис. 10), если
клеммы (токовыводы) расположены вдоль короткой стороны, нужно развернуть
батарею этой стороной от себя. Тогда, если «+» справа - полярность «3» («об-
ратная» или «европейская» для грузовых автомобилей), а если слева - у аккуму-
лятора полярность «4» («прямая» или «российская» для грузовых автомобилей).
Кроме того, могут встречаться грузовые аккумуляторы с полярностью «2» -
клеммы у таких аккумуляторов расположены по диагонали.

Рис. 10 Определение полярности АКБ грузовых автомобилей

Маркировка аккумуляторных батарей

На аккумуляторные батареи наносятся обозначения, позволяющие одно-
значно определить их основные параметры: емкость, ток холодного запуска, тип
корпуса. Обозначения даты и/или места производства являются не обязатель-
ными, поэтому не стандартизированы. Маркировку можно разделить (примени-
тельно к нашим условиям) на две большие группы:

-	маркировка согласно ГОСТ;

-	маркировка согласно ВЖ.

Маркировка российской батареи (рис. 11): 1 - условное обозначение, 2 и 3 —
ток холодной прокрутки по Л1М и ЕМ; 4 - вес 5 - резервная емкость;
6 - номинальная емкость, 7 - номинальное напряжение. ЕМ 60095-1 (Еигореап
Мопп) требует нанесения на корпус батареи следующей информации: номер
(условное обозначение) по ЕТМ (Еигореап Туре МитЬег) из девяти цифр товар
ный знак завода-изготовителя, условные знаки мер безопасности при работе
с батареей, номинальное напряжение в В, емкость номинальная или резервная;
ток холодной прокрутки 1с, знак полярности - положительный вывод должен
быть обозначен знаком «+» на крышке или на самом выводе. Помимо этого, на
батарее может наноситься другая информация - обозначения батарей, с кото-
рыми взаимозаменяема данная АКБ, и т. и.

6 И 55 АП

 Информация оО исполнении
бвтвреи:

Л - с общей крышкой
Э залитая и заряженная
П сепаратор-конверт
из полиэтилена

М - сепаратор типа мипласт
из поливинилхлорида

Э корпус моноблок
из эбонита

Т моноблок из термопластичной
пластмассы

Расшяфторкя условного обозначили во ГОСТ 959-91

Рис. 11. Маркировка российской АКБ

Например, по стандарту ГОСТ маркировка батареи 6СТ-55М несет следу-
ющую информацию: 6 - число последовательно соединенных аккумуляторов
в батарее, характеризующих ее номинальное напряжением (12В), СТ - назначе-
ние батареи по функциональному признаку (стартерная), 55 - номинальная ем-
кость в ампер-часах, И - конструкторско-технологическое исполнение: (И -
с нормальным расходом воды, В - с малым расходом воды. УБ - с очень малым
расходом воды; УНТА - с регулирующим клапаном). В нормативных докумен-
тах на батареи конкретных типов допускается (при необходимости) указывать
дополнительные обозначения.

Маркировка европейской батареи (рис. 12)

Рис. 12. Маркировка европейской АКБ:

1 - номинальное напряжение; 2 - номинальная емкость;

3 - ток холодной прокрутки по ЕМ;

4 - обозначения батарей, с которыми взаимозаменяема данная АКБ;

5 - условное обозначение; 6 - знаки мер безопасности

Рвсаифтарк* условного обозначения по БК
Согласно стандарту 8АЕ .1537 (8ос1е(у о Г АнЮтойуе Епцтеегк) на батареях
американского производства наносится: условное обозначение батареи из пяти
цифр; ток холодной прокрутки. Требований по маркировке 8АЕ .1537 не содер-
жит, но американские производители дополнительно наносят следующую ин-
формацию: номинальное напряжение; знаки полярности «3» и «-», резервная ем-
кость (не всегда), товарный знак производителя, условные знаки мер безопасно-
сти при работе с батареей и т, п.

По стандарту О1М маркировка 5 74 012 068 несет следующую информа-
цию: 5 - цифра, показывающая «порядок» значения емкости; (5 - до 100 А*час,
6 - от 100 до 200 А*час, 7 - свыше 200 А*час); 74 - емкость 74 А*час; 12 - за-
водское обозначение типа корпуса, из которого следуют габариты корпуса, тип
крепления, расположение выводов; 068 - ток пуска 680 А по стандарту ЕМ.

Ряд зарубежных производителей батарей маркируют свои батареи специфи-
ческим образом, указывая в маркировке не емкость, а значение тока холодного
запуска, которому по каталогу можно сопоставить величину номинальной емко-
сти. Своеобразно маркируются также батареи, производимые в США или изготов
ленные для продажи на рынке США. Дополнительный код, собственный для каж-
дого производителя, позволяет узнать место и дату производства батареи.

Маркировка американской батареи (рис. 13)

Еасшифторка условного обозначения по 8АЕ

Рис. 13. Маркировка американской АКБ.

1 - условное обозначение; 2 и 3 - ток холодной прокрутки по 8АЕ и ВРИ;

4 — номинальное напряжение

Эксплуатация и неисправности аккумуляторной батареи

Меры безопасности:

-	не допускается замыкание полюсов батареи;

-	не допускается эксплуатация батареи с плохими контактами между вы-
водами батареи и клеммами проводов;
-	в помещениях, где ведется заряд батареи, запрещается курить и пользо-
ваться открытым пламенем;

-	при работе с электролитом, осмотре заряжающейся батареи глаза дол-
жны быть защищены очками;

-	после любой работы с батареей и электролитом необходимо вымыть руки
с мылом;

-	при попадании электролита на кожу или одежду необходимо немедленно
промыть это место проточной водой, затем раствором соды;

-	аккумуляторная батарея, заполненная электролитом, должна храниться в
местах, недоступных для детей;

-	присоединение и отсоединение батареи от бортовой сети автомобиля
производить при выключенных потребителях. Сначала присоединить положи-
тельный вывод, а затем отрицательный, соединенный с массой автомобиля. От-
соединение производить в обратном порядке;

-	батарея должна быть надежно закреплена в штатном установочном месте
автомобиля, соединительные клеммы плотно зажаты на полюсных выводах,
а сами провода прослаблены.

Подготовка аккумуляторной батареи к эксплуатации

Способы приготовления электролита: 1) концентрированная серная кис-
лота плотностью 1,83 г/см3 заливается в дистиллированную воду (наоборот
нельзя); 2) электролит плотностью 1,40 г/см3 заливается в дистиллированную
воду или в электролит с пониженной плотностью. В различных климатических
условиях плотность электролита различна. Температура электролита 15-30 °С.
Перед заливкой отворачивают вентиляционные пробки, удаляют герметизиру-
ющие элементы.

Заливают электролит до уровня нижнего торца тубуса горловины крышки
или уровня выше предохранительного щитка. Плотность электролита для за-
ливки в новую батарею на 0,02 г/см3 меньше той, которая должна быть в конце
заряда для данной климатической зоны. Если через два часа после заливки сухо-
заряженной батареи плотность электролита будет на 0,03 г/см3 ниже плотности
этого электролита через 20 минут после заливки, то батарею следует зарядить,
а затем произвести корректировку плотности.

Эксплуатация аккумуляторной батареи

Эксплуатация батареи на транспортных средствах допускается только при
исправной зарядной системе (при напряжении реле-регулятора в пределах от
13,8 В до 14,4 В для 12-вольтовых систем электропитания, а для 24-вольтовых
систем электропитания- от 26,8 В до 28,0 В летом и от 28,0 В до 29,6 В зимой),
токе утечки не более 30 мА, определенной плотности электролита и уровне элек-
тролита не ниже 10 мм над пластинами.

При запуске двигателя длительность работы стартера не должна превы-
шать для карбюраторных автомобилей 10 секунд, для дизельных - 15 секунд.
Если попытка запуска не удалась, необходимо сделать перерыв в течение 1 ми-
нуты. После этого вновь можно повторить запуск. После пяти неудавшихся за-
пусков рекомендуется проверить систему зажигания и подачу топлива на авто-
мобиле.
При эксплуатации батареи и не реже одного раза в месяц.

—	необходимо проверять, при необходимости, очищать батарею от пыли и
грязи. Если на поверхности батареи оказался электролит, удалить его с помощью
ветоши, смоченной в десятипроцентном растворе соды;

—	необходимо проверять, при необходимости, прочищать вентиляцион-
ные отверстия в пробках;

—	проверять уровень электролита, при необходимости, доливать дистил-
лированную воду до нормального уровня (при наличии пробок). Доливать элек-
тролит в батарею с пробками можно только в тех случаях, когда точно известно,
что понижение уровня электролита произошло за счет его выплескивания;

—	проверять надежность крепления батареи в месте установки и контакты
наконечников проводов, установленных на полюсные выводы;

—	не реже одного раза в месяц проверять степень заряженности батареи,
при необходимости зарядить батарею.

Зимой требования предыдущего пункта следует выполнять обязательно
(не реже одного раза в месяц). Глубокий разряд батареи недопустим, при отри-
цательных температурах это приводит к замерзанию электролита и разрушению
корпуса батареи.

Зарядка аккумуляторной батареи

Зарядка АКБ должна производиться в специально оборудованном для этих
целей, хорошо вентилируемом нежилом помещении с соблюдением правил про-
тивопожарной безопасности.

Перед началом зарядки АКБ следует вывернуть все пробки (при их нали-
чии). Зарядка АКБ должна осуществляться зарядным устройством заводского из-
готовления в соответствии с инструкцией к этому зарядному устройству и руко-
водством по эксплуатации на батарею.

АКБ без пробок необходимо заряжать автоматическим зарядным устрой-
ством, чтобы не допустить интенсивного перезаряда и, как следствие, выкипания
электролита.

Температура электролита в батарее перед зарядкой должна быть в преде-
лах от + 15 °С до + 25 °С. Если измерить температуру невозможно по причине
отсутствия доступа к электролиту, а батарея находилась при более низкой тем-
пературе, то перед зарядкой необходимо выдержать батарею при комнатной тем-
пературе не менее 10 часов. Не допускается зарядка батареи при температуре
электролита выше 50 °С.

Для зарядки положительную клемму батареи присоединить к положитель-
ному полюсу зарядного устройства, а отрицательную - к отрицательному.

При зарядке батарей, имеющих пробки, необходимо откорректировать
уровень электролита, добавив дистиллированную воду в случае, если уровень
ниже отметки \'11\ или ниже 10 мм от верхних кромок пластин и сепараторов.

Способы заряда АКБ: при постоянном напряжении и при постоянном токе,
при этом время заряда этих методов одинакова.
Заряд при постоянном напряжении. Метод имеет два недостатка, прояв-
ляющихся в начале заряда полностью разряженных батарей: 1) зарядный ток до-
стигает 1-1,5Сзо, 2) из-за большого зарядного тока перегревается аккумулятор.
Поэтому для предохранения генератора от перегрузки на автомобиле устанавли-
ваются ограничители тока.

Заряд при постоянном токе. Оптимальная сила тока заряда равна:
Л=О,1-С2о. При повышении температуры электролита до 45 °С необходимо сни-
зить зарядный ток в два раза иди прервать заряд для охлаждения электролита до
30-35 °С. Методом заряда при постоянном токе можно заряжать п последова-
тельно включенных аккумуляторов при напряжении на выходе зарядного
устройства С7з > 2,7п.

Достоинства метода, простота зарядных устройств; простота расчета коли-
чества электричества, сообщаемого батарее, как произведение тока и времени
заряда. Недостатки метода: большая длительность заряда при малом токе заряда;
плохая заряжаемость к концу заряда и повышенная температура электролита -
при большом.

Заряд при постоянном напряжении. Метод имеет два недостатка, прояв-
ляющихся в начале заряда полностью разряженных батарей: 1) зарядный ток до-
стигает 1-1,5Сзо, 2) из-за большого зарядного тока перегревается аккумулятор.
Поэтому для предохранения генератора от перегрузки на автомобиле устанавли-
ваются ограничители тока.

Недостатки, присущие этим методам, частично уменьшаются комбиниро-
ванными способами заряда:

-	ступенчато-изменяющимся током;

-	смешанным способом, при котором сначала заряжают АКБ постоянным
током, а затем постоянным напряжением.

Причины плохой заряжаемости аккумуляторной батареи: 1) высыпание ак-
тивной массы из решеток вследствие их коробления при заряде большими то-
ками, замерзании электролита и т. и., 2) наличие в электролите примесей, оса-
ждаемых на электродах, и экранирующих часть рабочей поверхности, что пре-
пятствует протеканию токообразующей реакции, способствуют усиленному га-
зовыделению и разложению воды, 3) сульфатация электродов (из-за хранения
батареи в теплом помещении при высокой плотности электролита).

Техническое обслуживание АКБ в процессе эксплуатации

Техническое обслуживание АКБ сводится к содержанию ее в чистоте, кон-
тролю технического состояния и режима заряда.

Визуальный осмотр: проверить чистоту поверхности АКБ. Если имеется
слой, смоченной электролитом, то необходимо протереть поверхность чистой ве-
тошью, смоченной в растворе нашатырного спирта или 10 % растворе кальциро-
ванной соды.

Следует следить за чистотой и состоянием полюсных выводов, наконечни-
ков проводов и вентиляционных пробок. Техническим вазелином смазывают по-
люсные выводы и наконечники проводов. Внешний осмотр, очистка поверхно-
сти батареи, проверка ее крепления, измерение уровня электролита, его плотно-
сти проводят при каждом техническом осмотре.
Неисправности аккумуляторных батареи

В большинстве случаев появление неисправностей связано с неправильной
организацией технического обслуживания АКБ в эксплуатации или непосред-
ственным их повреждением.

К неисправностям, которые могут быть обнаружены при внешнем осмотре
батареи, относятся трещины и сколы в моноблоках и крышках, трещины и от-
слоение от стенок моноблока и крышек герметизирующей заливочной мастики
(это касается батарей старого типа с черным эбонитовым корпусом), поврежде-
ние пробок, окисление, механический износ или излом полюсных выводов.

Коррозия решеток положительных электродов, оплывание и выпадение ак-
тивных веществ, деформация (коробление), короткое замыкание, переполюсовка
электродов, отрыв электродов от мостиков, сульфатация электродов, повышен-
ный саморазряд - неисправности, которые не могут быть выявлены при внешнем
осмотре, поэтому их относят к внутренним неисправностям.

В процентном отношении в среднем на долю неисправностей, связанных с
коррозией решеток положительных электродов, приходится около 42 % общего
числа неисправностей. С оплыванием диоксида свинца и коротким замыканием
нижних кромок электродов связано 95 % неисправностей, с прорастанием сепа-
раторов из мипласта и разрушением сепараторов из мипора -16 %. На остальные
виды неисправностей приходится всего около 6,5 %. Причины неисправностей
АКБ, их признаки и способы устранения приведены в таблице 2.

Т аблица 2

Неисправности АКБ

Причины неисправности	Признаки неисправности. Способ устранения
1. АКБ быстро разряжается и не обеспечивает достаточной частоты вращения коленчатого вала двигателя стартером при пуске	
1.1 Длительное включение питания на стоянках при неработающем двигателе или малой частоте вращения коленчатого вала. Продолжительное включение фар головного освещения, отопителя, обогревателей и других потребителей большой мощности	По возможности ограничить количество включенных потребителей, время включения потребителей электроэнергии, если их суммарная мощность превышает мощность генераторной установки на данном режиме работы двигателя
1.2. Ускоренный саморазряд вслед- ствие утечки тока при замыкании выводов батареи грязью или электролитом по поверхности крышек	Очистить поверхность батареи 10 % раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды
Причины неисправности	Признаки неисправности. Способ устранения
1.3. Ускоренный саморазряд вследствие утечки тока при коротком замыкании между разнополярными электродами (разрушение или «прорастание» сепараторов, образование токоведущих мостиков по кромкам электродов и сепараторов, замыкание электродов шламом, образующимся между опорными призмами моно-блоков при выпадении активной массы)	Признаки короткого замыкания: малая ЭДС аккумуляторов при нормальной плотности электролита; незначительное повышение плотности электролита и напряжения на выводах батареи в процессе заряда; отсутствие или слабое газовыделение («кипение» электролита) в конце заряда.  Способы устранения: заменить разрушенные сепараторы, удалить шлам со дна бака
1.4. Ускоренный саморазряд батареи вследствие заполнения аккумуляторов недистиллированной водой или электролитом разной плотности, а также попадания в электролит посторонних примесей	Разрядить батарею током десятичасово- го режима до напряжения 1,1-1,2 В на аккумулятор Электролит вылить, батарею промыть, залить в нее свежий электролит и зарядить
1.5. Короткие замыкания в цепях первичной обмотки катушки зажигания, стартера, приборов освеще- ния сигнализации, контроля и т. д.	Выключить потребители, проводом от «массы» коснуться «-» вывода батареи. Наличие искры свидетельствует о коротком замыкании в одной из цепей
1.6. Сульфатация электродов вследствие длительного хранения батареи, эксплуатация батареи при низкой степени заряженности и с пониженным уровнем электролита	Признаки сульфатации: высокой напряжение в начале заряда; преждевременное обильное газовыделение при незначительном увеличении плотности электролита в процессе заряда; повышенная температура и пониженное напряжение в конце заряда; пониженные емкость и напряжение в процессе разряда, быстрое снижение напряжения при его измерении нагрузочной вилкой; белый налет на поверхностях электродов.  Способ устранения: удалить электролит, залить новый электролит плотностью 3  1,145 г/см , зарядить батарею током небольшой силы (до 0,05С20 А), к концу заряда довести плотность электролита до нормы. При значительной с ульфатации сдать батарею в ремонт
1.7. Окисление выводов батареи и наконечников проводов вследствие неплотного крепления в местах соединения	Зачистить, закрепить и смазать выводы и наконечники проводов техническим вазелином
Причины неисправности	Признаки неисправности. Способ устранения
1.8. Неисправность одного или нескольких аккумуляторов	Признаки неисправности: емкость неисправного аккумулятора значительно меньше, чем у исправных; быстро снижается напряжение; ниже плотность электролита. Способ устранения: заменить батарею
1.9. Неисправность генераторной установки	Проверить наличие зарядного тока; при необходимости проверить исправность генератора и регулятора напряжения
2. Быстрое снижение уровня электролита	
2.1. Повреждение моноблока батареи	Выявить трещины, по возможности устранить с помощью специального клея; при невозможности восстановления заменить моноблок
2.2. Перезаряд батареи из-за повышенного зарядного напряжения	Проверить исправность генераторной установки; при необходимости отрегулировать уровень напряжения
2.3. Неплотно завернуты пробки	Проверить затяжку пробок, при необходимости плотнее завернуть пробки
3. Выплескивание электролита через вентиляционные отверстия в пробках	
3.1. Повышенный уровень электролита в аккумуляторах	Проверить уровень электролита; излишки электролита отобрать резиновой грушей
3.2. Повышенный зарядный ток	Проверить исправность генераторной установки и отрегулировать уровень напряжения
3.3. Отсутствие отражательной пластины в пробке	Отремонтировать или заменить пробку
3.4. Короткое замыкание разноименных электродов в аккумуляторе	Сдать батарею в ремонт
4. Аккумуляторная батарея не заряжается	
4 1. Обрыв в цепи генераторная установка - аккумуляторная батарея	Выявить и устранить неисправность
4.2. Разрушение активной массы электродов	Признаки неисправности: малая ЭДС аккумуляторов при нормальной плотности электролита; незначительное увеличение плотности электролита и напряжения на выводах батареи, отсутствие или слабое газовыделение в процессе заряда.  Устранение: батарею сдать в ремонт
Причины неисправности	Признаки неисправности. Способ устранения
4.3. Сульфатация электродов	См. п. 1.6
5. Амперметр показывает большой зарядный ток при нормальном уровне регулируемого напряжения	
5.1. Короткое замыкание разнополярных электродов в АКБ	Сдать батарею в ремонт
6. Понижена емкость батареи	
6.1. Сульфатация электродов	См. п. 1.6
6,2. Ускоренный саморазряд	См. п.п. 1.2, 1.3, 1.4
6.3. Малая плотность электролита	Проверить плотность и довести до нормы
6.4. Разрушены электроды вследствие короткого замыкания или длительного перезаряда	См п. 4.2
6.5. Пониженный уровень электролита	Проверить уровень электролита, довести его до нормы

Контрольные вопросы

1.	Устройство и назначение аккумулятора.

2.	Их чего состоит активная масса положительных и отрицательных элек-
тродов?

3.	Принцип работы аккумуляторной батареи.

4.	Способы соединения аккумуляторов в батарее? Достоинства и недо-
статки каждого способа.

5.	Основные параметры аккумулятора.

6.	Перечислите основные виды аккумуляторов.

7.	Почему происходит саморазряд аккумуляторной батареи?

8.	Способы заряда аккумуляторных батарей. Достоинства недостатки каж-
дого способа.

9.	Обозначение автомобильных аккумуляторов.

ГЛАВА 2, ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

Электрооборудование автомобиля включает в себя генератор - основной
источник электроэнергии. Вместе с регулятором напряжения он называется ге-
нераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генера-
торы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым
требованиям.

Основные требования к автомобильным генераторам:

1.	Генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать
достаточной мощностью, чтобы:

-	одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и
заряжать АКБ,
-	при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых
оборотах двигателя не происходил сильный разряд аккумуляторной батареи;

-	напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах во всем
диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.

2.	Генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, не-
большие массу и габариты, невысокий уровень шума и радиопомех.

Устройство автомобильного генератора

По своему конструктивному исполнению ГУ можно разделить на две
группы - генераторы традиционной конструкции с вентилятором у приводного
шкива и генераторы так называемой компактной конструкции с двумя вентиля-
торами во внутренней полости генератора. Обычно «компактные» генераторы
оснащаются приводом с повышенным передаточным отношением через по-
ликлиновый ремень и поэтому по принятой у некоторых фирм терминологии,
называются высокоскоростными генераторами. При этом внутри этих групп
можно выделить генераторы, у которых щеточный узел расположен во внутрен-
ней полости генератора между полюсной системой ротора и задней крышкой
и генераторы, где контактные кольца и щетки расположены вне внутренней
полости. В этом случае генератор имеет кожух, под которым располагается
щеточный узел, выпрямитель и, как правило, регулятор напряжения.

Генератор содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками -
передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Крышки,
отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые
воздух продувается вентилятором сквозь генератор. Генераторы традиционной
конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, ге-
нераторы «компактной» конструкции еще и на цилиндрической части над лобо-
выми сторонами обмотки статора. «Компактную» конструкцию отличает также
сильно развитое оребрение, особенно в цилиндрической части крышек. На
крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который часто
объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно
стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор обычно ока-
зывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают
статор по наружной поверхности. Иногда статор полностью утоплен в передней
крышке и не упирается в заднюю крышку, существуют конструкции, у которых
средние листы пакета статора выступают над остальными и они являются поса-
дочным местом для крышек. Крепежные лапы и натяжное ухо генератора отли-
ваются заодно с крышками, причем, если крепление двухлапное, то лапы имеют
обе крышки, если однолапное - только передняя. Впрочем, встречаются кон-
струкции, у которых однолапное крепление осушествляется стыковкой приливов
задней и передней крышек, а также двухлапные крепления, при котором одна из
лап, выполненная штамповкой из стали, привертывается к задней крышке, как,
например, у некоторых генераторов фирмы Рапя-Шюпе прежних выпусков. При
двухлапном креплении в отверстии задней лапы обычно располагается дистан-
ционная втулка, позволяющая при установке генератора выбирать зазор между
кронштейном двигателя и посадочным местом лап. Отверстие в натяжном ухе
38
может быть одно с резьбой или без, но встречается и несколько отверстий, чем
достигается возможность установки этого генератора на разные марки двигате-
лей. Для этой же цели применяют два натяжных уха на одном генераторе.

Статор генератора (рис. 14) набирается из стальных листов толщиной
0,8-1 мм, но чаще выполняется навивкой «на ребро». Такое исполнение обеспе-
чивает меньше отходов при обработке и высокую технологичность. При выпол-
нении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы,
по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга.
Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой его наруж-
ной поверхности. Необходимость экономии металла привела и к созданию кон-
струкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов.
Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную кон-
струкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы
автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается об-
мотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпок-
сидного компаунда.

Рис. 14. Статор генератора:

1 - сердечник; 2 - обмотка; 3 - пазовый клин; 4 — паз;

5 - вывод для соединения с выпрямителем

В пазах располагается обмотка статора, выполняемая в виде петлевой рас-
пределенной (рис. 15, А) или волновой сосредоточенной (рис. 15, Б), волновой
распределенной (рис. 15, В) обмоток.
Рис. 15. Схема обмотки статора генератора:

А - петлевая распределенная; Б - волновая сосредоточенная; В - волновая;
-------------------I фаза;-----------2 фаза;	5 фаза

Петлевая обмотка отличается тем, что ее секции (или полусекции) выпол-
нены в виде катушек с лобовыми соединениями по обоим сторонам пакета ста-
тора напротив друг друга. Волновая обмотка действительно напоминает волну,
т. к. ее лобовые соединения между сторонами секции (или полусекции) располо-
жены поочередно то с одной, то с другой стороны пакета статора. У распреде-
ленной обмотки секция разбивается на две полусекции, исходящие из одного
паза, причем одна полусекция исходит влево, другая направо. Расстояние между
сторонами секции (или полусекции) каждой обмотки фазы составляет 3 пазовых
деления, т. е. если одна сторона секции лежит в пазу, условно принятом за пер-
вый, то вторая сторона укладывается в четвертый паз. Обмотка закрепляется
в пазу пазовым клином из изоляционного материала. Обязательной является про-
питка статора лаком после укладки обмотки.

Соединение фаз производится, как правило, в «звезду», однако автоматиче-
ская намотка провода большого сечения затруднена, поэтому в генераторах повы-
шенной мощности применяют соединение в «треугольник» или две «звезды» па-
раллельно («двойная звезда»).

Катушечная обмотка возбуждения имеет сопротивление, которое опреде-
ляется максимально допустимой величиной тока регулятора напряжения, нама-
тывается на каркас или непосредственно на втулку ротора. Полюсные половины
при сборке напрессовываются на вал ротора под давлением, чтобы уменьшить
паразитные воздушные зазоры по торцам втулки, ухудшающие характеристики
генератора. При запрессовке материал полюсных половин затекает в проточки
вала, делая полюсную систему ротора трудноразборной. В конструкции, где втулка
разделена на две части, выполненные заодно с полюсными половинами, паразит-
ный зазор всего один. Такое исполнение характерно для генераторов Г222. 37.3701.

Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной си-
стемы ротора (рисунок 16). Она содержит две полюсные половины с выступами —
полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные поло-
вины выполняются штамповкой и могут иметь выступы-полувтулки. В случае
отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами
устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при
этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.

Рис. 16. Ротор автомобильного генератора:

а - в сборе; б - полюсная система в разобранном виде; 1-3 - полюсные поло-
вины; 2 - обмотка возбуждения; 4 - контактные кольца; 5 - вал

Если полюсные половины имеют полувтулки, то обмотка возбуждения
предварительно наматывается на каркас и устанавливается при напрессовке по-
люсных половин так, что полувтулки входят внутрь каркаса. Торцевые щечки
каркаса имеют выступы-фиксаторы, входящие в межполюсные промежутки на
торцах полюсных половин и препятствующие провороту каркаса на втулке.
Напрессовка полюсных половин на вал сопровождается их зачеканкой, что
уменьшает воздушные зазоры между втулкой и полюсными половинами или по-
лувтулками, и положительно сказывается на выходных характеристиках генера-
тора. При зачеканке металл затекает в проточки вала, что затрудняет перемотку
обмотки возбуждения при ее перегорании или обрыве, т. к. полюсная система
ротора становится трудноразборной. Обмотка возбуждения в сборе с ротором
пропитывается лаком. Клювы полюсов по краям обычно имеют скосы с одной
или двух сторон для уменьшения магнитного шума генераторов. В некоторых
конструкциях для той же цели под острыми конусами клювов размещается анти-
шумовое немагнитное кольцо, расположенное над обмоткой возбуждения. Это
кольцо предотврашает возможность колебания клювов при изменении магнит-
ного потока и, следовательно, излучения ими магнитного шума. После сборки
производится динамическая балансировка ротора, которая осуществляется вы-
сверливанием излишка материала у полюсных половин. На валу ротора распола-
гаются также контактные кольца, выполняемые чаще всего из меди, с опрессов-
кой их пластмассой. К кольцам припаиваются или привариваются выводы об-
мотки возбуждения. Иногда кольца выполняются из латуни или нержавеющей
стали, что снижает их износ и окисление особенно при работе во влажной среде.
Диаметр колец при расположении щеточно-контактного узла вне внутренней по-
лости генератора не может превышать внутренний диаметр подшипника, уста-
навливаемого в крышку со стороны контактных колец, т. к. при сборке подшип-
ник проходит над кольцами. Малый диаметр колец способствует кроме того
уменьшению износа щеток. Именно по условиям монтажа некоторые фирмы
применяют в качестве задней опоры ротора роликовые подшипники, т. к. шари-
ковые того же диаметра имеют меньший ресурс. Валы роторов выполняются, как
правило, из мягкой автоматной стали, однако, при применении роликового под-
шипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны
контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала цемен-
тируется и закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз
под шпонку для крепления шкива. Однако, во многих современных конструк-
циях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление
или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от
проворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке, когда необхо-
димо снять шкив и вентилятор.

У генераторов легковых автомобилей значительную проблему составляет
магнитный шум генератора. Для уменьшения этого шума клювы полюсной си-
стемы имеют небольшие скосы по краям. Некоторые фирмы применяют специ-
альное немагнитное противошумовое кольцо, расположенное под острыми кра-
ями клювов и приваренное к ним. Кольцо не дает клювам приходить в колебание
и излучать звук.

Отечественные генераторы оборудованы цилиндрическими медными
кольцами, к которым припаяны или приварены концы обмотки возбуждения.
В мировой практике встречаются кольца из латуни или нержавеющей стали, что
снижает их износ и окисление, особенно во влажной среде. Встречаются также
кольца, расположенные по торцу вала.

Щеточный узел - это пластмассовая конструкция, в которой размещаются
щетки, т. е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются
щетки двух типов - меднографитные и электрографитные.

Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом
по сравнению с меднографитными, что неблагоприятно сказывается на выход-
ных характеристиках генератора, однако они обеспечивают значительно мень-
ший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин.
Обычно щетки устанавливаются по радиусу контактных колец, но встречаются
и так называемые реактивные щеткодержатели, где ось щеток образует угол
с радиусом кольца в месте контакта щетки. Это уменьшает трение щетки в
направляющих щеткодержателя и тем обеспечивается более надежный контакт
щетки с кольцом. Часто щеткодержатель и регулятор напряжения образуют не-
разборный единый узел. Выпрямительные узлы применяются двух типов - либо
это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются (или припаиваются)
диоды силового выпрямителя или на которых распаиваются и герметизируются
кремниевые переходы этих диодов, либо это конструкции с сильно развитым
оребрением, в которых диоды, обычно таблеточного типа, припаиваются к теп-
лоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый
корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде
отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществ-
ляется шинками. Включение выпрямительных блоков в схему генератора осу-
ществляется распайкой или сваркой выводов фаз на специальных монтажных
площадках выпрямителя или винтами.

Наиболее опасным для генератора и особенно для проводки автомобиль-
ной бортовой сети является перемыкание пластин теплоотводов, соединенных
с «массой» и выводом «+•» генератора случайно попавшими между ними метал-
лическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязне-
нием, т. к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной
батареи и возможен пожар. Во избежание этого пластины и другие части выпря-
мителя генераторов некоторых фирм частично или полностью покрывают изо-
ляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока тепло-
отводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного мате-
риала, армированными соединительными шинками. Подшипниковые узлы гене-
раторов это, как правило, радиальные шариковые подшипники с одноразовой за-
кладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними
уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применя-
ются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, аме-
риканскими фирмами.

Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец -
обычно плотная, со стороны привода - скользящая, в посадочное место крышки
наоборот - со стороны контактных колец - скользящая, со стороны привода -
плотная. Так как наружная обойма подшипника со стороны контактных колец
имеет возможность проворачиваться в посадочном месте крышки, то подшипник
и крышка могут вскоре выйти из строя, возникнет задевание ротора за статор.
Для предотвращения проворачивания подшипника в посадочное место крышки
помещают различные устройства - резиновые кольца, пластмассовые стакан-
чики, гофрированные стальные пружины и т. и. Конструкцию регуляторов нап-
ряжения в значительной мере определяет технология их изготовления. При из-
готовлении схемы на дискретных элементах, регулятор обычно имеет печатную
плату, на которой располагаются эти элементы. При этом некоторые элементы,
например, настроечные резисторы могут выполняться по толстопленочной тех-
нологии.

Гибридная технология предполагает, что резисторы выполняются на кера-
мической пластине и соединяются с полупроводниковыми элементами - дио-
дами, стабилитронами, транзисторами, которые в бескорпусном или корпусном
исполнении распаиваются на металлической подложке. В регуляторе, выполнен-
ном на монокристалле кремния, вся схема регулятора размещена в этом кри-
сталле. Гибридные регуляторы напряжения и регуляторы напряжения на моно-
кристалле ни разборке, ни ремонту не подлежат. Охлаждение генератора осу-
ществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу.
При этом у традиционной конструкции генераторов (рис. 17, а) воздух засасыва-
ется центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У ге-
нераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне
внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези
этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места - к выпрямителю
и регулятору напряжения. На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного
пространства, в котором температура воздуха слишком велика, применяют гене-
раторы со специальным кожухом (рис. 17, б), закрепленным на задней крышке и
снабженным патрубком со шлангом, через который в генератор поступает хо-
лодный и чистый забортный воздух. Такие конструкции применяются, например,
на автомобилях ВМ\У. У генераторов «компактной» конструкции охлаждающий
воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек (рис. 17, в).

Рис. 17. Система охлаждения генераторов:
а - генераторы обычной конструкции;

б - генераторы для повышенной температуры в подкапотном пространстве;

в - генераторы компактной конструкции

Стрелками показано направление воздушных потоков. Генераторы боль-
шой мощности, устанавливаемые на спецавтомобили, грузовики и автобусы
имеют некоторые отличия. В частности, в них встречаются две полюсные си-
стемы ротора, насаженные на один вал и, следовательно, две обмотки возбужде-
ния, 72 паза на статоре и т. п. Однако принципиальных отличий в конструктив-
ном исполнении этих генераторов от рассмотренных конструкций нет. На ри-
сунке 18 представлен генератор традиционной конструкции (генератор
581.3701). Генератор имеет расположение щеточных и выпрямительных узлов
во внутренней полости, регулятор встроен в щеточный узел.
Рис. 18. Генератор 581.3701:

Основные части: 1 - гайка; 2 - пружинная шайба; 3 - шкив; 4 - вентилятор,
5 - крышка со стороны привода; 6. 8 - дистанционная втулка;

7 - передний шарикоподшипник;

9 - внутренняя шайба крепления подшипника; 10 - шпонка;

11 - вал ротора; 12 - ротор; 13 - обмотка возбуждени; 14 - втулка;

15 - щеткодержатель; 16 - токоведушая шина; 17 - пружины щеток;

18 - кожуж регулятора напряжения;

19 - винт крепления щеткодержателя и регулятора; 20 - регулятор напряжения;

21 - щетки; 22 - задний шарикоподшипник;

23 - крышка заднего шарикоподшипника;

24 - крышка со стороны контактных колец; 25 - выпрямительные диоды;

26 - выпрямительный блок; 27 - изоляционные втулки;

28 - статор; 29 - обмотка статора; 30 - контактные кольца

В настоящее время на автомобили Лада Калина штатно устанавливают ге-
нератор типа 5132.3771 (рис. 19) производства концерна «ПРАМО»(Россия), но
может быть установлен генератор типа 9402.3701-06. Оба генератора перемен-
ного тока, трехфазные, со встроенным выпрямительным блоком и электронным
регулятором напряжения.
Рис. 19. Генератор 9402.3701-06 Лада Калина ВАЗ 1118;

1 - выпрямительный блок; 2 - втулка подшипника;

3 - задний подшипник вала ротора; 4 — контактные кольца;

5 - вывод «В + » генератора; 6 - кожух;

7 - регулятор напряжения со щеткодержателем; 8 - стяжной винт;

9 - задняя крышка; 10 - статор; 11 - передняя крышка;

12 - дистанционное кольцо;

13 - передний подшипник; 14 - шкив;

15 - шайба; 16 - ротор

На автомобиль Лада Гранта устанавливают трехфазный генератор пере-
менного тока с электромагнитным возбуждением, встроенными выпрямитель-
ным блоком и электронным регулятором напряжения. Вал генератора установ-
лен на подшипниках закрытого типа, не требующих дополнительной смазки
в течение всего срока службы генератора. На валу расположены несъемная
крыльчатка вентилятора, выполненная в одном узле с ротором, и приводной
шкив. Вал генератора приводится во вращение ременной передачей от шкива ко-
ленчатого вала.

На рисунке 20 представлен генератор компактной конструкции фирмы
Воясй. Аналогичную конструкцию имеет генератор 9422.3701 автомобиля
ВА32110, генератор 26.3771 автомобилей ВАЗ. В этих генераторах щеточный,
выпрямительный узлы и регуляторы напряжения закреплены на задней крышке
под пластмассовым колпаком.
Рис. 20. Генератор компактной конструкции фирмы ВоясЬ

Статор генератора устанавливается между крышками, причем их посадоч-
ные места контактируют с наружной поверхностью пакета статора. Чем глубже
статор утоплен в крышке, тем меньше вероятность появления перекоса подшип-
ников, установленных в крышках. Некоторые зарубежные фирмы выпускают ге-
нераторы, у которых статор полностью утоплен в переднюю крышку, суще-
ствуют конструкции, у которых средние листы пакета выступают над осталь-
ными и они являются посадочным местом для крышки.

Крепежные лапы и натяжное ухо отливаются заодно с крышками. Отли-
чием генераторов ВАЗ является наличие шпильки вместо натяжного уха. Отече-
ственные генераторы традиционной конструкции имеют двухлапное крепление,
крепежные лапы выполнены заодно с крышками. Зарубежные генераторы легко-
вых автомобилей крепятся на двигателе обычно за одну лапу, которую имеет пе-
редняя крышка. Впрочем, однолапное крепление может осуществляться стыков-
кой приливов обеих крышек. На отечественных генераторах компактной кон-
струкции расширяется применение однолапного крепления.

Пакет статора отечественных генераторов набирается из стальных листов
толщиной 0,5-1 мм. Однако более прогрессивной технологией является навивка
пакета из ленты или набор его из стальных подковообразных сегментов, т. к. при
этом снижается расход стали. Листы скреплены между собой сваркой. Пазы изо-
лированы пленкоэлектрокартоном, полиэтилентерефталатной пленкой или
напылением изоляции, обмотки выполняются проводами ПЭТ200, ПЭТД-
180,ПЭТВМ, ПЭСВ-3 и др. У распределенной обмотки секция разбивается на две
полусекции, исходящие из одного паза, причем одна полусекция отходит влево,
другая вправо. Петлевая обмотка имеет секции или полусекции в виде катушек
с лобовыми соединениями по обе стороны пакета статора, волновая же действи-
тельно напоминает волну, т. к. ее лобовые соединения расположены поочередно
то с одной, то с другой стороны статора.
Выпрямительные узлы, применяющиеся на автомобильных генераторах,
разделяются на два типа: либо это пластины - теплоотводы, в которые запрессо-
вываются или к которым припаиваются диоды, а как вариант - в которых герме-
тизированы кремневые переходы, либо это сильно оребренные конструкции,
к которым припаиваются диоды таблеточного типа. Типичный отечественный
выпрямительный блок БПВ11-60 генератора 37.3701, блоки генераторов фирм
ВоясЬ (Германия), Бйрроп Вепяо (Япония), относящиеся к первому типу, а также
блок генераторов фирмы Ма§пеП МагеШ (Италия) второго типа вместе с приме-
няющимися на них диодами изображены на рисунке 21.

Выпрямительные блоки отечественных генераторов используют диоды
Д104-20, Д104-25 и Д104-35, рассчитанные, соответственно, на максимально до-
пустимые токи 20, 25 и 35 А, или их аналоги, имеющие такие же размеры и ха-
рактеристики, а также, в последних конструкциях, силовые стабилитроны. Ста-
билитроны применяются в основном там, где на генераторы установлены регу-
ляторы с микросхемой на монокристалле кремния или с использованием поле-
вых транзисторов.

Рис. 21. Выпрямительные блоки генераторов:
а1, а2, аЗ, а4 - выпрямительные блоки, соответственно,
БПВ 11-60 генератора 37.3701; генератора ВО8СН;
генераторов №рроп Вепяо; генераторов Марлей МагеШ;

61, 62, 63, 64 — соответственно диоды этих блоков;
1 — положительный теплоотвод; 2 — отрицательный теплоотвод;

3 - диоды основного выпрямителя; 4 — диоды дополнительного выпрямителя
Диоды и стабилитроны выполняются в корпусе диаметром 12,77 мм, в мо-
дификациях с анодом или катодом на корпусе, для запрессовки соответственно
в отрицательный или положительный теплоотводы. В трехфазных генераторах
максимальный ток генератора не должен превышать утроенное значение макси-
мально допустимого тока через диод, установленный в выпрямителе. Если это
происходит, применяют параллельное включение диодов или выпрямителей.
В дополнительном выпрямителе устанавливаются диоды на ток 2 А.

Блок БПВ 76-80-02 выполнен на силовых стабилитронах и имеет 4 плеча
и дополнительный выпрямитель на ток 6 А. Аналогичный блок БПВ 26-80 имеет
3 плеча на силовых стабилитронах. Подшипниковые узлы генераторов - это, как
правило, радиальные шариковые подшипники со встроенными в подшипник
уплотнениями и одноразовой закладкой смазки. Посадка шариковых подшипни-
ков со стороны контактных колец на вал плотная в крышку - скользящая, со сто-
роны привода, наоборот, плотная посадка в крышку и скользящая на вал. Такая
посадка оставляет возможность проворота наружной обоймы подшипника
со стороны контактных колец в гнезде с последующим выходом его из строя.

Привод генератора осуществляется клиновым ремнем через шкив, уста-
новленный на валу ротора. Качество обеспечения питанием потребителей, в том
числе зарядка АКБ, зависит от передаточного числа ременной передачи, равном
отношению диаметров ручьев шкивов коленчатого вала двигателя и генератора.
Чем больше это число, тем больший ток может отдать потребителям генератор.

Принцип действия генератора

Преобразование механической энергии, которую автомобильный генера-
тор получает от двигателя внутреннего сгорания через ременную передачу в
электрическую происходит, в соответствии с явлением электромагнитной индук-
ции. Суть явления состоит в том, что, если изменять магнитный поток, пронизы-
вающий катушку, витки которой выполнены из проводящего материала, напри-
мер, медного провода, то на выводах катушки появляется электрическое напря-
жение, равное произведению числа ее витков на скорость изменения магнитного
потока. Возможны два варианта изменения магнитного потока: по значению и
направлению, что обеспечивается в щеточной конструкции вентильного генера-
тора или только по значению, что характерно для индукторного бесщеточного
генератора. Для образования магнитного потока достаточно пропустить через
катушку электрический ток. Эта катушка образует обмотку возбуждения. Об-
мотка статора - трехфазная. Она состоит из трех обмоток фаз, которые иногда
называют просто фазами, токи и напряжения в которых смещены на 120°, как
показано на рисунках 22, 23.
Рис. 22. Генератор переменного тока с ротором, представляющим
собой постоянный магнит

Рис. 23. Вентильный щеточный генератор:

1 - статор, 2 - обмотка статора; 3 - полюс ротора; 4 - контактные кольца;

5 - обмотка возбуждения

Катушки помещены в пазы стальной конструкции, магнитопровода ста-
тора. Обмотка статора с его магнитопроводом образует собственно статор, глав-
ную неподвижную часть, а обмотка возбуждения с полюсной системой и неко-
торыми другими деталями (валом, контактными кольцами) - ротор, главную вра-
щающуюся часть.

Питание обмотки возбуждения может осуществляться от самого генера-
тора. В этом случае генератор работает на самовозбуждении. При этом остаточ-
ный магнитный поток в генераторе, т. е. поток, который образуют стальные ча-
сти магнитопровода при отсутствии тока в обмотке возбуждения, невелик и обес-
печивает самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вра-
щения. Поэтому в схему ГУ, там где обмотки возбуждения не соединены с АКБ,
вводят такое внешнее соединение, обычно через лампу контроля работоспособ-
ного состояния ГУ.

Ток, поступающий через эту лампу в обмотку возбуждения после включе-
ния выключателя зажигания и обеспечивает первоначальное возбуждение гене-
ратора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать
ЛКБ, но и не слишком малой, т. к. в этом случае генератор возбуждается при
слишком высоких частотах вращения, поэтому фирмы-изготовители оговари-
вают необходимую мощность контрольной лампы - обычно 2-3 Вт.

При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются по-
переменно «северный», и «южный» полюсы ротора, т. е. направление магнит-
ного потока, пронизывающего катушку, меняется, и вызывает появление в ней
переменного напряжения, его частота / зависит от частоты вращения ротора ге-
нератора М и числа его пар полюсов р:

Г= (р”)

60

За редким исключением генераторы имеют шесть «южных» и шесть «се-
верных» полюсов в магнитной системе ротора. В этом случае частота Гв 10 раз
меньше частоты вращения я ротора генератора. Поскольку свое вращение ротор
генератора получает от коленчатого вала двигателя, то по частоте переменного
напряжения генератора можно измерять частоту вращения коленчатого вала
двигателя. Для этого у генератора делается вывод обмотки статора, к которому
и подключается тахометр. При этом напряжение на входе тахометра имеет пуль-
сирующий характер, т. к. он оказывается включенным параллельно диоду сило-
вого выпрямителя генератора. С учетом передаточного числа / ременной пере-
дачи от двигателя к генератору частота сигнала на входе тахометра /т связана с
частотой вращения коленчатого вала двигателя Ийв соотношением:

Г=(р*= Мда(1))/60

В случае проскальзывания приводного ремня это соотношение немного
нарушается и поэтому следует следить, чтобы ремень всегда был достаточно
натянут. При р = 6, (в большинстве случаев) приведенное выше соотношение
упрощается/т =	Бортовая сеть требует подведения к ней постоянного

напряжения. Поэтому обмотка статора питает бортовую сеть автомобиля через
выпрямитель, встроенный в генератор.

Фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник». При соединении
в «треугольник» фазные токи в э/3 раза меньше линейных, в то время как
у «звезды» линейные и фазные токи равны. Это значит, что при том же отдавае-
мом генератором токе, ток в обмотках фаз при соединении в «треугольник» зна-
чительно меньше, чем у «звезды». Поэтому в генераторах большой мощности
довольно часто применяют соединение в «треугольник», т. к. при меньших токах
обмотки можно наматывать более тонким проводом, что технологичнее. Однако
линейное напряжение у звезды в э/3 раз больше фазного, в то время как у «тре-
угольника» они равны, и для получения такого же выходного напряжения при
тех же частотах вращения ротора «треугольник» требует соответствующего уве-
личения числа витков фаз по сравнению со «звездой».

Принципиальная схема ГУ показана на рисунке 24.
7

Рис. 24. Принципиальная схема ГУ:

Пф1 - Иф» - напряжение в обмотках фаз: Па - выпрямленное напряжение;

Пл - линейные напряжения; 1, 2, 3 - обмотки трех фаз статора:

4 - диоды силового выпрямителя; 5 - АКБ; 6 - нагрузка;

7 - диоды выпрямителя обмотки возбуждения;

8 - обмотка возбуждения; 9 - РН

Более тонкий провод можно применять и при соединении «звезда». В этом
случае обмотку выполняют из двух параллельно соединенных обмоток, каждая
из которых соединена в «звезду», т. е. соединением «двойная звезда». Выпрями-
тель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых ди-
одов, три из которых: УП1, УВЗ и УЭ5 соединены с выводом « + » генератора,
а другие три: \'О2, \'Э4 и УЭ6 с выводом «-» («массой»). При необходимости
форсирования мощности генератора применяется дополнительное плечо выпря-
мителя на диодах УВ7, УТ)8. Такая схема выпрямителя может иметь место
только при соединении обмоток статора в «звезду», т. к. дополнительное плечо
запитывается от «нулевой» точки «звезды».

У значительного количества типов генераторов зарубежных фирм обмотка
возбуждения подключается к собственному выпрямителю, собранному на дио-
дах УГ)9 -УЕП1. Такое подключение обмотки возбуждения препятствует проте-
канию через нее тока разряда АКБ при неработающем двигателе / автомобиля.
Полупроводниковые диоды находятся в открытом состоянии и не оказывают су-
щественного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряже-
ния в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном
52
напряжении. Фазные напряжения Оф । действует в обмотке первой фазы, ГГф? -
второй, ГГфз - третьей. Эти напряжения изменяются по кривым, близким к сину-
соиде и в одни моменты времени они положительны, в другие отрицательны.
Если положительное направление напряжения в фазе принять по стрелке,
направленной к нулевой точке обмотки статора, а отрицательное от нее то,
например, для момента времени 11, когда напряжение второй фазы отсутствует,
первой фазы - положительно, а третьей - отрицательно. Ток через обмотки, ди-
оды и нагрузку будет протекать в направлении этих стрелок. При этом открыты
диоды \Т>1 и УВ4. Рассмотрев любые другие моменты времени легко убедиться,
что в трехфазной системе напряжения, возникающего в обмотках фаз генера-
тора, диоды силового выпрямителя переходят из открытого состояния в закры-
тое и обратно таким образом, что ток в нагрузке имеет только одно направление -
от вывода «+» ГУ к ее выводу «-» («массе»), т. е. в нагрузке протекает постоян-
ный (выпрямленный) ток. Диоды выпрямителя обмотки возбуждения работают
аналогично, питая выпрямленным током эту обмотку. Причем в выпрямитель
обмотки возбуждения тоже входят 6 диодов, но три из них \-'П2, \'Э4, УГ)6 об-
щие с силовым выпрямителем. Так в момент времени Г открыты диоды \ТЭ4 и
УЭ9, через которые выпрямленный ток и поступает в обмотку возбуждения.
Этот ток значительно меньше, чем ток, отдаваемый генератором в нагрузку. По-
этому в качестве диодов УО9 - VI) 11 применяются малогабаритные слаботоч-
ные диоды на ток не более 2 А.

Остается рассмотреть принцип работы плеча выпрямителя, содержащего
диоды УЭ7 и УГ)8. Если бы фазные напряжения изменялись чисто по синусоиде,
эти диоды вообще не участвовали бы в процессе преобразования переменного
тока в постоянный. Однако в реальных генераторах форма фазных напряжений
отличается от синусоиды. Она представляет собой сумму синусоид, которые
называются гармоническими составляющими или гармониками - первой, ча-
стота которой совпадает с частотой фазного напряжения, и высшими, главным
образом, третьей, частота которой в три раза выше, чем первой. Представление
реальной формы фазного напряжения в виде суммы двух гармоник (рис. 25).

Рис. 25. Представление фазного напряжения ГГф в виде суммы синусоид
первой (П1) и третьей (Оз) гармоник
В линейном напряжении, т. е. в том напряжении, которое подводится к вы-
прямителю и выпрямляется, третья гармоника отсутствует. Это объясняется тем,
что третьи гармоники всех фазных напряжений совпадают по фазе. Таким обра-
зом, третья гармоника в фазном напряжении присутствует, а в линейном - нет.
Следовательно мощность, развиваемая третьей гармоникой фазного напряжения
не может быть использована потребителями. Чтобы использовать эту мощность
добавлены диоды \ТЭ7 и \ТЭ8, подсоединенные к нулевой точке обмоток фаз,
т. е. к точке где сказывается действие фазного напряжения. Диоды выпрямляют
напряжение третьей гармоники фазного напряжения, их применение увеличи-
вает мощность генератора на 5-15 % при частоте вращения более 3000 мин'1.

Выпрямленное напряжение носит пульсирующий характер. Эти пульсации
можно использовать для диагностики выпрямителя. Если пульсации идентичны -
выпрямитель работает нормально, если же картинка на экране осциллографа
имеет нарушение симметрии — возможен отказ диода. Проверку эту следует про-
изводить при отключенной ЛКБ. Под термином «выпрямительный диод» иногда
это просто полупроводниковый кремниевый переход, загерметизированный на
теплоотводе.

Применение электроники и особенно, микроэлектроники, т. е. применение
полевых транзисторов или выполнение всей схемы РН на монокристалле крем-
ния, потребовало введения в ГУ элементов защиты ее от всплесков высокого
напряжения. Такая защита обеспечивается тем, что диоды силового моста заме-
нены стабилитронами. Отличие стабилитрона от выпрямительного диода со-
стоит в том, что при воздействии на него напряжения в обратном направлении
он не пропускает ток лишь до определенной величины этого напряжения, назы-
ваемого напряжением стабилизации. В силовых стабилитронах напряжение ста-
билизации составляет 25-30 В, при достижении этого напряжения стабилитроны
«пробиваются», т. е. начинают пропускать ток в обратном направлении, причем
в определенных пределах изменения силы этого тока напряжение на стабилит-
роне, а, следовательно, и на выводе « + » генератора остается неизменным, не
достигающем опасных для электронных узлов значений. Свойство стабилитрона
поддерживать на своих выводах постоянство напряжения после «пробоя» ис
пользуется и в регуляторах напряжения.

Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения (РН) предназначен для автоматического поддержа-
ния постоянного напряжения на выходе генераторной установки независимо от
частоты вращения якоря (ротора) и нагрузки генератора.

РН поддерживают напряжение генератора в определенных пределах ддя
оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомо-
биля. Все регуляторы напряжения имеют измерительные элементы, являющиеся
датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регу-
лирование.

По способу регулирования силы тока возбуждения их подразделяют на два
вида:
-	регуляторы непрерывного действия, в которых все сигналы представ-
ляют собой непрерывные функции времени;

-	регуляторы дискретного действия, осуществляющие модулирование сиг-
налов (АИМ, ШИМ, ВИМ, ЧИМ и др.).

Практическое применение для регулирования напряжения и тока автомо-
бильного генератора нашли дискретные регуляторы.

По конструктивным признакам и применяемой элементной базе РН под-
разделяют на контактные (вибрационные), контактно-транзисторные и бескон-
тактные (транзисторные, теристорные и интегральные).

На первых моделях автомобилей семейства ВАЗ широко использовались
вибрационные двухступенчатые регуляторы напряжения типа РР38О, которые
позднее без каких-либо изменений в системе электрооборудования автомобиля
заменены на электронный бесконтактный регулятор. Регулятор напряжения РР-
380 представляет собой электромагнитное реле (рис. 26).

10

Рис. 26. Регулятор напряжения РР - 380'

1 - защитная пластина; 2 - дополнительный резистор;

3 - нижняя прокладка с гнездами штекеров «15» и «67»;

4 — прокладка крышки; 5 - дроссель;

6 - гайка крепления стоек; 7 - стойка нижнего контакта;

8 - стойка верхнего контакта; 9 - обмотка регулятора;

10 - якорь; 11 - пружина якоря;

12 - кронштейн пружины; 13 - ярмо; 14 - основание

Электрическая схема РН представлена на рисунке 27.
Рис. 27. Электрическая схема регулятора напряжения:

1 - дроссель; 2 - термокомпенсирующий резистор; 3 - обмотка регулятора;

4 — дополнительные резисторы

Принцип действия полупроводникового электронного РН

В настоящее время все ГУ оснащаются полупроводниковыми электрон-
ными РН, как правило встроенными внутрь генератора.

Характерной конструктивной особенностью электронного регулятора
121.3702 является блочный принцип. По конструктивно-технологическим при-
знакам РН относится к блокам со смешанным монтажом и навесными электри-
ческими элементами. Монтаж платы - печатный, внутриблочный монтаж - объ-
емный. РН размещен в корпусе из цинкового сплава, в котором имеются разъемы
для подключения его к обмотке возбуждения генератора и к выводу « + » гене-
ратора (через выключатель зажигания). Корпус соединен с «массой» и закрыт
пластмассовой крышкой.

Электронный блок состоит из двух узлов: печатной платы с навесными
электрическими элементами и теплоотвода, на котором установлен транзистор.
Основу печатной платы (рис. 28) составляет стеклотекстолит электротехниче-
ский листовой, облицованный с одной стороны красномедной электротехниче-
ской фольгой толщиной 0,05 мм.
Рис. 28. Монтажная плата и схема соединений электронного РН

На поверхность этого основания нанесен печатный монтаж, выполняющий
функции монтажных проводов, разъемов и контактных деталей. Навесные эле-
менты размещены параллельно к поверхности платы со стороны, противополож-
ной размещению печатных проводников. Регулятор смонтирован на печатной
плате, изготовленной из фольгированного гетинакса (стекло - текстолита) тол-
щиной 2 мм. Мощный транзистор Т2 укреплен на радиаторе. Выводы транзи-
стора Т1 впаиваются в соответствующие проводники печатного монтажа. Элек-
троды транзистора изолированы от теплоотвода посредством изоляционной ко-
лодки, приклеенной к теплоотводу. Резистор Р2 установлен на плате с помощью
П-образной скобы, изготовленной из латуни толщиной 0,8—1 мм.

Печатная плата укреплена на скобе (из листовой стали толщиной 1,5 мм)
при помощи четырех винтов на стойках и закрыта крышкой, из листового мате-
риала (дюралюминия или латуни). При сборке между крышкой и скобой уста-
навливают пылезащитную резиновую прокладку. Штекеры изготовлены из ла-
туни толщиной 0,8—1 мм, приклепаны к плате, для обеспечения надежного элек-
трического контакта дополнительно припаяны к фольге. Упрощенная электриче-
ская схема электронного РН приведена на рисунке 29.

Рис. 29. Электрическая схема регулятора 121.3702
Схемы исполнения и конструктивное оформление полупроводниковых
электронных РН могут быть различны, но принцип работы одинаков. Напряже-
ние генератора без регулятора зависит от частоты вращения его ротора, магнит-
ного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы
тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям.
Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение
генератора, чем больше сила тока его нагрузки - тем меньше это напряжение.

Функцией РН является стабилизация напряжения при изменении частоты
вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Электронные ре-
гуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки
возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжи-
тельность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации
напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения об-
мотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить - увеличивается.

Принцип работы электронного регулятора удобно продемонстрировать на
достаточно простой схеме регулятора типа ЕЕ 14УЗ фирмы Воксй, представлен-
ной на рисунке 30.

Рис. 30. Схема регулятора напряжения ЕЕ14УЗ фирмы ВО8СН:

1 - генератор, 2 - регулятор напряжения, 8А - замок зажигания,
НЬ - контрольная лампа на панели приборов

Стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжениях, ниже вели-
чины напряжения стабилизации. При достижении напряжением этой величины,
стабилитрон «пробивается» и по нему начинает протекать ток. Таким образом,
стабилитрон в регуляторе является эталоном напряжения с которым сравнива-
ется напряжение генератора. Транзисторы пропускают ток между коллектором
и эмиттером, т. е. открыты, если в цепи «база - эмиттер» ток протекает, и не
пропускают этого тока, т. е. закрыты, если базовый ток прерывается. Напряже-
ние к стабилитрону \Т)2 подводится от вывода генератора «Г)+» через делитель
напряжения на резисторах К.1--К.З и диод УЕ>1, осуществляющий температурную
компенсацию. Пока напряжение генератора невелико и напряжение на стабилит-
роне ниже его напряжения стабилизации, стабилитрон закрыт, через него, а, сле-
довательно, и в базовой цепи транзистора УТ1 ток не протекает. В этом случае
ток через резистор Кб от вывода «В+» поступает в базовую цепь транзистора
УТ2, который открывается, через его переход эмиттер - коллектор начинает про-
текать ток в базе транзистора УТЗ, который также открывается. При этом об-
мотка возбуждения генератора оказывается подключена к цепи питания через
переход эмиттер - коллектор УТЗ.

Соединение транзисторов УТ2 и УТЗ, при котором их коллекторные вы-
воды объединены, а питание базовой цепи одного транзистора производится от
эмиттера другого, называется схемой Дарлингтона. При таком соединении оба
транзистора могут рассматриваться как один составной транзистор с большим
коэффициентом усиления. Обычно такой транзистор и выполняется на одном
кристалле кремния. Если напряжение генератора возросло, например, из-за уве-
личения частоты вращения его ротора, то возрастает и напряжение на стабилит-
роне УГ)2, при достижении этим напряжением величины напряжения стабилиза-
ции, стабилитрон УВ2 «пробивается», ток через него начинает поступать в базо-
вую цепь транзистора УТ1, который открывается и своим переходом эмиттер -
коллектор закорачивает вывод базы составного транзистора УТ2, УТЗ на
«массу». Составной транзистор закрывается, разрывая цепь питания обмотки
возбуждения. Ток возбуждения спадает, уменьшается напряжение генератора,
закрываются стабилитрон УТ2, транзистор УТ1, открывается составной транзи-
стор УТ2,УТЗ, обмотка возбуждения вновь включается в цепь питания, напря-
жение генератора возрастает и процесс повторяется. Таким образом регулирова-
ние напряжения генератора РН осуществляется дискретно через изменение от-
носительного времени включения обмотки возбуждения в цепь питания. При
этом ток в обмотке возбуждения изменяется так, как показано на рисунке 31.

Если частота вращения генератора возросла или нагрузка его уменьши-
лась, время включения обмотки уменьшается, если частота вращения уменьши-
лась или нагрузка возросла - увеличивается. В схеме регулятора имеются эле-
менты, характерные для схем всех применяющихся на автомобилях РН. Диод
УОЗ при закрытии составного транзистора УТ2,УТЗ предотвращает опасные
всплески напряжения, возникающие из-за обрыва цепи обмотки возбуждения со
значительной индуктивностью. В этом случае ток обмотки возбуждения может
замыкаться через этот диод и опасных всплесков напряжения не происходит.
Диод УЛЗ называют гасящим. Сопротивление К7 - сопротивление жесткой об-
ратной связи.
Рис. 31. Изменение силы тока в обмотке возбуждения ЗВ
по времени I при работе РН:

А/, время включения и выключения обмотки возбуждения РН;

П1 пг - частоты вращения ротора генератора;

•1в! и .1в: - средние значения силы тока в обмотке возбуждения

При открытии составного транзистора УТ2, УТЗ оно оказывается подклю-
ченным параллельно сопротивлению КЗ делителя напряжения, при этом напря-
жение на стабилитроне УТ2 резко уменьшается, это ускоряет переключение
схемы регулятора и повышает частоту этого переключения, что благотворно ска-
зывается на качестве напряжения генераторной установки. Конденсатор С1 яв-
ляется своеобразным фильтром, защищающим регулятор от влияния импульсов
напряжения на его входе. Конденсаторы в схеме регулятора предотврашают пе-
реход схемы в колебательный режим и возможность влияния посторонних высо-
кочастотных помех на работу регулятора, либо ускоряют переключение транзи-
сторов. При этом конденсатор, заряжаясь в один момент времени, разряжается
на базовую цепь транзистора в другой момент, ускоряя броском разрядного тока
переключение транзистора и снижая его нагрев и потери энергии в нем.

При неработающем двигателе автомобиля замыкание контактов выключа-
теля зажигания 8А позволяет току от аккумуляторной батареи ОА через эту
лампу поступать в обмотку возбуждения генератора. Этим обеспечивается пер-
воначальное возбуждение генератора. Лампа горит, сигнализируя, что в цепи об-
мотки возбуждения нет обрыва. После запуска двигателя, на выводах генератора
«П+» и <\В+» появляется практически одинаковое напряжение и лампа гаснет.
Если генератор при работающем двигателе автомобиля не развивает напряже-
ния, то лампа 111_ продолжает гореть, что является сигналом об отказе генератора
или обрыве приводного ремня. Введение резистора К в ГУ способствует расши-
рению диагностических способностей лампы НЕ. В случае обрыва цепи обмотки
возбуждения при работающем двигателе автомобиля лампа НЬ загорается.

В настоящее время все больше фирм переходит на выпуск генераторных
установок без дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения. В этом слу-
чае в регулятор заводится вывод фазы генератора. При неработающем двигателе
60
автомобиля, напряжение на выводе фазы генератора отсутствует и РН в этом
случае переходит в режим, препятствующий разряду АКБ на обмотку возбужде-
ния. После запуска двигателя сигнал с вывода фазы генератора переводит схему
регулятора в нормальный режим работы. Схема регулятора осуществляет и
управление лампой контроля работоспособного состояния генераторной уста-
новки.

АКБ для своей надежной работы требует, чтобы с понижением темпера-
туры электролита, напряжение, подводимое к батарее от генераторной уста-
новки, несколько повышалось, а с повышением температуры - уменьшалось.
Для автоматизации процесса изменения уровня поддерживаемого напряжения
применяется датчик, помещенный в электролит АКБ и включенный в схему РН.
В простейшем же случае термокомпенсация в регуляторе подобрана таким обра-
зом, что в зависимости от температуры поступающего в генератор охлаждающего
воздуха напряжение ГУ изменяется в заданных пределах. На рисунке 32 показана
температурная зависимость напряжения, поддерживаемая регулятором ЕЕ14УЗ
фирмы ВозсЬ в одном из рабочих режимов (при частоте вращения 6000 мин1
и силе тока нагрузки 5А).

Рис. 32. Температурная зависимость напряжения, поддерживаемого
регулятором ЕЕ14УЗ фирмы ВозсЬ

Падающий характер зависимости обеспечивает хороший заряд АКБ при
отрицательной температуре и предотвращение усиленного выкипания ее элек-
тролита при высокой температуре.

Работа генераторной установки на разных режимах

При пуске двигателя основным потребителем электроэнергии является
стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение
напряжения на выводах аккумулятора. В этом режиме потребители электроэнер-
гии питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается. Сразу
после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснаб-
жения. Он обеспечивает требуемый ток для заряда аккумулятора и работы элек-
троприборов. После подзарядки аккумулятора разность его напряжения и гене-
ратора становится небольшой, что приводит к снижению зарядного тока. Источ-
ником электропитания является генератор, а аккумулятор сглаживает пульсации
61
напряжения генератора. При включении мощных потребителей электроэнергии
(например, обогревателя заднего стекла, фар, вентилятора отопителя и т. и.)
и небольшой частоте вращения ротора (малые обороты двигателя) суммарный
потребляемый ток может быть больше, чем способен отдать генератор. В этом
случае нагрузка ляжет на аккумулятор, и он начнет разряжаться, что можно кон-
тролировать по показаниям дополнительного индикатора напряжения или воль-
тметра.

Электрические схемы генераторных установок

Принципиальные электрические схемы генераторных установок приве-
дены рисунке 33.

Рис. 33. Схемы ГУ:

1 - генератор; 2 - обмотка возбуждения; 3 - обмотка статора; 4 — выпрямитель;

5 - выключатель; б - реле контрольной лампы; 7 - регулятор напряжения;

8 - контрольная лампа; 9 - помехоподавительный конденсатор;

10 - трансформаторно-выпрямительный блок; И - аккумуляторная батарея;

12 - стабилитрон защиты от всплесков напряжения; 13 - резистор

Генераторные установки могут иметь следующие обозначения выводов:
«плюс» силового выпрямителя: «+», В, 30, В +, ВАТ; «масса»: «-», В-, 31, В-,
М, Е, СКВ: вывод обмотки возбуждения' Ш, 67, ПР, Г, ЕХС, Е, Р, В; вывод для
соединения с лампой контроля исправности (обычно «плюс» дополнительного
выпрямителя, там, где он есть): Э, Г) +, 61, Ь, ТХО; вывод фазы: ~ , XV,К.
8ТА, вывод нулевой точки обмотки статора: 0, Мр; вывод регулятора напряже-
ния для подсоединения его в бортовую сеть, обычно к «+» аккумуляторной ба-
тареи: Б, 15, 8; вывод регулятора напряжения для питания его от выключателя
зажигания: 10, вывод РН для соединения его с бортовым компьютером: РК, Р.

Различают два типа невзаимозаменяемых РН - в одном типе (рис. 33, а) вы-
ходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод об-
мотки возбуждения генератора с «+» бортовой сети, в другом типе (рис. 33, б, в) -
с «-» бортсети. Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются
более распространенными.

Чтобы на стоянке АКБ не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генера-
тора (рис. 34, а, б) запитывается через выключатель зажигания. Однако при этом
контакты выключателя коммутируют ток, что неблагоприятно сказывается на их
сроке службы. Разгрузить контакты выключателя можно, используя промежу-
точное реле, но более прогрессивно, если через выключатель зажигания запиты-
вается лишь цепь управления регулятора напряжения (рис. 33, в), потребляющая
ток силой в доли ампера. Прерывание тока в цепи управления переводит элек-
тронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току про-
текать через обмотку возбуждения. Однако, применение выключателя зажигания
в цепи гм торной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на ав-
томобиле. Кроме того, в схемах на рисунке 33 (а, б, в), падение напряжения
в выключателе зажигания и других коммутирующих или защитных элементах,
включенных в цепь регулятора (штекерные соединения, предохранители), вли-
яет на уровень поддерживаемого регулятором напряжения и частоту переключе-
ния его выходного транзистора, что может сопровождаться миганием ламп осве-
тительной и светосигнальной аппаратуры, колебанием стрелок вольтметра и ам-
перметра.

Поэтому более перспективной является схема на рисунке 33, д, в которой
обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из
трех диодов. К выводу «Д» этого выпрямителя и подсоединяется обмотка воз-
буждения генератора. Схема допускает некоторый разряд аккумуляторной бата-
реи малыми токами по цепи регулятора напряжения и при длительной стоянке
рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы «+» аккумуляторной ба-
тареи.

Б схему на рисунке 33, д, введено подвозбуждение генератора от аккуму-
ляторной батареи через контрольную лампу 8. Небольшой ток, поступающий в
обмотку возбуждения через эту лампу от аккумуляторной батареи, достаточен
для возбуждения генератора и в то же время не может существенно влиять на
разряд аккумуляторной батареи. Обычно параллельно контрольной лампе вклю-
чают резистор 13, чтобы даже в случае перегорания контрольной лампы генера-
тор мог возбудиться. Контрольная лампа в схеме на рисунке 33, д, является од-
новременно и элементом контроля работоспособности генераторной установки.
В схеме применен стабилитрон 12, гасящий всплески напряжения, опасные для
электронной аппаратуры.
С целью контроля работоспособности в схеме на рисунке 33, а введены
реле с нормально замкнутыми контактами, через которые получает питание кон-
трольная лампа 8. Эта лампа загорается после включения замка зажигания и гас-
нет после пуска двигателя, т. к. под действием напряжения от генератора реле,
обмотка которого подключена к нулевой точке обмотки статора, разрывает свои
нормально замкнутые контакты и отключает контрольную лампу 8 от цепи пи-
тания. Если лампа 8 при работающем двигателе горит, значит ГУ неисправна.
В некоторых случаях обмотка реле контрольной лампы 6 подключается на вывод
фазы генератора.

Схема рисунка 33, е, характерна для генераторных установок с номиналь-
ным напряжением 28 В. В этой схеме обмотка возбуждения включена на нуле-
вую точку обмотки статора генератора, т. е. питается напряжением, вдвое мень-
шим, чем напряжение генератора.

При этом приблизительно вдвое снижаются и величины импульсов напря-
жения, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно ска-
зывается на надежность работы полупроводниковых элементов регулятора
напряжения. Резистор 13 служит тем же целям, что и контрольная лампа в схеме
рисунка 33, д, г, т. е. обеспечивает уверенное возбуждение генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генератор-
ная установка на два уровня напряжения 14/28В. Второй уровень 28В использу-
ется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для полу-
чения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или
трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ), как это показано на рисунке 33, г.
В системе на два уровня напряжения регулятор стабилизирует только первый
уровень напряжения 14В. Второй уровень возникает посредством трансформа-
ции и последующего выпрямления ТВБ переменного тока генератора. Коэффи-
циент трансформации трансформатора ТВБ близок к единице.

В некоторых генераторных установках зарубежного и отечественного про-
изводства регулятор напряжения поддерживает напряжение не на силовом выводе
генератора «+», а на выводе его дополнительного выпрямителя, как показано на
схеме рисунка 33, .ж. Схема является модификацией схемы рисунка 33, д, с устра-
нением ее недостатка - разряда аккумуляторной батареи регулятора напряжения
при длительной стоянке. Такое исполнение схемы генераторной установки воз-
можно потому, что разница напряжения на клеммах «+» и Д невелика. На ри-
сунке 33, ж, показана схема с дополнительным пдечом выпрямителя, выполнен-
ная на стабилитронах, которые в нормальном режиме работают, как обычные
выпрямительные диоды, а в аварийных режимах предотвращают появление
опасных всплесков напряжения. Резистор К, как было показано выше, расширяет
диагностические возможности схемы.

Генераторные установки без дополнительного выпрямителя, но с подво-
дом к регулятору вывода фаз, применение которых расширяется, выполняются
по схеме рисунка 33, з. В этом случае схема генераторной установки упрощается,
но усложняется схема регулятора напряжения, т. к. на него переносятся функции
предотвращения разряда аккумуляторной батареи на цепь возбуждения генера-
тора при неработающем двигателе автомобиля и управления лампой контроля
64
работоспособного состояния генераторной установки. На вход регулятора может
подаваться напряжение генератора или аккумуляторной батареи (пунктир на ри-
сунке 33, з), а иногда и оба этих напряжения сразу.

Конечно, стабилитрон 12 (рис. 33, д), защищающий от всплесков напряже-
ния дополнительное плечо выпрямителя, а также выполнение выпрямителя на
стабилитронах может быть использовано в любой из приведенных схем.

Некоторые фирмы применяют включение контрольной лампы через разде-
лительный диод, а в схемах рисунка 33, д, ж, включение ее идет через контакт-
ное реле. В этом случае обмотка реле включается на место контрольной лампы.
Если генераторная установка работает в комплексе с датчиком температуры
электролита, она имеет дополнительные выводы для его подсоединения.

Соединение генератора с регулятором напряжения и элементами контроля
работоспособности генераторной установки выполняются, в основном, по схе-
мам, приведенным на рис. Обозначения выводов на схемах 33, ж, д соответ-
ствует принятому фирмой ВозсЬ, а (з) - Кйрроп Эслзо. Однако другие фирмы
могут применять отличные от этих обозначения. Схема 33, ж применяется
наиболее широко особенно на автомобилях европейского производства Уо1уо,
АшМ, Мегяебез и др. В зависимости от типа генератора, его мощности, фирмы
изготовителя и особенно от времени начала его выпуска, силовой выпрямитель
может не содержать дополнительного плеча выпрямителя, соединенного с нуле-
вой точкой обмотки статора, т. е. иметь не 8, а 6 диодов, собираться на силовых
стабилитронах (рис. 33, д, з).

