Text
                    ПРАКТИЧЕСКИ
ЕЛЕКТРОННИ
СХЕМИ
ЗА АВТОМОБИЛА
БИБЛИОТЕКА
ПО РАДИО й
ЕЛЕКТРОНИКА £
С.СТЕФАНОВ
ТЕХНИКА

БИБЛИОТЕКА ПО РАДИОЕЛЕКТРОНИКА Инж. СВЕТОСЛАВ М. СТЕФАНОВ ПРАКТИЧЕСКИ ЕЛЕКТРОННИ СХЕМИ ЗА АВТОМОБИЛА Сканиране: LZ2XYZ, обработка: LZ2WSG 27 ноември 2008 година, KN34PC ДЪРЖАВНО ИЗДАТЕЛСТВО „ТЕХНИКА" СОФИЯ, 1987
621.38 (629.13) В книгата са разгледани 40 електроннн устройства за автомобила, конто са предвидены за любнтелско изработване при домашни условия. Всички електронни устройства могат да се включат към автомобилната електрическа ннсталацня независимо едно от друго. Устройствата са предназначени за усъвършенствуване на никои автомобилнн системи, за улесняване на во- дача и за повишаване на безопасността на движение™.- Книгата е предназначена за широк кръг читатели от всички възрасти, конто се интересуват от приложе- ние™ на електронни системи в автомобила, притежа- ват необходимата обща техническа подготовка и имаг желай ие сами да изработват електронни устройства- ©Светослав Михайлов Стефанов, 1987 с/о Jusautor, Sofia «21.3
съдържание Предговор........................................................... 5 Глава I. Електроинозапалителни системи 1.1. Общи положения............................................ 7 1.2. Кондензаторно-тиристорна електроннозапалителна система . . 14 1.3. Транзисторна запалителна система.................18. 1.4. Кондензаторно-транзисторна електроннозапалителна система . . 22 Глава II. Електронни реле-регулатори 2.1. Общи положения.................................................28 2.2. Електронен реле-регулатор за генератор на постоянен ток .... 29 2.3. Електронен реле-регулатор за генератор на променлив ток .... 34 Глава Ш. Устройства за контрол и сигнализация 3.1. Общи положения.................................................39 3.2. Подобрели стоп-светлини........................................33 3.3. Контрол на напрежението на автомобилната електрическа инста- лация...............................................................43 3.4. Контрол на затварянето на вратите..............................46 3.5. Сигнализатор за привършване на горивото........................51 3.6. Звуков индикатор за мигачите...................................54 3.7. Сигнализатор за предпазпите колани.............................56 3.8. Индикатор за поледица..........................................61 Глава IV. Електронни об оротомери 4.1. Общи положения.................................................65 4.2. Електронен оборотомер с транзистори............................68 4.3. Оборотомер с една иитегрална схема.............................70 4.4. „Полуелектронен" оборотомер....................................72 4.5. Оборотомер за дизелови двигатели...............................74 4.6. Оборотомер със светодиодна стълбица............................77 4.7. Триелементен индикатор за икономично управление................81 4.8. Прагов оборотомер..............................................84 Г л а в а V. Допълннтелии електронни устройства 5.1. Общи положения.................................................90 5.2. Преобразувател на напрежение 6 V->12 V.........................90 5.3. Преобразувател на напрежение 12 V-»6 V.........................96 5.4. Импулсно управление на стъклоч истачките.......................98 5.5. Автоматизирано почистване иа предното стъкло..................104 5.6. Антеннн усилватели за автомобил ен радиоприемник..............108 5.7. Електронио управление иа мигачите.............................112 3
5.8. Поддържане на постоянна температура в купето.................116 5.9. Подобрено осветление на автомобилното купе...................119 5.10. Алармено устройство за охрана на автомобила.................121 Глава VI. Електронни устройства за експлоатация, ремонт н обслужваня 6.1. Общи положения...............................................125 6.2. Проверяване на автомобилна индукционна бобниа................125 6.3. Уред за нзмерване на относнтелното време на затваряне на прекъс- вача на запалителната система.....................................127 6.4. Измервател на ъгъла на нзпреварване на эапалването със стробоскоп 130 6.5/ Устройство за зареждане на акумулатори . .'.................134 Литература........................................................138 4
ПРЕДГОВОР Изискванията за надеждност, безопасност и комфорт към съ- временните автомобили се повишават непрекъснато. Наред с внед- ряването на редица конструктивни и технологични изменения по двигателя, носещата част и каросерията конструкторите не забра- нят и електрическата инсталация. Много от проблемите по нея се решават със средствата на електрониката. Въвеждането на тези системи в автомебила не е самоцел, произтичаща от факта, че електронизацията е съвременно направление във всички области на живота. Опитът показва, че електронните системи са не само по-надеждни, но в много случаи имат значително по-високи екс- плоатационни показатели. Затова днес в автомобила се използуват все по-широко електронни системи за управление на напрежение- то на генератора, в запалителната система, в контролно-измерва- телните уреди, в системите за сигнализация и индикация. Чрез тях се следи по-добре работата на двигателя, подпомага се вода- чът, като част от допълнителните му функции по управление™ на автомобила се поемат от електронните системи. Едновременно с това се удължава експлоатационният срок на използуване на акумулаторната батерия и се увеличава времето между два теку- щи ремонта на отделните възли на автомобилната електрическа инсталация. Наблюденията на много специалисти показват, че реализира- нето на електронни устройства за автомобила е напълно във въз- можностите на любителите на техниката от всички възрасти. Ос- вен при домашни условия те могат да бъдат изработени и от уче- ници в кръжоци и в клубовете за ТНТМ и да бъдат използувани в автомобилите, с конто се провежда практиката по двигатели с вътрешно горене. При собственоръчно изработване на електронни устройства трябва да се имат предвид някои особености. Практиката и опи- тът на много любители (и на автора включително) показват, че често добре работещи електронни устройства се използуват не- аавършени напълно (без да са монтирани в кутия, без да са офор- мени добре външно и пр.). Затова трябва да се спазва неписаного правило на конструкторите-любители „направете временного та- ка, че да може да остане за постоянно.“ Трябва да се има пред- вид, че в автомобила устройствата работят при сравнително големи вибрации и при различии температурки условия и затова елек- трическите връзки и цялата конструкция трябва да бъдат напра- вени достатки но надеждно. 5
Друг много съществен момент в тази дейност е личната конструк- тивна документация на устройствата. Желателно е след изработ- ване на всяко устройство към заводската схема на електрическата инсталация на автомобила да се прикрепи лист, на който да се начертае точно схемата на устройството и най-важното начинът му на свързване към автомобилната електрическа инсталация, както и цветът на всеки проводник. Усилията, конто се полагат за техническата документация, се възнаграждават многократно при ремонт, профилактика или при монтиране на други устрой- ства. Представените електронни устройства са конструирани на ба- зата на материали от българския и чуждестранния печат, както и въз основа на десетгодишния опит на автора по създаване на авто- мобилни електронни устройства. В книгата са представени 40 устройства, разпределени в шест групи: електроннозапалителни системи, електронни реле-регулатори, устройства за сигнализа- ция и контрол, електронни оборотомери, устройства за допълни- телно обзавеждане и за улеснение на водача и устройства за екс- плоатация, ремонт и поддържане. Всички устройства са изградени от достъпни елементи и’мате- риали и могат да се изработят от любители, конто имат поне ми- нималки познания в областта на електрониката. Повечето от представените електронни системи са изработвани и изследвани от автора. Към всички схеми са приложени графични оригинали на печатни платки и подробни указания за настройване, свързва- не и монтиране на устройствата към съществуващата електричес- ка инсталация на автомобила. Авторът изказва благодарност на рецензентите инж. Борис Г. Божинов и к. т. н. инж. Николай Илчев за компетентно напра- вените^критични бележки и препоръки, конто допринесоха зна- чително за подобряване на качеството на ръкописа. Авторът в
ГЛАВА I ЕЛЕКТРОННОЗАПАЛИТЕЛНИ СИСТЕМИ 1.1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ Едва ли има друго приложение на електрониката в автомобила, което да буди такъв интерес както електроннозапалителните сис- теми. В тази глава са дадени никои общи положения, свързани с електроннозапалителните системи, конто са необходими, за да се разбере правилно материалът по конструирането и изработването на устройствата при домашни условия. Освен това са представени и някои особености при експлоатацията на електронните запал- вания. Още при първите автомобили конструкторите са използували електрическа енергия за запалването на горивната смес в цилин- дрите на двигателя [30]. Оттогава до днес почти нищо не се е про- менило в тази система на автомобила. Основна причина за това -е изключителната простота на електромеханичната запалителна система. На фиг. 1.1 е показана принципната й схема. Системата се управлява от автомобилния прекъсвач на запалителната сис- тема (чукче-наковалня) S. При затваряне на контактите на пре- жъсвача през първичната намотка на индукционната бобина L «ротича ток. и в нея се запасява електромагнитна енергия. Когато жонтактите на прекъсвача се отворят, възниква електродвижещо «напрежение на самоиндукция, получено вследствие на ряэкото
прекъсване на тока през индуктивността. Това напрежение е ® обратна полярност на пада на напрежението върху първичнат® намотка на индукционната бобина L. При отваряне на контактите на прекъсвача S се получав® последователен трептящ кръг, образуван от първичната намотк» на индукционната бобина L и автомобилния кондензатор С. Елек- тромагнитната енергия, запасена в първичната намотка на ин- дукционната бобина, се трансформира в мощен високоволтов им- пулс във вторичната намотка. Това напрежение се подава на за- палителните свещи ЗС през разпределителя Р. Запалителните свещи|преобразуват високото напрежение от вторичната иамотк® на индукционната бобина в електрически разряд, конто възпла- менява горивно-въздушната смес в цилиндрите. Основного предимство на класическата електромеханична за- палителна система е нейната простота, конто гарантира висок® конструктивна и експлоатационна надеждност. Наред с това т® притежава и никои недостатъци, което кара конструкторите д® търсят нови решения. При прекъсване на тока през бобината въз- никва искра между контактите на прекъсвача. Кондензаторът, включен паралелно на контактите на прекъсвача, намалява вред- ного влияние на искрата, но той не може да го предотврати. Иск- ренето износва прекъсвача и освен това променя ъгъла на изпре- варване на запалването и относителното време не затваряне н® контактите. С нарастване на честотата на въртене на коляновия вал н® двигателя енергията на искрата силно намалява [9] поради влия- ние™ на електромагнитната времеконстанта на индукционнат® бобина. Преходните процеси на електромеханичния прекъсвач< при ниска скорост на въртене са твърде бавни и запалителната- система не може да осигури достатъчно високо напрежение на са- моиндукция на първичната намотка на индукционната бобина. Това е особено осезаемо при първоначално пускане на двигателя* зимно време, когато напрежението спада от включването на пус- ковия електродвигател. Тези проблеми бяха решени преди години много успешно с кондензаторно-тиристорната запалителна система, чиято блоков® схема е показана на фиг. 1.2. При затворени контакти на прекъс- вача на запалителната система на автомобила S напрежението на акумулатора G се преобразува от по-ниско постоянно напрежение в по-високо в преобразувателя П, благодарение на което се за- режда кондензаторът С до напрежение около 400 V. Когато кон- тактите на прекъсвача S се отворят, схемата за управление С№ изработва управляващ импулс, конто задействува електронни® 8
ключ ЕК, обикновено тиристор. Кондензаторът С и индукционная та бобина образуват паралелен трептящ кръг. На вторичната на- мотка на индукционната бобина се получава кратък, но изклю- чително мощен високоволтов импулс. Напрежението, подаденс» Фиг. 1.2 към запалителните свещи, е значително по-високо, отколкото прн електромеханичната система. Най-важното предимство на кон- дензаторно-тиристорната запалителна система е, че изходнотс» напрежение на индукционната бобина и енергията на искрата» практически не зависят от честотата на въртене на коляновия вал; на двигателя. Характерно за получената искра е нейният капа- цитивен характер (много малка продължителност — около 10 ps- при голям ток — от порядъка на 300 А). Това предимство се отра- зява много добре при високоскоростни двигатели, работещи с голяма честота на въртене. При малка честота на въртене и при, първоначално пускане искрата е много по-мощна, отколкото при* електромеханичната система, така че пусковият режим се облек- чава. Консумацията на електроенергия е по-малка, отколкото при електромеханичната система. Импулсът на напрежение е с много- стръмен преден фронт и запалителната система работи добре дориг при замърсени свещи. Паралелният резонанс обаче води след себе си някои недоста- тъци. Основният е, че намалява продължителността на искрата,, което се отразява неблагоприятно при частично натоварване на» двигателя. Освен това двигателят не може да работи с обеднена» горивна смес. Кондензаторно-тиристорните системи са ефективни» при автомобилни двигатели, конто по принцип работят с по-бо- гата горивна смес — двутактови н двигатели с ниска компресия.. Освен това за изработване на преобразувателя е необходим специа-
лен импулсен трансформатор, чието реализиране при домашни, лаборатории и даже при промишлени условия е проблем, тъй като тгрансформаторът е нестандартен елемент. Другият принципно различен тин електроннозапалителни сис- Фиг. 1.3 теми са транзисторните. Те се появиха, когато благодарение на тразвитието на пэлупроводниковата електронна техника се създа- доха високоволтоВй транзистор!1. Принципът на действие на тран- зисторните запалителни системи е аналогичен на класическата •електромеханична запалителна система. Той се пояснява с блоко- вата схема, показана на фиг. 1.3. Сигналът от автомобилния прекъсвач S се подава на преобразувателя П, конто обикновено >е импулсен усилвател или тригер на Шмит. С него се коригират сравнително бавните преходни пронеси на електромеханичния •прекъсвач S и се управлява силовият транзистор VT, който ко- мутира тока на индукционната бобина L. Транзисторът изпълня- ва същата функция, каквато прекъсвачът при електромеханичната •система, но със значително по-бързи преходни пронеси. Това води ,до получаване на по-високо електродвижещо напрежение на са- моиндукция. То се създава в първичната намотка на индукцион- ната бобина. Високоволтовият демпфер ВД (в който има конден- затор) образува с бобината L последователен трептящ кръг, както и при класическата запалителна система. Вторичното напрежение нараства 1,5—3 пъти. При транзисторните системи, както и при класическия вариант, искрата е със сравнително голяма продъл- .жителност — няколко милисекунди при няколкостотин милиам- aiepa ток. Тъй като вторичното напрежение се определи основно от ско- •ростта на прекъсване на тока през транзистора, неговата стойност «практически не зависи от скоростта на въртене на коляновия вал на двигателя. Мощната продължитедна искра позволява известно «юдгряване на горивната смес, което улеенява възпламеняването НО
и. Основного предимство на транзисторните запалителни системи е, че се подобрява работата на двигателя с обеднена горивна смес. При замърсени запалителни свещи и при обогатена горивна смес работата на двигателя на автомобила се влошава. Консумацията на електрсенергия е по-голяма, отколкото при кондензаторно- тиристориите системи. Енергията на дъгата се намалява от пада на напрежението върху транзистора. Съществен елемент на този тип системи е високоволтовият транзистор; той трябва да е за напрежение попе 400 V, за да може да издържи преднапрежението на самоиндукция, получено при прекъсване на тока през пър- вичната намотка на индукционната бобина. Преди години високо- тволтови транзистори се произвеждаха в съвсем малки серии и бяха доста скъпи. Включването на по-нисковолтов транзистор е възможно при използуване на специална запалителпа бобина с намалена индук- тивност. За да се запази енергията на дъгата обаче, е необходимо токът през бобината да иарасне неколкократно. При други систе- ми се използува последователно включване на няколко транзис- тора. Това съществено намалява трансформираната електрическа -енергкя от бобината поради увеличения пад на напрежение върху транзисторите. На практика най-широко се разпространиха системите, при конто напрежението на самонндукцията се ограничава от високо- волтов демпфер. В последните години с развитието на електронна- та промишленост започна производство на високоволтови тран- зистори. С тях запалителните системи може да работят с ориги- -налната бобина. Възстановяването на електромеханичния вариант -«1ри евентуален дефект на електронната запалителна система ста- ва с обикновен превключвател. Съществено предимство на тран- зисторните системи пред кондензаторно-тиристорните е, че те са изградени само от стандартни елементи и затова в момента те •са по-широко разпространени за четиритактови двигатели. Естествено възниква идеята да се комбинират предимствата на .двете системи, като се избягнат недостатъците им. Логиката на разглеждането и изчисленията показват, че този въпрос може да •се реши в значителна степей, ако се използува последователност 'От капацитивни искри с обща продължителност, съответствуваща на продължителността на индуктивната дъга при стандартната система. От първата дъга се йонизира газът между електродите на свещта. От следващите се подобрява плавността на процеса на 'възпламеняване на горивната смес, с което се намалява един клас динамични загуби при работа на двигателя [23]. Такъв дъгов ^разряд се получава при кондензаторно-транзисторната система. II
По конфигурация тя представлява транзисторна система, ивгра- дена по блоковата схема на фиг. 1.3. Единствената разлика е във високоволтовия демпфер, конто, се състои от последователно свързани кондензатор и ценеров ди- од. Заедно с първичната намотка на индукционната бобина се; образува нелинеен трептящ кръг, благодарение на който се полу- чава последователност от капацитивни искри. Максималното на- прежение на високоволтовия импулс остава в точно определение граници за целия диапазон на изменение на скоростта на върте- не на коляновия вал на двигателя. Премахват се токовете на утеч- ка през изолацията на проводниците, конто биха протекли при прекомерно нарастване на напрежението. Ограничава се ефектив- ната честота на работа на бобината, от което магнитните загуби., вследствие на висшите хармонични трептения намаляват. Това-- означава, че загряването на бобината намалява и се увеличивав коефициентът й на полезно действие. Кондензаторно-транзистор-- ната система е еднакво приложима към двутактови и четиритакто- ви автомобили [20]. Разгледаните варианти на електронни запалвания се управля- ват от електромеханичния прекъсвач на запалителната система. Те са „хибрид“ между електроника и електромеханика. Това има. съществено предимство: при евентуален дефект на електронната система класическият електромехаиичен вариант лесно може да> се възстанови. Положителните страни свършват дотук. Освен по-ниската надеждност на прекъсвача възможно е той да пропуске някой импулс, особено при висока честота на въртене,. и искрата от съответния цилиндър се загубва. При малка честота на въртене преходните процеси са сравнително бавни, от което. качествата на искрата намаляват. Това наложи автомобилните конструктори да се ориентират към безконтактно управление на запалителната система. Функциите на контактите на прекъсвача се поемат от индуктивен или оптичен датчик. Изработването на такъв датчик при домашни условия е доста сложно и затова без- контактните запалителни системи не са разгледани в книга га. Електроннозапалителните системи имат и някой други предам- ства. Стабилното искрообразуване осигурява по-пълно изгаряне на горивната смес в цилиндрите на двигателя при динамични ре- жима. Намалява се доизгарянето на запалителната смес в изпус- кателните тръби и в шумозаглушителя. Снижва се количество™» на въглероден окис (СО) и на токсични въглеводороди и азотн». окиси, от което в крайна сметка намалява замърсяването на окол- ната среда. Удължава се иеколкократно животът на електромеха- яичния прекъсвач, който на практика не се износва електрически.. 12
ТПрез контактите на прекъсвача протича ток, гарантиращ само- !зточистването на техните повърхности. Облекчава се пускането на двигателя, особено зимно време, когато напрежението на акуму- „латора намалява и горивно-въздушната смес обеднява вследствие на кондензация на бензин по стените на цилиндрите на двигателя. Без съмнение въпросът, който интересува всички любители, е икономията на гориво. При сравнително нов и добре регулиран двигател не може да се очаква особен ефект. Електронното запал- ване позволява възпламеняване на обеднени горивни смеси, което •може да доведе до икономия на гориво теоретично до 5%. По прин- цип по-голяма икономия не може да се получи, тъй като това оз- начава да се повиши зиачително коефициентът на полезно дей- ствие на двигателя, нещо, което теоретично не може да се постиг- яе с подобряване на запалителната система. По-мощната искра прави двигателя по-нечувствителен към настройването на ъгъла на изпреварване на запалването. Из- вестно е, че при нарушаване на това регулиране разходът на гори- во нараства. Електроняозапалителната система може да спести а известна степей този повишен разход. В този смисъл тя е много желано допълнение към дълго употребявани двигатели. Остава въпросът, защо въпреки всички изброени предимства електронните запалвания не се внедряват във всички серийно произвеждани автомобили. При това е известно, че цената на елек- тронните запалвания не е висока в сравнение със стойността на автомобила. Както се подчерта, класическият вариант на запали- телната система е изключително прост, а оттам е с висока кон- структивна и експлоатационна надеждност. Това означава още, че поддържането на тази автомобилна система може лесно да се извърши от водача дори при авария на път, нещо, което не е въз- можно при електронните запалвания. Друга причина е, че конструирането и изработването на елек- тронни устройства, работещи в автомобил, е известен технологи- чен проблем. Полупроводниковите прибори като градивни елемен- ти имат необходимата надеждност. Но серийното производство иа електронно устройство, което произвежда по 12 000 искри в минута, изисква технология, гарантираща висока конструктивна и експлоатационна надеждност. Проблем, който все още не е на- нял но решен. Трябва да се отбележи също, че електроннозапали- телните системи повишават значително радиосмущенията. Не на последно място съществува и друг проблем. Транзистор- иите и тиристорните запалвания са все още новост и някои хора, незапознати е тях, се отнасят скептично към използуването им. При всеки дефект в< двигателя.. те са склоняй да го потърсят най- напвед в електроннозапалителната система. 1S
Електроннозапалителните системи не са революция в авто- мобилостроенето, но техните качества стават все по-необходим® за съвременните автомобили, особено когато в тях се използува* микропроцесорна система. В този смисъл определено може да се каже, че класическият електромеханичен вариант на запалител- ната система е достигнал предела на своето усъвършенствуване. На вниманието на читателите са представени три интересни схем» на електронни запалвания с контактно управление. 1.2. КОНДЕНЗАТОРНО-ТИРИСТОРНА ЕЛЕКТРОННОЗАПАЛИТЕЛНА СИСТЕМА За двутактови автомобили е много подходяща кондензаторно тиристорната схема, показана на фиг. 1.4. Приципът на действие на устройството е следиият. Системата се управлява от електро- механичния прекъсвач S/ на класическата запалителна система. Общият извод на резисторите R1 и R2 се свързва към подвижниж контакт (чукчето). При отворени контакти на прекъсвача протича ток от положителната захранваща шина през резисторите Rl и Фиг. 1.4 R2 и през емитерния преход на транзистора VT1 към маса. Тран- эисторът VT1 се отпушва. Протича ток през него и през резисто- ра R3, което води до насищане на транзистора VT2. От тока преэ резистора /?5'се отпушва транзисторът VT3. Този процес се уско 14
рява от форсиращата трупа, образувана от кондензатора С1 га резистора R4. През първичната намотка wl на трансформатора V протича ток. При затваряне на контактите на прекъсвача S1 транзисторите- променят състоянието си. Запушването на VT3 се ускорява от- наличието на резистора R6, свързан паралелно на прехода му база—емитер. Резисторът улеснява разсейването на токоносители- те, натрупани в базата на VT3, с което се форсира процесът на за- пушване на транзистора [9]. Прекъсването на тока през намотката wl води до поява на стръ- мен положителен отскок на напрежението. Той се прехвърляг. през трансформатора Т и зарежда резонансно кондензатора С2 от намотката о>2 през диода VD2. При отваряне на контактите иа прекъсвача S се получава. напрежение на намотката w3 с показаната на фиг. 1.4 полярност.. Схемата за управление на тиристора, образувана от паралелно свързаните резистор R8 и кондензатор СЗ, от диода VD4 и от резистора R7, изработва управляващ импулс. Тиристорът VS се отпушва. Образува се паралелен трептящ кръг от кондензатора С2 и първичната намотка на индукционната бобина на автомобила L. Енергията, запасена в кондензатора С2, се прехвърля към бо- бината L, която я трансформира в мощен високоволтов импулс». подавай към запалителните свещи. Всички елементи на устройство™ се монтират на печатна плат- ка с графичен оригинал, показан на фиг. 1.5а. Начинът на под- реждане на елементите върху лицевата страна на платката и. свързването на устройството е означен на фиг. 1.56. Трансформа- торът Т се навива върху магнитопровод от трансформатор за ин- дукционен поялник. Намотката wl е с 60 навивки от проводник ПЕЛ 1,2; w2 — с 360 навивки от ПЕЛ 0,35, a w3 — със 10© навивки от ПЕЛ 0,2. Активният извод на трансформатора (означега с точка) се избира по следния начин. Към вторичната верига на Т се включва волтметър за постоянно напрежение, като положи- телната клема на уреда се включва към извода, означен с точка. Към първичната намотка се подава напрежение от батерия, от ав- томобилей акумулатор или друг източник на постоянен ток. При нормално отклонение на уреда (надясно) активният извод на пър- вичната намотка е този, към който е свързан положителният електрод на източника. Ако стрелката на уреда се отклони обрат- но, изводът, означен с точка, е този срещу клема минус на токоиз- точника. За транзисторите VT1 и VT2 не са необходима охладители. VT3 се поставя върху малък радиатор, който не трябва да е елек- трически свързан с ш а сито на автомобила. 15.