Фирма Тоуо1а, например, применяет включение лампы контроля работо-
способного состояния генераторной установки через разделительный диод. Ею
же применяется на некоторых марках автомобилей включение этой лампы через
контакты реле. В этом случае обмотка реле установлена на место контрольной
лампы 9 по схеме 33, ж, а сама лампа включается через нормально разомкнутые
контакты этого реле на «массу». Иногда вывод «Э+» используется там, где для
управления включением или отключением потребителя постоянного тока требу-
ется напряжение, появляющееся только после пуска двигателя автомобиля. Од-
нако величина тока, которую может отдать дополнительный выпрямитель об-
мотки возбуждения, подсоединенный к этому выводу, весьма ограничена и не
превышает обычно 6 А из которых до 5 А забирает сама обмотка возбуждения.
На выводе «XV» напряжение тоже появляется только после пуска двигателя, но
это напряжение пульсирующее, частота пульсации которого, как было показано
выше, связана с частотой вращения коленчатого вала двигателя. Этот вывод ис-
пользуется для питания устройств, реагирующих на частоту вращения, напри-
мер, тахометра. Недостатком схемы по рисунке 33, ж является то, что регулятор
поддерживает напряжение на выводе «Э+» генератора, а потребители, в том
числе, аккумуляторная батарея, включены на вывод «В+». Кроме того, при таком
включении регулятор не воспринимает падения напряжения в соединительных
проводах между генератором и аккумуляторной батареей и не вносит корректи-
ровок в напряжение генератора, чтобы компенсировать это падение. Эти недо-
статки устранены в схеме (рис. 33, д), где на входную цепь регулятора напряже-
ние подается от того места, где его следует стабилизировать - либо это вывод
65
аккумуляторной батареи, либо вывод «В+» генератора, а иногда, как показано на
рисунке 33, д, сразу от двух этих точек, чем предотвращается возможность воз-
никновения аварийного режима при обрыве этого соединения. Соединение регу-
лятора напряжения с аккумуляторной батареей обычно осуществляется, минуя
выключатель зажигания. В этом случае сила тока в этом соединении не превы-
шает нескольких миллиампер, что не опасно с точки зрения разряда аккумуля-
торной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Генераторные уста-
новки без дополнительного выпрямителя, применение которых расширяется,
особенно японскими и американскими фирмами выполняются по схеме рисунке
33, з. В этом случае схема генератора упрощается, но усложняется схема регуля-
тора напряжения, т. к. на него переносятся функции предотвращения разряда ак-
кумуляторной батареи на цепь возбуждения генератора при неработающем дви-
гателе автомобиля и управления лампой контроля работоспособного состояния
генераторной установки. В некоторых случаях на автомобилях находят приме-
нение двухуровневые системы напряжения, при которых вся бортовая сеть вы-
полняется на номинальное напряжение (у легковых автомобилей на 12В), а от-
дельные потребители включаются на повышенное напряжение. К числу таких
последних относятся стеклообогреватели, выполняемые напылением токопрово-
дящего слоя на стекло. Повышенное сопротивление стеклообогревателя требует
подведения к нему и повышенного напряжения для обеспечения нужной мощно-
сти для оттаивания стекла. Например, на американских автомобилях Когс! Таишь
и 8аЫе, на питание обогревателя подводится напряжение 75 В. При включении
стеклообогревателя все потребители, кроме стеклообогревателя, переходят на
питание от аккумуляторной батареи, генератор же питает только обогрев стекла,
причем регулятор напряжения отключается. Применяются и варианты питания
стеклообогревателей переменным током, забираемым с обмоток фаз генератора.
Цепи ГУ снабжаются предохранителями и переходными колодками. В частно-
сти, предохранители обычно устанавливаются в цепь контрольной лампы, а так-
же в цепях, соединяющих регулятор с АКБ и в цепи питания самой АКБ. Соеди-
нение генератора с аккумуляторной батареей у европейских автомобилей в боль-
шинстве случаев производится на выводе стартера, однако встречаются и соеди-
нения на переходных колодках. Если РН расположен вне генератора, то их
«массы» должны соединяться проводом. На некоторых генераторах, например,
у автомобилей СЬгуь1ег, Мегьейеь с целью максимального исключения влияний
вибрации двигателя, посадочные места в крепежных лапах снабжены резино-
выми втулками.

Условное обозначение генераторных установок

Обозначение элементов современной генераторной установки произво-
дится следующим образом: хххх.3701 - генератор; хххх.3702 - регулятор напря-
жения.

Перед точкой в обозначении ставятся соответствующие цифры. Первые
две цифры обозначают порядковый номер модели, третья - модификацию изде-
лия, четвертая - исполнение (1 - для холодного климата, 2 - общеклиматическое
исполнение, 3 - для умеренного и тропического климата, 6 - экспортное испод-
нение, 7 - тропическое исполнение, 8 - экспортное исполнение для стран с хо-
лодным климатом, 9 - экспортное общеклиматическос исполнение). Цифры до
точки кроме первых двух могут опускаться. Иногда модификация указывается
цифрами через дефис в конце обозначения (например: 121.3702-01).

Характеристики автомобильных генераторов

Способность ГУ обеспечивать потребителей электроэнергией на различ-
ных режимах работы двигателя определяется его токоскоростной характеристи-
кой (ТСХ) - зависимостью наибольшей силы тока, отдаваемого генератором, от
частоты вращения ротора при постоянной величине напряжения на силовых вы-
водах. На рисунке 34 представлена токоскоростная характеристика генератора.

Рис. 34. Токоскоростная характеристика ГУ

На графике имеются следующие характерные точки:

по - начальная частота вращения ротора без нагрузки, при которой генера-
тор начинает отдавать ток;

1хД - ток отдачи генератора при частоте вращения, соответствующей мини-
мальным устойчивым оборотам холостого хода двигателя.

На современных генераторах ток, отдаваемый в этом режиме, составляет
40-50 % от номинального;

Цм - максимальный (номинальный) ток отдачи при частоте вращения ро-
тора 5000 мин»' (6000 мин для современных генераторов).

Различают ТСХ, определенные:

-	при самовозбуждении (цепь обмотки возбуждения питается от собствен-
ного генератора);

-	при независимом возбуждении (цепь обмотки возбуждения питается от
постороннего источника);

-	для генераторной установки (РН включен в схему);

-	для генератора (регулятор напряжения отключен);
-	в холодном состоянии (под холодным понимают такое состояние, при
котором температура узлов генератора практически равна температуре окружа-
ющего воздуха (25 ±10) °С;

-	в нагретом состоянии.

Другой характеристикой, по которой можно представить энергетические
способности генератора, т. е. определить величину мощности, забираемой гене-
ратором от двигателя, является величина его коэффициента полезного действия
(КПД), определяемого в режимах соответствующих точкам токоскоростной ха-
рактеристики, величина КПД по рисунку 35 приведена для ориентировки, она
зависит от конструкции и мощности генератора (чем генератор мощнее, тем его
КПД выше).

Рис. 35. Выходные характеристики автомобильных генераторов:

1 - токоскоростная характеристика;

2 - КПД по точкам токоскоростной характеристики

ГУ характеризует диапазон ее выходного напряжения, при изменении в
определенных пределах частоты вращения, силы тока нагрузки и температуры.
Обычно в проспектах фирм указывается напряжение между силовым выводом
«+» и «массой» ГУ в контрольной точке или напряжение настройки регулятора
при холодном состоянии ГУ частоте вращения 6000 мин1, нагрузке 5 А и работе
в комплекте с АКБ, а также термокомпенсация.

Характерные неисправности генераторных установоки методы их обна-
ружения

ГУ исправна, если она обеспечивает заряд АКБ, развивает напряжение,
не опасное для потребителя, и работает без шума. Характерные неисправности
генераторных установок и методы их устранения приведены в таблице 3.
Таблица 3

Неисправности ГУ, способы их устранения

Причина неисправности	Способ устранения
Генераторная установка не обеспечивает заряд аккумуляторной батареи	
Окисление выводов АКБ	Зачистить и смазать выводы
Отказ АКБ	Заменить АКБ
Нарушение проводки между элементами ГУ и потребителями	Проверить провода, подтянуть болтовые соединения, проверить надежность штекерных соединений
Срабатывание предохранителя в цепи РН	Установить и устранить причину срабатывания. Предохранитель заменить
Слабое натяжение приводного ремня	Подтянуть ремень
Неисправность генератора	При кратковременном замыкании выводов «Ш» и «+» регулятора напряжения генераторных установок по схеме рисунка 33, а, з, («Ш» и «-» установок по схемам рис. 33, б, в, г, д, с) амперметр не показывает резкого скачка силы зарядного тока, а вольтметр - напряжения. Генератор снять и отправить в ремонт
Неисправность регулятора напряжения	Если при выполнении операций предыдущего пункта наблюдается резкий скачок силы зарядного тока и напряжения - регулятор неисправен, его следует заменить или сдать в ремонт
Работа генераторной установки вызывает перезаряд АКБ	
Отказ элементов транзисторного РН	РН отправить в ремонт или заменить
Повышенное падение напряжения в контактных соединениях цепи между регулятором напряжения и бортовой сетью	Проверить и при необходимости зачистить, подтянуть или заменить контактные соединения в выключателе зажигания, предохранителях, штекерных и винтовых соединениях этой цепи, в том числе соединяющих РН с «массой»

Контрольные вопросы

1.	Назначение и устройство генератора.

2.	Виды генераторов по конструктивным характеристикам?

3.	Назначение и функция следующих конструктивных элементов: полюса
статора и якоря?

4.	Принцип работы генератора?

5.	Основные характеристики генератора?

6.	Условное обозначение генератора?

7.	Принцип работы генераторной установки?

8.	Электрические схемы генераторных установок?
9.	Преимущества генератора переменного тока с выпрямителем по сравне-
нию с генератором постоянного тока?

10.	Основные неисправности генератора?

11.	Назначение, устройство, принцип действия регулятора напряжения?

12.	Основные параметры регулятора напряжения?

13.	Проверка технического состояния регулятора напряжения?

ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОСТАРТЕРЫ

Особенности работы электростартеров, требования к электростарте-
рам

Стартер предназначен для дистанционного пуска двигателя автомобиля.
Он представляет собой электродвигатель постоянного тока с электромагнитным
тяговым реле и механизмом привода. Электростартер получает питание от АКБ,
вследствие внутреннего падения напряжения в батарее напряжение на выводах
электростартера не остается постоянным, а уменьшается с увеличением нагрузки
и силы потребляемого тока.

Сила тока электростартеров может составлять несколько сот и даже тысяч
ампер, при этом на характеристики стартерного электродвигателя большое вли-
яние оказывает падение напряжения в стартерной сети, т. е. в стартерном про-
воде и «массе». Характеристики стартерных электродвигателей зависят от емко-
сти и технического состояния АКБ.

Для стартерного электропривода двигателя характерна значительная не-
равномерность нагрузки, обусловленная резким изменением момента сопротив-
ления от сил давления газов в цилиндрах и сложной кинематикой кривошипно-
шатунного механизма. При переменной нагрузке снижается мощность и КПД си-
стемы пуска, что необходимо учитывать при выборе мощности стартерного элек-
тродвигателя и емкости АКБ.

Режим работы электростартеров - кратковременный с длительностью
включения до 10 с при температуре 20 °С. При отрицательных температурах до-
пускается длительность работы до 15 с для стартеров бензиновых двигателей
и до 20 с для стартеров дизелей.

При включении замка зажигания срабатывает тяговое реле (рис. 36 и 37),
в результате чего шестерня привода входит в зацепление с венцом маховика дви-
гателя, и замыкаются силовые контакты в цепи питания электродвигателя. Якорь
стартера через механизм привода приводит во вращение коленчатый вал и сооб-
щает ему обороты, необходимые для начала самостоятельной работы двигателя.
Минимальное пусковое число оборотов, при котором двигатель может начать
работу, для карбюраторных систем составляет 70- 90 об/мин, а для дизельных
двигателей и систем с впрыском бензина - 100-200 об/мин.
ста гор эле -тродвигателя

Рис. 36. Электрическая схема включения стартера

При пуске стартера ток разряда ЛКБ составляет 100-1500 А, поэтому
время работы стартера ограничено. После запуска двигателя автомобиля отпус-
кается ключ зажигания, размыкаются силовые контакты, тяговое реле и электро-
двигатель отключаются от аккумуляторной батареи и привод стартера выво-
дится из зацепления с венцом маховика.

Рис. 37. Зацепление шестерни привода с венцом
маховика двигателя

Длительное время по отношению к периоду прокручивания коленчатого
вала двигателя стартер может работать в режимах полного торможения и холо-
стого хода. Якорь стартера должен без повреждений в течение 20 с выдерживать
нагрузки, возникающие при частоте вращения коленчатого вала, на 20 % превы-
шающей частоту его вращения в режиме холосого хода.
Якорь стартера должен иметь надежный привод к коленчатому валу при
пуске двигателя и автоматически отключаться от него после осуществления
пуска. Конструкция стартера и зубчатая передача должны обеспечивать надеж-
ный ввод шестерни в зацепление и передачу коленчатому валу двигателя враща-
ющего момента. Шестерня привода стартера не должна самопроизвольно вхо-
дить в зацепление с венцом маховика, что приведет к разрушению деталей.
Муфта свободного хода привода должна защищать якорь от механических по-
вреждений.

Тяговое реле стартера должно обеспечивать ввод шестерни в зацепление
и включение стартера при снижении напряжения до 9 В (при номинальном
напряжении 12 В) и до 18 В (при номинального напряжения 24В) при темпера-
туре окружающей среды (20±5) °С. Контакты тягового реле должны оставаться
замкнутыми при снижении напряжения на выводах стартера до 5,4 и 10,8 В (при
Ином 12 и 24 В соответственно).

Пусковой цикл (попытка пуска) на двигателе не должен превышать 15 с
при температуре окружающей среды (20 + 5) °С. Допускается не более трех пус-
ковых циклов подряд с перерывами между ними не менее 30 с. После охлажде-
ния стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пуско-
вой цикл.

Не допускается нагружать стартер более чем на номинальную мощность
(перемещать авмобиль стартером). Повышение температуры обмоток ротора
стартера во время пусковых цилов не должно приводить к изменениям, отрица-
тельно влияющим на его работоспособность.

Рациональному использованию АКБ. имеющей в системе пуска отси-
тельно большую массу и в наибольшей степени подверженной влиянию эксплу-
атационных факторов, способствуют правильное согласование характеристик
элементов системы пуска и обоснованный выбор ее схемы и параметров, при ко-
торых расходуется минимальное количество энергии источника тока.

Для уменьшения длины стартерных проводов, имеющих большое сечение,
уменьшения габаритных размеров и массы стартера и батареи, а также для удоб-
ства их установки и технического обслуживания важно предусмотреть рацио-
нальное размещение элементов системы пуска двигателя на автомобиле.

Параметром, определяющим рациональное согласование мощностной ха-
рактеристики пускового устройства с пусковыми характеристиками двигателя,
является передаточное число привода. При изменении передаточного числа при-
вода меняется наклон механической характеристики стартерного электродвига-
теля, приведенной к коленчатому валу двигателя. С повышением передаточного
числа приведенный вращающий момент увеличивается, приведенная частота
вращения вала уменьшается. Максимальное значение мощности электростар-
тера смещается в сторону меньшей частоты вращения коленчатого вала. Для
каждого типа двигателя и заданных условий пуска существуют наивыгоднейшие
передаточные числа, при которых наилучшим образом используются мощност-
ные характеристики стартертерного электродвигателя. Автомобильные электро-
стартеры должны обеспечивать номинальные параметры при нормальных кли-
матических условиях: температура окружающего воздуха (25 ± 10) °С; относи-
тельная влажность (45-80) %; атмосферное давление (84-106) кПа.

Системы электростартерного пуска

Тип системы пуска определяет используемая энергия и конструкция основ-
ного пускового устройства (стартера). Для пуска автомобильных двигателей ис-
пользуют системы электростартерного пуска. Они надежны в, обеспечивают ди-
станционное управление и возможность автоматизации процесса пуска двигате-
лей с помощью электротехнических устройств.

Структуры схем систем электростартерного пуска отличаются между со-
бой незначительно (рис. 39). В системах управления электростартером преду-
смотрены электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле и реле блоки-
ровки, обеспечивающие дистанционное включение, автоматическое отключение
стартера от аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращение
включения стартера при работающем двигателе.

Рис. 38. Структурная схема системы пуска

Источником энергии в системах электростартерного пуска является стар-
терная АКБ, поэтому в электростартерах используют электродвигатели постоян-
ного тока. Характеристики стартерного электропривода с электродвигателями
постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения хорошо со-
гласуются со сложным характером нагрузки, создаваемой поршневым двигате-
лем при пуске.

Стартерный электродвигатель получает питание от АКБ через замкнутые
контакты 2 (рис. 39) тягового электромагнитного реле.

При замыкании контактов выключателя 5 приборов и стартера, дополни-
тельного реле или реле блокировки втягивающая 3 и удерживающая 4 обмотки
тягового реле подключаются к аккумуляторной батарее (эВ. Якорь 5 тягового
реле притягивается к сердечнику электромагнита и с помощью штока 6 и рычага
7 механизма привода вводит шестерню 70 в зацепление с зубчатым венцом 77
маховика двигателя. В конце хода якоря 5 контактная пластина 2 замыкает сило-
вые контактные болты 7, и стартерный электродвигатель 72, получая питание от
АКБ, приводит во вращение коленчатый вал двигателя.
Рис. 39. Схема включения электростартера:

1 - контактный болт; 2 - подвижный контактный диск;

3,4- соответственно втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле;
5 - якорь тягового реле; 6 - шток; 7 -рычаг привода; 8 - поводковая муфта,
9 - муфта свободного хода; 10 - шестерня привода;

И - зубчатый венец маховика;

12 - стартерный электродвигатель

После пуска двигателя муфта свободного хода 9 предотвращает передачу
вращающего момента от маховика к валу якоря электродвигателя. Шестерня
привода не выходит из зацепления с венцом маховика до тех пор, пока замкнуты
контактные болты 1. При размыкании выключателя 5 втягивающая и удержива-
ющая обмотки тягового реле подсоединяются к АКБ последовательно через си-
ловые контактные болты 1. Так как число витков у обмоток двигателя одина-
ково, по ним при последовательном соединении проходит один и тот же ток, об-
мотки при разомкнутом выключателе 8 создают два равных, но противоположно
направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается,
возвратная пружина перемещает якорь 5 реле в исходное нерабочее положение
и выводит шестерню 10 из зацепления с зубчатым венцом маховика. При этом
размыкаются и силовые контактные болты 1.

Недостатком систем электростартерного пуска с дистанционным управле-
нием является большое количество элементов и необходимость применения
Сложных конструкций стартеров. Однако, их использование позволяет умень-
шить длину силовых электроцепей стартерного электродвигателя и тягового
реле и продолжительность пуска, расход энергии на пуск и тем самым увеличить
срок службы АКБ и стартера.

Виды стартеров

Электростартеры отличаются по способу возбуждения электродвигателя,
конструкции коллектора, типу механизма привода, степени защиты от проник-
новения посторонних тел и воды, а также по способу крепления на двигателе.
По типу и принципу работы механизма привода можно выделить следующие ос-
новные группы стартеров: с принудительным механическим или электромехани-
ческим вводом шестерни в зацепление и выводом из зацепления с зубчатым вен-
цом маховика, с принудительным электромеханическим вводом шестерни в за-
цепление с зубчатым венцом маховика и ее автоматическим выводом из зацеп-
ления после пуска двигателя. На автомобилях используют электростартеры
с принудительным электромеханическим включением шестерни привода. Для
предотвращения разноса якоря после пуска двигателя в электростартеры уста-
навливают роликовые, храповичные и храповично-фрикционные муфты свобод-
ного хода.

По конструкции различают всего 2 основных вида: стартеры с редуктором
и стартеры без редуктора.

Стартер с редуктором обладает сниженной потребностью тока для эффек-
тивной работы. Такие устройства будут обеспечивать кручение коленчатого вала
даже при низком заряде аккумулятора. Также одним из самых важных плюсов
такого устройства является наличие постоянных магнитов, которые сводят про-
блемы с обмоткой статора к минимуму. С другой стороны при длительном ис-
пользовании такого устройства есть вероятность поломки вращающей шестерни.
Но к этому, как правило, приводит заводской брак или попросту некачественное
производство.

Стартер без редуктора обладает непосредственно прямым действием на
вращение шестерни, имеет более простую конструкцию и легко поддаются ре-
монту. После подачи тока на электромагнитный включатель происходит момен-
тальное сцепление шестерни с маховиком. Это позволяет обеспечить весьма
быстрое зажигание. Подобные стартеры обладают высокой выносливостью, а ве-
роятность поломки из-за воздействия электричества сведена к минимуму. Но
устройства без редуктора имеют вероятность плохой работы при низких темпе-
ратурах.

Обозначение стартера

Ранее стартер обозначался буквами «СТ», номером модели и ее модифика-
цией. Например, СТ221. В настоящее время используется цифровое обозначение
вида ХХХХ.3708, где первые две цифры соответствуют номеру модели, третья
цифра - модификации, а четвертая - исполнению (в некоторых случаях третья
и четвертая цифры могут отсутствовать).

Устройство и принцип действия стартеров

Стартер состоит из корпуса, в котором смонтированы катушки возбужде-
ния с полюсами, якоря с обмоткой и коллектором; крышек (со стороны коллек-
тора и со стороны привода); привода, состоящего из рычага приводной шестерни
и муфты свободного хода, и тягового реле, состояшего из катушки, ярма, якоря,
штока с контактной пластиной, крышки с контактными болтами.

Корпус электростартера изготавливают из трубы или стальной полосы
(сталь СтЮ или Ст2) с последующей сваркой стыка. В корпусе предусмотрено
отверстие для выводного болта обмотки возбуждения, но не имеется окон для
доступа к щеткам (с целью улучшения герметизации).
К корпусу винтами крепят полюсы с катушками обмотки возбуждения
(рис. 40). Все автомобильные стартеры выполняют четырехполюсными. Ка-
тушки последовательных (сериесных) и параллельных (шунтовых) обмоток воз-
буждения устанавливают на отдельных полюсах, поэтому число катушек равно
числу полюсов. Катушки последовательной обмотки имеют небольшое число
витков неизолированного медного провода прямоугольного сечения (марки
ПММ).

Рис. 40. Устройство стартера

Между витками катушки прокладывают электроизоляционный картон тол-
щиной 0,2-0,4 мм. Катушки параллельной обмотки возбуждения наматывают
изолированным круглым проводом (марок ПЭВ 2 или ПЭТВ). Снаружи катушки
изолируют лентой из изоляционного материала (хлопчатобумажная тафтяная
лента, батистовая лента). Внешняя изоляция после пропитывания лаком и про-
сушивания имеет толщину 1-1,5 мм.

Якорь стартера представляет собой шихтованный сердечник, в пазы кото-
рого укладываются секции обмотки. В шихтованном сердечнике меньше потери
на вихревые токи. Пакет якоря напрессован на вал, вращающийся в двух или трех
опорах с бронзографитовыми подшипниками, подшипниками из другого порош-
кового материала, либо с подшипниками качения. Пакет якоря набирают из
стальных пластин (СТ 0,8 КП или СТ 10) толщиной 1-1,2 мм. Крайние пластины
пакета из электроизоляционного картона толщиной 2,5 мм предохраняют от по-
вреждения изоляционный материал лобовых частей обмотки якоря.

В стартерных электродвигателях применяют простые волновые обмотки с
одно-и двухвитковыми секциями. Одновитковые секции выполняют из неизоли-
рованного прямоугольного провода марки ПММ. В этом случае проводники
в пазы укладывают в два слоя и изолируют друг от друга и пакета якоря гильзами
8-образной формы из электрокартона толщины 0,2-0,4 мм или полимерной
пленки. Основные детали разобранного стартера показаны на рисунке 41.

Рис. 41. Основные сборочные детали стартера СТ221

Обмотки с двухвитковыми секциями наматывают круглыми изолирован-
ными проводами ПЭВ-2 и ПЭТВ. Концы секций обмотки якоря укладывают
в прорези «петушков» коллекторных пластин. Конец одной секции и начало сле-
дующей по ходу обмотки присоединяют к одной коллекторной пластине. На ло-
бовые части обмотки якоря накладывают бандажи, состоящие из нескольких вит-
ков проволоки, хлопчатобумажного шнура или стекловолокнистого материала,
намотанных на прокладку из электроизоляционного картона. Бандаж из стекло-
волокна менее дорогостоящий, для него можно не применять крепежные скобы.
Бандаж может быть изготовлен в виде алюминиевого кольца с изоляционной
кольцевой прокладкой из гетинакса или текстолита. Лобовые части секций изо-
лируют друг от друга картоном.

В электростартерах применяют сборные цилиндрические коллекторы на
металлической втулке, а также цилиндрические и торцовые коллекторы с пласт-
массовым корпусом. Сборные цилиндрические коллекторы, применяемые на
стартерах большой мощности, составляют из медных пластин и изолирующих
прокладок из миканита, слюдинита или слюдопласта. Пластины в коллекторе за-
крепляются с помощью металлических нажимных колец и изоляционных корпу-
сов по боковым опорным поверхностям. От металлической втулки, которую
напрессовывают на вал якоря, медные пластины изолируют цилиндрической
втулкой из миканита. Рабочая поверхность коллектора должна иметь строго ци-
линдрическую форму.
В цилиндрических коллекторах с пластмассовым корпусом пластмасса яв-
ляется формирующим элементом коллектора. Она плотно охватывает сопрягае-
мые поверхности независимо от конфигурации и точности изготовления коллек-
торных пластин, изолирует коллекторные пластины от вала и воспринимает
нагрузки. В качестве пресс-материала чаще всего используется пластмасса АГ-4С.
Для повышения прочности коллектора применяют армировочные кольца из ме-
талла и пресс-материала. При небольших размерах коллектор может быть изго-
товлен из цельной цилиндрической заготовки, разрезаемой после опрессовки
пластмассой на отдельные ламели.

Торцевой коллектор выполнен в виде пластмассового диска с залитыми
в нем медными пластинами. Рабочая поверхность торцового коллектора нахо-
дится в плоскости, перпендикулярной к оси врашения якоря. Такой коллектор
способствует более стабильной и длительной работе щеточного контакта.

В стартерах с цилиндрическими коллекторами щетки устанавливают в че-
тырех коробчатых щеткодержателях радиального типа, закрепленных на крышке
со стороны коллектора. Необходимое давление (30-120 кПА) на щетки обеспе-
чивают спиральные пружины. Щеткодержатели изолированы от крышки про-
кладками из текстолита или другого изоляционного материала. В стартерах боль-
шой мощности в каждом из радиальных щеткодержателей устанавливают по две
щетки.

В электростартерах с торцовыми коллекторами щетки размещают в пласт-
массовой или металлической траверсе и прижимают к рабочей поверхности кол-
лектора витыми цилиндрическими пружинами.

Щетки имеют канатики и присоединяются к щеткодержателям с помощью
винтов. Обычно щетки устанавливают на геометрической нейтрали, но на неко-
торых стартерах для улучшения коммутации щетки смещают с геометрической
нейтрали на небольшой угол против направления вращения. Щетки в щеткодер-
жателях должны перемещаться свободно, но без сильного бокового люфта.

В электростартерах применяют меднографитные щетки с добавками
свинца и олова. Графита больше в щетках для мощных стартеров и стартеров для
тяжелых условий эксплуатации. Размеры щеток и падение напряжения под ними
зависят от допустимой плотности тока. Плотность тока в щетках электростарте-
ров находится в пределах 40- 100 А/см2.

Тяговое реле обеспечивает ввод шестерни в зацепление с венцом маховика
и подключает стартерный электродвигатель к АКБ (рис. 42). На большинстве
стартеров тяговое реле располагают на приливе крышки со стороны привода.
С фланцем прилива крышки реле соединяют непосредственно или через допол-
нительные крепежные элементы.
возвратная пружина

рычаг
привода

крышка со
стороны привода

шестерня
привода

венец	коллектора

Рис. 42. Устройство тягового реле стартера

Реле может иметь одну или две обмотки, намотанные на латунную втулку,
в которой свободно перемещается стальной якорь, воздействующий на шток
с подвижным контактным диском. Два неподвижных контакта в виде контакт-
ных болтов закрепляют в пластмассовой крышке.

В двухобмоточном реле удерживающая обмотка, рассчитанная только на
удержание якоря реле в притянутом к сердечнику состоянии, намотана проводом
меньшего сечения и имеет прямой выход на «массу». Втягивающая обмотка под-
ключена параллельно контактам реле. При включении реле она действует со-
гласно с удерживающей обмоткой и создает необходимую силу притяжения, ко-
гда зазор между якорем и сердечником максимален. Во время работы стартер-
ного электродвигателя замкнутые контакты тягового репе шунтируют втягиваю-
щую обмотку и выключают ее из работы. При неразделенной контактной си-
стеме подвижный контакт снабжен пружиной. Перемещение подвижного кон-
тактного диска в исходное нерабочее положение обеспечивает возвратная пру-
жина. В разделенной контактной системе подвижный контактный диск не связан
жестко с якорем реле.

Тяговое реле рычагом связано с механизмом привода, расположенным на
шлицевой части вала. Рычаг воздействует на привод через поводковую муфту.
Его выполняют из полимерного материала или составным из двух штампован-
ных стальных частей, соединяемых заклепками или сваркой.

Для передачи вращающего момента от вала якоря коленчатому валу ис-
пользуется специальный механизм привода. По типу и принципу работы привод-
ных механизмов выделяют стартеры с электромеханическим перемещением ше-
стерни привода, с инерционным или комбинированным приводом. Для предот-
вращения разноса якоря после пуска двигателя в автомобильные электростар-
теры устанавливают роликовые, храповые или фрикционно-храповые муфты
свободного хода. Наибольшее распространение в электростартерах получили
электромеханический привод шестерни и роликовые муфты свободного хода.

Роликовые муфты свободного хода технологичны в изготовлении, бес-
шумны в работе и способны при небольших размерах передавать большие крутя-
щие моменты. Они малочувствительны к загрязнению, не требуют ухода и регу-
лирования в эксплуатации. Работает такая муфта следующим образом (рис. 43).
Рис. 43. Схема работы роликовой муфты свободного хода
при пуске (а) и после пуска (б) двигателя автомобиля

При включении стартерного электродвигателя наружная ведущая обойма
муфты свободного хода вместе с якорем поворачивается относительно непо-
движной еще ведомой обоймы. Ролики под действием прижимных пружин и сил
трения между обоймами и роликами перемещаются в узкую часть клиновидного
пространства, и муфта заклинивается (рис. 43, а). Вращение от вала якоря веду-
щей обойме муфты передается шлицевой втулкой. После пуска двигателя ча-
стота вращения ведомой обоймы с шестерней превышает частоту вращения ве-
дущей обоймы, ролики переходят в широкую часть клиновидного пространства
между обоймами, поэтому вращение от венца маховика к якорю стартера не пе-
редается - муфта проскальзывает (рис. 43, б).

Крышки со стороны коллектора изготавливают методом литья из чугуна,
стали, алюминиевого или цинкового сплава, а также штампуют из стали.
Крышки могут иметь дисковую или колоколообразную форму.

Крышки со стороны привода изготавливают методом литья из алюминие-
вого сплава или чугуна. Конструкция крышки зависит от материала, из которого
она изготовлена, типа механизма привода, способа крепления стартера на двига-
теле и тягового реле на стартере. Установочные фланцы крышки имеют два или
большее число отверстий под болты крепления стартера. Фланцевое крепление
стартера к картеру сцепления дает возможность сохранить постоянство межосе-
вого расстояния в зубчатом зацеплении при снятии и повторной установке стар-
тера. В крышке предусмотрено отверстие, которое позволяет шестерне привода
входить в зацепления с венцом маховика. В крышках и промежуточной опоре
устанавливают подшипники скольжения. Промежуточную опору предусматри-
вают в стартерах с диаметром корпуса 115 мм и более. В стартерах большой
мощности бобышки подшипников имеют масленки с резервуарами для смазоч-
ного материала и смазочными фильцами.

При эксплуатации на стартеры действует влага, масла, грязь, что требует
защиту от этих воздействий. Герметизация обеспечивается установкой в места
разъема резиновых колец и шайб, применением втулок и уплотнительных про-
кладок, а также мягких пластических материалов. На рисунке 44 показана в раз-
резе конструкция стартера СТ221.
Рис. 44. Конструкция стартера СТ221 в разрезе:

1 - шестерня привода; 2 - упорное полукольцо обгонной муфты;

3 - ролик обгонной муфты; 4 - центрирующее кольцо обгонной муфты;

5 - наружное кольцо обгонной муфты; 6 - кожух обгонной муфты,

7	- ось рычага привода включения шестерни стартера;

8	- уплотнительная заглушка крышки стартера;

9	- рычаг привода включения шестерни стартера;

И) - тяга якоря реле; 11 -- крышка стартера со стороны привода;

12 - возвратная пружина якоря реле; 13 - якорь реле стартера;

14 - скользящая втулка; 15 - передний фланец реле;

16 - обмотка реле; 17 - стержень якоря;

18 - скользяшая втулка стержня якоря; 19 - сердечник реле;

20 - фланец сердечника; 21 - щека каркаса обмотки реле;

22 - пружина стержня якоря; 23 - стяжной болт реле стартера;

24 - контактная пластина; 25 — верхний контактный болт;

26 - крышка реле; 27 - нижний контактный болт;

28	- крышка стартера со стороны коллектора;

29	- внутренняя изолирующая пластина положительного щеткодержателя;

30	- тормозной диск крышки; 31 - тормозной диск вала якоря;

32 - клемма щетки стартера; 33 - коллектор; 34 - пружина щетки;

35 - щеткодержатель; 36 - щетка стартера; 37 - стяжная шпилька с гайкой;

38 - вал якоря; 39 - втулка крышки стартера; 40 - шунтовая катушка обмотки
статора; 41 - полюс статора: 42 - корпус стартера; 43 - обмотка якоря;

44	- ограничитель хода выключения шестерни;

45	- ограничительный диск хода шестерни; 46 - поводковое кольцо;

47 - центрирующий диск; 48 - ступица обгонной муфты;

49 - буферная пружина; 50 - вкладыш ступицы обгонной муфты;

51 - втулка шестерни привода; 52 - ограничительное кольцо хода шестерни;

53 - стопорное кольцо; 54 - упорная шайба вала якоря;

55 - регулировочная шайба осевого свободного хода
Стартер СТ221 представляет собой четырехполюсный электродвигатель
постоянного тока со смешанным возбуждением и состоит из корпуса 41 с обмот-
ками возбуждения, якоря с приводом, двух крышек 11 и 28 и тягового электро-
магнитного реле. Крышки и корпус стянуты в единое целое двумя шпильками,
ввернутыми в крышку 11. Внутри стального корпуса закреплены винтами четыре
полюса 40. На полюсы надеты катушки обмотки. Корпус вместе с полюсами
и катушками образует статор стартера. Две катушки обмотки статора являются
последовательными, а две другие параллельными обмотке якоря.

Якорь стартера состоит из вала 37, сердечника с обмоткой 42 из медной
ленты и коллектора 33, выполненного в виде пластмассовой втулки с залитыми
в ней медными пластинами. Вал якоря вращается в двух металлокерамических
втулках 38, запрессованных в крышки стартера и пропитанных маслом. Осевой
свободный ход вала якоря регулируется подбором шайб 54 и должен быть в пре-
делах 0,07 0,7 мм.

На переднем конце вала якоря установлен привод стартера, состоящий из
роликовой обгонной муфты и шестерни 1. Обгонная муфта состоит из наружного
кольца 5 с роликами 3 и внутреннего кольца, объединенного с шестерней / при-
вода. Наружное кольцо имеет три паза с отверстиями, в которых находятся сталь-
ные ролики с пружинами, плунжерами и направляющими стержнями. Лазь для
роликов - с переменной шириной. В широкой части паза ролики могут свободно
вращаться, а в узкой - заклиниваются между наружным и внутренним кольцами.
Электромагнитное тяговое реле стартера служит для ввода шестерни привода в
зацепление с венцом маховика и для замыкания цепи питания обмоток якоря и
статора. Магнитную систему реле образуют фланцы 15 и 20. ярмо (окружающее
обмотку) и сердечник 19, запрессованный во фланец 20. На каркасе из латунной
трубки и пластмассовых щек намотана катушка реле. На стартерах имеются две
обмотки: удерживающая и втягивающая. Обе обмотки намотаны в одну сторону.
Начала обмоток припаяны к штекеру «50». Конец удерживающей обмотки при-
варен к фланцу 20 реле (т. е. соединен с «массой»), а конец втягивающей обмотки
соединен с нижним контактным болтом 27 реле.

Принцип работы стартера СТ221

При повороте ключа в положение II («Стартер») замыкаются контакты
«30» и «50» выключателя зажигания, и через обмотки тягового реле начинает
протекать ток. Под действием этого тока возникает магнитное усилие, которое
втягивает якорь реле до соприкосновения с сердечником 19. При этом контакт-
ная пластина замыкает контакты 25 и 2 7. У стартера с двухобмоточным тяговым
реле при замыкании контактных болтов втягивающая обмотка обесточивается,
так как оба ее конца оказываются соединенными с «плюсом» аккумуляторной
батареи. Поскольку якорь уже втянут в реле, то для удержания якоря в этом по-
ложении требуется сравнительно небольшой магнитный поток, который и обес-
печивает одна удерживающая обмотка. Передвигаясь, якорь реле через рычаг 9
перемешает обгонную муфту с шестерней. Ступица обгонной муфты, провора-
чиваясь на винтовых шлицах вала якоря стартера, поворачивает также и ше-
стерню 1, что облегчает ее ввод в зацепление с венцом маховика. Кроме того,
фаски на боковых кромках зубьев шестерни и венца маховика, а также буферная
82
пружина, передающая усилие от рычага 9 ступице 47 муфты, облегчают ввод
шестерни в зацепление и смягчают удар шестерни в венец маховика. Через за-
мкнутые силовые контакты реле идет ток питания обмоток статора и якоря.
Якорь стартера начинает вращаться вместе со ступицей 47 и наружным кольцом
обгонной муфты. Поскольку ролики муфты смещены пружинами в узкую часть
паза наружного кольца, а шестерня тормозится венцом маховика, то ролики за-
клиниваются между кольцами обгонной муфты, и крутящий момент от вала
якоря передается через муфту и шестерню к венцу маховика.

После запуска двигателя частота вращения шестерни начинает превышать
частоту вращения якоря стартера. Внутреннее кольцо обгонной муфты (объеди-
ненное с шестерней) увлекает ролики в широкую часть паза наружного кольца 5,
сжимая пружины плунжеров. В этой части паза ролики свободно вращаются, не
заклиниваясь, и крутящий момент от маховика двигателя не передается на вал
якоря стартера. После возвращения ключа в положение I («Зажигание») цепь
питания обмоток тягового реле размыкается. Якорь реле под действием пружины
12 возвращается в исходное положение, размыкая контакты 25 и 27 и возвращая
обгонную муфту с шестерней в исходное положение. Пружина 12 через рычаг,
диск 44 и ограничитель 43 давит на якорь в сторону крышки 28. Стальной тор-
мозной диск 31 вала якоря упирается в тормозной диск 30 крышки, и якорь
быстро прекращает вращение.

Стартеры с дополнительными встроенными редукторами и постоян-
ными магнитами

Редукторы, встраиваемые в стартеры, разделяются на три основных типа:
цилиндрический: внешним зацеплением, цилиндрический с внутренним зацеп-
лением и планетарный. Редукторы выполняются одноступенчатыми с прямозу-
быми шестернями.

Преимуществом цилиндрического редуктора с внешним зацеплением яв
ляется технологичность изготовления его зубчатых колес, к недостаткам отно-
сится увеличение высоты стартера по сравнению со стартерами без редуктора
из-за смещения осей стартерного электродвигателя и привода на 30—50 мм. По-
явление радиальной нагрузки на вал якоря электродвигателя требует применения
подшипников качения.

В стартерах с цилиндрическими редукторами, имеющими внутреннее за-
цепление, меньше смещение осей электродвигателя и привода, что облегчает
компоновку стартера на двигателе. Недостатки - повышенная сложность изго-
товления зубчатых колес, присутствие радиальной нагрузки на вал электродви-
гателя. Конструкция стартеров с цилиндрическим редуктором с внешним зацеп-
лением представлена на рисунке 45.
/7	12	13 14 15

Рис. 45. Конструкция стартеров с цилиндрическим
редуктором с внешним зацеплением:

1,14- пружинные шайбы; 2 - стяжной болт;

3 - крышка со стороны коллектора; 4,15- гайки; 5 - стопорная шайба;

6, 25 - подшипники; 7 - якорь в сборе; 8 - корпус; 9 - перемычка;

10 - гайка контактного болта тягового реле; 11 - тяговое реле;

12 - шайба; 13, 22, 27, 30 — уплотнительные кольца; 16 - рычаг в сборе;

17 - ось рычага; 18 - шестерня привода; 19 - упорная шайба;

20 - регулировочная шайба; 21, 26 - винты; 23 - корпус редуктора в сборе;

24 - кольцо; 28 - регулировочная прокладка, 29 - крышка подшипника

Планетарный редуктор между приводом и валом электродвигателя (рис. 46)
состоит из внешнего зубчатого колеса, закрепленного в корпусе 9 редуктора, в
котором в подшипнике вращается водило 10 с зубчатыми колесами (сателли-
тами) 11. Планетарный редуктор обеспечивает соосность осей электродвигателя
и привода, чем упрощается компоновка стартера на двигателе. Планетарный ре-
дуктор не создает радиальной нагрузки на вал электродвигателя, что дает воз-
можность применять для вала якоря подшипники скольжения. Технология изго-
товления деталей таких редукторов сложнее, однако сборка проще благодаря со-
осности основных узлов стартера.

Внешнее зубчатое колесо изготавливается из пластмассы типа Полиамид-
66, иногда с добавками графита или методом порошковой металлургии. Сател-
литы, прессованные из порошкового материала, вращаются на осях в подшипни-
ках скольжения или в игольчатых подшипниках. Последние предпочтительнее,
так как обеспечивают больший КПД редуктора.
Рис. 46. Электростартер с планетарным редуктором:

1 - крышка со стороны коллектора; 2 - коллектор; 3 - щеткодержатель;

4 — корпус стартера; 5 - тяговое реле; 6 - рычаг включения привода;

7 - муфта свободного хода; 8 - крышка со стороны привода;

9 - корпуса редуктора с солнечной шестерней; 10 - водило;

И - шестерни-сателлиты

Ось сателлита одновременно является внутренней обоймой игольчатого
подшипника. Это предъявляет высокие требования к материалу и точности изго-
товления осей. Центральное зубчатое колесо выполняется как одно целое с валом
якоря или может быть съемным. Для получения минимальных механических по-
терь и обеспечения высокого срока службы предъявляются повышенные требо-
вания к точности изготовления зубчатых колес и других деталей редуктора.
С той же целью применяют высококачественные смазочные материалы. Переда-
точное отношение редуктора обычно составляет 3—5.

Работы в области совершенствования электродвигателей позволили со-
здать простую конструкцию стартера с возбуждением постоянными магнитами
и с понижающей передачей. На рисунке 47 показан якорь и понижающая пере-
дача стартера Возсй ГЛУ.

Рис. 47. Стартерный электродвигатель с понижающей передачей:

1 - вал водила планетарной передачи с косыми шлицами;

2 - эпицикл планетарной передачи; 3 - сателлиты;

4 - солнечная шестерня; закрепленная на валу;

5 - якорь; б - коллектор
Понижающая передача представляет собой планетарный ряд; солнечная
(центральная) шестерня которого закреплена на валу якоря; а выходная мощ-
ность снимается с водила; на осях которого установлены свободно вращающиеся
сателлиты. Шестерни планетарной передачи с наружными зубьями изготовлены
из стали; а эпициклическая шестерня (с внутренними зубьями) — полиамидного
компаунда с минеральными добавками или методом порошковой металлургии
для повышения износостойкости.

На рисунке 48 показано схематичное исполнение стартера.

Рис. 48. Схема стартера Возсй ОXV
с постоянными магнитами и понижающей передачей:

1 - шестерня; 2 - венец маховика; 3 - обгонная муфта; 4 - управляющий рычаг;

5 - планетарная передача; 6 - постоянный магнит; 7 - якорь;

8 - коллектор с графитовыми щетками;

9 - электромагнитный привод с втягивающей и удерживающими обмотками;

10 - включатель стартера: 11 - аккумулятор

Сателлиты, прессованные из порошка, вращаются на осях в подшипниках
скольжения или игольчатых подшипниках. Последние предпочтительнее, так
как обеспечивают больший КПД редуктора. Ось сателлита одновременно явля-
ется внутренней обоймой игольчатого подшипника. Это предъявляет высокие
требования к материалу и точности осей. Центральное зубчатое колесо выпол-
няется как одно целое с валом якоря или может быть съемным. Для получения
минимальных ме-ханических потерь и обеспечения высокого срока службы
предъяв-ляются повышенные требования к точности изготовления зубчатых ко-
лес и других деталей редуктора. С той же целью применяют высококачественные
смазочные материалы. Передаточное отношение редуктора обычно составляет
3-5.

Якорь стартера с редуктором имеет конструктивные особенности. Обмотка
якоря пропитана компаундом, уменьшающим вероятность его разноса. В связи с
повышенной частотой вращения якорь обязательно подвергается динамической
балансировке. Для снижения потерь на гистерезис и вихревые токи пакет якоря
собирают из пластин тонколистовой (толщина 0,5 мм) электротехнической
стали.
В связи с уменьшенной металлоемкостью и повышенной удельной мощно-
стью стартеры: редуктором обладают большей тепловой напряженностью по
сравнению со стартерами без редуктора.

Наиболее ответственным в стартерах с редуктором является щеточно-кол-
лекторный узел. Плотность тока на щетках из-за увеличения быстроходности
и уменьшенной длины якоря в режиме максимальной мощности в 1,5—2,5 раза
превышает плотность тока у обычных партеров. В таких условиях требуется при-
менение специальных щеток, имеющих на сбегающем крае повышенное содер-
жание графита. Это увеличивает сопротивление коммутируемой цепи, улучшает
коммутацию. Кроме того, применяется сдвиг щеток против направления враще-
ния на 0,3—0,5 коллекторного деления. В итоге обеспечивается уменьшение из-
нашивания щеток и коллектора до уровня стартеров без редукторов.

Стартер с планетарным редуктором имеет электромагнитное возбуждение,
а некоторые современные стартеры мощностью 1—2 кВт - возбуждение от посто-
янных магнитов. Используются постоянные магниты из феррита стронция, кото-
рые имеют повышенную коэрцитивную силу по сравнению с магнитами из фер-
рита бария Повышенная коэрцитивная сила увеличивает стойкость магнитов
против размагничивания реакцией якоря в момент включения стартере, когда
действует сила тока короткого замыкания. Для повышения стойкости к размаг-
ничиванию применяют специальную обработку сбегающего участка магнита,
приводящую к дополнительному местному повышению коэрцитивной силы,
увеличивают число полюсов до шести или применяют экранирование сбегаю-
щей части полюса магнитным шунтом, замыкающих часть магнитного потока
якоря.

Стартер имеет массу на 30-50 % меньшую, чем стартеры обычной кон-
струкции, за счет повышения частоты вращения вала электродвигателя в 3—5 раз.
Однако встраиваемый редуктор несколько увеличивает длину по оси стартера.
Для ограничения длины применяют укороченный привод, в котором функцию бу-
ферной пружины выполняет пружинный рычаг, или располагают буферную пру-
жину в тяговом реле стартера. Кроме того длину стартеров мощностью 2—2,5 кВт
уменьшают за счет углубления ступицы крышки стороны коллектора и размеще-
ния вкладыша вала в цилиндрической выемке в торце коллектора.

Стартер с редуктором, особенно планетарным, более сложен. Он имеет
большее количество деталей и более трудоемок в изготовлении. Снижение тру-
доемкости достигается автоматизацией изготовления ряда деталей, сборки узлов
и всего стартера.

При мощности до 1 кВт редуктор в стартер встраивают редко, так как
усложнение конструкции не компенсируется малым снижением металлоемкости.
Стартеры такой мощности выполняются с возбуждением от постоянных ферро-
стронциевых магнитов. Появились стартеры с возбуждением от постоянных маг-
нитов высокой энергии, изготовленных из сплава железо-неодим-бор. Такие маг-
ниты называются «Магнаквенч». Стартер без редуктора с магнитами железо-
неодим-бор существенно меньше по массе и объему стартера с электромагнитным
возбуждением. Энергия магнитов «Магнаквенч» лежит в пределах 100—290 кДж/м3,
тогда как у магнитов из феррита стронция или бария — 22—30 кДж/м3 Сплав же-
лезо неодим-бор дорог, кроме того, он окисляется на воздухе и восприимчив
к воздействию температуры. Для предотврашения окисления изготавливают
эпоксидно-клееные магниты, в которых зерна сплава обволакиваются компаун-
дом, изолирующим их от воздействия окружающей среды.

Характеристики электростартеров

Свойства электростартеров оценивают по рабочим и механическим харак-
теристикам. Рабочие характеристики представляют в виде зависимостей напря-
жения на зажимах стартера СГст, полезной мощности Р? на валу, полезного вра-
щающего момента Мз, частоты вращения якоря па и КПД стартерного электро-
двигателя от силы тока якоря 1а(рис. 49).

Рис. 49. Рабочие характеристики стартерного электродвигателя
с последовательным возбуждением

При вращении якоря в его обмотке индуцируется ЭДО.

Еа Се Па Ф,

где Се - постоянная электрической машины; не зависящая от режима ее работы;

Ф - магнитный поток; проходящий через воздушный зазор и якорь элек-
тродвигателя.

При питании стартера от аккумуляторной батареи ЭДО.

Еа = ЕГн - ДЦщ-1аКа Е = ЕГн - ДЕГщ - 1а (Кб + Кпр + Ка + Кс)
где ЛЦщ - падение напряжения в контактах щетки-коллектор;

КаЕ - суммарное сопротивление цепи якоря;
К пр - сопротивление стартерной сети;

Ка - сопротивление обмотки якоря;

Кс - сопротивление последовательной обмотки возбуждения.

Частота вращения якоря %:

Па = Еа/ (СеФ)

С уменьшением нагрузки электродвигателя с последовательным возбуж-
дением магнитный поток Ф падает; а па быстро возрастает до значения пао при
силе тока холостого хода 1а<>. В стартерах смешанного возбуждения частота вра-
щения в режиме холостого хода ограничивается магнитным потоком параллель-
ной обмотки возбуждения. При уменьшении нагрузки магнитный поток; созда-
ваемый последовательной обмоткой; стремится к нулю; тогда как намагничива-
ющая сила параллельной обмотки и создаваемый ею магнитный поток даже не-
много увеличиваются.

Электромагнитный вращающий момент:

М= См1аФ,

где См - постоянная электрической машины.

В электродвигателях с последовательным возбуждением через обмотку
возбуждения проходит весь ток якоря 1а; поэтому магнитный поток возрастает
с увеличением нагрузки стартера. При одинаковых номинальных параметрах
электродвигателей с параллельным и последовательным возбуждением послед-
ние развивают большие полезные моменты в режиме полного торможения. Это
улучшает их тяговые свойства; облегчает трогание системы стартер-двигатель
с места и раскручивание коленчатого вала при пуске двигателя при низких тем-
пературах.

Подводимая к стартеру мощность за вычетом электрических потерь пре-
образуется в электромагнитную мощность:

Р= (Л Па М)/30 = Еа1а

Максимальная электромагнитная мощность:

Рго = (Ип - ЛПЩ)2 / (4 Ка1)

Полезная мощность Р: на валу электродвигателя меньше электромагнит-
ной на величину суммы ЛРм механических потерь в подшипниках; в щеточно-
коллекторном узле и магнитных потерь в пакете якоря.

Полезный вращающий момент на валу электродвигателя:

М2 = 30 Р2/( Т] па)
Сила тока; потребляемого электродвигателем со смешанным возбужде-
нием:

I = 1а +1§,

где !•, =иСт/К8 - сила тока в параллельной обмотке возбуждения;

Кз - сопротивление параллельной обмотки возбуждения.

Подводимая к стартерному электродвигателю мощность:

Р1=иСт1

КПД стартерного электродвигателя:

Р

Пгг~ Р,

Механические характеристики электростартеров представляют в виде за-
висимости вращающего момента Мз от частоты вращения якоря па (рис. 50).

Рис. 50. Механическая характеристика стартерных электродвигателей:

1 - с последовательным возбуждением; 2 - со смещанным возбуждением

При снижении напряжения на выводах АКБ и стартера, в связи с пониже-
нием температуры или увеличением сопротивления стартерной сети при той же
силе тока 1а = ЭДС (Еа), частота вращения па и мощность Рг электродвигателя
уменьшаются (рис. 51, а). При той же частоте вращения па уменьшается враща-
ющий момент Мз (рис. 51, б).
Рис. 51. Характеристики стартерных электрдвигателей
при различных температурах:
а - рабочие; б - механические

Влияние электросопротивления источника электроснабжения и стартер-
ной сети на рабочие и механические характеристики стартерных электродвига-
телей требует однозначного указания условий; при которых определяется номи-
нальная мощность стартера. Номинальной считают наибольшую полезную мощ-
ность Рн в кратковременном режиме работы при электроснабжении от АКБ мак-
симально допустимой емкости; установленной в технических условиях на стар-
тер; при степени заряженности батареи 100 %; температуре электролита + 20 °С,
при первой попытке пуска двигателя; без учета падения напряжения в стартер-
ной сети. Номинальной мощности соответствуют сила тока 1н; частота вращения
пн и вращающий момент Мн.

Пусковая мощность Рп определяется как наибольшая полезная мощность
в кратковременном режиме работы при электропитании от батареи; заряженной
на 75 %; при температура -20 °С в конце третьей попытки пуска двигателя с уче-
том падения напряжения в проводке.

Напряжение на выводах стартерного электродвигателя при определении
номинальной мощности рассчитывается по формуле:

Ист = Цп (1 - ав (1/Сэв)),

где аб- коэффициент; принимаемый равным 0,05 для батарей емкостью С2о< 100 Ач.

Система Стоп-стар г

Система Стоп-старт предназначена для экономии топлива; снижения вред-
ных выбросов и шума за счет сокращения времени работы двигателя на холостом
ходу. Как показывает практика эксплуатации автомобиля; режим холостого хода
составляет до 30 % общего времени работы двигателя. Этому способствуют ча-
стые остановки на светофорах, нахождение в пробках, являющиеся атрибутами
большого города.

До недавнего времени система Стоп-старт применялась в основном на ги-
бридных автомобилях. Сегодня практически все ведущие автопроизводители
имеют в своем модельном ряду автомобили; оборудованные данной системой.
Принцип работы системы Стоп-старт заключается в выключении двига-
теля при остановке автомобиля и его быстром запуске при нажатии на педаль
сцепления (механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза
(автоматическая коробка передач).

Существует несколько подходов к реализации функции многократного за-
пуска двигателя: усиленный стартер; реверсивный генератор (стартер-генера-
тор), впрыск топлива в цилиндры и воспламенение смеси.

Система Стоп-старт выполняет функции автоматического управле-
ния остановкой и пуском двигателя; обеспечивая дополнительную экономию
топлива за счет сокращения длительности работы двигателя в режиме холостого
хода при остановке автомобиля и при медлен-ном его движении с установлен-
ным в нейтральном положении рычагом коробки передач. Система начинает ав-
томатически функционировать в том случае; если первоначальный пуск был осу-
ществлен пусковой системой с электростартером и двигатель прогрет до темпе-
ратуры 65—100 °С. Функционирование системы обеспечивают датчики темпера-
туры охлаждающей жидкости; положения педалей сцепления и дроссельной за-
слонки, рычага переключения передач и скорости движения автомобиля.

Система «Стоп-старт» выключает зажигание и отключает подачу топлива;
останавливая двигатель; при скорости движения автомобиля менее 5 км/ч, при
нейтральной передаче и выключенном сцеплении. Для продолжения движения
водитель нажимает на педаль управления дроссельной заслонкой. При этом ав-
томатически осуществляется пуск двигателя.

Самым простым и надежным с точки зрения конструкции является система
81ор&81аг1 фирмы ВонсЬ. Благодаря данной системе название «стоп-старт» стало
нарицательным названием остальных систем. Система 81ор&81аг1 устанавлива-
ется на автомобили ВМ\У, АиФ и обеспечивает снижение потребления топлива;
вредных выбросов до 8 %.

Схема системы «Стоп-старт» приведена на рисунке 52. Основу системы
составляет специальный стартер; рассчитанный на большое количество пусков
двигателя и имеющий увеличенный срок службы. Стартер оборудован усилен-
ным малошумным механизмом привода, гарантирующим быстрый, надежный
и бесшумный запуск двигателя. Система управления осуществляет остановку
и запуск двигателя; а также контроль заряда аккумуляторной батареи. Как и все
современные электронные системы управления она включает входные датчики;
блок управления и исполнительные устройства.

К входным датчикам относятся датчики частоты вращения коленчатого
вала; положения педали сцепления (положения педали тормоза), АКБ, а также
другие датчики системы управления двигателем.

Своего электронного блока система не имеет, а использует мощности
блока управления двигателем; где установлено соответствующее программное
обеспечение. Исполнительными устройствами системы являются форсунки си-
стемы впрыска, катушки зажигания; стартер.

Работа системы 81ор&81аг1 осуществляется следующим образом. При оста-
новке автомобиля перед светофором или в пробке система; на основании сигнала
датчика частоты вращения коленчатого вала; останавливает двигатель. Питание
потребителей электрического тока (кондиционера, аудиосистемы и др.) произво-
дится от аккумуляторной батареи. При нажатии педали сцепления (отпускании
педали тормоза на автомобиле с автоматической коробкой передач) система ак-
тивирует стартер и производит запуск двигателя. В дальнейшем цикл остановки
и запуска двигателя продолжается.

Система Стоп-Старт может быть принудительно отключена нажатием со-
ответствующей кнопки на панели (рис. 53). Она также отключается автоматиче-
ски, если уровень заряда аккумулятора падает ниже 75 %. После того; как ЛКБ
восстановит заряд; система включается снова в автоматическом режиме.

Рис. 52. Схема системы Стоп-старт:

1 - генератор; 2 - датчик тахометра;

3 - датчик положения дроссельной заслонки;

4 - датчик нейтрального положения коробки передач;

5 - датчик температуры ох-лаждающей жидкости;

6 - датчик положения педали сцепления; 7 — ЛКБ;

8 - контрольные точки; 9 - выключатель зажигания;

10 - переключатель работы системы;

11 - эконометр; 12 - контрольная лампа;

13 - контрольная лампа остановки двигателя;

14 — цепь электроснабжения системы обогрева ветрового стекла;

15 - стартер; 16 - выключатель подачи топлива;

17 - катушка зажигания; 18 - блок управления

Рис. 53. Кнопки системы Стоп-Старт
Аналогичную конструкцию имеет система 180 (М1е 81ор&Оо) от Кла
МоЮгз. Основное отличием данной системы заключается в управлении автомо-
бильным генератором. Так, при высокой нагрузке на двигатель для снижения по-
требления топлива генератор отключается, при торможении генератор включа-
ется и производится подзарядка аккумуляторной батареи. При падении мощно-
сти аккумуляторной батареи ниже 75 % от номинальной система выключается.
Система выключается также при использовании кондиционера. Система 180 от-
ключается при работе кондиционера.

На автомобилях Мегсебез и Сйгоёп устанавливаются системы 8ТАК8 раз-
работки компании Уа1ео. Данные системы позволяют экономить 10 % топлива,
благодаря использованию реверсивного генератора. Этот генератор также вы-
полняет и функцию стартера, скорость реакции которого всего 0,4 с, что вдвое
меньше аналогичной скорости обычного стартера.

Реверсивный генератор представляет собой электрическую машину пере-
менного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции ге-
нератора и стартера. Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный
приводной ремень и и обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие
в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет мень-
шее время запуска (0,4 с в сравнении с 0,8 с для обычного стартера).

Система 8 ГАК8 имеет отдельный блок управления, находящийся во взаи-
модействии с электронным блоком управления двигателем. К примеру, у анало-
гичной системы ВО8СН отдельного блока нет - его функция выполняется спе-
циальным программным обеспечением блока управления двигателем. Датчики
в 8ТАК8 используются те же, что и в других системах.

Компания Ма/с1а разработала систему 8188 (8тап М1е 8юр 8уз(ет), кото-
рая является альтернативой других систем Стоп-старт. Многократный запуск
в ней осуществляется не одним стартером, а еще и выпрыском в цилиндры топ-
ливной смеси и ее воспламенении, в результате чего двигатель получает мощный
стартовый импульс. Данная система устанавливается только на модели с автома-
тической трансмиссией и позволяет экономить 9 % горючего.

Для обеспечения работы системы 8188 поршни в цилиндрах останавлива-
ются в определенных положениях, оптимальных для дальнейшего запуска дви-
гателя. С началом движения в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеня
ется топливно-воздушная смесь, таким образом производится запуск двигателя.
При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется
энергия стартера, который включается на непродолжительное время.

Снижение расхода топлива при применении данной системы достигает 9 %.
Система 8188 работает только с автоматической трансмиссией. К недостаткам
системы Стоп-старт относятся увеличение числа включений стартера и повы-
шенное потребление энергии от АКБ.

Правила эксплуатации и техническое обслуживание стартера

Надежная и безотказная работа стартера обеспечивается при выполнении
правил эксплуатации и технического обслуживания. Основным фактором, опре-
деляющим срок службы стартера, является интенсивность эксплуатации, кото-
рую оценивают по числу включений на 100 км пробега автомобиля. Включение
стартера не обязательно сопровождается успешным нус-ком двигателя. Общее
число включений стартера зависит не только от числа остановок двигателя, но и
от его пусковых качеств.

Электростартеры потребляют токи большой силы и рассчитаны на кратко-
временные режимы работы. Продолжительность непрерывной работы стартера
при неудачных попытка: пуска двигателя не должна превышать 10-20 с ввиду
возможного перегрева обмоток и нарушения электрического контакта в местах
соединений. При неудачном пуске с первой попытки стартер следует включать
повторно через 1—2 мин. После неудачного пуска двигателя перед повторным
включением стартера нужно убедиться в полной остановке двигателя. Если дви-
гатель не пускается после трех попыток, то нужно проверить состояние и устра-
нить возможные неисправности в системе электроснабжения или зажигания.
Стартер следует выключать сразу после пуска двигателя. Длительное вращение
шестерни маховиком может привести к заклиниванию муфты свободного хода
привода, резкому увеличению частоты вращения и выходу из строя электродви-
гателя стартера.

Категорически запрещается приводить автомобиль в движение с помощью
стартера, так как при этом он подвергается перегрузкам.

Проверка технического состояния

При техническом обслуживании проверяют крепление стартера на двига-
теле и надежность состояния наконечников проводов на выводах АКБ и на кон-
тактных болтах тягового реле. При большой силе потребляемого стартером тока
даже незначительное переходное сопротивление в цепи электроснабжения стар-
терного электродвигателя приводит к значительному падению напряжения и
снижению мощности стартера.

После определенного пробега автомобиля (на автомобилях ВАЗ моделей
2108 и 2119 через 45 тыс. км пробега, на автомобилях МАЗ моделей 64227, 54322
через 45-50 тыс. при очередном ТО-2 (лучше при подготовке к зимней эксплуа-
тации) рекомендуется снять стартер с двигателя, разобрать, очистить детали от
грязи, продуть сжатым воздухом и проверить техническое состояние якоря, ще-
точно-коллекторного узла, обмоток возбуждения, механизма привода, крышек
и тягового реле.

Наличие межвитковых замыканий обмотки якоря на сердечник и катушек
возбуждения корпус проверяют на приборе Э236, мегомметром или с помощью
контрольной лампы напряжением 220 В. Контрольная лампа не должна гореть
при подключении ее к источнику электроснабжения через любую пластину кол-
лектора и сердечник якоря. Мегомметр должен показывать сопротивление не ме-
нее 10 кОм. Проверку якоря на межвитковое замыкание или замыкание пластин
коллектора можно проводить с помощью портативного дефектоскопа.

На поверхности шлицев и цапф вала якоря не должно быть задиров, забоин
и продуктов изнашивания. Следы бронзы (желтого цвета) от втулки шестерни
удаляют мелкозернистой шлифовальной шкуркой, иначе они могут стать причи-
ной заедания шестерни на валу.
Следует обращать внимание на состояние коллектора и щеток. Рабочую
поверхность коллектора осматривают. Загрязненную, окисленную или подгорев-
шую поверхность коллектора протирают чистой ветошью, смоченной бензином.
При необходимости коллектор зачищают мелкозернистой шлифовальной шкур-
кой или протачивают на токарном станке до допустимого минимального диа-
метра.

Подвижность щеток в щеткодержателях проверяют с помощью крючка,
которым приподнимают пружину и, слегка потянув за канатики щетки, переме-
щают ее в щеткодержателе. Щетки должны перемещаться свободно, без заеда-
ний. Проверяют и при необходимости подтягивают крепление наконечников ще-
точных канатиков к щеткодержателям. Контрольной лампой напряжением 220 В
выявляют замыкание щеткодержателей на корпус. Изношенные щетки заменяют
новыми.

Механизм привода с роликовой муфтой свободного хода должен легко пе-
ремещаться по направлению к подшипнику крышки со стороны привода и воз-
вращаться в исходное положение силой пружины. Если перемещение привода
затруднено, часть вала, к которой имеется доступ через окно в крышке, очищают
от грязи и покрывают пластичной смазкой. В случае заедания муфты привода
после смазывания или ее пробуксовывания стартер следует разобрать, а муфту
заменить.

На зубьях шестерни привода не должно быть сколов и выкрашиваний.

Крышки стартера проверяют на наличие трещин и степень изнашивания
втулок. Если втулки сильно изношены, то заменяют или крышку в сборе. Прове-
ряют крепление щеткодержателей на крышке со стороны коллектора. При уста-
новке крышки со стороны коллектора на место щеточно-коллекторный узел ре-
комендуется продуть сжатым воздухом.

Исправность обмоток тяговых реле стартеров определяют по результатам
измерения их сопротивления с помощью омметре или вольтметра и амперметра.
В случае неисправности обмотки реле заменяют. При снятой крышке реле осмат-
ривают силовые контакты. Изношенные или подгоревшие контакты зачищают
мелкозернистой шлифовальной шкуркой. При значительном износе или подго-
рании контактные болты заменяют.

Техническое состояние стартера оценивают по параметрам режимов холо-
стого хода и полного торможения. Причиной повышенной силы тока и отсут-
ствия вращения якоря может быть замыкание на «массу» в обмотках якоря и воз-
буждения, замыкание контактных болтов тягового реле или изолированного
щеткодержателя. В случае межвиткового замыкания в обмотках якоря или воз-
буждения в режиме полного торможения сила тока будет больше, а вращающий
момент меньше значений, указанных в технической характеристике стартера.
Диагностика неисправностей стартера приведена в таблице 4.
Диагностика неисправностей стартера

Таблица 4

Неисправность	Причина поломки стартера	Устранение или предотвращение поломки стартера
Стартер не включается	Нарушение контакта в цепи питания стартера вследствие коррозии или слабой затяжки наконечников проводов	Осмотреть цепь питания стартера, зачистить и подтянуть все клеммы
	Неисправность реле стартера (обрыв обмоток, заедание, смещение контактного диска)	Проверить работу реле стартера и устранить неисправность
	Короткое замыкание в обмотке стартера	Отремонтировать или заменить автомобильный стартер
	Отсутствие надёжного контакта во включателе зажигания	Проверить включатель зажигания.  При необходимости заменить контактную часть включателя
При включении стартера коленвал двигателя проворачивается медленно, с небольшой частотой вращения	Масло в картере двигателя не соответствует по вязкости сезону	Заменить масло рекомендуемым для данного сезона
	Разряд или неисправность АКБ	Проверить аккумулятор, зарядить или заменить
	Окисление выводов и наконечников проводов аккумуляторной батареи	Отсоединить наконечники, аккуратно очистить, вновь установить и смазать чистым техническим вазелином
	Нарушение контакта щёток и слабая затяжка наконечников проводов	Снять и разобрать стартер. Прочистить коллектор, заменить щётки, отрегулировать натяжение пружин щёток
Якорь стартера вращается, но стартер не проворачивает коленчатый вал	Пробуксовка муфты свободного хода привода стартера	Заменить привод стартера
	Привод туго ходит по винтовой нарезке вала	Промыть нарезку вала и смазать моторным маслом
При включении стартера слышен скрежет шестерни	Забоины в зубьях венца маховика в машине	Устранить забоины заправкой повреждённых зубьев
стартера, которая не входит в зацепление	Неправильная регулировка хода шестерни привода и момента замыкания контактов включателя	Отрегулировать ход шестерни привода и момент замыкания контактов тягового реле
	Ослабление буферной пружины привода стартера	Заменить пружину в стартере
Окончание таблицы 4

Неисправность	Причина поломки стартера	Устранение или предотвращение поломки стартера
Стартер после пуска двигателя не отключается	Заедание привода на валу якоря или спекание контактов тягового реле	Остановить двигатель, снять и разобрать стартер и устранить причину заедания
	Заедание в замке зажигания	Замок заменить
	Замыкание в обмотке реле стартера	Заменить реле стартера
Чрезмерный шум стартера во время движения	Износ подшипников	Заменить подшипники
	Выход шестерни привода из зацепления с зубчатым венцом с запаздыванием	Проверить работу привода и устранить неисправность
	Ослабление крепления стартера	Закрепить стартер в автомобиле
	Ослабление крепления полюса стартера	Затянуть винт крепления полюса

Контрольные вопросы

1.	Назначение и устройство стартера.

2.	Классификация стартеров по конструктивным характеристикам.

3.	Назначение и функции следующих конструктивных элементов: полюса
статора, якоря, коллектор, щетки, муфта свободного хода.

4.	Принцип действия стартера.

5.	Виды редукторов стартера.

6.	Устройство и работа стартера с редуктором (цилиндрическим, планетар-
ным).

7.	Основные рабочие характеристики стартера.

8.	Основные механические характеристики стартера.

9.	Характеристика системы Стоп-Старт.
ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Назначение и принцип действия

Система зажигания (СЗ) представляет собой комплекс механических и
электрических устройств, назначение которых — обеспечить надежность воспла-
менения топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя в надлежащие мо-
менты его рабочего цикла.

Исходя из назначения СЗ, основные требования к ней заключаются в том,
чтобы: вырабатывать напряжение, достаточное для пробоя искрового проме-
жутка между электродами свечи, сообщать искровому разряду энергию, необхо-
димую для надежного воспламенения горючей смеси, воспламенять смесь в каж-
дом цилиндре двигателя в моменты, соответствующие наивыгоднейшему углу
опережения зажигания.

Основные процессы, происходящие в СЗ, имеют электрическую природу.
Они протекают в двух связанных электрических цепях: первичной (низковольт-
ной), включающей в себя АКБ, добавочный резистор, первичную обмотку ка-
тушки зажигания прерыватель и конденсатор, и вторичной, содержащей вторич-
ную обмотку катушки зажигания, подавительный резистор, распределитель и
свечи зажигания.

Состояние СЗ существенно влияет на динамические и экономические по-
казатели автомобиля. Так, отклонение угла опережения зажигания от оптималь-
ного на 15-20° приводит к увеличению расхода топлива до 10 % и потере мощ-
ности двигателя до 15 %. Практика показывает, что до 30 % автомобилей, посту-
пающих на ТО, имеют дефекты в элементах СЗ.

Разряд в искровом промежутке вызывается импульсом напряжения, вели-
чина которого зависит от температуры и давления в камере сгорания, конфигу-
рации и размеров искрового промежутка. Величина импульса должна обеспечи-
ваться системой зажигания с определенным запасом, с учетом износа электродов
свечи в эксплуатации. Обычно коэффициент запаса составляет 1,5—1,8, а вели-
чина импульса напряжения лежит в пределах 20-30 кВ.

Процесс сгорания рабочей смеси разделяется на три фазы: начальную, ко-
гда формируется пламя, возникающее от искрового разряда в свече, основную,
когда пламя распространяется на большей части камеры сгорания, и конечную,
когда пламя догорает у стенок камеры. Этот процесс требует определенного вре-
мени. Наиболее полное сгорание рабочей смеси достигается своевременной по-
дачей сигнала на воспламенение, т. е. установкой оптимального угла опережения
зажигания в зависимости от режима работы двигателя.

Угол опережения зажигания определяется по углу поворота коленчатого
вала двигателя от момента возникновения искры до момента достижения порш-
нем верхней мертвой точки. Если угол опережения зажигания больше оптималь-
ного, то зажигание раннее. Давление в камере сгорания при этом достигает мак-
симума до достижения поршнем верхней мертвой точки и оказывает противо-
действующее воздействие на поршень. Раннее зажигание может явиться причи-
ной возникновения детонации. Если угол опережения зажигания меньше опти-
мального, зажигание позднее, в этом случае двигатель перегревается.
На начальную фазу сгорания влияет энергия и длительность искрового раз-
ряда в свече. В современных системах энергия разряда достигает 50 МДж, а его
длительность 1—2,5 мс. В зависимости от способа управления процессом зажи-
гания различают следующие типы систем зажигания: контактная, бесконтактная
(транзисторная) и электронная.

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределе-
ние электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устрой-
ством - прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной си-
стемы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в пер-
вичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управле-
ния накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодей-
ствующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в
данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого
напряжения осуществляется механическим распределителем.

В электронной системе зажигания используется электронный блок управ-
ления, с помощью которого производится управление процессом накопления
и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной
системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажига-
ния и системой впрыска топлива. В настояшее время управление зажиганием
включено в систему управления двигателем.

Основные системы представлены в таблице 5.

Таблица 5

Основные системы зажигания (СЗ)

Обозначение		Описание
Отечественое	Зарубежное	
КСЗ	К82	Классическая контактная с прерывателем- распределителем
КТСЗ	Т82к	Контактно-транзисторная система зажигания
БТСЗ	НК21, Т82-2	Бесконтактная транзисторная с индукционным датчиком
БТСЗ	НК211, Е2К,Т228Н	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в ёмкости с датчиком Холла
БТСЗ	Т821	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с индукционным датчиком
БТСЗ	Т8211	Бесконтактная транзисторная с накоплением энергии в индуктивности с датчиком Холла
МСУД	У82, Е2Ь	Электронная система зажигания статического типа

Не смотря на различия в конструкции можно выделить следующее общее
устройство системы зажигания:

-	источник питания (автомобильный генератор и АКБ);

-	выключатель зажигания;
-	устройство управления накоплением энергии (в разных системах зажи-
гания эту роль выполняет прерыватель, транзисторный коммутатор или элек-
тронный блок управления);

-	накопитель энергии (катушка зажигания);

-	устройство распределения энергии по цилиндрам (механический распре-
делитель или электронный блок управления);

-	высоковольтные провода;

-	свечи зажигания.

Контактная система зажигания

Контактная система зажигания на современных автомобилях не применя-
ется. Однако ранее она была широко распространена. Отдадим ей должное, так
как она верой и правдой служила на протяжении многих лет, и рассмотрим ее
принципиальное устройство (рис. 54).

Рис. 54. Контактная СЗ:

1— генератор; 2 — выключатель (замок) зажигания; 3 - прерыватель;

4 — распределитель; 5 — свеча зажигания; 6 — катушка зажигания; 7 — АКБ

Выключатель зажигания объединен с замком зажигания и служит сразу
для нескольких целей: для включения стартера, системы зажигания, питания
контрольно-измерительных приборов, подачи питания на переключатели света,
на стеклоочистители и другие приборы. В данный момент нас интересует то, что
с его помощью включается система зажигания и ток низкого напряжения (12 В),
вырабатываемый ботовой сетью автомобиля, поступает от аккумуляторной ба-
тареи и генератора на катушку зажигания, которая преобразует его в ток высо-
кого напряжения. Этот ток передается в трамблер (механический распределитель
зажигания), подающий ток на свечи зажигания.
В автомобиле есть два источника электрического тока: аккумуляторная ба-
тарея и генератор. Эти два источника вырабатывают ток низкого напряжения
(12—14 Б). Но для того, чтобы между электродами свечи проскочила искра
и смогла поджечь рабочую смесь, необходим ток высокого напряжения - около
20 000 В, а в некоторых двигателях и до 70 000 В. Для этого в системе зажигания
предусмотрены две электрические цепи - низкого и высокого напряжения.

В контактной системе зажигания (рис. 55) коммутация в первичной цепи
зажигания осуществляется механическим кулачковым прерывательным меха-
низмом. Кулачок прерывателя связан с коленчатым валом двигателя через зуб-
чатую, цепную или зубчато-ременную передачу, причем частота вращения вала
кулачка вдвое меньше частоты вращения вала двигателя. Угол опережения зажи-
гания устанавливается изменением положения кулачка относительно привод-
ного вала или углового положения пластины прерывателя, на которой закреп-
лена ось его подвижного рычажка.

Рис. 55. Принципиальная схема классической контактной СЗ:

1	- аккумуляторная батарея; 2, 3 - контакты выключателя зажигания;

4	- добавочный резистор; 5 - катушка зажигания; 6 - прерыватель;

7, 8 - подвижный и неподвижный контакты прерывателя; 9 - кулачок;

10 - распределитель; И - ротор (бегунок); 12 - неподвижный - электрод;

13 - свечи зажигания; 14 - конденсатор

Время замкнутого и разомкнутого состояния контактов определяется кон-
фигурацией кулачка, частотой вращения и зазором между контактами. Законо-
мерность изменения угла опережения зажигания по частоте вращения коленча-
того вала двигателя и его нагрузке различна для разных типов двигателя и под-
бирается экспериментально. Однако во всех случаях с увеличением частоты вра-
щения коленчатого вала увеличивается скорость движения поршня, и для того,
чтобы смесь успела сгореть при увеличении частоты вращения, угол опережения
зажигания должен быть увеличен. Для изменения положения кулачка относи-
тельно приводного вала в зависимости от частоты вращения служит центробеж-
ный регулятор. Своеобразными датчиками частоты вращения в регуляторе явля-
ются грузики, оси вращения которых закреплены на пластине, связанной с при-
водным валом.