Електронното запалване се монтира в метална кутия, чийто корпус се свързва към клема минус на захранването. Тя се поста- ве иа подходяще място в автомобила на разстояние поне 80 ст а Фил [.5 > 16
uwrv 500- 400- _____________ зоо- 200- 'С0 - 5 Ю 15 Фиг. 1.6 ют радиоприемника, за да не се внасят смущения в-ъв .възпроиэ- .вежданите радиопрограмм При двутактовите автомобили е необходимо да се изработят две или три еднотипни устройства — толкова, колкото са цилин- дрите иа двигателя. Свързването на уст- ройството към автомо- бил ната електрическа инсталация е означено на фиг. L56. Прекъс- ва се проводникът, свързващ чукчето с бо- бината, и се реализира локазаната схема на свързване. Особеност при монтирането е, че клемата+Б на бобина- та (означението на съ- щата клема по съвет- ския стандарт е ВК, а яо западноевропейските Bat) се свързва към •маса. Устройството не се настройва и заработва веднага след включ- ването му в автомобилната електрическа инсталация. Характерно за схемата е, че трансформаторът Т работи в ре- жим на насищане, което се получава дори при захранващо напре- жение 7 V. Енергийните показатели на искрата практически не се влияят от напрежението на акумулатора. На фиг. 1.6 е показана графично зависимостта на напрежението на първичната намотка Uwi във функция от напрежението на акумулатора t/AB режим на първоначално пускане. Напрежението и енергията, подадени към запалителните све- щи, зависят само от стойността на кондензатора и преводното от- ношение на трансформатора Т. Това означава, че тези параметри практически не зависят от честотата на въртене на двигателя. Електронното запалване работи стабилно при честота на въртене на двигателя от 200 до 1200 min-1. На фиг. 1.7 е показана зависи- мостта на вторичното напрежение на индукционната бобина t/2, измерено с кондензаторен волтметър, като функция на честотата на въртене на двигателя п. Електронното запалване удължава значително живота на елек- тромеханичния прекъсвач S1 на автомобила. Контактите му прак- 2 Практически електронни сх«ми . . . 17
тически нямат електрическо износване, а тяхното самопочистване ее осигурява от тока, протичащ през резистора RI. Система?» може да ръботи стабилно при температура на околната среда от —45 РС до 4-90 °C. O2.kv 40 Г 33 I- “ 25 - i ' и ~joo /ооо eooo n.'m’n-* Фиг. 1.7 Устройството може да се приложи и към автомобили със за» хранване 6 V. Необходимо е да се коригират стойностите на ре- зисторите R1 и R5, конто трябва да са със съпротивление по 27 Q... Освен това броят на навивките на всички намотки на трансформа- тора Т трябва да се намали наполовина. Печатната платка може да се използува без изменение. Електронното запалване е експериментирано и работи без- отказно в продолжение на 2 години в автомобил Вартбург. 1.3. ТРАНЗИСТОРНА ЗАПАЛИТЕЛНА СИСТЕМА торият основен вид електроннозапалителни системи са тран- зисторните. Принципната схема на устройство, работещо съглас- но блоковата схема на фиг. 1.3, е показана на фиг. 1.8. Транзис- торната запалителна система се управлява от електромеханичния прекъсвач иа автомобилната запалителна система S1- Подвижни- ят контакт на S1 е свързан към едната средня точка на превключ- вателя S2. В положение / на прекъсвача се възстановява електро- 19
механичната запалителна система при дефект на електронмат*. Кондензаторът С е елемент от автомобилната електрическа мм- вталация. В положение 2 на прекъсвача S2 работи транзисторната елек- Фиг. 1.8 троннозапалителна система. При затваряне на контактите на пре- късвача S1 общият край на резисторите R1 и R2 се свързва към маса. Протича ток от положителната захранваща шина -|-12 V през резистора R3, през е.митерния преход на транзистора VT1 к през резистора R2 към маса. Транзисторът се отпушва. Това води до запушване на транзистора VT2, който заедно с VT1 образуем тригер на Шмит. От протеклия ток през е.митерния преход н» транзистора VT3 и през резисторите R6 и R7 се отпушва VT3. Протича ток през резисторите R8 и R9. Падът на напрежението върху резистора R9 е достатъчен за отпушване на транзистор» VT4. От протеклия ток през резистора R10 се насища транзисто- рът VT5. Протича ток през първичната намотка на индукционната бобина L и в нея се запасява електромагнитна енергия. При отваряне на контактите на прекъсвача S1 транзисторите променят състоянията си. Транзисторът VT1 се отпушва, VT2 се насища, така че напрежението, подадено на прехода база—еми- тер на транзистора VT3, не е достатьчно за отпушването му. Транзисторите VT3, VT4 и VT5 се запушват, токът през индук- ционната бобина L се прекъсва и възниква пренапрежение на са- 19
моиндукция. Функцията на високоволтов демпфер от блоковата схема на фиг. 1.3 изпълнява кондензаторът С2, който образува последователен трептящ кръг с първичната намотка на индук- ционната бобина L. Фиг. 1.9 Характерно за показаната схема е, че вторичното напрежение на индукционната бобина на автомобила зависи значително по- малко от честотата на въртене, отколкото при електромеханичната запалителна система. На фиг. 1.9 е показана графично зависи- мостта на вторичното напрежение Ul във функция от честотата на въртене на двигателя N. Крива 1 характеризира класическата електромеханична запалителна система на автомобила, а крива 2 показва зависимостта при транзисторната система. Елементите на електронното устройство се монтират на печат- ка платка с графичен оригинал, показан на фиг. 1.10а. Върху платката се монтират само елементите от заграденото с прекъс- вана линия поле на фиг. 1.8. Начинът на разполагането им върху платката се илюстрира с фиг. 1.106. Свързването на устройството става според цифровите означе- ния на фиг. 1.8 и 1.106. Размерите на платката са предвидени та- ка, че тя да може да се монтира в кутия от трансформатор. Плат- ката се поставя на дъното на кутията и се закрепва с два винта М3 през отворите, предвидени за закрепване на трансформатора. 20
Транзисторът VT5 се монтира иа охладител, който се използува за капак на кутията. Трябва да се има предвид, че радиаторы не трябва да е свързан електрически с шасито на автомобила. Не е препоръчително да се използува слюдена или керамична под- ложка за изолация и охладителят да се свърже към корпуса на автомобила, тъй като случайно попаднала вода може да влоши силно работата на запалителната система или да доведе до спи- ране на двигателя. Прекъсвачът S2 се монтира на страничната сте- на на кутията. При монтиране на устройство™ към автомобила трябва да се прекъсне връзката между средната точка на индук- ционната бобина L и подвижния контакт на прекъсвача S1 и да се изпълни схемата на свързване на фиг. 1.8. Освен това трябва да се 21
©ткачи единият извод на кондензатора, да се удължи с допълни- телен проводник и да се свърже към прекъсвача S2. Настройването на устройството'става по следния начин. След като устройството е монтирано в автомобила, се измерва напре- жението между общата точка на запалителната бобина и масата на захранването на автомобила при затворени контакта на пре- късвача (това напрежение е фактически падът на напрежение върху транзистора VT5). Ако то е под 1 V, устройството не се нуждае от настройване. При положение, че напрежението над- хвърля 1 V, трябва да се намали съпротпвлението на резистора R10, докато падът спадне под 1 V. Ако стойността на резистора трябва да се намали под 24 Q, транзисторът VT4 трябва да се под- мени с по-мощен (например 2Т7539) и да му се постави малък ох- ладител. Освен това е желателно резисторът да се закрепи извън кутията (монтиран на обратната странична стена, на която е прев- ключвателят). Както се вижда от фиг. 1.9, вторичното напрежение на индук- ционната бобина е значително по-високо, отколкото при елек- тромеханичната запалителна система. Затова настройването на •ьгъла на изпреварване на запалването и на относителнот© време на затваряне на контактите на прекъсвача трябйа да се права при електромеханична запалителна система. 1.4. КОНДЕНЗАТОРНО-ТРАНЗИСТОРНА ЕЛЕКТРОННО- ЗАПАЛИТЕЛНА СИСТЕМА Принципната схема на кондензаторно-транзисторната запали- телна система е показана на фиг. 1.11. В положение 1 на пре- включвателя S2 се възстановява електромеханичният вариант на запалителната система по същия начин както при транзисторната запалителна система, описана в т. 1.3. Когато превключвателят S2 се постави в положение 2, се свързва кондензаторно-транзис- торната запалителна система. При затворени контакти на прекъсвача S1 на автомобилната запалителна система протича около 200 mA ток през резистора R1 и през контактите на прекъсвача, с което се гарантира само- почистването на контактните повърхности дори при студено време. Освен това протича ток и във веригата, образувана от положител- ната захранваща шина, емитерния преход на транзистора, резис- тора R2, автомобилния прекъсвач и маса. Транзисторът VT1 се отпушва. Това води до протичане на ток през транзистора VT1, през резистора и през преходя база—емитер на транзистппа 22
VT2, от което вторият транзистор се отпушва. Този процес се ус- корява от форсиращата трупа, образувана от кондензатора С1 и от резистора R4. През първичната намотка на индукционната бобина L на автомобила протича ток и в нея се запасява електро- магнитна енергия. VT1 VT2 2T6S21 КТ 812 А Фиг. 1.11 Когато прекъсвачът S1 отвори своите контакта, транзисторите дроменят състоянието си. Запушването на транзистора VT2 се ускорява от наличието на резистора R6. Образува се нелинеен трептящ кръг със затихващи трептения от първичната намотка на индукционната бобина, от кондензатора С2, от ценеровия диод VD2 и от резистора R3. Преходните процеси в нелинейния трептящ кръг се илюстри- рат с времедиаграмите на фиг. 1.12. Участъкът 1 отговаря на вре- мето, когато контактите на прекъсвача са затворени. При отва- ряне на контактите на S1 токът през първичната намотка II ряз- ко намалява до нула (участък 2), а напрежението Ul нараства а много стръмен фронт с обратна полярност. Ценеровият диод VD2 •се отпушва и кондензаторът С2 се зарежда резонансно. Вследствие на рязкото изменение на Ul във вторичната намотка на бобината се индуцира високо напрежение, което, подадено към електро- дите на запалителните свещи, йонизира газа между тях и спомага за лавинно възпламеняване на горивната смес. Част от запасе- ната енергия се преобразува в енергия на искрата. Напрежението UL надхвърля пробивного напрежение на це- иеровия диод и кондензаторът С2 се зарежда резонансно, а напре- жението върху първичната намотка намалява (участък 3). Между 23
блектродите на свещта възниква искра. Част от запасената енергия) в първичната намотка се преобразува в енергия на дъгата. Непо- средствен© след това кондензаторът започва да се презарежда, напрежението върху първичната намотка на индукционната боби- Фиг. 1.12 на продължава да намалява (участък 4). Когато Ul—Uc спадне под пробивното напрежение на ценеровия диод, той се отпушва» Тогава напрежението и токът през индукционната бобина се изме- нят по високочестотна синусоида в трептящ кръг, образуван от индуктивността на бобината £ и от паразитните капацитети на 24
първичната намотка и приведения капацитет на вторичната на- мотка. Тази честота е значително по-висока от тази на трептящия? кръг, образуван от бобината £ и от кондензатора С2 (участък 5). Когато напрежението върху бобината UL спадне под напрежение- то на кондензатора Uc, кондензаторът се презарежда (илюстрира- но с участък 6). Ценеровият диод се запушва, тъй като токът /х спада до нула и в схемата се установява отново високочестотеи1 резонанс (участък 7). Пропесът продължава, докато UL—Uc надхвърли пробивното напрежение на ценеровия диод, след коета кондензаторът С2 отново започва да се презарежда (участък 8). В този цикъл на работа се изменят токовете и напреженията в-, схемата, докато периодичният процес затихне напълно. Рязкото изменение на напрежението UL в участъците на ви- сокочестотните трептения води до поява на искри в запалителните- свещи. Енергията, запасена в индукционната бобина, се превръща на части в енергия на искри. Получава се пакет искри, чиято об- ща продължителност отговаря на продължителността на искрата при електромеханичната система. Скоростта на изменение на на- прежението е съобразена така, че магнитните загуби в бобината да бъдат минимални. Елементите на устройството се запояват на печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 1.13а. Разполагането им върху обратната страна на платката, както и свързването на устройството, е означено на фиг. 1.136. Платката на кондензаторно-транзисторното електроннозапа- лително устройство се поставя в подходяща кутия. Транзисюрът VT2 се монтира на малък радиатор. Желателно е резисторите R1 и R5 да се поставят от външната страна на кутията. Връзката’ между тях и платката се осъществява с многожилни проводници. Превключвателят S2 е двоен ключ с превключваща контактна» система тип ЦК-2. Неговото лостче също трябва да се монтира от външната страна на кутията. Ако се използува трипозиционен превключвател, средното положение може да се използува като предпазна мярка срещу нежелателно ползуване на автомобила от други лица. Изследванията на устройството показаха намаляване на доиз- гарянето на горивно-въздушната смес в изпускателните тръби и в шумозаглушителя. На фиг. 1.14 е показана зависимостта на количество го въглероден окис СО на изпускателния колектор за различии честоти на въртене на коляновия вал на двигателя п. На изхода на шумозаглушителя съдържанието на СО с класичес- ката електромеханична запалителна система бе около 1%, ас електронната система — 0,4%. В изгорелите газове бе установенс> 25.