Под действием центробежной силы, зависящей от частоты вращения, гру-
зики стремятся разойтись и повернуть траверсу, жестко связанную с кулачком,
при этом центробежная сила преодолевает силу противодействующей пружины.
С увеличением нагрузки двигателя, т. е. с увеличением угла открытия
дроссельной заслонки, наполнение цилиндров и давление в конце такта сжатия
увеличивается - процесс сгорания ускоряется. Следовательно, с увеличением от-
крытия дроссельной заслонки угол <3 должен уменьшаться. Изменение угла опе-
режения зажигания по нагрузке двигателя осуществляет вакуумный регулятор.
Вакуумная камера регулятора соединена со впускным трактом двигателя за дрос-
сельной заслонкой. При увеличении нагрузки дроссельная заслонка открыва-
ется, давление за ней снижается, и гибкая мембрана через шток поворачивает
пластину с контактным механизмом относительно кулачка в сторону уменьше-
ния угла опережения зажигания. Максимальный угол опережения зажигания по
нагрузке также ограничивается упором и лежит в пределах 15—25° по углу пово-
рота коленчатого вала.

Добавочный резистор В устраняет влияние снижения напряжения в борто-
вой сети при включении стартера. Для этого он при пуске закорачивается, при
нормальной работе на нем падает часть напряжения так, что к катушке зажига-
ния подходит напряжена 7—8 В, на которое она рассчитана. Добавочный резистор
выполняется из никелевой или константановой проволоки, имеет сопротивление
1—1,9 Ом и располагается либо на катушке зажигания, либо отдельно.

Изготовление добавочного резистора из никелевой проволоки позволяет
ему выполнять дополнительные функции - защиту первичной цепи от пере-
грузки, возможной на малой частоте вращения коленчатого вала. Сопротивление
никелевого резистора с ростом силы тока возрастает. Распределительный меха-
низм, который объединен в один узел «прерыватель-распределитель» с прерыва-
телем, подводит вывод вторичной обмотки катушки зажигания через контакт-
ный уголек к вращающемуся электроду (бегунку), установленному на одном
валу с кулачком прерывателя. При вращении ротора высокое напряжение после-
довательно через воздушный промежуток, электроды распределителя и высоко-
вольтные провода подается на свечи. Момент прохождения бегунка мимо каж-
дого электрода распределителя синхронизирован с размыканием контактов пре-
рывателя.

При малой величине емкости С1 искрение все же возникает и напряжение
снижается. Однако и увеличение емкости С1 также снижает вторичное напряже-
ние, поэтому конденсатор подбирается к каждой системе индивидуально.

Принцип образования тока высокого напряжения одинаков во всех видах
систем зажигания. Рассмотрим его.

Катушка зажигания (иногда ее называют бобиной) преобразует ток низ-
кого напряжения в ток высокого напряжения, т. е. она используется в качестве
повышающего трансформатора. В ней расположены сердечник и вокруг него две
обмотки - первичная и вторичная. Когда по первичной обмотке низкого напря-
жения проходит электрический ток напряжением всего 12 В, вокруг нее созда-
ется мощное магнитное поле. В момент прекращения подачи тока магнитное
поле исчезает и пересекает витки вторичной обмотки высокого напряжения,
в результате чего в ней возникает ток высокого напряжения, примерно в две ты-
сячи раз больший, чем в первичной обмотке.
Ток высокого напряжения направляется в нужный момент к свече того ци-
линдра, в котором в данный момент необходимо поджечь топливовоздушную
смесь. Для этого используется устройство, называемое распределителем. Из цен-
тра катушки зажигания выходит провод высокого напряжения и по нему ток
направляется в распределитель. Там расположен вращающийся бегунок, при его
повороте происходит последовательный контакт с проводами каждой свечи,
и между их электродами проскакивает искра. Все это происходит в определенной
последовательности, соответствующей порядку работы цилиндров двигателя.

Для получения необходимого высокого напряжения в катушке зажигания
рассчитывают сечение проводов обмотки и количество их витков. Прекраще-
нием подачи тока в первичной обмотке руководит специальное устройство - пре-
рыватель. Он состоит из двух контактов, которые то разъединяются, то соединя-
ются. Именно поэтому данная система зажигания и названа контактной. Для пра-
вильной работы системы зажигания между разомкнутыми контактами должен
быть определенный зазор, а при замыкании их поверхности должны плотно при-
легать друг к другу. В процессе эксплуатации постоянно выдерживать эти усло-
вия сложно, например, из-за того, что контакты подгорают. Приходится до-
вольно часто их зачищать и восстанавливать требуемый зазор между ними. Кон-
структивное исполнение элементов контактной системы зажигания представ-
лено на рисунке 56.

Рис. 56. Конструктивное исполнение элементов контактной СЗ:
а - кулачково-прерывательный механизм,
б — центробежный регулятор опережения зажигания,
в - вакуумный регулятор опережения зажигания,

1 - кулачок, 2 - неподвижный контакт, 3 - подвижный контакт,

4 — рычажокпрерывателя, 5 - подвижная пластина, б - грузики,
7 - траверса, 8 - диафрагма, 9 - шток, 10 - вакуумная камера, 11 - пружина
Контактно-транзисторная система зажигания

Контактно-транзисторная система зажигания явилась переходным этапом
от контактной к бесконтактным электронным системам. В ней устраняется недо-
статок контактной системы - подгорание и износ контактов прерывателя, ком-
мутирующих цепь с индуктивностью и значительной силой тока. В контактно-
транзисторной системе первичную цепь обмотки возбуждения коммутирует
транзистор, управляемый контактами прерывателя. С применением контактно-
транзисторной системы на автомобиле появился новый блок — электрокоммута-
тор, объединяющий в себе силовой коммутирующий транзистор и элементы его
управления и защиты. На рисунке 57 представлена схема контактно-транзистор-
ного зажигания с коммутаторе к которая более четверти века обеспечивает зажи-
гание восьмицилиндровых двигателей автомобилей ЗИЛ и ГАЗ.

Рис. 57. Схема контактно-транзисторной СЗ с коммутатором ТК 102:

1 - аккумуляторная батарея, 2,3- контакты выключателя зажигания,
4,5- добавочные резисторы, 6 - коммутатор, 7 - прерыватель

При замыкании контактов прерывателя через них начинает протекать ток
базы транзистора УТ1, который открывается и включает первичную обмотку
у катушки зажигания к источнику питания. При размыкании контактов прерыва-
теля транзистор закрывается, ток в первичной цепи резко прерывается и на све-
чах появляется всплеск высокого напряжения, как и в контактной системе.

Характеристики контактно-транзисторной системы аналогичны контакт-
ной, за исключением того, что снижения вторичного напряжения на низких ча-
стотах вращения кулачка не происходит. Импульсный трансформатор Т в схеме
ускоряет запирание транзистора, цепь УЭ1, УО2 защищает транзистор от пере-
напряжений, а конденсатор С2 - от случайных импульсов напряжения по цепи
питания. Конденсатор С1 способствует уменьшению коммутационных потерь
в транзисторе. Добавочный резистор 4 закорачивается при пуске двигателя.

Срок службы контактов прерывателя в контактно-транзисторной системе
больше, чем в контактной, так как базовый ток, коммутируемый ими, невелик.
Однако механический износ прсрывательного механизма, влияние вибраций на
работу контактов в системе не устранены.
Бесконтактная система зажигания

Бесконтактная система зажигания (рис. 58) отличается от контактной си-
стемы отсутствием прерывателя. Здесь его заменяет специальное устройство -
бесконтактный электронный датчик, посылающий импульсы тока низкого
напряжения и распределяющий ток высокого напряжения в соответствии с по-
рядком работы цилиндров двигателя.

Рис. 58 Бесконтактная СЗ

Составные части системы: 1 — датчик-распределитель зажигания, 2 — свеча
зажигания, 3 — катушка зажигания, 4 - коммутатор, 5 — выключатель (замок) за-
жигания отличается от контактной системы отсутствием прерывателя (того са-
мого, при размыкании контактов которого во вторичной обмотке катушки зажи-
гания образовывался ток высокого напряжения). В бесконтактной системе пре-
рыватель заменен специальным устройством (бесконтактным электронным дат-
чиком), посылающим импульсы тока низкого напряжения и распределяющим
ток высокого напряжения в соответствии с порядком работы цилиндров двига-
теля. Его называют коммутатором. Теперь именно он руководит моментами пре-
кращения подачи тока в первичную обмотку катушки зажигания.

В бесконтактной системе распределитель зажигания заменен на датчик-
распределитель и коммутатор. Датчик-распределитель выдает управляющие им-
пульсы низкого напряжения и распределяет импульсы высокого напряжения по
отдельным свечам зажигания. Работа бесконтактного датчика основана на ис-
пользовании эффекта Холла. В этой системе еще существовали механические
детали, которые не обеспечивали высокой надежности.

В современных автомобилях широко применяется микропроцессорная
(электронная) система зажигания, входящая в систему управления инжектор-
ными двигателями. Электронной называется система зажигания, в которой со-
здание и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осу-
ществляется с помощью электронных устройств.

Необходимо отметить, что контактно-транзисторная система зажигания и
бесконтактная система зажигания также включают электронные компоненты, но
данные системы уже имеют свои устоявшиеся названия. С другой стороны элек-
тронная система зажигания не имеет механических контактов, поэтому, по сути,
является бесконтактной СЗ.
На современных автомобилях электронная система зажигания является со-
ставной частью системы управления двигателем. Данная система осуществляет
управление объединенной системой впрыска и зажигания, а на последних моде-
лях автомобилей и рядом других систем - впускной и выпускной системами, си-
стемой охлаждения.

Существует множество конструкций электронных систем зажигания
(ВозсЬ Мо1гоп1с, §1то8, Мацпей-МагеШ и др.), отличающихся по конструкции.
Электронные системы зажигания можно разделить на два вида: системы зажига-
ния с распределителем и системы прямого зажигания.

Первый вид электронных систем зажигания в своей работе использует ме-
ханический распределитель, с помощью которого осуществляется подача тока
высокого напряжения на конкретную свечу. В системах прямого зажигания по-
дача тока высокого напряжения на свечу производится непосредственно с ка-
тушки зажигания.

Конструкция электронной системы зажигания включает традиционные
элементы - источник питания, выключатель зажигания, катушку, свечи, а также
провода высокого напряжения (на некоторых видах системы). Помимо этого си-
стема включает следующие элементы управления: входные датчики, электрон-
ный блок управления и исполнительное устройство - воспламенитель. Структур-
ная схема представлена на рисунке 59.

Д тик детялщи

Датчик пыожеюы
дросссльжй заед.

Датчик пмохекм
распред, вала

Прочие дагчжя

Электронный
блок
управления

Д атчик пая о хеши
холемч итого вела

Рис. 59. Структурная схема микропроцессорной (электронной) СЗ

Устройство управления системой впрыска представляет собой автоном-
ный микропроцессорный блок управления зажиганием или блок управления дви-
гателем с подсистемой управления зажиганием. Это устройство, пользуясь об-
ратной связью, автоматически рассчитывает момент зажигания. При этом учи-
тываются частота вращения коленчатого вала двигателя и его положение, поло-
жение распределительного вала, нагрузка двигателя, определяемая по положе-
нию дроссельной заслонки, а также температура охлаждающей жидкости и дан-
ные датчика детонации. Регулировка опережения зажигания реализована про-
граммно в блоке управления. Коммутаторы в микропроцессорных системах за-
жигания также называются «воспламенитель» (1§пйег).

Электронный блок управления (ЭБУ, ЕС1Э, РСМ) - именно он выполняет
в системе главную роль. Его работа состоит в сборе информации от датчиков
(для управления зажиганием основными датчиками являются датчик положения
коленчатого вала, датчик положения распределительного вала, датчик детона-
ции, датчик угла открытия дроссельной заслонки), расчете оптимального мо-
мента зажигания и времени зарядки катушки и конкретно управление через ком-
мутатор первичной цепью катушки. Блок управления системой зажигания часто
объединяют с блоком управления впрыском топлива.

Основные датчики микропроцессорной системы управления зажиганием:

Датчики положения коленчатого и распределительного валов необхо-
димы ЭБУ для определения текущих оборотов двигателя, а также текущего по-
ложения распределительного вала (для идентификации цилиндра, который нахо-
дится в такте сжатия). В разных модификациях электронных систем управления
используется разный набор датчиков для решения этих задач. При этом также
используются датчики разных типов - но наиболее часто индуктивные датчики
и датчики Холла.

Датчик детонации устанавливается на блоке двигателя, во время работы
двигателя генерирует сигнал с частотой и амплитудой, зависяшей от частоты
и амплитуды вибрации двигателя. Этот датчик устанавливают на блоке двига-
теля. При возникновении детонации электронный блок управления корректирует
угол опережения зажигания.

Датчик положения дроссельной заслонки определяет нагрузку на двига-
тель. Его работа рассмотрена в подразделе, посвященном устройству и работе
системы питания инжекторного двигателя.

Коммутатор («воспламенитель», г^ттег) - это транзисторные ключи, ко-
торые в зависимости от сигнала с ЭБУ включают или отключают питание пер-
вичной обмотки катушки (катушек) зажигания. В зависимости от устройства
конкретной системы зажигания коммутатор может быть как один, так их может
быть и несколько (если в системе зажигания используется несколько катушек.

Электронная система зажигания может иметь одну общую катушку зажи-
гания, индивидуальные катушки зажигания или сдвоенные катушки зажигания.
Общая катушка зажигания применяется в электронной системе зажигания с рас-
пределителем. Индивидуальные катушки зажигания устанавливаются непосред-
ственно на свечу, поэтому необходимость в высоковольтных проводах отпадает.

В системах прямого зажигания также используются сдвоенные катушки
зажигания. На четырехцилиндровом двигателе устанавливается две таких ка-
тушки: одна для 1 и 4 цилиндров, другая - для 2 и 3 цилиндров. Каждая из кату-
шек создает ток высокого напряжения на двух выводах, поэтому искра зажига-
ния всегда происходит одновременно в двух цилиндрах. В одном из цилиндров
она воспламеняет топливно-воздушную смесь, в другом происходит вхолостую.
Микропроцессорная система управления зажиганием может применяться прак-
тически с любыми модификациями систем накопления и распределения энергии.
Принцип работы электронной системы зажигания

В соответствии с сигналами датчиков электронный блок управления вы-
числяет оптимальные параметры работы системы. Осуществляется управляю-
щее воздействие на воспламенитель, который обеспечивает подачу напряжения
на катушку зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания начинает
протекать ток.

При прерывании напряжения, во вторичной обмотке катушки индуциру-
ется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам или непосред-
ственно с катушки зажигания ток высокого напряжения подается к соответству-
ющей свече зажигания. Создающаяся искра в свече зажигания воспламеняет топ-
ливно-воздушную смесь.

При изменении скорости вращения коленчатого вала двигателя датчик ча-
стоты вращения коленчатого вала двигателя и датчик положения распредели-
тельного вала подают сигналы в электронный блок управления, который в свою
очередь осуществляет необходимое изменение угла опережения зажигания.

При увеличении нагрузки на двигатель управление углом опережения за-
жигания осуществляется с помощью датчика массового расхода воздуха. Допол-
нительную информацию о процессе воспламенения и сгорания топливно-воз-
душной смеси дает датчик детонации. Другие датчики представляют дополни-
тельную информацию о режимах работы двигателя.

Микропроцессорная система (рис. 60) зажигания с контроллером, приме-
няется на автомобилях «Волга», «Газель», ЗИЛ, ВАЗ.

Рис. 60. Структурная схема микропроцессорной СЗ
с контроллером МС-2713

В задачу контроллера входит обработать информацию, поступающую от
датчиков, и в соответствии с ней, установив оптимальный для данного режима
угол опережения зажигания, дать команду через коммутатор на образование ис-
кры зажигания. В режиме принудительного холостого хода контроллером выда-
ется команда на прекращение топливоподачи. Контроллер получает информа-
цию от индукционных датчиков: начала отсчета НО, установленного на картере
сцепления так, что он генерирует импульсы напряжения в момент прохождения
в его магнитном поле стального штифта, укрепленного на маховике, при поло-
жении в верхней мертвой точке поршней 1 и 4 цилиндров, и угловых импульсов
УИ, реагирующего на прохождение зубьев венца маховика снабжающего кон-
троллер информацией о частоте вращения и угле поворота коленчатого вала дви-
гателя, полупроводникового датчика температуры охлаждающей жидкости, ин-
формирующего о достижении температуры заданного уровня, датчика разряже-
ния во впускном коллекторе Р тензометрического типа, информирующего
о нагрузке двигателя. Для управления экономайзером принудительного холо-
стого хода (ЭПХХ) сигнал поступает с концевого выключателя КВ от дроссель-
ной заслонки. Сигналы с датчиков НО и УИ преобразуются преобразователем
сигналов в прямоугольные импульсы с логическими уровнями интегральных
микросхем, сигнал с датчика разряжения, величина которого по напряжению
пропорциональна разряжению, также преобразуется во временные импульсы.

В постоянно запоминающем устройстве (ПЗУ) - контроллера записана ин-
формация об оптимальном угле опережения зажигания в зависимости от частоты
вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. Информация записана в двух
вариантах - характеристики для холодного (температура охлаждающе жидкости
— ниже 65 °С) и прогретого двигателя. Нужная характеристика выбирается по
сигналу с датчика температуры, поступающего на 10-й разряд адреса ПЗУ АЮ.
Процессор Р, выполненный на микросхеме, формирует сигнал «Старт АЦП», по
которому устройство ввода-вывода (УВВ) запускает преобразователь «напряжение
- время» и начинает изменение напряжения с датчика загрузки двигателя
в цифровой код. По сигналу «Конец преобразования» устанавливается в сети ад-
рес ПЗУ в разрядах А5-А9 с допуском к необходимой информации. Начало из-
мерения загрузки двигателя и вычисления угла опережения зажигания синхро-
низировано с импульсом НО. Вычисление угла опережения зажигания реализу-
ется процессором по жесткому алгоритму. Когда величина вычисленного угла
совпадает с углом поворота коленчатого вала, по сигналу с процессора через
УВВ включается блок ФИЗ (формирователь импульсов зажигания) на микро-
схеме, вырабатывающий импульсы зажигания постоянной скважности, подавае-
мые через ключ СЗ на выход блока управления. Каналы управления многока-
нального коммутатора выбираются по сигналу ИЗ, через ключ выбора канала
ВК.

Цифровая микропроцессорная система зажигания инжекторного двига-
теля

Цифровая микропроцессорная система зажигания инжекторного двигателя
(рис. 61) представляет собой тонкий механизм, требующий специального обра-
щения, а также правильной эксплуатации и корректного ремонтного обслужива-
ния.
Рис. 61. Цифровая микропроцессорная СЖ инжекторного двигателя

На сегодняшний день существует несколько видов конструкций, которые
представляют собой цифровые микропроцессорные системы зажигания ин-
жекторного двигателя. Подобные установки могут быть установлены сразу вме-
сте с инжекторным двигателем, а могут быть куплены отдельно и установлены
в автомобиль как дополнительный аксессуар. Вот несколько самых популярных
моделей, которые пользуются определенным уровнем спроса в нашей стране.
Данные модели устанавливаются на автомобилях отечественного и иностран-
ного производства.

Основными функциями микропроцессорной системы зажигания ШС-304
являются: удаление отложений из форсунок при помощи ультразвука, контроль
подачи топлива, а также микропроцессорная система управления и обратная про-
мывка для удаления грязи из форсунок, симулирование рабочих условий ин-
жекторного двигателя на различных режимах, проверку форсунок, проверку объ-
ема топлива, впрыскиваемого из различных форсунок, под давлением больших
величин, специальное электронное управление, регулирующее сброс жидкости
из тестовых колб.

Параметры системы зажигания

При анализе работы систем зажигания исследуются основные параметры
искрообразования:

-	угол замкнутого состояния контактов (УЗСК, ВкеИ ап§1е) - угол, на
который успевает повернуться коленчатый вал от момента начала накопления
энергии (в контактной системе - момента замыкания контактов прерывателя,
в других системах - момента срабатывания силового транзисторного ключа)
до момента возникновения искры (в контактной системе - момента размыкания
контактов прерывателя). Хотя в прямом смысле данный термин можно приме-
нить только к контактной системе - он условно применяется для систем зажига-
ния любых типов;

-	угол опережения зажигания (УОЗ, АДуапсе ану1е) - угол, на который
успевает повернуться коленчатый вал от момента возникновения искры до мо-
мента достижения соответствующим цилиндром верхней мертвой точки (ВМТ).
Основная задача системы зажигания - обеспечение оптимального угла опереже-
ния зажигания. Оптимально поджигать смесь до подхода поршня к верхней
мертвой точке в такте сжатия - чтобы после достижения поршнем В МТ газы
успели набрать максимальное давление и совершить максимальную полезную
работу на такте рабочего хода. Также любая система зажигания обеспечивает
взаимосвязь угла опережения зажигания с оборотами двигателя и нагрузкой на
двигатель. При увеличении оборотов, скорость движения поршней увеличива-
ется, при этом время сгорания смеси практически не изменяется - поэтому мо-
мент зажигания должен наступать чуть раньше - соответственно при увеличении
оборотов, У ОЗ надо увеличивать. На одной и той же частоте вращения коленча-
того вала двигателя, положение дроссельной заслонки (педали газа) может быть
различным. В цилиндрах образуется смесь различного состава, который опреде-
ляет скорость ее сгорания. При полностью открытой дроссельной заслонке (пе-
даль газа «в полу») смесь сгорает быстрее и поджигать ее нужно позже, при уве-
личении нагрузки на двигатель, УОЗ надо уменьшать;

-	напряжение пробоя - напряжение во вторичной цепи в момент образова-
ния искры;

-	напряжение горения - условно-установившееся напряжение во вторич-
ной цепи в течение периода горения искры;

-	время горения - длительность периода горения искры.

Основные неисправности с системе зажигания

Внешними признаками неисправностей СЗ являются затрудненный за-
пуск двигателя, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, снижение
мощности двигателя, повышенный расход топлива. Основные неисправности,
причины и способы устранения представлены в таблице 6.

Таблица 6

Неисправности СЗ, причины и способы устранения

Неисправность	Причина	Устранение
Двигатель не запускается	Окисление контактов, отсутствие зазора между контактами прерывателя	Зачистить контакты, отрегулировать зазор
	Замыкание на массу конденсатора или провода контактов	Заменить конденсатор, устранить замыкание
	Пробой конденсатора (желтая искра)	Заменить конденсатор
	Обрыв в цепи высокого напряжения катушки зажигания, трещина крышки	Заменить катушку зажигания
	Неправильная установка момента зажигания	Проверить, отрегулировать момент зажигания
	Не включается замок зажигания	Разобрать, зачистить, при необходимости заменить контактную группу
Окончание таблицы 6

Неисправность	Причина	Устранение
Двигатель неустойчиво работает на малых и средних оборотах	Трещины крышки распределителя, загрязнение ротора	Протереть насухо.  При необходимости заменить дефектные детали
	Заедание, сильный износ уголька крышки	Устранить заедание или заменить уголек крышки
	Сгорело подавительное сопротивление	Заменить сопротивление
	Пробой проводов высокого напряжения свечей зажигания	Проверить и заменить дефектные детали
	Зазор свечей зажигания больше или меньше номинального, замасливание свечей	Вывернуть свечи, прочистить и отрегулировать зазор. При полном прогорании электродов заменить свечи
	Сильное подгорание распределительной пластины ротора	Зачистить пластину
Двигатель не развивает полной мощности	Ослабла пружина подвижного контакта прерывателя	Отрегулировать натяжение пружины или заменить ее
	Позднее зажигание	Установить зажигание
	Перебои в образовании искрового разряда между электродами свечи	Заменить свечу зажигания
Двигатель не развивает полной мощности. Нет приемистости. Слышен стук порш- невых колец	Износ подшипников прерывателя- распределителя	Заменить подшипники
	Раннее зажигание	Установить зажигание
Слышен стук порш- невых колец	Большой износ втулки подвижного контакта прерывателя	Проверить, заменить стойку с контактами прерывателя

Свечи зажигания

Свечи зажигания (рис. 62) за многие годы своего существования принци-
пиально мало изменились, но за счет применения новейших материалов и совре-
менных технологий стали более надежными и долговечными. Некоторые свечи
с платиновыми электродами могут прослужить до 100 тыс. км пробега автомо-
биля.

Р	ис. 62. Рабочая часть свечи зажигания с платиновыми электродами
Свеча зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в ци-
линдре двигателя. При подаче высокого напряжения на электроды свечи возни-
кает искровой разряд, воспламеняющий рабочую смесь. Свеча является важней-
шим элементом системы зажигания двигателей внутреннего сгорания с прину-
дительным воспламенением рабочей смеси. От качества конструкции свечи
и правильного выбора ее параметров во многом зависит надежность работы дви-
гателя. Свеча зажигания используется во всех типах системы зажигания: кон-
тактной, бесконтактной и электронной. Ведущие производители свечей зажига-
ния: Вепко, МОК, ВоксЬ, СЬатрюп.

По исполнению свечи бывают экранированные и неэкранированные (от-
рытого исполнения), по принципу работы: с воздушным искровым промежут-
ком, со скользящей искрой, полупроводниковые, эрозийные, многоискровые
(конденсаторные), комбинированные. Наибольшее распространение на автомо-
билях получили свечи с воздушным искровым промежутком, удовлетворительно
работающие на современных двигателях, Они просты по конструкции, техноло-
гичны в изготовлении и обслуживании.

Устройство неэкранированных свечей зажигания

Искровые свечи зажигания имеют неразборную конструкцию. Корпус
свечи представляет собой полую резьбовую конструкцию с головкой под шести-
гранный ключ. Корпус свечи и контактную головку обычно изготавливают из
конструкционных сталей. Внутри корпуса располагается керамический изоля-
тор, выполненный из уралита, боркорунда, синоксаля, хелумина или других ма-
териалов, обладающих высокой температурной, электрической и механической
стойкостью. Изолятор должен выдерживать напряжение не менее 30 кВ при его
максимальной температуре. Изолятор свечи должен иметь фактически нулевое
влагопоглощение, а ее поверхность должна быть стойкой к смачиванию.

Внутри изолятора закреплен центральный электрод и выводной стержень,
изготавливаемый из хромотитановой стали 13Х25Т или хромоникелевого сплава
Х20Н80, обеспечивающих высокую коррозионную и эрозионную стойкость, жа-
ростойкость и хорошую теплопроводность.

В свечах с расширенным температурным диапазоном («термоэластик»)
центральный электрод выполняется из меди, серебра или платины с термостой-
ким покрытием рабочей части. Соединение центрального электрода и выводного
стержня (болта) производится специальной токопроводящей стекломассой. Диа-
метр центрального электрода определяется материалом, из которого он изготов-
лен, и может находится в пределе 0,4-2,5 мм. Конструкция свечи представлен на
рисунке 63.

В настоящее время центральный электрод изготавливается из двух метал-
лов (биметаллический электрод) - медного сердечника и стальной оболочки.
Стальная оболочка центрального электрода быстро нагревается, обеспечивая
при этом быстрый и надежный пуск двигателя и устойчивую работу на началь-
ном этапе. Медный сердечник интенсивно отводит тепло во время работы.
Рис. 63. Устройство свечи зажигания:

1 - выводной стержень; 2 - контактная головка; 3 - керамический изолятор;

4 - корпус; 5 - токопроводящий герметик; 6 - уплотнительная прокладка;

7 - тепловой конус; 8 - центральный электрод; 9 - боковой электрод

Для увеличения срока службы свечи (повышения устойчивости к корро-
зии, электрохимическому разрушению) центральный электрод на современных
свечах зажигания изготавливается из сплавов стали с редкоземельными и благо-
родными металлами (платина, иридий, вольфрам, иттрий, палладий). В зависи-
мости от наличия тех или иных металлов в центральном электроде свечи зажи-
гания имеют названия - платиновая, иридиевая. Применение прочных и туго-
плавких сплавов в конструкции центрального электрода позволило сократить
толщину наконечника центрального электрода. Например, иридиевый наконеч-
ник имеет толщину 0,4 мм, чем обеспечивает снижение напряжения искрообра-
зования, повышение надежности воспламенения топливно- воздушной смеси.

Центральный электрод соединяется с контактным стержнем через рези-
стор. Применение резистора обусловлено необходимостью защиты электронное
оборудование двигателя от помех, возникающих при искрообразовании. Рези-
стор представляет собой токопроводящую стекломассу, которой заливается про-
межуток между электродом и стержнем.

Контактный стержень и центральный электрод расположены в изоляторе,
выполняющем функции электрической изоляции и обеспечения заданного тем-
пературного режима свечи зажигания. Изолятор изготовляется из тугоплавкой
керамики. Различают наружную и внутреннюю (размещенную в камере сгора-
ния) части изолятора. Для улучшения электрической изоляции и предотвраще-
ния утечки электроэнергии наружная часть изолятора выполняется ребристой.
На наружной части изолятора наносится название фирмы-производителя.
Внутренняя часть изолятора (другое название - тепловой конус) определяет
температурный (тепловой) режим свечи зажигания. Тепловой режим свечи зажи-
гания характеризуется нижней и верхней границами. Нижняя граница начинается
с температуры, при которой на тепловом конусе начинают сгорать скопившиеся
частицы сажи, и называется температурой самоочищения. Величина температуры
самоочищения составляет 450 °С. Верхняя граница составляет 850 °С. При данной
температуре тепловой конус изолятора так сильно нагревается, что сам высту-
пает источником воспламенения топливно-воздушной смеси. Такое неконтроли-
руемое воспламенение смеси носит название калильное зажигание и может при-
вести к детонации и серьезным поломкам двигателя.

Изменяя величину теплового конуса изолятора, производители свечей за-
жигания добиваются поддержания определенного температурного режима для
разных бензиновых двигателей. Сильно выступающий тепловой конус и незна-
чительная поверхность соприкосновения с корпусом характерны для т. н. «горя-
чих» свечей зажигания. Такие свечи быстро нагреваются (большой конус) и мед-
ленно отводят тепло (малая поверхность соприкосновения с корпусом), поэтому
их применение ограничено двигателями с низкой степенью сжатия и работаю-
щих на низкооктановом топливе.

Металлический корпус служит для размещения всех элементов свечи за-
жигания, а также ввинчивание и удержания се в головке блока цилиндров. Кор-
пус изготавливается из никелевого сплава. Внутренней частью корпус соприка-
сается с изолятором. С наружи корпуса выполнена холоднокатаная метрическая
резьба, с помощью которой свеча закрепляется в головке блока цилиндров.
Уплотнение при завинчивании производится с помощью несъемной шайбы или
конусного седла. Может применяться полая или гофрированная несъемная
шайба. При завинчивании происходит раздавливание шайбы, чем достигается
необходимое уплотнение.

Для завинчивания свечи зажигания в наружной части корпуса выполнен
шестигранник под размер ключа. Затяжка производиться с определенным уси-
лием, рекомендованным производителем. Превышение усилия может привести
к разрушению изолятора. Затяжка с недостаточным усилием приводит к наруше-
нию герметичности камеры сгорания.

В нижней части корпуса приварен боковой электрод, который также изго-
тавливается из никелевого сплава. В некоторых конструкциях свечей зажигания
боковой электрод изготавливается из сплавов редкоземельных металлов. Для по-
вышения срока службы свечи разработан ряд интересных конструктивных реше-
ний бокового электрода:

-	использование нескольких электродов (от двух до четырех - например,
Воксй применяют до четырех боковых электродов в свече);

-	У-образный вырез на конце;

-	коническая форма;

-	использование в качестве электрода торцевой поверхности корпуса.

Применение нескольких боковых электродов значительно увеличивает
срок службы свечи зажигания. В работе такой свечи используется только один
боковой электрод. Когда зазор между электродами вследствие электрохимиче-
ского износа увеличивается, искра автоматически переходит на другой боковой
электрод и т. д.

Между центральным и боковым электродами поддерживается определен-
ное расстояние - зазор (искровой промежуток) 0,5-1,2 мм. Величина зазора
должна быть оптимальна ддя конкретной свечи зажигания и соответственно кон-
кретного двигателя. На размер искрового промежутка оказывают влияние ряд
факторов: размер и форма центрального электрода, конструкция бокового элек-
трода, плотность топливно-воздушной смеси.

Чем больше зазор, тем больше воспламеняющая способность искры, но
при этом от системы зажигания требуется более высокое напряжение, и соответ-
ственно велика вероятность пропусков зажигания, снижения топливной эконо-
мичности, увеличения вредных выбросов. При малом зазоре наблюдается малая
искра и соответственно низкая эффективность воспламенения топливно-воздуш-
ной смеси.

Герметичность резьбового соединения при ввертывании свечи в отверстие
головки двигателя обеспечивается уплотнительной прокладкой, а длина резьбо-
вой части корпуса свечи должна быть такой, чтобы конец корпуса не заглублялся
и не выступал в камеру сгорания. Материал уплотнительных колец - сталь, алю-
миний или медь. Естественно, лучшую теплопередачу обеспечивают медные
кольца.

Эволюция свечей зажигания, немного затянулась, то есть свечи, практиче-
ски, такие как были 30 - 40 лет назад, принципиальных изменений в конструкции
уже давно не было. Практически все производители борются над улучшением
материалов, из которых изготавливаются свечи зажигания. Ведь чем качествен-
нее свеча зажигания, тем дольше она работает, то есть увеличивается срок
службы.

Свечи зажигания под маркой ВоксЬ выпускаются с 1902 года - и спустя
110 лет по-прежнему занимают видное место в продуктовой линейке концерна.
Преимуществом свечи зажигания ВозсЬ - керамические изоляторы, для которых
применяется глинозем, измельченный до мелкодисперсного состояния и сме-
шанный с мелом, тальком и другими добавками. Вначале этот порошок прессуют
под давлением 500 атм — так рождаются заготовки будущих изоляторов. Затем
они отправляются в печь, где при температуре 1600 °С «пекутся» более
26 часов, а после остывания покрываются специальной глазурью, которая умень-
шает вероятность поверхностного разряда. И только затем — сборка свечи,
где все компоненты соединяются в единое целое.

Также есть еще две характеристики, над которыми бьются производители -
это улучшенное воспламенение топливной смеси и полное сгорание топлива
в камере. Ведь, чем лучше работают свечи зажигания, тем стабильнее работа
двигателя, а также расход топлива автомобиля уменьшается. Но, пожалуй, самый
важный параметр это воспламенение топлива, ведь свеча именно для этого со-
здана. Свеча зажигания должна хорошо держать искру, чем сильнее искра, тем
стабильнее работа двигателя. Искра возникает между электродами свечи зажи-
гания. Электроды можно регулировать либо уменыпать/увеличивать промежу-
ток между электродами, либо уменьшая размер центрального сердечника свечи
зажигания. При уменьшении сердечника свечи сила тока увеличивается на конце
электрода, а соответственно искра получается более мощной. Но тут есть неболь-
шой минус, малый сердечник из обычного металла быстро прогорает, и выходит
из строя. Поэтому было принято решение делать сердечник с напылением сплава
благородных металлов. Благородные металлы имеют в своем строении мало при-
месей, что увеличивает срок службы свечи зажигания в несколько раз.

Очень часто применяется благородный металл иридий, для приготовления
сплава из которого делается сердечник свечи зажигания. Сердечник, сделанный из
сплава иридия меньше обычного никелевого сердечника в несколько раз (рис. 64).

Рис. 64. Иридиевая свеча зажигания

Иридиевая свеча зажигания сердечник (диаметр) - 0,5--0,8 мм.

Никелевая свеча зажигания сердечник (диаметр) - 2,4-2,8 мм.

В настоящее время все больше свечей зажигания выпускается с биметал-
лическим электродом. Это позволяет, помимо улучшения термоэластичности,
повысить их надежность и долговечность.

Растет объем производства свечей зажигания с выступанием теплового ко-
нуса изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает улучшенное само-
очищение от нагара.

Для улучшения процесса искрообразования разрабатывают свечи с увели-
ченным искровым зазором, изменяют форму и профиль электродов, а на их по-
верхности наносят платину.

Растет производство свечей зажигания с использованием поверхностного
разряда (в которых нет электрода «массы», а искра идет от центрального элек-
трода к корпусу по поверхности изолятора). Для снижение уровня помех радио-
приему все больше свечей зажигания снабжаются встроенным помехо-подави-
телъным резистором.

Условия работы свечи в двигателе

Свечи в двигателях внутреннего сгорания используются для воспламене-
ния топливовоздушной смеси. Это происходит следующим образом. Высокое
напряжение на электродах ионизирует пространство между ними и вызывает
проскакивание искры. Искра нагревает некоторое небольшое по объему количе-
ство смеси до температуры воспламенения. Далее пламя распространяется по
всему объему камеры сгорания. При нормальных условиях (состав смеси, давле-
ние, влажность, температура) для воспламенения смеси требуется пробивное
напряжение не более 10-14 кВ. В целях получения более надежного зажигания смеси
при любых условиях применяют системы зажигания с напряжением 20-35 кВ. У сло-
вия работы свечи очень напряженные (рис. 65).

Рис. 65. Температуры при работе свечи

Температура газовой среды в камере сгорания двигателя колеблется от
70 °С (температура свежего заряда смеси, поступающей в цилиндр) до 2000-
2700 °С (максимальная температура цикла), а наружная часть свечи, находяща-
яся в подкапотном пространстве, обдувается встречным потоком воздуха. Окру-
жающий изолятор воздух подкапотного пространства может иметь температуру
от - 60 до + 80 °С. При всем этом температура нижней части изолятора у совре-
менных свечей должна быть в тепловых пределах работоспособности от 400 до
900 °С (ранее 500-600 °С).

При температуре ниже 400 °С даже при нормальных составах рабочей
смеси, на маслоотражательных колпачках и кольцах на тепловом конусе воз-
можно отложение нагара. Искры между электродами свечи временами вообще
не будет, и в работе двигателя появятся перебои.

При температуре 400--500 °С с теплового конуса свечи исчезает нагар. Эта
температура называется температурой самоочищения свечи. Начиная с этого
температурного порога на вершине изолятора начинают сгорать скопившиеся
частицы сажи.

При температуре теплового конуса более 900 °С происходит воспламене-
ние рабочей смеси уже не искрой, а от соприкосновения с раскаленным изолято-
ром, электродами, с частицами сгоревшего нагара. В этом случае наступает ка-
лидьное зажигание, и двигатель продолжает работать даже при выключенном за-
жигании. Из-за перегрева начинают выгорать электроды, изолятор, появляется
эрозия торца корпуса.

Так как предельные значения температуры для всех свечей практически
одинаковы, а тепловые условия ее работы на различных двигателях существенно
отличаются, свечи изготавливаются с различной теплоотдачей. Теплоотдача
свечи определяется целым рядом параметров: длиной резьбы и теплового ко-
нуса, зазором между тепловым конусом и корпусом, длиной верхней части изо-
лятора и ребра (канавки) на нем, теплопроводностью материалов (изолятора,
электродов, корпуса и т. д.). Свечи с малой теплоотдачей называют «горячими»,
предназначаются для тихоходных двигателей с небольшой степенью сжатия.
Свечи с большой теплоотдачей называют «холодными», устанавливаются на
быстроходные двигатели с высокой степенью сжатия. Если свечи сделаны из
одинаковых материалов, то различия только конструктивные: у «горячей» -
длинный тепловой конус, с большей поверхностью, у «холодной» - короткий.
На рисунке 66 приведены свечи с различными тепловыми характеристиками: а -
«горячая», б - «нормальная», в - «холодная». Прерывистая линия показывает
путь отвода тепла от изолятора к корпусу.

Рис. 66. Конструкция свечей зажигания
с различными тепловыми характеристиками

Тепловые качества свечей характеризуются калильным числом. Калильное
число определяется на специальном одноцилиндровом эталонном двигателе,
степень сжатия которого изменяют до возникновения калильного зажигания.
Среднее индикаторное давление, соответствующее возникновению калильного
зажигания, и выражает собой калильное число, которое должно соответствовать
ряду: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26. Чем больше калильное число, тем больше теплоот-
дача свечи и меньше длина теплового конуса изолятора. В некоторых странах
под калильным числом понимают время работы эталонного двигателя до начала
калильного зажигания (фирма Воксй). В таблице 7 приведены ряды калильных
чисел, используемые различными изготовителями.
Ряды калильных чисел

Фирма, страна	Калильное число	
	«горячая»	«холодная»
Россия	8	11	14	17	20	23	26
Возсй, Германия	13 12 И 10 32	1 09 08 07 06
Сйатрюп, Англия	25 24 23	3 2 1
А1 Песо, США	9 8 7 6 5	4 3 2 1 0
Еуциет, Франция	30 32 42 52 58	62 72 82 96
ХОК, Япония	2 4 5 6 8 10	11 12 13 14

Современная свеча зажигания должна быть индивидуально адаптирована
к различным конструкциям двигателя и условиям движения. Поскольку развитие
температуры в камере сгорания соответствующих двигателей протекает по-раз-
ному, необходимы свечи зажигания с различными показателями теплоты сгора-
ния. Для примера на рисунке 67 приведены характеристики «горячей» («), «нор-
мальной» (б) и «холодной» (в) свечей зажигания, установленных на одном и том
же двигателе.

Рис. 67. Зависимость температурной характеристики свечи
зажигания от мощности двигателя

Видно, что у «горячей» свечи уже при половинной мощности двигателя
температура теплового конуса будет выше 850 °С, и с повышением нагрузки она
сразу же вызовет калильное зажигание. «Холодная» свеча лишь при мощности
более 50 % начинает самоочищаться, а при меньших нагрузках тепловой конус
будет покрываться токопроводящим шунтом. Поэтому, в данном случае подхо-
дит лишь «нормальная» свеча.
Теплоотведение и тепловой поток: приблизительно на 60 % теплоотведе-
ние осуществляется через корпус свечи зажигания и резьбу. Чуть меньше 40 %
отводит уплотнительное кольцо на головке цилиндра. Недостающие до 100 %
доли утекают через средний электрод.

Изолятор воспринимает тепло в камере сгорания и отводит его во внутрь
свечи зажигания. Там, где возникает контакт с корпусом, отводится тепло. У све-
чей зажигания с высокой предельно допустимой температурной нагрузкой кон-
тактная поверхность больше. У свечей зажигания с низкой предельно допусти-
мой температурной нагрузкой эта поверхность меньше.

Кроме тепловых нагрузок свечи подвержены также воздействию механи-
ческих, электрических и химических нагрузок. Так давление в цилиндре двига-
теля достигает 5-6 МПа (максимальное давление в цикле), поэтому на поверх-
ность свечи, находящейся в камере сгорания, действует усилие, составляющее
около 0,5-1,2 КН. При нарушении герметичности свечей в соединении изолятора
центрального электрода с корпусом происходит пропуск отработавших газов
наружу. Это вызывает перегрев нижней части изолятора, в результате чего про-
исходит преждевременное воспламенение рабочей смеси раскаленными изоля-
торами свечей, и возникают перебои в работе цилиндров двигателя.

В процессе работы свеча находится под электрическим напряжением, прило-
женным к ее электродам, равным пробивному напряжению искрового промежутка.
Это напряжение может превышать 20 кВ. Рабочая часть электродов подвергается
воздействию электрической энергии в процессе искрообразования. Износ электро-
дов дополнительно увеличивается из-за того, что в продуктах сгорания находятся
вещества, которые вызывают их химическую коррозию. Опыт показывает, что
в процессе работы зазор в свече увеличивается в среднем на 0,015 мм на 1000 км
пробега автомобиля.

Неполное сгорание топливной смеси ведет к отложению токопроводящего
нагара на поверхности теплового конуса, электродах и стенках камеры свечи.
Нагар образуется также из-за попадания смазочного масла на тепловой корпус
изолятора. Смазочное масло является изолятором для электрического тока, но
когда оно смачивает слой ранее отложившегося нагара, то вся образовавшаяся
масса превращается в токопроводное вещество. Это отложение постепенно обуг-
ливается под действием температуры и становится более токопроводным. При
этом напряжение, развиваемое во вторичной цепи СЗ, уменьшается и может ока-
заться равным или даже меньшим пробивного напряжения искрового проме-
жутка свечи, что приводит к нарушению в бесперебойности искрообразования
и даже к полному его прекращению. К аналогичному результату может привести
попадание влаги и загрязнение открытой части изолятора свечи, находящейся
в подкапотном пространстве автомобиля.

При нормальных условиях эксплуатации свечи зажигания рекомендуется
заменять через 15-30 тыс. км пробега автомобиля.

Маркировка отечественных свечей

Маркировка свечей (рис. 68) содержит расширенную информацию об их
конструкции и свойствах. В маркировке отечественных свечей используется:
-	обозначение резьбы на корпусе (А - резьба М14><1,25, М - резьба
М18х1,5);

-	обозначение вида опорной поверхности корпуса (плоская не обознача-
ется, К - конусная);

-	калильное число (от 8 до 26);

-	обозначение длины резьбовой части корпуса (Н -11 мм, С - 12,7 мм, Д -
19 мм, длина 12 мм не обозначается);

-	обозначение выступания теплового конуса изолятора за торец корпуса
(отсутствие выступания не обозначают, при выступании - В),

-	обозначение герметизации соединения изолятор - центральный электрод
(Т - термоцементом, герметизация иным герметиком не обозначается);

-	специальные обозначения (Р - встроенный помехоподавительный рези-
стор);

-	материал центрального электрода (нихром не обозначается, М - медь с
нихромом, П - платина, С - серебро);

-	порядковый номер конструкторской разработки (через дефис).

ОСОБЕННОСТИ
КОНСТРУКЦИИ

ММалор&зритизя ,
С1гг* дл* бензо-
моторного
нкгрумемтз

еЯ Гпметмгпхчаы»

КАЛИЛЬНОЕ ЧИСЛО

Горячая свеча
8 ,11.14,17'
20.23.26

Холодная свеча

ю

ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР РАЗРАБОТКИ ИЛИ МОДЕРНИЗАЦИИ
Базовая конструкция

ЦвфАтчнсли	зазор]

Рис. 68. Маркировка свечей

Взаимозаменяемость свечей зажигания

Замена свечи одного изготовителя на свечи другого возможна, если они
соответствуют по тепловой характеристике, а также по размеру, шагу и длине
резьбы на корпусе. В таблице 8 приведены некоторые типы взаимозаменяемых
отечественных и зарубежных свечей зажигания.
Взаимозаменяемость основных типов свечей

Россия	ЛЦТО1. 1ТЕ	ВЕКО	СНАМРЮК	В08СН	ОПТОМ ОЕО8О	ВК18К	КОК
А11.А11-  1.А11-3	425	14-9А	1.86	\\'9Л	АУ14Р	К19	В4Н
АИР	414	14К-9А	КГ86	ЗУК9А	ХУ14РК	№<19	ВК4Н
А14В, А14В-2	275	14-8В	Ь92У	\\'8В	АУ16РР	1Ч17У	ВР5Н
А14ВМ	275	14-8В11	Е92УС	\У8ВС	АУ16РР-17	К17УС	ВР5Н8
А14ВР	-	14К-7В	-	У/К8В	ЗУ14РРК	КК17У	ВРК5Н
А14Д	405	14-8С	К5	\\'8С	ЗУ17Е	Ы7	В5ЕВ
А14ДВ	55	14-80	К11У	\\'8|)	\У16ЕХ	1Л7У	ВР5Е
А14ДВР	4265	14К-8О	КИПУ	IV1181)	ЗУ16ЕХК	ЬК17У	ВРК5Е
А14ДВРМ	65	14К-8О1Д	КОНУС	IV1181) С	ХУ16ЕХК-О	ЕК17У С	ВРК5Е 8
А17В	273	14-7В	Ь87У	\\'7В	АУ20РР	М15У	ВР6Н
АПД	404	14-7С	№	АУ7С	\У20ЕА	Ы5	В6ЕМ
А17ДВ, А17ДВ-1, А17ДВ-10	64	14-70	К9У	\\'7|)	\У20ЕР	Ы5У	ВР6Е
А17ДВМ	64	14-7011	К9УС	У7|)С	ХУ20ЕР-О	ЫУУС	ВР6Е8
А17ДВР	64	14К-7О	КК9У	\\К71)	ЗУ20ЕХК	ЕК15У	ВРК6Е
А17ДВРМ	64	14К-7ОО	КЫ9УС	XV1171) С	ХУ20ЕРК-О	ЬК15У С	ВРК6Е 8
АУ17ДВРМ	3924	14РК- 7ОИ	КС9УС	РК7ОС О	<}20РК-О	ОК15У С	ВСРК6 Е8
А20Д, А20Д-1	4054	14-6С	КЗ	\\'6С	ХУ22Е8	Ы4	В7Е
А23-2	4092	14-5А	1.82	\У5А	ХУ24Р8	№2	В8Н
А23В	273	14-5В	Ь82У	\\'5В	АУ24РР	К112У	ВР8Н
А23ДМ	403	14-5СО	№С	\\5С(	ХУ24Е8-17	Ь82С	В8Е8
А23ДВМ	52	14-5017	К6УС	\У5ОС	ХУ24ЕР-О	Ы2УС	ВР8Е8

Примечание: прочерк - аналог отсутствует.

Выявление и устранение причин отказа свечей

Наиболее вероятной причиной преждевременного отказа свечей является
загрязнение их продуктами неполного сгорания или увеличение искрового за-
зора из-за износа электродов. При этом решающее влияние на работоспособ-
ность свечей оказывает техническое состояние двигателя. Даже по внешнему
виду свечи можно многое сказать как о работе двигателя в целом, так и об от-
дельных его узлах.

Примеры внешнего вида свечей при различных условиях эксплуатации
приведены в таблице 9.
Внешний вид свечей при различных условиях эксплуатации

Вид		Последствия	Причины	Устранение
Светло-серые или жёлто-коричневые осаждения и слабая эрозия электрода &  Мало отложений на изоля- торе, окрашивающих его в светло-коричневый цвет, сероватый или серый.  Электроды почти не изношены, корпус чист		Нормальная работа свечей	Система исправна	Корректировка состава горючей смеси и пускового устройства, проверка воздушного фильтра. Замена свечей
Наличие отложений сажи  черные сухие отложения покрывают изолятор, электроды, корпус		Перебои в искрообразовании вследствие токов утечки по поверхности изолятора, плохие пусковые качества. Несгоревшее топливо может	Неправильное смесеобразование: слишком обогащённый состав смеси, загрязнённый воздушный фильтр, неисправность устройства холодного запуска. Чрезмерное количество поездок на короткие расстояния. Слишком высокое калильное число свечей зажигания	Ремонт двигателя, регулировка горючей смеси, установка новых свечей
Замасливание  Покрыта изолирующей грязью, но из жидких остатков масла		Перебои искрообразования или короткое замыкание свечей зажигания, полный выход из строя	Слишком большое количество масла в камере сгорания, слишком высокий уровень масла, сильно изношенные поршневые кольца, цилиндры и направляющие клапанов	Установка новых свечей зажигания
Сильный износ электродов		Перебои искрообразования, особенно при ускорении. Плохие пусковые качества	Наличие оказывающих разрушающее воздействие присадок в топливе и масле, неблагоприятных завихрений в камере сгорания, стук двигателя, термические перегрузки	Проверка двигателя, зажигания и подготовки горючей смеси, контроль момента затяжки свечи зажигания. Замена свечей зажигания
Вид	Последствия	Причины	Устранение
Оплавление электродов  Выгоревшие электроды, (нагар белого, светло-серого или светло-желтого цвета)	Перед полным выходом из строя (повреждение двигателя) возникает потеря мощности	Термическая перегрузка как следствие калильного зажигания, например, в результате слишком раннего момента зажига- ния, наличие остатков продуктов сгорания в камере сгорания, неисправность клапанов, распределителя зажигания, низкое качество горючего, не соответствующая затяжка свечи зажигания	Точная корректировка подготовки топлива, замена свечей
Образование глазури	В случае полной нагрузки на двигатель эти отложения сажи расплавляются и становятся электропроводными	Присадки к бензину и моторному маслу вызывают отложения в виде сажи	Проверка двига- теля, зажигания, подготовки горючей смеси, моментов затяжки свечей зажигания.  Замена свечей зажигания
Оплавление центрального электрода  Выгоревшие электроды, (нагар белого, светло-серого или светло-желтого цвета)	Перебои искрообразования, потеря мощности (повреждение двигателя)	Термическая перенагрузка как следствие калильного зажигания, например, в результате слишком раннего момента зажигания, наличие остатков продуктов сгорания в камере сгорания, неисправность клапанов, распределителя зажигания, низкое качество горючего, слишком низкое калильное число, неправильный момент затяжки свечи зажигания	Проверка регулировки работы двигателя, возможно замена сорта масла, замена свечей зажигания
Наличие отложений	Может привести к калильному зажиганию с потерей мощности и к повреждению двигателя	Наличие легирующих составляющих, особенно в масле, приводит к образованию нагара в камере сгорания и на свече зажигания	Проверка регу- лировки работы двигателя, возможно замена сорта масла, замена свечей зажигания
Окончание таблицы 9

Вид	Последствия	Причины	Устранение
Трещины на конусе изолятора	Перебои искрообразования, искра «проскакивает» на участках, где отсутствует доступ свежей горючей смеси	Механическое повреждение при уста- новке. На начальной стадии оно часто различимо только как тонкая трещина. Вследствие отложений между центральным электродом и тепловым конусом изолятора — возможна поломка изолятора. Стук при работе двигателя	Установка новых свечей зажигания

Распределитель зажигания

Распределитель зажигания (рис. 69) - это электрический прибор, который
служит для периодического размыкания цепи низкого напряжения и распределе-
ния тока высокого напряжения по свечам зажигания в соответствии с порядком
работы цилиндров двигателя. Распределитель зажигания включает в себя преры-
ватель, распределитель, центробежный и вакуумный регуляторы опережения за-
жигания.

Рис. 69. Распределитель зажигания

Устройство распределителя зажигания

Распределители зажигания управляют моментом искрообразования и рас-
пределением искры по цилиндрам. В зависимости от того, выполнен ли меха-
низм искрообразования контактным или бесконтактным, распределители де-
лятся на прерыватели-распределители и датчики-распределители. На рисунке 70,
а, изображен прерыватель-распределитель, а на рисунке 70, б - датчик-распре-
делитель, где: 1 - приводной валик: 2 - вакуумный регулятор, 3 - центробежный
регулятор, 4 - ротор распределителя («бегунок»), 5 - прерывательный механизм,
6 - конденсатор, 7 - бесконтактный датчик.
а - прерыватель

б-датчик-распределитель

Рис. 70. Конструкция РЗ

Прерыватели-распределители имеют устоявшуюся конструкцию и отлича-
ются в основном, элементами подсоединения к двигателю и числом выводов, за-
висящим от числа цилиндров двигателя. Они объединяют в один узел контакт-
прерыватель тока в первичной цепи катушки зажигания, центробежный и ваку-
умный регуляторы угла опережения зажигания и высоковольтный распредели-
тель. Высоковольтный распределитель содержит пластмассовый ротор с цен-
тральным электродом и боковые электроды, установленные в пластмассовой
крышке. Ротор закреплен на подвижной пластине регулятора опережения зажи-
гания и соединен с центральным электродом через подпружиненный угольный
электрод и помехоподавительный резистор, закрепленный в углублении ротор.

На корпусе прерывателя-распределителя закреплен конденсатор, включен-
ный параллельно контактам прерывателя для уменьшения искрения. Датчики-
распределители отличаются тем, что у них контактный прерыватель замещен
бесконтактным датчиком и отсутствует конденсатор. В бесконтактном датчике
магнитоэлектрического типа число пар полюсов соответствует числу цилиндров
двигателя, в датчике Холла этому числу соответствует число прорезей вращаю-
щегося магнитного экрана.

Распределитель зажигания 30.3706

До 1980 г. на автомобилях семейства ВАЗ применялся РЗ Р 125Б с центро-
бежным регулятором опережения зажигания и октан-корректором. С 1980 г. стал
применяться распределитель зажигания типа 30.3706, имеющий вместо октан-
корректора вакуумный регулятор опережения зажигания и другую характери-
стику центробежного регулятора. Распределитель 30.3706-10 устанавливался на
двигатели, имевшие меньшую высоту блока цилиндров (у него более короткий
валик).

На рисунке 71 приведена в разрезе конструкция распределителя зажигания
30.3706.
Рис. 71. Распределитель зажигания 30.3706:

1	- валик; 2 - провод подвода тока к распределителю зажигания;

3	- защелка крепления крышки; 4 - корпус вакуумного регулятора;

5 - диафрагма; б - крышка вакуумного регулятора;

7	- тяга вакуумного регулятора,

8	- патрубок для вакуумного шланга от карбюратора;

9	- смазочный фитиль (фильц) кулачка;

10	- опорная пластина центробежного регулятора опережения зажигания;

11	- ротор распределителя;

12	- боковой электрод с клеммой для провода к свече зажигания;

13	- крышка распределителя зажигания;

14	- центральная клемма для провода от катушки зажигания;

15	- центральный угольный электрод с пружиной;

16	- центральный контакт ротора; 17 - резистор для подавления радиопомех;

18	- наружный контакт ротора; 18’ - пружина;

19	- подвижная пластина центробежного регулятора;

20	- грузик центробежного регулятора опережения зажигания;

21	- ось рычажка; 22 - кулачок прерывателя; 23 - рычажок прерывателя;

24 - стойка с контактами прерывателя; 25 - контакты прерывателя;

26 - подвижная пластина прерывателя; 27 - конденсатор;

28	- корпус распределителя зажигания;

29	- маслоотражательная муфта валика
Основные части распределителя зажигания 30.3706 это: распределитель
высокого напряжения, прерыватель, центробежный и вакуумный регуляторы
опережения зажигания. Распределитель напряжения состоит из ротора 11 и элек-
тродов, установленных в пластмассовой крышке 13. На роторе приклепаны цен-
тральный 16 и наружный 18 контакты, между которыми в углублении находится
помехоподавительный резистор 17. В центральный контакт ротора упирается
подпружиненный угольный электрод 15. Прерыватель состоит из кулачка 22
с четырьмя выступами и стойки 24 с контактами, которые кулачок размыкает
при вращении.

К верхнему концу втулки кулачка припаяна опорная пластина 10 центро-
бежного регулятора опережения зажигания с грузиками 20. При увеличении ча-
стоты вращения грузики 20 под действием центробежных сил расходятся и по-
ворачивают опорную пластину 10 вместе с кулачком 22 прерывателя в направ-
лении вращения валика (увеличивая угол опережения зажигания). Сбоку к кор-
пусу распределителя прикреплен вакуумный регулятор, состоящий из корпуса 4
с крышкой, между которыми зажата гибкая диафрагма 5. К диафрагме крепится
тяга 7, связанная с подвижной пластиной 26 прерывателя. На диафрагму 5 регу-
лятора действует разрежение, отбираемое из зоны над дроссельной заслонкой
первой камеры карбюратора. При малой нагрузке под действием разрежения
диафрагма оттягивается и тягой 7 поворачивает подвижную пластину 26 преры-
вателя против направления вращения валика (опережение зажигания увеличива-
ется). При увеличение нагрузки разрежение уменьшается, и пружина отжимает
диафрагму.

Принцип работы распределителя зажигания

Пример подключения распределителя зажигания в классической (контакт-
ной) системе зажигания показан на рисунке 72, где использованы обозначения:
1 - выключатель зажигания, 2 - катушка зажигания, 3 - распределитель напря
жения, 4 - высоковольтные провода, 5 - свечи зажигания, 6 - конденсатор, 7 -
аккумулятор, 8 - генератор, 9 - ротор распределителя, 10 - кулачковый меха-
низм, 11 - контакты прерывателя:

Рис. 72. РЗ в контактной СЗ
Б контактной системе зажигания коммутация в первичной цепи зажигания
осуществляется механическим кулачковым прерывательным механизмом. Кула-
чок прерывателя связан с коленчатым валом двигателя через зубчатую или зуб-
чато-ременную передачу, причем частота врашения вала кулачка в системах
с четырехцилиндровыми двигателями вдвое меньше частоты вращения вала дви-
гателя.

При работе двигателя периодически прерыватель прерывает ток в первич-
ной обмотке катушки зажигания. В этот момент магнитное поле в катушке зажи-
гания уменьшается и, пересекая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней
ЭД С порядка 15-25 кВ. Высокое напряжение от катушки поступает через высо-
ковольтный провод к центральной клемме распределителя зажигания, затем че-
рез контактный уголек к вращающемуся электроду (ротору), установленному на
одном валу с кулачком прерывателя. При вращении ротора импульсы высокого
напряжения последовательно через воздушный промежуток (приблизительно
в 0,5 мм), боковые электроды распределителя и высоковольтные провода пода-
ются на свечи зажигания, создавая искровой разряд между их электродами. Вы-
соковольтные провода к боковым электродам подсоединяют согласно порядку
работы цилиндров (для четырехцилиндрового ДВС - 1-3-4-2, а для шестицилин-
дрового - 1-5-3-6-2-4). Момент прохождения бегунка мимо каждого электрода
распределителя синхронизировано с размыканием контактов прерывателя. Угол
замкнутого состояния контактов равен углу поворота вала распределителя, при
котором контакты прерывателя остаются замкнутыми. Время замкнутого и разо-
мкнутого состояния контактов определяется частотой вращения и зазором
между контактами.

Во время работы распределитель зажигания должен обеспечивать момент
зажигания, при котором сгорание горючей смеси было бы полным и заканчива-
лось при повороте коленчатого вала на 10—15° после прохождения поршнем
верхней мертвой точки (ВМТ). При этом момент зажигания зависит от частоты
вращения коленчатого и нагрузки двигателя.

Угол опережения зажигания устанавливается изменением положения ку-
лачка относительно приводного вала или углового положения пластины преры-
вателя, на которой закреплена ось его подвижного рычажка. Регулирование угла
опережения зажигания в классических системах зажигания осуществляется не-
сколькими регуляторами. Автоматическое регулирование в зависимости от ча-
стоты вращения коленчатого вала обеспечивается центробежным регулятором,
а в зависимости от нагрузки - вакуумным регулятором. Ручное регулирование
осуществляется с помощью октанкорректора (в зависимости от октанового числа
бензина).

Закономерность изменения угла опережения зажигания по частоте враще-
ния коленчатого двигателя и его нагрузке различна для разных типов двигателя
и подбирается экспериментально. Однако во всех случаях с увеличением ча-
стоты вращения коленчатого вала увеличивается скорость движения поршня,
и для того, чтобы горючая смесь успела сгореть необходимо ее воспламенять не-
сколько ранее прихода поршня ВМТ. Эту задачу выполняет центробежный регу-
лятор опережения зажигания, увеличивающий угол опережения зажигания при
увеличении частоты вращения коленчатого вала (рис. 73).

Рис. 73. Конструктивное исполнение центробежного
регулятора опережения зажигания:

1,3 — грузики, 2 - опорная пластина, 4 - траверса с пружинами

Изменения положения кулачка относительно приводного вала в зависимо-
сти от частоты вращения осуществляются с помощью грузиков, оси вращения
которых закреплены на пластине, связанной с кулачком прерывателя (или при-
водным валом).

Под действием центробежной силы, зависящей от частоты вращения, гру-
зики, преодолевая сопротивление пружин, стремятся разойтись и повернуть
опорную пластину вместе с кулачком прерывателя (или траверсу, жестко связан-
ную с кулачком). Пружины отличаются числом витков, диаметром проволоки
и длиной. Пружина, имеющая большую упругость, установлена с некоторым
натяжением и не дает грузикам расходиться при низких частотах вращения ко-
ленчатого вала двигателя. Регулятор вступает в работу при частоте вращения
около 800 мин4, когда центробежная сила грузиков начинает преодолевать со-
противление этой пружины. При более высокой частоте вращения вступает
в действие вторая пружина, более жесткая, установленная на штифте и оси сво-
бодно. Это обеспечивает необходимое изменение угла опережения зажигания на
разных частотах вращения коленчатого вала двигателя.

При работе двигателя во впускном коллекторе всегда возникает разреже-
ние, значение которого зависит от сопротивления всего всасывающего тракта
(воздушный фильтр, положение заслонок карбюратора, сечение, конфигурация,
протяженность каналов впуска). При этом максимальная величина разрежения
у впускных клапанов. Вакуумный регулятор опережения зажигания представ-
ляет собой камеру, разделенную диафрагмой, где с одной стороны диафрагмы
в камеру подводится разрежение из впускного коллектора, а с другой - атмо-
сферное давление (рис. 74, а). При небольших открытиях дроссельной заслонки
карбюратора (малая нагрузка) под действием разрежения гибкая мембрана (диа-
фрагма) оттягивается и через шток (тягу) поворачивает подвижную пластину
с контактным механизмом относительно кулачка в сторону увеличения угла опе-
режения зажигания. По мере дальнейшего открытия дроссельной заслонки (уве-
личение нагрузки) разрежение уменьшается, и пружина отжимает диафрагму
в исходное положение (угол опережения зажигания уменьшается). Максималь-
ный угол опережения зажигания по нагрузке также ограничивается упором и ле-
жит в пределах 7-12° по углу поворота вала распределителя. Пример характери-
стики вакуумного автомата представлен на рисунке 74, б.

а\	а

Рис. 74. Конструктивное исполнение вакуумного регулятора
опережения зажигания (а) и его характеристика (б);

1 - кулачок, 2 - неподвижный контакт, 3 - подвижный контакт,
4 — рычажок прерывателя, 5 - подвижная пластина, б - тяга (шток),
7 - вакуумная камера, 8 - пружина, 9 - мембрана (диафрагма),
10 - патрубок для вакуумного шланга от карбюратора

Во всех прерывателях и датчиках-распределителях регуляторы опереже-
ния зажигания работают аналогично. При этом центробежный регулятор осу-
ществляет поворот кулачка относительно валика. В датчиках-распределителях
с магнитоэлектрическим датчиком центробежный регулятор угла опережения за-
жигания поворачивает втулку с расположенным на ней ротором датчика, а в рас-
пределителе с датчиком Холла поворачивается муфта с закрепленным на ней
магнитным экраном (шторкой). Вакуумный регулятор поворачивает пластину
с контактами прерывателя или с бесконтактным датчиком.

В реальной эксплуатации центробежный и вакуумный регуляторы рабо-
тают совместно. Кроме рассмотренных регуляторов в распределителях зажига-
ния применяется еще октан-корректор. С помощью этого устройства распреде-
литель устанавливается в такое положение, соответствующее октановому числу
топлива, при котором не должно быть детонации (чрезвычайно быстрого сгора-
ния рабочей смеси, подобного взрыву). Октан-корректор имеет шкалу со зна-
ками «+» и «-» для увеличения и уменьшения угла опережения и риски, соответ-
ствующие изменению угла опережения зажигания. При применении топлива
с меньшим октановым числом корпус поворачивают в сторону уменьшения угла
опережения зажигания.

Техническое состояние основных узлов распределителя зажигание и их об-
служивание

Работоспособность распределителя в системе зажигания определяется его
состоянием. Для оценки технического состояния проводится осмотр крышки
распределителя, ротора, контактов и других частей распределителя.

Крышка распределителя. Поверхность крышки распределителя должна
содержаться в чистоте, т. к. из-за загрязнения или увлажнения поверхности
133
крышки возникают условия, приводящие к утечке тока высокого напряжения
между боковыми электродами. Стекание тока вызывает обугливание пластмассы
крышки с уменьшением ее электрического сопротивления. Затем появляется по-
верхностный прожиг, выполняющий роль проводника, который становится при-
чиной сбоев и отказов системы зажигания.

Благоприятные условия для стекания тока чаще складываются на внутрен-
ней поверхности крышки. Здесь «путь» от центрального угольного электрода до
боковых электродов примерно в два раза короче, чем снаружи между централь-
ным и боковыми выводами электродов. Искры, проскакивающие между наруж-
ным контактом ротора и боковыми электродами крышки, приводят к образова-
нию в распределителе озона и паров кислот. В сочетании с конденсирующейся
из воздуха влагой на внутренней поверхности образуется токопроводящий элек-
тролит. С целью уменьшения конденсации паров внутри крышки предусмотрена
вентиляция полости корпуса распределителя через специальные небольшие от-
верстия в крышке распределителя и на дне корпуса.

Крышка датчиков-распределителей бесконтактных систем зажигания
обычно увеличена в диаметре по сравнению с распределителями контактной си-
стемы, что предотврашает вероятность высоковольтного пробоя между электро-
дами крышки. Крышки таких распределителей изготавливают из специальной
высоковольтной пластмассы на основе полибутилентерефталатов.

Для поддержания крышки распределителя в должном состоянии рекомен-
дуется производить протирку замшей (или другим материалом, не оставляющим
волокон): сначала смоченной неэтилированным бензином, а затем (после высы-
хания бензина) сухой.

Почерневшая латунная клемма в отверстии крышки приводит к увеличе-
нию проходного сопротивления, а значит - к понижению вторичного напряже-
ния. Если латунный контакт в отверстии крышки распределителя почернел,
необходимо мелкой наждачной бумагой очистить клеммы и наконечники высо-
ковольтных проводов.

Боковые электроды на внутренней стороне крышки распределителя также
не должны быть загрязнены. При обслуживании электрооборудования их зачи-
щают концом плоского надфиля. Центральный угольный электрод проверяется
на подвижность уголька в крышке. В случае заедания (зависания) уголька про-
исходит образование зазора, что приводит к сгоранию угольного электрода и от-
казу системы зажигания.

Ротор (бегунок). При работе системы зажигания происходит нагрев рези-
стора ротора. При этом возможно не только перегорание самого резистора, но и
изменение электротехнических свойств пластмассы ротора. По мере окисления
мест контакта торцов резистора их нагрев увеличивается. Особенно «опасным
местом» является зона у наружного контакта. Постепенное обугливание пласт-
массы ротора и снижение ее электрического сопротивления приводит к пробою
импульса высокого напряжения на «массу» (на пластины, кулачок, валик распре-
делителя и т. д.). Если снизу ротора у ребра обнаружено обугливание, его лучше
заменить.
При обслуживании системы зажигания контакты ротора и резистора зачи-
щаются. При зачистке контактов резистора необходимо иметь ввиду, что выни-
мать его нужно осторожно с помощью крючка, согнутого из соответствующей
проволоки. Резисторы, представляющие собой две фарфоровые трубочки с намо-
танным между ними тонким проводом и с двумя латунными наконечниками на
концах, очень часто ломаются при извлечении их из углубления ротора.

Встречаются роторы, у которых центральный контакт соединен с допол-
нительным подвижным контактом, удерживаемым пружиной растяжения. Пере-
мещается контакт центробежными силами, преодолевающими усилие пружины.
Этот механизм не только ограничивает предельное вторичное напряжение при
различных режимах, но и служит ограничителем числа оборотов, осуществляя
отключение системы зажигания при чрезмерной частоте вращения вала двига-
теля.

Контакты прерывателя. У прерывателя рекомендуется проверять состоя-
ние контактов, легкость вращения рычажка с подвижным контактом и упругость
пружины. Оттянутый пальцем рычажок должен возвращаться в исходное поло-
жение и контакты должны замыкаться со щелчком. При «вялом» замыкании кон-
тактов необходимо проверить натяжение пружины рычажка, которое должно
быть 500-600 гс (4,9-5,88 Н).

Ослабление пружины вызывает перебои искрообразования на высоких
скоростях, а слишком большое усилие прижима влечет повышенный износ кон-
тактов, кулачка и пластмассового упора держателя контакта, что приводит к из-
менению характеристик (зажигание происходит с опережением). Если рычажок
заедает на оси или ослабла его пружина, необходимо заменить стойку с контак-
тами прерывателя.

Если контакты прерывателя загрязнены, пригорели или подвергнись эро-
зии (перенос металла с одного контакта на другой), то повышается сопротивле-
ние первичной цепи системы зажигания. Поэтому при обслуживании их нужно
зачистить надфилем и протереть материалом, не оставляющим волокон, смочен-
ным бензином или растворителем. Контакты должны соприкасаться между со-
бой всей поверхностью. Если этого не происходит, то подгибают кронштейн
стойки неподвижного контакта (обеспечивают параллельность контактов в за-
мкнутом состоянии). Если нет соприкосновения контактов по высоте (смеще-
ние), осторожно подгибают рычажок подвижного контакта на участке от упора
до контакта.

Регуляторы опережения зажигания. Нарушение нормальной работы цен-
тробежного регулятора вызывается чаще всего обрывом и уменьшением усилия
натяжения пружин грузиков, в результате чего увеличивается угол опережения
зажигания больше необходимой величины на малых и средних частотах враще-
ния коленчатого вала двигателя.

Нарушение нормальной работы вакуумного регулятора вызывается поте-
рей герметичности его вакуумной камеры, ослаблением пружины диафрагмы,
заеданием подшипника между подвижным и неподвижным дисками прерыва-
теля и ослаблением винтов крепления регулятора к корпусу прерывателя-распре-
делителя. При потере герметичности происходит подсос воздуха внутрь регуля-
тора, снижается разрежение в полости вакуумной камеры и регулятор не изме-
няет угол опережения зажигания в необходимых пределах при изменении
нагрузки двигателя. Ослабление пружины диафрагмы регулятора вследствие
усталости или неправильной регулировки способствует увеличению угла опере-
жения зажигания при малых и средних нагрузках двигателя.

Конденсатор. Емкость конденсатора должна находиться в определенных
пределах. При уменьшении емкости конденсатора, которое может произойти при
пробое его диэлектрика без замыкания обкладок, увеличивается искрение между
контактами прерывателя, снижается скорость исчезновения тока низкого напря-
жения в момент размыкания контактов, и уменьшается напряжение во вторичной
цепи. Выход конденсатора из строя приведет к неработоспособности данной СЗ.

Контрольные вопросы

Системы зажигания

1.	Назначение и принцип действия системы зажигания.

2.	Контактная система зажигания: элементы, устройство, принцип дей-
ствия, достоинства, недостатки.

3.	Контактно-транзисторная система зажигания: элементы, устройство,
принцип действия, достоинства, недостатки.

4.	Бесконтактная система зажигания: элементы, устройство, принцип дей-
ствия, достоинства, недостатки.

5.	Основные неисправности с системе зажигания.

6.	Параметры системы зажигания.

Свечи зажигания

1.	Устройство свечи зажигания.

2.	Маркировка свечи зажигания.

3.	Что такое калильное число.

4.	Принцип и режимы работы свечи зажигания.

5.	Назначение помехоподавительных резисторов, встроенных в свечи за-
жигания или свечные наконечники?

6.	Как по внешнему виду свечи зажигания оценить условия сгорания рабо-
чей смеси в двигателе, в котором была установлена данная свеча?

7.	Регулирование зазоров между электродами свечи? От чего зависит вели-
чина зазора.

Распределители зажигания

1.	Назначение и устройство распределителя зажигания (РЗ).

2.	Виды РЗ по конструктивным характеристикам?

3.	Назначение прерывателя, в какой цепи (высокого или низкого напряже-
ния) он находится?

4.	Регулирование зазора прерывателя напряжения?

5.	Устройство и принцип работы центробежного (вакуумного) регулятора?
ГЛАВА 5. СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ. СВЕТОВОЙ
И ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Назначение и классификация световых приборов

Система освещения и световой сигнализации предназначена для освеще-
ния дороги, передачи информации о габаритных размерах автомобиля, предпо-
лагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины,
салона, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного про-
странства и т. д. От состояния и характеристик световых приборов зависит без-
опасность движения автомобилей, особенно в темное время суток.

Большую часть информации о дорожной обстановке и состоянии автомо-
биля водитель получает через органы зрения. Безопасность движения зависит от
видимости объектов на дороге, которая, в свою очередь, определяется интенсив-
ностью освещения, типом и стоянием дорожного покрытия, характеристиками
органов зрения водителя и объектов на дороге. Автомобильные световые при-
боры должны обеспечивать хорошую видимость и необходимую информатив-
ность в широком диапазоне расстояний и в различных погодных условиях, не
вызывая ослепления водителей в темное время суток, с наступлением темноты
видимость дороги и предметов на ней ухудшается вследствие недостаточной -
неравномерной их освещенности.

Видимость ухудшается также во время тумана, дождя, снегопада или силь-
ного запыления воздуха, при уменьшении прозрачности лобового стекла, а также
с увеличением расстояния до объекта.

Работа системы освещения основана на принципах генерирования излуче-
ния, распределения и перераспределения в пространстве электромагнитных из-
лучений оптической области спектра.

На автомобилях устанавливают различные по назначению, конструкции,
электрическим светотехническим параметрам световые приборы.

Совокупность приборов освещения и сигнальных устройств, расположен-
ных снаружи и внутри автомобиля, образуют систему освещения. Она выполняет
следующие функции:

-	освещение дорожного полотна, обочины и расположенных на них объек-
тов в условиях ограниченной видимости;

-	предоставление информации другим участникам движения о наличии на
дороге транспортного средства, его размерах, характере движения, совершаемых
маневрах, а также принадлежности;

-	освещение салона автомобиля, а также других его частей (багажного от-
сека, подкапотного пространства и др.) в темное время суток.

По условиям применения и степени видимости приборы разделяют на сле-
дующие:

-	приборы ночного применения - габаритные, контурные, опознаватель-
ные, боковые и стояночные огни с силой света от 2 до 12 кД;

-	приборы круглосуточного применения - сигналы торможения, указатели
поворота и аварийная сигнализация с силой света 200—700 кД.
В зависимости от устройства и технических характеристик фар, систему
освещения можно классифицировать:

1.	по типу светораспределения-

-	европейская;

-	американская;

2.	по способу реализации светораспределения:

-	двухфарная;

-	четырехфарная;

3.	по форме фар-

-	с круглыми оптическими элементами;

-	с прямоугольными оптическими элементами.

Различают светосигнальные приборы с активной светотехнической систе-
мой (осветительные) и пассивные - светоотражатели. Световой пучок освети-
тельного прибора воспринимается после отражения от дороги или объекта на до-
роге, а световой поток светосигнального прибора наблюдатель воспринимает
непосредственно. Фары и фонари заднего хода можно считать и осветитель-
ными, и светосигнальными приборами. Водитель автомобиля, на котором они
установлены, воспринимает их как световой пучок после отражения от дороги
и наблюдаемых объектов, а другие участники дорожной обстановки - непосред-
ственно.

Световые приборы преобразуют электрическую энергию в световой пучок
определенной структуры (соответствующим образом организованную совокуп-
ность направлений излучения света) и спектра (цветность излучения). Оптиче-
ская система светового прибора, обеспечивающая необходимую структуру и
спектр светового пучка, включает лампу, отражатель и рассеиватель. Лампа яв-
ляется источником света. Отражатель, обычно в виде параболоида вращения,
концентрирует световой поток, испускаемый лампой, в требуемом телесном
угле. Рассеиватель, выполненный из прозрачного материала, перераспределяет
световой поток в вертикальной и горизонтальной плоскостях с помощью линз
и призм на его внутренней поверхности и, при необходимости, меняет цвет из-
лучаемого света.

Основными светотехническими параметрами световых приборов являются
активная поверхность оптической системы, световое отверстие, телесный и пло-
ский углы охвата, углы излучения и рассеивания, фокус и фокусное расстояние
оптической системы, коэффициент отражения для отражателей и коэффициент
пропускания и поглощения для рассеивателей.

Активной поверхностью оптической системы является зеркальная поверх-
ность отражателя. Ее проекция на плоскость, перпендикулярную оптической
оси, называется световым отверстием. Оптическая ось светового прибора — это
ось его симметрии. Лучи, падающие на активную поверхность отражателя па-
раллельно оптической оси, собираются в фокусе. В реальных оптических систе-
мах с фокусом совмещают центр тела накала источника света. Отрезок оптиче-
ской оси фокуса до вершины отражателя называется фокусным расстоянием.

Телесным углом охвата активной поверхности является угол, в пределах
которого поверхность оптической системы видна из фокуса. Сечение телесного
138
угла охвата меридиональной плоскостью, проходящей через ось вращения пара-
болоида, образует плоский угол охвата. Телесный угол, в котором сконцентри-
рован отраженный активной поверхностью и вышедший из системы световой
поток, называют углом излучения оптической системы.

Коэффициент отражения оптической системы — это отношение отражен-
ного светового потока к световому потоку, падающему на отражающую поверх-
ность. Коэффициент пропускания - это отношение светового потока, прошед-
шего через поверхность, к световому потоку, падающему на эту поверхность.
Под коэффициентом поглощения понимается отношение светового потока, по-
глощаемого световой системой, к световому потоку, ею создаваемому.

Действие оптической системы осветительных и светосигнальных прибо-
ров заключается в том, что большая часть светового потока, падающая на отра-
жающую поверхность в пределах телесного угла охвата, после отражения про-
ходит в пределах сравнительно малого телесного угла излучения. Поэтому кон-
центрация светового потока внутри угла излучения существенно возрастает.

Часть светового потока, исходящая непосредственно от источника света
и излучаемая вне угла охвата оптической системы, в осветительных приборах,
как правило, экранируется, чтобы непреобразованный свет не создавал дополни-
тельных помех водителю.

Параметры световых приборов в значительной мере зависят от свойств ма-
териалов, из которых выполняются отдельные элементы оптической системы.

В минимальный обязательный комплект светосигнальных приборов для
всех легковых и грузовых автомобилей входят: габаритные огни - 2 передних
и 2 задних, 2 сигнала торможения, расположенные сзади, мигающие указатели
поворота - 2 передних, 2 задних и боковые, фонарь освещения номерного знака.
Некоторые категории автомобилей согласно принятым правилам должны иметь
следующее дополнительное светосигнальное оборудование: контурные огни для
грузовых автомобилей, опознавательные огни, огонь преимущественного про-
езда. К необязательным сигнальным огням, установка которых допускается, от-
носятся: задний противотуманный огонь, стояночный огонь, дополнительный
сигнал торможения, боковые (маркировочные) огни, фонарь заднего хода, указа-
тель траектории (рис. 75).

Многообразие функций, выполняемых светосигнальными приборами, тре-
бует, наряду с решением задач определения наиболее рационального светорас-
пределения для каждого вида сигнального прибора, их размещения на транс-
портном средстве, нормирования углов видимости сигнальных огней, решения
вопросов цветового различия. Передние огни - белые, задние - красные. Комму-
тационная аппаратура системы освещения и световой сигнализации включает
в себя главный переключатель света, реле переключателя света, переключатель
указателя поворота, различного рода выключатели.
Рис. 75. а - Расположение и типы внешних световых приборов автомобиля:

1 - фары, 2 - задние фонари, 3 - освещение номерного знака,

4 — подсветка дверных ручек, 5 - внешнее освещение двери,

б - противотуманные фары, б - регулируемые (поворачивающиеся) фары,
в - современные системы головного освещения автомобиля с регулируемыми
световыми потоками

Международная система обозначений световых приборов

Большое внимание уделяется нормированию характеристик автомобиль-
ных приборов освещения и световой сигнализации. В 1958 г. в рамках Комитета
по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии при ООН
(ЕЭК ООН) было подписано «Соглашение о принятии единообразных условий
официального утверждения оборудования и частей механических транспортных
средств». В развитие этого Соглашения разрабатываются прилагаемые к нему
Правила. Отечественные стандарты на автомобильные световые приборы разра-
батываются с учетом требований Правил ЕЭК ООН. Разработке единых техни-
ческих требований, предъявляемых к структурному составу осветительных и
светосигнальных приборов, к их светотехническим характеристикам, способ-
ствовало развитие международных автомобильных перевозок. На соответствие
Правилам ЕЭК ООН световые приборы проверяются в специальных светотехни-
ческих лабораториях.

Автомобильные световые приборы, которые успешно прошли проверку на
соответствие Правилам ЕЭК ООН, получают знак международного утверждения.
Обозначение световых приборов

Таблица 10

Световой прибор	Знак международного утверждения
Фары головного освещения	ПГ	Го ~1	Гсн1	[зсн]	Гнгнго	|ЙСН|25	Г13  ®)	®	®	(®	®	®	®  296	297	258	130	182	165	2439
Габаритные огни	0® *
Указатели поворота	1	2а	26	4  О	®	@	®  680	851	456	215
Сигналы торможения	[Й-511	1ЙТ5г|	| 81' |  @	®	®  596	512	1022
с ветовазвращатсли	II	148  ®>	1 ®’-47 1%)  148	II
Задние противотуманные фонари	[~ё~| ® 00242

Знак международного утверждения наносится на рассеиватель или основ-
ной корпус светового прибора и представляет собой окружность, в которой про-
ставлена буква Е и отличительный номер страны, выдававшей официальное
утверждение. Порядковые номера странам присвоены в хронологическом порядке
ратификации ими Соглашения (например, 2 - Франция, 4 - Нидерланды, 7 - Вен-
грия). Под окружностью или справа от нее указывают номер официального утвер-
ждения.

Под окружностью над порядковым номером официального утверждения
может стоять горизонтальная стрелка. Направленная вправо стрелка на фаре го-
ловного освещения указывает на то, что фара сконструирована для эксплуатации
в странах с левосторонним движением. Двухстороннюю стрелку имеют фары, ко-
торые вследствие перемещения лампы или оптического элемента могут быть ис-
пользованы как при правостороннем, так и при левостороннем движении. На фа-
рах, используемых на дорогах с правосторонним движением, стрелка не ставится.

Стрелка на рассеивателях сигнальных фонарей указывает направление,
в котором обеспечивается геометрический угол видимости в горизонтальной
плоскости. При установке передних и задних указателей поворота острие стрелки
должно быть направлено к ближайшей боковой части автомобиля, а при установке
боковых указателей поворота — к передней части.

Над окружностью знака официального утверждения фар головного освеще-
ния наносят квадрат, в который вписывают буквы С, К, 8, Н. Единичные буквы
С и К обозначают, что фара удовлетворяет международным нормам в отношении
ближнего и дальнего света. Наличие в квадрате двух букв СК свидетельствует
о том, что оптическая система фары рассчитана на работу как ближнего, так и
дальнего света. Для обозначения цельностеклянного оптического элемента
(лампы - фары) в квадрат вписывают букву 8. Отсутствие буквы 8 означает, что
использован металлостеклянный элемент. Фары с дополнительной буквой Н
в квадрате рассчитаны на применение только галогенных ламп.

Для противотуманных фар и фонарей над окружностью проставляют букву
В. На рассеивателях задних габаритных огней в квадрате над окружностью стоит
буква К. Передние габаритные огни обозначают буквой А. На фонарях заднего
хода проставляют символ. Для фонарей освещения номерного знака дополнитель-
ные надписи над окружностью не предусмотрены.

Знак официального утверждения указателей поворота отличается тем, что
над окружностью дано обозначение категории светового прибора. К категории 1
относят передние указатели поворота, к категории 2а и 26 соответственно одно-
11 двухрежимные задние указатели поворота. Различные типы боковых указателей
поворота разделены на категории 3,4 и 5. К категории 3 относятся передние боко-
вые указатели поворота, предназначенные для использования на автотранспорт-
ных средствах, не имеющих других указателей поворота. Передние боковые ука-
затели поворота категории 4 устанавливаются в том случае, если на автотранс-
портном средстве уже установлены указатели поворота категории 2а и 26. На ав-
тотранспортных средствах, где есть указатели поворота категории 1 и 2 (2а и 26),
могут устанавливаться дополнительные боковые указатели поворота категории 5.

Одно- и двухрежимную работу сигналов торможения кодируют в квадрате
над окружностью знаками 81 или 82. На световых приборах, имеющих одновре-
менно задний габаритный огонь и сигнал торможения, над окружностью простав-
ляют прямоугольник, в который вписывают буквы К и знаки 81 или 82, отделен-
ные горизонтальной чертой.

Римские цифры I, II или III, указывающие категорию и номер официального
утверждения световозвращателя, должны находиться на противоположных кон-
цах диаметра окружности, в которой вписана буква Е, и в любом положении по
отношению к ней. Световозвращатели категории I предназначены для автотранс-
портных средств шириной 1,6 м и более, категории II — для автотранспортных
средств шириной менее 1,6 м. Световозвращатели категории III устанавливаются
142
на прицепы и полуприцепы. Знак официального утверждения проставляют на
освещаемой поверхности или на одной из освещаемых поверхностей световозвра-
щателя. Если сигнальные огни используются как одиночные или в сочетании двух
огней, справа от окружности ставят букву Л.

Источники света автомобильных световых приборов

Автомобильные лампы накаливания

В качестве источника света в традиционных автомобильных световых при-
борах используют электрические лампы накаливания. Требования к их парамет-
рам и применяемости нормируются Правилом № 37 ЕЭК ООН.

Конструкцию, применяемость и способы контроля лампы оценивают по
следующим характеристикам: категория, тип лампы, номинальное и расчетное
напряжения, номинальное и предельное значения мощности и светового потока,
средняя продолжительность горения, световая отдача, тип цоколя, масса, геомет-
рические координаты положения нитевой системы относительно базовой (устано-
вочной) плоскости.

Контрольный световой поток — номинальный световой поток эталонной
лампы, при котором измеряются оптические характеристики осветительного при-
бора.

Базовая плоскость — плоскость, по отношению к которой определяются ос-
новные размеры лампы.

Световая отдача — отношение излучаемого источником света светового по-
тока к потребляемой мощности.

К основным световым параметрам источников света относятся: номиналь-
ный световой поток лампы, измеряемый в люменах, максимальная сила света, из-
меряемая в канделах, яркость тела накала, измеряемая в канделах на квадратный
метр.

Устройство ламп накаливания

Автомобильная лампа накаливания состоит из колбы 1 (рис. 76), одной или
двух нитей накала 2 и 3, цоколя 7 с фокусирующим фланцем 5 или без него
и выводов 6. Стеклянная колба лампы может быть шаровидной, каплевидной, гру-
шевидной или цилиндрической формы. Нити накала в двухнитевых лампах
имеют различное функциональное назначение.

Цоколь лампы служит для крепления лампы в патроне светового прибора
и подведения тока от источника электроснабжения к электродам, соединяющим
контакты цоколя с нитями накала. Автомобильные лампы имеют штифтовые
и фланцевые цоколи различной конструкции. В лампе со штифтовым цоколем
трудно обеспечить точное расположение нити накала относительно штифтов. По-
этому лампы со штифтовыми цоколями применяются в основном в световых при-
борах, к которым не предъявляются жесткие требования в отношении светотехни-
ческих характеристик.
Рис. 76. Автомобильные лампы накаливания:

а - фар головного освещения с европейской асимметрической системой
светораспределения; б — галогенная категория НУ; в - галогенная категория НЗ;
г - галогенная категория 117; д - двухнитевая штифтовая;

е - однонитевая штифтовая; ж - пальчиковая; з - софитная;

1 - колба; 2 - нить дальнего света;

3 - нить ближнего света; 4 — экран; 5 - фокусирующий фланец;

6 - выводы; 7 - цоколь

Для точной фиксации нитей накала относительно фокуса параболоидного
отражателя лампы автомобильных фар головного освещения снабжают фокуси-
рующим фланцевым цоколем.

Размеры и расположение нити накала в лампе нормируются отечествен-
ными и международными стандартами для того, чтобы при замене лампы харак-
теристики светового прибора существенно не изменились. При прохождении
электрического тока нить накала лампы нагревается и при определенной темпера-
туре начинает излучать свет. Энергия светового излучения, воспринимаемого че-
ловеческим глазом, составляет только небольшую часть потребляемой лампой
электрической энергии. Нить накала должна выдерживать высокие температуры,
иметь малые размеры. Ее изготовляют из тонкой вольфрамовой проволоки, сви-
той в цилиндрическую спираль.

Галогенные лампы

Повышение температуры нити накала до 2700--2900 °С достигается в лам-
пах с галогенным циклом. Это обеспечивает на 50- 60 % большую световую от-
дачу лампы. Колба галогенной лампы также заполняется инертным газом (аргон,
ксенон, криптон и другие) и, дополнительно, небольшим количеством паров йода
или брома. В лампах с йодным циклом частицы вольфрама, осевшие на стенках
колбы после испарения нити накала, соединяются с парами йода и образуют йо-
дистый вольфрам. При температуре колбы из жаростойкого кварцевого стекла
600- 700 0 С йодистый вольфрам испаряется, диффундирует в зону высокой темпе-
ратуры вокруг нити накала и распадается на вольфрам и йод. Вольфрам оседает
144
на нити накала, а пары йода остаются в газовом пространстве колбы, участвуя
в дальнейшей реализации йодного цикла.

Вольфрам испаряется быстрее с более нагретых участков нити накала.
Так как температура выше у дефектных участков, испарение вольфрама с таких
участков происходит интенсивнее. С другой стороны, возврашаясь к телу накала,
вольфрам оседает на более холодных его участках, поэтому йодно-вольфрамовый
цикл не компенсирует усиленное испарение вольфрама с дефектных участков
и не способствует существенному увеличению срока службы лампы.

Световая отдача галогенных ламп составляет 22—25 лм/Вт, что в 1,5 раза
превышает световую отдачу обычных дамп. Для реализации галогенного цикла
необходима высокая температура стенок колбы - до 600-700 °С. Поэтому колбу
галогенной лампы изготовляют из кварцевого стекла. Колба имеет небольшие раз-
меры. Для обеспечения более равномерного отложения вольфрама на спиральной
нити накала, она должна быть выполнена в виде прямого цилиндра. Выводы гало-
генной лампы сделаны из молибдена, температурный коэффициент расширения
которого близок к коэффициенту расширения кварцевого стекла.

Однонитевые галогенные лампы категорий Н1, Н2 и НЗ применяются в про-
тивотуманных фарах, фарах-прожекторах и фарах рабочего освещения. Кроме
того, они могут быть использованы в четырехфарных системах головного освеще-
ния. Лампы Н1 и Н2 имеют нить, расположенную вдоль оси колбы и отличаются
конструкцией цоколя. Нить накала в лампе НЗ расположена перпендикулярно оси
колбы.

Двухнитевая галогенная лампа категории Н4 устанавливается в фарах го-
ловного освещения. Специальный цоколь Р431/38 исключает установку лампы
в оптический элемент, непредназначенный для нее. Нити дальнего и ближнего
света лампы категории Н4 имеют форму цилиндров и расположены вдоль опти-
ческой оси.

Параметры ламп накаливания

Сила тока, потребляемого лампой от источника электроэнергии, световой
поток и световая отдача зависят от напряжения. Отечественная промышленность
выпускает лампы с номинальным напряжением 6, 12 и 24 В. Расчетное напряже-
ние ламп выше и составляет соответственно 6,3-6,75, 12,6-13,5 и 28 В. При повы-
шении напряжения относительно расчетного значения увеличиваются сила тока,
температура спирали, световой поток и световая отдача, но резко сокращается
срок службы лампы. При понижении напряжения нить накала нагревателя
меньше, поэтому световой поток и световая отдача уменьшаются. При снижении
напряжения на 50—60 % лампа практически не излучает света.

Напряжение питания ламп накаливания на автомобиле зависит от наст-
ройки РН, состояния источников электроэнергии в цепях питания световых при-
боров, от числа включенных потребителей, сечения и протяженности проводов.
Лампы должны выдерживать возможные в системе электрооборудования автомо-
биля колебания напряжения.

Автомобильные лампы работают в условиях вибрации и тряски, поэтому
должны быть механически прочными. Крепление колбы к цоколю должно выдер-
живать усилие, прилагаемое к лампе, когда она вставляется в патрон или вынима-
ется из него. Лампы должны надежно удерживаться в патронах при значительной
вибрации, характерной для эксплуатации автомобиля. Снижение вибрационных
нагрузок на нить накала и устройство для закрепления лампы в патроне достига-
ется за счет эластичной подвески патрона в световом приборе или светового при-
бора на автомобиле.

Лампы накаливания отличаются по назначению, конструкции, по электри-
ческим и светотехническим параметрам.

Автомобильные светодиоды

Светодиоды применяются в щитках приборов на передней панели, в отдель-
ных узлах для подсветки кнопок и ручек управления вместо миниатюрных ламп
накаливания. Светодиодные линейки используются в сигналах торможения и све-
товых индикаторах для построения шкал и цифр.

Светодиоды обладают значительно большей надежностью. Изделие, выпол-
ненное на светодиодных материалах, сохраняет функциональное назначение при
выходе из строя одного или нескольких светодиодов, в то время как при перего-
рании нити накала лампы изделие полностью прекращает выполнять свои функ-
ции. Цвет излучения светодиода, сила света и световой поток зависят от силы по-
требляемого тока. Длина волны и интенсивность излучаемого света зависят от
температуры.

В связи с тем, что температура полупроводникового перехода в первую оче-
редь определяется силой тока, то особое внимание необходимо уделять правиль-
ному выбору силы тока при конструировании светодиодного прибора и поддер-
жанию ее при эксплуатации. Номинальная сила тока в прямом направлении ука-
зывается в технической характеристике светодиода. Схемотехническое решение
по стабилизации силы тока определяется качеством напряжения питания. Нс ре-
комендуется параллельное или смешанное соединение группы светодиодов, так
как из-за разброса параметров, несмотря на то, что светодиоды разбиты по клас-
сам, сила тока в них не будет одинаковой и, следовательно, интенсивность их из-
лучения будет различной. Для большинства групп светодиодов целесообразно ис-
пользование стабилизированных источников тока.

Диоды могут иметь сферическую, куполообразную форму или плоский
верх. Частью корпуса может быть линза как бесцветная, так и окрашенная в цвет
излучения светодиода.

Ксеноновые лампы

На автомобилях находят применение новые источники света - ксеноновые
лампы, спектр излучения которых близок к солнечному свету. Светоизлучение
ксеноновой лампы обеспечивает дуговой разряд между электродами, которые рас-
положены в колбе, заполненной инертным газом. Ксеноновые лампы не перего-
рают, устойчивы к вибрации, их светоотдача достигает 80 лм/Вт.

Однако, чтобы ионизировать инертный газ, необходимо обеспечить пробой
междуэлектродного промежутка начальным импульсом напряжения 20 кВ. Кроме
того, рабочий режим лампы обеспечивается при подаче на электроды перемен-
ного тока напряжением 330 В и частотой 300 Гц. Эти проблемы в настоящее время
решаются с помощью полупроводниковых преобразователей путем трехступен-
чатого преобразования напряжения.

Ксеноновая лампа Э1 массой 15 г благодаря большей светоотдаче имеет
мощность 35 Вт. В то же время масса преобразователя составляет примерно 0,5 кг.
Для установки на автомобиле системы освещения с ксеноновой лампой необхо-
димо использовать как минимум два комплекта таких преобразователей, чтобы
обеспечить требуемое светораспределение фар дальнего и ближнего света. Все это
делает систему головного освещения достаточно сложной и дорогостоящей.

Головные фары автомобиля

Передняя фара (другие названия - головная фара, блок-фара (рис. 77) осве-
щает дорогу впереди автомобиля, а также представляет информацию другим
участникам движения, находящимся впереди транспортного средства. Передние
фары устанавливаются попарно симметрично с правой и левой стороны автомо-
биля. На современных автомобилях в дополнение к передним фарам может уста-
навливаться система ночного видения.

Рис. 77. Головная фара

Передняя фара выполнена, как правило, в едином корпусе, в котором объ-
единены следующие световые приборы: ближний свет, дальний свет, габарит-
ный огонь, указатель поворотов и дневные ходовые огни.

Ближний свет фары служит для освещения дороги при наличии впереди
других участников движения. Ближний свет ассиметричный, при правосторон-
нем движении лучше освещена правая часть дороги и обочины. Дальний свет
используется при отсутствии впереди других участников движения. Он пред-
ставляет собой симметричный световой луч высокой интенсивности. Габарит-
ный огонь используется для обозначения размеров транспортного средства
и устанавливается также в заднем фонаре.

Указатель поворота может устанавливаться как в блок-фаре, так и вне ее
в передней части автомобиля. Указатель поворота используется для информиро-
вания других участников движения о намерении совершить маневр (поворот,
разворот, смену полосы движения). Указатель поворота устанавливается также
в заднем фонаре. Помимо этого с боковой стороны автомобиля предусматрива-
ется повторитель указателя поворота, размещенный в наружном зеркале зад-
него вида. Все указатели поворота должны работать синхронно.
В качестве сигнала поворота используется источник света желтого цвета,
работающий в режиме мигания. Частота работы указателя должна составлять
1—2 мигания в секунду. Указатель поворота может иметь два режима работы: по-
стоянный (пока не отключат), разовый (три—пять миганий при нажатии). Указа-
тель поворота управляется с помощью соответствующего переключателя. Кон-
струкция переключателя предусматривает автоматическое выключение сигнала
при возвращении рулевого колеса в нейтральное положение. Указатель поворота
работает совместно с рядом систем активной безопасности: помощи при пере-
строении, помощи движению по полосе. Указатели поворота также использу-
ются в качестве сигнала аварийной остановки.

Головное освещение должно обеспечивать достаточную видимость дороги
и объектов на ней как при ближнем свете, так и при дальнем свете. При высоких
скоростях движения ночью необходимо освещать дорогу перед автомобилем на
расстоянии 50-250 м. По способу реализации системы светораспределения на
автомобили устанавливают двух- или четырехфарную систему. По форме опти-
ческих элементов фары бывают круглыми или прямоугольными (ГОСТ 3544-95).
Отраженные от отражателя лучи идут узким пучком параллельно оптической
оси, если в фокусе отражателя помещен точечный источник света. Нить накала
лампы для фар имеет конечные размеры. Поверхность отражателя не имеет точ-
ной математической формы параболоида, отраженные лучи представляют собой
слабо расходящийся пучок (рис. 78).

Рис. 78. Оптические системы фар головного освещения:
а - с американской системой светораспределения,
б - с европейской системой светораспределения;
в — лампа для фары с европейской системой светораспределения;
1 — нить дальнего света; 2 — нить ближнего света;

3 - экран; 4 - фланец; 5 - цоколь; 6 - выводы штекерные
Световой поток источника света распространяется в пределах телесного
угла, равного 4 л. На отражатель падает световой поток, расходящийся в телесном
угле и 1. После отражения этот поток концентрируется в малом телесном углу айв?.
Световой поток равен произведению средней силы света в заданном телесном
угле на значение этого угла. Даже при некотором уменьшении отраженного све-
тового потока, обусловленного потерями на отражение, концентрация пучка от-
раженных лучей в малом телесном угле сосог позволяет во много раз увеличить
силу света в нем по сравнению с силой света нити накала лампы.

На автомобилях применяются двух- и четырехфарные системы головного
освещения. При двухфарной системе каждая фара создает дальний и ближний
свет, что усложняет конструкцию рассеивателя. Двухфарная система имеет не-
большую потребляемую мощность, малый занимаемый объем, низкую себесто-
имость и технологичность.

В четырехфарной системе две внутренние фары с однонитевыми лампами
создают только дальний свет. Другие две фары, располагаемые ближе к плоско-
стям бокового габарита автомобиля, имеют двухнитевые лампы и обеспечивают
ближний свет при встречном разъезде автомобилей и дальний, совместно с внут-
ренними фарами при отсутствии встречного транспорта. Рациональное распре-
деление ближнего и дальнего (света по отдельным фарам позволяет рассчитать
оптическую систему на определенный режим работы.

При включении дальнего света работают все четыре фары. Четырехфарная
система освещения обладает следующими достоинствами:

-	позволяет распределить режимы дальнего и ближнего света по двум ти-
пам фар, что избавляет от компромиссности конструкции;

-	значительно улучшает дальний свет.

Однако четырехфарная система имеет большую стоимость.

Системы свеюраспределения

Фары автомобиля должны удовлетворять двум противоречивым требова-
ниям:

-	обеспечивать достаточную освещенность дороги и находящихся на ней
объектов на расстоянии не менее 100 м;

-	не ослеплять водителей встречного транспорта. Ослепление водителей
светом фар при встречном разъезде транспорта является серьезной проблемой,
связанной с обеспечением безопасности движения. В настоящее время эта про-
блема решается путем использования двухрежимных систем головного освеще-
ния с дальним и ближним светом.

Дальний свет фар предназначен для освещения дорожного полотна перед
автомобилем при отсутствии встречного транспорта. Ближний свет фар обеспечи-
вает освещение дороги перед автомобилем при движении в населенных пунктах
или при разъезде с встречным автотранспортным средством на шоссе. Ближний
свет фар значительно снижает ослепление участников дорожного движения при
достаточном уровне освещенности дороги и правой стороны обочины. Фары го-
ловного освещения должны обеспечивать необходимую видимость дороги и объ-
ектов на ней. Переключение с дальнего света на ближний при встречном разъезде
149
должно осуществляться водителями обоих автотранспортных средств одновре-
менно при расстоянии между машинами не менее 150 м.

Для получения дальнего и ближнего света в двухфарных системах освеще-
ния используют двухнитевые лампы накаливания. Современные автомобили обо-
рудуют фарами головного освещения с американской и европейской системами
асимметричного светораспределения ближнего света. Асимметричный световой
пучок обеспечивает лучшую освещенность той стороны дороги, по которой дви-
жется автомобиль, и уменьшает ослепление водителя встречного автотранспорт-
ного средства.

В лампах фар с американской и европейской системами светораспределения
нить накала дальнего света располагают в фокусе отражателя. Световой пучок
дальнего света с малым углом рассеяния может быть получен при минимальных
размерах спирали, выполняемой в виде дуги, находящейся в горизонтальной плос-
кости. Большие линейные размеры нити дальнего света по горизонтали обуслов-
ливают большее рассеяние светового пучка в горизонтальной плоскости.

В фарах с американской системой светораспределения нить ближнего света
в виде спирали цилиндрической формы смещена несколько вверх и вправо отно-
сительно фокуса, если смотреть на отражатель со стороны светового отверстия.
Спираль ближнего света расположена поперек оптической оси.

Если источник света выведен из фокуса, отраженный параболоидом пучок
света отклоняется от оптической оси. При этом пучок света разделяется на две
части. Одна часть светового пучка, попадающая на внутреннюю поверхность от-
ражателя, отражается вправо и вниз относительно оптической оси. Остальная
часть светового пучка, отражаемая от внешней части параболоида, направлена
влево и вверх и попадает в глаза водителя встречного автомобиля.

Световой пучок фар ближнего света с американской системой распределе-
ния не имеет четкой светотеневой границы. Увеличение угла рассеяния отражен-
ного светового пучка требует дополнительного светораспределения рассеивате-
лем со сложной структурой оптических микроэлементов. Для уменьшения свето-
вого потока лучей, направленных вверх и влево от оптической оси, применяют
отражатели с меньшей глубиной.

В фарах с европейской системой светораспределения нить ближнего света
цилиндрической формы выдвинута вперед по отношению к нити дальнего света
и расположена чуть выше и параллельно оптической оси. Лучи от нити ближнего
света, попадающие на верхнюю половину отражателя, отражаются вниз и осве-
щают близлежащие участки дороги перед автомобилем. Непрозрачный экран, рас-
положенный под нитью ближнего света, исключает попадание световых лучей на
нижнюю половину отражателя, поэтому глаза водителя встречного автотранс-
портного средства находятся в теневой зоне. Одна сторона экрана отогнута вниз
на угол 15°, что позволяет увеличить площадь активной поверхности левой поло-
вины отражателя и освещенность правой обочины и правой полосы движения ав-
томобиля.

Световой пучок фар с европейской системой светораспределения при их ра-
боте в режиме ближнего света имеет четко выраженную светотеневую границу,
что обеспечивает четкое разделение на освещенную зону и зону неслепящего дей-
ствия. Фары европейской системы, предназначенные для правостороннего движе-
ния, при освещении ближним светом вертикального экрана должны создавать на
нем светотеневую границу, имеющую с левой стороны горизонтальный участок,
а с правой - участок, направленный под углом 15° к горизонтали.

Рассеиватель фары европейской системы меньше влияет на организацию
светораспределения по сравнению с фарой американской системы. Большая часть
нижней половины рассеивателя при ближнем свете не используется и рассчитана
на распределение дальнего света, что улучшает характеристики фары в режиме
дальнего света.

Фары европейской системы имеют более рациональное светораспределе-
ние. Следовательно, ослепляющее действие фар американской системы больше.
В то же время освещенность дороги фарой американской системы при переклю-
чении с дальнего света на ближний меняется меньше. Фара европейской системы
по сравнению с фарой американской системы лучше освещает правую полосу до-
роги и обочину. Однако при движении автомобиля по неровной дороге колебания
светотеневой границы приводят к быстрому утомлению зрения водителя. Фары с
американской системой светораспределения с размытым световым пучком ближ-
него света менее чувствительны к неровностям дороги.

Обе системы обеспечивают безопасный встречный разъезд автомобилей
только на прямой ровной дороге при условии правильной регулировки оптиче-
ских элементов и своевременного переключения дальнего света на ближний.

Усовершенствованные системы переднего освещения

Для улучшения условий освещения дороги разрабатываются «интеллекту^
альные» устройства, обеспечивающие автоматическое регулирование светорас-
пределения фар головного освещения в зависимости от метеоусловий и геометри-
ческого профиля дорожного полотна. Очевидно, что требования к структуре све-
тового пучка фары при движении автомобиля по скоростной магистрали, по не-
освещенным дорогам в сельской местности и по дорогам со значительными изги-
бами, не могут быть одинаковыми.

Усовершенствованные системы переднего освещения (УСПО), разработан-
ные в рамках европейской программы «Эврика АР8», показали, что получить же-
лаемое светораспределение пучка головного света можно за счет вращения части
отражателя или установки в блок-фаре дополнительных поворачиваемых фар про-
екторного типа, у которых к тому же может изменяться интенсивность свечения.
Информация для выполнения функций «интеллектуального света» поступает
с датчиков утла поворота рулевого колеса, скорости движения автомобиля и его
ускорения, включения указателей поворота, направления взгляда водителя и т. д.

Устройство фары

Несмотря на различия по форме, конструкции, цвету, материалам можно
выделить следующее общее устройство фары: корпус, источник света, отража-
тель и рассеиватель.

Корпус служит основой для размещения и крепления остальных элементов
фары. Он выполняется, как правило, из пластмассы. В качестве источников света
151
используются различные ламы: накаливания - вольфрамовые, галогенные, газо-
разрядные - ксеноновые. Все большую популярность у автопроизводителей за-
воевывают светодиодные источники света. Отражатель в конструкции фары от-
вечает за формирование пучка света. Простейший отражатель имеет параболи-
ческую форму. Современные отражатели имеют более сложную форму. Отража-
тель изготавливается из пластмассы. Для создания зеркальной поверхности
наносится тонкая пленка алюминия и покрывается лаком.

Рассеиватель пропускает световой поток и в зависимости от конструкции
преломляет его, кроме того защищает фары от внешних воздействий. Рассеива-
тель изготавливается из прозрачного пластика, реже из стекла.

Одной из важных характеристик фар также является их форма - круглая
(рис. 79, а) или прямоугольная (рис. 79, б). Несмотря на абсолютно одинаковый
принцип работы, оба вида осветительных приборов имеют свои преимущества
и недостатки. Круглые фары более технологичны, обладают меньшей себестои-
мостью и требуют меньше места в подкапотном пространстве. В то время как
прямоугольные фары имеют лучшее ближнее свстораспределение и меньшие
вертикальные габариты, которые позволяют снизить коэффициент аэродинами-
ческого сопротивления. В настоящий момент практически все как круглые, так
и прямоугольные осветительные приборы выполняются в виде неразъемных
блок-фар (рис. 79, в).

Рис. 79. Фары различной формы

Наибольшее распространение в России получили круглые фары ФГ-122
с американской системой светораспределения и фары ФГ-140 с европейской си-
стемой светораспределения.

Корпус фары (рис. 80) изготовлен из листовой стали методом штамповки.
Поверхность корпуса покрыта несколькими слоями стойкого лака. На ребра
внутренней части корпуса своей тыльной стороной ложится установочное
кольцо, которое прижимается к корпусу пружиной. По периферии установоч-
ного кольца предусмотрены пазы, в которые входят головки регулировочных
винтов. Винты ввертываются в гайки, закрепленные на корпусе, обеспечивая не-
обходимую регулировку направления светового пучка фары в горизонтальной
и вертикальной плоскостях.
1 2

14

Рис. 80. Устройство круглой фарьг

1 - внутренний ободок; 2 - лампа; 3 - регулировочные винты;

4 — опорное кольцо; 5 - корпус; 6 — цоколь лампы;

7 - соединительная колодка; 8 - провода; 9 - держатель;

10 - отражатель; II - рассеиватель;

12 - экран; 13 - держатель экрана;

14 - винт крепления ободка

Лицевая сторона установочного кольца служит привалочной плоскостью
для оптического элемента. Оптический элемент крепится к кольцу тремя вин-
тами с помощью внутреннего ободка. Для фиксации оптического элемента в оп-
ределенном положении установочное кольцо имеет три несимметрично распо-
ложенных окна.

Оптический элемент объединяет в себе параболоидный отражатель и рас-
сеиватель. Отражатели полуразборных и склеенных металлостеклянных оптиче-
ских элементов фар изготовляют штамповкой из стального листа или ленты
с последующим нанесением алюминиевого отражающего покрытия (отражает до
90 % падающего на нее света). Окисление алюминированной поверхности
предотвращается тонким слоем лака.

Рассеиватели окончательно формируют выходящий из фары световой пу-
чок. Они представляют собой сложную составную стеклянную линзу с много-
численными преломляющими элементами. Рассеиватели изготовляют прессов-
кой из стекломассы.

Применяются также цельностеклянные оптические элементы (лампы-
фары). Внутренняя поверхность стеклянного алюминированного отражателя
полностью защищена от внешних воздействий и обеспечивает стабильность све-
тотехнических характеристик фары в течение всего срока службы.

Оптический элемент подключается к системе электрооборудования про-
водами, проходящими в корпус фары через уплотняющую втулку. Внутри кор-
пуса провода присоединяются к трехконтактному соединителю со стандартизи-
рованным расположением контактов.

В фаре ФГ-122 применяется оптический элемент с двухнитевой лампой.
В оптический элемент фары ФГ-140 с обратной стороны отражателя установлена
лампа с унифицированным фланцевым цоколем Р451_. Ступенчатый фланец
напаян на цоколь диаметром 22 мм. Фланец имеет две базовые опорные поверх-
ности, позволяющие применять лампы для отражателей с двумя фокусными рас-
стояниями 22 и 27 мм. Выводы лампы выполнены в виде прямоугольных ште-
керных пластин, на которые надет соединитель.

Прямоугольные фары имеют параболоидный отражатель, срезанный снизу
и сверху горизонтальными плоскостями. Увеличение светового отверстия в го-
ризонтальной плоскости позволяет обеспечить лучшее освещение дороги на
большом расстоянии. Прямоугольные фары проще разместить в передней части
автомобиля между капотом и буфером. Благодаря увеличению ширины свето-
вого отверстия в горизонтальной плоскости обеспечивается лучшее освещение
дороги на большом расстоянии.

Рассеиватель 8 (рис. 81) прямоугольной фары соединяют по фланцу со
штампованным корпусом 6 с помощью прокладки 12 или самотвердеющей поли-
винилхлоридной массы (неразъемное соединение).

Рис. 81. Прямоугольная фара:

1 - контактная пластина; 2 - соединительная колодка;

3 - металлическая пластина; 4 - пластмассовый кожух;

5 - отражатель; 6 - корпус;

7 - двухнитевая лампа; 8 - рассеиватель; 9 - винт;

10 — пластмассовая гайка; 11 - лампа габаритного огня;

12 - уплотнительная прокладка;

13 - пружинная защелка; 14 - ободок

Корпус 6 крепится к пластмассовому кожуху 4 винтами. Винты 9 с пласт-
массовыми гайками 10 обеспечивают регулирование направления светового
пучка фары на автомобиле. В отражателе 5 с помощью пластины 3 закреплена
фланцевая двухнитевая лампа 7 типа А12-45+40. В верхней части пластины 3 рас-
положена пружинная защелка 13, которая прижимает фланец цоколя лампы. На
штекеры лампы надевается соединительная колодка 2 проводов. Дополнительную
лампу 11 габаритного огня типа А12-4 крепят в патроне пластины 3 с помощью
пластинчатой пружины. Провод, идущий к лампе габаритного огня, зафиксирован
подпружиненным зажимом на контактной пластине 1.

Гомофокальные фары. Для улучшения аэродинамических качеств передняя
часть автомобиля должна иметь меньшую высоту, срезанные углы на виде сбоку
и в плане. Для таких автомобилей необходимы фары малой высоты и большой
ширины с увеличенной шириной луча для ближнего света, что позволяет приме-
нять рассеиватели с большим углом наклона в двух плоскостях. Кроме того, фары
должны занимать как можно меньше места в подкапотном пространстве.

Достигнуть требуемых светотехнических характеристик при приемлемых
соотношениях ширины, высоты и глубины фары позволяет принцип гомофокаль-
ности, т. е. объединения нескольких усеченных параболоидных элементов с раз-
личным фокусным расстоянием (например 20 и 40 мм) при совмещенных положе-
ниях их фокусов. Гомофокальный отражатель компонуется из отдельных секто-
ров разнофокусных отражателей таким образом, чтобы обеспечить формирование
светораспределения дальнего и ближнего света при оптимальных размерах и оп-
тимальной преломляющей структуре рассейвателя. Требуемое светораспределе-
ние в режимах как ближнего, так и дальнего света практически обеспечивается
только отражателем.

Отражатели сложного профиля для гомофокальных фар изготавливают из
пластмасс с высокой термостойкостью, обеспечивающей работу фары с галоген-
ными лампами.

Бифокальные фары. В четырехфарных системах с раздельными режимами
освещения используются фары с бифокальным отражателем ближнего света со
смешанной светотехнической схемой. Отражатель такой фары состоит из двух ча-
стей с положением фокальных точек по разные стороны от тела накала источника
света и границей раздела между частями отражателя. Граница раздела зеркально
соответствует форме, создаваемой светотеневой границей асимметричного свето-
распределения ближнего света. Рассеиватели приборов систем освещения с раз-
деленными режимами имеют относительно простую преломляющую структуру.

Эллипсоидные фары. В последнее время получил распространение про-
екторный принцип формирования светораспределения с помощью проекционной
оптики (конденсаторной линзы). Такой принцип реализуется светооптической си-
стемой с эллипсоидным отражателем. Тело накала устанавливается в переднем
фокусе эллипсоида. После отражения световой пучок концентрируется в зоне вто-
рого фокуса отражателя на относительно малой площадке, где устанавливается
экран с формой, обеспечивающей светотеневые границы, соответствующие сим-
метричной светотеневой границе заданного режима освещения (для ближнего
света головных фар или противотуманных фар). Изображение в плоскости экрана
проецируется на дорожное полотно конденсаторной линзой, фокальная точка ко-
торой совпадает со вторым фокусом эллипсоидного отражателя.

Блок-фара объединяет в одном корпусе все или часть передних световых
приборов и имеет общий или составной рассеиватель. При наличии общего рассе-
ивателя упрощается его очистка. Недостатком блок-фар является невозможность
их унификации для различных автомобилей. Правая и левая блок-фары одного ав-
томобиля невзаимозаменяемы.
Фары-прожекторы дают концентрированный световой луч и служат для
освещения дальних участков дороги. Их устанавливают на автомобилях, которым
разрешено движение с повышенной скоростью. Прожекторы включаются вместе
с дальним светом фар при отсутствии встречных автотранспортных средств. Вы-
сота установки прожекторов не нормируется. Две фары-прожектора должны уста-
навливаться на одной высоте.

Прожекторы-искатели предназначены для временного освещения предме-
тов, расположенных вне зоны действия фар головного освещения, имеют узкий
световой пучок и устанавливаются на поворотном кронштейне.

Противотуманные фары.

Противотуманные фары (тип Ф 119, ФГ 120, ФГ 152) предназначены для
улучшения видимости при движении в тумане, снегопаде и других метеорологи-
ческих условиях (рис. 82).

Рис. 82. Противотуманные фары

Противотуманные фары отличаются от обычных большим углом рассеяния
светового пучка в горизонтальной плоскости и более четкой верхней светотеневой
границей. Такое светораспределение в горизонтальной плоскости обеспечивается
соответствующим микрорельефом внутренней поверхности рассеивателя с верти-
кальными цилиндрическими линзами и экраном перед лампой. Больший угол рас-
сеяния светового пучка обеспечивает хорошую видимость дороги и обочины на
расстоянии 15—25 м.

Для того чтобы уменьшить рассеивающее действие тумана на световой пу-
чок, противотуманные фары устанавливают ближе к дорожному полотну. В этом
случае уменьшается длина пути световых лучей до пересечения с полотном до-
роги. Размещать противотуманные фары следует не выше фар ближнего света на
высоте (по нижней кромке светового отверстия) не менее 250 мм над полотном
дороги. От плоскости бокового габарита автомобиля они должны отстоять не бо-
лее чем на 400 мм. Углы рассеяния светового пучка противотуманных фар состав-
ляют ± 5° от горизонтальной и + 45 и -10° от вертикальной осей.

Высота установки противотуманных фар в меньшей степени влияет на усло-
вия видимости дороги, чем светораспределение и точность регулирования. Так,
увеличение высоты установки фары над уровнем дороги с 250 до 1000 мм приво-
дит к снижению максимальной дальности видимости примерно на 10 %. В то же
время отклонение пучка света фары вверх на 3° (вследствие разрегулирования)
может в 2 раза уменьшить дальность обнаружения объекта на дороге. Для дости-
жения большего цветового контраста рассеиватели противотуманных фар иногда
изготавливают из стекла желтого цвета. Однако заметных преимуществ измене-
ния спектрального состава излучения таких фар нет. Цвет светового пучка фары
практически не влияет на условия видимости в тумане средней и высокой плотно-
сти. Лучи желтого цвета с большей длиной волны лучше проникают через туман
малой плотности или пылевую среду с малыми размерами частиц, соизмеримыми
с длиной световых волн. В фары с рассеивателями желтого цвета устанавливают
лампы большей мощности. Цвет рассеивателей двух противотуманных фар на од-
ном автомобиле должен быть одинаковым.

Противотуманные фары могут иметь круглое или прямоугольное световое
отверстие. Их встраивают в кузов, в буфер или крепят к буферу автомобиля с по-
мощью кронштейна. Противотуманные фары могут входить в состав блок-фары.
Оптическая система противотуманной фары включает отражатель параболоид-
ного типа, рассеиватель, лампу, нить накала которой расположена в фокусе отра-
жателя, и экран.

Включение противотуманных фар вместо ближнего света фар головного
освещения в условиях плохой видимости позволяет на 20—30 % увеличить ско-
рость движения автомобиля. Для уменьшения слепящего действия на водителей
встречных автотранспортных средств противотуманные фары рекомендуется
применять при езде в городе. Благодаря большему углу рассеяния светового пучка
по горизонтали противотуманные фары целесообразно использовать для освеще-
ния крутых поворотов на горных дорогах.

В светлое время суток при движении в тумане видимость дороги не улуч-
шается даже при использовании противотуманных фар. Они могут выполнять
функции габаритных огней, снижая вероятность столкновения встречных авто-
транспортных средств. Эффект от применения фар заключается в уменьшении
обратных бликов, улучшении видимости при атмосферных осадках. Наличие пе-
редних противотуманных фар не является обязательным, а в некоторых странах
они вообще запрещены.

Приборы световой сигнализации

На автомобиле установлено большое число светосигнальных приборов при
ограниченном пространстве для их размещения. Автомобиль имеет габаритные
огни, сигналы торможения, указатели поворота, стояночные огни и световозвра-
щатели.

Форма, размеры и расположение светосигнальных приборов должны отве-
чать установленным нормам и соответствовать внешнему виду модели автомо-
биля.

Отдельным считается световой прибор с одним или несколькими парал-
лельно включенными источниками света и одной светящейся поверхностью, со-
бранный в отдельном корпусе.

Комбинированный световой прибор имеет один источник света (или не-
сколько параллельно включенных и одновременно светящихся источников света),
один корпус, но две или несколько светящих поверхностей.
Совмещенный световой прибор имеет разные источники света или один, ра-
ботающий в разных режимах, одну светящую поверхность и один корпус. Двух-
нитевая лампа в совмещенном приборе, объединяющем функции заднего габарит-
ного огня и сигнала торможения, считается за два источника света.

Группированный световой прибор объединяет в одном корпусе несколько
самостоятельных световых приборов с отдельными источниками света и отдель-
ными светящими отверстиями. Каждый из сгруппированных вместе световых
приборов может иметь несколько источников света и несколько светящих отвер-
стий. В группированном световом приборе сигнальные фонари могут распола-
гаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Светосигнальные приборы должны быть хорошо опознаваемы, что достига-
ется изменением силы света, цветности сигналов, а также проблесковым режимом
их работы. В автомобильных светосигнальных приборах в основном используют
красный, белый и оранжевый цвета.

Максимальная сила света светосигнальных приборов ограничена ввиду воз-
можного ослепления водителей в темное время суток, а минимальная обусловлена
способностью человека различать световой сигнал в солнечный день. В темное
время суток светосигнальные приборы хорошо видны при силе света 2—12 кд. Для
обеспечения видимости световых сигналов в солнечный день силу света необхо-
димо увеличивать до 200—700 кд. Эти условия работы обеспечиваются двухре-
жимными указателями поворота и сигналами торможения. На режиме работы
с уменьшенной силой света включаются дополнительные резисторы в цепи элек-
троснабжения.

Светораспределение светосигнального фонаря зависит от типа его оптиче-
ской системы — линзовой или смешанной. В линзовой оптической системе требу-
емые сила света и светораспределение обеспечиваются одним рассеивателем (без
отражателя). К приборам с линзовой оптической системой относятся габаритные
и стояночные огни, боковые повторители указателей поворота и другие. Приборы
состоят из корпуса, лампы накаливания и рассеивателя с линзовыми или призма-
тическими микроэлементами. Внутренняя поверхность корпуса окрашена в белый
цвет.

В смешанных оптических системах необходимое светораспределение со-
здается отражателем и рассеивателем. Рассеиватель перераспределяет световой
поток от отражателя и лампы. Непреобразованный световой поток от лампы улуч-
шает светотехнические характеристики светосигнальных приборов. Благодаря
большой силе света в заданных углах геометрической видимости, создаваемой
смешанной оптической системой, се применяют в сигналах торможения и указа-
телях поворота. Световой поток лампы наилучшим образом используется при
установке в корпус параболоидного отражателя. Поверхность отражателя может
быть получена при его изготовлении из стальной ленты, цинкового литья или
пластмассы. Патрон обеспечивает правильную установку лампы относительно от-
ражателя и рассеивателя.

Задние габаритные и стояночные огни, световозвращатели и сигналы тор-
можения — красного цвета. При одновременном включении габаритных огней
и сигналов торможения они отличаются габаритной яркостью. Красный цвет
158
лучше воспринимается периферическим зрением, лучше заметен ночью на фоне
огней другого цвета и сохраняет монохроматичность при любой интенсивности.
Передние габаритные огни и стояночные огни имеют белый цвет, проблесковые
сигналы передних и задних указателей поворота, боковые габаритные огни и све-
товозвращатели — оранжевый. Оранжевый цвет лучше распознается ночью на
фоне включенных фар головного освещения и передних габаритных огней.

По европейским нормам впереди автомобиля не должно быть ни одного
огня красного цвета. Белый цвет сзади имеют фонари заднего хода (как и в перед-
них световых приборах, он сигнализирует о движении автомобиля в сторону
наблюдателя) и освещения номерного знака.

Светосигнальные огни

Габаритные огни предназначены для обозначения габаритов транспорт-
ных средств в ночное время суток или при плохой видимости по ГОСТ 8769-95.
Режим работы - длительный, с небольшой мощностью, обычно 5 Вт. Для авто-
мобилей длиной более 6 м предусмотрена установка боковых габаритных огней
оранжевого цвета, дублирующие боковые светоотражатели. Сигналы торможе-
ния предназначены для предупреждения других участников движения о замед-
лении хода или остановки автомобиля. Сигналы должны быть хорошо видны
днем, поэтому при ночном движении сила света их вызывает слепящее действие.
Указатели поворота и их боковые повторители предназначены для сигнализации
о предстоящем и выполняемом маневрах транспортного средства, идущим впе-
реди, сзади и навстречу автомобилям. Нормативные характеристики этих огней
определяются их заметностью при ярком солнечном освещении днем и отсут-
ствии ослепления и дискомфорта у других участников движения в ночное время
суток.

Задний габаритный огонь работает совместно с передним габаритным ог-
нем. Конструктивно может быть объединен с стоп-сигналом. При этом исполь-
зуются или отдельные лампы накаливания (светодиоды) или лампы с двумя ни-
тями разной световой интенсивности.

Стояночные огни

Стояночные огни в отличие от габаритных расходуют меньше электроэнер-
гии. Углы геометрической видимости двух белых стояночных огней спереди
и двух красных сзади такие же, как габаритных огней. Обычно стояночные огни
совмещают или группируют с габаритными огнями. Разрешается включать стоя-
ночные огни только с одной стороны автомобиля, наиболее удаленной от соответ-
ствующего края дорожного полотна.

Задний фонарь

Задний фонарь (рис. 83) предназначен для информирования участников
движения, находящихся сзади автомобиля. Фонарь объединяет следующие све-
товые приборы' задний габаритный огонь, стоп-сигнал, задний указатель пово-
рота, фонарь заднего хода.

Задние фонари устанавливаются попарно симметрично. Фонарь может
быть выполнен в виде единого блока или в виде связанных двух блоков, установ-
ленных в кузове и крышке багажника (пятой двери).
Рис. 83. Задние фонари

Стоп-сигнал активизируется автоматически при нажатии водителем пе-
дали тормоза. Задний габаритный огонь и стоп-сигнал имеют красный цвет, но
стоп-сигнал горит ярче. На некоторых автомобилях реализован т. н. адаптивный
стоп-сигнал, при котором световая интенсивность находится в зависимости от
интенсивности торможения (чем сильнее жмешь, тем ярче горит). Представляет
интерес функция аварийного стоп-сигнала (Етег§епсу 8фр 81ута1, Е88), реали-
зованная в виде вспышек стоп-сигнала при экстренном нажатии на педаль тор-
моза.

Указатели поворота

Каждый автомобиль должен иметь два передних и два задних указателя по-
ворота, размещенных на одинаковой высоте (400—1500 мм) и на равном расстоя-
нии от продольной плоскости симметрии автомобиля. Задний указатель поворота
работает совместно с передним указателем поворота. Имеет желтый цвет.

Повышенная информативность светового сигнала о повороте достигается
усилением силы света и работой указателей поворота в проблесковом режиме. Ча-
стота мигания сигнала-указателя поворота 1-2 С . При меньшей частоте сигнал
может быть не замечен вовремя участниками движения.

Боковые повторители указателей поворота обязательны для автомобилей
длиной более 6 м и для автомобилей с прицепами и полуприцепами. Боковые по-
вторители указателей поворота могут быть установлены на всех автомобилях.
Многие автомобили имеют аварийную сигнализацию о неисправности и вынуж-
денной остановке на проезжей части дорожного полотна.

Аварийная сигнализация - включение всех установленных на автомобиле
указателей поворота.

Фонари заднего хода

Фонарь заднего хода обеспечивает освещение при движении автомобиля
задним ходом. Активизируется автоматически при включении задней передачи
(режима заднего хода). Является обязательным световым прибором. Устанавли-
вается один или два (симметрично) фонаря заднего хода белого цвета. По кон-
струкции и требованиям фонари заднего хода относятся к светосигнальным. Один
или два фонаря заднего хода с рассеивателями белого цвета размещены в задней
части автомобиля на высоте 400—1200 мм. Углы геометрической видимости фо-
нарей при включении заднего хода + 15 и -5° от горизонтали и ± 45° от вертикали
для одиночного фонаря и + 45 и -30° от вертикали для двух парных фонарей. Фо-
нари заднего хода автобусов обеспечивают углы геометрической видимости ±15°
от горизонтали и ± 45° от вертикали.
Противотуманные фонари

Задние противотуманные фонари (рис. 84) используются для предупре-
ждения сзади идущих автомобилей в условиях плохой видимости. Конструк-
тивно могут быть выполнены в составе заднего фонаря или отдельно - ниже фо-
наря в бампере автомобиля.

Рис. 84. Задний противотуманный фонарь

В меньшей степени при движении в тумане автомобиль защищен от наездов
сзади. Задние габаритные огни в этом случае малоэффективны. Поэтому на авто-
мобили устанавливают задние противотуманные фонари красного цвета с повы-
шенной силой света. Сила света заднего противотуманного фонаря в рабочей зоне
должна быть в 100-300 раз больше силы света габаритных огней. Его светорас-
пределение с большим углом рассеяния светового пучка в горизонтальной плос-
кости аналогично светораспределению противотуманных фар. Задний противоту-
манный фонарь должен быть виден водителю приближающегося автомобиля
в виде вытянутого вдоль его горизонтальной оси прямоугольника равномерной
яркости. Силу света и яркость задних противотуманных фонарей ограничивают.
Слишком яркие фонари могут вызвать у водителей других автотранспортных
средств состояние дискомфорта. Задние противотуманные фонари особенно эф-
фективны в дневное время, когда резко возрастает интенсивность движения. Один
или два задних противотуманных фонаря устанавливают на высоте 250-1000 мм.
Одиночный фонарь целесообразно располагать посередине задней части автомо-
биля или той его части, которая обращена к осевой линии дорожного полотна.
Если задний противотуманный фонарь не является составной частью горизон-
тального блока сигнальных фонарей, желательно его устанавливать выше или
ниже блока. Более высокое расположение задних противотуманных фонарей по
сравнению с противотуманными фарами позволяет уменьшить вуалирование их
пеленой, создаваемой светом противотуманных фар.

Наличие заднего противотуманного фонаря является обязательным. Имеет
большую световую интенсивность, чем задний габаритный огонь.

Фонари освещения номерного знака

Номерной знак освещается одним или двумя фонарями. Европейские нормы
определяют допуски на неравномерность освещения номерного знака: минималь-
ная освещенность 10 лк, а максимальная 490 лк. Удовлетворительную освещен-
ность номерного знака обеспечивают два одинаковых фонаря, расположенных
вдоль ее длинной стороны.
Приборы внутреннего освещения

Внутреннее освещение имеют кабина водителя грузового автомобиля, са-
лон легкового автомобиля или автобуса, подкапотное пространство, багажное от-
деление, вещевой ящик. Все внутренние помещения освещаются лампами неболь-
шой мощности.

Для освещения передней части салона в обивке крыши над внутренним
зеркалом заднего вида установлен плафон 1 внутреннего освещения, который
при закрытых дверях включают переводом клавиши 2 переключателя вправо до
упора (рис. 85).

Рис. 85. Фонарь для освещения салона

Если клавиша переключателя установлена в крайнее левое положение, то
при включенном зажигании плафон освещения салона включается и отключа-
ется автоматически при открывании и закрывании дверей пассажиров. При вы-
ключенном зажигании плафон горит, если открыта любая из дверей автомобиля.
После закрывания всех дверей плафон продолжает гореть около 10 с, а затем гас-
нет. В среднем положении переключателя плафона свет в салоне автомобиля при
любых условиях загораться не будет.

Кабина водителя грузового автомобиля и салон легкового автомобиля осве-
щаются одним-тремя плафонами. Неслепящий рассеянный свет обеспечивается
благодаря применению рассеивателя из специального материала. Матовую по-
верхность с внутренней стороны рассеивателя получают после соответствующей
механической или химической обработки.

Люминесцентные лампы подключены к сети постоянного тока напряже-
нием 12 или 24 В через преобразователи, на выходе которых переменный ток
имеет напряжение 127 или 220 В и частоту 24 кГц. При повышенной частоте обес-
печивается лучшее повторное зажигание, снижается уровень шума и исчезает
стробоскопический эффект. Каждый преобразователь рассчитан на один светиль-
ник. Этим исключается необходимость прокладки между светильниками высоко-
вольтных проводов и повышается электробезопасность. Люминесцентные лампы
имеют больший, чем лампы накаливания, срок службы.

Конструкции подкапотного фонаря, фонарей освещения багажного отделе-
ния и вещевого ящика зависят от их назначения. Подкапотный фонарь имеет по-
воротный колпак, перекрывающий световые лучи от лампы, направленные в глаза
водителя или механика. Фонарь освещения багажного отделения обычно защи-
щен от возможного повреждения грузом. Светотехнические характеристики этих
приборов не нормированы.
Необходимая освещенность шкал контрольно-измерительных приборов
и циферблатов часов в темное время суток достигается встроенными в них лам-
пами накаливания. Комбинации приборов в общем корпусе с одним стеклом осве-
щаются аналогично отдельным приборам. Эффективность освещения прибора
или комбинации приборов улучшается, если свет лампы соответствует определен-
ному цвету шкалы. Так, черная шкала с белыми цифрами и красными концами
стрелок лучше видна при освещении зеленым светом. Число ламп, необходимых
для освещения контрольно-измерительных приборов, можно сократить при ис-
пользовании световодов, которые представляют собой гибкий стержень или жгут
тонких волокон из оптически прозрачного материала. Достаточно установить
лампу у одного из торцов световода, чтобы из другого торца получить необходи-
мую освещенность в любых местах панели приборов.

Фонарь преимущественного проезда

Фонарь с мигающим огнем расположен на крыше автомобиля, пользующе-
гося правом преимущественного проезда (пожарная, полицейская, скорой по-
мощи). Видимость огня в горизонтальной плоскости круговая.

Световозвращатели

Это пассивные светосигнальные приборы с возвратно-отражающими опти-
ческими элементами. Они предназначены для обозначения габаритов автомобиля
в темное время суток путем отражения света, излучаемого источником, находя-
щимся на другом автотранспортном средстве.

Кубические световозвращатели состоят из трехгранных ячеек с углом
между гранями 90°. Грани ячеек расположены на внутренней стороне световоз-
вращателя. Поток света входит в светоотражатель со стороны наружной гладкой
поверхности и после трехкратного отражения от граней ячейки выходит в обрат-
ном направлении. Прямоугольная трехгранная призма обеспечивает отражающий
эффект с достаточной силой света при небольшой площади поверхности и глу-
бине оптического элемента световозвращателя.

По два передних и задних световозвращателя соответственно белого и крас-
ного цвета устанавливают симметрично относительно продольной плоскости ав-
томобиля. На автомобилях и автобусах большой длины имеются боковые свето-
возвращатели оранжевого цвета.

Требования к задним красным треугольным световозвращателям прицепа
аналогичны требованиям к задним световозвращателям одиночных автомобилей.
Прицепы имеют спереди два белых светоотражателя любой формы (кроме тре-
угольной) для обозначения ночью прицепа, если он стоит на обочине дороги или
его ширина превышает ширину тягача. Передние светоотражатели расположены
на расстоянии не более 150 мм от плоскости бокового габарита прицепа.

Контрольные лампы и сигнализаторы

Наряду со стрелочными контрольно-измерительными приборами и прибо-
рами различного назначения с цифровой индикацией применяют контрольные
лампы и сигнализаторы. Оптические сигнализаторы дополняют контрольно-изме-
рительные приборы или дублируют их, информируя водителя о возникновении
критических или аварийных ситуаций в различных системах автомобиля. К опти-
ческим сигнализаторам относятся контрольные лампы заряда аккумуляторной ба-
тареи, аварийного понижения давления в смазочной системе двигателя, включе-
ния габаритных огней, стояночной тормозной системы и др.

Оптические сигнализаторы имеют разные цвета: красный (сигнализирует об
аварийных или критических ситуациях), голубой (для контрольных ламп включе-
ния дальнего света), зеленый мигающий (для сигнализатора исправной работы
указателей поворота). Желтые светофильтры используют в сигнализаторах вклю-
чения дополнительных приборов, например противотуманных фар, отопителей
и т. д. Для различения одноцветных сигнализаторов различного функционального
назначения на их светофильтры наносят пиктограммы — схематические рисунки.

Оптический сигнализатор может быть выполнен в виде отдельного прибора
или встроен в комбинацию приборов. Иногда несколько сигнализаторов объеди-
нены в блоки с общим корпусом. Б блоках сигнализаторов может быть предусмот-
рена контрольная кнопка, при нажатии которой проверяют исправность всех кон-
трольных ламп.

Из истории развития системы освещения

Система освещения прошла путь от свечи до лампочки. Были и масляные
горелки, но светили они настолько слабо, что ночью автомобиль было проще
оставить дома, чем путешествовать «на ощупь». Автомобильные фары прошли
путь от керосиновых и ацетиленовых фонарей до современных высокоэффектив-
ных систем освещения.

Первым источником автомобильного света стал газ ацетилен - использо-
вать его для освещения дороги в 1896 году предложил летчик и авиаконструктор
Луи Блерио. Запуск ацетиленовых фар - целый ритуал. Сначала требуется от-
крыть краник ацетиленового генератора, чтобы вода закапала на карбид кальция,
который находится на дне «бочонка». При взаимодействии карбида с водой об-
разуется ацетилен, который по резиновым трубкам поступает к керамической го-
релке, что находится в фокусе отражателя. Теперь шофер должен открыть стекло
фары, чиркнуть спичкой - и пожалуйста, в светлый путь. Но максимум через че-
тыре часа придется остановиться - для того, чтобы вновь открыть фару, вычи-
стить ее от копоти и заправить генератор новой порцией карбида и воды.

Однако светили карбидные фары на славу. Например, созданные в 1908
году Вестфальской металлопромышленной компанией (так в то время называ-
лась Не11а) ацетиленовые фары освещали до 300 м пути. Столь высокого резуль-
тата удалось достичь благодаря использованию линз и параболических рефлек-
торов. Кстати, сам параболический отражатель еще в 1779 году изобрел Иван
Петрович Кулибин.

Первая автомобильная лампа накаливания была запатентована еще в 1899
году французской фирмой Ваззее & М1сЬс1. Но вплоть до 1910 года лампы с
угольной нитью накаливания были ненадежными, очень неэкономичными и тре-
бовали тяжелых батарей увеличенного размера, которые к тому же зависели от
станций подзарядки: автомобильных генераторов подходящей мощности еще не
существовало. В 1911 году автомобили НогсЬ оснащались масляными (рис. 86, 1)
и газовыми (рис. 86, 2) фарами. Емкостью для масла служил корпус фары, а газ
164
поступал к горелке по резиновым трубкам от ацетиленового генератора. И тут
произошел переворот в «осветительных» технологиях - нити накаливания стали
делать из тугоплавкого вольфрама (температура плавления 3410 °С), который не
выгорал».

Рис. 86. Автомобиль Ноге И

Первым серийным автомобилем с электрическим светом (а еще - с элек-
трическим стартером и зажиганием) стал СасйПас Мос1е1 30 8е1Г81аг(ег 1912 года.
Уже через год 37 % американских автомобилей имели электроосвещение, а еще
через четыре - 99 %. С разработкой подходящей динамомашины исчезла зависи-
мость от зарядных станций.

Кстати, если вы думаете, что лампу накаливания изобрел Томас Альва
Эдисон, то это не совсем так. Да, именно Эдисон всерьез занялся лампочками,
когда газ в его мастерской отключили за неуплату. И именно Эдисон в 1880 году
представил исчерпывающее обоснование того, что следует использовать лампы
с угольной нитью накаливания, помещенной в безвоздушное пространство стек-
лянного шара. Эдисон придумал и цоколь. Но базовая конструкция лампы нака-
ливания принадлежит русскому электротехнику Александру Николаевичу
Лодыгину, уроженцу Тамбовской губернии. Свою разработку он представил на
шесть лет раньше. Более того, исторические документы упоминают некоего
немецкого часовщика Генриха Гебеля, который сумел с помощью электричества
раскалить до свечения обугленное бамбуковое волокно, вставленное в стеклян-
ную колбу, 150 лет назад, в 1854 году. Вот только на патент у Гебеля не хватало
денег.

Впервые проблема ослепления встречных водителей возникла с появле-
нием карбидных фар. Боролись с ней по-разному: перемещали рефлектор, вы-
водя из его фокуса источник света, с той же целью двигали саму горелку, а также
ставили на пути света различные шторки, заслонки и жалюзи. А когда в фарах
засветилась лампа накаливания, в электрическую цепь при встречных разъездах
даже включали добавочные сопротивления, снижавшие накал нити. Но лучшее
решение предложила фирма Воксй, в 1919 году создавшая лампу с двумя нитями
накаливания - для дальнего и ближнего света. К тому времени уже был придуман
рассеиватель - покрытое призматическими линзами стекло фары, отклоняющее
свет лампы вниз и по сторонам. С тех пор перед конструкторами стоят две про-
тивоположные задачи: максимально осветить дорогу и не допустить ослепления
встречных водителей.

Увеличить яркость ламп накаливания можно, подняв температуру нити.
Но при этом вольфрам начинает интенсивно испаряться. Если внутри лампы ва-
куум, то атомы вольфрама постепенно оседают на колбе, покрывая ее изнутри
темным налетом. Решение проблемы нашли во время Первой мировой войны: с
1915 года лампы стали заполнять смесью аргона и азота. Молекулы газов обра-
зуют своеобразный «барьер», препятствующий испарению вольфрама. А следу-
ющий шаг был сделан уже в конце 50-х годов: колбу стали наполнять галогени-
дами, газообразными соединениями йода или брома. Они «связывают» испаря-
ющийся вольфрам и возвращают его на спираль. Первую галогенную лампу для
автомобиля представила в 1962 году Не11а - «регенерация» нити позволила под-
нять рабочую температуру с 2500 К до 3200 К, что увеличило светоотдачу в пол-
тора раза, с 15 лм/Вт до 25 лм/Вт. При этом ресурс ламп вырос вдвое, теплоот-
дача снизилась с 90 % до 40 %, а размеры стали меньше (галогенный цикл тре-
бует близости нити и стеклянной «оболочки»).

А главный шаг в решении проблемы ослепления был сделан в середине 50-х -
французская фирма С1Ые в 1955 году предложила идею асимметричного распре-
деления ближнего света для того, чтобы «пассажирская» обочина освещалась
дальше «водительской». И через два года «асимметричный» свет в Европе был
узаконен.

На протяжении многих лет фары оставались круглыми - это наиболее про-
стая и дешевая в изготовлении форма параболического отражателя. Но порыв
«аэродинамического» ветра сначала «задул» фары в крылья автомобиля (впер-
вые интегрированные фары появились у Р|л се-Аггои в 1913 году), а затем пре-
вратил круг в прямоугольник (прямоугольными фарами оснащался уже Сйгоеп
АМ1 6 1961 года (рис. 87). Такие фары были сложнее в производстве, требовали
больше подкапотного пространства, но вместе с меньшими вертикальными габа-
ритами имели большую площадь отражателя и увеличенный светопоток.

Рис. 87. Сйгоеп АМ1 6

Чтобы заставить такую фару ярко светить при меньших габаритах, следо-
вало придать параболическому отражателю (в прямоугольных фарах - усечен-
ный параболоид) еще большую глубину. А это было чересчур трудоемко. В об-
щем, привычные оптические схемы для дальнейшего развития не годились. То-
гда английская фирма Гисах предложила использовать «гомофокальный» отра-
жатель - комбинацию двух усеченных параболоидов с разными фокусными рас-
стояниями, но с общим фокусом. Одним из первых новинку примерил Апзйп-
Коуег Маемго в 1983 году. В том же году фирма Не11а представила концепту-
альную разработку - трехосные» фары с отражателем эллипсоидной формы (ЭЕ,
ОгетасЬяЕШряотс!). Дело в том, что у эллипсоидного отражателя сразу два фокуса.
Лучи, выпущенные галогенной лампой из первого фокуса, собираются во вто-
ром, откуда направляются в собирающую линзу. Такой тип фар называют про-
жекторным. Эффективность «эллипсоидной» фары в режиме ближнего света
превосходила «параболическую» на 9 % (обычные фары отправляли по назначе-
нию лишь 27 % света) при диаметре всего в 60 миллиметров. Эти фары предна-
значались для противотуманного и ближнего света (во втором фокусе разме-
щался экран, создающий асимметричную светотеневую границу). А первым се-
рийным автомобилем с «трехосными» фарами стала «семерка» В МА' в конце
1986 года. Еще через два года эллипсоидные фары стали просто супер! Точнее -
Зирег ЭЕ, как называла их Не11а. На этот раз профиль отражателя отличался от
чисто эллипсоидной формы - он был «свободным» (Ргее Ротт), рассчитанным
таким образом, чтобы основная часть света проходила над экраном, отвечающим
за ближний свет. Эффективность фар возросла до 52 %.

Дальнейшее развитие отражателей было бы невозможно без математиче-
ского моделирования - компьютеры позволяют создавать самые сложные ком-
бинированные рефлекторы. Взгляните, к примеру, в «глаза» таких машин, как
Иаемюо Май/, 11уипс1а! Се1/ или «молодая» Газель. Их отражатели поделены на
сегменты, каждый из которых имеет свой фокус и фокусное расстояние. Каждая
«долька» многофокусного отражателя отвечает за освещение «своего» участка
дороги (рис. 88). Свет лампы используется почти полностью - за исключением
разве что торца лампы, прикрытого колпачком. А рассеиватель, то есть стекло
с множеством «встроенных» линз, теперь не нужен - отражатель сам отлично
справляется с распределением света и созданием светотеневой границы. Эффек-
тивность таких фар, называемых отражающими, близка к прожекторным.

Рис. 88. Фары отражательного типа (Реи§ео1 406)

Вековое господство лампы накаливания близится к концу. Достойно «за-
вершить карьеру» ей помогают благородные газы криптон и ксенон. Последний
считается одним из лучших наполнителей для ламп накаливания - с ксеноном
можно поднять температуру нити вплотную к точке плавлению вольфрама и
приблизить свет по спектру свечения к солнечному.
Но наполненные ксеноном обычные лампы накаливания - это одно.
А «ксенон» с ярким голубым свечением, который применяют на дорогих авто-
мобилях, - это принципиально другое. В ксеноновых газоразрядных лампах све-
тится не раскаленная нить, а сам газ - вернее, электрическая дуга, которая воз-
никает между электродами при газовом разряде при подаче высоковольтного
напряжения. Впервые такие лампы (ВозсЬ, Гйгошс) были установлены на серий-
ном ВМХУ 7501В в 1991 году. Газоразрядный «ксенон» на голову эффективнее
самых совершенных ламп накаливания - на бесполезный нагрев здесь расходу-
ется не 40 % электроэнергии, а всего 7—8 %. Соответственно, газоразрядные
лампы потребляют меньше энергии (35 Вт против 55 Вт у галогенных) и светят
при этом вдвое ярче (3200 лм против 1500 лм). А поскольку нити нет, то и пере-
горать нечему - ксеноновые газоразрядные лампы служат гораздо дольше обыч-
ных (рис. 89).

Прожекторный тип фары. Здесь показан вариант
«биксенон» - переключение с дальнего света на ближний
осуществляется перемещением экрана, управляемого
соленоидом. Если экрана нет, то прожектор, как правило,
работает в режиме ближнего света Место газоразрядной
лампы может занимать «гологенка»

Экран в положении дальнего света

*- Экран в положении ближнего света

Рис. 89. Газоразрядные лампы

Но устроены газоразрядные лампы сложнее. Главная задача - зажечь газо-
вый разряд. Для этого из 12 «постоянных» вольт бортовой сети нужно получить
короткий импульс из 25 киловольт - причем переменного тока, с частотой до
400 Гц! Для этого служит специальный модуль зажигания. Когда лампа зажглась
(для разогрева требуется некоторое время), электроника снижает напряжение до
85 вольт, достаточных для поддержания разряда.

Минусом ксеноновых фар является необходимость омывателя, что услож-
няет конструкцию и увеличивает стоимость транспортного средства.

Сложность конструкции и инерция при зажигании ограничили первона-
чальное применение газоразрядных ламп режимом ближнего света. Дальний све-
тил по старинке - «галогенкой». Объединить ближний и дальний свет в одной
фаре конструкторы смогли через шесть лет, причем существует два способа по-
лучить «биксенон». Если используется прожекторная фара (как та, что приду-
мала Не Па), то переключение режимов света осуществляется экраном, находя-
щимся во втором фокусе эллипсоидного отражателя, в режиме ближнего света
он отсекает часть лучей. При дальнем экран прячется и не препятствует свето-
вому потоку. А в отражающем типе фар «двойное действие» газоразрядной
лампы обеспечивается взаимным перемещением рефлектора и источника света.
В итоге вслед за фокусным расстоянием изменяется и светораспределение.