<иамалено количество на токсични въглеводороди и на азотни «окиси. Кондензаторно-транзисторната запалителна система се наст- ройва по същия начин, както и устройството, описано в т. 1.3» 12 V 5 Фиг. 1.13 Описаното устройство е приложимо във всички видове дву- тактови и четиритактови автомобили с клема минус, свързана 26
,към шаси. Схемата е оразмерена за захранване 12 V. Ако тя се използува за автомобил с 6 V източник на напрежение, е необ- ходимо съпротивлението на резисторите Rl,R5n R6да се намали ааполовина, а мощността им да се увеличи два пъти. СО,“/о1 Електро.механична системе» Кондензаторно-трандисторна система Ю 2000 3000 4000 5000 6000 л, min1 Фиг. 1.14 27
ГЛАВА II ЕЛЕКТРОННИ РЕЛЕ-РЕГУЛАТОРИ 2.1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ Важен елемент от автомобилната електрическа инсталация е реле-регулаторът. Неговото предназначение е чрез промяна на-- възбудителния ток на генератора да ограничава зарядния ток на акумулатора и да управлява напрежението на автомобилния ге- нератор, така че то да не зависи от честотата на въртене на коля- новия вал на двигателя и от консумирания ток. Освен това реле- регулаторът трябва да прекъсва веригата между генератора и акумулатора, когато напрежението на акумулатора спадне под това на генератора и по този начин да предотвратява протичането,. на ток от акумулатора през намотките на генератора. При пове- чето автомобили, особено при по-старите модели, реле-регулато- рът е изграден на електромеханичен принцип. Сега благодарение- на развитието на технологията за производство на елементи от- автомобилната електрическа инсталация електромеханичните ре- гулатори са много надеждни, но техният режим на работа е много тежък. При висока честота на въртене електромеханичното реле, управляващо възбудителния ток, може да се превключи няколко- десетки пъти в минута. Сътресенията и вибрациите в автомобила често причиняват краткотрайни недопустимо високи отклонения на напрежението и на тока. Повишеното напрежение води до на- маляване на срока на използуване на осветителните лампи и на. други консуматори от автомобилната електрическа инсталация,. а прекомерно голям заряден ток скъсява значително живота на. акумулаторната батерия. Затова много от водещите автомобилостроителни фирми преми- нават към вграждане на електронни реле-регулатори. Те са зна- чително по-удобни за настройване, по-надеждни и по-компактни. Тяхното най-голямо предимство е безконтактният принцип на работа, благодарение на което те постепенно изместват механич- ните с тенденция не след дълго да ги заменят напълно. По източника на напрежение в електрическата инсталация. автомобилите се разделят на два основни типа: с генератор на про- менлив ток и с генератор на постоянен ток. Затова в книгата. се разглеждат и два типа реле-регулатори. 28
2.2. ЕЛЕКТРОНЕН РЕЛЕ-РЕГУЛАТОР ЗА ГЕНЕРАТОР НА ПОСТОЯНЕН ТОК Реле-регулаторът за постояннотоков генератор включва три «основни елемента: изключвател при обратен ток, регулатор на 'напрежението и ограничится на тока. Блоковата схема, показана ша фиг. 2.1, илюстрира действието на електронния регулатор. Фиг. 2.1 "Функцията на изключвател на обратния ток нзпълнява диодът VD1, който не пропуска ток от акумулаторната батерия G към ге- нератора Г. Към компаратора на напрежение КН се подава на- прежението на генератора Г, което се сравнява с еталонно. Падът на напрежение върху диода VD1 дава информация за стойността на тока към акумулатора. Този ток се сравнява с еталонен в ком- паратора на ток К.Т. Изходите на двата компаратора се подават на суматора на сигнали СС. В зависимост от знаците на разликите на напреженията, получени от компараторите, се подава сигнал към формировател-усилвателя ФУ. Чрез него се управлява токът през възбудителната намотка ВН. Принципната схема на електронния реле-регулатор за елек- трическа инсталация с постояннотоков генератор е показана на фиг. 2.2. Защитата от обратен ток се изпълнява с диода VD1, през който тече целият заряден ток. През резистора R6 падът на напрежение върху диода се подава на транзистора VT3, изпъл- няващ функцията на ограничител на тока. След надхвърляне на -определена стойност на тока от генератора Г (при повечето авто- мобили тя е 16 Л) настъпва промяна в състоянието на транзисто- 29
pa VT3. Той започва да се отпушва и над определена стойност нападана напрежението върху диода VD1 се отпушва напълно. Това води до насищане на транзистора VT4, от което се отпушва транзисторът VT1. Напрежението на прехода база—емитер на Фиг. 2.2 транзистора VT2 намалява, вследствие на което намалява колек- торният ток на транзистора (т. е. възбудителният ток на генера- тора). Отдаденото от генератора напрежение намалява и се огра- ничава зарядният ток. При запушване на транзистора VT2 възниква електродвижещо напрежение на самоиндукция вследствие прекъсването на тока през намотката с полярност, показана в скоби. Запасената елек- тромагнитна енергия във възбудителната намотка определи про- тичането на ток през диода VD2. Този ток е със същата посока, както и токът при отпушен транзистор VT2. По този начин по-пъл- яо се използува енергията, подадена за възбуждане на генератора,, част от която при електромеханичната система се превръща в енергия на искра между контактите на релето. При бързо прев- ключване на транзистора трептенията на възбудителния ток са минимални. Това води до намаляване на висшите хармонични честоти в магнитната система на генератора и до увеличаване на коефициента му на полезно действие. Намалява и загряването на генератора. С транзистора VT4 е изграден регулатор на напрежение. Из- 30
точник на еталонно напрежение е ценеровият диод VD3. На база- та на транзистора VT4 се сравнява напрежението на генератора’, с еталонното. При нарастване на напрежението на генератора, над напрежението на стабилизация на ценеровия диод VD3 про- тича ток през базата на транзистора VT4 и той се отпушва. Наси- ща се транзисторът VT1, който е свързан към базата на VT2, и № крайна сметка възбудителният ток намалява. Транзисторите VT1 и VT2, изпълняващи функцията на сума- тор на сигналите и на формировател-усилвател от блоковата схема» на фиг. 2.1, работят като усилватели с положителна обратна' връзка, изпълнена с резистора R5. Това води до нарастване на скоростта на превключване на транзистора VT1 в наситено съ- стояние и на транзистора VT2 в запушено състояние. Така тази- чест ст схемата действува като двупозициснен регулатор. Кондензаторите С1 и С2 не позволяват самовъзбуждане на ре- ле-регулатора. Контролната лампа HL дава информация дали; акумулаторната батерия G се зарежда или не. С потенциометъра RP1 се пастройва стойността на максималното напрежение, от- давано от генератора, а с потенциометъра RP2 се регулира заряд- ният ток. Елементите на устройството се монтират на печатна платка- с графичен оригинал, показан на фиг. 2.3а. Разполагането им- върху обратната страна на платката е означено на фиг. 2.36,. Транзисторът VT2 и диодът VD1 се монтират отделно на радиа- тор и заедно с печатната платка се поставят в подходяща кутия. Връзките с диода VD1 се правят с проводник със сечение 6 mm2,, докато връзките с емитера и с колектора па транзистора може да, се направят с проводник със сечение 2,5 mm2. Позенциометрите- RP1 и RP2 се монтират така, че да е възможно въртенето на ва- ловете им ствън. След завършване на монтажа електропният регулатор се евърз- ва на мяетото на електромеханичния. На схемата на фиг. 2.2 са означени пет клеми. Те важат за леки автомобили Фиат 126 П и. отговарят на фабричната схема на автомобила. На фиг. 2.4 е по- казана пълната електрическа схема [3] на евързване на електрон- ния регулатор към електрическата инсталация на Фиат 126 П. При други автомобили (напр. Москвич 1360) връзките са подобии и релето се включва по подобен начин. Изводът, означен с J_, се- евързва към шасито. Контролната лампа HL се поставя на арма- турного табло, за да показва на водача кога генераторът не зареж- да. Ако автомобилът няма контролна лампа, а амперметър, измер- вателният уред се включва във веригата на клема 30 (фиг. 2.2). След монтиране и евързване на регулатора се включва ампер- за
сметър 20 А между положителната клема на генератора н анода «а диода VD1. Същевременно между клемите на акумулатора се «свързва волтметър за постоянно напрежение с обхват 20 V. Плъз- гтачите на потенциометрите се поставят в средне положение. Дви- Тателят на автомобила се пуска в ход и се контролира показание- то на волтметъра. При честота на въртене около 3000 min"1 пока- 32
занието на волтметъра се регулира на 14,5 V с потенциометъра RP1. Показанието на амперметъра зависи от степента на зарежда- не на акумулатора. Първоначално амперметърът показва заряден ток около 15 А, след което токът намалява до 1,5 А. По време на регулиране всички по-мощни консуматори трябва да се изклю- чат. Регулирането на токоограничаването започва с включване на консуматори (дълги светлини, отопление на задното стъкло, вен- тилятор на отоплението и др.). При работещ двигател потенцио- метърът RP2 се регулира така, че показанието на амперметъра да не надвишава 16 А. След завършване на настройването осите на потенциометр ите трябва да се осигурят срещу случайна промяна на положението им, напр. с боя, с лак или с друго средство. Зарядното напрежение може да се изменя в зависимост от следните условия: — по време на дълги пътувания през лятото без използуване на светлини може да се намали зарядното напрежение и по този начин се избягва презареждането на акумулатора; — при къси пътувания зимно време може да се увеличи заряд- ното напрежение, което осигурява по-пълно зареждане на аку- мулатора. Благодарение на безотказната работа на електронния реле- регулатор, а също така и на възможността за бърза и лесна про- мяна на напрежението и тока на зареждане в зависимост от усло- вията на експлоатация на автомобила се увеличава значително срокът на използване на акумулаторната батерия. 4 Практически електронни схеми •. • 33
2.3. ЕЛЕКТРОНЕН РЕЛЕ-РЕГУЛАТОР ЗА ГЕНЕРАТОР НА ПРОМЕНЛИВ ТОК Повечето съвременни автомобили са с генератор на променлив ток. Той се наложи в автомобилостроенето в последните 10—15 години, тъй като е много по-надежден от постояннотоковия гене- ратор, от една страна, а от друга, заради по-простия режим на Фиг. 2.5 управление. Това се вижда и от блоковата схема на електронни® реле-регулатор за генератор на променлив ток, показана на фиг. 2.5. Напрежението Ur от изправителя И2 се сравнява в компара- тора К с еталонното Ue, създадено в източника на еталонно на- прежение ИЕН. Информация за знака на разликата между двете напрежения се подава на формировател-усилвателя ФУ. Ако Up е по-малко от еталонното напрежение, през възбудителната на- мотка на генератора протича ток и изходното напрежение на гене- ратора Ur нараства. Когато то стане по-високо от зададеното, компараторът превключва и токът през възбудителната намотка се прекъсва. След спадането му под допустимого към възбудителна- та намотка ВН отново се подава напрежение и процесът се повта- ря [29]. В сравнение с блоковата схема на реле-регулатора за постоян- нотоков генератор тази е значително по-проста. В нея липсва регулатор на тока. Ограничаването на тока на генератора се по- лучава автоматично от токоограничаващата способност на генера- тора. Ролята на изключвател за обратен ток от класическата. 34