Но по данным фирмы Уа1ео, применив отдельные газоразрядные лампы
для ближнего и дальнего света, можно достичь на 40 % лучшей освещенности,
чем у «биксенона». Правда, модулей зажигания требуется уже не два, а четыре -
такие фары имеет дорогой Уо1кзууа§еп РЬаеГоп XVI2.

Производство галогенных фар осуществляется с 60-х годов прошлого века,
идет постоянная работа по их совершенствованию, а именно по увеличению
срока службы ламп и повышению их яркости. В настоящее время такой тип фар
устанавливается на автомобили базовых комплектаций.

В то же время появляется все больше автомобилей, в фарах которых мон-
тируются газоразрядные лампы, которые еще недавно устанавливались только
на автомобилях представительского класса. За последние несколько лет ради-
кально изменились форма отражателя и технология изготовления фар. В фаре
с газоразрядной лампой источником света является электрический разряд, про-
ходящий между двумя электродами, которые расположены внутри колбы из
кварцевого стекла. Колба заполнена под давлением смесью инертного газа ксе-
нона и металла галогена. Такие фары часто называют ксеноновыми (рис. 90).

Рис. 90. Ксеноновая фара
Освещение разрядом высокой интенсивности (НГО - Н1§й [ЩепзНу
В:«сЬагце) обеспечивает более низкое потребление энергии, большую долговеч-
ность и лучший световой поток. Ксеноновая лампа мощностью 35 Вт производит
вдвое больший световой поток, чем галогенная лампа мощностью 60 Вт. Цвето-
вая температура таких ламп почти соответствует дневному свету. Долговечность
газоразрядных ламп достигает 3000 ч, и это не является пределом, потому что
конструкция фар, использующих принцип НЮ, постоянно совершенствуется.
Некоторые разработчики предлагают системы освещения, в которых свет созда-
ется единственным НГО-источником, находящимся в специальной камере
внутри автомобиля, а передается к фарам по оптоволоконным проводникам.
Такая система позволит уменьшить число необходимых ламп, делает более лег-
ким размещение системы высокого напряжения и защищает наиболее дорогие
элементы системы освещения от возможного повреждения при аварии. Допол-
нительные преимущества этой системы заключаются в том, что в осветительных
приборах свет является холодным, что позволяет использовать прозрачные
пластмассовые материалы, которые не могут применяться в высокотемператур-
ных обычных лампах. Очевидно, что центральный источник света должен быть
продублирован, для избежания выхода из строя всего освещения автомобиля
из-за единственной неисправности. Свет высокой интенсивности может приве-
сти к временному ослеплению встречных водителей, особенно в случае непра-
вильного направления светового луча фар. В Европе действует законодатель-
ство, которое требует, чтобы автомобили с газоразрядными фарами были обору-
дованы системами автоматической регулировки, корректирующими положение
фар при изменении нагрузки автомобиля. В системах автоматической регули-
ровки положения фар используются датчики, измеряющие положение элементов
подвески относительно кузова.

Наибольший успех специалисты прочат светодиодам. Светодиод - это по-
лупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении тока. До начала
90-х их автомобильное применение ограничивалось индикацией - уж слишком
низкой была светоотдача. Однако уже в 1992 году Не11а оснастила «трешку»
ВМ\У СаЬпо центральным стоп-сигналом на основе светодиодов, и сегодня они
все шире используются в задних фонарях в качестве «габаритов» и стоп-сигна-
лов. Светодиоды срабатывают на 0,2 секунды быстрее традиционных лампочек,
тратят меньше энергии (для стоп-сигналов - 10 Вт против 21 Вт) и отличаются
почти неограниченным сроком службы.

Но для того, чтобы заменить лампы светодиодами в фарах головного света,
нужно было преодолеть ряд препятствий. Во-первых, даже самые лучшие свето-
диоды по эффективности пока были сопоставимы только с галогенными лам-
пами (светоотдача - около 25 люменов на ватт). При этом они были дороже
и требовали специальной системы охлаждения - ведь это такие же полупровод-
никовые приборы, как и процессоры компьютеров. А пока полупроводникам по-
ручают второстепенные функции - например, постоянный «дневной свет», как
это сделала Не11а, расположив в каждой фаре АгкН А8 XVI2 по пять светодиодов.
Но к 2008 году светоотдача диодов достигает уже 70 лм/Вт, а первые серийные
светодиодные фары появились в 2010 году. А пока полупроводникам поручают
170
второстепенные функции - например, постоянный «дневной свет», как это сде-
лала Не Па, расположив в каждой фаре Аней А8 XV12 по пять светодиодов
(рис. 91).

Рис. 91. Светодиодные фары

Проводятся исследования по использованию ультрафиолетовых ламп в це-
лях устранения возможности ослепления встречных водителей. Дополнительные
преимущества от применения таких ламп могут быть получены, если использо-
вать специальную отражающую краску для дорожной разметки и знаков. Суще-
ствуют опытные образцы автомобилей, которые оборудованы инфракрасными
видеокамерами, которые гораздо лучше обнаруживают объекты в темноте или
в тумане, особенно при использовании их в сочетании с инфракрасными фарами.

Последние разработки в области систем освещения автомобиля направ-
лены на создание «интеллектуальных» фар. изменяющих световой поток по ин-
тенсивности, направлению и освещаемой площади. Попытки повернуть фары ав-
томобиля вслед за рулем начали предпринимать сразу после появления фар. Од-
нако механическая связь фар и руля не позволяла соотносить угол поворота лу-
чей со скоростью движения, и правила начала века «адаптивный» свет просто
запрещали. Попытку возродить оригинальную идею осуществила фирма СлЫе.
В 1967 году французы представили первый механизм динамической регули-
ровки угла наклона фар, через год на Сйгоеп (рис. 92) начали ставить пово-
ротные фары дальнего света.

Рис. 92. Сйгоеп В8

Теперь идея поворотного освещения возрождается - на новом, «электрон-
ном», уровне. Самое простое решение - дополнительная «боковая» лампочка,
которая загорается при повороте руля или включенном «поворотнике» на скоро-
сти до 70 км/ч - подобные фары имеют, к примеру, Ашй А8 (первое применение)
и РогзсЬе Сауеппе. Следующая ступень - действительно поворотные фары. В них
биксеноновый прожектор с учетом скорости движения, угла поворота руля и уг-
ловой скорости автомобиля вокруг вертикальной оси поворачивается вслед за
рулем в пределах 22° - на 15° наружу и на 7° внутрь. Такими фарами оснащаются
и ВМ\\', и Мегсебез, и Ьехпз, и даже Оре1 Аз1га. Третий вариант «адаптивного»
света - комбинированный. На высоких скоростях активен только поворотный
прожектор, а в медленных поворотах или при маневрировании «подключается»
статическое освещение (оно имеет больший угол охвата - до 90°). Такими фа-
рами оснащен Оре1 81§пшп (рис. 93).

Рис. 93. Комбинированный «адаптивный свет»:

1 — поворотный биксеноновый модуль; 2 - статический боковой свет;

3 - модуль, управляющий поворотом прожектора

Но, пожалуй, самая интересная из разработок - это УАК1Ы8: система, ко-
торую Не11а разработала вместе с несколькими автопроизводителями. Сокраще-
ние расшифровывается как УапаЫе 1п1е11щеп1 П§пйп§ зуз1ст. Одна из вариаций -
система УапоХ (рис. 94), которая позволяет фаре работать в пяти режимах света.
Для этого в «ксеноновом» прожекторе вместо экрана, включающего ближний
свет, находится цилиндр сложной формы. Смена режимов света происходит при
вращении цилиндра. Так, например, в городе фары светят близко, но широко, а
на трассе ближний свет немного изменяет форму пучка - для большей дально-
бойности. К серийному производству УапоХ был готов в 2006 году.

А чуть позже европейские правила позволили связать фары с системой
6Р8. Одной из первых такую разработку представила В МА’' концепт-кар
Х-Сопре (2001 г.) с асимметричным дизайном. Фары у него поворачивались по
команде СР8-навигатора с учетом скорости движения, угла поворота руля и бо-
кового ускорения. А еще навигационная система позволяет «предугадывать» по-
вороты и давать команду на автоматическое изменение светораспределения.
Перспективная система УапоХ ст фирмы Не11а работает
в пяти режимах. Для этого экран, обеспечивающий
ближний свет, заменен цилиндром «свободной» формы
Каждая его образующая (на рисунке показаны разными
цветами)) соответствует конкретной схеме
сяетораслределния. Автоматическим переключением

режимов света заведует шаговый электромотор.

Справа - пример городского освещения (6) в сравнении
с традиционным (а)

Рис. 94. Система Уапо X

В конструкции подфарников, фонарей сигналов торможения, указателей
поворотов все чаще на смену лампам накаливания приходят светодиодные мат-
рицы, которые потребляют меньше энергии, более долговечны, а световые при-
боры становятся более информативными. В некоторых странах законодатель-
ство требует обязательного применения на автомобилях систем очистки фар.
Для этой цели часто применяются щеточные стеклоочистители, но им на смену
приходят распылители очищающей жидкости высокого давления.

Лазерные фары. Специалисты считают, что внедрение еще более эконо-
мичных и эффективных лазерных диодов станет следующим шагом в развитии
автомобильной светотехники и в дальнейшем заменит ксеноновые лампы и су-
ществующие светодиоды.

Концерны Ашй и ВМ\\' уже начали оснащать новой оптикой свои автомо-
били (рис. 95). И, несмотря на то, что лазерное освещение обойдется их владель-
цем дороже ламп привычных типов, спрос на новые авто очень велик.

Рис. 95. Лазерная фара

Примеры - новые Ауди А8 и гибрид ВМ\У 17. И в этом нет ничего удиви-
тельного. Ведь главное преимущества, которым обладают лазерные фары - обес-
печение максимальной безопасности как водителя, так и других участников до-
рожного движения. А в сочетании с огромной функциональностью, компактно-
стью и эстетичностью эти источники света могут претендовать на звание авто-
мобильных фар будущего.

Синий свет от лазера, который разрабатывает ВМ\У, проходит через флу-
оресцентный люминесцентный материал внутри фары. Результатом является яр-
кий, светлый и рассеянный белый свет, он будет «приятен для глаз». Лазерное
освещение привлекательно повышенной дальностью. Даже самые мощные ксе-
ноновые лампы не способны светить более, чем на 250—300 м. Лазерные фары
имеют дальность света до 500—600 м (рис. 96).

Рис. 96. Дальность света

И это далеко не единственное их преимущество перед другими фонарями.
Лазерные фары способны подсвечивать людей и животных. Это обстоятельство
делает их объектом огромного интереса автолюбителей, которым часто прихо-
дится ездить по трассам, вдоль которых отсутствуют уличные фонари. В таких
условиях лазерное освещение может сделать движение намного более безопас-
ным - в первую очередь, для пешеходов, норовящих перейти темную дорогу
в неположенном месте. Технология лазерного освещения, утверждают инженеры
ВМ\\’. совместима с современными системами адаптивного головного света,
вроде антиослепляющей системы дальнего света и динамического управления
световым пятном, автоматически подсвечивающим пешеходов.

Еще одно достоинство нового изобретения состоит в том, что с его помо-
щью можно достичь более интенсивного освещения. Однако при этом лазерные
фары не ослепляют водителей, движущихся во встречном потоке. Эти источники
света изменяют подсветку дороги во время виражей, что обеспечивает полный
контроль над трассой в любой ситуации.

Другой важный плюс, которым обладают лазерные фары, состоит в том,
что они отличаются низким уровнем энергопотребления. А этот параметр стано-
вится в наши дни все более важным.

Лазеры экономят топливо. Лазерное излучение монохромно и когерентно
(волны имеют одинаковую длину и постоянную разность фаз), оно обеспечивает
почти параллельный пучок света с интенсивностью в 1000 раз выше диодного.
Таким образом, лазерные диоды производят световой поток 170 люменов на
один ватт потребляемой мощности, тогда как обычные светодиоды - 100 люмен.
Еще одним существенным преимуществом новой светотехники является
ее компактность. При размере порядка 10 микрон (в 100 раз меньше ныне ис-
пользуемых светодиодов) лазерные диоды позволяют сделать автомобильные
фары миниатюрнее без потери эффективности. Снижение размеров позволяет
с большей гибкостью модулировать параметры выходного пучка света. Расши-
рятся возможности дизайнеров, так как лазер даёт больше гибкости в размеще-
нии источника света.

Компания АисЕ представила сверхсовременные лазерные фары дальнего
света на спорткаре АпЛ 8рог( циаИго Сопсерй Ведущие позиции в области тех-
нологий освещения принадлежат АпЛ. Последняя разработка компании матрич-
ные фары, которые поднимают на новый уровень безопасность дорожного дви-
жения и комфорт управления автомобилем. С 2013 года АпЛ устанавливает мат-
ричные фары (МаГпх ЬЕГ) йеа<1Н§ЬГ8) на свой флагман - модель А8. Пилотный
проект матричных фар (МаХпх Веат) разрабатывает компания Оре1.

Майтх ЬЕВ представляет собой сложный комплекс индивидуальных све-
тодиодов, которыми управляет компьютер, ориентируясь на показания самых
различных приборов.

Впрочем, стоит заметить, что будущее ЬЕВ-фар во многом зависит не
только от технического прогресса, но и от законодательства. В США, на круп-
нейшем рынке представительских автомобилей, такая адаптивная оптика запре-
щена, так как не соответствует нормативам, предписывающим однозначно раз-
делять ближний и дальний свет фар.

Матричная фара от АпЛ (рис. 97) объединяет матричный модуль дальнего
света фар, модуль ближнего света фар, модуль дневных ходовых огней, габарит-
ных огней и указателя поворота, дизайнерское обрамление фары, воздуховод
с вентилятором и блок управления.

Рис. 97. Матричная фара от АшН

Модуль дальнего света фар состоит из 25 светодиодов, объединенных
в группы по 5 штук и в совокупности образующих матрицу. Каждая группа имеет
свой отражатель и металлический радиатор для охлаждения. С помощью мат-
рицы из светодиодов реализовано около одного миллиарда различных комбина-
ций распределения света.

Модуль ближнего света фар расположен под модулем дальнего света фар.
Он также состоит из светодиодов, поделенных на несколько сегментов. В самом
низу фары размещен модуль дневных ходовых огней, габаритных огней и указа-
теля поворота. Конструктивно модуль включает 30 последовательных светодио-
дов.

Расположение модулей освещения подчеркнуто дизайнерским обрамле-
нием. В матричной фаре расположен и электронный блок управления. Для при-
нудительного охлаждения светодиодов фара оснащена воздуховодом с вентиля-
тором.

Все конструктивные элементы матричной фары помещены в пластмассо-
вый корпус, который служит основой для размещения элементов и защищает их
от внешних воздействий. С лицевой части корпус закрыт прозрачным рассеива-
телем.

Матричные фары имеют электронную систему управления, традиционно
включающую входные устройства, блок управления и исполнительные эле-
менты. Входными устройствами являются видеокамера, ОРЗ навигационная си-
стема и ряд датчиков. Видеокамера представляет информацию о других автомо-
билях на дороге. Навигационная система дает сведения о рельефе дороги (пово-
роты, спуски, подъемы). В интересах матричных фар работает множество датчи-
ков других систем автомобиля: датчик угла поворота рулевого колеса, датчик
скорости движения, датчик дорожного просвета, датчик освещения, датчик до-
ждя.

Электронный блок управления обрабатывает информацию от входных
устройств и в зависимости от дорожной ситуации активирует (дезактивирует)
определенные светодиоды. Необходимо отметить, что в матричных фарах не ис-
пользуются поворотные механизмы, как в ксеноновых фарах. Все рабочие функ-
ции выполняются с помощью электроники и статических светодиодов.

В матричных фарах реализован ряд прогрессивных функции: распознава-
ние автомобилей и изменение светового луча, выявление пешеходов и их под-
свечивание, адаптивное освещение поворотов, динамические указатели поворо-
тов (рис. 98).

Рис. 98. Матричные фары

При движении в темное время суток видеокамера обнаруживает встречные
и попутные автомобили по их освещению. Как только автомобиль обнаружен,
система управления выключает светодиоды, направляющие свет на транспорт-
ное средство. Остальное пространство дороги освещается полностью. При этом,
чем ближе автомобиль, тем сильнее выключаются светодиоды, исключая ослеп-
ление водителя. Одновременно матричные фары могут маскировать до 8 автомо-
билей.

Матричные фары способны в темноте выявлять пешеходов, животных,
находящихся на дороге или в опасной близости от нее. Для этого фары объеди-
нены с системой ночного видения. При обнаружении пешехода фары троекратно
сигнализируют дальним светом, предупреждая пешехода и водителя. Функция
адаптивного освещения поворотов реализована с помощью навигационной си-
стемы. На основе навигационных данных поворот начинает освещаться до вра-
щения рулевое колеса водителем.

Динамический указатель поворотов представляет собой управляемое движе-
ние огней в направлении поворота. Для реализации данной функции 30 последова-
тельных светодиодов последовательно включаются с периодичностью 150 мс. Ди-
намический указатель поворотов значительно повышает информативность си-
стемы освещения автомобиля.

Мегседез ОЬ8 стал вторым в мире серийным автомобилем с матричными
светодиодными фарами МиШЬеат (рис. 99).

цйЙПШ)

управлением

7р^вд1Гшатичного_б1ь!жнегоИ
сеч. (2)2*4 •встодиодаГосвещают;
дгрсгу непосредственна перёд»!
автрмо'билсмйобочинсГ

поворотам» и н.1 чр/го зь х развлзках!

Днев чмеход эв ые/тни | Уд
и сигнал поворотаД * ЛИ
Секци^ктнмогУближнегод
свётайреднёй'дальностиЦ
у чьрс гвстодиодаТСожетД
псворачиваться7?а~~угол дсД2|

Рис. 99. Матричные светодиодные фары МиЦЛеат

В секции дальнего света каждой фары - по 24 светодиода. Поворотных ме-
ханизмов, шторок и прочей «механики» нет, но компьютер командует включе-
нием, выключением и изменением яркости каждого диода. Делает он это на ос-
нове информации, поступающей от фронтальной камеры, датчиков освещенно-
сти и от навигационной системы.

На рисунке 100 представлена матрица дальнего света. Сама плата поме-
щается на ладони, а бьющие на 485 метров светодиоды - это два неровных ряда
маленьких точек в нижней части платы
Рис. 100. Матрица дальнего света

Матричные фары Мерседеса меняют световой пучок «плавнее», чем
у А ней: у каждого диода предусмотрено 255 уровней яркости вместо 64
у Аней А8. В опытных образцах матричной фары следующего поколения в сек-
ции дальнего света уже не 24, а 84 ярчайших светодиода.

Коммутационная аппаратура

Электрическая схема включения световых приборов

Приборами освещения, габаритными огнями, указателями поворота управ-
ляет водитель. Часть приборов включаются автоматически при совершении води-
телем автомобиля какого-либо действия. Автоматическое включение световых
приборов осуществляется с помощью выключателей различной конструкции, ко-
торые устанавливаются в цепь электроснабжения приборов. Управление прибо-
рами освещения и световой сигнализации обеспечивается в соответствии с элек-
трической схемой (рис. 101).

Соединение световых приборов с источниками тока осуществляется с помо-
щью электропроводки и различных коммутационных устройств. Для управления
приборами освещения и световой сигнализации применяют центральные, допол-
нительные и комбинированные переключатели света, переключатели и электро-
магнитные или электронные прерыватели тока указателей поворота, выключатели
наружного и внутреннего освещения, щитка приборов, сигналов торможения,
противотуманных фар, фонарей заднего хода и т. д. Как наиболее протяженные
и уязвимые с точки зрения коротких замыканий цепи освещения и световой сиг-
нализации защищены плавкими и термобиметаллическими предохранителями.
Рис. 101. Схема включения световых приборов при помощи
центрального переключателя света:

1 - лампы габаритных огней; 2 - двухнитевые лампы головных фар;

3 - лампы противотуманных фар; 4 — лампы фонаря освещения номерного знака;
5 - центральный переключатель света;

6 - лампы освещения контрольно-измерительных приборов;

7 - контрольная лампа; 8,10 - электромагнитные реле;

И - двухпозиционный переключатель; 12 - выключатель

Центральный переключатель света 5 ползункового типа имеет три фиксиро-
ванных положения рукоятки штока. В положении 0 все потребители отключены,
но можно включать нити дальнего света ламп 2 головных фар, когда дальним све-
том пользуются в целях сигнализации ручным однопозиционным выключателем
с самовозвратом, который входит в состав переключателя 11 света головных фар.

При переводе рукоятки штока в положение I включаются лампы 1 габарит-
ных огней, лампы 4 фонаря освещения номерного знака и лампы 6 освещения кон-
трольно-измерительных приборов. В этом положении обеспечивается также элек-
троснабжение ламп 3 противотуманных фар, которые включаются выключателем
12 через реле 10.

В положении II к источнику тока подключается двухпозиционный переклю-
чатель 11. В исходном положении переключателя И к источнику тока подклю-
чена обмотка реле 8, контакты которого замыкают цепь электроснабжения нитей
ближнего света фар головного освещения. При переводе переключателя 11 во вто-
рое положение ближний свет выключается, при этом замыкаются контакты реле
9 и загораются дальний свет и контрольная лампа 7. Применением реле 8 и 9 обес-
печивается снижение падения напряжения в цепях электроснабжения фар от ис-
точника тока. Лампы 6 освещения контрольно-измерительных приборов включа-
ются через встроенный в центральный переключатель света реостат. Сопротивле-
ние реостата регулируется поворотом рукоятки штока, что позволяет водителю
изменять освещенность приборов на приборной панели.
К коммутационной аппаратуре относятся: выключатели стоп-сигналов, цен-
тральный переключатель света и другие выключатели различных потребителей.

Переключатели. В центральном переключателе света П312 ползункового
типа неподвижные контакты панели 6 (рис. 102) замыкаются контактной пласти-
ной 9 каретки 5 из изоляционного материала.

Рис. 102. Центральный переключатель света:

1 - шток; 2 - кронштейн крепления; 3 - корпус реостата; 4 - вывод реостата;

5 - каретка; 6 - контактная панель; 7,8 - выводы переключателя;

9 - контактная пластина; 10 - пружина; 11 - корпус; 12 - шарик;

13 - изолятор реостата; 14 — подвижный контакт реостата; 15 - реостат

Каретка, перемещаемая штоком 1, надежно фиксируется в трех положениях
шариком 12 с пружиной 10. Реостат 15 в цепи электроснабжения ламп контрольно-
измерительных приборов размещен на изоляторе 13. Сопротивление реостата из-
меняют перемещением подвижного контакта 14, закрепленного на штоке 1. Пере-
ключатель собран в корпусе И и с помошью кронштейна 2 крепится на приборной
панели.

Некоторые центральные переключатели соединяются с источниками тока
через биметаллический предохранитель. Переключатели могут иметь различные
схемы коммутации. Применяются также схемы включения световых приборов, в
которых центральный переключатель отсутствует.

Ножной переключатель света П39 (рис. 103) обеспечивает переход с ближ-
него света фар головного освещения на дальний или, при соответствующей схеме
включения световых приборов, от габаритных огней передних фонарей на ближ-
ний свет фар. В корпусе 4 переключателя установлен плунжер 2 с пружиной 3
штока 5.
Рис. 103. Ножной переключатель света:

1 - защитный резиновый колпачок-уплотнитель; 2 - плунжер:
3,8- пружины штока и храповика; 4 — корпус; 5 - шток; 6 - ось;
7 - храповик; 9 - текстолитовая шайба; 10 - контактная пластина;

11 - контактная панель; 12 - вывод

При нажатии на резиновый колпачок-уплотнитель 1 плунжер 2 через шток
5 поворачивает храповик 7 и текстолитовую шайбу 9 с латунной контактной пла-
стиной 10, которая замыкает контакты на контактной панели И в соответствии
со схемой коммутации переключателя. Пружина 8 фиксирует храповик 7 в кор-
пусе 4 и обеспечивает надежное соединение контактных пар. При снятии усилия
с колпачка-уплотнителя 1 пружина 3 возвращает плунжер 2 в исходное положе-
ние. При повторном нажатии на колпачок-уплотнитель контактная пластина 10
замыкает другую пару контактов на контактной панели И. Резиновый колпачок-
уплотнитель защищает внутренние полости переключателя от проникновения
влаги и грязи. В эксплуатации необходимо следить за состоянием резинового
уплотнителя и не допускать попадания воды в переключатель. Устанавливается
ножной переключатель на наклонном полу кабины водителя слева.

Для включения указателей поворота применяют отдельные переключатели.
Переключатель Ш10-А (рис. 104) указателей поворота устанавливается на руле-
вой колонке и состоит из механического привода, обеспечивающего ручное вклю-
чение и автоматическое отключение, и переключателя 9, предназначенного для
соединения электрической цепи сигнальных ламп указателей поворота с источни-
ками тока.
Рис. 104. Переключатель Ш10-А указателей поворота:

1 - хомут крепления переключателя; 2 - рулевая колонка;

3 - ступица рулевого колеса; 4 - рулевое колесо; 5 - ролик;

6 - ось ролика; 7 - крышка переключателя; 8 - рычаг;

9 - переключатель; 10 - корпус переключателя;

И - пружина; 12 - провода

На рулевой колонке устанавливаются также переключатели указателей по-
ворота П105-А, П109-А с автоматическим выключением после завершения авто-
мобилем поворота. При повороте автомобиля направо рукоятку переключателя
перемещают вправо, при этом мигающим светом горят дампы правых передних,
задних указателей поворота и боковых повторителей. При повороте автомобиля
налево рукоятку переключателя перемещают влево, при этом проблесковым све-
том горят лампы указателей поворота левого борта автомобиля.

Комбинированные многофункциональные переключатели представляют
собой устройства, объединяющие функции переключателей света фар и указате-
лей поворота, а также других электротехнических устройств. Устанавливаются
в кожухе рулевой колонки под рулевым колесом. При перемещении рычага управ-
ления переключателя П149-01 вверх и вниз подвижный контакт включает соот-
ветственно лампы правого и левого указателей поворота. Перемещая рычаг управ-
ления, водитель управляет переключением света фар. Три положения переключа-
теля фиксируются подпружиненным шариком. Включение дальнего света фар не
фиксируется.

Рычаг переключения света фар в двухрычажном комбинированном пере-
ключателе П135-М, дополнительно управляющем указателями поворота, фикси-
руется в трех положениях, соответствующих выключенным фарам, включенному
ближнему свету и включенному дальнему свету. В любом положении водитель
может перемещать рычаг на себя вдоль оси рулевой колонки для сигнализации
дальним светом независимо от положения клавиши выключателя наружного осве-
щения.

Трехрычажный комбинированный переключатель для легковых автомоби-
лей (рис. 105) состоит из переключателей света фар, указателей поворота, стек-
лоочистителя, стеклоомывателя и выключателя звукового сигнала.
Рис. 105. Комбинированный переключатель:
1 - стопорное кольцо; 2 - корпус переключателя света;

3	- контакты ближнего и дальнего света;

4	- выключатель электродвигателя омывателя ветрового стекла;

5	- контактные пластины переключателя света фар;

6	- рычаг переключения света фар;

7	- контактные пластины переключателя указателей поворота;

8	- корпус переключателя указателей поворота;

9	- контакты переключателя указателей поворота;

10	- контактная пластина переключения указателей поворота;

И - рычаг переключателя указателей поворота;

12	- диск автоматического выключения переключателя указателей поворота;

13	- ступица; 14 - контактная пластина кнопки звукового сигнала;

15 - шариковые фиксаторы; 16 - выступы;

17	- собачка автоматического выключения указателей поворота;

18	- рычаг переключателя стеклоочистителя и омывателя ветрового стекла;

19	- контакты переключателя стеклоочистителя;

20	- выключатель; обеспечивающий сигнализацию дальним светом фар

Дальний и ближний свет переключаются за счет перемешения вокруг оси
рычага 6. Перемещением рычага вдоль рулевой колонки водителем на себя обес-
печивается независимое включение дальнего света. Включение указателей пово-
рота осуществляется поворотом рычага 11. При этом контактная пластина 10 со-
единяет соответствующие контакты 9, а собачка / 7, вращаясь вокруг своей оси,
позволяет одному из ее плеч занять вертикальное положение. Переключатель ука-
зателей поворота автоматически выключается после завершения маневра. Когда
водитель возвращает рулевое колесо в исходное положение, выступ 16 диска 12
переводит собачку 17 и вместе с ней рычаг 11 в нейтральное положение.
Комбинированный переключатель П145 (рис. 106) выполняет функции
включения и переключения света фар, передних и задних габаритных огней, ука-
зателей поворота, электрического и электропневматического звуковых сигналов.
Устанавливается переключатель на рулевой колонке.

Корпус переключателя состоит из двух равных частей 1 и 12. В корпусе рас-
положены кнопочный выключатель 3 электропневматического звукового сигнала,
переключатель света фар и выключатель габаритных огней, рычага 11 переклю-
чения указателей поворота и электрического двухтонального звукового сигнала.

Рис. 106. Комбинированный переключатель П145'

1, 12 - части корпуса; 2 - рукоятка; 3 - кнопочный выключатель; 4 — контакт;

5 - шариковый фиксатор; 6 - пружина; 7 - ротор; 8 - контактная пластина;

9 - провод с наконечниками; 10 - переключатель указателей поворота;

13 - соединительные колодки; И - рычаг

К переключателю света относятся контактная пластина 8, контакты которой
в соответствии со схемой коммутации соединяются металлическим ротором 7. Ро-
тор, прижимаемый к пластине 8 пружиной б, вращается рукояткой 2, положение
которой фиксируется шариковым фиксатором 5. Кнопочный выключатель 3 элек-
тропневматического сигнала установлен в рукоятке 2. Перемещение рукоятки пе-
реключателя света в направлении от водителя обеспечивает сигнализацию даль-
ним.

Символы-указатели перечисленных положений рукоятки изображены на
корпусе переключателя. Включение указателей поворота осуществляется рыча-
гом 11, который также имеет четыре положения: нейтральное, левый поворот,
правый поворот, включение электрического звукового сигнала (для этого рычаг
11 перемещается вверх в нефиксируемое положение). Фиксацию трех положений
рычага 11 обеспечивает шариковый фиксатор внутри переключателя 10. Возвра-
щение рычага И в нейтральное положение обеспечивается механизмом автома-
тического выключения.
Многофункциональный комбинированный переключатель 681.3709 (рис. 107)
с помощью соединителя 2 и хомута закреплен на кронштейне рулевой колонки.
Комбинированный переключатель содержит два самостоятельных переключа-
теля, установленных и зафиксированных с помощью пружинных защелок в соот-
ветствующих гнездах соединителя. Левый переключатель 1 коммутирует цепи
наружного освещения, указателей поворота и фар головного освещения, а правый —
цепи систем очистки лобового и заднего стекол автомобиля и стекол фар голов-
ного освещения. При перемещении водителем рычага переключателя 1 от себя
(положения VII рычага) включается дальний свет фар. В нефиксируемом положе-
нии VII рычага переключателя 1 обеспечивается включение дальнего света фар
при световой сигнализации. Жгут проводов к обоим переключателям присоеди-
няется штекерными колодками.

Рис. 107. Многофункциональный комбинированный переключатель 681.3709:
а - положение рычагов переключателя вдоль оси рулевого колеса;

б - положение рычагов переключателя при перемещении вокруг
рулевой колонки; 1 - переключатель наружного освещения указателей
поворота и света фар; 2 - соединитель;

3 - контактные штифты звуковых сигналов,

4 - переключатель стеклоочистителя и стеклоомывателя светом фар

Положение рукоятки не фиксируется. При перемещении водителем руко-
ятки на себя возможны четыре фиксированных положения: /-е - все выключено,
2-е - включены передние и задние габаритные огни, 3-е - включены габаритные
огни в сочетании с ближним светом фар головного освещения, 4-е - включены
габаритные огни в сочетании с дальним светом фар головного освещения. Сим-
волы-указатели перечисленных положений рукоятки изображены на корпусе пе-
реключателя.

Включение указателей поворота осуществляется рычагом 11, который так-
же имеет четыре положения: нейтральное, левый поворот, правый поворот, вклю-
чение электрического звукового сигнала (для этого рычаг 11 перемещается вверх
в нефиксируемое положение). Фиксацию трех положений рычага 11 обеспечивает
шариковый фиксатор внутри переключателя 10. Возвращение рычага 11 в нейт-
ральное положение обеспечивается механизмом автоматического выключения.

Выключатели

Клавишный выключатель (рис. 108) с соответствующим символом на кла-
више, имея два фиксированных положения, выключает лампы габаритных огней,
лампы фонарей освещения номерного знака, освещения багажника, а также соеди-
няет с источником тока переключатель света фар и выключатель освещения при-
борной панели. Выключатель закрепляется в отверстиях приборной панели с по-
мощью пружинных распорок 1 на его корпусе 4. Клавишный выключатель осве-
щения приборной панели обычно действует только при включенных наружном
освещении и зажигании.

Рис. 108. Клавишный выключатель:

1 - пружинные распорки, 2 - клавиша, 3 - контактная пластина,
4 - корпус

Выключатели фонаря заднего хода устанавливаются в коробке передач
и служат для автоматического включения фонаря при движении автомобиля зад-
ним ходом. При соответствующем положении рычага переключения передач
замыкаются контакты в цепи электроснабжения фонарей заднего хода. Рычаг ко-
робки передач воздействует на шарик, замыкает контакты с выводами 1 контакт-
ной пластиной 4.

Реле-прерыватели указателей поворота и аварийной сигнализации

Для формирования прерывистого светового сигнала указателей поворота
применяют электромагнитные и электронные реле-прерыватели. Реле-прерыва-
тели предназначены для работы в режиме маневрирования, когда мигают лампы
указателей поворота одного борта автомобиля, и в режиме аварийной сигнализа-
ции, при котором мигают лампы указателей поворота двух бортов одновременно.
Реле-прерыватели выполняют следующие функции: генерацию импульсов напря
жения, подаваемых на лампы указателей поворота и боковых повторителей, отоб-
ражение информации, свидетельствующей об отказе в работе любой из сигналь-
ных лампы указателей поворота.

Электромагнитные реле-прерыватели указателей поворота

На гетинаксовом основании 1 (рис. 109) электромагнитного прерывателя
установлен магнитопровод 7 электромагнита с обмоткой 12. К магнитопроводу
прикреплены два якоря 5 и 10 с подвижными контактами, а также изолированные
от него и друг от друга неподвижные контакты. При включенном зажигании в мо-
мент включения указателей правого или левого поворота поступающий на вывод
Б реле-прерывателя ток от аккумуляторной батареи проходит через магнитопро-
вод 7 электромагнита, якорь 5, нихромовую струну 3. резистор 4. обмотку 12
и далее с вывода СЛ через переключатель на сигнальные лампы указателей пово-
рота соответствующего борта автомобиля.

Контакты б в нормально разомкнутом состоянии удерживает струна 3, за-
крепленная в изолирующей стеклянной бусинке. При прохождении тока струна
нагревается и удлиняется. Ее натяжение уменьшается. Магнитопровод 7 электро-
магнита притягивает якорь 5. Контакты 6 замыкаются, и ток к сигнальным лампам
указателей поворота подводится минуя резистор 4 и струну 3. Лампы горят пол-
ным накалом. Выключенная из работы струна 3 охлаждается, становится короче
и размыкает контакты 6. Далее процесс повторяется. Реле-прерыватель обеспечи-
вает проблесковый режим работы лампы с частотой 60—120 циклов за 1 мин.

Рис. 109. Электромагнитный реле-прерыватель указателя поворота РС57

1 - основание; 2 — регулировочный винт; 3 — струна; 4 - резистор;

5,10 - якорь; 6 - контакты в цепи сигнальных ламп;

7 - магнитопровод электромагнита; 8 - металлическая планка;

9 - контакты в цепи контрольной лампы;

11 - пластина; 12 - обмотка электромагнита; 13 - контрольная лампа

Вследствие увеличения силы тока в обмотке 12 электромагнита после замы-
кания контактов 6 к магнитопроводу 7 притягивается якорь 10, подпружиненный
плоской пластиной 11, и через замкнутую контактную пару ток поступает в кон-
трольную лампу 13. В случае перегорания одной из ламп указателей поворота
сила тока в обмотке электромагнита уменьшается. Намагничивающей силы элек-
тромагнита будет недостаточно для притягивания якоря 10 и замыкания контакт-
ной пары, поэтому контрольная лампа не загорается. При этом уменьшается также
частота мигания исправных ламп указателей поворота. Нарушение регулировки
реле-прерывателя происходит вследствие изменения натяжения струны 3, что
приводит к изменению частоты мигания ламп указателей поворота. Если струна
натянута слишком сильно, то лампы горсть не будут и, наоборот, если натяжение
струны ослаблено, то лампы будут гореть с постоянным накалом. Натяжение
струны регулируется винтом 2. Для большего натяжения струны и увеличения ча-
стоты мигания ламп винт следует ввертывать. При вывертывании винта натяже-
ние струны и частота мигания ламп уменьшаются.

В случае обрыва струны 3 контакты 6 прерывателя остаются в замкнутом
состоянии, поэтому при включении указателей поворота их лампы горят с посто-
янным накалом. Перегорание струны 3 или резистора 4 происходит обычно при
сильном натяжении струны, повышенном регулируемом напряжении генератор-
ной установки и длительной работе реле-прерывателя. Нарушение регулировки
моментов замыкания контактов 6 и 9 в реле-прерывателе РС57 приводит к несо-
гласованной работе сигнальных и контрольных ламп. Эта несогласованность в ра-
боте устраняется подгибанием металлической планки 8, за счет чего изменяется
натяжение пружинящей пластины 11.

Электромагнитные реле-прерыватели достаточно надежны в работе, однако
не удовлетворяют современным требованиям, согласно которым в аварийных си-
туациях должны одновременно включаться сигнальные лампы указателей пово-
рота двух бортов автомобиля. Так как электромагнитные реле-прерыватели чув-
ствительны к нагрузке, одновременное включение ламп указателей поворота двух
бортов вызывает изменение частоты и скважности проблесков по отношению
к установленным нормам.

Электромагнитные реле-прерыватели указателей поворота могут вызвать
значительные изменения параметров световых сигналов (например, частоты ми-
гания ламп) в зависимости от подводимого напряжения, температуры окружаю-
щей среды, продолжительности эксплуатации.

Маркировка ламп, применяемых в автомобиле

Автомобильные лампы для головного света (дальний, ближний) - Н1, Н2, НЗ, Н4,
Н7 Н1 применяются для автомобилей с раздельными фарами для дальнего и ближ-
него света. В МХУ. ВА32106 Н2 предназначены для дополнительной оптики НЗ с
дополнительным выводом в виде провода используются для противотуманных
фар. Н4 применяются головной оптики и имеют сдвоенную спираль накаливания
Н7 последний тип ламп для автомобилей выпущенных после 1995 года, для фар
свободной формы. Автомобильные лампы НВ --1, 2, 3, 4 свидетельствуют об их
аттестации американским стандартам. Устанавливаются в следствии этого как
правило на американские и японские автомобили. Автомобильные лампы 131 и
02 - данным индексом маркируются газоразрядные лампы. Большинство фирм
производителей комплектующих для автомобиля постоянно совершенствуют
свою продукцию и выпускают свои бренды - всесезонные (у РЫНрз -
А11и еа1Нег), всепогодные (у Озгат - АП Беазоп), долговечные (у РЫНрз и Озгат
- 1-ОП” 1лГе), с увеличенной на 30 % светоотдачей (у РЫНрз - Ргетшт, у Озгат
- Бпрег) и излучающие свет с голубым оттенком (у РЫНрз - В1ие Угзгоп, у Озгат
- Соо1 В1пе, у ТпГа - Хепоп ВЫе). Маркировка автомобильных фар представлена
на рисунке 110.
Рис. 110. Маркировка автомобильных фар

Техническое обслуживание систем освещения

Система освещения и световой сигнализации исправна, если все световые
приборы нормально функционируют, обеспечивая заданные выходные характе-
ристики. Она считается частично исправной, если передает полную информацию
информации. О частичной неисправности системы свидетельствует увеличение
угла наклона фары к дороге или выход из строя (перегорание) лампы в одной из
фар дальнего света. В обоих случаях фары не мешают другим участникам дорож-
ного движения, но заставляют водителя автомобиля уменьшить скорость движения.

Система освещения неисправна, когда она не передает участникам дорожного
движения весь предусмотренный объем информации. Неисправности фар являются
признаком опасности только при ухудшении допустимого светораспределения. Лю-
бая неисправность, изменяющая функциональные свойства светосигнального
прибора, делает автомобиль опасным по отношению к другим участникам дорож-
ного движения.

Два световых прибора одного функционального назначения не дублируют
друг друга, а дополняют, обеспечивая необходимые углы видимости сигнального
огня в различных дорожных ситуациях. Обычно лампы перегорают при включе-
нии, когда сила тока, протекающего через лампу, может в 8—10 раз превышать
номинальное значение.

В процессе эксплуатации эффективность светового прибора снижается из-
за уменьшения коэффициента пропускания колб обычных ламп накаливания.
Не следует касаться пальцами стеклянной колбы галогенной лампы при ее уста-
новке в фару. При высокой температуре колбы жировые следы от пальцев вызы-
вают потемнение кварцевого стекла.

Световая отдача лампы уменьшается при увеличении сопротивления пере-
ходных контактов в штекерных соединениях, не защищенных от пыли, грязи или
влаги. Неисправность в цепях электроснабжения световых приборов определяют
по падению напряжения в них, измеряя напряжение в начале и в конце цепи воль-
тметром. Падение напряжения в электрических цепях фар головного освещения,
сигналов торможения и указателей поворота не должно быть выше 0,9 и 0,6 В
соответственно для 12- и 24-вольтовых систем электрооборудования. В цепи элек-
троснабжения остальных световых приборов падение напряжения должно состав-
лять 0,6 и 0,4 В. При большем падении напряжения необходимо проверить надеж-
ность соединений и техническое состояние коммутационной аппаратуры.

При длительной эксплуатации, даже в случае точного выполнения правил
технического обслуживания, изменяются оптические свойства рассеивателей.
Они подвергаются воздействию твердых частиц и солнечных лучей. Относи-
тельно мягкие рассеиватели из пластмассовых материалов покрываются микров-
падинами и сетью царапин, красители выцветают, у рассеивателя изменяется цвет
и увеличивается коэффициент пропускания. Рассеиватель может потерять форму
при перегреве, если лампа большой мощности (21 Вт) длительное время работает
во время стоянки автомобиля. При наличии на цветном рассеивателе сколов или
трещин сигнал светового прибора воспринимается двухцветным, белый цвет мо-
жет подавить основной цвет сигнала, исказить передаваемую информацию и уси-
лить слепящее действие светового прибора. Поврежденные рассеиватели следует
заменить.

У отражателей световых приборов обычно нарушаются оптические свой-
ства рабочей поверхности ввиду коррозии при недостаточной вентиляции. Нельзя
протирать рабочую поверхность. Это приводит к образованию царапин и искаже-
нию структуры светового пучка. Светораспределение прибора изменяется также
при нарушении формы отражателя, отслоении алюминиевого покрытия на его ра-
бочей поверхности.

Внешний осмотр световых приборов автомобиля необходимо проводить
ежедневно. Он позволяет выявить внезапный отказ светового прибора или его ме-
ханическое повреждение. Особое внимание нужно обратить на цвет передних
и задних фонарей во включенном состоянии, на правильность функционирования
сигналов торможения и указателей поворота. Сигналы торможения должны быть
190
красного цвета равной интенсивности. Частоту проблеска указателей поворота
можно проверить с помощью наручных часов с секундной стрелкой (10 световых
импульсов в течение 5—10 с). Обнаруженная неисправность должна быть немед-
ленно устранена. Эксплуатация автомобиля с неисправным световым прибором,
который входит в обязательный комплект не разрешается.

Основные неисправности системы освещения, световой сигнализации и
способы их устранения представлены в таблице 11.

Таблица 11

Основные неисправности системы освещения, световой сигнализации
и способы их устранения

Причина неисправности	Способ обнаружения		Способ устранения
Система освещения и световой сигнализации не работает		
Обрыв в общей цепи (от амперметра до центрального переключателя)	Проверка надежности соединений и исправности проводов	Соединения зачистить и подтянуть, неисправные провода заменить
Нарушение контакта в переключателе	Проверка исправности переключателя с помощью контрольной лампы	Неисправный переключатель отремонтировать или заменить
Не горят отдельные лампы фар и		юнарей
Перегорание предохранителя	Проверка предохранителя	Предохранитель заменить
Перегорание или обрыв нити накала лампы	Осмотр лампы после извлечения ее из светового прибора и определение наличия обрыва или перегорания нити накала	Неисправную лампу заменить
Нарушение контакта в соединительных колодках	Проверка надежности соединений в колодках	Подтянуть соединения в колодках
Нарушение контакта в патроне лампы	Проверка состояния цоколя лампы и деталей патрона после ее вывертывания из патрона	Зачистить окислившийся контакт, подогнуть пружинный контакт патрона
Ненадежное крепление наконечников проводов на выводах	Проверка надежности соединений	Подтянуть крепление наконечников проводов на выводах
Неисправность(окисление контактов, разрегулировка реле) вспомогательного реле включения (если оно имеется)	Проверка исправности вспомогательного реле, измерение напряжения включения реле вольтметром	Зачистить крепление наконечников проводов на выводах
Причина неисправности	Способ обнаружения	Способ устранения
Система освещения и световой сигнализации не работает		
Выход из строя выключателя или переключателя	Проверка исправности выключателя или переключателя контрольной лампой	В разобранном выключателе или переключателе зачистить контакты, по возможности исправить механизм переключения. Неразборный выключатель  или переключатель заменить
Частое перегорание нитей ламп накаливания		
Повышенное напряжение генераторной установки	Проверка регулятора напряжения, как описано выше	Отрегулировать уровень напряжения генераторной установки
Повышенная вибрация спирали лампы накаливания вследствие слабого крепления ламп в патроне, оптического элемента в корпусе или световою прибора на автомобиле	Проверка крепления элементов в световом приборе и светового прибора на автомобиле	Надежно закрепить элементы в световом приборе и световой прибор на автомобиле
Мигание света ламп		
Плохой контакт в патроне лампы	Проверка технического состояния патрона после извлечения лампы	Подогнуть пружинный контакт в патроне
Обрыв жилы провода и периодический контакт оборванных концов вследствие вибрации	Осмотр провода	Заменить поврежденный участок провода
Плохой контакт провода в местах соединений	Проверка надежности соединений штекерных колодок и проводов	Обеспечить надежное соединение проводов в штекерных колодках
Периодическое замыкание на «массу» в цепи электроснабжения световых приборов	Проверка изоляции проводов	Заменить поврежденные участки провода. Закрепить провод, замыкающий на «массу»
Не переключается ближний и дальний свет фар головного освещения		
Окисление контактов переключателя света фар	Проверка переключателя контрольной лампой	Разобрать неисправный переключатель и зачистить контакты
Не включается сигнал торможения		
Выход из строя выключателя сигнала торможения	Проверка выключателя сигнала торможения контрольной лампой	Неисправный выключатель заменить
Отсоединение провода от выключателя сигнала торможения	Проверка соединения провода с выводом выключателя	Присоединить провод
Сигнал торможения не выключается		
Неправильно отрегулирован выключатель сигнала торможения	Проверка выключателя с помощью контрольной лампы	Разрегулированный выключатель отрегулировать, неисправный заменить
Причина неисправности	Способ обнаружения	Способ устранения		
Лампы указателей поворота горят без мигания		
Спекание контактов исполнительного реле прерывателя	Проверка исполнительного реле прерывателя контрольной лампой	Снять реле прерывателя, разомкнуть и зачистить контакты, отрегулировать зазор между контактами
Не работают указатели поворота в режиме как маневрирования автомобиля, так и аварийной сигнализации		
Перегорание предохранителей в цепях указателей поворота	Проверка предохранителя	Проверить правильность монтажа проводов, устранить повреждения или заменить провода и предохранители
Плохой контакт в штекерных колодках прерывателя указателей поворота или выключателя аварийной сигнализации	Проверка надежности соединений	Обеспечить надежное соединение штекерных соединений
Вышел из строя выключатель аварийной сигнализации	Проверка выключателя контрольной лампой	По возможности разобрать и отремонтировать выключатель, при необходимости заменить его
Не работает контрольная лампа указателей поворота		
Перегорание лампы в одном из указателей поворота	Разборка указателя поворота и проверка целостности спирали в лампе	Неисправную лампу заменить
Не фиксируются рычат переключателей указателей поворота и света фар		
Разрушение гнезд фиксаторов рычага	Оценка технического состояния механизма переключения после снятия переключателя с автомобиля	Неисправный переключатель заменить
Выскакивание шарика фиксатора	Разборка переключателя после снятия со штатного места	Устранить неисправность фиксатора и установить шарик фиксатора на место
Указатели поворота не выключаются автоматически после завершения маневрирования		
Сильный износ или разрушение механизма, обеспечивающего возвращение рычага переключателя указателей поворота в нейтральное положение	Проверка механизма возвращения рычага переключателя в нейтральное положение после снятия переключателя	Неисправный переключатель заменить
Рычаги переключателей указателей поворота и света фар не перемещаются		
Заедание шариков фиксаторов рычага, сектора возврата рычага переключателя	Проверка работы механизма фиксации рычага переключателя после его снятия	По возможности устранить заедание шарика, при необходимости заменить
Фары плохо освещают дорогу		
Причина неисправности	Способ обнаружения	Способ устранения
Нарушение регулировки Фар	Проверка регулировки Фар	Отрегулировать фары
Повреждение или потускнение отражателя	Проверка состояния отражателя осмотром	Заменить оптический элемент фары
Загрязнение рассеивателя	Проверка состояния рассеивателя	Очистить рассеиватель
Затемнение колбы лампы	Проверка наличия затемнения колбы после ее извлечения из узла крепления	Лампу с затемненной колбой заменить. Перед установкой в фару колбу галогенной лампы рекомендуется протереть спиртом

Звуковые сигналы

Системы звуковой сигнализации предназначены для обеспечения безопас-
ности движения автомобиля в транспортном потоке и используются для опове-
щения пешеходов и водителей других транспортных средств о наличии и при-
ближении автомобиля. Звуковые сигналы также используются для оповещения
о состоянии рабочих агрегатов автомобиля и включаются в противоугонные
устройства. Система звуковой сигнализации состоит из звуковых сигналов (од-
ного или нескольких), выключателя, реле звуковых сигналов, соединительных
проводов. Звуковые сигналы автомобиля подразделяются на электровибрацион-
ные, электропневматические и пневматические. Устройство звуковых сигналов,
как пневматических ,так и электропневматических одинаково (рис. 111).

Рис. 111. Устройство звукового сигнала:

1 - крышка; 2 - шлиц для регулировки; 3 - прижимная шайба;

4 - выступ; 5 - пружина прерывателя; б - пружина регулировочного винта;

7 - регулировочный винт; 8 - корпус; 9 - контакты прерывателя;

10 - центрирующая пружина; И - упор стержня, 12 - стержень;

13 - сердечник электромагнита; 14 - конденсатор,
15- обмотка электромагнита; 16 - прижимная пружина;

17 - якорь; 18 - мембрана; 19 - резонатор
Сигналы состоят из мембраны и раструба. При подаче воздуха мембрана
вибрирует, издавая звук который усиливается за счет раструба. Отличие пневма-
тического и электропневматического сигнала в подаче воздуха. На пневматиче-
ский сигнал воздух подаётся из пневматической системы автомобиля, что позво-
ляет увеличить расход воздуха и соответственно мощность звучания, а на элек-
тропневматический собственным компрессором. Электровибрационные сиг-
налы подразделяются на рупорные и без рупорные, тональные и шумовые.
Отличие рупорных и без рупорных вытекает из названия. Шумовые и тональные
сигналы конструктивно и по принципу действия практически не отличаются.
Извлечение звука происходит, как и в пневматических сигналах за счёт мем-
браны, только в данном случае в движение её приводит электромагнит, сердеч-
ник которого жёстко связан с мембраной.

По устройству и принципу действия шумовые и тональные сигналы отли-
чаются незначительно. Широко распространены электрические вибрационные
безрупорные и рупорные звуковые сигналы малой мощности от 40 до 60 Вт, об-
ладающие хорошим звучанием (рис. 112).

Рис. 112. Электрические звуковые сигналы:
а - безрупорные сигнал; б - рупорный сигнал

Для того, чтобы исключить влияние колебаний автомобиля на звукоизлу-
чение, применяют рессорную подвеску звуковых сигналов. Следует учитывать,
что слышимость сигнала изменяет возникающее при движении автомобиля вих-
ревое движение воздуха.

Обычно на автомобили устанавливают комплект звуковых сигналов: один
низкого тона и один или два высокого тона. В зависимости от силы потребляе-
мого тока звуковые сигналы в комплекте включают параллельно или последова-
тельно. Включение безрупорных сигналов, которые потребляют токи меньшей
силы, чем рупорные, осуществляется непосредственно механическим выключа-
телем звуковых сигналов (кнопкой, рычагом или механическими выключате-
лями иной конструкции). Рупорные сигналы потребляют токи силой, превыша-
ющей допустимые значения для механических выключателей звуковых сигна-
лов. Для включения сигналов в таком случае применяют промежуточные элек-
тромагнитное реле, при применении которых через механический выключатель
звуковых сигналов протекает ток небольшой силы, потребляемый обмоткой реле
сигналов.
Электроснабжение звуковых сигналов постоянного тока осуществляется
от бортовой сети электрооборудования автомобиля. Цепь электроснабжения зву-
ковых сигналов обязательно защищается предохранителями. Комплект сигна-
лов, как правило, включает два безрупорных или два рупорных, настроенных на
совместную работу. Также при установке двух или более безрупорных сигналов
ток, проходящий через контакты выключателя звуковых сигналов, может дости-
гать таких значений, при которых произойдет их подгорание. В этих случаях
также для разгрузки выключателя сигналов применяется электромагнитное реле.
Звуковое давление должно быть в пределах от 85 до 125 дБ.

Принцип действия звуковых сигналов

При подаче напряжения на выводы сигнала, ток проходит через катушку
электромагнита и контакты прерывателя, включенные в цепь электромагнитной
катушки последовательно с ней. В катушке образуется электромагнитное поле,
под действием которого происходит движение якоря, прикреплённого к мем-
бране, внутрь катушки. В конце хода якорь размыкает контакты прерывателя,
и катушка теряет питание. Под воздействием мембраны якорь возвращается
в исходное состояние, освобождая контакты, которые замыкаются повторяя всё
с начала. Основным отличием безрупорного шумового сигнала от рупорного то-
нального, наличие резонатора закреплённого на мембране, который генерирует
звук. Воспроизведение звука в тональных сигналах происходит за счёт воздуха
находящегося в рупоре, который выполнен в виде улитки. Тональные, как и
пневматические сигналы устанавливаются парами, низкой и высокой частоты
звучания с разницей между ними 65—100 Гц. Рекомендуемая частота звучания
1800-3550 Гц. Эта частота настраивается регулировочным винтом, который ре-
гулирует амплитуду колебания якоря. Тональные сигналы конструктивно чаще
всего имеют один вывод и потребляют больше тока, чем шумовые. Поэтому эти
сигналы подключаются через промежуточное реле. Принципиальная электриче-
ская схема управления звуковыми сигналами представлена на рисунке 113.

Рис. 113. Принципиальная электрическая схема управления
звуковыми сигналами автомобиля:

1 - реле звуковых сигналов (30; 85; 86; 87 - обозначение его контактов);
2 - предохранитель плавкий; 3 - выключатель звуковых сигналов,
4,5- сигналы звуковые низкого и высокого тона
Б России звуковые сигналы для автомобилей выпускает только завод
ЛЭТЗ (Лысково, Нижегородская обл.). Его разработки традиционно базирова-
лись на передовых зарубежных конструкциях, в частности фирмы «Хелла»
(Не11а, ФРГ). Большинство выпускаемых заводом моделей сигналов - шумовые.

Самые слабые из отечественных сигналов - малогабаритные тональные
СЗО8 и СЗО9, впервые появившиеся на VА2 2103 и прижились на большинстве
моделей ВАЗа и АЗЛК. С середины 80-х годов оба автозавода ограничились
установкой единственного хилого С308 или С309 на свои переднеприводные мо-
дели. Автолюбители отреагировали немедленно - с прилавков стали исчезать
«жигулевские» безрупорные сигналы, а с казенных «Волг» - мощные тональные.
И только в начале 90-х «Самара» наконец-то получила вполне подходящий ей
шумовой сигнал новой разработки - 20.3721.

Пьезоэлектрические, использующие достижения современной электроники,
разработки которых проводили японские фирмы, широкого распространения не
получили. Гораздо более распространены пневматические сигналы - самые про-
стые по конструкции и самые мощные. Таков С40 В производства ЛЭТЗ - прими-
тивный блок из двух прямых рупоров. Он применяется на полноприводных ар-
мейских грузовиках и седельных тягачах. Всем хорош пневматический сигнал,
недостаток только один - для его питания нужен компрессор, сжимающий воз-
дух до 6 атмосфер. Для легковых автомобилей, где такого источника сжатого
воздуха нет, продают импортные наборы: портативный электрокомпрессор
и три—шесть рожков-рупоров разной длины. При высокой стоимости, сила звука
у них заметно меньше, чем у пневмоклаксонов грузовиков, да и высокооборот-
ный компрессор долговечностью не отличается.

Контрольные вопросы

1.	Назначение фар автомобиля.

2.	Виды фар.

3.	Виды ламп, используемых в световых приборах.

4.	Назначение и функции: отражателя, экрана, линзы.

5.	Виды и назначение различных световых устройств автомобиля.

6.	Приборы световой сигнализации: виды, краткая характеристика.

7.	Факторы, обуславливающие выбор конструкции фары ближнего и даль-
него света автомобиля.

8.	Коммутационная аппаратура: виды, краткая характеристика.

9.	Виды звуковых сигналов.

10.	Устройство звукового сигнала? Принцип действия звуковых сигналов.

ГЛАВА 6. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Функции информационно-измерительной системы, требования к ней,
приборы информационно-измерительной системы

Информационно-измерительная система (ИИС) предназначена для обеспе-
чения водителя информацией о режиме движения, работоспособности или состо-
янии агрегатов автомобиля и автомобиля в целом. Для автомобильных систем
важна информативность, оцениваемая временем, необходимым для правильного
считывания информации или количеством ошибок в считывании информации
при ограниченном времени считывания.

Уровень информативности обеспечивается конструкцией как самих при-
боров, так и компоновкой их на приборном щитке. При размещении приборов на
приборном щитке используется зонально-функциональный принцип, т. е. наибо-
лее важные, связанные с безопасностью движения, приборы, к которым водитель
обращается часто, размещаются в центральной зоне, приборы, обращение к ко-
торым достаточно редко, например, информирующие о расходе топлива, состо-
янии системы электроснабжения - устанавливаются в зонах более удаленных,
т. е. меньшей информативности. Оптимальный угол обзора, в котором размеща-
ются приборы на щитке, должен составлять без перевода взгляда ЗО--4О0 по го-
ризонтали, с переводом взгляда 50—60°, а с поворотом головы 90°. В вертикаль-
ной плоскости максимально допустимые углы обзора щитка должны уклады-
ваться в диапазон 30° вверх и 40° вниз от линии взгляда водителя.

Информативность приборного щитка может быть повышена отображе-
нием показаний приборов на ветровом стекле, что позволяет водителю считы-
вать показания, не отрывая гдаз от дороги. Шкалы приборов должны выпол-
няться так, чтобы считывание показаний не вызывало затруднений. Этому способ-
ствует расцветка шкал по зонам, соответствующим определений информации -
нормально - зеленый цвет, предупреждение - желтый, аварийные величины -
красный с оцифровкой в конце зон. Цифры на шкале должны иметь вертикальное
расположение. Подвеска не должна создавать бликов на защитном стекле. Све-
товые сигнализаторы должны обеспечивать достаточную яркость для восприя-
тия. Для аварийных сигнализаторов применяется красный мигающий свет с ча-
стотой 3—5 Гц.

По способу отображения информации приборы ИИС делятся на указыва-
ющие и сигнализирующие. Указывающие приборы имеют шкалу, на которой вы-
свечиваются, указываются стрелкой, световым индикаторным столбиком или
другим способом значения измеряемой величины, сигнализирующие приборы
снабжают водителя информацией обычно об одном, как правило, аварийном зна-
чении измеряемого параметра, причем информируют об этом звуковым или све-
товым сигналом. Количество сигнализирующих приборов на автомобиле непре-
рывно увеличивается, так как они облегчают управление автомобилем. В прибо-
рах используется электрическое или электронное управление.

Электрические измерительные приборы состоят из датчика и указателя
(приемника), соединенных между собой проводами. Датчик устанавливается
в месте измерения и преобразует измеряемую физическую величину в электри-
ческий сигнал, в приемнике этот сигнал испытывает обратное преобразование
с помощью стрелки и шкалы, отградуированной в единицах физической измеря-
емой величины.

Электронные измерительные системы расширяют возможности как в ко-
личестве контролируемых параметров, так и в способах отображения информа-
ции. В частности, в таких системах приборный щиток может быть заменен дис-
плеем. На современных автомобилях используют приборные панели на органи-
ческих светодиодах (рис. 114).

Рис. 114. Приборная панель на органических светодиодах

С 2001 года технология Неа<1-ир-В18р1ау используется в автомобиле. Впер-
вые это сделала компания Оепега! МоГогз в автомобиле С'огуеНе, используя про-
екцию дисплея на лобовое стекло. С 2003 года в процесс включилась компания
НМ XV (рис. 115), она разработала приборную панель на лобовом стекле, предла-
гая эту систему в качестве опции для 5-й и 6-й моделей. В настоящее время этой
системой обзавелись также Х5, Х6. Уо1уо также использует эту технологию
с 2008 года, но правда только ее облегченный вариант - на лобовое стекло выво-
дятся только предостерегающие сообщения, дублирующие контрольные лампы.

Рис. 115. Приборная панель на лобовом стекле компании В МХУ

По своему назначению приборы ИИС делятся на термометры, измерители
давления, измерители уровня топлива, измерители зарядного режима аккумуля-
торной батареи (амперметры, вольтметры), измерители скорости автомобиля
и пройденного пути (спидометры, одометры), измерители частоты вращения
коленчатого вала двигателя (тахометры).

К автомобильным приборам относятся тахографы, вычерчивающие на кон-
трольном диске условия движения, эконометры, позволяющие подобрать режим
движения, оптимальный по расходу топлива. Конструктивно автомобильные
приборы могут изготавливаться как отдельные изделия или в виде объединений
199
приборов в щитки или комбинации. Объединение приборов в щитки и комбина-
ции повышает информативность, обеспечивает компактность установки, упро-
щает монтаж приборов.

Требования к измерительным приборам: выдержка вибрационных и удар-
ных, стабильная работа приборов при следующих градациях температур окру-
жающей среды - это от минус сорока пяти градусов до допустимого верхнего
значения плюс восьмидесяти градусов по Цельсию, отсутствие увеличения по-
грешности, при наличии возможных изменений поданного напряжения в града-
циях десяти - шестнадцати вольт, имея показатель номинального напряжения
двенадцать вольт. Допустимые значения барометрического давления от 86, 4 до
106, 4 кПа.

Датчики электрических приборов

Реостатные датчики

Реостатные датчики используются для замеров в электрической части из-
мерительной системы метода сопротивлений. Согласно этого метода в связи
с изменением физической величины изменяется величина сопротивления на вы-
ходе реостата. Перемещением ползунка на выходе реостатного датчика произ-
водится изменение сопротивления в соответствии с выражением: К = Ко + .IX,
где Ко - начальное сопротивление на выходе датчика, 1 - крутизна изменения
сопротивления.

Ранее реостатные датчики выполнялись исключительно намоткой провода
с высоким удельным сопротивлением (нихром, константан) на каркас (рис. 116, а).
Такое исполнение датчика приводит к наличию на его выходе зоны нечувстви-
тельности при перемещении ползунка в пределах диаметра провода. Поэтому по-
следние реостатные датчики выполняются намазными из проводящих паст на
подложке (рис. 116, б). Как правило реостатный датчик совмещен с датчиком,
превращающим измеряемую величину в перемещение ползунка. Возникновение
в реостатном датчике дополнительной погрешности при изменении температуры
окружающей среды является его недостатком.

Рис. 116. Реостатный датчик:
а - с проволочной навивкой; б - намазной;
1 — сопротивление реостата; 2 - ползунок
Терморезестивные датчики

Чувствительным элементом является полупроводниковое термосопроти-
вение, в котором значительное изменение сопротивления происходит при изме-
нении. Эта связь температуры и сопротивления зависит от размеров и материала
чувствительного элемента. Терморезистивный датчик представляет собой ла-
тунный баллон с резьбой и шестигранником под ключ для ввертывания в место
измерения.

Термобиметаллические датчики

Термобиметаллические датчики используются в указывающих и сигнали-
зирующих приборах импульсной системы. Основной термобиметаллического
датчика служит тонкая двухслойная пластинка (термопара), изготовленная из
двух металлических слоев, соединенных методом плакирования. У металличе-
ских слоев разные значениями температурного коэффициента линейного расши-
рения.

Больший коэффициент линейного расширения имеет активный слой. Его
изготавливают из инвара. Пассивный слой изготавливают из хромоникелевой
или молибденовой стали, он имеет меньший коэффициент линейного расшире-
ния. Биметаллическая пластинка при нагреве прогибается в сторону пассивного
слоя. Чем больше температура окружающей среды, тем сильнее прогиб. Кон-
тактная пара с закрепленным подвижным контактом, может замыкаться или раз-
мыкаться.

Датчики допускают регулировку температуры включения винтом переме-
щения неподвижных контактов. Термобиметаллический датчик указывающих
приборов снабжен нагревательной спиралью, включенной последовательно с
контактами датчика. От суммарной температуры окружающей среды и темпера-
турой, развиваемой нагреваемой спиралью зависит включение датчика Датчики
используются только с указателями импульсной системы.

Датчики давления

Основной элемент датчика давления - мембрана, представляющая собой
плоскую или гофрированную пластину, изготовленную из бронзы. Эта пластина
по краям жестко зажата. Через штуцер герметичная полость, под мембраной, со-
единена с полостью измерения давления. Как правило мембрана имеет жесткий
центром, где укреплено устройство, для связи мембрану с передающим меха-
низмом. Мембрана прогибается при изменении давления, перемещается ее жест-
кий центр. При прочих равных условиях гофрированная мембрана наиболее чув-
ствительна к изменению давления, чем плоская. Датчик давления масла, снаб-
женный реостатным датчиком, представлен рисунке 117.

Через качалку толкатель, который закреплен в жестком центре мембраны,
воздействует на ползунок реостата, поворачивающийся вокруг оси. Под дей-
ствием пружины происходит возвратное движение ползунка. Большое сопротив-
ление протеканию масла создает дроссель, запрессованный в штуцер датчика,
также при резком изменении давления он препятствует возникновению колеба-
ний ползунка. Изменение сопротивления реостата наблюдается между выводом
и «массой» ползунока, соединенного с массой датчика.
Рис. 117. Датчик давления масла:

1 - штуцер, 2 - мембрана; 3 - реостат; 4 — ползунок

В датчике импульсной системы (рис. 118) упругая пластина с контактом
опирается выступом на жесткий центр мембраны, выступ при этом соединен
с «массой». Другой контакт закреплен На плече П-образной биметаллической
пластины, со спиралью, закреплен другой контакт. Один конец спирали прива-
рен к пластине, другой соединен через упругий токовод с выводом датчика.

Рис. 118. Датчик импульсной системы

1 — штуцер; 2 — мембрана; 3 - реостат; 4 — ползунок;
5 - упругая пружина с неподвижным контактом;

6 - термопара со спиралью; 7 - регулятор

На упругом держателе закреплено второе плечо П-образной биметалличе-
ской пластины, положение держателя возможно изменять регулятором, осу-
ществляя его поворот. Происходит настройка датчика, за счет изменения перво-
начального усилия прижатия друг к другу контактов. Жесткий центр мембраны
перемещается за счет изменения давления, при этом усилие прижатия контактов
друг к другу усилие прижатия контактов друг к другу меняется и соответственно
время нахождения их в замкнутом состоянии также изменяется.

В датчике сигнализатора аварийного давления (рис. 119) рычаг выключа-
теля опирается на жесткий центр мембраны. Сам рычаг выключателя замыкает
контакты, в случае когда заданные пределы превышает давление или если дав-
ление падает ниже допустимых пределов, в зависимости от назначения датчика.
Рис. 119. Датчик сигнализатора:

1 - штуцер; 2 - мембрана; 3 - реостат; 4 - ползунок;

5	- упругая пластина с неподвижным контактом;

6	- термопара со спиралью и подвижным контактом; 7 - регулятор;

8 - неподвижный контакт; 9 - подвижный контакт

Датчики электронных информационных систем

Класс датчиков информационных систем расширяется в сзязи с нарастаю-
щим использовании электроники. Температуру измеряют термопарами. Термо-
пара - это два соединенных разнородных металлических проводника, как пра-
вило из меди и константана, хромель-алюмели, хромель-копели. Между концами
проводов, входящих в термопару, возникает ЭДС, определяемая температурой
и материалами проводников термопары.

Кремниевые и интегральные датчики также используются для замера тем-
пературы. Измеряемой величиной в интегральном датчике является напряжение
кремниевого транзистора на переходе база-эмиттер, зависящее от температуры.
Протекающий через измерительный переход ток, электронным устройством ста-
билизируется. В датчик для усиления величины сигнала встраивается схема. По
тонкопленочной технологии, за счет травления, формируется круглая диафраг-
ма, на поверхности кристалла, на которой методом диффузии нанесены пленоч-
ные резисторы. При приложении давления диафрагме, сопротивление части ре-
зисторов уменьшается, других увеличивается, и с помощью мостовой схемы
формируется сигнал с датчика. Для таких датчиков требуется компенсация тем-
пературной зависимости сигнала.

Терморезистивный датчик используется с целью измерения в баках уровня
топлива. Ток через датчик стабилизируется. Напряжение на выходе датчика и
его сопротивление датчика зависят от того, какая часть датчика какая погружена
в топливо, а какая находится в воздухе, в следствии различия в теплопроводно-
сти воздуха и топлива.

Датчиком частоты вращения в электронных системах служит обычно си-
стема зажигания, частота следования импульсов которой связана с частотой вра-
щения коленчатого вала двигателя. В информационных системах используются
также индуктивные датчики или датчики Холла, подобные применяемым в си-
стеме зажигания.
Указатели авзомобильных информационных измерительных систем

Обычно на автомобилях применяются указатели трех систем: магнито-
электрической, электромагнитной и импульсной.

Магнитоэлектрические указатели

В качестве магнитоэлектрических указателей на автомобилях наиболее
распространены трехобмоточные логометры. Логометр имеет две обмотки и 1_|
и С:, расположенные соосно, но намотанные встречно. Третья обмотка 1_з пер-
пендикулярна первым двум (рис. 120).

Рис. 120. Логометрический указатель:

1 - подвижный магнит; 2 - неподвижный магнит; 3 - стрелка

Применение трех обмоток позволяет повысить точность логометра, так как
расширяет возможности его шкалы до 120—160 градусов.

Рядом с обмотками располагается постоянный магнит, способный повора-
чиваться на своей оси, он устанавливается в направлении действия суммарной
магнитодвижущей силы всех трех обмоток. Магнит соединен со стрелкой при-
бора. Все более находят распространение логометры с переключением обмоток
электронной схемой, позволяющим расширить шкалу прибора почти до 360°.
К особым достоинствам логометра следует отнести независимость его показаний
от величины напряжения питания, так как с ростом напряжения, например, токи
всех обмоток, и следовательно, и их МДС возрастают пропорционально, так что
суммарная МДС остается прежней. На рисунке 121 представлена конструкция
логометра.

Магнит может поворачиваться вокруг своей оси, на корпус которой за-
креплена стрелка. Обмотки намотаны на пластмассовый каркас. Магнитный
экран предотвращает влияние внешних полей на показания прибора. Возврат
стрелки в нулевое положение при отключении прибора происходит за счет силы
притяжения магнита к небольшому неподвижному магниту, встроенному в ниж-
нюю половину каркаса.
Рис. 121. Конструкция логометрического указателя:
1 - постоянный магнит; 2,3- измерительные обмотки;

4 - каркас; 5 - стрелка

Электромагнитные указатели

В электромагнитных указателях поворотный якорек из магнитомягкого
материала, соединенный со стрелкой, притягивается двумя расположенными под
углом катушками (рис. 122).

Рис. 122. Электромагнитный указатель:

1,3 — катушки; 2 - стрелка; 4 - якорск; 5 - полюсные наконечники;

б - корпус

Силы воздействия на катушках уравновешиваются, в том случае, если оди-
наковы МДС катушек. Если изменяется сопротивление датчика Кд, например,
уменьшается, увеличивается сила тока в катушке 1, и уменьшается в катушке 3.
Якорек со стрелкой отклоняется к катушке, то есть в сторону большей силы при-
тяжения, если увеличивается сопротивление датчика, то стрелка поворачивается
в сторону. Возврат стрелки в исходное положение, уравновешивание магнитных
сил, действующих на якорек происходит под действием противовеса якоря, что
определяет требования к расположению электромагнитных указателей на при-
борном щитке.

Указатели импульсной системы

Указатели импульсной системы составляют вместе с термоэлектрическими
датчиками импульсную систему, используясь совместно с ними (рис. 123, а, б).

Рис. 123. Импульсная система:
а - устройство указателя, б - схема импульсного измерителя температуры,
1 - стрелка; 2 - спираль указателя;

3 - П-образная термобиметаллическая пластина;

4 - регулировочный сектор; 5 - упругая пластина; 6 - спираль датчика;

7 - биметаллическая пластина датчика; 8 - контакты

Плечо П-образной пластины термокомпенсационное, если изменяется тем-
пература воздуха, который окружает указатель, происходит компенсация изгиба,
возникающего по этой причине в плече, которое соединено со стрелкой. Спираль
термобиметаллического датчика и указателя включены последовательно (рис.
123, б). Стрелка указателя до включения прибора находится в нулевом положе-
нии (до пределов градуированной шкалы прибора), что определяется как отли-
чительный признак импульсной системы. Пр включении прибора, начинает про-
текать ток в цепи спиралей указателя и датчика, происходит нагрев биметалли-
ческих элементов. В Датчике биметаллическая пластина выгибается, что способ-
ствует размыканию контакты и исчезновению ток в общей цепи. В разомкнутом
состоянии контакты датчика находятся в зависимости от температуры воздуха,
на которую реагирует датчик термометра, кроме того влияние оказывает давле-
ние из вне на контакты. Когда биметаллическая пластина остывает, контакты
замыкаются, следовательно ток протекает в общей цепи указателя и датчика, что
провоцирует нагрев биметаллических элементов.

Термометры

Для контроля теплового режима двигателя применяются термометры. Их
также используют для контроля теплового состояния гидравлической трансмис-
сии, АКБ , системы отопителя, смазки и т. и. Замер температуры на автомобилях
производится системой терморезистивным датчиком и магнитоэлектрическим
логометром.
Схемы применяемых термометров приведены рисунке 124, а, б. Указатели
логометрические потребляют ток до 0,25 А. В системе аварийных сигнализато-
ров температуры используют термобиметаллические датчики (рис. 124, в).

Рис. 124. Электрические схемы термометров.
а - с термокомпенсационным сопротивлением;
б - без термокомпенсационного сопротивления; в - термосигнализатор

Измерители давления и уровня топлива

Давление в системах централизованной подкачки шин, смазки, пневмоси-
стеме тормозов определяется при помощи измерителей давления, в которых при-
меняется указатель с датчиками импульсной системы, магнитоэлектрический ло-
гометрический указатель давления с мембранными датчиками и реостатным вы-
ходом. Манометр с реостатным датчиком представлен на рисунке 125, а. На бор-
товое напряжение 24 В подключается сопротивление Ви, которое предназначено
для гашения напряжения. Измерители сигнализаторов аварийного давления и
давления мембранного типа включаются последовательно в цепь звукового сиг-
нала или контрольной лампы (рис. 125, б).

Рис. 125. Электрические измерители давления:

а - с реостатным датчиком и логометрическим указателем;

б - сигнализатор аварийного давления

Маноментр являющийся указателем давления масла; предназначен служит
для определения в смазочной системе двигателя давления масла. Устройство:
электромагнитный указатель 1 и датчик 6 (рис. 126, а).
2

3

Рис. 126. а - указатель давления масла,
б - указатель температуры охлаждающей жидкости:

1 - указатель; 2 - стрелка; 3 - катушка; 4 — диафрагма; 5 - реостат; 6 - датчик;
7 - постоянный магнит; 8 - пружина; 9 - терморезистор; 10 - корпус

В конструкцию датчика входят: корпус с диафрагмой 4 и ползунковый рео-
стат 5. В реостате имеется подвижный контакт, соединенный с диафрагмой. При
увеличении давления смазочной системе двигателя, прогибается диафрагма, что
способствует перемещению контакта реостата, при этом изменяется его сопро-
тивление. Протекание тока по катушкам способствует созданию результирую-
щего магнитное поля. Стрелка с подвижным постоянным магнитом, взаимодей-
ствует с магнитным полем и занимает определенное положение, которое соот-
ветствует подвижному контакту реостата 5, а также давлению масла в смазочной
системе двигателя.

Устроен указатель температуры охлаждающей жидкости (рис. 126, б) по-
добно указателю давления масла.

Аварийные сигнализаторы предупреждают водителей о недопустимом по-
вышении температуры жидкости в системе охлаждения и падения давления
масла в смазочной системе двигателя. В них входят датчик и сигнальная лампа
на щитке приборов. Датчик сигнализатора аварийного давления масла (рис. 127)
состоит из корпуса, диафрагмы 3, пружины 4 и контактного устройства 5. При
отсутствии давления в магистрали смазочной системы двигателя диафрагма вы-
гибается под действием пружины в сторону от контактов и лампа загорается
(рис. 127, а). При нормальном давлении масла диафрагма выгибается в противо-
положную сторону, размыкает контакты и сигнальная лампа гаснет (рис. 127, б).

Датчик аварийного сигнализатора перегрева двигателя (рис. 127, в) уста-
новлен в верхнем бачке радиатора. Он состоит из корпуса с латунной гильзой, в
которой находятся два контакта 5. С «массой» соединен неподвижный контакт,
при этом подвижный контакт закрепляют на упругую биметаллическую пла-
стину 6; которая изолирована от «массы». Снаружи биметаллическая пластина
соединена через зажим с сигнальной лампой 1. Контакты датчика разомкнуты;
если температура охлаждающей жидкости является нормальной. Если темпера-
тура жидкости выше расчетной; биметаллическая пластина изогнется настолько;
что контакты замкнутся и включат в электрическую цепь сигнальную лампочку.

Рис. 127. Аварийный сигнализатор:

а, б - давления масла; в - температуры охлаждающей жидкости;

1 - сигнальная лампа; 2 - датчик; 3 - диафрагма; 4 - пружина;

5 — контактное устройство; 6 - биметаллическая пластина

Измерители уровня топлива

Реостатный датчик используется в измерителях уровня топлива, его поме-
щают в топливный бак. Поплавок, по мере выработки топлива, через рычаг пе-
ремещается, воздействуя на ползунок реостата, изменяющего положение. При
наличии в автомобиле двух баков, датчики находятся в каждом баке, с помощью
переключателя водитель определяет уровень топлива в баках. Установленные
в некоторых типах датчиков, специальные контакты, при снижении до мини-
мального уровня топлива, замыкаются, что позволяет проехать автомобилю до
заправки небольшое расстояние. Контрольную лампу включают контакты,
на щитке приборов, при этом образуется прибор сигнализирующий выработку
топлива.

С датчиком соединяются электромагнитные указатели, схема представ-
лена на рисунке 128, а. Схема на рисунке 128, б, применяется если напряжение
системы 24 В. схема включает добавочный резистор, который предназначен для
гашения напряжения. Термокомпенсационное сопротивление (Кт), лампа кон-
троля минимального уровня топлива (III-), сопротивление датчика (Кд). На мак-
симальное сопротивление до 60 Ом используются электромагнитные указатели
с датчиками, на 90 Ом или 350 Ом - магнитоэлектрические указатели.

Рис. 128. Схемы магнитоэлектрических указателей:

а - для системы с напряжением 12 В;

б - для системы с напряжением 24 В

Устройство указателя уровня топлива (рис. 129, а) аналогично устройству
описанных выше указателей давления масла и температуры охлаждающей жид-
кости.

Рис. 129. Указатель уровня топлива:
а - указатель; б - датчик; в - схема работы;

1 - стрелка; 2 - катушка; 3 - постоянный магнит; 4 — ползунковый реостат;
5 - корпус; б - поплавок с рычагом; 7 - левая катушка; 8 - резистор;

9 - ползунок
Датчик указателя (рис. 129, б) представляет собой реостат 4, смонтирован-
ный в металлическом корпусе 5. Реостат изменяет сопротивление в зависимости
от уровня топлива в баке, поскольку его подвижный контакт (ползунок) соеди-
нен с рычагом, на конце которого установлен поплавок 6. В левой катушке 7
магнитное поле и сила тока (рис. 129, в) зависят от положения ползунка 9 рео-
стата. Обмотка реостата 4, при полном баке полностью включена, а сила тока в
левой катушке незначительна. В этом случае результирующее магнитное поле
всех катушек повернет стрелку с магнитом на отметку «П» (полный бак). По
мере уменьшения уровня топлива в баке сила тока левой катушки увеличивается,
т. к. сопротивление реостата 4 уменьшается и результирующее магнитное поле
катушек перемещает стрелку указателя в сторону нулевой отметки. Резистор 8
включен в цепь катушек как тепловой компенсатор.

Измерители зарядного режима аккумуляторной батареи

Напряжение определяет зарядный режим батареи, при этом напряжение
создается на выводах системой электроснабжения, а также силой тока, принима-
емой батареей. Это способствует тому, что как измерители зарядного режима
АКБ применяются вольтметры, амперметры, индикаторы заряда, контролирую-
щие работу генераторной установки, ее работоспособность. На современных ав-
томобилях амперметры не устанавливают, так как они включаются последова-
тельно в цепь батареи, что способствует созданию в цепи дополнительного па-
дения напряжения и негативно влияет на зарядный режим.

По конструкции амперметры и вольтметры аналогичны, так как эти при-
боры относятся к приборам магнитоэлектрической системы, в которой величина,
которая измеряется, подведена к обмотке, на постоянный магнит воздействует
возникающий магнитный поток. Конструкция выполняется с подвижной катуш-
кой или подвижным магнитом со стрелкой. Амперметр отличается от вольтметра
конструктивно тем, что к шунту подключена измерительная катушка, по нему
течет ток, который измеряется. В вольтметре в место, где измеряется напряжение
подключается измерительная цепь.

Системе 12 В вм шкале вольтметра предусмотрены пределы от 8 до 16 В,
при этом имеются сектора разного цвета: красный - напряжение 8-11 В, белый -
11—12 В, зеленый - 12—15 В, что обеспечивает нормальный заряд батареи и ра-
боту генераторной установки, красным - 15—16 В - происходит перезаряд бата-
реи, при этом констатируется неисправность генераторной установки. В 24 В си-
стеме удваиваются приведенные выше параметры. Вольтметр всторен в комби-
нацию приборов.

Большинство индикаторов уровня зарядного напряжения, подключаются
в гнездо прикуривателя, при этом их световая индикация подобна цветным уров-
ням вольтметра.

Спидометры и тахометры

Спидометры позволяют получить водителю информацию о пройденном
пути, скорости движения транспортного средства. Конструктивно спидометр
имеет два узла — скоростной (сам спидометр) и счетный узел, который, как пра-
вило, называют одометром. Одометр - устройство, указывающее пробег транс-
портного средства.

При длине приводного троса не более 3,55 м, привод спидометра произво-
дится гибким валом, либо при помощи электрического синхронного привода,
принципиально устроен одинаково у всех типов спидометра. Устройство ско-
ростного узла спидометра, который преобразует в перемещение стрелки частоту
вращения его входного вала, принципиально не имеет отличий у различных ти-
пов спидометра (рис. 130).

Рис. 130. Устройство спидометра:

1	- приводной вал; 2 - постоянный магнит; 3 - термомагнитный шунт;

4	- картушка, 5 - экран - магнитопровод; 6 - пружина; 7 - вал стрелки;

8 - шкала; 9 - стрелка; 10 - привод счетчика пройденного пути

В основе лежит постоянный магнит, который закрепляют на входном валу,
и выполненная из электропроводящего материала (алюминия), картушка, выпол-
ненная из электропроводящего материала (алюминия), охватывает электромаг-
нит, катушка соединена со стрелкой. Тело катушки пересекают силовые линии
магнитного поля, образующиеся при вращении магнита. Б катушке наводятся
вихревые токи, чем больше скорость вращения магнита, тем больше токи. Маг-
нитный поток магнита взаимодействует с вихревыми токами, образующаяся
сила увлекает картушку в ту сторону, куда вращается магнит, подобно ротору
асинхронного двигателя. При этом картушка только поворачивается, так как
упругая пружина препятствует ее вращению, пружина служит для уравновеши-
вания действия магнитных сил. От величины магнитного потока зависят: угол
поворота картушки и стрелки, которая связана с картушкой, кроме того они за-
висят от упругих свойств пружины, применяемых материалов для изготовления
картушки, частоты вращения приводного вала спидометра, которая пропорцио-
нальна скорости движения транспортного средства. Своеобразным магнитопро-
водом является Магнитный экран, который охватывает картушку. Он способ-
ствует усилению магнитного потока в той зоне, где расположена картушка.
За счет магнитного термошунта, который прижат к магниту, компенсируется
температурная погрешность спидометра. При увеличении температуры, сопро-
тивление картушки также увеличивается, при этом уменьшается магнитная про-
ницаемость термошунта, уменьшается замыкающаяся через него часть магнит-
ного потока, однако увеличивается пронизывающий картушку магнитный поток.

На заводах-изготовителях происходит регулировка спидометра, за счет из-
менения натяжения пружины при частичном размагничивании магнита. При нор-
мальных условиях относительная погрешность спидометра не должна превышать
5 %, нагревание на каждые 10 °С уменьшает или увеличивает на 2 % погрешность.
От входного вала, через червячную передачу приводится во вращение счетный
узел спидометра. Счетный узел состоит из набора цилиндрических барабанчиков,
которые установлены свободно на общей оси, составляют основу счетного узла,
на цилиндрическую поверхность которого нанесены цифры от 0 до 9.

Одометр (рис. 131)- набор барабанчиков с цифрами (еще их называют «де-
кадами»).

Рис. 131. Одометр

Привод от барабанчика к барабанчику осуществляется с помощью специ-
альных шестерен-трибок, расположенных на одной оси или на собственных
кронштейнах, размещенных между каждой парой барабанчиков в узлах с внут-
ренним зацеплением. Трибки имеют 6 зубьев, которые через один укорочены.
При полном обороте первого барабанчика его двухзубка повернет трибку на
треть оборота, а трибка повернет следующий барабанчик через его двадца-
тизубку на десятую часть оборота. Так осуществляется передача между всеми
барабанчиками, зубчатая передача связывает барабанчики друг с другом с отно-
шением 1:10. В начале движения- единицы километров отсчитывает километро-
вый барабанчик, в том момент, когда он делает один оборот, следующий бара-
банчик (10-километровый) фиксирует единицу и так далее. Максимальный от-
счет пути - 99 999 км, после чего показания сбрасываются. Некоторые спидо-
метры имеют отдельно показатели суточного пробега. Общее передаточное от-
ношение всех передач от входного вала спидометра до первого барабанчика -
624, кроме спидометров автомобилей ВАЗ, где оно составляет 1000. Редуктор,
который имеется в приводе спидометра, связан с ведомым валом коробки пере-
дач. С учетом передаточного числа червячных передач подбирается передаточ-
ное число спидометра, также учитывается радиуса колес. Конец гибкого вала или
вал датчика спидометра с электрическим приводом сцеплен с редуктором.

Одометры, произведенные в России обнулятся через 99 999 км. Как пра-
вило современные одометры являются шестизначными. Счетчик короткого про-
бега включается в некоторые модели одометров, как опция. Водитель нажатием
кнопки может обнулить показания одометра.

От износа собственных деталей, привода спидометра зависит работоспо-
собность механического спидометра. Гибкий вал должен быть проложен без пе-
регибов (может привести к износу троса, колебаниям стрелки колеблется, шуму
механизма). Сборку и разборку приборного щитка затрудняет тросовый привод.
Современный спидометр электронный, работает на основе сигналов от датчика
скорости. Виды спидометров представлены на рисунке 132.

Рис. 132. Спидометры

Первые электронные спидометры были несколько точней механических,
но некоторая погрешность в границах 5-7 % у них все же случалась. Происхо-
дило это по той причине, что электронные спидометры помогли исключить лишь
слабые места самой механики - люфты, капризы троса, возвратной пружинки,
картушки тому подобного. Одометры в таких приборах также похожи на меха-
нические, но «барабанчики» подчинятся микроэлектродвигателю, управляемому
электроникой.

Заметно совершенней полностью электронные приборы. Но здесь также
можно обнаружить, что привычные стрелки находятся на своих местах. Как ока-
зывается, подавляюшее большинство водителей понимают «язык стрелок»
намного лучше, чем цифры на дисплее. Возможно, это связано с тем, что чело-
веку в момент бросания взгляда на табло прибора требуется гораздо меньше вре-
мени, чтобы определить, где находится стрелка, чем запомнить число, показыва-
емое в электронном виде.

С другой стороны, комплекс электроники и «стрелок» можно назвать про-
изведением искусства. Командует стрелками электроника благодаря исполни-
тельным электродвигателям. Дисплеи для отображения значений одометра и
температуры воздуха - жидкокристаллические.

Отличием конструкции спидометра с электроприводом является то, что
электродвигателем вращается приводной вал, питание подается от датчика,
представляющего собой синхронный генератор, который возбуждается постоян-
ным магнитом. Электронный усилитель осуществляет соединение между датчи-
ком и электродвигателем.

Для преобразования сигналов в напряжение, которое пропорционально
скорости движения транспортного средства используется электронная схема. За
1 километр пути датчик вырабатывает 6000 импульсов, что соответствует меж-
дународным стандартам.

Тахометр автомобильный (рис. 133) -это прибор, который устанавливают
на машинах с целью измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя
(об/мин). Он показывает, чтобы частота вращения двигателя не превышала мак-
симально допустимую и мотор работал в оптимальном режиме.

Рис. 133. Тахометр

Основная функция тахометра - это облегчение выбора правильной пере-
дачи, что позволяет продлить ресурс двигателя. Т. е. когда стрелка тахометра
приближается к красной зоне, категорически советуется переключаться на повы-
шенную передачу. Используется для регулировочных работ, как на холостом
ходу, так и для оперативного контроля частоты вращения вала двигателя во
время движения. Автомобильный тахометр может быть двух видов - цифровой
и аналоговый.

Цифровой автомобильный тахометр выполнен в виде электронного табло,
на котором показывается необходимая информация, то есть, произведенные под-
счеты оборотов вала и двигателя. Цифровой тахометр очень полезен при регули-
ровочных операциях с электронными блоками зажигания двигателя автомобиля,
при точной установке порогов экономайзера (при полной нагрузке двигателя
служит для обогащения горючей смеси или при плавном разгоне) и др.
Аналоговый тахометр показывает число оборотов двигателя посредством
перемещающейся по циферблату стрелки. Работа такого тахометра осуществля-
ется по электронному принципу. Сигнал от вала передается по проводам на мик-
росхему, которая в свою очередь задает движение стрелки по градуированной
шкале.

Помимо того, что существуют цифровые и аналоговые тахометры, данные
устройства различаются также по методу установки. Бывает штатный и вынос-
ной автомобильный тахометр.

Штатный тахометр устанавливается непосредственно в приборной панели
автомобиля. Он более привычен и используется в большинстве автомобилей.
Выносной тахометр предусмотрен для установки его на торпедной панели. Вы-
носные тахометры применяются в основном для придания автомобилю более
стилизованного внешнего вида. Конструкция выносного тахометра предполагает
наличие «ножки» для закрепления его на торпедной панели.

Тахометры различаются размерами циферблата - 125 мм, 95 мм, и 52 мм.
125 мм тахометры предназначаются, в первую очередь, для спортивных автомо-
билей. Помимо большого циферблата, существует и настраиваемая на срабаты-
вание на определенных оборотах лампа-вспышка, сигнализирующая, что задан-
ные обороты достигнуты и пора переключаться на следующую передачу. Не-
удобства больших тахометров - занимают много места и закрывают ощутимый
сектор обзора водителю. Что бы немного компенсировать этот недостаток и
были созданы тахометры несколько меньших размеров - 95 мм. Тахометры же
52 мм предназначены для компактной установки в любом месте передней кон-
соли и приборной панели. В большей степени они используются на автомобилях,
где конструкцией не предусмотрен штатный тахометр, либо, штатный тахометр
неинформативен или неудобен для считывания показаний.

Тахометры различаются предназначением для работы с определенным ко-
личеством цилиндров. Все, представленные у нас тахометры работают с четы-
рехцилиндровыми моторами, но, есть модели, в которых существует настройка
(посредством переключателя на задней крышке) и на другое количество цилин-
дров (3-4-5-6-8).

Тахометры имеют различную градуировку шкал - 8000, 10 000, 11 000
об/мин, т. е. предназначены для двигателей, имеющих различные максимальные
обороты. Некоторые тахометры с лампой - вспышкой имеют «память» на мак-
симальные обороты двигателя.

У электрических тахометров в конструкции присутствует скоростной узел,
подобно спидометра. Датчики, применяемые в тахометрах с электроприводом
такие же, как у спидометров, схему управления идентична. В современных усло-
виях наибольшее применение получили электронные тахометры. На шкале тахо-
метра выделены цветовые сектора: опасный скоростной режим - красный сек-
тор, допустимая частота - зеленый сектор.

Датчиком для электронного тахометра служит цепь системы зажигания
(рис. 134), на тахометр от СЗ подаются импульсы, при этом частота следования
импульсов и частота вращения двигателя пропорциональны.
Рис. 134. Электронный тахометра

Формирователь импульсов на резисторах К.1, К2 и конденсаторах С1—С4,
диоде УО1, установлен на входе тахометра. Он способствует преобразованию
в сигнал положительной полуволны входного колебательного импульса. Сигнал,
запускающий одностабильный мультивибратор, выполненный на транзисторах
УТ1, УТ2, предназначен для формирования сигналов постоянной величины
и длительности, имеющих прямоугольную форму. Сигналы следуют друг за дру-
гом, их частота подобна частоте входного сигнала, который попадает на магни-
тоэлектрический измерительный прибор РУ. Среднее значение тока больше, чем
выше частота следования импульсов. Среднее значение тока, протекающего че-
рез прибор, фиксируется как показания по отградуированной шкале. Термоком-
пенсацию в приборе осуществляет терморезистор КЗ, защиту от всплесков
напряжения в цепи питания осуществляет стабилитрон \'ЭЗ. В качестве датчика
тахометра может быть вывод фазы вентильного генератора.

Эконометр

Эконометр предназначен для рационального расходования топлива, как
правило на ускоряющих передачах при движении. Эконометр - это вакуумметр,
измеряющий давление во впускном коллекторе двигателя. Вход эконометра со-
единяют с впускным трубопроводом шлангом, соединение происходит за дрос-
сельной заслонкой. Устройство эконометра приведено на рисунке 135.

Рис. 135. Эконометр:

1 - трибка; 2 - стрелка; 3 - упругая трубка; 4 - пружина;
5 - зубчатый сектор, б - тяга
Аналогичную конструкцию имеет и шинный манометр. Основная часть -
трубчатая пружина, соединенная с входным штуцером. При изменении давле-
ния, пружина сжимается или распрямляться, через зубчатый сектор и трибку пе-
ремещение конца пружины передается на стрелку прибора. Дроссельная за-
слонка прикрыта при малой нагрузке или максимальной частоте вращения, дав-
ление в пружине минимально, следовательно в левой части шкалы эконометр
покажет повышенный расход топлива. При малой скорости движения и большой
нагрузке дроссельная заслонка открыта, давление во впускном коллекторе воз-
растает и эконометр показывает, что для снижения расхода следует перейти на
низшую передачу.

Тахографы

На автомобили, совершающие дальние междугородние и международные
рейсы устанавливают тахографы (рис. 136), что рекомендовано Европейской
экономической комиссией. Тахограф способствует осуществлению контроля за
режимом работы автомобиля и водителя; позволяет проводить объективное рас-
следование дорожно-транспортных происшествий.

Рис. 136. Тахограф

Тахограф автомобильный - бортовое электронное контрольно-измери-
тельное устройство, устанавливаемое взамен спидометра или совместно с ним,
предназначенное для непрерывной индикации и регистрации скорости движе-
ния, пробега, периодов труда и отдыха водителя. Принцип работы тахографа ос-
нован на обработке электрических сигналов, поступающих с импульсного дат-
чика пути/скорости, устанавливаемого на коробке передач. Переключение режи-
мов работы тахографа осуществляет водитель. Параметры автоматически реги-
стрируются на персональном диаграммном диске.

Тахограф на диаграмме регистрирует время стоянки, скорость движения,
пройденный путь, расход топлива, текущее время. Повороту круглой диаграммы
способствует часовой механизм. В тахографах ТЭМС-1 шаговый двигатель про-
изводит перемещение диаграммы. Двигатель постоянного тока производит пере-
мещение пера самописца. Шаговый двигатель также используется для записи
расхода топлива. На зарубежных автомобилях начинают использовать тахо-
графы с записью показаний в памяти электронных устройств.

Электронные информационные системы

Электронные информационные системы предназначены для расширения
возможностей получения информации, когда мал объеме, занимаемый панелью
приборов. Электронная приборная панель может показывать на экране не-
сколько вариантов необходимой информации, используется голосовые сообще-
ния.

Бортовой компьютер осуществляет управление электронной информаци-
онной системой. В компьютере накапливается вся информация, поступающая от
датчиков.

Жидкокристаллические индикаторы применяются в системе электронной
индикации. Компьютер оценивает ситуацию на дороге, а также выявить возмож-
ность возникновения аварийной ситуации, предупреждая водителя о возможной
опасности.

Электронная информационная система позволяет информировать води-
теля о наилучшем маршруте движения, используя связь с местными станциями
или через спутники. Электронные системы ориентированы на облегчение ра-
боты водителя.

Названия систем безопасности автомобилей имеют следующие такими аб-
бревиатуры:

АВ8 - система антиблокировочная. Ее задача - предотвращение блоки-
ровки притормаживаемых колес автомобиля, сохранение ее курсовой устойчи-
вости и управляемости.

Когда колеса заблокировались и машину вот-вот «понесет», электронный
блок несколько раз «отпускает - прижимает» тормозные колодки, благодаря
чему колеса проворачиваются. Эффективность в значительной степени зависит
от ее настройки. При слишком раннем срабатывании может увеличиться тормоз-
ной путь.

НИС - система контроля тяги для спуска с крутых и скользких уклонов.
Работа основана на «удушении» двигателя, подтормаживании колес, при огра-
ничении скорости до 7 км/ч.

АЗК - антипробуксовочная система (она же АЗС, ЕТС, Е8К, ТС8, 8ТС,
ТКАС8) обеспечивает устойчивость автомобиля при движении в гору по скольз-
кой поверхности или резком старте. Для избежания «прокрутки» колес происхо-
дит перераспределение крутящего момента двигателя. Колеса, имеющие лучшее
сцепление с дорогой получают крутящий момент двигателя. Система действует
при скорости движения до 40 км/ч.

М8К используется в дизельных переднеприводных автомобилях с целью
избежания блокировки передних колес. Система используется в следующих слу-
чаях: при резком торможении на передаче, при сильном скольжении колес.
Функция системы осуществляется при воздействии топливным насосом высо-
кого давления на системы управления.

Е8Р (УОС, УЗС, Э8ТС, Э8С, АТТ8, УЗА) - система, управляющая рабо-
той антипробуксовочной и антиблокировочной систем. Она контролирует управ-
ление дроссельной заслонкой и тягу. Информация от датчиков передается в блок
электронного управления. Датчики фиксируют работу трансмиссии и мотора,
давление в тормозной системе, скорость вращения колес. Определяется усилие
торможения для каждого колеса, после анализа текущей ситуации, после чего
команды подаются на исполнительные механизмы. С блоком электронного
управления двигателем связан и процессор системы Е8Р, это способствует кор-
ректировке мощность двигателя и оборотов коленчатого вала.

ЕВВ - электронная система распределения тормозных сил (ЕВУ) - пред-
назначена для обеспечения оптимального тормозного усилия на осях, при этом
происходит его изменение в зависимости от конкретной дорожной ситуации. Си-
стема действует до начала работы АВ 8 или если АВ 8 не срабатывает.

ЕЭ8 - система электронной блокировки дифференциала. Способствует по-
вышению безопасность при движении автомобиля, улучшая тяговые характери-
стики при попадании в зону неблагоприятных дорожных условиях, кроме того
способствует облегчению старт, интенсивному разгону, движению на подъеме.

ЕЭ8 ориентирована на определение угловых скоростей ведущих колес,
при этом происходит постоянное сопоставление их между собой. Если угловые
скорости не совпадают, то буксирующее колесо подтормаживается. Процесс
идет до момента, когда сравняются угловые скорости с небуксующим колесом.
Если разность частот вращения ПО об/мин, то система включается автоматиче-
ски. Без ограничений система работает на скоростях до 80 км/ч.

Контрольные вопросы

1.	Функции информационно-измерительной системы, требования к ней,
виды приборов информационно-измерительной системы.

2.	Виды датчиков (реостатные, терморезистивные, термобиметалличе-
ские): назначение, устройство, работа.

3.	Датчики давления назначение, устройство, работа.

4.	Датчики электронных информационных систем: назначение, виды,
устройство, работа.

5.	Указатели автомобильных информационных измерительных систем:
назначение, устройство, работа.

6.	Термометры: назначение, устройство, работа.

7.	Измерители давления: назначение, устройство, работа.

8.	Измерители уровня топлива: назначение, устройство, работа.

9.	Спидометры: назначение, виды, устройство, работа.

10.	Тахометр автомобильный: назначение, устройство, работа.

11.	Тахограф: назначение, устройство, работа.

12.	Эконометр: назначение, устройство, работа.

13.	Виды и назначение электронных информационных систем.

ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОПРИВОД ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ

Тенденции, ориентированные на повышение комфорта в салоне автомо-
биля, способствуют расширению применения электропривода. Понятие «пол-
ный электропакет» предусматривает оборудование автомобиля рядом устройств:
стеклоочистители, обогреватели, центральная блокировка замков, стеклоподъ-
емник, система регулировки сидений, привод зеркал и др. В комплект электро-
привода входят: электродвигатель, системы управления, система передачи меха-
нической энергии. Как правило, с приводимым агрегатом объединяют электро-
двигатель, а также частично происходит объединение с системой защиты и
управления. Моторедуктор образуют электродвигатель, который объединяют
с редуктором, при объединении с насосом образуется мотонасос.

Отопительные и вентиляционные установки, стеклоподъемники, стекло -
и фароочистители приводятся в действие при помощи электродвигателя. Коллек-
торные электродвигатели, которые устанавливают на автомобили имеют мощ-
ность, которая выбирается из: 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250 Вт, ча-
стота вращения соответствует следующим значениям: ряду 2000, 3000, 4000,
5000, 6000, 8000, 9000 и 10000 мин1.

Электродвигатели в приводе вспомогательного электрооборудования

Двигатели с электромагнитным возбуждением могут иметь параллельное,
последовательное, смешанное возбуждение. Введение резистора в цепь возбуж-
дения или якоря способствует регулированию частоты врашения, кроме того ис-
пользуется переключение в цепи обмотки возбуждения. Две обмотки возбужде-
ния имеют реверсивные двигатели. Двухполюсными исполняют электродвига-
тели (до 60 Вт) малой мощности, пакеты якоря и статора выполняют из стальных
пластин. Для упрощения конструкции используют постоянные магниты, изго-
товленные из гексаферрита бария: анизотропные 18БА220, 24БА210, 14БА255 и
изотропные М6БИ230Ж, 6БИ240. Коэрцитивная сила по намагниченности опре-
деляется по 3 последним цифрам в маркировке магнита.

На рисунке 137 представлена конструкция электродвигателя с электромаг-
нитным возбуждением.

Рис. 137. Электродвигатель с электромагнитным возбуждением:

1 -якорь; 2 - крышка; 3 - винт; 4 — траверса; 5,14 — плоские пружины;

6 - сальник; 7,15- подшипники; 8 - коллектор; 9 - щетки;

10 - щеткодержатель; И - корпус; 13 - обмотка возбуждения,

16 - выходной вал
Электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов постепенно за-
меняют электродвигатели с электромагнитным возбуждением (рис. 138).

Рис. 138. Электродвигатель 45.3730 с возбуждением от постоянных магнитов'
1,7 - подшипник; 2 - постоянный магнит; 3 - щеткодержатель;^ - щетка;

5 - траверса; б - коллектор; 8,14 - крышки; 9 - катушка индуктивности;

10 - крепежная пластина; 11 - пружина крепления магнита; 12 - якорь;

13 - корпус; 15 - изоляционная пластина якоря

Постоянные магниты типов 1 и 2 применяются обычно в электродвигате-
лях насосов омывателей стекол и заливаются в пластмассовый корпус; осталь-
ные типы магнитов прикрепляются к корпусу пластинчатыми стальными пружи-
нами или приклеиваются.

Коллекторы изготавливают методом штамповки из меди (лента; труба),
в них на внутренней поверхности имеются продольные пазы. Щетки; применяе-
мые в электродвигателях имеют марки М1, 96, 960, ЭГ51В. От числа рабочих
проводников обмотки якоря; которые заключены между щетками; зависит ча-
стота вращения электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов.
Число таких проводников при подаче питания на третью щетку уменьшается,
при этом частота вращения растет. В качестве подшипников электродвигателей
обычно применяются сферические самоустанавливающиеся втулки; выполнен-
ные из спеченного железного или бронзового порошка с добавлением графита.
Благодаря пористой структуре эти материалы хорошо удерживают смазку (жид-
кое минеральное масло) и не требуют в отличие от бронзовых втулок высокой
поверхностной твердости вала электродвигателя. Дополнительный запас жид-
кого масла содержится в войлочных сальниках; которые прижимаются специаль-
ными диафрагменными пружинами к внешней поверхности сферических втулок.
В эксплуатации пополнения смазки не требуется. КПД электродвигателей не
превышает 60 % и зависит от их мощности

Обозначение электродвигателей: электродвигатель обозначается цифро-
вое кодом типа ХХХХ.3730; в котором две первые цифры указывают номер мо-
дели; третья цифра - модификация; четвертая - исполнение (иногда третья и чет-
вертая цифры отсутствуют).
Моторедукторы и мотонасосы

Моторедукторы используются в стекло-фароочмстителях; электроприводе
блокировки замков дверей; стеклоподъемниках. На рисунке 139 представлен мо-
торедуктор стеклоочистителя заднего стекла.

Рис. 139. Моторедуктор стеклоочистителя заднего стекла:

1 - шестерня; 2 - червяк; 3 - выходной вал; 4 - корпус редуктора;

5,7- зубчатые сектора; б - серьга; 8 - корпус электродвигателя;

9 - постоянный магнит; 10 - якорь

Электродвигатель, определяет конструкцию моторедуктора, вал электро-
двигателя удлинен, на конце червяк редуктора. В роли передней крышки элек-
тродвигателя выступает стенка корпуса редуктора, со стороны редуктора щеточ-
ный узел размещен щеточный узел. Кривошипно-шатунный механизм приводит
в действие червячное колесо. Механизм состоит из зубчатых секторов, преобра-
зующих вращательное движение вала двигателя в движение щеток. Расширить
угол колебания щеток (до 120°) позволяют зубчатые сектора. Встроенный кон-
цевой выключатель, обеспечивает укладку щеток в крайнее положение в момент
выключения моторедуктора.

Для того, чтобы произвести очистку фар круглой формы, достаточно,
чтобы угол колебания щетки составлял 60е. Малогабаритные редукторы, для фа-
роочистителей не снабжаются червячными механизмами. Выходной вал редук-
тора, который параллелен валу двигателя, от двухзвенного кривошипно-шатун-
ного механизма, включающего шатун и поводок и многоступенчатого редуктора,
получает колебательное движение (рис. 140). Для очистки прямоугольной фары
угол колебаний 45а уже достаточен. Моторедуктор очистки прямоугольной
фары снабжен однозвенный кривошипным механизмом, состоящим из шатуна и
пальца, который закреплен на его боковой поверхности.

Цепь электроснабжения двигателя разрывает выключатель; в момент по-
падания штока в углубление на шестерне. Современные моторедукторы стекло-
очистителей не оснащены кривошипно-шатунным механизмом, в результате
в колебательное преобразуется вращательное движение при помощи рычажного
механизма щетки.
Рис. 140. Моторедуктор 221.3730 очистителя фар:

1 - корпус; 2 - щетки; 3 - подшипник; 4 — коллектор; 5 - якорь;

6 - постоянный магнит; 7 - ведомая шестерня первой ступени редуктора;

8 - ведущая шестерня второй ступени редуктора; 9 - поводок;

10 - выходной вал; 11 - шатун;

12 - ведомая шестерня второй ступени редуктора;

13 - шток; 14 - выключатель

Размеры электродвигателя определяют конструктивные особенности мо-
торедукторов стеклоподъемников. В зоне механизма подъема стекла распола-
гают моторедуктор с малыми габаритами. В этом случае редуктор объединен
в единую конструкцию с двигателем; при этом редуктор через червячное колесо
управляет механизмом подъема (рис. 141).

Рис. 141. Моторедуктор стеклоподъемника:

1 - электродвигатель; 2 - червячный редуктор; 3 - выходная шестерня;

4 — блок управления

Наиболее прост по устройству моторедуктор блокировки замков дверей
(рис. 142).
1

Рис. 142. Моторедуктор блокировки замков дверей:
1 - электродвигатель; 2 - червячный редуктор;

3 — рейка; 4 — передвижной шток

Моторедуктор оснащен электродвигателем с возбуждением от постоянных
магнитов. Шестерня на выходном валу перемещает зубчатую рейку, производя-
щую разблокировку или блокировку дверных замков через передвижной шток,
в зависимости от направления вращения вала двигателя.

Устройство коммутации встроено в моторедуктор, оно предназначено для
управления моторедуктором. В системе смывателей фар и стекол, системе пере-
качки жидкости, в струйной фароочистке, в системе обогрева и т. и. использу-
ются мотонасосы. Мотонасос состоит электродвигателя с возбуждением от по-
стоянных магнитов и жидкостного насоса, которые соединены в единую кон-
струкцию.

Конструкция мотонасоса 2002.3730 струйной фароочистки представлена
на рисунке 143. Крыльчатка закреплена на валу электродвигателя центробеж-
ного насоса; которая изготовлена из пластмассы. Режим работы мотонасосов
рассматривается как повторно-кратковременный или кратковременный.

Рис. 143. Мотонасос 2002.3730:

1 - электродвигатель; 2 - манжета; 3 — корпус насоса; 4 - крыльчатка

Схемы управления электроприводом

Схема управления способствует включению и выключению электродвига-
теля; изменению частоты и направления вращения его вала; устанавливает опре-
деленное время включения; последовательность включения отдельных элемен-
тов; осуществляет защиту от перегрузок и аварийных режимов.
Схема управления электроприводом проста: включатель непосредственно
включает электродвигатель; также используются промежуточные реле; датчики
и т. п.

Электровентиляторы системы охлаждения ДВС (рис. 144) управляются
реле КУ, у которого обмотка включена через контакты термобиметаллического
датчика в сеть. Если температура в системе охлаждения ДВС ниже, температуры
срабатывания датчика, то включение выключателя не приводит к включению
электродвигателя М. Датчик замыкает контакты и реле КУ включает электродви-
гатель вентилятора, в том случае, когда температура системы охлаждения ДВС
достигнет уровня срабатывания датчика. Вентилятор отключится при охлажде-
нии ДВС. Подобная система способствует достижению оптимального теплового
режим ДВС, а соответственно экономии топлива.

Рис. 144. Схема управления электровентилятором
системы охлаждения двигателя

Очиститель ветрового стекла

С целью обеспечения механической очистки лобового стекла (иногда зад-
него) от грязи и осадков предназначен стеклоочиститель. Обязательная уста-
новка очистителя ветрового стекла с соответствующим приводом предписана во
всех странах, однако наличие омывателя требуется не везде, хотя он уже давно
стал элементом стандартного оснащения автомобиля. Для очистителя использу-
ется электрический привод с двумя скоростями.

Так как из-за загрязнения стекол, дождя и т. д. видимость сильно ухудша-
ется, а иногда и вообще пропадает, то хорошо работающие очиститель и омыва-
тель являются важным фактором повышения безопасности. Требования по ми-
нимальной величине очищаемой зоны (как и по зоне размораживания) сначала
появились в США (федеральный стандарт 104) и вскоре были заимствованы
в Правила ЕЭК ООН и директивы ЕЭС.

Поле видимости делится на несколько зон, для каждой из которых предпи-
сана своя степень очистки, выражаемая в процентах. Таким образом, выбор па-
раметров очистителя и омывателя в сильной степени зависит от величины
стекла, его формы, положения относительно сиденья водителя.
При современных формах ветрового стекла упомянутые выше требования
лучше всего можно соблюсти с помощью одинаково или противоположно пере-
мещающихся рычагов очистителя. Щетки приводятся в действие от электродви-
гателя со встроенным червячным редуктором. Положение центров качания (ры-
чагов и их длина в значительной степени определяются желаемой (и предписан-
ной) зоной очистки, как впрочем, и длина щеток. Путем изменения наклона
щетки относительно рычага можно улучшить очистку в углах и получить более
приемлемое исходное положение. Сильно гнутые и несферические стекла за-
трудняют очистку. Только благодаря использованию щеток с равномерным рас-
пределением давления прижима (принцип Трико) и при максимальном соответ-
ствии кривизны щетки кривизне ветрового стекла можно получить необходимую
зону очистки. Давление прижима на конце рычага составляет примерно 30-50 Н.
Под действием сил ветра это давление несколько уменьшается, поэтому следо-
вало бы предусматривать специальные прижимные площадки, которые, однако,
ухудшают видимость.

Наклон и форма ветрового стекла оказывают сильное влияние на работу
очистителя, которая должна проверяться, при большой скорости воздушного по-
тока в аэродинамической трубе. Потребляемая стеклоочистителем мощность
сильно колеблется, так как сопротивление сдвигу щеток три мокром стекле су-
щественно меньше, чем при почти сухом или сухом стекле. В соответствии
с этим момент торможения электродвигателя и силы в рычагах и шарнирах тоже
сильно изменяются. Момент (по данным фирмы «Воясй») изменяется от 7 до
25 Н-см. Динамические силы в шарнирах также очень велики. Целесообразнее
использовать шаровые шарниры с тефлоновыми вкладышами, не требующие
смазки и обеспечивающие четкое пространственное перемещение тяг, которые,
как правило, непараллельны осям рычагов стеклоочистителя и кривошипа при-
вода. Элементы стеклоочистителя лучше всего размещать в легкодоступном ме-
сте под капотом, причем предпочтительнее систему (электродвигатель - тяги
рычаги очистителя) предварительно монтировать на устойчивой несущей раме,
которую затем вместе с резиновыми шумоизоляционными прокладками устанав-
ливают на кузов. Таким образом достигаются точная фиксация взаимного поло-
жения элементов и оптимальное распределение сил.

Очень практичен автоматический прерывистый режим работы очистителя
при небольшом дожде или сыром тумане. В этом случае стеклоочиститель вклю-
чается через определенные промежутки времени (иногда регулируемые). Для ра-
боты такой конструкции требуется предусматривать либо специальное положе-
ние выключателя очистителя, либо отдельный выключатель прерывистой ра-
боты стеклоочистителя (с регулировкой интервала), для которого необходимо
выделять место в той части панели приборов, в которой размещаются выключа-
тели.

Электрический стеклоочиститель (рис. 145)' электродвигатель 7; червяч-
ный редуктор 3; привод (кривошипный механизм) 4, система рычагов и тяг 2);
щетки 5.
5

,1

Рис. 145. Устройство стеклоочистителя

Червячный редуктор приводит во вращение кривошип электродвигателя
стеклоочистителя. Кривошип сообщает качательные движения щеткам через
приводные рычаги и тяги.

Управление стеклоочистителем обеспечивает работу с различной частотой
электродвигателя (большой или малой); а также способствует тому; что при от-
ключении стеклоочистителя; щетки укладываются в крайнее положение; и не ме-
шают обзору водителя.

Схемы управления стеклоочисткой с электродвигателями представлены на
рисунках 146 и 147.

Рис. 146. Схема управления двухскоростным стеклоочистителем

Рис. 147. Схема управления двухскоростным стеклоочистителем
при использовании электродвигателя с электромагнитным возбуждением

В соответствии с требованиями к работе стеклоочистителя, у переключа-
теля 8А имеются три положения: 1 - на основные щетки электродвигателя пода-
ется электропитание, работа осуществляется на низкой частоте вращения. 2 -
к третьей щетке электродвигателя подводится питание, или к параллельной об-
мотке возбуждения двигателя со смешанным электромагнитным возбуждением,
через резистор. При этом повышается интенсивность очистки, вследствие пере-
хода двигателя на высокую частоту вращения. О - выключатель переведен в дан-
ное положение, что способствует остановке привода. Двигатель продолжает
работать, за счет питания через контакт концевого выключателя 8(Д
При установки щеток в крайнее положение, концевой выключатель замы-
кает замыкающий контакт, прекращается электропитание двигателя и он в ре-
жиме динамического торможения останавливается, вследствие того что, нако-
ротко соединены между собой щетки. На рисунке 8.11, показано как происходит
остановка двигателя, если щетки соединены через обмотки возбуждения. Защиту
двигателя от перегрузки осуществляет предохранитель биметаллический (РИ).
Алгоритм управления работой стеклоочистителя предусматривает его включе-
ние через 2—7 секунд. Применение электронного или теплового реле обеспечи-
вает периодичность включения.

Омыватели стекла. Стеклоомыватель (другое название - омыватель лобо-
вого стекла (рис. 148) является неотъемлемым спутником стеклоочистителя ав-
томобиля. Стеклоомыватель доставляет и разбрызгивает омывающую жидкость
на лобовое стекло, за счет чего повышается эффективность работы стеклоочи-
стителя. На автомобилях хэтчбек, универсал и др. дополнительно устанавлива-
ется омыватель заднего стекла.

Рис. 148. Стеклоомыватель

Конструкция стеклоомывателя на протяжении многих лет изменялась не-
значительно и в настоящее время включает: бачок, насос, форсунки и соедини-
тельную арматуру.

Бачок стеклоомывателя является резервуаром для омывающей жидкости.
Стандартная емкость бачка 2,5—4 л. Бачок, дополнительно обслуживающий омы-
ватель фар, имеет большую емкость. Бачок стеклоомывателя располагается в мо-
торном отсеке. Б связи с дефицитом подкапотного пространства в современных
автомобилях форма и расположение бочка согласовывается с общей компоно-
вочной схемой силовой установки. Бачок снабжен заливной горловиной с крыш-
кой. На поверхность крышки нанесен характерный рисунок, предполагающий
однозначное прочтение водителем.

Автомобили со стеклоомывателем и омывателем фар в обязательном по-
рядке оборудуются датчиком уровня омывающей жидкости. Насос обеспечивает
подачу омывающей жидкости к форсункам под определенным давлением. Насос
жестко закреплен на бачке омывателя через уплотнительное кольцо. Насос цен-
тробежного типа. Конструктивно он объединяет электродвигатель постоянного
тока и рабочее колесо. В насосе может устанавливаться фильтр грубой очистки.
Для омывателя заднего стекла (омывателя фар) может устанавливаться дополни-
тельный насос.
Конечным элементом в конструкции стеклоомывателя являются фор-
сунки. Форсунки устанавливаются в крышке капота попарно. Они производят
разбрызгивание омывающей жидкости на лобовое стекло. Различают два типа
форсунок омывателя: струйные и веерные.

Струйная форсунка имеет одно или два сопла, которые формируют одну
или две струи жидкости на лобовое стекло. Работа форсунок (направление струи)
регулируется с помощью специального инструмента.

Более современным решением является веерная форсунка. Форсунка про-
изводит разбрызгивание омывающей жидкости одновременно на значительную
поверхность лобового стекла. Веерный характер разбрызгивания обеспечивает
особая конструкция сопла и большее давление в системе стеклоомывателя. Сов-
местно с веерными форсунками устанавливается обратный клапан, который под-
держивает систему стеклоомывателя постоянно в заполненном состоянии и спо-
собствует быстрому созданию давления.

Для повышения эффективности использования стеклоомывателя в зимнее
время предлагаются различные системы подогрева омывающей жидкости: подо-
грев бачка (змеевик охлаждающей жидкости или электронагреватель в бачке),
форсунки с электроподогревом, электроподогрев и (или) утепление трубок. Си-
стемы могут использоваться как отдельно, так и в комплексе.

Системы омывания стекол фар. Их конструкция полностью зависит от
формы и размещения фар. Минимальные требования, предъявляемые к омыва-
телям фар, аналогичные требованиям, предъявляемым к омывателям ветрового
стекла основаны на измерении светопроницаемости в процессе очистки и омы-
вания стекла фар и после нее. Схема управления струйной фароочисткой с реле
2902.3747 и мотонасосом 2002.3730 представлена на рисунке 149.

Рис. 149. Схема управления струйной фароочисткой

После отключения выключателя ЗА реле в течение 4 с удерживает элек-
тродвигатель струйной очистки во включенном состоянии до тех пор, пока через
контакты реле К1.1, диод VI)2 , резисторы К7, К.8 не зарядится конденсатор С2.
После его зарядки напряжение на эмиттере УТЗ становится достаточным для пе-
рехода УТЗ и с ним УТ2 в открытое состояние, а УТ1 - в закрытое, с отключе-
нием реле К1 и остановкой электродвигателя М.
Электропривод стеклоподъемников. Электрическим стеклоподъемником
(электростеклоподъемником) называется устройство для подъема бокового
стекла, оборудованное электрическим приводом. Электростеклоподъемники от-
носятся к системам комфорта, т. к. обеспечивают дополнительные удобства во-
дителю и пассажирам при подъеме (опускании) стекол боковых дверей. В насто-
ящее время электростеклоподъемники почти полностью вытеснили механиче-
ских собратьев, использующих ручной привод.

Электрический стеклоподъемник (рис. 150) устанавливаются внутри кор-
пуса двери, непосредственно на самом корпусе или на отдельном подрамнике.
Электростеклоподъемник состоит из приводного механизма, механизма подъема
и системы управления.

Рис. 150. Электрический стеклоподъемник

Система управления функционированием стеклоподъемников состоит из
переключателей управления, реле, приводных электромоторов, регуляторов сте-
клоподъемников, механизмов опускания-поднимания стекол и соединительной
электропроводки. Электромоторы привода стеклоподъемников расположены
внутри дверных сборок автомобиля.

Управление стеклоподъемниками может быть осуществлено с водитель-
ского места при помощи главного переключателя, либо посредством манипуля-
ций индивидуальными дверными переключателями. Каждое из стекол оборудо-
вано отдельным приводным электромотором реверсивного типа. Переключе-
нием клавиши управления изменяется полярность подключения мотора и, как
следствие, направление его вращения.

Контур защищен предохранителем и прерывателем цепи. Предусмотрена
также индивидуальная защита каждого из электромоторов собственным преры-
вателем цепи, предотвращающим возможность вывода из строя всей системы
при заклинивании отдельного стекла.

Электропривод стеклоподъемников функционирует только при включен-
ном зажигании. Дополнительно, на многих моделях предусмотрена возможность
блокировки стеклоподъемников задних (а иногда и передней пассажирской) две-
рей с главного переключателя.

Приводной механизм (моторедуктор) объединяет электрический двига-
тель, червячную передачу и зубчатую передачу, выполненный в виде единого
блока. Он служит для создания усилия, необходимого для перемещения стекла.
Применение в механизме червячной передачи обеспечивает защиту от несанкци-
онированного открытия окна. В червячном редукторе передача вращения произ-
водится только в одном направлении - от червяка к колесу. При попытке враще-
ния в противоположном направлении происходит блокировка передачи.
Механизм подъема производит непосредственное перемещение стекла. В
зависимости от конструкции механизмов подъема различают следующие виды
стеклоподъемников: тросовый, рычажный и реечный. Наиболее востребованы
тросовый и рычажный механизмы подъема.

Тросовый стеклоподъемник (рис. 151) представляет собой гибкий элемент
(трос, зубчатый ремень, цепь), натянутый между несколькими роликами внутри
двери. Движение гибкому элементу передается через приводной барабан. При
вращении барабана одна ветвь гибкого элемента наматывается, другая сматыва-
ется, а сам элемент получает поступательное движение. Гибкий элемент соеди-
няется со стеклом с помощью пластины.

Рис. 151. Тросовый стеклоподъемник

Рычажный стеклоподъемник (рис. 152) объединяет рычаг, ползун, на
конце рычага, и пластину крепления стекла. Механизм подъема имеет один или
два рычага (для обеспечения равномерности перемещения). Вращение от при-
водного механизма передается на колесо с сектором, находящееся в зацеплении
с рычагом и обеспечивающее его движение.

Рис. 152. Рычажный стеклоподъемник

Двухрычажные конструкции имеют два колеса (рис. 153).

Рис. 153. Двухрычажный стеклоподъемник

Реечный механизм подъема состоит из неподвижной зубчатой рейки и
направляющей пластины, соединенной со стеклом. На пластине также размещен
приводной механизм, шестерня которого находится в зацеплении с зубчатой рей-
кой и обеспечивает перемещение стекла. Перемещение стекла в заданном
направлении обеспечивают направляющие: желоба в рамках двери, специальные
рельсы в корпусе двери.
Электрические стеклоподъемники могут иметь непосредственное или
электронное управление. Непосредственное управление электростеклоподъем-
ником осуществляется с помощью трехпозиционного переключателя, включен-
ного в цепь питания электродвигателя. При перемещении переключателя в
первую позицию двигатель вращается в одну сторону, при перемещении во вто-
рую позицию происходит смена полярности и соответственно изменение направ-
ления вращения двигателя. Ввиду травмоопасное™ данный вид стеклоподъем-
ника имеет очень ограниченное применение.

Электронное управление стеклоподъемниками имеет более сложную кон-
струкцию, включающую входные устройства, электронный блок управления
и исполнительное устройство.

К входным устройствам относятся переключатель режимов работы, а так-
же датчики положения стекла. В электронной системе управления применяются
также трехпозиционные переключатели. На водительской двери (панели управ-
ления, центральной консоли) устанавливается блок переключателей, с помощью
которого можно управлять стеклоподъемниками всех дверей. Там же может
устанавливаться выключатель блокировки стеклоподъемников дверей.

В качестве датчиков положения стекла могут использоваться датчики
Холла. Датчики устанавливаются на червячном колесе. В результате работы дат-
чиков изменение магнитного потока, возникающее при вращении червячного ко-
леса, преобразуется в импульсы напряжения на выходе датчика. Электронный
блок управления учитывает: число импульсов при определении величины подъ-
ема (опускания) стекла, продолжительность импульсов при включении блоки-
ровки движения стекла, сдвиг импульсов от двух датчиков при установлении
направления движения.

Каждый стеклоподъемник имеет, как правило, свой электронный блок
управления. Блок управления преобразует сигналы входящих устройств в управ-
ляющее воздействие на исполнительное устройство - электродвигатель постоян
ного тока. Все блоки связаны между собой через центральный блок управления
системами комфорта.

Электронное управление обеспечивает значительное расширение функци-
ональных возможностей электростеклоподъемников. Помимо традиционных
функций подъема-опускания стекол; в работе стеклоподъемников могут быть ре-
ализованы следующие функции:

-	автоматическое открывание (закрывание) окна;

-	блокировка включения переключателей;

-	возможность работы после остановки двигателя;

-	реверсирование движения при встрече препятствия при закрывании окна;

-	внешнее управление стеклоподъемниками;

-	автоматическое опускание стекла при открывании безрамной двери.

Функция автоматического открывания и закрывания окон основана на про-
должительности нажатия переключателя. Кратковременное нажатие на пере-
ключатель инициирует подъем (опускание) стекла; продолжительное нажатие -
автоматическое закрывание (открывание) окна.
Для обеспечения безопасности при перевозке детей предусмотрена блоки-
ровка электростеклоподъемников задних дверей с водительского места. В про-
грамме электростеклоподъемников заложена возможность работы после оста-
новки двигателя и выключения зажигания; что позволяет закрывать окна, не за-
пуская двигатель повторно. Продолжительность работоспособного состояния
стеклоподъемников после остановки двигателя колеблется в зависимости от кон-
струкции.

Важной функцией, с точки зрения безопасности, является реверсирование
движения стекла при встрече препятствия на подъеме. Функция реализуется пу-
тем контроля скорости вращения приводного механизма. Как только скорость
механизма уменьшается (датчики Холла подают сигналы большей продолжи-
тельности), электронный блок управления меняет направление вращения элек-
тродвигателя на противоположное и стекло начиняет двигаться вниз. Достаточно
редко применяется функция внешнего управления стеклоподъемниками, кото-
рое производится поворотом ключа зажигания, вставленного в замок двери.
На некоторых моделях автомобилей предусмотрена возможность закрывания
окон с помощью центрального замка с дистанционным управлением.

Для автомобилей-купе, оборудованных безрамными окнами, предусмот-
рена функция автоматического опускания стекла на несколько миллиметров, чем
достигается беспрепятственное открывание двери.

В блоке управления стеклоподъемом 1903.3763 сигнал на подъем или
опускание стекла изменяет полярность электропитания электродвигателя мото-
редуктора и заставляет его вращаться в ту или иную сторону. Сигнал может по-
ступить с переключателя системы управления стеклоподъемником или автома-
тически с центрального блокировочного устройства. Остановку двигателя мото-
редуктора производит система, реагирующая на величину тока электродвига-
теля. При установке стекла в крайнее положение двигатель затормаживается, ток
двигателя возрастает и по сигналу от термобиметаллического выключателя, гер-
кона или микровыключателя сдатчиком Холла происходит остановка двигателя.
Специализированные микросхемы используются в схемах управления электро-
приводом. Схемы управления реле стеклоомывателя и стеклоочистителем, вы-
полненные с использованием микросхем , приведены на рисунке 154.

Рис. 154. Схема управления стеклоочистителем (а) и реле
стеклоомывателя (б) на микросхемах КР1055ГП2 и КР1055ГП1
Схема управления системой блокировки замков дверей с электронным бло-
ком управления 7403.3761 и с моторедуктором 87.3730 представлена на рисунке
155.

Рис. 155. Схема управления системой блокировки замков дверей

Нажатие кнопки 8А2 открывает транзисторы УТЗ, УТ4 и подключает реле
КУ2 в цепь питания, при этом реле способствует включению электродвигателя
моторедуктора. Полярностью моторедуктора: на выводе 1 - «•=», на выводе 2 -
«+». Такая полярность электродвигателя способствует передвижению рейки,
следовательно происходит блокировка дверей. Реле КУ 1 срабатывает в момент
нажатия 8А1, «+» подается на вывод 1, «-» подается на вывод 2. Вращая редук-
тор в обратную сторону, двигатель способствует разблокированию дверей. Кон-
цевой выключатель 8<3 Для блокировки кнопок ЗА I и 8А2 используется конце-
вой выключатель 80 .

Контрольные вопросы

1.	Назначение электропривода.

2.	Устройство электродвигателя.

3.	Конструктивные характеристики по которым различают электродвига-
тели.

4.	Объяснить для чего предназначены следующие части: полюса статора,
якоря, коллектор, щетки), какие функции выполняют данные элементы электро-
двигателя.

5.	Принцип работы электродвигателя постоянного тока.

6.	Характеристики электродвигателей, используемых во вспомогательном
электрооборудовании автомобиля.

7.	Привести факторы, обуславливающие выбор того или иного электродви-
гателя для определенного привода.

8.	Назначение и функции следующих элементов: червячный редуктор, кри-
вошипный механизм, тяги.
ГЛАВА 8. ПРОВОДА АВТОМОБИЛЯ. ЗАЩИТНАЯ
И КОММУТАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Автомобильные провода

По электрической сети производится передача на автомобиле электроэнер-
гии от источников к приемникам. Соединительные провода являются ее основ-
ными элементами (рис. 156), атакже предохранители, разъемы, коммутационная
аппаратура.

Рис. 156. Автомобильные провода

Однопроводная система передачи электроэнергии применяется на легко-
вых автомобилях, происходит общее соединение на кузов (массу), отдельные по-
требители (звуковые сигналы, стояночные огни) обеспечены двухпроводным
включением.

Выделяют автомобильные провода: низкого напряжения и высокого напря
жения и провода низкого напряжения. Во вторичной цепи системы зажигания ис-
пользуются провода высокого напряжения. На специальные с распределенными
параметрами (обеспечивают защиту от радиопомех) и обычные с металлическим
центральным проводником распределяются высоковольтные провода.

Провода, имеющие металлический центральный электрод, изолированы
поливинилхлоридом, резиной и полиэтиленом, сверху изоляции одевается обо-
лочка, обеспечивающая повышенную бензо-маслостойкость. Наибольшее при-
менение имеют реактивные провода с емкостным, активным, индуктивным со-
противлением переменному току. Токопроводящая жила резистивного провода,
изготовленная из хлопчатобумажной пряжи, которая пропитана сажевым раство-
ром. Жила помещается в специальную оплетку (хлопчатобумажную или капро-
новую).

Для избежания образования токопроводящего слоя грязи, высоковольтные
провода необходимо очищать, так как слой грязи способствует тому, что умень-
шается напряжение во вторичной цепи системы зажигания. Для избежания
уменьшения максимальное напряжение во вторичной цепи системы зажигания
необходимо содержать в чистоте провода. Следует учитывать, что чем провод
жестче, тем контакты в соединениях ослабляются быстрее.

В одном жгуте с другими проводами нельзя укладывать высоковольтные
провода системы зажигания.

Из медных токопроводящих жил изготавливают провода низкого напряже-
ния, которые применяют для соединений в бортовой сети, их изготавливают
с изоляцией из резины или пластиката. Жилы изготовлены из медной проволоки
с высокой эластичностью, электропроводностью. С целью защиты от механиче-
ских повреждений, используют бронированную изоляцию проводов, для сниже-
ния уровня радиопомех провода имеют экранирующую оплетку.

При температуре от - 50 0 до + 80 °С используются провода: ПГВАЭ (экра-
нированный), ПГВА, ПГВАД (двухжильный), и ПГВАБ (бронированный). В
районах с холодным климатом устанавливаются провода ПГВА-ХЛ, с темпера-
турным диапазоном: от - 60 0 до + 70 °С. Плетеный неизолированный провод
АМГ применяют для соединения вывода аккумуляторной батареи с «массой».

Перед установкой проводов на автомобиль, их собираются в жгуты, содер-
жащие их наконечники, оплетку, резиновые защитные колпачки т. и. В жгуте
длина проводов не менее 100 мм. Наиболее применимы плоские жгуты, в них
методом тепловой сварки к основе прикрепляют провода. Учитывая тепловую
нагрузку, выбирается в жгуте сечение провода. Нормы Допустимые токовых
нагрузок приведены в таблице 12, таблице 13.

Таблица 12

Допустимая токовая нагрузка для плоских жгутов

Номинальное сечение мм2	Постоянная токовая нагрузка, А, при температуре окружающей среды, °С		
	30 °С	50 °С	80 °С
0,5	9	7,5	5,5
0,75	И	9,5	7
1,0	13	И	8
1,5	17	15	10
2,5	23	19	13
4,0	31	25	17

Таблица 13

Допустимая токовая нагрузка для сборных жгутов

Номинальное	Постоянная токовая нагрузка, А, при температуре окружающей среды, °С					
	30 °С	50 °С		80 °С		
сечение, мм2	Число проводов в жгуте					
	2-7	8-19	2-7	8-19	2-7	8-19
0,5	9,5	6,5	7,5	5,0	5,0	3,5
0,75	12	8,5	9,5	6,5	6,5	4,5
1,0	14,5	10,5	11,5	8,0	7,5	5,5
1,5	19	13	15	10,5	10	7,0
2,5	26	18	20,5	14	14	9,5
4,0	34.5	23,5	28	18,5	18,5	12,5
6,0	44	31	36	25	26	18
С помощью быстроразъемных штекерных соединений производится под-
ключение проводов к узлам электрооборудования, а также их соединение между
собой. Исключением, обычно, является при присоединении проводов к АКБ, что
обеспечивает максимальную надежность соединений наконечников.

Провода, присоединяемые к разным группам цепей, с целью удобства ра-
боты с электропроводкой автомобиля, имеют определенный цвет. Для сплошной
расцветки используются десять цветов, если дополнительно наносятся полосы
или кольца красного, белого, голубого, черного цвета на цветную расцветку об-
разуется комбинированная расцветка. Для соединения изделий с корпусом авто-
мобиля («массой») необходимо использовать проводами одного цвета. Провод,
соединяющий коммутирующий прибор (выключатель, переключатель) или
предохранитель с линией электроснабжения, должен иметь одинаковый цвет
с проводом сети, к которой происходит подключение. В разборных или нераз-
борных контактных соединениях, участки цепи выполняют проводами одинако-
вой расцветки. Различная расцветка должна быть, если участки цепи, разделены
контактами реле, резисторами, предохранителями. Может повторяться рас-
цветка проводов; проложенных в разных жгутах. Окраска проводов на принци-
пиальных схемах обозначается цветом или буквами (при комбинированной рас-
цветке одной или двумя).

Защитная аппаратура

Должны быть защищены от перегрузок и коротких замыканий все электри-
ческие цепи, кроме цепей пуска и зажигания. Не предусматривается защита от
коротких замыканий в цепях пуска и зажигания, с целью избежания снижения их
надежности. В современных электронных системах зажигания защиту от пере-
грузок имеется. Не является обязательным в цепь заряда аккумуляторной бата-
реи введение предохранителей, однако зарубежные производители, как правило,
устанавливают предохранитель в цепь заряда АКБ. Может применяться защита
нескольких электрических цепей одним предохранителем. Для взаимозаменяе-
мых устройств и аварийных цепей групповая защита не допускается.

Предохранители служат для ограничения максимального, тока в электри-
ческой цепи при коротком замыкании проводов, что предотвращает быстрый
разряд аккумуляторной батареи, порчу амперметра, а также тепловое разруше-
ние изоляции проводов и выключателей. Термобиметаллические предохрани-
тели и плавкие предохранители применяются в электрических цепях для защиты
от коротких замыканий и перегрузок электрических цепей.

Если ток в цепи достигает опасных значений, плавкие предохранители
(рис. 157), снабженные калиброванной металлической ленточкой, расплавляю-
щейся.

Если сила тока больше расчетной вставка плавится и прерывает цепь.
Плавкие предохранители включают в цепь контрольно-измерительных прибо-
ров; заднего фонаря; звукового сигнала и других потребителей.
Рис. 157. Устройство плавких предохранителей:

1 - стержневой предохранитель; 2 - штыревой предохранитель

У малогабаритных предохранителей штекерного типа (штыревого) В пла-
стмассовую оболочку помещают калиброванную ленточка у предохранителей
штекерного типа (штыревого) - малогабаритных. Это способствует тому, что
увеличивается скорость их срабатывания.

При прохождении тока по биметаллических пластинам они прогибаются;
на этом явлении основано действие термобиметаллических предохранителей.
Выделяют следующие типы: предохранители вибрационного типа и предохра-
нители с кнопочным выключением. В термобиметаллических предохранителях
с кнопочным включением (рис. 158) при размыкании цепи охлаждается пла-
стина, но пока не будет нажата кнопка, остается в положении «выключено»
в термобиметаллических предохранителях с кнопочным включением. Возвраще-
ние пластины в в исходное положение после охлаждения пластина и замыкание
контактов характерно для предохранителях вибрационного типа. По сравнению
с плавкими предохранителями, термобиметаллические предохранители более
инерционны, поэтому их применяют в цепях защиты электродвигателей.

Рис. 158. Устройство термобиметаллических предохранителей:
1 - кнопка возврата; 2 - биметаллическая пластина; 3 - корпус
На корпус центрального переключателя света устанавливают термобиме-
таллический предохранитель многократного действия. Его включают в цепь под-
фарников и фар, и др. потребителей тока. Контактные пластины и (рис. 159, а),
снабженные винтовыми зажимами, изолированы одна от другой.

Рис. 159. Схемы термобиметаллических предохранителей:
а - многократного действия; б - однократного действия

На пластину наложена изоляционная накладка 2. Серебряные контакты за-
мкнуты усилием упругой биметаллической пластины, приваренной к контактной
пластине 5. Ход биметаллической пластины ограничивается грибком, на стержне
которого с обеих сторон пластины установлены текстолитовые шайбы. При пре-
вышении тока выше допустимого значения биметаллическая пластина, нагрева-
ясь, деформируется и размыкает контакты. После остывания пластина примет
прежнюю форму и контакты замкнутся вновь.

Термобиметаллический предохранитель однократного действия устанав-
ливают в цепях приборов освещения, звукового сигнала и в других цепях. Когда
сила тока в цепи предохранителя меньше предельного значения, контакты изо-
гнутой биметаллической пластины (рис. 159, б) соединены с контактами, укреп-
ленными в корпусе. При прохождении через предохранитель тока, превышаю-
щего допустимый, биметаллическая пластина со щелчком разомкнет контакты и
и останется в положении, показанном пунктиром. После устранения поврежде-
ния в проводке для замыкания цепи нужно вернуть пластину в первоначальное
положение, нажав на кнопку предохранителя.

Номинальная сила тока предохранителя связана с сечением проводящей
жилы провода.

Таблица 14
Зависимость от сечения проводящей жилы провода
номинальной силы тока предохранителя

Сечение провода; мм2	0.5	0,75	1	1,5	2,5	4
Номинальная сила тока для предохранителя: плавкого	8	10	10	16	20	30
термобиметаллического	10	15	15	20	30	40
Плавкая вставка не должна расплавляться в течение 30 мин при силе тока,
в 1,5 раза превышающей номинальную, и должна разрывать электрическую цепь
не более чем за 10 с при силе тока, в 3 раза превышающей номинальную. Мало-
габаритный плавкий предохранитель срабатывает при двукратном превышении
силы номинального тока не более чем за 5 с. Термобиметаллические предохра-
нители при нормальных температурных условиях и силе тока, в 2,5 раза превы-
шающей номинальную, срабатывают не более чем за 15 с. Предохранители та-
кого типа с самовозвратом при кратности тока около 2 срабатывают не более чем
за 2 мин. В настоящее время на автомобилях используют более надежные предо-
хранители ножевого (штекерного ) типа: в держатель вставляются два плоских
контакта. Такие элементы значительно более удобны и безопасны в обращении,
к тому же максимальное значение тока, на которое они рассчитаны, легко опре-
делить по цвету корпуса. Ножевые предохранители бывают различных размеров
(пши, тедшт, тах! -рис. 160) и номиналов (1А, 2А, ЗА и т. д.).

Рис. 160. Ножевые предохранители

Различить автомобильные предохранители очень просто, предохранители
различных номиналов имеют свой цвет. Ниже приведена таблица соответствия
цвета предохранителя его номиналу.

Таблица 15

Соответствие цвета предохранителя его номиналу

Сила тока	Цвет	Сила тока	Цвет
1А	чёрный	25А	белый
2А	серый	ЗОА	зелёный
ЗА	фиолетовый	40А	оранжевый
5А	коричнево-жёлтый	60А	голубой
7,5А	коричневый	70А	коричневый
10А	красный	80А	светло-жёлтый
15А	голубой	100А	сиреневый
20А	жёлтый		

Последнее слово в мире защиты электрических цепей - самовосстанавли-
вающиеся предохранители (рис. 161).
Рис. 161. Самовосстанавливающиеся предохранители

Они представляют собой резистор из специального полимерного матери-
ала, сопротивление которого в определенной степени зависит от температуры.
Таким образом, по достижении силы тока критических значений происходит ин-
тенсивный нагрев предохранителя, сопровождаемый резким (почти мгновен-
ным) ростом сопротивления, за счет которого и происходит размыкание цепи.
После отключения питания или устранения неисправности (иными словами, ко-
гда сила тока перестанет превышать норму) элемент начинает остывать, проис-
ходит восстановление кристаллической структуры полимерного материала и то-
копроводность приходит в норму. Преимущества таких предохранителей — их
полная автономность позволит размещать блоки предохранителей в любом ме-
сте машины, поскольку необходимость обслуживания полностью отпадает.

Основных мест расположения предохранителей - два (в некоторых авто
может быть и 3 и 4 основных блоков предохранителей). Обязательно салон авто-
мобиля в районе передней панели. Также в салоне в районе багажного отделения
или под капотом. Ещё предохранители могут быть разбросаны по всему автомо-
билю по 1, по 2, по 3 штуки. Плавкие предохранители обычно объединяются
в блоки (рис. 162).

Рис. 162. Блок предохранителей

Два блока предохранителей: основной и дополнительный, предусмотрены
на автомобилях ВАЗ (рис. 163). В основной блок включены: девять предохрани-
телей на восемь ампер, один предохранитель на шестнадцать ампер. Дополни-
тельный блок содержит шесть предохранителей, два (14-й и 15-й) на шестна-
дцать ампер, на 8А остальные
Рис. 163. Блоки предохранителей

В автомобиле Нопс1а СМс имеются следующие блоки предохранителей:
блок предохранителей под рулевой колонкой (рис. 164), включает предохрани-
тели с 1 по 38. Блок предохранителей закрыт пластиковой крышкой-лючком.
В нем 33 предохранителя разных номиналов. Также, посадочные места под но-
мерами 34, 35, 36, 37, 38 содержат запасные предохранители. Тип предохрани-
теля 11 опс!а Сл\1с в салоне - мини. Каждый номинал предохранителя имеет цвет:
оранжевый - 7.5 А, красный - 10 А, синий - 15 А, желтый - 20 А, зеленый - 25 А.

Рис. 164. Салонный блок предохранителей под
рулевой колонкой Нопба СМс

Подкапотный блок предохранителей включает предохранители с 41 по 57
(рис. 165).
Рис. 165. Подкапотный блок предохранителей Нопйа Стс

Блок предохранителей АВ8 (если установлена АВ8): предохранители с 61
по 63: предохранитель 61 - Насос АБС; предохранитель 62 - Модуль управления
АБС; предохранитель 63 - Модуль управления АБС.

Проверка и замена автомобильных предохранителей

В процессе длительной эксплуатации автомобиля может наблюдаться
окисление контактов предохранителей; что приводит к возрастанию сопротивле-
ния цепи или обрыву цепей. Периодическая проверка и зачистка контактов
предохранителей и их держателей должна производиться регулярно. На рисунке
166 представлены: перегоревший предохранитель - рис. а, целый предохрани-
тель рис. б.

Рис. 166. Предохранитель:
а — перегоревший предохранитель; б — целый

Проверять предохранители нужно не вынимая из гнезда. Включить цепь,
которая не работает (габариты, свет ближний, дальний, печка, магнитофон и т. и.)
и проверить напряжение пробником на одном выводе предохранителя и на дру-
гом. Если на одном выводе есть напряжение, а на другом нет, значит, предохра-
нитель сгорел (рис. 167).
Рис. 167. Проверка предохранителя

Коммутационная аппаратура

Для включения приборов и потребителей автомобиля применяется комму-
тационная аппаратура (КА). КА связывает электропотребителей и бортовую
сеть. КА прямого действия это все включатели, клавиши, кнопки и так далее,
включение которых происходит непосредственно при воздействии на него води-
телем. К КА дистанционного действия относятся реле, контакторы, включение
которых происходит без непосредственного воздействия на них человека.

В рукоятки элементов коммутационной аппаратуры прямого действия ис-
пользуются лампы со светофильтрами. В зависимости от функционального
назначения аппаратуры выбирается цвет: для предупреждения о необходимости
принятия мер по предотвращению аварийной ситуации используется красный
цвет, оранжевый - необходимо принять меры для обеспечения нормальной ра-
боты, зеленый - нормальная работа, синий - включен дальний свет, двигатель
находится в холодном состоянии, а также лампы подстветки, облегчающие по-
иск в темноте.

Автомобильные выключатели и переключатели подразделяются по кон-
струкционному исполнению на поворотные (в том числе со съёмным ключом),
кнопочные, клавишные, рычажные.

Поворотные переключатели применяются в выключателях зажигания, под-
рулевых переключателях и так далее. В настоящее время применяются две изо-
лированные шайбы, подвижную и неподвижную, в которых находятся контакты,
замыкающиеся в определённой последовательности. Систему зажигания, пуска,
стеклоочистителей, указателей поворота, фонаря заднего хода, иногда и фар го-
ловного света и радиоприемника коммутирует выключатель зажигания.

Основой выключателя является контактный узел, состоящий из подвиж-
ных и неподвижных контактных дисков. В некоторых случаях блокировкой от
повторного включения стартера и сигнализацией об оставленном ключе зажига-
ния, противоугонным устройством снабжаются выключатели зажигания. Лишь
после возврата выключателя в нулевое положение возможно повторное включе-
ние стартера.

Подрулевые переключатели имеют несколько отдельных контактных уз-
лов, управляемых собственными рукоятками. Переключением фар с ближнего на
дальний свет, указателями поворота, стояночными огнями управляет переклю-
чатель наружного освещения и световой сигнализации. Режим работы стекло-
очистителя ветрового стекла изменяет переключатель. Возможны фиксирован-
ные и нефиксированные положения выключателя.
По конструкции кнопочные выключателей аналогичны общепромышлен-
ным. Подвижный контакт переводится нажатием кнопки из одного положения в
другое. Кнопочный выключатель без фиксации замыкает контакты, отжимаемые
затем пружиной.

Почти все автомобильные включатели и переключатели имеют низкий
коммутируемый ток в основном около 5—6А. По этой причине в автомобиле при-
меняются промежуточные реле. Они могут коммутировать на много больший
ток, то 20А до 50А, а дистанционные выключатели массы 100Л. Все реле отно-
сятся к дистанционной коммутационной аппаратуре. Кроме разгрузки контактов
выключателей и переключателей реле применяются для регулирования времени
включения и выключения потребителей (реле поворотов, реле стеклоочисти-
теля). Конструктивно реле состоит из электромагнита и контактов Электромаг-
нит имеет электромагнитную катушку, намотанную на сердечник, магнитопро-
вод (ярмо) и якорь, к которому крепится подвижный контакт. При подаче напря-
жения на электромагнитную катушку в ней образуется магнитный поток, кото-
рый через сердечник и ярмо передаётся на якорь и стремится замкнуться на сер-
дечник. Когда сила магнитного потока превысит усилие возвратной пружины,
якорь притянется, замыкая контакты.

Промежуточные реле могут иметь две или четыре пары контактов. Визу-
ально они отличаются количеством выводов четыре или пять. Реле с двумя па-
рами контактов работают аналогично реле с парой контактов, при этом замыка-
ние второй пары происходит за счёт возвратной пружины при снятии питания
с электромагнита. Современные реле с регулировкой времени работают анало-
гично, но питание на катушку электромагнита подаётся через электронный блок
управления. Ранее выдержка времени происходило через биметаллическую
нить, длинна которой менялась, за счёт нагрева проходящим по ней током.

В системах электрооборудования автомобиля применяются электромаг-
нитные и электронные реле. Обычно на выходе электронного реле устанавлива-
ется реле электромагнитное. Устройство малогабаритного электромагнитного
реле представлено на рисунке 168.

Рис. 168. Электромагнитное реле:

1 - обмотка; 2 - сердечник;

3 - ярмо; 4 — пружина; 5 - якорь; 6 - контакты; 7 - крышка

Современные реле характеризуются малым содержанием серебра в контак-
тах и могут иметь пластинчатые или витые пружины. Для установки на печатные
платы выпускается специальная модификация реле; допускающая распайку ее
выводов прямо на печатных платах.

Электронные реле имеют схемное исполнение в соответствии со своим
функциональным назначением. Современные эле тронные реле; как правило; вы-
полняются с использованием интегральных микросхем. На рисунке 169 приве-
дена схема реле прерывателя указателя поворота на микросхеме.