схема на реле-регулатор изпълнява изправителят И1, конто не позволява протичане на ток от акумулаторната батерия G към генератора Г. На фиг. 2.6 е показана принцппяата схема на реле-регулато- Фиг. 2.6 ра за нроменливотоков генератор (алтернатор). Напрежението спрямо маса се получава от изправителя И2, изграден с диодите VD7, VD8 и VD9. Опорного напрежение на ценеровия диод VD11 се сравнява с пада на напрежението върху резистора R5 и долна- 35
та част на потенциометъра RP1. Сравняването се извършва върху прехода емитер—база на транзистора VT1. Ако напрежението, отдадено от генератора Г, е по-ниско от необходимото, напрежението върху плъзгача на потенциометъра е по-ниско от опорного напрежение на VD11. Транзисторите VT1 и VT2 са запушени. През резистора R6, през емитерния преход на транзистора VT3 и през резисторите R7 и R8 протича отпуш- ващ базов ток за транзистора VT3. Напрежението върху резисто- ра R10 става достатъчно за насищане на съставния транзистор VT4, VT5. През възбудителната намотка ВН на генератора Г протича ток, с което се увеличава падът на напрежение върху резистора R5 и върху долната част на потенциометъра RP1. Ко- гато падът стане по-голям от опорного напрежение на ценеровия диод, транзисторът VT1 се отпушва. Всички транзистори сменят състоянията си. Токът през транзисторите VT4 и VT5 се прекъсва. Възниква пренапрежение на самоиндукция, което се шунтира от диода VD10. Този диод изпълнява същата функция както и диодът VD2 в схемата на фиг. 2.2. Превключването на транзисторите става много бързо, което се дължи основно на формирователя, изграден с транзисторите VT2 и VT3. Той представлява тригер на Шмит с нисък праг на задействуване и малък хистерезис. Неговата скорост на превключ- ване е от порядъка на 1 ps. За да се ускори запушването на тран- зисторите VT3 и VT4, се включва резисторът R10, през конто се разсейват токоносителите, натрупани в базите на транзисто- рите. Системата се захранва през контактния ключ S от клема плюс на акумулаторната батерия G. Контролната лампа HL (6 V/1,8 W) на акумулаторното табло сигнализира за незареждане на аку- мулатора или за неизправност в системата. Устройството се монтира в кутия от звънчев трансформатор. На дъното на кутията с два винта и гайки М3 се закрепва пе- чатната платка, чийто графичен оригинал е показан на фиг. 27 а. Към нея се запояват елементите от заграденото с пунктирна ли- ния поле на фиг. 2.6 по начина, показан на фиг. 2.76. Силовият транзистор се монтира върху алуминиев радиатор, който се из- ползува и за капак на кутията. Размерите на охладителя, както и шаблон за пробиване на отворите върху него са показани на фиг. 2.8. При някои модели автомобили генераторът е комплектуван с диода VD10, включен паралелно на възбудителната намотка, и с изправителната трупа VD7, VD8 и VD9. Ако тези елементи липс- 36
ват вместо диода VD10 може да се включи диод тип Д242Б, а вмес- то изправителната трупа И2 — три диода от типа КД1101. Заедно с резистора на контролната лампа RHLre се монтират в подходяща кутия, прикрепена към генератора. На кутията се пробива отвор 5 ФИГ. ?7 Мб срещу вала на потенциоме- търа RP1. На платката е въз- можно да се монтира много- оборотен потенциометър тип 1КУ, с който най-добре се из- вършва настройването. Електронният реле-регула- тор се настройва по следния начин. Във веригата на акуму- латора се включва амперметър с обхват 20 А, а паралелно на акумулатора — волтметър за постоянно напрежение с обхват 20 V. По време на работа на стартерния електродвигател амперметърът трябва да се хпунтира с проводник със сече- ние 10 mm2, за да не прегори намотката на измервателния уред. Настройването се из- вършва с въртене на вала на потенпиометъра RP1. Показа- 37
ннето на амперметъра след около 2 минути работа на двигате- ля не трябва да надвишава 10 А/ като напрежението, отчетено от ролтметъра, е 14,5 V. На фиг. 2.9 са показани графично характеристиките на елек- № Z.U. V 1000 2000,3000 4000 5000 6000 n.niirf1 а 100Q 2000 3000 4000 5000 6000 n,min' Фиг. 2.9 трояен реле-регулатор, работещ в автомобил Шкода 105 L. Фиг. 2.9а илюстрира изходната характеристика на системата в стати- чен режим. Динамичната грешка на реле-регулатора (максимал- ните отклонения на напрежението А(7 в зависимост от честотата на въртене на двигателя п) е показана на фиг. 2.96. В сравнение с фабричния реле-регулатор динамичната грешка на електронния е мйвгократно по-малка. Епектронният реле-регулатор може да се използува във всич- ки автомобили с 12 V генератор на променлив ток, на който клема минус е на маса. Свързването на електронното устройство към автомобила става съгласно фиг. 2.6 и заводската схема на авто- мобилната електрическа инсталация. Електронният реле-регула- тор може да се използува за автомобили ВАЗ, Застава и за пове- чето западноевропейски автомобили. 38
ГЛАВА III УСТРОЙСТВА ЗА КОНТРОЛ И СИГНАЛИЗАЦИЯ 3.1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ Със средствата на електрониката е възможно да се направят редина полезни устройства за сигнализация и контрол, конто може да работят съвместно с фабрично монтираните индикатори на арматурното табло на автомобила. Благодарение на тях вода- чът може да бъде информиран своевременно за промяна в пътно- транспортната обстановка, за изменение в състоянието на автомо- била и т. н. В тази глава са разгледани седем вида устройства за сигна- лизация и контрол. При всички е спазена общоприетата логика, че задействуването на индикатор означава, че е станала промя- на. При нормално положение (без изменение на пътнотранспорт- ната обстановка или на състоянието на автомобила) индикаторите не се включват. Към устройствата за контрол и сигнализация спада и измер- вателят на честотата на въртене на коляновия вал на двигателя {оборотометър). Поради по-големия брой на разглежданите въп- роси и поради някои особености, описани в т. 4.1, електронните оборотомери са разгледани в глава IV. Трябва да се има предвид, че на арматурното табло на съвре- менните автомобили са монтирани множество контролни уреди и индикатори. Ето защо предварително трябва да се определи, кои индикатори ще бъдат изработвани и къде ще се поставят индика- торните елементи (светодиоди, звукоизточници и др.), така че да не се загрозява външният вид на арматурното табло и да са удоб- ни за наблюдаване. Наличието на повече индикатори разеейва водача и го затруд- нява при разпознаването на вида на сигналиэацията. Затова най-добре е всеки сам да определи начина на подреждане на тези уреди. 3.2. ПОДОБРЕНИ СТОП-СВЕТЛИНИ Често, когато слънцето блести върху задната част на автомоби- ля или при намалена видимост, стоп-светлините не се забелязват от
водача, движещ се отзад. Поставянето на допълнителни стоп- лампи в някои случаи обърква участниците в движението, поради което те са забранени. На автомобили, на конто габаритите и сто* повете са обединени в една лампа (ЗАЗ, Лада и др.), не може да се поставя по-силна лампа. При тях може да се използува схемата» показана на фиг. 3.1. Предни ео&ритни сбетлияи 0+12 V КД2002 40
През деня при натискане на педала на спирачката освен стоп- светлините светват и задните габаритни светлини, конто се за- хранват чрез диод VD2. Тъй като двете нажежени спирали се нами- рат в общ балон, се получава една по-силна светлина от лявата » от дясната задна страна на автомобила. Диодът VD1 не позволява светване на предните габаритни светлини при задействуване на включателя на стоп-светлините ВС, a VD2 — работа на стоп- светлините при включване на габаритите. При запалване на осве- тителната система на автомобила чрез ключа на габаритните свет- лини КГС диодите VD1 и VD2 не оказват влияние. Електронната схема, образувана от стъпалата на транзисто- рите VT1 и VT2, се използува за контролиране на стоп-светли- ните Ако те са изправни, при задействуване на включвателя на стоп-светлините ВС падът на напрежението върху резистора R3" е достатъчен за отпушване на транзистора VT1. VT2 е запушен и контролната лампа HL не свети. Ако ионе една от светлините не е изправна, транзисторът VT1 не може да се насити. През резисто- рите R1 и R2 протича базов ток за транзистора VT2. Той се от- пушва и контролната лампа HL светва. За транзистора VT1 е по-удобно да се използува германиев прибор, тъй като за неговото отпушване е необходимо по-малко напрежение, отколкото за си- лициев транзистор. По този начин съпротивлението на резистора R3 може да е по-малко и токът през стоп-лампите ще намалее малко, тъй като падът на напрежението върху резистора R3 ще бъде по-малък. Стойността на резистора R3 се избира в зависимост от мощ- ността на лампите на стоп-светлините. Съпротивлението R3 се определя от формулата и .и п (3.1) /?3- , *2 където Usat е напрежението на насищане на транзистора VTli Do — напрежението на акумулаторната батерия; Р% — общата мощност на двете лампи на стоп-светли- ните. При използуване на германиев транзистор (l\a/=0,32 V) к 12 У^акумулатор изразът (3.1) придобива вида Показаната стойност на фиг. 3.1 важи за две стоп-светлини по 21 W. При захранване 6 V съпротивлението на резистора тряб- ва да се намали два пъти в сравнение с изчислената стойност по» 41
горната формула. За резистора R3 може да се използува стандар- тен съветски резистор тип С1-5В4 или саморъчно направен от съпротивителен проводник. Системата притежава избирателност: по начина на светване «а лампата HL водачът може да разбере вида на повредата. Ако Фиг. 3.2 светне веднага след натискане на педала на спирачката, не рабо- тят и двете светлини; двете лампи са изгорели или е прекъснат никой от свързващите проводници. Ако не свети само едната стоп-лампа, от първоначално протеклия ток през другата тран- зисторът VT1 се отпушва и индикаторът HL не свети, докато се загрее спиралата на стоп-лампата. Това закъснение е от порядъка •на половин секунда, така че лесно може да се забележи от водача. Диодите VD1 и VD2 се включват в съществуващата схема на автомобилната електрическа инсталация според фиг. 3.1. Най- удобно място за монтиране е там, където проводникът, излизащ ют ключа на габаритните светлини КГС, се раздели за предните и задните лампи. Графичният оригинал на печатната платка, показан на фиг. 3.2а, е за електронната схема от заграденото с прекъсвана линия по- ле на фиг. 3.1. Начинът на подреждане на елементите върху платка- та е показан на фиг. 3.26. Свързването става според цифровите озна- чения на чертежите. Контролната лампа HL се извежда на арма- турното табло. *2
Устройството се монтира в подходяща кутия от електроизола- щионен материал. Най-удобно е тя да се постави в близост до «ключвателя на стоп-светлините, защото тогава свързващите про- ®одници са най-къси. 3.3. КОНТР ОЛ НА НАПРЕЖЕНИЕТО НА АВТОМОБИЛНАТА ЕЛЕКТРИЧЕСКА ИНСТАЛАЦИЯ В глава II се отбеляза важната функция на реле-регулатора ® автомобилната електрическа инсталация, за да може генераторът да отдава постоянно по стойност напрежение независимо от консу- мирания ток и честотата на въртене на коляновия вал на двига- теля. В последните години редица автомобилостроителни фирми ютдават все по-голямо значение на контрола на напрежението на автсмсбилния акумулатор. Псвечето автомобили са снабдени с индикатор, ксйто псказва дали генераторът отдава напрежение или I е. При други на арматурното табло е монтиран амперметър със (редка нула, който регистрира консумирания и зарядния ток. Такава индикация не е дсстатъчна, тъй като не се следи с иесбходимата точност стойнсстта на напрежението. При никои ио-стари модели автомобили има волтметър, измерващ напреже- нието на автомобилната електрическа инсталация. Стрелковата индикация обаче е свързана с отклоняване на вниманието на во- дача и трудности при монтирането на уреда на арматурното табло. Значително по-добри резултати се получават при използуване на устройство с три светлинни индикатора. Единият от тях включва, когато напрежението на автомобилната електрическа инсталация -е в допустимите граници, а другите два светват, когато напреже- нието надвиши или съответно спадне под зададените гранични стойкости. На фиг. 3.3 е показана електронната схема на устройство, което псзволява непрекъснат контрол на напрежението на авто- мобилката електрическа инсталация на три нива. Принципът на действие на устройството е следният. Когато входною напреже- ние UQ, подадено спрямо маса, е по-ниско от 11,6 V, ценеровите диоди VD1 и VD3 са запушени и транзисторите VT1 и VT2 не мо- гат да се наситят. През резистора R5 протича базов ток за тран- зистора VT3 и той се отпушва. Светва светодиодът VD6, показващ, че напрежението е под допустимата граница. Другите два свето- диода не се запалват. Когато напрежението на автомобилната електрическа инстала- ция надвиши 11,6 V, но е под ’13,4 V, т. е. напрежението е в 43