К нагрузке прерывателя
«Масса 

К выключателю зажигания
через выключатель
аварийной сигнализации

31

Рис. 169. Реле-прерыватель указателя поворота на микросхеме

Для удобства обслуживания реле и предохранители современных автомо-
билей располагаются в едином блоке. Блок реле и предохранителей представляет
собой центральное распределительное устройство, связанное через штекерные
разъемы и жгуты проводов со всеми элементами бортовой сети автомобиля. Пе-
чатный монтаж осуществляет электрическое соединение в блоке. Блок заключен
в пластмассовый корпус, на крышке которого нанесены символы функциональ-
ного назначения располагающихся под ним элементов. Блоки отличаются друг
от друга количеством и назначением составляющих их элементов.

Монтажные функциональные блоки объединяют в единое устройство от-
дельные блоки коммутационных устройств, связанных общностью выполняе-
мых функций.

Для коммутации силовых цепей на автомобилях и автобусах применяются
контакторы, отличающиеся от реле массивной контактной системой, рассчитан-
ной на коммутацию значительной силы тока, наличием двойного разрыва цепи,
повышающего надежность работы устройства, а также наличием втягивающей
и удерживающей обмоток.

Дистанционные выключатели «массы» на аккумуляторных батареях пред-
назначены для коммутации силовых электрических цепей на автомобилях и ав-
тобусах. На рисунке 170 приведены конструкции дистанционных выключатели
«массы».



Рис. 170. Конструкции дистанционных выключатели «массы»

На рисунке 171 представлена конструкция дистанционного выключателя
«массы» автомобилей КамАЗ.
Рис. 171. Дистанционный выключатель «массы» автомобилей КамАЗ:

1 - корпус; 2 - устройство ручного включения; 3 - якорь; 4 — шток;

5 - обмотка электромагнита; 6 - стопор; 7 - рычаг;

8 - контактное устройство

Электромагнит при подаче электропитания на его обмотку втягивает якорь
и через шток перемещает контактное устройство, замыкающее контакты. При
замыкании фиксатор попадает в выемку рычага стопорного устройства, фикси-
руя контактное устройство в замкнутом положении.

После снятая питания с обмотки электромагнита при следующей подача
питания на обмотку шток воздействует на рычаг стопорного устройства кото-
рый, проворачиваясь, утапливает фиксатор, после чего пружина контактного
устройства разрывает контакты. Выключатель допускает и ручную коммутацию
цепи нажатием через резиновый чехол на якорь электромагнита.

Мультиплексная система проводки

За последние 20 лет значительно возросла сложность автомобильной элек-
тропроводки. Основной проблемой при разработке и изготовлении автомобиль-
ного жгута является его вес и размеры. В современных условиях в транспортном
средстве насчитывается более тысячи проводов. Например, жгут, идущий к две-
ри водителя, содержит 50 проводов, жгут, подходящий к приборному щитку —
около 100 проводов. Кроме увеличения веса и размеров, большое количество
проводов способствует ухудшению надежности. После кузова, двигателя, транс-
миссии, стоимость автомобильных проводов находится на четвертом месте. Рас-
тет число систем автомобиля, имеющих автотронное управление (двигателем,
автотронные антиблокировочные системы, автотронное управление коробкой
передач управление клапанами, активная подвеска и т. д.).

Развитие электроники позволяет значительно упростить схему бортовой
сети автомобиля, сократить число жгутов и снизить массу соединительных про-
водов. Мультиплексная система проводки предусматривает подведение ко всем
устройствам, входящим в систему, двух общих шин — силовой, по которой к по-
требителям подводится «плюс» питающей сети, и управляющей, по которой про-
ходит сигнал на включение или выключение, зашифрованный в двоичном коде.
Сигнал формируется в мультиплексоре при нажатии соответствующего выклю-
чателя. Демультиплексор потребителя, получив сигнал, расшифровывает его и,
если он соответствует коду включения этого потребителя, подключает его к пи-
тающей сети. Электронный блок осуществляет синхронизацию прохождения
сигналов. Управляющая шина может представлять собой световод в системе оп-
тической связи. В этом случае управляющий сигнал преобразуется из электриче-
ского в световой.

В мультиплексных системах сигналы и электропитание разделены, в них.
Электронная схема узла, в отдельных случаях, должна считывать состояние
управляющего ключа постоянно, даже тогда, когда обесточена большая часть
электрооборудования. За счет приема и передачи сигналов между узлами элек-
тропроводка упрощается. Коммуникационная шина рассматривается как витая
пара проводов. Датчики подключаются к входам узлов, исполнительные устрой-
ства подключаются к выходам.

Мультиплексные автомобильные системы разделяются на 3 класса, со-
гласно 8АЕ (международное общество автомобильных инженеров).

Класс А - использование коммуникационной шины упрощает автомобиль-
ную электропроводку, по которой передаются сигналы между узлами.

Класс В - информационные данные в мультиплексной системе между уз-
лами, что обеспечивает уменьшение количества датчиков и др. элементов.

Класс С - мультиплексная система, которая осуществляет управление в ре-
альном времени, при чем обмен данными осуществляется с высокой скоростью.
Распределенное управление происходит в реальном времени.

Стандарт для мультиплексных систем - шина САМ.

Простота и достаточное удобство позволили мультиплексу широко приме-
няться в электропроводке автомобиле.

Техническое обслуживание бортовой сети

Нарушение электропроводки на автомобиле чревато весьма серьезными
последствиями, вплоть до возникновения пожара. Поэтому при эксплуатации
следует соблюдать некоторые правила - не допускать попадания на жгуты, со-
единители, отдельные провода воды, масла, топлива или электролита, периоди-
чески очищать изоляцию проводов от грязи, проверять проводку на наличие
нарушения изоляции и изолировать поврежденные места, либо заменять повре-
жденный провод, предотвращать контактирование проводов с нагретыми дета-
лями двигателя, проверять затяжку винтовых соединений, наличие коррозии на
них, а также в штекерных соединениях. Многократное рассоединение штекер-
ных соединений может привести к падению напряжения в них. Поэтому рассо-
единять лишний раз штекерное соединение не следует. Все соединения должны
быть помещены в защитные чехлы.

При отказе в работе потребителя следует убедиться, нет ли нарушения его
питающей линии. Для этого замерить напряжение на потребителе вольтметром.
Место обрыва провода или любого другого элемента цепи можно определить его
шунтированием. Для этого конец дополнительного провода соединяют с выво-
дом потребителя, а второй конец подсоединяют последовательно к разъемам
цепи, двигаясь по направлению к источнику тока. Включение потребителя в ра-
боту фиксирует нарушение контакта в цепи, шунтируемой дополнительным про-
водом. Следует проверить соединение потребителя с «массой». Место обрыва
определяется контрольной лампой, вольтметром иди замером сопротивления те-
стером. Нарушение электропроводки вследствие нарушения контакта в штекер-
ных соединениях, желательно периодически проверять падение напряжения
в них. В местах крепления проводов скобами, у острых металлических кромок,
в местах оголения наконечников возможны замыкания проводов на «массу». При
срабатывании предохранителя прежде всего следует выяснить причину срабаты-
вания, и лишь потом заменять предохранитель.

Проверку реле или контакторов можно произвести, подсоединив контроль-
ную лампу через их контакты и подведя напряжение к обмотке. Погасание при
этом лампы у реле с размыкающими контактами или загорание у реле с замыка-
ющими контактами фиксирует исправное состояние. Подгорание контактов реле
или контакторов можно устранить, зачистив их мелкой шкуркой и промыв бен-
зином или спиртом.

Контрольные вопросы

1.	Устройство автомобильных проводов.

2.	Характеристики автомобильных проводов.

3.	Назначение и устройство предохранителя.

4.	Устройство, параметры, характеристики термобиметаллического предо-
хранителя.

5.	Какие условия необходимо учитывать при выборе предохранителя для
автомобиля?

6.	Перечислите, что относится к коммутационной аппаратуре.

7.	Понятие, виды, назначение, работа автомобильных выключателей и пе-
реключателей.

8.	Назначение, принцип работы, составные части мультиплексной система
проводки.

ГЛАВА 9. ГИБРИДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

Из истории создания гибридного автомобиля

Гибридный автомобиль (ГА) - это транспортное средство, которое с помо-
щью гибридной силовой установки приводится в движение. Использование не-
скольких (двух и более) источников энергии и соответствующих им двигателей,
преобразующих энергию в механическую работу является особенностью ги-
бридной силовой установки.

Первый прототип ГА был создан еще в 19 веке в «конюшне» РогясЬе
(рис. 172), но он все-же остался прототипом, так как в тех условиях более пред-
почтительнее был ДВС.
Рис. 172. Первый в мире бензоэлектрический автомобиль
ойпег Е1ес1пс СЬа18е был создан Фердинандом Порше ещё в 1899 году

Моментом появления гибридного автомобиля считают 60-е годы двадца-
того столетия, когда, при подъеме цен на нефть, конструкторы в США начали
работы по конструированию гибридного двигателя. В го время были созданы
следующие гибридные устройства: У\У Тах1 от Уо1к8\еа§еп, Тоуо1а Рпиз, Ашй
Г)по и Понда 1п81§й1. Но в то время переход на гибридные автомобили не полу-
чили распространения, что было обусловлено «привязанностью» к двигателю
внутреннего сгорания. Но шло время и интерес к «гибридам» вновь начал нарас-
тать, что связано увеличением цены нефти, нестабильностью на нефтяном
рынке. Кроме того, гибридные технологии совершенствуются, в Европе созда-
ется сеть электрических заправок, на которых можно произвести зарядку акку-
мулятора за 15—20 минут. А также необходимо учитывать экологические фак-
торы, способствующие применению именно гибридов.

В отличие от электромобилей и автомобилей на топливных элементах, ко-
торые все еще остаются «автомобилями будущего», гибриды уже с 1997 года вы-
пускаются серийно.

Обыкновенный автомобиль способен проехать без дозаправки четыре—пять
сотен километров и при этом отравить атмосферу некоторым объёмом вредных
веществ. Заправочных станций предостаточно в любом регионе, и пополнить за-
пасы топлива можно за считанные минуты. Электромобиль может проехать на
одном заряде батарей порядка 80-160 км. Он экологически чист, бесшумен и
практически безупречен до того момента, пока не наступает очередь подзарядки
аккумуляторов. У «электрических» машин, существующих в наше время этот
процесс длится несколько часов.

В лондонском таксопарке появились гибридные моделей Рпп8 (рис. 173).
Благодаря электрическому запасу хода, гибридный Ргшз может часами ездить по
дорогам, не нанося вред окружающей среде. При нормальных условиях в режиме
ЕУ можно проехать около 25 км. Аккумулятор полностью заряжается за час
(полчаса ) при подключении к домашней электрической сети или придорожной
сети питания.
Рис. 173. Гибридные модели Ргтик в лондонском таксопарке

ГА берут все лучшее от обоих моторов: ДВС и электрического. Достоин-
ство первого - в удобном энергоносителе, жидком топливе, а второго - в выда-
ющихся моментных характеристиках. В отличие от ДВС, электромотор не нужно
заводить и «раскручивать». Он может «стоять и ждать» не потребляя энергии.
Но как только дали ток - сразу получили максимальную тягу на колесах. Элек-
тродвигатель эффективнее двигателя внутреннего сгорания в режиме частых
стартов и стопов (езда в городском цикле). Более эффективен на постоянных,
оптимальных для данного двигателя оборотах - двигатель внутреннего сгорания.

В гибриде оба двигателя работают друг на друга. ДВС крутит генератор
и питает энергией электромотор, который позволяет в наиболее благоприятных
режимах работать без резких разгонных нагрузок. Практически все современные
гибриды имеют систему рекуперации или, по-русски, «возврата энергии». Суть
ее в том, что при торможении или при движении машины накатом, электродви-
гатели начинают крутиться от колес и работать как генераторы, заряжая батарею.
Это способствует меньшему износу, экологичности и экономичности (особенно
в городском цикле.)

Итак, перед нами технологичный прогрессивный автомобиль, в котором
нивелируются недостатки и объединяются достоинства двух моторов. В то же
время, сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего
сгорания являются гибридные автомобили. Срок службы АКБ ограничен не-
сколькими годами, АКБ имеют небольшой диапазон рабочих температур, под-
вержены саморазряду. Также утилизация отработанных батарей является пробле-
мой. Гибриды дороже в ремонте, да и за сам ремонт возьмется далеко не каждый.

Необходимо отметить, что больший эффект от гибридных автомобилей
наблюдается при движении в городском цикле, который характеризуется ча-
стыми остановками, работой в режиме холостого хода. При движении с посто-
янной высокой скоростью гибриды не так эффективны.

Немецкая организация технадзора Оегтап ТПУ 8йб подвергла проверке
экологичность Мегседеу-Вепг 8 500 РП1О-М НУВК.Ш. Первый гибридный
Мегсейез-Вепг (рис. 174) получил сертификат по охране окружающей среды в
соответствии со стандартом ИСО
Рис. 174. Мегседез-Вепг 8 500 РШО-ПЧ НУВК.Ш

Несмотря на многообразие источников энергии (тепловая энергия бензина
или дизельного топлива, электроэнергия, энергия сжатого воздуха, энергия сжа-
того сжиженного газа, солнечная энергия, энергия ветра и др.) в промышленном
масштабе на гибридных автомобилях используется комбинация двигателя внут-
реннего сгорания и электродвигателя.

Главное преимущество гибридного автомобиля заключается в существен-
ном сокращении расхода топлива и выбросов вредных веществ в атмосферу, ко-
торое достигается:

-	согласованной работе ДВС и электродвигателя;

-	применением аккумуляторов большой емкости;

-	использованием энергии торможения; т. н. рекуперативное торможение;
преобразующее кинетическую энергию движения в электроэнергию.

Вместе с тем, в гибридных автомобилях используется множество других
инновационных разработок, позволяющих экономить топливо и беречь атмо-
сферу, в том числе: система изменения фаз газораспределения, система стоп-
старт, система рециркуляции отработавших газов, система подогрева охлаждаю-
щей жидкости отработавшими газами, улучшенная аэродинамика, электропри-
вод вспомогательных устройств (водяного насоса, климатической установки,
усилителя руля и др.), шины с пониженным сопротивлением качению.

Виды схем гибридных автомобилей

Рассмотрим подробнее, какими бывают и как устроены гибриды. По сте-
пени гибридизации их делят на «умеренные», «полные» и р1и§-т. «Полный»
в состоянии двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. «Умерен-
ный» всегда задействует ДВС, а электромотор подключается, если требуется до-
полнительная мощность. Гибрид с подзарядкой (р1и§-щ йуЬпф - такой гибрид
можно включать в розетку для подзарядки. В результате обладатель подобного
гибрида получает все преимущества электрического автомобиля, без самого
большого недостатка: ограниченного пробега на одном заряде. Когда электриче-
ский заряд заканчивается, подключается ДВС и автомобиль превращается в
обычный гибрид. В зависимости от характера взаимодействия двигателя внут-
реннего сгорания и электродвигателя различают схемы гибридных силовых
установок: последовательная, параллельная, последовательно-параллельная.

Последовательная схема гибридного автомобиля

Это - самая простая гибридная конфигурация. Для привода генератора ис-
пользуется ДВС, энергия, которую вырабатывает генератор, идет на заряд АКБ
и питание электродвигателя, вращающего ведущие колеса. Это избавляет от
необходимости в коробке передач и сцеплении. Для подзарядки аккумулятора
также используется рекуперативное торможение. Свое название схема получила
потому, что поток мощности поступает на ведущие колеса, проходя ряд после-
довательных преобразований. От механической энергии, вырабатываемой ДВС
в электрическую, вырабатываемую генератором, и опять в механическую. При
этом часть энергии неизбежно теряется. Последовательная гибридная схема спо-
собствует использованию ДВС малой мощности, который диапазоне максималь-
ного КПД работает постоянно. Если отключить ДВС, то АКБ и электродвигатель
способны обеспечить мощность, необходимую для движения. Поэтому они,
являются более мощными. При движении в режиме частых остановок, торможе-
ний и ускорений, т. е. при движении в городе эффективна последовательная
схема. Поэтому используют ее в городских автобусах и других видах городского
транспорта. По такому принципу работают также большие карьерные само-
свалы, где необходимо передать большой крутящий момент на колеса, и не тре-
буются высокие скорости движения (рис. 175).

В гибридном автомобиле с последовательной схемой силовой установки,
как правило, по окончании поездки предусматривается возможность подключе-
ния к электрической сети. Такие автомобили носят название Р1и§-т НуЪгШ (до-
словно - подключаемый гибрид). Реализация данной функции предполагает ис-
пользование аккумуляторов увеличенной емкости (литий-ионные аккумуля-
торы), приводит к сокрашению использования ДВС и соответственно снижению
вредных выбросов.

----Механическая энергия-------► Электрическая энергия

Аккумулятор

Инвертор

Электромотор

Ведущие колёса

Рис. 175. Последовательная гибридная схема
Представителями Р1п§-4й НуЬпб являются автомобили СЬехго 1 е1 Уок, Оре1
Атрега (рис. 176).

Рис. 176. Оре1 Атрега с последовательной схемой
гибридной силовой установки

Их еще называют электромобилями с увеличенным радиусом действия
(Ех1епс1ес1 Кап§е Е1есгг1с УеЫс1е, ЕКЕУ). Эти автомобили имеют возможность
движения до 60 км на энергии аккумуляторов и до 500 км на энергии генератора,
приводимого в действие ДВС.

По последовательной схеме сконструирован СНе\то1еТ Уок (рис. 177), назы-
ваемый электромобилем, у которого увеличен запас хода. Автомобиль на электро-
тяге может проехать до 64 км. Если заряд батареи, осуществляется от вспомога-
тельного турбомотора, то пробег на одной заправке превышает 1024 км.

Рис. 177. СНе\то1с1 Уок

Параллельная схема гибридного автомобиля

В 1905 году запатентована немцем Г енри Пипером параллельная гибрид-
ная схема. Ее используют практически все умеренные гибриды, оснащаемые
электромотором большой мощности (10-15 кВт), который при разгоне помогает
двигателю внутреннего сгорания, и запасает энергию при торможении. Плане-
тарная передача или вариатор используется как трансмиссия. В параллельной
схеме установка электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания осуществ-
ляется таким образом, чтобы они могли работать самостоятельно или совместно.
Это достигается путем соединения ДВС, электродвигателя и коробки передач
с помощью автоматически управляемых муфт. Ведущие колеса приводятся
в движение и ДВС, и электродвигателем (который должен быть обратимым,
т. е. может работать в качестве генератора). Компьютерное управление применя-
ется для их параллельной согласованной работы. В то же время необходимость
в обычной трансмиссии сохраняется, соответственно двигатель работает в неэф-
фективных переходных режимах. В зависимости от условий движения распреде-
ляется момент, поступающий от двух источников' электродвигатель в переход-
ных режимах (старт, ускорение) подключается в помощь ДВС, электродвигатель
работает как генератор, заряжая аккумулятор в устоявшихся режимах и при тор-
можении. ДВС в параллельных схемах гибридов работает большую часть вре-
мени, только для помощи ему применяется электродвигатель. Этим обосновано
использование параллельными гибридами меньшей аккумуляторной батареи,
в сравнении с последовательными гибридами. Подобная конструкция доста-
точно проста, однако обратимая машина параллельного гибрида имеет недоста-
ток, а именно она не может одновременно заряжать батарею и приводить в дви-
жение колеса. Параллельные гибриды эффективны на шоссе, но малоэффек-
тивны в городе. Схема не позволяет значительно улучшить экологические пара-
метры, при учете простоты реализации, не способствует повышению эффектив-
ности использования ДВС (рис. 178).

----* Механическая энергия *• Электрическая энергия

Аккумулятор

Инвертор

Электромотор/генератор

Ведущие колёса

Рис. 178. Параллельная гибридная схема

Гибридные автомобили, использующие параллельную схему, носят назва-
ние МПА НуЪпА (дословно -умеренный гибрид). В них используется электродви-
гатель малой мощности (порядка 20 кВт), который обеспечивает, как правило,
дополнительную мощность при ускорении автомобиля. В большинстве кон-
струкций электродвигатель, расположенный между ДВС и коробкой передач,
выполняет также функцию стартера и генератора

Известными гибридными автомобилями с параллельной схемой являются
Иопс1а 1п81§Ь1, Нопйа СМс НуЬпб, ВМ\У Асбее НуЬпд 7, УоНсяууа^еп Топаге§
НуЬпй, Нуппйа! Е1апгга НуЬпд. Пионером в данной области является Нопс1а
(рис. 179) и ее система 1п1е§га1еА Мо1ог Азйз1, 1МА (дословно - интегрированный
помощник двигателя).
Рис. 179. Нопба СМс НуЬпд

При работе системы 1МА выделяют следующие характерные режимы:

-	Работа от электродвигателя.

-	Совместная работа ДВС и электродвигателя.

-	Работа от ДВС с одновременной зарядкой аккумулятора от электродви-
гателя в режиме генератора.

-	Зарядка аккумуляторной батареи в режиме рекуперативного торможе-
ния.

Сегодня Хонда представила свой новый СМс НуЬпа 2014 и Сйчс №1ига1
§а« (рис. 180).

Рис. 180. С'|\1с НуЬпб

Гибридная версия будет иметь кое-какие изменения. СМс НуЬпб умень-
шает расход топлива с 5,3 л на 100 км по городу, 5,3 л на 100 на шоссе и 5,3 л на
100 км при смешанном пути до 5,3/5,2/5 л на 100 км соответственно, что объяс-
няется комбинацией улучшенной аэродинамики, модернизацией компонентов
(топливного насоса, катушки зажигания) и изменением настроек (датчики дви-
гателя и рекуперативного торможения).

С1У1с НуЬпб использует литий-ионный аккумулятор, с тех пор как он был
полностью переработан весной 2011-го для 2012 модельного года. Установка
1МА (1п(е§га(с0 Мо1ог Азцз!) (рис. 181) является гибридной, устанавливается на
Хондах, ее можно рассматривать как параллельную гибридную схему: вместо
маховика на коленчатом валу двигателя размещают электромотор-генератор
в компактном исполнении.
Рис. 181. Гибридная силовая установка 1МА

Один из последних образцов параллельной схемы - гибридная силовая
установка седана В МА' АсНуеНуЬпс! 7 (рис. 182).

Рис. 182. Гибридная силовая установка седана ВМА' АсйуеНуЬпд 7

Последовательно-параллельная схема гибридного автомобиля

Компания «Тойота» при создании гибридов пошла своим путем. Разрабо-
танная японскими инженерами система НуЬпб 8упег§у Ог।\ е (Н8Э) объединяет
в себе особенности двух предыдущих типов. В схему параллельного гибрида до-
бавляется отдельный генератор и делитель мощности (планетарный механизм).
В результате гибрид приобретает черты последовательного гибрида: автомобиль
трогается и движется на малых скоростях только на электротяге. На высоких ско-
ростях и при движении с постоянной скоростью подключается ДВС. При высо-
ких нагрузках (ускорение; движение в гору и т. п.) электродвигатель дополни-
тельно подпитывается от аккумулятора - т. е. гибрид работает как параллельный.
Благодаря наличию отдельного генератора; заряжающего батарею; электродви-
гатель используется только для привода колес и при рекуперативном торможе-
нии. Планетарный механизм передает часть мощности ДВС на колеса, а осталь-
ную часть на генератор, который либо питает электродвигатель, либо заряжает
батарею. Компьютерная система постоянно регулирует подачу мощности от
обоих источников энергии для оптимальной эксплуатации при любых условиях
движения. В большинстве работает электродвигатель, а ДВС применяется
только в эффективных режимах; что обуславливает более низкую мощность; по
сравнению с параллельным гибридом. На рисунке 183 приведена последова-
тельно-параллельная гибридная схема.

Механическая энергия----*" Электрическая энергия

Аккумулятор

Инвертор

Эл е ктромото р

Ведущие колёса

Рис. 183. Последовательно-параллельная гибридная схема

Важной особенностью ДВС также является то, что он работает по циклу
Аткинсона, а не по циклу Отто, как обычные двигатели. Если работа двигателя
организована по циклу Отто, то на такте впуска поршень, двигаясь вниз, создает
в цилиндре разрежение, благодаря которому происходит всасывание в него воз-
духа и топлива. При этом в режиме малых оборотов, когда дроссельная заслонка
почти закрыта, появляются так паз. насосные потери. (Чтобы лучше понять, что
это такое, попробуйте, например, втянуть воздух через зажатые ноздри). Кроме
того, при этом ухудшается наполнение цилиндров свежим зарядом и соответ-
ственно повышается расход топлива и выбросы вредных веществ в атмосферу.
Когда поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), впускной клапан закры-
вается. В ходе такта выпуска, когда открывается выпускной клапан, отработан-
ные газы еще находятся под давлением, и их энергия безвозвратно теряется - это
так наз. потери выпуска.

В двигателе Аткинсона на такте впуска впускной клапан закрывается не
вблизи НМТ, а значительно позже. Это дает целый ряд преимуществ. Во-первых,
снижаются насосные потери, т. к. часть смеси, когда поршень прошел НМТ
и начал движение вверх, выталкивается назад во впускной коллектор (и исполь-
зуется затем в другом цилиндре), что снижает в нем разрежение. Горючая смесь,
выталкиваемая из цилиндра, также уносит с собой часть тепла с его стенок.
Так как длительность такта сжатия по отношению к такту рабочего хода умень-
шается, то двигатель работает по так наз. циклу с увеличенной степенью расши-
рения, при котором энергия отработанных газов используется более длительное
время, т. е., с уменьшением потерь выпуска. Таким образом, получаем лучшие
экологические показатели, экономичность и больший КПД, но меньшую мощ-
ность. Но в том-то и суть, что мотор тойотовского гибрида функционирует в ма-
лонагруженных режимах, при которых этот недостаток цикла Аткинсона не иг-
рает большой роли.

Гибридные автомобили, использующие последовательно-параллельную
схему, носят название РиП НуЬги1 (дословно - полный гибрид). Известными пол-
ными гибридами являются автомобили Тоуо1а Рпиз (рис. 184), Гехиз КХ 450Ь,
РоЫ Езсаре НуЬпФ В этом сегменте рынка гибридных автомобилей господ-
ствует компания Тоуо1а и ее система НуЪпй Зупег^у Оте, НОР

Рис. 184. Тоуога Рпиз

Силовая установка системы Н§Г) представляет собой двигатель внутрен-
него сгорания (соединенный с водило планетарного редуктора), электродвига-
тель (соединенный с коронной шестерней планетарного редуктора), генератор
(соединенный с солнечной шестерней планетарного редуктора). Двигатель внут-
реннего сгорания работает по циклу Аткинсона, при котором реализуются по-
средственные мощностные показатели на низких оборотах, соответственно до-
стигается большая топливная экономичность и меньшие вредные выбросы.

В работе системы НуЬпй §упег§у Ипуе выделяются следующие режимы:

-	Режим электромобиля, при котором ДВС выключен, а аккумуляторная
батарея питает электродвигатель.

-	Режим движения с постоянной (крейсерской) скоростью, при котором
мощность от ДВС распределяется между ведущими колесами и генератором.
Генератор в свою очередь питает электродвигатель, мощность которого сумми-
руется с мощностью ДВС. При необходимости производится зарядка аккумуля-
торной батареи.

-	Форсированный режим, при котором к ДВС присоединяется электродви-
гатель, питающийся от аккумуляторной батареи, обеспечивая импульс мощно-
сти.

-	Экономичный режим, при котором аккумуляторная батарея питает гене-
ратор. Генератор преобразует электрическую энергию в механическую, замедляя
вращение ДВС. При этом крутящий момент двигателя не уменьшается, а дости-
гается топливная экономичность.

-	Режим торможения, при котором электродвигатель работает как генера-
тор, а электроэнергия используется для вращения солнечной шестерни в проти-
воположную сторону, замедляя скорость движения автомобиля.

-	Режим зарядки аккумулятора, осуществляющийся с помощью ДВС и ге-
нератора.

Взаимодействие двигателя внутреннего сгорания и электромотора (синер-
гия) возникает за счет использования планетарной передачи. Колёса наряду
260
с электромотором крутит; при этом одновременно вращает генератор. Электро-
ника регулирует обороты генератора и моторов и генераторов; что обеспечивает
преобразование системы в бесступенчатую коробку передач (трансмиссию)
ЕСУТ.

С бесступенчатой коробкой передач ЕСУТ с несколькими планетарными
рядами у ВМ\С Ас11\'с НуЬпй Х6 (рис. 185) предусмотрены два электромотора.
Первый электромотор работает на малых скоростях; второй - запускает ДВС
и служит генератором. При этом сохранена полноприводная трансмиссия хИпуе.

Рис. 185. ВМ\У Асйуе НуЬпй Х6.

Лексус КХ 45011 (рис. 186) мощностью почти 300 лошадиных сил; потреб-
ляет меньше бензина и увереннее ведет себя на дороге. Весит Лексус КХ 450Ь
2100 кг и при этом развивает максимальную скорость 220 км/час.

Рис. 186. Ьехиз КХ 450Ь

В Лексусе КХ 450В (Ьехиз КХ 45011) конструкция двигателя более инте-
ресна, потому что применена система в полной мере гибридная, которая позво-
ляет использовать одновременно двигатели (действует либо электромотор, либо
мотор внутреннее сгорание) или одновременное использование. Не вдаваясь
в тонкости строительства нового гибридного двигателя мы добавим только, что
под капотом размещено такой двигатель, какой приблизительно по мощности
в Лексусе КХ 350 (Тех из КХ 350) с 3,5 — литровым бензиновым двигателем
с мощностью 249 лошадиных сил, а также электромоторы могут помогать бен-
зиновым двигателям, или работать самостоятельно достигая мощность 167 ло-
шадиных сил. Сзади в автомобиле, под задними сиденьями, находятся аккуму-
ляторы и второй электромотор мощностью 68 лошадиных сил.
За привод на задние колёса гибрида Гехиз ЮС 45011 отвечает электромотор,
являющийся дополнительным (рис. 187). В двигателе внутреннего сгорания су-
ществует три элемента, Лексус (Ьехпз) представил первый цикл Аткинсона, си-
стемой охлаждения системы рециркуляции выхлопных газов и системой рекупе-
рации тепла от выхлопных газов. Эти системы предназначены для снижения рас-
хода топлива. Потребление бензина снижают также три новых режима работы
трансмиссии: ЕСО, ЕУ и

Рис. 187. Ьехня КХ 450Ь

Гибриды используются и при разработке суперкаров

Гибридный МсЬагеп Р1 (рис. 188) серийным назвать трудно, поскольку из-
начально было объявлено о том, что тираж издания составит всего 375 экземпля-
ров. Каковым он будет по факту - неизвестно, однако британский автопроизво-
дитель объявил о том, что портфель заказов укомплектован и компания присту-
пает к сборке гибридных суперкаров.

Рис. 188. Гибридный МсЕагеп Р1

При разработке двухместного суперкара с силовой установкой из 3,8-лит-
рового твин-турбоагрегата и электромотора суммарной производительностью
порядка 900 лошадиных сил инженеры МсЕагеп применили ряд наработок,
используемых в болидах Формулы-1, как например, регулируемое антикрыло
и др. В результате, по заверениям производителя, МсЕагеп Р1 способен уско-
ряться с места до сотни менее чем за 3 сек и развивать максимальную скорость
более 350 километров в час.
Подзаряжаемый от сети хэтчбек Рогзске Рапатега 8 Е-НуЪгМ

Кузов прежней гибридной Панамеры не изменился, однако в те же габа-
риты вписана в пять раз более емкая литий-ионная батарея (рис. 189) вместо ни-
кельметаллгидридной.

Рис. 189. РогзсЬе Рапатега 8 Е-НуЬпб

Кузов прежней гибридной Панамеры не изменился; однако в те же габа-
риты вписана в пять раз более емкая литий-ионная батарея (рис. 190) вместо ни-
кельметаллгидридной.

Рис. 190. Литий-ионная батарея

Литий-ионная батарея имеет номинальную емкость 9,4 кВт-ч, но исполь-
зуется только 7,5 кВт-ч. На протяжении десяти секунд теоретически она может
выдать максимальные 120 кВт. Всего в батарее 104 элемента в восьми блоках.
У каждого блока - собственный контроллер, обеспечивающий равномерность за-
ряда и разряда элементов. За всю батарею в целом отвечает еще один контроллер,
по производительности не уступающий блоку управления бензиновым двигате-
лем

Но если смена батареи (новая тяжелее на 15 кг) дает в основном увеличе-
ние запаса хода до 36 км в идеальных условиях европейского ездового цикла
НЕПС, то увеличение скорости обеспечивает модернизированный мотор-генера-
тор. За счет замены материала магнитов и увеличения количества витков в об-
мотках его мощность выросла с 34 до 70 кВт, а рабочее напряжение поднято
с 288 до 384 вольт - и в паре с компрессорным мотором Уб он выдает до 419 л. с.
Крутящий момент вырос всего на 10 Нм, и даже в режиме 8роП, когда домини-
рует бензиновый мотор, а электрический «выходит на подмогу» при нажатии пе-
дали акселератора больше чем на 80 процентов, динамикой Рапатега 8 Е-НуЬпб
не шокирует.
Новую Панам еру можно зарядить от бытовой 10-амперной розетки менее
чем за четыре часа. Вся высоковольтная электрика работает в любой мороз
у батареи есть полупроводниковый керамический обогреватель по типу «фенов»
в системах отопления. Чисто электрический режим Е-Ромюг можно включить
уже при нулевой температуре. Недостатком последовательно-параллельного ги-
брида является высокая стоимость, в виду необходимости отдельного генера-
тора, большем блоке батарей, более производительной и сложной компьютерной
системе управления.

Двигатели, устанавливаемые на гибрид, являются бензиновыми (рис. 191),
их работа осуществляется с более коротким тактом сжатия и более эффективным
рабочим процессом по циклу Аткинсона, что способствует улучшению экологи-
ческих и экономических показателей.

Рис. 191. Бензиновые двигатели на гибридах

Дизель-гибридизация

Если посмотреть на авторынок, обнаружится удивительная картина, не-
смотря на достаточное разнообразие предложений, большинство гибридных ав-
томобилей в продаже используют бензин-электрический привод. И это, несмотря
на то, что дизельные двигатели более эффективные, производят больше крутя-
щего момента, имеют меньший расход топлива и, как правило, более долго-
вечны. У дизелей также более низкий уровень выбросов двуокиси углерода, чем
у бензиновых двигателей.

Гибридные автомобили с двумя режимами имеют два силовых агрегата,
один внутреннего сгорания и один электрический. Электрическая часть, в основ
ном, дорогая из-за затрат на большие, мощные и специальные батареи, которые
применяются в ней. Если вы добавите к уравнению дизель, который гораздо до-
роже, чем аналогичный бензиновый двигатель, то получите два дорогостоящих
силовых агрегата на одном шасси. С другой стороны, дизели часто шумнее, они
труднее заводятся в холодную погоду и генерируют больше твердых частиц и
оксидов азота.

Даже в Европе, где продажи дизельных автомобилей составляют около по-
ловины продаж новых автомобилей, цены на дизели не равны с ценам на авто-
мобили с бензиновыми двигателями. Так как дизельный двигатель испытывает
значительно большее рабочее давление, чем бензиновый, то двигатель должен
быть более крепче и лучше сделан.
«Гибридная технология может быть применена к любому виду трансмис-
сии. С точки зрения гибрида, это не имеет значения», - сказал представитель
ВМ\У, Дейв Бучко в 2008 году. Он имел в виду то, что технологически, гибрид с
дизельным двигателем вовсе не будет отличаться от гибрида с бензином двига-
телем. «Хотя дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия и гене-
рируют больший крутящий момент», - сказал Бучко, проблем с созданием такого
автомобиля нет. Итак, в дизель-электрических гибридах применяются те же
принципы, что и бензин-электрических гибридах. Два источника питания нахо-
дящихся в гибридном автомобиле объединяются по-разному. На некоторых ги-
бридах обычный двигатель отвечает только за зарядку аккумуляторов, он не пе-
редает мощности колесам автомобиля напрямую. Двигатель вращает генератор,
генератор заряжает аккумуляторы, аккумулятор питает электродвигатель авто-
мобиля, который уже в свою очередь заставляет колеса вращаться. Одним из
примеров этого подхода является С1те\то1е1 Уо1Г Наиболее распространенным
типом является параллельный гибрид, автомобиль, который может питаться от
любого из двух источников питания.

Все прототипы дизельных гибридов следуют модели параллельного ги-
брида. Компания Реи”ео1 представила фирменную гибридную установку.
НУЬпс14 из дизельного 2-литрового двигателя (163 л. с., 300 Нм), роботизирован-
ной 6-ступенчатой коробки передач ЕО86, комплекта никель-металлгидридных
батарей, 8-киловатного стартер-генератора, электродвигателя (37 л. с., 200 Нм)
и блока управления всей этой системой. В версии НУЬпс14 у Реи§со( доступны
модели 3008 и 508 (рис. 192).

Рис. 192. Реи§ео1 3008 НуЬп<14

Водитель может выбрать один из четырех режимов. Аи1о - Реи§еог 3008
НуЬпб 4 сам решает в какой мере задействовать тот или иной двигатель, Хего
ЕпЙ88ЮП8 - только электрическая тяга, АП \\1зее1 с!п \е - дизельная установка «ра-
ботает» на передние колеса, электрическая — на задние, 8роП - так же задейство-
ваны все двигатели, но становится немного «быстрее» коробка передач.

Несмотря на наличие у Реп§ео1 3008 НуЬпй 4 режима 4XVI), механической
связи между дизельной и электрической трансмиссией нет. В Реи§ео( считают
что в этом и нет необходимости. Существующая «параллельная архитектура»
обеспечивает хорошую согласованность и эффективность. Особенностью 3008
НуЬпй 4 является наличие технологии 81ор-81аг1 (хотя этим мало кого сегодня
удивишь) и эффективные никель-металл-гидридные аккумуляторы установлен-
ные перед задней осью.

Главная особенность французской гибридной установки заключается в
том, что даже при полностью разряженной батарее, электромотор продолжает
работу, потому как 8-киловатный стартер-генератор будет направлять энергию
прямиком на задний электродвигатель, миную комплект батарей. Вот этот мо-
дуль на фото (рис. 193).

Рис. 193. Гибридная установка Реи§ео( 3008 НуЬпб 4

Такая схема работы гибридной установки, когда электромотор работает
постоянно, питаясь не от батарей, а от стартер-генератора, будет активна в ре-
жиме 8роп все время: энергия дизельного двигателя не расходуется на зарядку
аккумуляторных батарей, что позволяет получить пиковую суммарную мощ-
ность силовых установок в 200 л. с. Кстати, на приборной панели у гибридных
автомобилей Реп§еог вместо тахометра, располагается «колодец» со шкалой
мощности.

Б 2008 году УоНс-луа^ел показал концепт Оо1ГТГ)1 НуЬпб Сопсер1. в кото-
ром используется 1,2-литровый трех цилиндровый дизель с общей топливной
магистралью и электрический мотор. Дизель выдает 74 лошадиных сил и крутя-
щий момент в 178.76 Нм, а электромотор добавляет в копилку 27 лошадиных сил
и 139.49 Нм. В соответствии с данными Уо1к8\уа§еп, средний расход топлива со-
ставляет 3,4 л/100 км при европейских тестах экономичности. По данным
Уо1к8\уа§еп, электродвигатель обеспечивает достаточно мощности, чтобы авто-
мобиль мог тронуться с места. Когда автомобиль в движении, дизельный двига-
тель будет работать только на более высоких скоростях или при необходимости
дополнительного ускорения.

В 2008 году ВМ\\' представил гибридный Х5 У18ЮП В1е8е1 НуЬпб, который
расходует приблизительно 6.53 л на 100 км. Автомобиль использует 2,0-литро-
вый битурбо двигатель, мощностью 204 лошадиных сил и крутящим моментом
400 Нм, а электрический двигатель, производит 20 лошадиных сил и 209 Нм кру-
тящего момента.

Компания Мерседес удивила общественность, представив первый в Ев-
ропе концепт дизель-гибридного автомобиля. В модели с кодовым наименова-
нием ЕЗОО В1иеТес НуЬпб (рис. 194) немцам удалось реализовать идею опти-
мального сочетания работы дизельного мотора и электродвигателя: электриче-
ская тяга удачно дополняет динамические показатели основного мотора.
Рис. 194. Мерседес ЕЗОО ВкзеТес НуЬпс!

Электродвигатель находится на одной оси между дизельным мотором и ав-
томатической трансмиссией. Мощность основного двигателя 2,2 л - 200 л. с.,
электрического 20 л. с. Электромотор добавляет разгонных характеристик авто-
мобилю. На небольшие расстояния с небольшой скоростью автомобиль может
перемещаться только на электротяге.

Из наименования видно, что в авто используется дизельный силовой агре-
гат 2,2 уже знакомой технологии В1иеТес. Новинка реализована на базе уже вы-
шедшего в продажу нового Е-класса в кузове 212. Напомним, что технология
В1иеТес разработана для мощных дизельных моторов грузовых автомобилей,
успешно перекочевала и на легковой авто транспорт. В1пеТес призвана суще-
ственно снизить выбросы отработавших газов в атмосферу благодаря новой си-
стеме фильтров. Двигатели Мегсейез С1Э1 с технологией В1пе1ес признаны од-
ними из самых чистых дизелей в мире.

Уо1уо дала старт ограниченному производству автомобиля, который в ком-
пании описывают как первый в мире дизельный гибрид с подзарядкой от сети
(рис. 195).

Рис. 195. Уо1уо У60 Р1п§-т НуЬпд

Новый Уо1уо У60 Р1ц§-т НуЬпд на электротяге может работать в течение
длительного времени, питание осуществляется от батареи, дизельный двигатель
используется для перемещения на большие расстояния. Дизель-электрическая
комбинированная силовая установка способна выдавать примерно 285 л. с. По
заявлениям представителей Уо1уо, в режиме повседневного использования рас-
ход топлива составляет на 100 километров пробега примерно 1,9 литра. Исполь-
зуемый в У60 Р1и§-т НуЬпй литий-ионный аккумулятор на 11,2 кВт/ч, позволяет
преодолеть в режиме электромобиля, без дополнительной подзарядки приблизи-
тельно 50 км. Первенство в гибридной конфигурации принадлежит компании
Порше, хотя Уо1уо первой поставила гибридные силовые установки на конвейер.
Преимущества гибридной силовой установки автомобиля

Двигатели внутреннего сгорания обладают интересной особенностью. Вы-
сокий КПД определяется на определенных оборотах, в определенном режиме,
при определенной нагрузке. В обычном автомобиле нагрузка непостоянная, обо-
роты постоянно меняются. В гибридном двигателе эти проблемы решены. От ак-
кумуляторов осуществляется привод колес за счет электродвигателей. От нагруз-
ки и оборотов зависит КПД системы электродвигателей и аккумуляторов, но раз-
ница невелика.

Постоянное ускорение и торможение является характерным для движения
в городском цикле, при этом увеличивается расход топлива, нагреваются тор-
моза при торможении. В гибридах энергия при плавном торможении не рассеи-
вается, но при этом роторы электродвигателей разгоняются и они становятся
электрогенераторами, подзаряжая аккумуляторы. Необходимо указать, что в
процессе экстренного торможения все-же применяются колодки.

Контрольные вопросы

1.	Какой автомобиль называют гибридным? Виды гибридных автомобилей.

2.	Последовательная схема гибридного автомобиля. На каких автомобилях
используется?

3.	Параллельная схема гибридного автомобиля. На каких автомобилях ис-
пользуется?

4.	Последовательно-параллельная схема гибридного автомобиля. На каких
автомобилях используется?

5.	Особенности дизель-гибридов. На каких автомобилях используется?

6.	Преимущества гибридной силовой установки автомобиля.

ГЛАВА 10. ЭЛЕКТРОМОБИЛИ

Общие сведения об электромобилях

Электрический автомобиль, хотим мы этого или нет, является безуслов-
ным и неотвратимым будущим автомобилестроения, при этом будущим ближай-
шим. Многие производители по всему миру вкладывают значительные средства
в разработку электромобилей, чему способствует неуклонный рост цен на нефте-
продукты, необходимость снижения вредных выбросов от автомобиля, а также
разработки устройств хранения энергии, технологий энергопотребления.

Крупными рынками электрических автомобилей в современных условиях
являются Китай, США, Япония и европейские страны: Норвегия, Франция, Гер-
мания, Нидерланды, Великобритани). Среди производителей электрокаров вы-
деляются компании ИНзап (Ееа(), МйзиЫзЫ (I М1ЕУ), ТоуоГа (ВЛУ4ЕУ), Нопйа
(РйЕУ), Рогд (Росиз Е1ес(пс), Те81а (КоасЫег и Мос1е1 8), ВепаиЙ (Ркзепсе 2.Е.
и 7ОЕ), ВМ\У (Асйуе С), Уо1уо (СЗО Е1ес(пс).

В отечественном автомобилестроение существует не столь элегантный
ВАЗ-11 ПЭ (собрана на иностранных комплектующих) (рис. 196).
Рис. 196. Отечественный электромобиль ВАЗ-1111э

Электромобиль создан на основе кузова автомобиля ОКА, его производ-
ством занимался АВТОВАЗ (под заказ). В работе использованы никель-кадмие-
вые щелочные аккумуляторы отечественного производства. Максимально разви-
ваемая автомобилем скорость 90 км/ч, за 14 секунд он разгоняется до 60 км/час.
100 км в городском режиме составляет запас хода.

Питается электромобиль ЗАЗ-1109 от обычных аккумуляторов (рис. 197).
Расходует автомобиль 20 кВт/ч на сотню километров; выдерживая 400 перезаря-
док; при этом на 100 км достаточно одной зарядки; которая производится от
обычной розетки.

Рис. 197. Электромобиль ЗЛЗ-1109

В машине отсутствует шум, нет вибраций. Недостаток дороговизна бата-
реи, что лишило ее преимущества, а именно низкой цены.

Таким образом, отечественное автомобилестроение недостаточно активно
участвует в этих процессах, хотя на ряде выставок представлялись модели элек-
тромобилей (в том числе на водородных и гибридных двигателях), но до произ-
водства дело не дошло.

Электромобиль - это транспортное средство, приводящееся в движение
одним или несколькими электрическими двигателями. Питание электромотора
осуществляется от аккумуляторной батареи, солнечной батареи, либо топливных
элементов. Наибольшее распространение получила конструкция электромобиля
с питанием от АКБ.

АКБ требует регулярной зарядки, которая может осуществляться от внеш-
них источников тока, путем рекуперации энергии торможения, а также от гене-
ратора на борту электромобиля. Генератор приводится от двигателя внутреннего
сгорания, но такая схема, по сути, электромобилем уже не является, а относится
к одной из разновидностей гибридного автомобиля.
Работа по созданию электрических автомобилей ведется в двух направле-
ниях - разработка новых моделей и адаптация серийных автомобилей. Послед-
нее направление более предпочтительное, т. к. менее затратное. Выпускаемые
электромобили в зависимости от предназначения можно разделить на три
группы'

-	городские электромобили (максимальная скорость до 100 км/ч);

-	шоссейные электромобили (максимальная скорость свыше 100 км/ч);

—	спортивные электромобили (максимальная скорость свыше 200 км/ч).

Устройство электрического автомобиля

В отличие от автомобиля с двигателем внутреннего сгорания электромо-
биль имеет более простую конструкцию, включающую минимальное количество
движущихся частей, а значит более надежную.

Основными конструктивными элементами электрического автомобиля яв-
ляются: аккумуляторная батарея, электродвигатель, трансмиссия, бортовое за-
рядное устройство, инвертор, преобразователь постоянного тока, электронная
система управления (рис. 198).

Рис. 198. Схема электрического автомобиля:

1 — датчик давления в тормозной системе;

2 - электроусилитель рулевого управления; 3 - приборная панель;

4 - датчик положения педали акселератора;

5 - датчик положения педали тормоза;

б - датчик положения селектора переключения передач;

7 - блок управления электромобилем;

8 — блок управления аккумуляторной батареи;

9 - бортовое зарядное устройство; 10 - преобразователь постоянного тока;

И — блок управления кондиционером; 12 - инвертор;

13 — электродвигатель; 14 — уровень зарядки аккумуляторной батареи;

15 - модуль аккумуляторной батареи; 16 — трансмиссия;

17 — компрессор кондиционера; 18 — отопитель;

19 --разъем для обычной зарядки; 20 - разъем для быстрой зарядки
Питание электродвигателя обеспечивает тяговая аккумуляторная батарея.
Преимущественно использование на электромобиле литий-ионных аккумуля-
торных батарей, состоящих из ряда модулей, которые соединены последова-
тельно. Снимаемое напряжение на выходе аккумуляторной батареи составляет
примерно 300В, при этом мощности электродвигателя должна соответствовать
емкость батареи.

Электродвигатель является основным элементом электромобиля. ОН пред-
назначен для создания крутящего момента, необходимого для движения. Трех-
фазные синхронные (асинхронные) электрические машины переменного тока ис-
пользуют как тяговые электродвигатели, их мощность от 15 до 200 и более кВт.
КПД электродвигателя составляет 90 %, а у ДВС - 25 %.Электродвигатель имеет
высокую эффективность и меньшие потери энергии по сравнении с ДВС.

Достоинства электродвигателя:

—	возможность без дополнительных устройств работать в двух направле-
ниях;

в	о всем диапазоне скоростей может быть реализован максимальный кру-
тящий момент;

-	воздушное охлаждение;

-	простота конструкции;

-	возможность работы в генераторном режиме.

В некоторых конструкциях электромобилей применяют несколько элек-
тродвигателей; приводящих отдельные колеса; это способствует повышению тя-
говой мощности автомобиля. Для сокращения трансмиссии до минимума; элек-
тродвигатель может помещаться непосредственно в колесо автомобиля; что од-
нако приводит к увеличению неподрессоренной массы и ухудшению управляе-
мости электромобиля.

Трансмиссия электромобиля достаточно проста и на большинстве моделей
представлена одноступенчатым зубчатым редуктором.

Бортовое зарядное устройство предназначено для заряда от бытовой
электрической сети аккумуляторной батареи.

Преобразователь постоянного тока - устройство, обеспечивающее до
полнительной двенадцативольтовой аккумуляторной батареи зарядку. АКБ ис-
пользуется для питания потребителей электроэнергии: электроусилителя руле-
вого управления, кондиционера, электрического отопителя салона, системы
освещения, аудиосистемы, стеклоочистителей и др.

Инвертор - устройство, преобразующее в трехфазное напряжение пере-
менного тока (которое необходимо для питания электродвигателя) в высокое
напряжение постоянного тока аккумуляторной батареи.

Функции электронной системы управления, которые обеспечивают без-
опасность, энергосбережение и комфорт пассажиров'

-	регулирование тяги;

-	управление высоким напряжением;

-	управление плавным ускорением;

-	обеспечение оптимального режима движения;

-	оценка заряда АКБ;
-	контроль использования энергии;

-	управление рекуперативным торможением.

Входные датчики; блок управления; исполнительные устройства различных
систем электромобиля составляют основу электронной системы управления.

Для оценки положения педали тормоза, педали газа, селектора переключе-
ния передач, давления в тормозной системе, степени заряда аккумуляторной ба-
тареи используют входные датчики. Блок управления, получая сигналы датчи-
ков, обеспечивает движение электромобиля, которое оптимально для конкрет-
ных условий. Визуально на панели приборов отражаются основные параметры
работы электромобиля, например: потребление энергии, восстановление энер-
гии, остаточный заряд аккумуляторной батареи и др.

Электрический двигатель (рис. 199) - сердце электромобиля; его главная
движущая сила. В основу работы электродвигателя заложен принцип электро-
магнитной индукции (явление; связанное с возникновение электродвижущей
силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока). Электрический
двигатель преобразовывает электрическую энергию в механическую. Коэффи-
циент полезного действия современного электродвигателя составляет 85—95 %.

Рис. 199. Электрический двигатель электромобиля

Основными характеристиками электрического двигателя являются: мощ-
ность, максимальный крутящий момент, напряжение, ток и частота вращения.
Для комплектования электрического автомобиля могут использовать, как элек-
тродвигатели постоянного тока, так и переменного. У каждого двигателя присут-
ствуют как достоинства, так и недостатки. Двигатель постоянного тока может
работать от питания в 96У—192У. Двигателя переменного тока является трехфаз-
ным двигателем, питаемым переменным током.

В последнее время довольно популярным стало использование в электро-
мобилях мотор-колес. Благодаря объединению в одной конструкции обычного
колеса и электрического двигателя, обеспечивается хорошая управляемость
транспортным средством.

Некоторые электродвигатели переменного тока при торможении транс-
портного средства способны работать в генераторном режиме, благодаря чему
вырабатывается электрическая энергия, которая сохраняется в аккумуляторных
батареях, и в дальнейшем используется для движения автомобиля (функция ре-
куперативного торможения). Система рекуперативного торможения позволяет
увеличить диапазон пробега электромобиля до 15 %.
Основными источниками энергии в электрических автомобилях являются
аккумуляторные батареи. Литий-ионные батареи - идеальный вариант для элек-
тромобилей, поскольку они легкие, компактные и прекрасно сохраняют энергию.
Часто в электрических автомобилях помимо батарей, обеспечивающих питание
электродвигателя, устанавливается ещё один небольшой дополнительный акку-
мулятор, необходимый для работы автомобильных аксессуаров: фар, автомагни-
толы, приборной панели, подушек безопасности, стеклоочистителей, электриче-
ских стеклоподъемников и иных устройств.

Эксплуатация электромобиля

Несмотря на внешнее сходство и аналогичные органы управления, эксплу-
атация электромобиля существенным образом отличается от эксплуатации авто-
мобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эксплуатационные про-
блемы сдерживают массовое использование электромобиля, среди которых:

-	высокая стоимость (во многом определяет цена аккумуляторной батареи.
Несмотря на отличные эксплуатационные характеристики, имеется ряд недо-
статков высокая себестоимость литий-ионной аккумуляторной батареи, к тому
же ограниченный ресурс (примерно 5-7 лет). Это заставляет разрабатывать но-
вые источники тока (топливные элементы), способы хранения энергии (супер-
конденсаторы, маховики), совершенствовать конструкцию тяговых аккумуля-
торных батарей (литий-полимерные аккумуляторы);

-	ограниченная автономность;

-	значительное время заряда аккумуляторов

Одна из самых серьезных проблем эксплуатации электромобиля его невы-
сокая степень автономности. Факторы, определяющие величину пробега элек-
тромобиля без подзарядки: стиль вождения, емкость аккумуляторной батареи,
характер и условия движения, степень использования вспомогательных систем.
Дальность использования электромобиля в среднем составляет 150 км при ско-
рости движения 70 км/ч. При движении с большей скоростью, пробег резко
уменьшается, например, при скорости 130 км/ч (нормальная шоссейная ско-
рость) он составляет уже 70 км. Именно поэтому электромобиль в большинстве
своем позиционируется как транспортное средство для городских поездок.

Современные технологии позволяют увеличить степень автономности
электромобиля до 300 и более км, среди которых следует отметить систему ре-
куперативного торможения (возвращает до 30 % затрачиваемой энергии), акку-
муляторы повышенной емкости, электронная оптимизация процессов движения.
Неотъемлемым атрибутом эксплуатации электромобиля является необходи-
мость периодической зарядки аккумуляторной батареи, которая занимает много
времени. Проблема решается в нескольких направлениях:

-	нормальная зарядка аккумуляторной батареи (осуществляется от быто-
вой электрической сети мощностью 3—3,5 кВт; предполагает установку на элек-
тромобиле специального зарядного устройства; продолжительность до полной
зарядки батареи составляет 8 часов);
-	ускоренная зарядка аккумуляторной батареи (производится на специаль-
ных станциях мощностью до 50 кВт; продолжительность зарядки до 80 % емко-
сти батареи составляет 30 минут);

-	замена разряженной аккумуляторной батареи на заряженную батарею
(выполняется автоматически на специальных обменных станциях).

Реализация указанных направлений требует развития инфраструктуры (за-
рядных и обменных станций; мест парковки); стандартизации технических ре-
шений, разработки правил для поставщиков услуг.

Из истории электромобиля

Создание первого электромобиля числится за Робертом Дэвидсоном
(КоЬеП □ахчсВоп), который в Англии в 1838 году представил свою разработку
электромобиля, который представлял собой огромную машины с ваннами, кото-
рые были заполнены серной кислотой, при этом скорость авто была очень ма-
ленькой.

Успешное применение электрических транспортных средств сосредото-
чено для коммерческих нужд. Электрические такси работают непрерывно в Нью-
Йорке с 1897 по 1912 год,

До конца Первой мировой войны, электрические транспортные средства
продолжали процветать, но всегда в неживых рынках или в качестве части более
крупных автопарков. Где пожарной опасности ограничивается работой двигате-
лей внутреннего сгорания, электрические грузчики заменили лошадей на доков
и железнодорожных платформ.

Электрические подъемно-транспортные машины были использованы
внутри фабрик и складов, где деликатный товар не может быть подвержен гряз-
ным выхлопным газом. В 1920-х годов в США и также в после Второй мировой
войны в Великобритании, электрические транспортные флоты доставляются все,
начиная от почты молока.

По объему выпуска и скорости передвижения первоначально электромо-
биль опережал обычный автомобиль, к началу 1912 года было изготовлено более
10 тысяч электромобилей в США, питание от батарей со свинцовыми аккумуля-
торами емкостью всего 20 Вт/ч*кг получал тяговый электродвигатель электро-
мобиля. Но в евзи с недостатком емкости аккумуляторов, существующих в то
время, электродвигатель не стал конкурентом обычному автомобилю (рис. 200).

Рис. 200. Электромобиль прошлого века
(в чемодане у женщины находятся аккумуляторы)
274
Первый самодвижущийся экипаж в России был аккумуляторным (создатель -
И. Романов, 1899). Впервые достигнуть скорости 100 км/ч удалось французским
конструкторам (К. Женатци, Франция, 1898). Бездымность, бесшумность, про-
стота управления позиционировались как достоинства электромобилей. Развитие
электромобилей сдерживалось тем, что они имели ограниченные скорости, а также
ограниченным запасом хода, вследствие низкой энергоёмкости (около 20 вт-ч/кг).

Уникальные свойства электрического автомобиля тихий, надежный, эко-
номичный, и способен к частыми пусками и остановкам. В середине 1960-х го-
дов, об электрическом автомобиле снова заговорили, как об автомобиле буду-
щего, что было обусловлено проблемами загрязнения атмосферы автомобилями
с двигателями внутреннего сгорания. Ограничение скорости до 60 км/ч, неболь-
шой средний суточный пробег автомобилей в городе (до 100 км), возможность
организации сети зарядных станций для электромобилей способствовали тому,
что на городском транспорте они вновь получают распространение. К этому вре-
мени уже возрасла энергоёмкость аккумуляторов до 50 вт-ч/кг, до 100 вт-ч/кг
у никель-цинковых аккумуляторов.

В январе 1990 года Оепега! Мо(ог8 представила 1трас1, прототип электри-
ческого автомобиля, который предлагается значительно увеличить производи-
тельность и диапазон за счет использования современных материалов и дизайна.

Позднее в том же году, СаНГогша Ай Кекоигсе» Воагс! потребовала, что
часть всех автомобилей, проданных в государстве должно быть нулевым уров-
нем от выбросов транспортными средствами.

Постепенно, исследователи и политики снова отказалась от электриче-
ского транспортного средства, вместо того, возлагая надежды на другие техно-
логические варианты, в том числе гибридные электрические транспортные сред-
ства и часто обещанные водородные топливные элементы.

Многие автопроизводители разрабатывают концепты гибридных автомо-
билей, где электромотор оказывает поддержку бензиновому двигателю, поэтому
тема электромобиля остается актуальной.

Обзор современных электромобилей

Епса была представлена общественности в 2003 году, а зимой 2004 прошла
свой первый тест-драйв, где разогналась до 315 км/ч. Чуть позже был достигнут
рекорд 400 км/ч (рис. 201).

Рис. 201. Самый быстрый электромобиль Е1пса
Название машины Е1пса означает «е!ес1пс 1л-:оп ЬаИегу саг» - электриче-
ский автомобиль, работающий на литиево-ионных батареях. Создали его в япон-
ском университете Кейо, при этом содействие в его разработке оказывали мно-
жество компаний. Максимальная скорость автомобиля 370 километров в час.
Также необходимо отметить его сающего изящный вид. Автомобиль имеет
8 электродвигателей по 60 кВт каждый (80 л. с.). Обшая мощность двигателей
Е1пса составляет 480 кВт, т. е. 640 л. с. Время полной зарядки литий ионных ак-
кумуляторов составляет 10 часов, есть возможность заряжать автомобиль от бы-
товой сети. Около 30 % от полной стоимости автомобиля приходится на стои-
мость батареи. Батареи представляют собой 80 элементов, находящихся в 4 бло-
ках. Длина Е1пса составляет 5,1 метра.

Отличная аэродинамичная форма; высокая скорость; которая достигается
наличием восьми колес; отличают Элиику среди других. Каждое колесо автомо-
биля подключено к своему двигателю отдельно. Двигатели и находятся в самих
колесах. Энергия для работы Е1пса подается от литиево-ионных батарей; заряда
которых хватает на 300—320 километров.

Восьмиколёсная Е1пса до 100 километров в час разгоняется с места за
4,2 секунды, за 7 с - до 160 км/ч (рис. 202). Инновационный автомобиль с кузо-
вом «пуля» агрегировался двумя электродвигателями переменного тока, общая
мощность которых составила 400 лошадиных сил.

Рис. 202. Электромобиль АЪйе 14йпп§ Е1ес(пс ЗйеатНпег

За 8 секунд \\Ъйе	разгоняется до 100 км/ч, что способствует при-

знанию Е1пса в «реальном» мире.

Электромобиль РАС-Саг II (рис. 203) является самым экономичным элек-
тромобилем в мире. Создан группой ученых из Швейцарской высшей политех-

Рис. 203. РАС-Саг II
Как заявляют разработчики, электромобиль способен объехать земной
шар, израсходовав всего восемь литров топлива (водорода). На нескольких го-
ночных треках мира данный электромобиль прошел испытания (гонки в 8Ье11
Есо-тагаГЬоп в Ногаро в 2005 году, 1 место от 8Ье11). Работа РАС-Саг осуществ-
ляется на топливных элементах. Вес автомобиля около 30 кг. Пилот для управ-
ления машиной должен располагаться в ней практически лежа, при этом вес ав-
томобиля составляет примерно 30 кг.

Устройство Т1§ег8 (ТигЬо-§епегаГог 1п1еща1ес1 бая Епег§у Кссоуегу 8уя(ет)
разработано совместно британской группой Еогем^Ы УеЫс1е и компаниями
и университетами, занимающимися транспортными инновациями. Устройство
Т1§егя вырабатывает электрическую энергию для автомобиля за счёт энергии вы-
хлопных газов, оно разработано для обычных автомобилей и (рис. 204).

Рис. 204. Турбина (выделена желтым цветом)

Для вращения электрического генератора используется небольшая тур-
бина на выходе из двигателя; создающая незначительное небольшое сопротив-
ление газам; при этом использует их высокие температуры и давление. ТЮЕК.8
способна уменьшить расход топлива автомобиля на 5—10 %; но это по заявле-
ниям разработчиков.

МЙ8иЬ18Ы в 2008 году представили на выставке в Токио электромобиль
Сой М1ЕУ (рис. 205).

Рис. 205. Сой МШУ

С сентября 2011 года в Европейских странах продаются электрические
МйзиЫзЫ 1-М1ЕУ, оснащенные 47-киловаттным электродвигателем и литие-
выми батареями, благодаря которым автомобиль может преодолеть до 160 кило-
метров, не требуя дополнительной подзарядки. Под полом электрокара скрыва-
ется литий-ионная батарея, над задней ведущей осью электромотор и трансмис-
сия (одноступенчатый понижающий редуктор с дифференциалом), над ними вы-
прямитель и преобразователь. Мощность двигателя — 64 л. с. при 3000—6000
«оборотах», крутящий момент — 180 Н-м с 0 и до 2000 об/мин. Максимальная
скорость — порядка 130 км/ч.
Электромотор располагают внутри диска, что делает конструкцию приме-
чательной, при этом под полом автомобиля расположен блок щелочных аккуму-
ляторов (рис. 206).

Рис. 206. Диск гибрида МйяпЫяЫ Сок МШУ

Электромобиль Мйа ЕУ, созданный на базе серийного ВайШзи М1га, про-
ехал на одной зарядке более 1003 км, за что попал в Книгу рекордов Гиннеса.
Впрочем, надо отметить, что это весьма тихоходная модель (мощность мотора -
всего 19 л.с.), а для установления рекорда автомобиль укомплектовали восемью
тысячами аккумуляторов от ноутбуков, да к тому же инженеры максимально об-
легчили кузов, демонтировав, например, задние сиденья. Технологии производ-
ства аккумуляторов остаются главным сдерживающим фактором распростране-
ния электромобилей.

С точки зрения безопасности в электромобилях скрыта определенная
угроза, о чем уже выразили беспокойство правительства США и Великобрита-
нии. Речь о том, что при сравнительно медленном движении (до 30 км/ч) такие
транспортные средства практически не издают никаких звуков. Это представляет
опасность для слепых пешеходов, да и зрячие привыкли не особенно вертеть го-
ловой, если на дороге тихо. Недавно в Америке законодательно закрепили тре-
бование, согласно которому в течение трех лет все электромобили должны быть
оснащены установками «искусственного шума». Аналогичные меры принимает
и министерство транспорта Англии. Самым логичным, конечно, будет имитиро-
вать звук привычных двигателей внутреннего сгорания. Однако лондонская
Птез сообщает, что в университете Уорика разрабатываются и альтернативные
варианты, в том числе с использованием музыки или звуков транспортных
средств из фантастических фильмов.

В 2008 году Те§1а Мо1огз выпустили настоящий электрический спорткар
Тез1а ВоасШег (рис. 207), набирающий 100 км/ч всего за 3,9 с. Шасси разработано
и производится самим Лотусом.

Рис. 207. Спорткар Тез1а ВоасМег
Это единственный серийно производимый электромобиль, способный к
передвижению вне города. Связано это с тем, что полного заряда аккумулятор-
ной батареи хватает на преодоление 320 км дорог. И это минимальная цифра,
при умеренной езде можно проехать намного больше. Другой особенностью
Тез1а является его динамика. Спорткар способен разогнаться с 0 до 100 км/ч за
3.7 с. Мощность электродвигателя, который приводит в движение задние колеса,
составляет 288 л.с., а максимальный момент доступен уже с нулевых оборотов.
При впечатляющей динамике максимальная скорость ограничена электроникой
и составляет 200 км/ч.

Время зарядки аккумуляторов от 3,5 часов и зависит от мощности розетки,
чем слабее, тем дольше будете заряжать. Аккумуляторная батарея состоит из
6831 обыкновенных литий-ионных ячеек, которые используется в ноутбуках
и мобильных телефонах, они соединены вместе и создают необходимый запас
энергии. Срок службы батареи - 160.000 км (или 7 лет).

М188ап ГеаГ (2011 год) (рис. 208) - японцы опережают немцев в «электриче-
ских» разработках. Можно сказать, что М188ап ЕЕАЕ - это первенец новейшей
эпохи электромобилей. У электромобиля Мйзап ЕЕАЕ замечательные данные: от-
сутствие выбросов, управляемость в сочетании со скоростью в 145 км/ч и запасом
хода в 170 км, компактность, как по габаритам, так и по двигателю в 80 кВт (под-
питываемым от батареи литий-ионного типа), в сочетании с просторным багаж-
ником и, как это ни неожиданно, салоном, инновации рекуперативное торможе-
ние, навигация по спутнику, системы парковки, дистанционного управления ба-
тареями, подогрева салона, солнечные батареи для вспомогательных устройств.
Емкости аккумулятора ниссановской модели хватает на дополнительные 15 км
пути в сравнении с Гольфом. М18вап ГеаГ полностью заряжается за тридцать ми-
нут. При подключении к 120-ти вольтовой розетке, аккумулятор зарядится за 16—
18 часов, или за восемь при напряжении 240 В.

Рис. 208. М18«ап ЕеаГ

Электромобиль Мегсебез 8Ь8 АМО Е-Се11 (2011 год) оборудован че-
тырьмя электромоторами (на каждом колесе по мотору), питающимися за счёт
литий-ионных батарей расположенных в днище, хвостовой и фронтальной части
автомобиля (рис. 209). Общая мощность электротяги составляет 533 лошадиные
силы, а максимальный крутящий момент — 880 Нм. Это позволит супсркару на
«батарейках» разгоняться до 100 км/ч почти за четыре секунды и развивать мак-
симальную скорость до трёх сотен. Запас хода - 200 километров.
Рис. 209. Электромобиль Мегсейся 8Е8 АМО Е-Се11

Кепаик Ииепсе 2.Е. (2011 год) (рис. 210) - самый крупный из электромо-
билей. Если стандартный Е1иепсе по габаритам занимает промежуточное поло-
жение между гольф-классом и сегментом «В», то электрическая модификация
прибавила еще 13 см в длину. Правда вместительность не выросла, а наоборот
немного уменьшилась: за счет размещенных в багажнике аккумуляторов объем
полезного пространства сократился с 530 до 300 л. Ставку на скорость французы
не делают. Мотор развивает 95 л.с. против 113 сил у Гольфа и 109 л.с. у ЬеаГ.

Рис. 210. Кепаик Р1иепсе 2.Е

Кепаик К ап ”оо Ехргеяя 2.Е. (2011 год) (рис. 211) - электромобиль в каче-
стве коммерческого транспорта может быть довольно выгоден компаниям, у ко-
торых суточные пробеги укладываются в 160 км. Представленный французами
фургончик имеет сравнительно слабый двигатель (60 л.с., 226 Н-м). Электромо-
тор развивает максимальный крутящий момент, начиная с самых минимальных
оборотов.

Рис. 211. Кепаик 1<ап”оо Ехргеяя 2.Е.

В 2011 году группа из Франции, объединившая усилия ряда компаний
(Еегоу Зошег, Уа1ео, 1ойпяоп-Соп(го1 8аП, Ьеош и др.) и исследовательских цен-
тров, анонсировала трехместный конце,п-кар УЕ1_У (рис. 212) (Легкий Город-
ской Электрический Автомобиль). У автомобиля - 20-киловаттная силовая уста-
новка, работающая от литий-ионных батарей. Электрический концепт-кар с ве-
сом всего 650 кг, оснащен аккумуляторными батареями емкостью 8,5 киловатт-
час, которые позволяют машине проезжать без подзарядки до ста километров
с скоростью до 110 км/час.

Рис. 212. Электромобиль УЕГУ

Компания АгкИ (рис. 213) в 2011 году представила электромобиль АиШ
игЬап сопсерЕ Этот электрический концепт-кар построен на новой платформе,
четкость, легкость, малые габариты, эффективность.

Рис. 213. Электромобиль Ашй игЬап сопсер!

Дизайн отличен плавностью контуров. Колеса - за пределами корпуса, база -
с защитными элементами и светодиодными указателями поворота. Комфортный
и удобный, для этого даже пришлось располагать сиденья в шахматном порядке.
Рулевая колонка и педали регулируются «под водителя», посадка - через задний
борт, который откидывается при этом. Крышу можно открывать и сдвигать
назад. Все направлено на облегчение конструкции. Корпус из углепластика.

Колеса 21 -дюймовые. Два электродвигателя обеспечивает городскому кон-
цепту мощное ускорение, а литиево-ионный аккумулятор - необходимый для го-
родских поездок запас энергии.

Электромобиль Кепаик Ргепбгу (2012 год) (рис. 214) - новую «электрораз-
работка» Кепаик - электрокар Ргепбгу. Габариты - 4091x2172x1743 (мм).
У Ргепйгу нет окна со стороны пассажира и центральной стойки. Имеется только
обычная дверь и боковая раздвижная дверь, в которую встроен 37-дюймовый
экран.
Рис. 214. Электромобиль Кепаик Егепбгу

Интересно решение со звуком: Кепаик издает звук при движений в широ-
ком диапазоне как внутри салона, так и снаружи. Можно по нему определить
режим движения электромобиля. Одноместный суперкомпактный электромо-
биль СОМ8 Р-СОМ от компании Тоуо1а Воду (рис. 215) (2012 год).

Рис. 215. Электромобиль СОМ8 Р-СОМ

При полной зарядке батареи электромобиль способен проехать около 50 км.
Конечно же, развить большую скорость на нём весьма непросто, но СОМ8 для
этого и не предназначен. На самом деле, концепция СОМ8 обозначает аббреви-
атуру на японском языке, произношение которой в написании английскими бук-
вами выглядит так: СИоПо Обекаке МасЫтабе Зшзш, что в свободном переводе
означает примерно следующее: «Лёгкое передвижение по своему району в го-
родской среде. Электромобиль относится к классу «четырёхколёсный мопед».

А главное отличие новой Сот§ — это сокращенное время зарядки. Для этого
электромобилю потребуется примерно столько же времени, сколько и вашему
планшету 1Раа, около двух часов. А еще одно несомненное преимущество Союз -
это приятный и стильный дизайн, который выделяет эту модель на фоне других
авто для езды по окрестностям.

ВУО Е6 (2012 год) (рис. 216) - новый электрический кроссовер из КНР,
если верить техническим характеристикам, превосходит западных и японских
конкурентов.

Рис. 216. ВУГ) Е6
Во-первых, благодаря батарее вдвое большей емкости, чем у соперников,
(48 кВт час) запас хода удалось увеличить до 330 км. Также производитель обе-
щает предложить широкую гамму мощных моторов. Самая младшая передне-
приводная модификация оснащается 101-сильным двигателем, а топовая версия
имеет 215-сильный мотор для передней оси и 54-сильный для задней. Такой ав-
томобиль должен быть весьма динамичным: менее 8 с до 100 км/ч. Разумеется,
скоростная версия потребляет больше энергии, но китайцы уже анонсировали
72-килловатную батарею - рекордную по емкости.

Электромобиль Е’то (2012 год) (рис. 217) - трехместный инновационный
электромобиль («легкий как пушинка») для города, для поездок на короткие рас-
стояния.

Рис. 217. Электромобиль Е’то

Разработчики избавили автовладельца от всего обременяющего его в авто-
мобиле. Полный отход от привычного (в том числе и для электромобилей) ди-
зайна, платформы, тяжести, мощности. Е’то лишен этих «недостатков». Исполь-
зованы только легкие материалы и конструкционно простые соединения и меха-
низмы. Вес - всего 325 кг! Грузоподъемность - 275 кг. «Почти муравей». Запас
хода - до 100 км. Скорость - до 80 км/ч. Есть места для дополнительных акку-
муляторов. Габариты - 2725х 1495x1500 мм. Безопасность - высокая: два проч-
ных продольных лонжерона, ударопрочная передняя часть, трехточечные ремни
безопасности, «капсула» безопасности и другие детали, которые позволили авто
пройти краш-тесты.

УХУ Со1Г Ыие-е-тойоп (2013 год) (рис. 218) - по своей динамике модель
будет сравнима со стандартным 1,6-литровым хэтчбеком: 11,8 с до «сотни».
Правда, если бензиновой версии удается набрать 188 км/ч, то электромотор не
дотягивает 50 км/ч до этого показателя. Запас хода обещают не рекордный, но
приемлемый 145 км.

Рис. 218. УХУ СоИ'Ыие-е-тоНоп
Кепаик Тич/у (2013) (Рис. 219 и 220) на электротяге - самый маленький
участник программы Кепаик 2.Е., у него нулевые выбросы СОг.

Рис. 219. По длине 8таг1 ЕогТию превосходит Тич/у на 35 см,
но главное - разница в 32 см по ширине

Еще не автомобиль, но уже не скутер: среднемоторная компоновка, задний
привод и пространственная рама. Обычный Тич/у оснашен двигателем мощно-
стью 13 кВт, может разогнаться уже до 81 км/ч.

Инвертор

Понижающий
редуктор

Рис. 220. Кепаик Тич/у

Создававшие Тич/у инженеры отделения Кепаик 8роП сравнивают его раз-
гон со 125-кубовым скутером. Тич/у при зарядке 10-амперным током потребляет
2 кВт, как электрический чайник. На полную зарядку аккумуляторов нужно три
с половиной часа

При активной езде Тич/у расходует вдвое больше заявленных 63 Вт-ч/км.
Это все равно заметно меньше, чем у побывавших на наших тестах электромо-
билях МНзап ЕеаГ и МйяиЫзЫ 1-М1ЕУ. Весит Тич/у всего 474 кг.