предписаните граница, се отпушва ценеровият диод VD3, Върху- резистора R3 се установява достатъчно високо напрежение за от- пушване на транзистора VT2. След насищането на VT2 светва индикаторът VD5 от тока, протекъл във веригата, образувана от положителната захран- ваща шина, резистора R5, светодиода VD5,. диода VD2 и транзисто- ра VT2. Освен това се шунтира емитерната верига на транзистора VT3 и светодиодът VD6 угасва. По-нататъшното по» VT1.VT2.VT3 VD2 2T3169G ЯД.5608 Фиг. 3.3 13,4 V, се отпушва ценеровият диод вишаване на напреже- нието води до светва- не на първия свето- диод VD4. При нап- режение, по-високо от , транзисторът VT1 се насища и светодиодът VD4 се запалва. Тази верига шунтира пре- хода емитер—база на транзистора VT3 и светодиодът VD6 не- може да се запали. Благодарение на диода VD2 загасва и втори- ят индикатор VD5. Елементите на устройството се монтират на едностранно фо- лирана печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 3.4а. Електронните елементи се разполагат на обратната страна на платката по начин, означен на фиг. 3.46. На същия чертеж е показано и свързването на устройството към автомобилната елек* трическа инсталация. Настройването на устройството се извършва по следния начин. След монтиране на елементите на устройството към платката се подава напрежение от регулируем източник, например лаборато- рен стабилизиран токоизправител ТЕС. Желаните граници на напрежението, при конто светва един и загасва друг светодиод, се постигат с промяна на стойността на резисгорите. С коригиране на съпротивлението на R2 се изменя долната граница на превключ- ване на схемата, а с промяна на стойността на резистора R4 се настройва горната граница. Ако при стойност на напрежението около 12 V светят VD4 и VD5, се коригира стойността на резисто- ра R5. Платката се закрепва в подходяща по големина кутия с четири винта М3 през отворите в четирите ъгъла на платката. Светодио- дите се извеждат с отделни проводници и се закрепват на арма- 44
турното табло на автомобила, за да бъдат в зрителния обхват на водача. Входного напрежение се подава от производно място, свързапо с положителната ния ключ. Показаната схема е предвидена за автомобили със захранване 12 V, на конто клема минус е свър- зана към шаси. Схемата може да се използува с успех и при автомобили със захранване 6 V. Не- обходимо е само да се под- менят ценеровите диоди: на мястото на VD1 тряб- ва да се включи ценеров диод тип КС156А, а на VD3 — КС456А. Експериментирането на устройството показа, че най-добро възприемане на информацията от индика- тора се получава при из- яолзуване на следните Цветове: VD4 — жълт; VD5 — зелен; VD6 — червен. Ако контролната лам- па, свързана към реле- регулатора, показва дали напрежението на авто- мобилната електрическа инсталация е по-ниско от клема на захранването, след контакт- □ 8 Фиг. 3.4 допустимого, може да се включи само един индикатор, който да сигнализира, когато напрежението надхвърли максималната гра- ница. Схемата на това устройство е показана на фиг. 3.5. Принципът на действие на устройството е следният. Когато напрежението на автомобилния акумулатор, подадено към клеми- те £70 с показаната полярност, е по-ниско от максимално допусти- мата граница, ценеровият диод VD1 е запушен. През резистора R2 не може да протече достатъчно голям базов ток за отпушваие «а транзистора VT1. Транзисторът VT2 също е запушен и свето- -Диодът VD2 е загаснал. 45
Фиг. 3.6 При надвишаване на мак- сималпо допустимата грани- ца ценеровият диод се от- пушва. През резистора R2 и през прехода база — емитер на транзистора VT1 проти- ча ток и той се насища. То- ва води до протичане на ток във веригата, образувана о* положителната захранващ* шина, резистора R5, прехо- да емитер — база на транзи- стора VT2, резистора R4, тразпистора VT1 и маса. Транзисторът VT2 се насища и светодиодът VD2 светва, с което показва, че напреже- нието, подадено на клемите UQ, надвишава максималнс допустимого. Елементите на индикато- ра се монтират на печати* платка с графичен оригинал, показан на фиг. 3.6а, а раз- положението на елементите върху лицевата страна се вижда от фиг. 3.66. Настройването на схемата. се извършва с коригиране н* стойността на резистора R1 Ако светодиодът свети при напрежение под определена- та граница, съпротивление- то на резистора R1 трябва да се увеличи и обратно. 3.4. КОНТРОЛ НА ЗАТВАРЯНЕТО НА ВРАТИТЕ Когато никоя от вратите на автомобила е затворена само на първата степей на 46
ключалката, при пътуване се чува неприятно хлопане. Освен това съществува опасност от злополука, ако вратата се отвори нео- чаквано. Това важи особено при случайте, когато на задната се- далка на автомобила има трима души. Продължително пътуване о полуот ворена врата на купето или капак на двигател или багаж- ни к води до преждевременно износване на ключалките. За- това някой автсмобилостроителни фирми [29] въвеждат сигнали- зация на арматурното табло за отворени или недобре затворена врати и капали на купето. Ако автомобилът няма фабрично монтирана такава сигнали- зация, тя лесно може да се изработи от любителите при домашни условия. За целта на купето на автомобила се поставят бутони конто трябва да се задействуват само при плътно затваряне на вратите и на капаците на автомобила. Удобни за целта са българ- ските микропревключватели тип МП-1, производство на завод „Комуна“ — Смолян, или съветските бутонни превключватели тип „Микрек“. Всеки един от тях се закрепва за купето с два ра- пидни винта през отворите на микропревключвателите. Удобно място за монтиране е горната част на вратата (фиг. 3.7), защото така те не са изложени на опасност от случайно повреждане. С оглед на сигурно задействуване на бутоните и за да се предпазят от повреда вратите и капаците, се залепва по едно малко парче гума в мястото на контактуване на бутона на микропревключва- теля. Индикаторът се монтира на арматурното табло на автомобила. Може да се използуват лампи с нажежаема спирала или светодио- ди, но най-подходяща за целта е седемсегментна светодиодна лам- па (например произвежданите в ГДР индикатори VQB34). Схемата на свързване на сигнализацията е показана на фиг. 3.7. Четирите вертикални сегмента на седемсегментната свето- диодна лампа ССДЛ се свързват към контактите на вратите. За Да получи водачът по-нагледна информация, добре е да се спази означеното свързване: горният ляв сегмент f се включва към пред- Ната лява врата ПЛВ, горният десен b — към предната дясна Врата ПДВ, долният ляв е — към задната лява врата ЗЛВ, и дол- ният десен с — към задната дясна врата ВДВ на автомобила. Във веригата на сигнализацията се свързват нормално затворените Контакта на микропревключвателите. Контактът за капака на Двигателя КД се свързва към сегмента а за леки автомобили с Двигател отпред. Когато автомобилът е със заден двигател, прев- Ключвателят за капака над двигателя се свързва към долния хо- Ризонтален сегмент d. Контактът за капака на багажника КБ се включва към долния хоризонтален сегмент d при двигател от- пред или към горния хоризонтален сегмент а при двигател отзад. 47
8> rs '-ИФ 9Н (OtS) >НЧ S 1Л9* лги
Стойностите на резисторите, посочени извън скобите, нажат за автомобили със захранване 12 V, а другите (в скоби) — за авто- мобили с напрежение на акумулатора 6 V.-Устройството се за- жранва преди контактния ключ 3, за да може да информира своё- Фиг. 3.8 временно водача за недобре затворена врата при напускане на автомобила. Някои автомобили нямат сигнализация за вдигиата или не- добре спусната ръчна спирачка (ЗАЗ, Москвич, Шкода и др.). При тях за индикатор може да се използува средният сегмент «а лампата g. Тъй като тази информация е от друг вид, целесъоб- разио е тя да се отличава по някакъв начин. В случая е избран© общоириетото правило, че индикаторът на ръчиата спирачка мига {автомобили от серията ВАЗ, BMW, Ланчия и др.). Сегментът «олучава захранване след контактния ключ 3. През контакта на ръчната спирачка Зкрс захранващото напрежение се подава на генератора на иравоъгьлни импулси ГПИ. Към изхода на ГПИ е включен сегментът g. Схемата на генератора е показана на фиг. 3.8. Тя е едиотран- висторна, като между базата и емитера на транзистора VT1 са включени три фазойзместващи /?С-групи, образувани от кон- Дензаторите CZ, С2 и СЗ и от резисторите R7, R8 и Ц9. Работната точка на транзистора се задава от делителя на напрежение, включ- Ващ рези^тррите R10 и R11. Обратната връзка на генератора е осъщестдена с конденсатора С4. Едементите на генератора на правоъгълни импулси се монти- рат на печатна платка с графиден оригинал, показан на фиг. 3.9а. Начинът на подреждане на елементите върху обратната страна На платката се вижда от фиг. 3.96. 4 Практически електронни ехеия ... 49
Електронната схема заработва веднага след монтиранёто и и включването й към захранването, така че тя не се нуждае от настройване. Единственото регулиране, което трябва да се напра- •и на устройството за сигнализация за недобре затворени враги О'” Skpc 6 Фиг. 3.9 на автомобила, е да се поставят микропревключвателите иа вра- тите и на капаците, както и контактьт на ръчната онирачка така, че да се задействуват само при плътно затааряне и при напълно отпуснат лост на ръчната спирачка. 50
3.5. СИГНАЛИЗАТОР ЗА ПРИВЪРШВАНЕ НА ГОРИВОТО Почти всеки водач е изпадал в неприятиата ситуация да остане без гориво на път. Известно £ колко неприятности създава това и на другите участници в движението. Може да се добави още, че нерядко в такива случаи карбураторът на двигателя се запуш- VT1-VT4 С1 VT5 2Т3606 Юп 2Т6551 Фиг. 3.10 ва от относително голямото количество нечистотии в последните грамове бензин. За контрол нд количество™ на Горивото в резер- воара повечето автомобили имат стрелкови уред, изнесен на арма- турното табло. Някой моторни превозни средства имат светлинна индикация, която се включва, • когато количество™ на горивото в резервбара е достатъчно за не повече от 5(1—60 km път. Вода- чите, чиито автомобили нямат прагов индикатор, могат да си на- правят сами такъв сигнализатор с достъпни елементи. Електронната схема на устройство™ е показана на фиг. 3.10. Тя получава входно напрежение 1)вх от реостата на поплавъка РП' (фиг. 3.11), с който се измерва количество™ на горивото в резервоара посредством индикатора И на арматурното табло на автомобила. Входного напрежение се подава на диференйиален усил- вател, изграден с транзисторите VT1 и VT2. На втория вход на диференциалния усилвател (базата на транзистора VT2) се подава напрежението, е което е зареден кондензаторът С2. Когато напра* жението Us*, респективно количество™ гориво, спадне под опре- делена стойност, така че напрежението на емитерите на транзи- сторите VT1 и VT2 е ио-ниско от това на кондензатора С2, тран- зисторът VT2 започва да се отпушва. 51
Напрежението на колектора на транзистора VT2 започва Да намалява. Когато то спадне под праговата стойност на превключ- бане на тригера на Шмит, образуван от стъпалата на Транзиетори- те VT3 и VT4, тригерът променя състоянието си. Транзисторът Фиг. 3.11 VT3, който дотогава е бил запушен, се насища, a VT4 се запушва. Протича ток от положителната захранваща шина през резисто- рите R8 и R9 и през емитерния преход на транзистора VT5 към маса. След като VT5 се отпуши, светва светодиодът VD2. След като в резервоара се иалее отиово гориво, напрежението (/„ нараства и става по-голямо от зададеното с потенциометъра RP1. Транзисторът VT2 се запушва, тригерът превключва, VT5 се запушва и светодиодът загасва. Елементите на устройството се монтират на печатна платка с графичеи оригинал, показан на фиг. 3.12а, а разположението на елемеитите върху лицевата страна и свързването иа сигнализато- ра се виждат на фиг. 3.126. Трябва да се има предвид, че индика- торы се свързва към захранването след контактния ключ, тъй като при наличието на малко количество гориво светодиодът ще свети и след като водачът иапусне автомобила. За индикация може да се използува и,лампа с нажежаем» спирала. Тя се монтира на мястото на светодиода, а резисторы
R10 трябва да се премахне от платката. На негово място трябва да се постави проводник. Сигнализаторът се поставя в подходяща кутия. Индикатор- ният елемент (светодиод или лампа с иажежаема спирала) се а б Фиг. 3.12 закрепва на арматурното табло, така че да е удобен за наблю- даване. Настройването на устройството става по следния начин. Из« мерва се и се налива в празен резервоар гориво, необходимо за придвижване на превозното средство на около 50—60 km. При леките автомобили обикновено сигнализацията се прави за около 5 1. Автомобилът се поставя на равно място. След подаване на на- прежение към устройството се върти плъзгачът на потенциоме- тьра RP1, докато индикаторът светне. 53
3.6. ЗВУКОВ ИНДИКАТОР ЗА МИГАЧИТЕ Много често дори и опитни водачи забравят да изключат пъ- тепоказателите (мигачите) след извършваие на някаква маневра. Това се случва много по-честб през деня, тъй като дневната свет» лина маскира светенето на индикацията за включени пътепоказа- Фиг. 3.13 тели на арматурното табло на автомобила. Забравянето на вклю- чени мигачи води, от една страна, до излишна конс'умация на елек- трическа енергия, но другото, по-важното е, че се дезинформират останалите участница в движението Това обърква и нерядко причинява опасни ситуации. Значително по-добро подсещане на водача да изключва пъте- показателите ще се получи, ако светлинната индикация на табло- то се дублира със звукова. По схемата, показана на фиг. 3.13, всеки любител на електрониката може собственоръчно да си на- прави звуков сигнализдтор за мигачите. Принципът на действие на устройството е следният. С тран- зисторите VT1 и VT2 е изграден симетричен мултивибратор. Времезадаващи елементи в схемата са кондензаторите С1 и С2, резисторите R2 и R3 и потенциометърът RP1. С промяна на по- ложение™ на плъзгача на RP1 може да се регулира честотатр на работа на схемата. Електрическите трептения на мултивибратора се преобразуват в звукови от телефонната слушалка НА. Ако тя се монтира в близост до водача, звукът, възпроизведен от нея, е достатъчно силен, за да бъде чут от водача. Сыцевременно звукът не е прекалено силен и не увеличава съществено и без това голе- мия шум в автомобила. 54
Схемата се захранва от автомобилния акумулатор само при включен превключвател на пътепоказателите. С диодите VD1 и VD2 се осигурява захранване на електронното устройство неза- висимо от това, дали са включени левите Ако контролната лампа на таблото показва само дали пътепоказателите <са включени или не, може да се въвё- де устройство за контрол на лампите УКЛ. Ако автомобилът има само една лампа за мигачите на таблото, блокът УК.Л се включва между релето за пъ- тепоказателите К и превключвателя S (както е. показано на фиг. 3.13). При наличие на две лампи на таблото се свързват два блока между превключ- вателя S и съответните лампи за леви и десни мигачи (на фиг. 3.13 двете уст- ройства са означени с прекъсвана ли- ния). За устройството за котрол на или десните мигачи. лампите може да се използува схема- та, показана на фиг. 3.14. Стойността на резистора 7? се опреде- ли от израза (3.1). Мощността се изчислява за предните, зад- ните и странич-ните (ако има такива) лампи на пътепоказателите. Елементите на електронната схема се запояват на печатна платка с размери и графичен оригинал, показаии на фиг. 3.15а. Разположението ца елементите върху обратната страна на плат- ката е означено на фиг. 3.156. На същата фигура се вижда и свърз- ването на устройството към автомобилната електрическа инста- лация. Настройването на схемата става с преместване на плъзгача на потенциометъра RP1 до получаване на най-подходящ звук. Платката се поставя в подходяща кутия, конто се закрепва под арматурното табло. От устройството излизат два проводника, към конто се свързва телефонната слушалка. Възпроизвеждащи- ят елемент се поставя така, че звукът му да се чува добре от вода- ча, без да му пречи при извършване на маневри. Схемата може да се използува за автомобили със захранване 12 V и клема минус, свързана към шаси. При захранване 6 V схемата сыцо може да работи, само че възпроизведеният звук има по-ниска честота и се чува по-слабо. 55
б Фиг. 3.15 3.7. СИГНАЛИЗАТОР ЗА ПРЕДПАЗНИТЕ КОЛЕНИ Всеки водач знае, че поставянето на предпазните колани е задължително не само у нас, но и в повечето страни по света. Често обаче това се забравя. Предлаганото тук електронно устрой- ство напомня на по-разсеяните водачи. че не са поставили пред* 56
пазните колани, със светлинна или със звукова индикация.. То сигнализира, ако водачът постави автомобилния контактен клюя във включено положение и не е поставил предпазен колан и ако на предната дясна седалка е седнал човек без поСтавен предпазе» колан. Принципната електрическа схема на устройството е показана на фиг. 3.16. В предната дясна седалка е поставен датчик ДС VT1,VT2 VD1.VD2 VT3 2T3167C КД 1101 2Т6551 Фиг. 3.16 (датчик на седалката), съпротивлението на който сил но намалява» ако на седалката има човек. При това положение падът на напре- жението върху резистора R1 и върху потенциометъра RP1 е срав- нително висок. Той надвишава прага на задействуване на триге- ра на Шмит, образуван от транзисторите VT1 и VT2. Траизисто- рът VT1 се насища, от което се запушва VT2. На ключалката на колана е поставен контактен датчик, чийто нормално отворен контакт S2 е включен паралелно на резистора Ro. Ако човекът, седнал на предната дясна седалка, не е поставил предпазния колан, контактът S2 е отворен. Тъй като транзисторът VT2 е запушен, напрежението на колектора му е равно на половината от захранващото напрежение, определено от дели- теля, образуван от резисторите R5 и R6. През диода VD2 и през резистора R8 това напрежение се подава на базата на транзисто- ра VT3. Той се отпушва и светва индикаторният светодиод VD3, напомнящ на водача, че пътникът до него не е поставил предпаз- ния колаи. Когато седящият на предната дясна седалка посТави колана, 57
датчикът на ключалката се задействува и контактът S2 се затва- ря. При това положение базата на транзистора се оказва свързана на маса (при условие, че и контактът S3 е затворен), VT3 се за- нушва и светодиодът загасва. Индикацията за колана на во- VT3, VT4 2Т6551 дата е реализирана по следния начин. Наличието на човек, сед- нал на предната лява седалка, системата установява по подаване на напрежение след завъртане на контактния ключ S1. За колана на водача е свързан датчикът, който включва контактът S3. При положение, че към схемата е по- дадено напрежение и коланът на водача не е поставен, контактът на датчика на колана на водача не се е задействувал и контактът S3 Фиг. 3.17 е затворен. През резистора през диода VD1, през резистора и през емитерния преход на VT3 протича ток, при което транзисторът се отпушва. Светодиодът VD3 светва. Особеността на схемата е, че тя се включва само при непоставяне на единия кол ан независимо от състоянието на другия. Това е реализирано с диодите VD1 и VD2, свързани като логическа схема ИЛИ. Устройството може да се реализира и със звукова индикация. За целта на мястото на стъпалото на транзистора VTB в схемата на фиг. 3.16 се монтира генератор. Схемата на устройството за звукова индикация е показана на фиг. 3.17. Принципът на дей- ствие на този генератор е описан в т. 3.4. Възпроизвеждането на звука се получава от телефонната слушалка НА. Елементите на сигнализатора за поставени предпазни колани •ее монтират на едностранно фолирана печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 3.18а. Разполагането на елементите, както и свързването на устройството, е показано на фиг. 3.186. Платката е направена по схемата на фиг. 3.16 със светлинна индикация. Ако трябва да се пестави звукова индикация за гене- ратора, показан на фиг. 3.17, може да се използува без измене- ние печатната платка на фиг. 3.9. Свързването на платката става ио следния начин. Между изхода на схемата на фиг. 3.8 (към сегмент g) и положителния полюс на захранването се свързва телефонната слушалка НА. Към единия край на резистора R11 на фиг. 3.96, означен със знака за маса, се подава напрежение 4-12V. Към входа на схемата на фиг. 3.96 (от $крс) се свързва 58
колекторът на транзистора VT3 от фиг. 3.16. При това положе- ние на платката на фиг. 3.18 не се запояват резисторът R9 и све- тодиодът VD3. Датчикът за коланите е показан Hit фиг. 3.19. На подвижната част (прикрепената към колана) е залепен малък постоянен маг- 5 Фиг. 3.18 нит. Големината му е подбрана така, че подвижната част да може да влезе в ключалката. На неподвижната част е закрепен неподвиж- но магнитоуправляем контакт (ридконтакт, геркон). Неговото мяс- то се подбира така, че контактът да се задеиствува само когато W
Фиг. 3.19 коланът е поставен. Необходимо е да се изработят два датчика за два* та предни колана. Двата ридконтак- та се включват на местата в схемата на фиг. 3.16, означени с S2 и S3; S2 се свързва към датчика за колана на предната дясна седалка, а S3 — към датчика за колана на водача [14]. Датчикът на седалката се изра- ботва по чертежа, показан на фиг. 3.20. Изрязват се две платки от фо- лиран текстолит с означените разме- ри и към тях се запояват двата из- ходни проводника. Между тях се поставя парче. проводяща гума, из- ползувана при транспортиране на MOS-елементи, с размерите на плат- ката и с височина около 10 mm [14]. Настройването на схемата се из* вършва при седнал пътник на дяс- ната предна седалка без поставен колан. Потенциометърът RP1 се по- ставя в положение на минималното съпротивление, при което индикато- рът VD3 светВа. Когато на седалка- та няма човек, светодиодът трябва да е загаснал. Това регулиране се прави при включен контактен ключ и при поставен колан на водача. Ин-
тензивността на светбие на индакаторния елемент VD3 може да се коригира с промяна на съпротивлението на резистора R9. 3.8. ИНДИКАТОР ЗА ПОЛЕДИЦА Едно от най-опасните природни явления, с конто водачите на моторните превозни средства са принудени да се съобразяват през есенно-зимния сезон, е поледицата. През късна есен и ранна пролет обстановката е променлива. На огретите от слънцето места е сухо, а на сенчестите е влажно и при ниска температура сыцест- вува голяма опасност от поледица. В подобии случаи водачът ще бъде улеснен, ако наблюдава предупредителното мигане на Фиг. 3.21 светодиода от индикатора за поледица, който може да се изработц при домашни условия [291. Схемата на устройството е показана на фиг. 3.21. Тя е изгра. дена е три операционни усилвателя тип 702. Датчик за темпера» 61