Кча 8ои1 ЕУ (2014 г. - нового поколения) (рис. 221) - кузов усилен под 277-
килограммовую литий-ион-полимерную батарею емкостью 27 кВт-ч, помимо
пяти дополнительных поперечин в днище, изменена и сама структура кузова:
в ней сверхвысокопрочных сталей стало больше, а жесткость на кручение вы-
росла на четверть.


Рис. 221. Кла 8ои1ЕУ

Электродвигателя из-под капота не слышно вообше: до 20 км/ч 8ои1 издает
«подводный» гул с помошью специального звукового генератора - для оповеще-
ния прохожих. Но потом этот звук стихает, и на первый план выходит шум катя-
щихся шин. Благодаря «подпольной» тяговой батарее центр тяжести стал ниже,
уменьшились крены. Под капотом электромотор с понижающим редуктором
и управляющий инвертор.

Доступный с первого оборота максимальный крутящий момент в 285 Нм
позволяет разгоняться на городских скоростях: до 50 км/ч - за 3,9 секунды.
Правда, до сотни требуется уже 11,9 с.

По паспорту 8ои1 ЕУ должен пройти на полной батарее 200 км. В реальной
городской жизни Кта 8оп1 ЕУ сможет проехать на полной зарядке своей батареи
емкостью 27 кВт-ч около ста километров. Это с учетом того, что допускать пол-
ного разряда тяговой батареи не рекомендуется - «на дне» нужно оставить хотя
бы 10—15 км запаса хода. При подключении к «свророзетке» полного заряда ба-
тареи нужно ждать 14 часов, скорость зарядки - примерно 7 % в час.

У минивэна Еих^еп 7 МРУ ЕУ + (2014год) (рис. 222) под капотом 150-ки-
ловаттный электромотор и блок управления. Едет электрокар плавно, завывания
электромотора почти не слышно, шумоизоляция отменная. Судя по показаниям
бортового компьютера, батареи емкостью аж 43 кВт-ч хватает на 100 км город-
ского пробега. Электрический Енх^еп весит не менее 2,5 т и способен перевозить
пятерых пассажиров. Полная зарядка от специального терминала с напряжением
370 В занимает менее двух с половиной часов.

Рис. 222. Компоновка электромобиля Ьих§еп 7 МРУ ЕУ+
Впервые о создании электромобиля компания Тоуо1а сообщила летом 2010
года. Авто было показано в Лос-Анджелесе. Электромобиль внешне отличается
от бензинового КАУ4 (рис. 223).

Рис. 223. Электромобиль Тоуога КАУ4 ЕУ

В частности, колесными арками и дизайном бамперов. Электромобиль осна-
щён ионно-литиевыми батареями (30 кВт-ч), достаточными для обеспечения за-
паса хода в 160 км. Мощность электрической трансмиссии оценивается в 154 л. с.
(115 кВт/156 л.с.), а производительность зависит от того, спортивный или нор-
мальный режим вождения выбран. Если выбран спортивный режим то автомо-
биль ускоряется за 7 секунд от 0 до 100 км/ч, при этом максимальная скорость
160 км/ч. Продажи начались в Калифорнии в конце лета 2013 года. Этот электро-
мобиль - совместная разработка Тоуо1а и Тез1а Мо1огз, которая создает двига-
тельную установку.

Электромобиль Е-мобиль (рис. 224) - первый отечественный электромо-
биль-кроссовер ООО «Е-авто» (в котором 51 % принадлежит автокомпании
«Яровит», остальные - «Онэксим» Михаила Прохорова).

Рис. 224. Электромобиль Ё-мобиль

Ё-мобйль - российский проект последовательного гибридного автомо-
биля, в конструкции которого предполагалось использование электрической
трансмиссии с комбинированным питанием от генератора, вращаемого газо-
бензиновым двигателем внутреннего сгорания, и от ёмкостного накопителя
энергии. За счёт применения такой схемы Ё-кроссовер имел бы базовый полный
привод. В основе конструкции автомобиля лежит стальная пространственная
рама, а кузов предполагается сделать из термоформованного АБС-пластика и по-
липропилена.
Широкой публике демонстрировался вариант «Ё-мобиля» в сентябре 2011
на «Ленэкспо». Это был концепт-кар с раздвижными «назад» дверьми.

В центре панели приборов - главный дисплей с необходимыми в пути дан-
ными: скорость, пробег, запас и пр. На экран может проецироваться также и
карта навигации. С панели управления можно управлять функциями автомобиля
(мультимедиа, климат-контроль, доступ в Интернет). Во время стоянки панель
можно использовать для работы с приложениями АшкоМ.

В «Ё»-кроссовере возможна подзарядка ноутбука и других бытовых
устройств от бортовой сети, для чего в салоне имеется (у кресла водителя) ро-
зетка 220 В. Нашумевшая затея создать первый российский гибрид, фактически
потерпела крах: производство автомобилей отложено на неопределённый срок,
а строительство автозавода и вовсе заморожено из-за отсутствия финансирова-
ния. Проблемы возникли, когда пришло понимание того, что сделать Ё-мобиль
конкурентным по цене не получится. В частности, авторы проекта считают, что
другим компаниям может быть интересна как сама гибридная платформа (её кон-
струкция запатентована), так и отдельные элементы, например, суперконденса-
торы.

В 2015 году на российском рынке стало как минимум на один электромо-
биль больше. Им стал ВМ\У 13 (рис. 225).

Рис. 225. ВМА' 13

Электросуперкары

РогзсЬе Саггега ОТ и Реггап Епго (рис. 226), стоимость которых превышает
миллион долларов, по праву считаются суперкарами благодаря легким корпусам
из углепластика и мощным двигателям, обеспечивающим этим автомобилям ми-
нимальное время разгона.

Рис. 226. Электросуперкар
Б среднем суперкар разгоняется до 100 км/час за 3,9 секунды. Современ-
ные электроавтомобили вполне могут посоревноваться с суперкарами в скоро-
сти' время разгона ряда моделей, например, Тся1а Коас1з1ег, аналогично результа-
там суперкаров.

Самым быстрым электроавтомобилем на сегодняшний день является
СЬеуу 8-10 «8токе Зсгееп», который разгоняется до 100 км/час меньше чем за
3 секунды. Автомобиль оснащен электродвигателем в 400 Вт от Оепега! Е1ес(пс.
Второе место принадлежит автомобилю 1)а1япп 1200, оснащенному двумя элек-
тродвигателями совокупной мощностью в 250 л.с. и развивающему скорость
в 100 км/час всего за 2,9 секунды.

Тройку лидеров замыкает \\Тщ1П8рсс<1 XI с двигателем от АС Ргоргйяюп,
результаты разгона которого составляют ненамного больше - 3,07 секунды. Дви-
гатель модели аналогичен электродвигателю автомобиля Тея1а Роас1я1ег. Факти-
чески, компания Тея1а большую часть своих технологий позаимствовала именно
у АС Ргори1яюп, поэтому два автомобиля вполне сравнимы по характеристикам.

Автомобиль на основе технологий АС Ргори1яюп, модель 1/его, разгоняется
до «сотни» за 3,6 секунды. Двигатель 1/его изначально был разработан для куда
более скромной Нопс1а СМс Аланом Конкони, бывшим инженером автокон-
церна ОМ, еще в конце девяностых. Однако переднеприводный Ноп<1а Стс не
сумел продемонстрировать весь потенциал электродвигателя.

Тея1а Воаоя(ег, удерживающий звание самого быстрого электрического
спорткара с 0 до 100 км/час с запасом хода в 384 км разгоняется за 3,9 секунды
и фактически представляет собой производственную версию АС ргоргйяюп 1/его.

Электрические автобусы

Как-то так сложилось, что электрический транспорт ассоциируется у нас
лишь с небольшим перечнем средств передвижения легковыми электромоби-
лями, электромотоциклами, электроскутерами и электровелосипедами, ну и, на
крайний случай, с какими-то электрическими самокатами и скейтбордами. На
самом же деле спектр электротранспорта, перемещающегося исключительно за
счет заряда аккумуляторных батарей, куда более широк. Взять, к примеру, ту же
ветку общественной транспортной сети - ведь тут уж никак не обойдешься без
питания от электричества.

Так, китайская компания ВУЭ Мо(огя в 2013 презентовала экспонат - элек-
трический автобус 1_апсая1ег еВия (рис. 227), который заслуживает звания круп-
нейшего в мире электрического транспортного средства. Двухсекционный авто-
бус просто огромных размеров может перевозить в своем салоне 120 пассажиров
и проезжать более 179 миль (288 км) на одном электрическом заряде.

Рис. 227. Электрический автобус Йапсая1ег еВия
1_апса81ег еВиз с начала до конца был спроектирован и построен китай-
скими инженерами за два года. Полностью электрический автобус Ьапсайег еВпз
был разработан прежде всего для американского рынка, потому совсем не уди-
вительно, что его название является производным от одного из городов в Кали-
форнии. Внешне электрический автобус, длиной более чем в 18 метров, мало от-
личается от обычных городских троллейбусов сгибаемой конструкции, однако
внутри его корпуса скрыт ряд передовых технологий электрического привода.
Электрический автобус пригоден для эксплуатации даже в холмистых городских
районах, ведь включенные в колеса двигатели - мотор-колеса - позволяют пре-
одолевать ему гористые участки с уровнем уклона до 21 процента. При этом за-
ряда аккумуляторов хватает практически на 300 километров пути даже при пол-
ностью заполненном пассажирами салоне.

В версии электрического автобуса Ьапса8(ег еВиз, так же как и в электро-
мобилях марки ВУ Э. используются фирменные литий-железо-фосфатные бата-
реи. Эти аккумуляторы способны сохранять достаточно заряда, дабы обеспечи-
вать продолжительную поездку транспортного средства на протяжении всего ра-
бочего дня. Данный момент очень важен не только с позиции удобства эксплуа-
тации электробуса без необходимости проведения периодической подпитки
днем, когда пассажирская нагрузка максимальна и простои для средств передви-
жения общественной сети крайне невыгодны, но и денежной экономии - автобус
можно заряжать исключительно ночью, когда тарифы на электроэнергию суще-
ственно ниже и загрузка маршрутов меньше. На одном заряде аккумуляторов
электрические автобусы могут проездить целые сутки, в то время как общая про-
должительность их питания от электросети не превышает 2-4 часов времени.
Примечательно, что гарантируемый производителем срок службы аккумулятор-
ных батарей превышает продолжительность жизни иных частей транспортного
средства. Батареи могут свободно прослужить около 25 лет, выдержав 10 000
циклов заряда / разряда и сохранив при этом до 70 процентов от своей первона-
чальной емкости. Благодаря новой технологии аккумуляторов впервые стала
возможной взаимная подзарядка электобусов, когда один из них становится за-
рядной станцией для другого.

На выставке Американской ассоциации общественного транспорта в 2013 г.
представлена ещё одна версия электрического автобуса - Тгап8Й (рис. 228).

Рис. 228. Электрический автобус Тгапзй
В отличии от ЬапсазЩг еВпя, этот автобус был разработан не для города,
а с целью продолжительных путешествий по пригородным маршрутам. На од-
ном заряде своих аккумуляторов транспортное средство свободно преодолевает
дистанцию в 400 километров. Именно такое расстояние модель Тгапяп проехала,
добираясь до выставки из Лос-Анджелеса. В общей сложности на весь путь ушло
24 часа времени, и было потрачено чуть больше 200 долларов на запитку акку-
муляторов электричеством. По американским меркам это очень маленькие рас-
ходы для столь продолжительно путешествия.

В 2014 году две японские корпорации НПМО и Тоуо1а разработали электри-
ческий автобус РСНУ-ВИ§ (рис. 229).

Рис. 229. Японский электробус РСНУ-Виз

Размеры РСНУ-ВП8 10515x2490x3360 мм, вместимость предусмотрена до
65 пассажиров. Заявленная скорость передвижения автобуса до 85 км/ч. Автобус
снабжен двумя топливными элементами, общая мощность которых 180 кВт,
а также двумя моторами, суммарная мощность которых составляет 160 кВт.

Российская компания КамАЗ разработала две модели электробусов боль-
шой и малой вместимости (рис. 230).

Рис. 230. Электроавтобус

Первый опытный образец электробуса в России был создан в 2011 году.
Применяется он для вахтовых перевозок работников нефтехимического пред-
приятия в Новосибирске. Компания сэкономила на эксплуатации автобуса при-
мерно 780 тыс. руб. за год. Один из электробусов разработан на базе 6-метрового
турецкого автобуса С)1окаг и имеет дальность хода 50 км на одной подзарядке.
Вторая модель разработана на базе 12-метрового автобуса «Нефаз», имеющего
запас хода 100 км.

Нефтекамский автозавод в 2012 году сертифицировал электрический авто-
бус - первый в России, назвав его «НефАЗ-52992».
Автономный электрический ход рассчитан более чем на 200 км. Литий-же-
лезо-фосфатная аккумуляторная батарея размещена на крыше, в заднем свесе,
в салоне электробуса, ее энергоемкость составляет 313,6 кВт/ч. Кроме того име-
ется в оборудовании электроавтобуса зарядное устройство, мощность которого
составляет 48 кВт. Процесс полной зарядки машины происходит 8 часов. Быст-
рая зарядка в течении 20-30 минут осуществляется от сети до 500 кВт, для этого
в электроавтобусе имеются силовые разъемы. В электробусе НефАЗ реализована
ещё одна инновация: система телеметрии, передающая на удалённый компьютер
сервисной службы информацию о состоянии основных агрегатов и аккумулятор-
ной батареи (напряжении, температуры в ячейках, токов заряда и других пара-
метров). Опытная зимняя эксплуатация электробуса подтвердила способность
АКБ не терять своих эксплуатационных свойств и характеристик в низких тем-
ператур.

Электрофуры

Беата вместе с партнерами 81етеп8 и ВотЬагсйег ведёт активную разра-
ботку и испытания грузовиков (рис. 231), оснащённых гибридным дизель-элек-
трическим приводом с возможностью питания от внешнего источника электро-
энергии.

Рис. 231. Электрофура на полигоне 81етеп8

Проект уже вошел во вторую фазу, поскольку первый прототип был по-
строен в 2012 году. Речь идет о двух способах электропитания - при помощи
традиционной контактной сети (8сата-81етеп8) и бесконтактной шины, проло-
женной под асфальтом (Зсаша-ВотЬагсйег). Оба способа известны в нашей
стране с советских времен: по первой технологии строили грузовики-троллей-
возы, а в 1947 году по территории московского завода имени Серго Орджони-
кидзе ездила опытная грузовая тележка с бесконтактным индукционным пита-
нием. На крыше троллейвоза 8сап1а расположены токосъёмники (рис. 232) такой
же ширины, как сама машина, позволяющие перестраиваться на дороге.
Рис. 232. Токосъёмники троллейвоза 8саша

У другого грузовика под днищем размещен индукционный токосъёмник:
он получает от шины, встроенной в дорогу, до 200 кВт электроэнергии через воз-
душный промежуток, достигающий 10 см. При этом питание на шину подается
только тогда, когда она «чувствует» сигнал от датчиков приближающегося гру-
зовика. Испытания проходят в Германии — на двухкилометровой закрытой до-
роге около Берлина; оснащенной контактной сетью (её $1етеп8 назвал еНфйиау;
«элсктрохайвей») и полигоне в Мангейме; где под асфальтом проложена кон-
тактная шина. Там; где нет контактной сети; машина будет двигаться на дизеле;
в остальных случаях в ход идут «продвинутые» троллейбусные «рога» (панто-
граф); причём электродвижение будет осуществляться на скоростях до 90 км/ч.
Переключение с дизеля на электричество и обратно проходит в автоматическом
режиме; не требуя водительского участия. «Рога» сами «видят» (инфракрасными
сенсорами) контактную сеть над машиной; сами поднимаются; «ищут» контакт
с проводами и т. и. В отличие от гибридов, никаких громоздких и дорогих АКБ
грузовику не потребуется.

При регенеративном торможении электричество будет отдаваться в кон-
тактную сеть. Эксплуатация на электромоторах значительно увеличит крутящий
момент, так необходимый тяжелогружёным фурам. Система проста, практична
и, по расчётам §1етеп8, быстро окупаема не только на городских дорогах, но и
на трассах, особенно между крупными городами.

Зарядка электрического ав1 омобиля

Любой электрический автомобиль нуждается в системе подзарядки акку-
муляторов. Зарядная система автомобиля позволяет восполнять энергию батарей
практически в любом удобном для пользователя месте, где есть электрическая
розетка. Данная система обеспечивает поступление к аккумуляторам электриче-
ской энергией с максимально допустимой для батарей скоростью. Во время за-
рядки зарядное устройство контролируют напряжение, силу тока и температуру
в батареях. Зарядное устройство может быть отдельным от конструкции элек-
тромобиля блоком, или же быть полностью интегрировано в электрический ав-
томобиль (рис. 233).
Рис. 233. Зарядные станции

В ряде западных стран создание таких сетей стартовало. Б центральной Ев-
ропе сеть Рагк&СЬаг§е насчитывает более 500 электрозаправок. Но самый амби-
циозный план озвучен американцами: правительство США выделило $99,8 млн
на создание сети из 11 000 зарядных станций. В странах Европы оплата абонент-
ской платы примерно в 200 евро в год за безлимитное пользование энергией на
«заправках» для электромобилей.

В разработке будущего предусматривается, что на зарядной станции
можно будет оставить свой аккумулятор, а взамен получить полностью заряжен-
ный. Станции с оборудованием для экспресс-замены батарей пока существуют
лишь в виде концептуальных разработок и быстросъемными аккумуляторами
нынешние модели электромобилей не оборудованы. Не говоря уже о том, что
модели батарей сейчас у всех разные, не взаимозаменяемые. Компания Кепаик
объявила, что планирует инвестировать средства в создание сети станций замены
батарей.

Беспроводная зарядка для электроавтомобилей

Американская компания Еуаггап разработала новое зарядное устройство
Р!и”1е88 Роиег Кепаик Тич/у (рис. 234), которое позволяет зарядить аккумулятор
электроавтомобиля по воздуху не прибегая к использованию розетки. Для за-
рядки необходимо электрокар поставить в гараже на обычное место, с зарядной
станцией он автоматически соединится и начнет перекачивать в аккумулятор
энергию по воздуху.

Рис. 234. Зарядное устройство Р1и§1е88 Роиег

Зарядное устройство Р1и§1е88 Роиег в своей конструкци имеет три части:
башенка, подключающаяся к розетке на стене и преобразующая в ток нужной
частоты и напряжения поступающую электроэнергию, длинный плоский «ков-
рик», который монтируется в полу, приемник массой 13 кг, размеры которого не
превышают коробки для обуви. Приемник установлен в нижней части шасси ав-
томобиля.
Автоматическая подстройка является основным достоинством Р1п§1е88
Рои ег. Когда электромобиль размещается над «ковриком», то коврик определят
положение приемника в машине, ориентируясь на магнитные датчики. Переда-
ющие катушки перемещаются до момента, пока расстояние между ними и при-
емной катушкой не будет минимальным, после чего включается ток.

Разработки будущего для зарядки электрического автомобиля

Исследователи-нанотехнологи из технологического университета Квинс-
ленда (ОПТ) в качестве АКБ используют кузовные панели, внутри которых за-
ключены суперконденсаторы нового типа.

Несмотря на все преимущества электромобилей, зависимость их от акку-
муляторов, либо емких, но тяжелых свинцово кислотных, либо более легких, но
недостаточно мощных литиево-ионных, является одним из главных препятствий
широкому распространению электромобилей. Решением этой проблемы стали
бы легкие суперконденсаторы, способные высвобождать большое количество
энергии в течение долгого времени.

Проблема заключается в нахождении оптимального соотношения энерге-
тической плотности и мощности аккумулятора. Так, литиево-ионные батареи до-
статочно энергоемкие, но они отличаются высокой выходной мощностью. В от-
личие от них, суперконденсаторы не могут хранить большое количество энергии.
Но ученым из ОПТ удалось создать новое устройство для хранения энергии,
в котором объединены преимущества обоих вышеназванных типов аккумулиру-
ющих устройств. Новый суперконденсатор состоит из двух карбоновых электро-
дов и расположенным между ними электролитом. Это устройство можно уста-
навливать в любые части кузова автомобиля. Новый суперконденсатор можно
использовать в связке с существующим литиево-ионным аккумулятором, и тогда
большая выходная мощность первого устройства может быть использована для
быстрой зарядки второго. Объединение этих устройств позволит значительно
снизить общий вес автомобиля. За счет того, что суперконденсаторе не исполь-
зуются редкоземельные элементы, он значительно дешевле в производстве и ме-
нее токсичен для окружающей среды. В будущем исследователи из ОПТ плани-
руют разработать суперконденсаторы, которые смогут полностью заменить со-
бой литиево-ионные АКБ, сохранив способность выпускать энергию в 10 раз
быстрее.

Беспилотные автомобили

Первым шагом на пути к беспилотным автомобилям была разработка ком-
пании Оепега! Мо(ог8 (начало 50-х годов прошлого века) «умного» автомобиля
РпеЫгб II, в котором для взаимодействия с дорогой применялись магнитные дат-
чики, обеспечивающие предотвращение аварий.

В 80-х годах ученые Университета Карнеги-Меллон представили беспи-
лотный автомобиль №\'1аЬ. Тогжа же произведена модернизация фургона Мер-
седес-Бенц Уапо в виде оснащения «умной» начинкой для автономной езды. Ав-
томобили УаМР и У1ТА-2, появившиеся в 90-х годах, могли сами двигаться со
скоростью 130 км/час, прекрасно выполняли перестроения в рядах, соблюдая
нормативную дистанцию.
Беспилотные автомобили являются наиболее ожидаемыми на всем автомо-
бильном рынке. Корпорация Ооо§1 2009 году на дороги Калифорнии выехал ав-
томобиль с автопилотом, который без вмешательства водителя способен ездить
по дорогам общего пользования (рис. 235).

Рис. 235. Первый беспилотный автомобиль от Ооо§1е

«Глазами» автомобиля в данном случае выступают несколько камер, уста-
новленных по периметру машины. Они в режиме реального времени отслежи-
вают ситуацию на дороге и передают полученную информацию центральному
процессору. В результате автопилот распознает дорожную разметку и дорожные
знаки, определяет положение автомобиля, расположение других машины, пеше-
ходов и помехи на дороге. Автопилот, установленный в машине, никогда не на-
рушает правил дорожного движения, что заметно понижает риск попасть в ДТП.
За пять лет эксплуатации с «гугломобилями» случилось лишь несколько досад-
ных инцидентов на дороге, при этом произошли они по вине сторонних водите-
лей.

Первоначально в корпорации Сюо^Де не было собственных автомобилей, по-
этому приходилось использовать достижения других производителей. В 2015 году
корпорация представила собственный беспилотный двухместный автомобиль с
электрическим двигателем (который в скором будущем будет запущен в серийное
производство). Автомобиль (рис. 236) способен разгоняться до скорости 40 км/ч,
при этом на одном заряде аккумуляторов проезжает примерно 150 км.

Рис. 236. Автомобиль корпорации Соо§1е

Преимущества автоматической системы управления автомобилем неоспо-
римы: робот-водитель видит ситуацию на дороге на 360 градусов вокруг, что
дает возможность лучше ее оценивать, он никогда не нарушит правила дорож-
ного движения, что повышает безопасность движения, робот определяет каким
образом ехать, чтобы сэкономить бензин или электроэнергию. Однако суще-
ствует ряд проблем, с которыми сталкиваются производители беспилотников:
подготовка автомобилей для работы в различных погодных условиях, надежная
защита программного обеспечения, адекватная реакция автомобилей на дорож-
ные ситуации. Самое сложное при создании автономных транспортных средств
научить машину ориентироваться и замечать все возможные опасности. Без ви-
деокамер не обойтись. Обработка данных происходит со скоростью 20—25 кад-
ров в секунду, при этом каждый кадр содержит миллионы пикселей, что требует
мощную (а значит, дорогую) технику.

Однако даже робот может ошибиться. Возможность распознать выезд по-
перечным курсом стала возможна с 2018 года. На сегодняшний момент робомо-
билям ни в одной стране мира не разрешено ездить без «резервного» человека за
рулем. Мегсебек Е-класса, Уо1уо 890 с активированной функцией автопилота во
время движения посылают запрос к водителю время от времени держаться за ба-
ранку.

В России в мае 2017 года в Подмосковье (Шахово) открылся полигон
с различными типами дорожных покрытий для испытания беспилотных автомо-
билей. Оборудованы специальные препятствия и зоны, моделирующие все до-
рожные ситуации, типы покрытий и даже движение по пересеченной местности.
Предусмотрены три типа дорожного покрытия: идеальный новый асфальт с чет-
кой разметкой, покрытие средней степени потертости с колеями, а также покры-
тие высокой степени износа с практически отсутствующей разметкой. Статич-
ные и подвижные блоки разного размера и цвета будут имитировать дорожный
трафик. Предусмотрена и полоса разгона для анализа работы системы экстрен-
ного торможения беспилотных автомобилей на скорости от 20 до 80 км/ч при
различной степени загрузки фуры (от 5 до 100 %). На полигоне можно програм-
мировать изменение ландшафта, что позволяет создать эффект непредсказуемой
дорожной обстановки. На Шаховском полигоне был совершен первый коммер-
ческий рейс беспилотного грузовика. Результаты, полученные во время испыта-
ний, помогут форсировать их запуск на отечественные дороги.

НАМИ (Центральный научно-исследовательский автомобильный и авто-
моторный институт) представил на Московском международном автосалоне бес-
пилотный пассажирский автобус под названием «Шатл», концепция проекта
представлена на рисунке 237.

Рис. 237. Беспилотная маршрутка, разработанная
специалистами НАМИ
Выставочный образец «Шатл» оснашен низковольтной АКБ и двумя элек-
тромоторами мощностью 20 кВт - по одному на каждую осью. Длина микроав-
тобуса 4,6 м, ширина 2,0 м, высота 2,5 м. В салоне шесть сидячих мест и шесть
стоячих. Компоновка сделана симметричной, обе оси снабжены рулевым меха-
низмом. Органы искусственного зрения полностью интегрированы в кузов, а не
располагаются на крыше. «Шатл» оснащен радарами ближнего и дальнего
действия, ультразвуковыми датчиками, несколькими камерами и лидарами (рис.
238). Все компоненты импортные, но программное обеспечение, разработано
в России (программное обеспечение является самой дорогостоящей составляю-
щей беспилотных систем).

Рис. 238. Салон маршрутки «Шатл»

Время запуска производства «Шатла», а также на каких производственных
мощностях он будет производиться пока неизвестно. Выставочный образец со-
бран на уровне предсерийных моделей, при этом возможны варианты как по ча-
сти дизайна, так и в технической начинке. Представители НАМИ тесно сотруд-
ничают с конструкторами АвтоВАЗ по беспилотным технологиям. Одним из ре-
зультатов стала работа автопилота в тестовом режиме в автомобиле Баба Кай па.
Группа ГАЗ также занимается разработкой беспилотной «ГАЗель Бизнес», при
этом выпуск беспилотных авто планируется начать до 2030 года.

Несмотря на возникающие у разработчиков проблемы, беспилотные авто-
мобили являются новейшими разработками, их массовое использование - это
ближайшее будущее, в соответствии с реалиями и требованиями Индустрии 4.0.
ТЕСТЫ

1. Аккумуляторная батарея, установленная на автомобиле, служит
для питания ?

1.	Электрического стартера при пуске двигателя.

2.	Потребителей электрической энергии совместно с генератором в случае,
когда мощность потребителей превышает мощность генератора.

3.	Всех потребителей электрической энергии при неработающем двигателе
и при работе его на небольшой частоте вращения коленчатого вала.

4.	Всех элементов, названных в ответах 1, 2 и 3.

2.	Какой процесс лроисходит при разрядке аккумулятора и как при
этом изменяется плотность электролита?

1.	Преобразование химической энергии в электрическую, плотность элек-
тролита увеличивается.

2.	Преобразование химической энергии в электрическую, плотность элек-
тролита уменьшается.

3.	Преобразование химической энергии в тепловую, плотность электро-
лита уменьшается.

4.	Преобразование химической энергии в механическую, плотность элек-
тролита уменьшается.

3.	При каком режиме разряда 1 аранзируется полная отдача номиналь-
ной емкости полностью заряженной и исправной?

1.	Разряд должен проводиться неизменной силой тока, равной 1/20 номи-
нальной емкости.

2.	Разряд должен прекращаться после достижения конечного напряжения,
равного 1,75 Б на каждом аккумуляторе.

3.	Разряд должен проводиться при температуре электролита + 25 град С.

4.	При выполнении условий, перечисленных в ответах 1, 2 и 3.

4.	Какие материалы используются для приготовления электролита
для стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей?

1.	Серная аккумуляторная кислота и дистиллированная вода.

2.	Серная аккумуляторная кислота и вода.

3.	Техническая серная кислота и вода.

4.	Соляная кислота и дистиллированная вода.

5.	Что доливают в аккумулятор при понижении в нем уровня электро-
лита?

1.	Если уровень понизился из-за испарения, то доливать нужно дистилли-
рованную воду, если вследствие утечки - электролит.

2.	Во всех случаях дистиллированную воду.

3.	Во всех случаях электролит.

4.	Если уровень понизился из-за испарения, то доливать нужно электролит,
если вследствие утечки - дистиллированную воду.

6.	Что происходит в аккумуляторной батарее при ее заряде9

1.	Емкость батареи, плотность электролита и напряжение на клеммах по-
вышаются.
2.	Плотность электролита не изменяется, напряжение на клеммах повыша-
ется.

3.	Плотность электролита и емкость батареи увеличиваются, напряжение
на клеммах не изменяется.

4.	Плотность электролита и емкость батареи не изменятся, напряжение на
клеммах увеличится.

7.	Неисправности, выявляемые при внешнем осмотре АКБ?

1.	Коррозия решеток, коробление, выпадение активного вещества и др.

2.	Трещины, сколы, отслоение стенок моноблока и др.

3.	Трещины, коррозия решеток, короткое замыкание.

8.	Внутренние неисправност и АКБ?

1.	Коррозия решеток, коробление, выпадение активного вещества и др.

2.	Трещины, сколы, отслоение стенок моноблока и др.

3.	Трещины, коррозия решеток, короткое замыкание.

9.	Что необходимо предпринять нри повышенном зарядном токе?

1.	Проверить исправность генераторной установки, отрегулировать уро-
вень напряжения.

2.	Заменить батарею.

3.	Проверить уровень электролита, излишки отобрать резиновой грушей.

4.	Проверить затяжку пробок.

10.	Что необходимо предпринять, если ттробки в АКБ неплотно завер-
нуты?

1.	Проверить исправность генераторной установки, отрегулировать уро-
вень напряжения.

2.	Заменить батарею.

3.	Проверить затяжку пробок, при необходимости плотнее завернуть.

4.	Проверить уровень электролита, излишки отобрать резиновой грушей.

11.	Что необходимо предпринять, если в АКБ повышенный уровень
электролита?

1.	Проверить исправность генераторной установки, отрегулировать уро-
вень напряжения.

2.	Заменить батарею.

3.	Проверить уровень электролита, излишки отобрать резиновой грушей.

4.	Проверить затяжку пробок.

12.	Что необходимо предпринять при перезаряде батареи из-за повы-
шенного напряжения?

1.	Проверить исправность генераторной установки, отрегулировать уро-
вень напряжения.

2.	Заменить батарею.

3.	Проверить уровень электролита, излишки отобрать резиновой грушей.

13.	Что необходимо предпринять при отсутствии отражательной пла-
стины в пробке?

1.	Проверить исправность генераторной установки; отрегулировать уровень
напряжения.

2.	Проверить уровень электролита; излишки отобрать резиновой грушей.
3.	Отремонтировать или заменить пробку.

14.	Что необходимо предпринять при коротком замыкании разноимен-
ных электродов в аккумуляторе?

1.	Проверить исправность генераторной установки; отрегулировать уровень
напряжения.

2.	Сдать батарею в ремонт.

3.	Проверить уровень электролита; излишки отобрать резиновой грушей.

15.	Что может быть причиной если аккумулятор показывает большой
зарядный ток при нормальном уровне регулируемою напряжения?

1.	Короткое замыкание разнополярных электродов АКБ.

2.	Обрыв цепи генератор АКБ.

3.	Неплотно завернуты пробки.

4.	Перезаряд батареи.

16.	Что может быть причиной, если быстро снижается уровень электро-
лита?

1.	Короткое замыкание разнополярных электродов ЛКБ; перезаряд батареи;
повреждение моноблока.

2.	Обрыв цепи генератор-АКБ; перезаряд батареи; повреждение моноблока.

3.	Неплотно завернуты пробки; перезаряд батареи; повреждение моноблока.

17.	Что может быть причиной, если АКБ не заряжается?

1.	Неплотно завернуты пробки; перезаряд батареи; повреждение моноблока.

2.	Обрыв цепи генератор-АКБ; перезаряд батареи; повреждение моноблока.

3.	Обрыв цепи генератор-АКБ; разрушение активной массы электродов;
сульфатация электродов.

4.	Короткое замыкание разнополярных электродов АКБ, перезаряд батареи;
сульфатация электродов.

18.	Что может быть причиной, если происходит выплескивание элек-
тролита через вентиляционные отверстия в пробках?

1.	Неплотно завернуты пробки; перезаряд батареи, повреждение моноблока

2.	Повышенный уровень электролита; повышенный зарядный ток, отсут-
ствие отражательной пластины; короткое замыкание разноименных электродов.

3.	Обрыв цепи генератор-АКБ; разрушение активной массы электродов, ко-
роткое замыкание разноименных электродов.

4.	Короткое замыкание разнополярных электродов АКБ, перезаряд бата-
реи; сульфатация электродов.

19.	Что может быть причиной, если понижена емкость АКБ?

1.	Короткое замыкание разнополярных электродов АКБ, перезаряд бата-
реи, сульфатация электродов.

2.	Сульфатация электродов, ускоренный саморазряд, малая плотность
электролита, разрушение электродов, пониженный уровень электролита.

3.	Обрыв цепи генератор-АКБ. разрушение активной массы электродов,
отсутствие отражательной пластины.

4.	Повышенный уровень электролита, повышенный зарядный ток, отсут-
ствие отражательной пластины, короткое замыкание электродов.
20.	Уровень электролита в АКБ должен быть на ... выше предохрани-
тельного щитка?

1.	10--20 мм.

2.	10--15 мм.

3.	5-10 мм.

4.	20--25 мм.

21.	Формула для определения ЭДС аккумулятора?

1.Е= 0,84+УхЮЛ

2.	Е= 0,84 -ГхЮ'3.

3.	Е= 0,84/Т*10'3.

4.	Е= 0,84 хухЮ'3.

22.	Каким устройством измеряют плотность электролита?

1.	Денсиметр.

2.	Ареометр.

3.	Плотностемер.

4.	Амперметр.

23. Допустимое отклонение плотности электролита в одной батарее ак-
кумулятора не должно превышать?

1.10 кг/м3

2. 20 кг/м3

3.30 кг/м3

4. 40 кг/м3

24.	Формула крутизны характеристики передачи полевого транзи-
стора имеет вид?

1.	8= сПс /с!Ези, при ЕГси = сопят.

2.	8= <11с /<Шси, при Изи = сопя!.

3.	8= сН1зи / <11с, при ЕГси = сопят.

4.	8= (Пс /<Шзи, при ЕГки = сопят.

25.	Формула дифференциальною сопротивления стока полевою тран-
зистора имеет вид?

1.	Кс= (1Иси / с11с, при ЕГзи = сопят.

2.	Кс= а! с /<Шси, при ЕГри = сопят.

3.	Кс= сЩзи / <Пс, при ЕГси = сопят.

4.	Кс= <11с МЕГзи, при ЕГки = сопят.

26.	Какая часть АКБ на рисунке обозначена цифрой 1?
1.	Положительный электрод.

2.	Отрицательный электрод.

3.	Сепаратор.

4.	Перемычка.

27.	Какая часть АКБ на рисунке обозначена цифрой 2?

1.	Положительный электрод.

2.	Отрицательный электрод.

3.	Сепаратор.

4.	Перемычка.

28.	На рисунке изображена конструкция ...

1.	Электрода.

2.	Сепаратора.

3.	Моноблока.

4.	Перемычки.

29.	Формула внутреннего сопротивления АКБ?

1.	Квн = Ко +Квн	2. Кзн = Ко -Кп

3.	Квн = Ко +КП	4. Квн = Ко хКп

30.	Явление изменения потенциала электрода под действием тока от
исходного равновесного потенциала (без тока) до нового потенциала назы-
вается?

1.	Поляризация.

2.	Деполяризация.

3.	Изменчивость.

4.	Полярность.

31.	Как различаются напряжения АКБ и его ЭДС?

1.	На величину падения напряжения во внутренней цепи при прохождении
разрядного тока.

2.	Одинаковы.

3.	На величину разрядного тока.
4.	ЭДС больше напряжения в 2 раза.

32.	Максимальное количество электричества, которое аккумулятор
может сообщить во внешнюю цепь при полном разряде от начального до
конечного напряжения за определенное время называют?

1.	Зарядная емкость.

2.	Энергозапас.

3.	Электроемкость.

4.	Разрядная емкость.

33.	Максимальное количество энергии, выделяемое во внешней цени
при разряде за определенное время называют?

1.	Разрядная емкость.

2.	Зарядная емкость.

3.	Электрозапас.

4.	Энергозапас.

34.	Форсированный заряд применяют?

1.	При необходимости восстановить работоспособность АКБ в короткое
время.

2.	При необходимости восстановить работоспособность АКБ за неограни-
ченное время.

3.	При любых условиях.

4.	При необходимости проверить работоспособность АКБ.

35.	Какие полупроводниковые приборы применяются, в электрообору-
довании автомобилей?

1.	Полупроводниковые выпрямители.

2.	Полупроводниковые диоды, транзисторы, стабилитроны.

3.	Полупроводниковые диоды, стабилитроны, транзисторы и терморези-
сторы.

4.	Полупроводниковые диоды, стабилитроны, варикапы.

36.	Назначение призм на дне ячеек в моноблоке АКБ9

1.	Создается пространство для дополнительных электродов.

2.	Создается пространство для накопления шлама.

3.	Создается пространство для лучшего теплоотвода.

3.	Создается пространство для уменьшения теплоотвода.

37.	Материал для изютовления решеток электродов?

1.	Свинец, сурьма, мышьяк, кремний.

2.	Свинец.

3.	Свинец и сурьма.

4.	Свинец, сурьма, мышьяк.

38.	Что составляет основу активного вещества электрода?

1.	Свинцовый порошок.

2.	Свинцовый порошок и серная кислота.

3.	Серная кислота.

4.	Свинцовый порошок, серная кислота, мышьяк.

39.	Назначение сепараторов?

1.	Для предотвращения замыкания разноименных электродов.
2.	Для прочности конструкции.

3.	Для лучшего протекания химических реакций.

4.	Для замыкания разноименных электродов.

40.	Что является активным веществом отрицательного электрода
АКБ?

1.	Двуокись свинца.

2.	Губчатый свинец.

3.	Двуокись свинца и мышьяк.

4.	Сурьма.

41.	Что является активным веществом положительного электрода
АКБ?

1.	Двуокись свинца.

2.	Губчатый свинец.

3.	Двуокись свинца и мышьяк.

4.	Сурьма.

42.	После восстановления активных масс на электродах плотность
электролита?

1.	Не изменяется.

2.	Уменьшается.

3.	Увеличивается.

4.	Восстанавливается.

43.	Что является внешним признаком восстановления заряженности
АКБ?

1.	Изменение цвета электролита.

2.	Выделение газовых пузырьков.

3.	Выделение большого количества тела.

4.	Испарение электролита.

44.	Что необходимо делать для поддержания постоянного тока при за-
ряде?

1.	Изменять напряжение источника или изменять сопротивление зарядной
цепи.

2.	Не изменять напряжение источника или изменять сопротивление заряд-
ной цепи.

3.	Изменять напряжение источника или не изменять сопротивление заряд-
ной цепи.

4.	Не изменять напряжение источника или не изменять сопротивление за-
рядной цепи.

45.	От чею зависит выбор оптимального значения зарядного напря-
жения?

1.	От температуры электролита.

2.	Технического состояния АКБ.

3.	+1 и 2 вместе.

4.	От геометрических размеров АКБ.
46.	Если заряд АКБ сначала проводят при номинальном токе до задан-
ного напряжения, затем снижают ток в 2-3 раза и продолжают заряд, то этот
метод называют..?

1.	Заряд ступенчатым током.

2.	Смешанный способ.

3.	Заряд при постоянном напряжении.

4.	Заряд при постоянном токе.

47.	Если при заряде в первоначальный момент ток достигает больших
значений, а по мере нарастания напряжения уменьшается, то такой способ
заряда называют..?

1.	Заряд ступенчатым током.

2.	Смешанный способ.

3.	Заряд при постоянном напряжении.

4.	Заряд при постоянном токе.

48.	Способ заряда АКБ, при котором последовательно в цепь с АКБ
включают реостат, или применяют тиристорный регулятор тока, то такой
метод называют..?

1.	Заряд ступенчатым током.

2.	Смешанный способ.

3.	Заряд при постоянном напряжении.

4.	Заряд при постоянном токе.

49.	Способ заряда АКБ, при котором сначала заряд проводят при но-
минальном токе, до заданного напряжения, затем ток уменьшают и продол-
жают заряд до заданного напряжения, называют..?

1.	Заряд ступенчатым током.

2.	Смешанный способ.

3.	Заряд при постоянном напряжении.

4.	Заряд при постоянном токе.

50.	Заряд АКБ при постоянном токе предусматривает следующее?

1.	Заряд проводят при номинальном токе, до заданного напряжения, затем
ток уменьшают и продолжают заряд до заданного напряжения

2.	Последовательно в цепь с АКБ включают реостат, или применяют тири-
сторный регулятор тока.

3.	При заряде в первоначальный момент ток достигает больших значений,
а по мере нарастания напряжения уменьшается.

4.	При заряде в первоначальный момент ток достигает минимальных зна-
чений, а по мере нарастания напряжения увеличивается.

5Е	Заряд АКБ при постоянном напряжении нредусмагривает следую-
щее?

1.	Заряд проводят при номинальном токе; до заданного напряжения; затем
ток уменьшают и продолжают заряд до заданного напряжения.

2.	Последовательно в цепь с АКБ включают реостат; или применяют тири-
сторный регулятор тока.

3.	При заряде в первоначальный момент ток достигает больших значений;
а по мере нарастания напряжения уменьшается.
4.	При заряде в первоначальный момент ток достигает минимальных зна-
чений; а по мере нарастания напряжения увеличивается.

52.	Количество отрицательных электродов должно быть?

1.	На один больше, чем положительных.

2.	Одинаково с положительными.

3.	На один меньше, чем положительных.

4.	Не имеет значения.

53.	Генератор переменного т ока служит?

1.	Основным источником тока (для питания потребителей и подзарядки ак-
кумуляторной батареи при работе двигателя).

2.	Вспомогательным источником тока (для питания потребителей при ра-
боте двигателя).

3.	Основным источником тока (для питания потребителей и подзарядки ак-
кумуляторных батарей).

54.	В каком ответе правильно описан ротор?

1.	Ротор является постоянным магнитом и состоит из вала 16, полюсов 10
и контактных колец 5.

2.	Ротор не является магнитом, состоит из вала 16, полюсов 10 и контакт-
ных колец 5 и щеток.

3.	Ротор является электромагнитом и представляет собой вал 16 с напрес-
сованными на него контактными кольцами 5 и клювообразными полюсами 10,
между которыми находится обмотка.

55.	Как устроен статор?

1.	Статор состоит из сердечника 9 и трехфазной обмотки 18. Сердечник 9
набирают из стальных тонких пластин, внутренняя поверхность которых имеет
пазы, куда укладывается трехфазная обмотка.

2.	Статор состоит из сердечника 9 и трехфазной обмотки 8, включающей
в себя 18 катушек (по 6 катушек в каждой фазе), концы обмоток фаз присоеди-
нены к контактным кольцам 5.
3.	Статор состоит из сердечника 9 и трехфазной обмотки 8, концы каждой
фазы 18 присоединены к выпрямителю 2.

56.	В настоящее время генераторы оснащаются ре!улят орами напря-
жения?

1.	Выполненными на электронных реле, устанавливаемыми автономно от
генератора.

2.	Выполненными на интегральных микросхемах и преимущественно
встроенными в генератор.

3.	Выполненными на транзисторах.

57.	В современных автомобилях наибольшее распространение нашли
регуляторы напряжения?

1.	С частотной модуляцией.

2.	С широтно-импульсной модуляцией.

3.	С когерентным модулем.

58.	Какие машины используются в качестве генераторов?

1.	Синхронные машины.

2.	Асинхронные машины.

3.	Машины постоянного тока.

59.	Что входит в состав генераторной установки?

1.	Генератор, регулятор напряжения, стабилизатор.

2.	Генератор и регулятор напряжения.

3.	Генератор, регулятор напряжения, выпрямитель.

60.	Назначение регулятора напряжения?

1.	Поддержание напряжения в заданных пределах.

2.	Понижение напряжения.

3.	Повышение напряжения.

61.	По какой схеме выполняют генераторные установки?

1.	Однопроводная однопулупериодная схема.

2.	Однопроводная двухполупериодная схема.

3.	Двухпроводная двухполупериодная схема.

62.	Где находится обмотка возбуящения?

1	Внутри статора.

2.	В регуляторе напряжения.

3.	Внутри ротора.

63.	Через какой элемент осуществляется питание обмотки возбуяеде-
ния?

1.	Выпрямительный блок.

2.	Статор.

3.	Регулятор напряжения.

64.	Как соединены диоды в выпрямительном блоке?

1.	Диоды прямой проводимости соединены отрицательными выводами.

2.	Диоды обратной проводимости соединены положительными выводами.

3.	1 и 2 совместно.
65.	Какими выводами соединены диоды прямой проводимости в вы-
прямительном устройстве?

1.	Отрицательными.

2.	Положительными.

3.	Выведены на нейтральную точку.

66.	Какими выводами соединены диоды обратной проводимости в вы-
прямительном устройстве?

1.	Отрицательными.

2.	Положительными.

3.	Выведены на нейтральную точку.

67.	На каком явлении основан принцип действия генератора?

1.	Электромагнитной индукции.

2.	Электромагнитной трансформации.

3.	Электромагнитного потока.

68.	Где в генераторе первоначально создается магнитный ноток?

1.	Обмотка возбуждения.

2.	Обмотка ротора.

3.	Выпрямительное устройство.

69.	Что является вращающейся частью генератора9

1.	Ротор.

2.	Статор.

3.	Выпрямительный блок.

70.	Формула ЭДС, индуцируемой при работе генератора?

1.Е=4;44ГауКо6 Р.

2.	Е= 4;44 ЕЛу Ко6 Ф.

3.	Е= 4;44 (Чу Коб Ф.

71.	Формула частоты вращения ротора?

1.1	= (рп) х 60.

2.	Е = (рп) / 60.

3.	Е = (рп) + 60

72.	Формула тока, индуцируемого в обмотке статора при замыкании
внешней цепи?

1.1 = Е/(\Ка-Кн)2+Хь2

2.1 = Е/ (л;Да Ви)2-Х12

3.1 = Е/ (\Да - Кп)2+Х, :

73. При увеличении частоты вращения сила тока, индуцируемая в об-
мотках статора, будет?

1.	Уменьшаться.

2.	Не изменится.

3.	Возрастать.

74. Формула силы тока, определяемого через параметры обмотки ге-
нератора и магнитный поток?

1.1 =(се п ф) / схп.

2.1 =(се п ф) + сх п.

3.1 =(се п ф) * сх п.
75.	Через какой элемент системы регулирования осуществляется об-
ратная связь?

1.	Чувствительный элемент.

2.	Генератор.

3.	Объект регулирования.

76.	Что наблюдается при подключении добавочного резистора после-
довательно с обмоткой возбуждения генератора?

1.	При увеличении частоты вращения увеличивается скорость спада напря-
жения.

2.	При уменьшении частоты вращения уменьшается скорость спада напря-
жения.

3.	При увеличении частоты врашения уменьшается скорость спада напря-
жения.

77.	Назначение добавочного резистора в регуляторе напряжения?

1.	Определяет минимальную частоту вращения ротора генератора, при ко-
торой возможно регулирование напряжения.

2.	Определяет максимальную частоту вращения ротора генератора; при ко-
торой возможно регулирование напряжения.

3.	Определяет максимальную частоту вращения ротора генератора; при ко-
торой невозможно регулирование напряжения.

78.	Тины регуляторов напряжения в схемах регулирования напряже-
ния9

1.	С электродинамическим, электронным, смешанного типа.

2.	С электромагнитным, электронным, смешанного типа.

3.	С электромагнитным, электродинамическим, смешанного типа.

79.	Через какой элемент проходит основной ток в регуляторе напря-
жения смешанного типа?

1.	Силовой транзистор.

2.	Силовой трансформатор.

3.	Управляющий орган.

80.	Что является управляющим органом в регуляторе напряжения
сметанного тина?

1.	Контакты, включенные в цепь эмиттера.

2.	Контакты, включенные в цепь базы.

3.	Контакты, включенные в цепь коллектора.

81.	Каким параметром определяется сопротивление цепи возбуждения
в регуляторе напряжения смешанного типа?

1.	Сопротивлением обмотки статора.

2.	Сопротивлением обмотки возбуждения.

3.	Сопротивлением выпрямительного блока.

82.	Какое устройство выполняет функцию чувствительного элемента
в регуляторе напряжения электронного типа?

1.	Стабилитрон.

2.	Транзистор.

3.	Резистор.
83.	Какое устройство выполняет функцию чувствительного элемента
в регуляторе напряжения электронного типа?

1.	Стабилитрон.

2.	Транзистор.

3.	Резисторы.

84.	Назначение резистора гд в регуляторе напряжения электромагнит-
ного типа?

1.	Регулирование на номинальное напряжение при достижении максималь-
ной частоты вращения.

2.	Регулирование на номинальное напряжение при достижении минималь-
ной частоты вращения.

3.	Регулирование до максимального (предельного) напряжение при дости-
жении максимальной частоты вращения.

85.	Каким образом включается обмотка электромагнита по отноше-
нию к генератору?

1.	Последовательно.

2.	Смешанно.

3.	Параллельно.

86.	Когда необходимо проверять контактные кольца и щетки генера-
торов переменного тока у нового автомобиля?

1.	Через 55 000 км пробега.

2.	Через 25 000 км пробега.

3.	Через 50 000 км пробега.

87.	Когда щетка считается изношенной?

1.	Если ее высота менее 6 мм.

2.	Если ее высота менее 10 мм.

3.	Если ее высота менее 8 мм.

88.	Причины износа щеток?

1.	Чрезмерное давление щеточных пружин.

2.	Подгорание контактных колец.

3.	1 и 2 вместе.

89.	Для избежания подгорания контактных колец необходимо?

1.	Изменить давление на кольца.

2.	Проверить исправность цепи заряда аккумулятора.

3.	Ослабить щетки.

90.	При помощи какого устройства проверяют обмотку возбуждения
генератора на обрыв?

1.	Омметр.

2.	Контрольная лампа.

3.	Амперметр.

91.	При помощи какого устройства проверяют обмотку статора в ге-
нераторе на межвитковое замыкание?

1.	Контрольная лампа.

2.	Омметр.

3.	Амперметр.
92.	При нормальной работе генераторной установки при повышении
частоты вращения коленчатого вала двигателя должны выполняться усло-
вия?

1.	Амперметр на щитке приборов показывает заряд акб.

2.	Вольтметр на щитке приборов показывает 13—15 в.

3.	Лампа заряда акб должна погаснуть.

4.	Все перечисленные выше условия выполняются.

93.	К изменению выходного напряжения системы электроснабжения
приводит?

1.	Некачественное соединение между выводами генератора и регулятора
напряжения.

2.	Замыкание обмотки статора.

3.	Замыкание диодов.

94.	Если генераторная установка не обеспечивает заряд АКБ необхо-
димо?

1.	Заменить АКБ; зачистить и смазать выводы; проверить провода; подтя-
нуть болтовые соединения; подтянуть ремень.

2.	Заменить АКБ; зачистить и смазать выводы; проверить провода; подтя-
нуть болтовые соединения; регулятор в ремонт.

3.	Заменить АКБ; зачистить и смазать выводы, проверить провода; подтя-
нуть болтовые соединения; проверить штекерные соединения.

95.	На рисунке представлена схема?

1.	Регулятора напряжения.

2.	Системы регулирования напряжения.

3.	Генераторной установки.

96.	На рисунке представлена принципиальная схема регулятора
напряжения?

1.	Электронного типа.

2.	Смешанного типа.
3.	С электромагнитным регулятором.

97.	На рисунке представлена принципиальная схема регулятора
напряжения?

1.	Электронного типа.

2.	Смешанного типа.

3.	С электромагнитным регулятором.

98.	На рисунке представлена принципиальная схема регулятора
напряжения?

1.	Электронного типа.

2.	Смешанного типа.

3.	С электромагнитным регулятором.

99.	На рисунке цифрой 5 обозначено следующее устройство?

1.	Генератор.

2.	Обмотка возбуждения.

3.	Электромагнит.

100.	На рисунке цифрой 2 обозначено следующее устройство?

1.	Добавочный резистор.

2.	Обмотка возбуждения.

3.	Электромагнит.

101.	На рисунке представлена характеристика генератора перемен-
ного тока?
1.	С независимым возбуждением.

2.	Самовозбуждением.

3.	Со смешанным возбуждением.

102.	На рисунке представлена характеристика генератора перемен-
ного тока?

1.	Самовозбуждением.

2.	С независимым возбужением.

3.	Со смешанным возбуждением.

103.	На рисунке приведена схема?

1.	Системы автоматического регулирования напряжения в бортовой сети
автомобиля.

2.	Регулирования напряжения генератора электромагнитным регулятором.

3.	Регулирования напряжения смешанного типа.

104.	Какая часть устройства генератора переменною тока представ-
лена на рисунке?

1.	Статор.

2.	Ротор.

3.	Выпрямительный блок.
105.	Что обозначено цифрой 9 на рисунке?

1.	Выводы обмотки.

2.	Обмотка.

3.	Сердечник.

106.	Какая часть устройства генератора переменного тока представ-
лена на рисунке?

1.	Ротор.

2.	Статор.

3.	Выпрямительный блок.

107. Какая часть устройства генератора переменного тока представ-
лена на рисунке?

1.	Ротор.

2.	Статор.

3.	Выпрямительный блок.

108.	При каких условиях стартер считается исправным?

1.	Сила потребляемого тока не превышает, а частота вращения якоря не
меньше величин, приведенных в технической характеристике.

2.	Сила потребляемого тока не превышает, а частота вращения якоря не
больше величин, приведенных в технической характеристике.

3.	Сила потребляемого тока превышает, а частота вращения якоря не
меньше величин, приведенных в технической характеристике.

109.	Что вызывает замыкание пластин колектора?
1.	Изгиб вала.

2.	Износ щеток и коллектора.

3.	Перекос вала якоря.

110.	Чем обусловлены малый крутящий момент и небольшая сила тока
статора?

1.	Зависание щеток, окисление коллектора, усиление пружин щеткодержа-
телей и окисление контактных поверхностей контактного диска и клемм тягового
реле.

2.	Зависание или износа щеток, окисление или замасливание коллектора,
ослабление пружин щеткодержателей, пробуксовка муфты свободного хода.

3.	Зависание или износа щеток, окисление или замасливание коллектора,
ослабление пружин щеткодержателей и окисление контактных поверхностей
контактного диска и клемм тягового реле.

111.	При каком условии в стартер встраивают дополнительный редук-
тор?

1.	Если передаточное число избыточно.

2.	Если передаточное число недостаточно.

3.	Если ток якоря недостаточен.

112.	За счет какого устройства обеспечивается дистанционное управ-
ление стартером?

1.	Тяговое реле.

2.	Приводной механизм.

3.	редуктор.

113.	Схема с каким управлением стартеров представлена на рисунке?

1.	С однообмоточным тяговым реле.

2.	С двухобмоточным тяговым реле.

3.	С безобмоточным релею.

114.	Зависимость основных параметров электродвш ателя стартера от
тока стартера называют?

1.	Механической характеристикой.

2.	Вольтамперной характеристикой.

3.	Электромеханической характеристикой.
115.	Формула для определения механической мощности на валу стар-
тера?

1	.Р = (Мсхп) + 9,55.

2	. Р = (Мсхп) х9,55.

З	.Р = (Мсхп)/9,55.

116. Формула для определения электрической мощности на валу стар-
тера?

1.	р = ис/1с.

2.	Р = Сс х! с.

3.	Р = ЕГс +1 с.

117.	Формула для определения КПД стартера?

1	. г)= Рс /Рэл.

2	.г)= Рс х Рэл.

3.1)	= Рс +Рэл.

118.	Формула напряжения для стартерного электродвигателя?

1.	И= Е - 1яКя.

2.	ЕГ= Е + 1яКс.

3.	11= Е + 1якя.

119.	Формула для определения момента стартерного электродвига-
теля?

1.	М= СмхфДя.

2.	М= Смхф*1я.

3.	М= См+ фх1я.

120.	При каком токе якоре магнитная система насыщена и поток ли-
нейно зависит от тока якоря?

1. 1я< (0,8-4),9) 1ном.

2.1я> (0,8~Ю;9) 1ном.

3.1я< (0,8 ' ();9) / 1ном.

121.	Какие двигатели применяют в качестве электродвигателя стар-
тера?

1.	Асинхронные.

2.	Синхронные.

3.	Постоянного тока.

122. С каким возбуждением используют двигатели в качестве электро-
двигателя стартера?

1.	Последовательным.

2.	Параллельным.

3.	Независимым.

123. Устройства, позволяющие увеличить частоту прокручивания ко-
ленчатого вала двигателя за счет снижения момента сопротивления про-
кручиванию называют?

1.	Тяговое реле.

2.	Приводной механизм.

3.	Средства облегчения пуска.
124. Продолжительность включения стартера при пуске двигателя не
должна превышать?

1.	5 с.

2.	5-10 с.

3.	15 с.

125.	Интервал между повторными включениями стартера?

1.	0,5-1 мин.

2.	1-2 мин.

3.	2-5 мин.

126.	Механизм привода стартера служит для?

1.	Передачи вращающего момента с венца маховика на вал якоря стартера
на время пуска двигателя.

2.	Предохранения якоря стартера от «разноса» после пуска двигателя.

3.	Передачи вращающего момента с вала якоря стартера на венец маховика
на время пуска двигателя.

127.	Тяговое реле стартера служит для?

1,	Введения шестерни стартера в зацепление с венцом маховика.

2.	Подключения стартера к аккумуляторной батарее.

3.	Введения шестерни стартера в зацепление с венцом маховика и подклю-
чения электродвигателя стартера к аккумуляторной батарее.

128.	Система пуска двигателя - это?

1.	Комплекс устройств; обеспечивающих принудительное вращение вала
двигателя.

2.	Комплекс устройств; не обеспечивающих принудительное вращение
вала двигателя.

3.	Комплекс устройств; обеспечивающих принудительную остановку вала
двигателя.

129.	Совокупность приборов и устройств, обеспечивающих воспламе-
нение рабочей смеси в соответствии с порядком и режимом работы двига-
теля?

1.	Система регулирования.

2.	Система генерирования.

3.	Система зажигания.

130.	Чем вызывается разряд в искровом промежутке?

1.	Импульсом напряжения.

2.	Импульсом тока.

3.	Импульсом мощности.

131.	Коэффициент запаса системы зажигания?

1.	15-18 в.

2.	2-8 в.

3.	1,5-1,8 в.

1.	32. Величина импульса напряжения?

1.	10-20 в.

2.	20-30 в.
3.	30-40 в.

1.33. Формирование пламени, возникающего от искрового разряда,
осуществляется на фазе?

1.	Основной.

2.	Начальной.

3.	Конечной.

1.34. Распространение пламени на большей части камеры сгорания
осуществляется на фазе?

1.	Начальной.

2.	Конечной.

3.	Основной.

135.	Чем определяется угол опережения зажигания?

1.	Углом поворота коленчатого вала двигателя.

2.	Импульсом напряжения.

3.	Сгоранием рабочей смеси.

1.36. Если угол опережения зажигания больше оптимального, то зажи-
гание считают?

1.	Нормальным.

2.	Ранним.

3.	Поздним.

137.	Если угол опережения зажигания меньше оптимального, то зажи-
гание считают?

1.	Нормальным.

2.	Ранним.

3.	Поздним.

138.	Какое устройство используют для получения импульса высокого
напряжения?

1.	Свечи.

2.	Катушка зажигания.

3.	Стартер.

139.	При каких условиях процесс сгорания протекает оптимально?

1.	Угол опережения зажигания наивыгоднейший.

2.	Угол опережения зажигания наименьший.

3.	Угол опережения зажигания наибольший.

140.	В каком устройстве накапливается энертия в тиристорных систе-
мах зажит ания?

1.	Катушка индуктивности.

2.	Тиристор.

3.	Конденсатор.

141.	Что является характерной особенностью тиристорных систем за-
жигания?

1.	Высокая скорость нарастания вторичного напряжения.

2.	Низкая скорость нарастания вторичного напряжения.

3.	Высокая скорость нарастания первичного напряжения.
142.	Что является причиной ухудшения воспламеняемости и сгорания
рабочей смеси в цилиндрах двигателя в тиристорной системе зажигания?

1.	Малая продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда.

2.	Большая продолжительность индуктивной составляющей искрового разряда.

3.	Малая продолжительность емкостной составляющей искрового разряда.

143.	Формула для определения пробивного напряжения?

1.	Цпр= рЗ хт.

2.	ЪГпр= т /рб.

3.	ЪГпр= рЗ /т.

144.	Отношение вторичного напряжения, развиваемого системой за-
жигания к пробивному напряжению, между электродами свечи, называют?

1.	Коэффициент зажигания.

2.	Коэффициент запаса.

3.	Коэффициент искры.

145.	Формула для определения коэффициента зажигания?

1	. Кз= 112т/ ипр.

2.	Кз= ипр / иэт

3.	Кз= и?т хипр.

146.	Углом опережения зажигания называют угол поворота?

1.	Кривошипа коленчатого вала двигателя от момента возникновения ис-
кры в свече зажигания до полного сгорания топлива.

2.	Распределительного вала от момента возникновения искры в свече за-
жигания до вмт.

3.	Кривошипа коленчатого вала двигателя от момента возникновения ис-
кры в свече зажигания до вмт.

147.	Распределитель системы зажигания служит для?

1.	Распределения тока высокого напряжения по свечам зажигания.

2.	Распределения тока высокого напряжения по свечам зажигания по по-
рядку работы цилиндров двигателя.

3.	Периодического размыкания вторичной цепи катушки зажигания.

148.	Какие факторы определяют необходимую величину угла опереже-
ния зажигания?

1.	Скорость горения рабочей смеси.

2.	Октановое число топлива.

3.	Частота вращения коленчатого вала двигателя.

4.	Все факторы; перечисленные в ответах 1, 2 и 3.

149.	Магнитоэлектрический термометр предназначен для контроля за
температурой охлаждающей жидкости?

1.	В радиаторе (состоит из указателя и датчика).

2.	В головке цилиндров двигателя (состоит из датчика и приемника).

3.	В системе охлаждения двигателя (состоит из указателя и датчика).

150.	Какие приборы на автомобиле относятся к приборам дорожного
освещения?

1.	Передние фары; подфарники и задние фонари.

2.	Передние фары; противотуманные фары и фонарь заднего хода.
3.	Передние фары; задние фонари; плафоны; переносная лампа.

151.	При дальнем и ближнем свете фар дорога должна освещаться на
расстоянии не менее (соответственно)?

1.	100 и 50 м

2.	100 и 40 м

3.	100 и 70 м.

152.	Световой указатель поворота состоит из?

1.	Переключателя и прерывателя тока.

2.	Переключателя; прерывателя тока, ламп в габаритных фонарях и боко-
вых указателях поворота и контрольной лампы на щитке приборов.

3.	Переключателя; сигнальных ламп и контрольной лампы на щитке приборов.

153.	Вакуумный регулятор опережения зажигания предназначен для
автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от?

1.	Периодического размыкания вторичной цепи катушки зажигания скоро-
сти движения автомобиля.

2.	Нагрузки на двигатель.

3.	Частоты вращения коленчатого вала двигателя.

154.	Чем регулируется опережение зажигания?

1.	Центробежным регулятором и октан-корректором.

2.	Центробежным и вакуумным регуляторами опережения зажигания.

3.	Центробежным и вакуумным регуляторами опережения зажигания и ок-
тан-корректором.

155.	Свеча зажигания служит для?

1.	Зажигания горючей смеси в цилиндрах двигателя.

2.	Образования электрической искры между электродами.

3.	Подведения тока высокого напряжения в камеры сгорания цилиндров
двигателя и образования электрической искры между электродами свечи.

156.	Калильным называют зажигание, которое?

1.	Наступает от перегретых частей свечи до момента возникновения искро-
вого разряда.

2.	Сопровождается стуками.

3.	Сопровождается перегревом двигателя.

157.	Горячими называют свечи, имеющие?

1.	Низкое калильное число.

2.	Высокое калильное число.

3.	Специальный изолятор.

158.	Перечислите компоненты современной электронной системы за-
жигания?

1.	Выходные электрические схемы, электронные блоки, входные устрой-
ства (датчики).

2.	Электронные блоки; стартер: генератор.

3.	Датчики; предохранители; электронные блоки.

159.	Применяются следующие типы электрической проводки?

1.	Двухпроводная система.

2.	Однопроводная система.
3.	Мультиплексная проводка (с применением информационной шины).

4.	Все перечисленные.

160.	Информационно-диазностическая система является?

1.	Составной частью современного автомобиля и предназначена для сбора, об-
работки, хранения и отображения информации о режиме движения и техническом
состоянии транспортного средства, а также окружающих его внешних факторов.

2.	Составной частью современного автомобиля и предназначена для кор-
ректировки движения автомобиля.

3.	Составной частью современного автомобиля и предназначена для сбора;
обработки; хранения и отображения информации о проводимых технических об-
служивания автомобиля.

161.	Какого типа датчик бесконтактной системы обозначен на рисунке
буквой «а»?

1.	Магнитоэлектрический коммутаторный.

2.	Датчик холла.

3.	Магнитоэлектрический генераторный.

162.	Схема какого типа системы зажигания представлена на рисунке?

1.	Контактная.

2.	Бесконтактная.

3.	Контактно-транзисторная.

16	.3. На рисунке представлена конструкция?
1.	Прерывателя.

2.	Распределителя.

3.	Свечи зажигания.

164.	На рисунке представлена конструкция?

1.	Свечи зажигания.

2.	Катушки зажигания.

3.	Распределителя.

165.	На рисунке представлена катушка зажи! ания следующей о тина?

1.	Маслонаполненная; с разомкнутым магнитопроводом.

2.	Сухая; с замкнутым магнитопроводом.

3.	Маслонаполненная; с замкнутым магнитопроводом.

166.	Какое устройство в контактно-транзисторной системе зажигания
коммутирует первичную цепь?

'1. АКБ.

2.	Транзистор.

3.	Катушка.

167.	Схема какой системы зажигания представлена на рисунке?
1.	Бесконтактная.

2.	Классическая.

3.	Контактно-транзисторная.

168. Схема какой системы зажшания представлена на рисунке?

1.	Бесконтактная.

2.	Классическая.

3.	Контактно-транзисторная.

Ответы:

1	в вопросах: 4, 5, 6, 8, 9,12, 15, 21,23, 24,25, 28, 30,31,34, 39,41,44,46,52,
53, 58, 60, 61, 65, 67, 68, 69, 74, 75, 79, 82, 84, 93, 96,100, 103, 108, 112, 117, 120,
122, 125, 128, 130, 135, 139, 141, 142, 145, 156. 158, 160, 167

2	в вопросах: 2, 7,14, 18, 19, 20, 26, 32, 38, 40, 43, 49, 50, 55, 56, 57, 59, 66,
71,77, 78,80,81,86, 89, 90,91,98, 101, 102, 104, 106,109, 111, 113, 116, 119, 124,
132, 133, 136, 138, 144, 147, 150, 151, 152, 153, 157, 162, 164, 165, 166, 168

3	в вопросах: 10, 11, 13, 16, 17, 27, 29, 35, 36, 45, 47, 51, 54, 62, 63, 64, 70,
72, 73, 76, 83, 85, 87, 88, 94, 95, 97, 99, 105, 107, 110, 114, 115, 118, 121, 123, 126,
127, 129, 131, 134, 137, 140, 143, 146, 149, 154, 155, 161, 163.

4	в вопросах: 1, 3, 32, 33, 37, 42, 48, 92, 148, 159.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.	Автомобильный справочник ВоксЬ / перевод с англ. - М.: ЗАО КЖИ
«За рулем»,

2.	Автомобильный справочник. Перевод с английского. Первое русское из-
дание. - М.: Издательство «За рулем», 1999. - 896 с.

3.	С. В. Акимов, Ю. П. Чижов. Электрооборудование автомобилей. Учеб-
ник для вузов - М.: За рулем, 2004. - 384 с.

4.	С. В. Акимов, А. В. Акимов. Автомобильные генераторные установки. -
М.: Транспорт, 1995.

5.	С. В. Акимов., Ю. И. Боровских, Ю. П. Чижов Электрическое и элек-
тронное оборудование автомобилей. -М.: Машиностроение, 1988.

6.	С. В. Акимов., А. М. Здановский и др. Справочник по электрооборудо-
ванию автомобилей. - М.: Машиностроение, 1994.

7.	Н. В. Белов, Ю. С. Волков. Электротехника и основы электроники. -
Изд-во: «Лань», 2012. -432 с.

8.	Ю.И. Боровских, А. К. Старостин, Ю. П. Чиксков. Стартерные аккуму-
ляторные батареи. - М.: Фонд; За эконом, грамотность, 1997.

9.	И. А. Данилов, П. М. Иванов. Общая электротехника с основами элек-
троники. - М.: Высшая школа, 2003. - 654 с.

10.	В. К. Вахламов. Автомобили: Основы конструкции. - М.: Изд.дом
«Академия», 2004. - 528 с.

11.	Ю. Т. Вишневецкий. Электрооборудование автомобилей. - М.: Изд-во
«Дашков и К», 2007. - 351 с.

12.	Журнал «Авторевю» - подписка 2012, 2013, 2014 гг.

13.	Журнал «За рулем» - подписка 2012, 2013, 2014 гг.

14.	В. В. Литвиненко. Электрооборудование автомобилей ВАЗ. - М.: Изд-
во «За рулем», 1997.

15.	Росс Твег. Системы зажигания легковых автомобилей: Устройство,
техническое обслуживание и ремонт. - М.: Изд-во «За рулем», 1998. - 96 с.

16.	Д. А. Соснин, В. Ф. Яковлев. Новейшие автомобильные электронные
системы. - М. Изд-во «За рулем«, 2005. - 240 с.

17.	Ю. Л. Тимофеев, Г. Л. Тимофеев, И. М. Ильин. Электрооборудование
автомобилей: устранение и предупреждение неисправностей. - М.: Транспорт,
2000.

18.	А. Трантер. Руководство по электрическому оборудованию автомоби-
лей. - С.-Петербург: Алфамер Паблишинг, 1998. - 288 с.

19.	А. Хсрнер, X. Риль. Автомобильная электрика и электроника М.:
Изд-во «За рулем«, 624 с.

20.	Ю. И. Чижов. Электрооборудование автомобилей и тракторов. - М.:
«Машиностроение», 2007. - 656 с.

21.	В. Е. Ютт. Электрооборудование автомобилей. Учебник для вузов. -
М: Горячая линия-Телеком, 2006. - 440 с.
Интернет-источники

22.	Автоэлектрика. - ГГКГ: ЬНр://ау1о1ек1гоп.ги/8хета-е1ек-1гооЬоги<1о уап-
1уа/и8й-оз8(уО’Хуикоуо§о-81§па1а.

23.	Гибридные автомобили. -ГГКГ: Иир://\у\у\у.11саг8.Г1|.

24.	Гибриды - автомобили будущего. - 1ЖГ: кйр://§:Ьпй-саг8.ги.

25.	Гибридный автомобиль. Преимущества и недостатки. - ГПГк: И Ир://
й\у4.гн/геу1е\У8-ЬуЬп<1-саг.

26.	Защитная аппаратура. - ГЖГ: Ьйр://\ууу».Ги8е.ог§.гц.

27	Ремонт обслуживание эксплуатация генераторов. - СКГ: Кир://
\у\у\у.аи(орго8рсскга/аг1к/2141-то8ку1сЬ/11-6-1 -§епега1ог-581-3701.1э1т I.

28.	Система управления двигателем. - СК Г: ИИр://8у81ет-8аию.П|/ е1ес1пс/
соп(го1_еп§те.Ьйп1.

29.	Схема электрического автомобиля. - ГГКГ: Ы(р://8у81ет8аи1о.ги/еп§те/
8Ьета-с1сс(пс-саг.Ьип1.

30.	Электронные системы автомобиля. - 1ЛП_: 1111р://\у\у\с.Нопаа\уог1с1.
ги/ЬопЛагерай.

31.	Электронные информационные системы. - ЦКЬ: Н11р://\у\у\у.е1 т1о. огц.ги.

32.	Электрооборудование и автоэлектроника. - ГЖЬ: 1111р://ата81ег саг.ги/
агйс1е8/е1ес(пса1_едшртепГ_оГ_саг_2.8Ьйп1.

33.	Электромобили. - С КГ: Ьйр://аи(олгоп1юг8С.ги/§1Ьп<1пуе-е1ек(готоЫН_
964. Ыт1.

34.	Электрооборудование автомобилей. - ГГК.Г: Ыгр:// пе\У81у1е-у.ги/Ы§Ь-
8скоо1/исйеЬпуе-па§Ца<1пуе-ро8оЫ.

г?/ Инфра-Инженерия

\ Д' 1^ / Издательство технической литературы

Издательство предлагает учебную литературу
по следующим направлениям:

•	1Т. Информатика

•	Авиационная и ракетно-космическая техника

•	Автоматизация

•	Автомобильная техника

•	Арматура. Трубопроводы

•	Бетоны

•	Бурение нефтяных и газовых скважин

•	Вооружение. Радиоэлектронные системы

•	Газовое хозяйство

•	Геодезия, картография и маркшейдерское дело

•	Геология. Геофизика. Геохимия

•	Горное дело

•	Железнодорожный транспорт

•	Лесная промышленность

•	Логистика

•	Машиностроение

•	Медицина и биоинженерия

•	Металлургия

•	Нефтегазовая промышленность

•	Педагогика. Психология

•	Пищевая промышленность

•	Промышленная безопасность. Охрана труда

•	Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений

•	Сварочное дело

•	Словари

•	Сети и коммуникации Волоконно оптическая техника

•	Строительство

•	Судостроение

•	Транспортное строительство. Дороги. Мосты. Тоннели

•	Физико-математические науки

•	Химия. Химические технологии

•	Экология. Безопасность жизнедеятельности

•	Экономика. Управление. Электронная коммерция

•	Электроника

•	Электро- и теплоэнергетика

Интернет-магазин

1П(га-е.ги

УУЬаХзАрр

Те1е§гагп

Телефон

8-800 250-66-01

8-911-512-48-48

Более 2000 выпущенных книг
по 30 темам и направлениям

Доставляем наши книги по
всей России от Калининграда
до Камчатки, а также в
страны СНГ

Нам доверяют более 90
учебных заведений в России
и за рубежом
Учебное издание

Горшкова Оксана Олеговна
Шпитко Георгий Николаевич

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ

Учебное пособие

13ВМ 978-5-9729-2101-0

9 785972 921 С 10

Подписано в печать 26.04.2024
Формат 60x84/16. Усл. печ. д, 19,07. Печать по требованию.
Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс».

Издательство «Инфра-Инженерия»
160011, г. Вологда, ул. Козленская, д. 63
Тел.: 8 (800)250-66-01

Е-таП: Ьоок1п§@1пй,а-е.ги

Ьпр8://т&а-е.ги

Издательство приглашает
к сотрудничеству авторов
научно-технической литературы