тура на околната среда е термисторът RR. В първия операционе» усилвател DA1 се сравнява получената информация за температу- рата със стойността, зададена с потенциометъра RP1. Когато тем- пературата спадне под 4-1 °C, на изхода на DA1 се установив» отрицателно напрежение. Със стъпа- лото, изградено с DA2, е реализи- ран генератор на правоъгълни им- пулси. Изходните сигнали на двата операционни усилвателя се подават на входовете на DA3. Когато окол- ната температура е между 4-1р С » 0° С, на изхода на операционния усилвател DA3 се получават кратки положителни импулси. През рези- стора R6 протича ток и светодиодът VD1 започва да мига с кратки про- светвания. Със спадане на темпера- турата под 0° С отрицателното нап- режение па изхода на DA1 нараст- ва по абсолютна стойност, което* водн до увеличение на коефициента на запълване на изходните импулси на извод 7 на операцион- ния усилвател DA3. При температура под —1,5° С светодиодът VD1 започва да свети непрекъснато. Устройството за индикация на поледица се захранва от две симетрични напрежения от преобразувателя, показан на фиг. 3.22. Трябва да се има предвид, че в това устройство масата на схемата, означена с ±, не съвпада с електрическата маса на ав- томобила (на схемата тя е отбелязана с —12 V). Елементите на устройството се монтират на печатна платка. Разположението на пистите е показано на фиг. 3.23а. Начинът на подреждане на елементите върху лицевата страна на платката се вижда от фиг. 3.236. Устройството е експериментирано с чехословашки операцион- ни усилватели МАА 702. Добри резултати се получиха и при използуване на интегрални схеми рА702. Възможно е също така трите операционни усилвателя да се заменят със съветските К1УТ401Б. Изводите на съветските операционни усилватели не съвпадат с другите видове интегрални схеми тип 702. К1УТ401Б* са разположени в 12-изводен кръгъл корпус. Инвертиращият вход на операционния усилвател К1УТ401Б е на 9-и извод, неинверти- ращият — на /0-и, изходът — на 5-и. Напрежението +U се по- дава на 7-ия извод, —U на първия спрямо общата маса на извод 62
4. Показаната платка може да се използува без измене- ние, но е Необходимо върху изводите на съветските one- рационни усилватели да се надянат парченца изолацио- нен шлаух, за да не се допи- рат изводите при кръстос- ването им. При експериментиране на устройството за датчик за температура се оказа най- сполучливо използуването на съветски цолупроводни- кови термистори тип ММТ- 12. Възможно е да се вклю- чат и миниатюр ни термисто- ри тип ММТ-6, но тогава трябва паралелно на датчика да се постави шунтиращ ре- зистор със сопротивление 47 Ш, за да се намали чувст- вителността на термистора, или трябва да се коригира стойността на резистора R3 в обратната връзка на DA1. За да се избягне влиянието на въздушната струя при пътуване и да се предпази термисторът от механично разрушаване и намокряне, е необходимо той да се покрие с тънък защитен пласт от епоксидна смола. Най-удоб- ното място за монтиране на термистора е в закритата част на предната броня на автомобила, където термисто- рът е добре защитен. Монти- раният извън купето терми- стор и устройството е жела- Фиг. 3.23 60 50 а S
телно да се свържат с ширмован проводник. Електронното устройство е устойчиво на смущения, тъй като работата му зависи само от съотношенията на токовете. По съ- щата причина работата на системата не зависи сыцествено от на- лрежението на автомобилния акумулатор. Настройването на индикатора става по следния начин. При включване на устройството и при температура, по-високаот 4-1°С, светодиодът трябва да е загаснал. Когато до термистора се постави парче лед, VD1 трябва да свети постоянно. Датчикът за температура се поставя в съд с топящ се лед (при температура 0° С). С потенциометъра RP1 се постига мигане на светодиода с коефициент на запълване на импулсите около 50%. При това положение леко просветване се получава при Ч-1°С, а пълно «светене на светодиода VD1 — при —1,5° С. Устройството се монтира в подходяща кутия, конто е желател- яо да бъде в купето на автомобила. Светодиодът се инсталира иа арматурното табло. «4
ГЛАВА IV ЕЛЕКТРОННИ ОБОРОТОМЕРИ 4.1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ Един от най-важните уреди за сигнализация и контрол е из* мервателят на честотата на въртене на коляновия вал на двигате* «ля (рборотомерът). Той позволява точно да се определят режимите на работа на двигателя при различии експлоатационни условия. Някой от съвременните автомобили имат фабрично монтирани «оборотомери. При повечето от тях оборотомерът е електронен. Ако автомобилът няма на арматурното табло такъв уред, въпро- сът може да се реши, ако се закупи готов електронен оборотомер «от магазина. Но цената му засега е твърде висока в сравнение с усилията и средствата, конто трябва да се вложат за реализира- нето на уреда при домашни условия. Монтирането на механичен оборотомер към двигател на лек или товарен автомобил е свързано с редица трудности. Основного намирането на източник на сигнал за честотата на въртене на коляновия вал на двигателя. За тази цел се поставя шайба, вклю- чена към ремъчната предавка на двигателя. Шайбата е нестан- дартен елемент, чието изработване и закрепване към двигателя на автомобила създава затруднения и крие опасност от повреда на цилнндровия блок или главата на двигателя. За отчитане се използува стрелкови уред, чиято стрелка се Завърта на 270 ъглови градуси от нулево до дясно крайно деление. За съжаление тези уреди се намират сравнително трудно, но как- ‘то показва практиката, обикновените (с около два пъти по-малък :ъгъл на завъртане на стрелката) измервателни уреди също са мно- го удобни. Добре е стрелковият уред да има лампа за осветление ла скалата, която се свързва към осветлението на арматурното табло. Почти всички стрелкови оборотомери са изградени на един и сыци принцип, илюстриран с блоковата схема на фиг. 4.1. От датчика Д се получава импулсен електрически сигнал с честота, пропорционална на честотата на въртене на коляновия вал на дви- гателя. При брнзиновите двигатели с вътрешно горене сигналът обикновено се взема от автомобилния прекъсвач на запалителната чсистема S, а при дизеловите автомобили — от генератора на про- менлив ГОК. Този сигнал (t/д на времедиаграмите на фиг. 4.2) .5 Практически електронни схеии... 65
преминава през формировател Ф, превръщащ импулсите в право- ъгълни (напрежение — фиг. 4.2). Те задействуват чакащия мултивибратор ЧМ, който изработва импулси £/Чм с точно опре- делена амплитуда Uа и продължителност /и- С ин- тегратора И се получава постоянно напрежение, чиято средна стой ноет е. т г *Кп - 60 ’ където п е честотата нэ въртене на коляновия вал' на двигателя. При положение, че формата на импулсите е правоъгълна и техните амплитуди и продължи- телност са постоянни и не зависят от п, средната стойност на изходното на- прежение на интегратора,, която се отчита от измер- вателното устройство ИУ (фиг. 4.1), е правопро- порционална на честотата на въртене на коляновия вал на двигателя. Това означава, че с нараства- не на п времето на пау- зите между импулсите на. изхода на чакащия мул- тивибратор намалява, средната стойност на иэ- ходното напрежение на- фиг. 4.2 66
раства, а стрелката на измервателния уред се отклонява по-надяс- но. Това се вижда от времедиаграмите на фиг. 4.2. На фиг. 4.2 а са показани пронесите при малка честота на пъртене, а на фиг. 4.26 — при голяма честота. Тъй като периодът на импулсите Т\ е по-голям от Т2, следователно и паузите между импулсите (7\— /и) са по-големи от (Т2—^и)- На по-голямата пауза между импул- сите (фиг 4.2о) отговаря по-малка средня стойност /7ср в сравне- ние с тази при по-малка пауза между импулсите (фиг. 4.26). Описаният тип оборотомери е сравнително прост за реализи- ране, но той трудно се монтира в автомобила. За да бъде ефектив- но използуването на измервателния уред, той трябва да бъде в непосредствеиия зрителей обхват на водача. При повечето съвре- менни автомобили арматурното табло е така конструирано от ергономична и функционална гледна точка, че поставянето на стрелково измервателно устройство (особено ако е по-голямо по размери) би загрозило външния му вид. Съществуват и други оборотомери, конто са по-малко сложни за изработване или са с по-лоши експлоатационни качества, но те могат да се монтират значително по-лесно в автомобила. Особено елегантен и функционален е оборотомерът със светодиодна стъл- бица. При него работният диапазон на честотата на въртене на коляновия вал на двигателя е разделен на определени равни час- ти (колкото светодиода има скалата). Колкото пъти честотата на въртене превишава базовия интервал (отговарящ на честотата иа въртене, определена за един светодиод), толкова светодиода от стълбицата светват в посока отляво надясно или отдолу нагоре. Въпреки всичките си удобства светодиодната стълбица е срав- нително сложна и скъпа. За да бъде достатъчно ефективна, е необ- ходимо тя да има поне 12 светодиода. Затова е създаден опростев вариант на този оборотомер само с три светодиода. Той се базира на факта, че при повечето автомобили интервалът на икономич- ната скорост е приблизително еднакъв при движение на автомо- била на всички предавки. При него с един светодиод, обикновено зелен, се сигналнзира интервалът на икономичната скорост. Ко- гато честотата на въртене излезе от тези граници, с червен и жълт светодиод се показва, че тя е прехвърлила тази граница или е под нея. Опростен вариант на сигнализатора за икономично управле- ние с три светодиода е праговият оборотомер, съдържащ само един светлинен индикатор. При него светодиодът светва, когато се пре- виши установената честота на въртене на двигателя, отговаряща на отварянето на втората клала на автомобилния карбуратор. Преди няколко години в световния периодичен печат [33] се 67
появиха схеми на оборотомери с цифрова индикация. Те са изгра- дени на принципа на цифровите честотомери: преброяват се им- пулсите в зададен интервал от време и посредством дешифратор информацията се извежда на цифрово индикаторно табло. Тези оборотомери са изключително точни в статичен режим, но по прин- цип са по-инерционни от аналоговите. Тяхното бързодействие не винаги е достатъчно, за да се следят с необходимата точност дина- мичните режими на двигателя. Освен това опитът показва, че во- дачите се ориентират по-добре по положение™ на стрелката на уреда, отколкото по цифрово показание. Подобен проблем, както е известно, стой и при часовни ците с цифрова индикация и стрел- ковите часовници. Затова електронните оборотомери с цифрова индикация няма да бъдат разглеждани в тази книга. 4.2. ЕЛЕКТРОНЕН ОБОРОТОМЕР С ТРАНЗИСТОРИ Най-често срещаните оборотомери са изградени с транзистори и работят по блоковата схема от фиг. 4.1. Принципната схема на транзисторен оборотомер е показана на фиг. 4.3. Принципът й на действие е следният. Входният сигнал от общата точка на първичната намотка на индукционната бобина на автомобила L, подвижния контакт на прекъсвача чукче-наковалня S и автомобилния кондензатор С Фиг. 4.3 се подава на диференциращата трупа, образувана от резистора и от кондензатора С1. Диодът VD1 пропуска само положител- ната полувълна на диференцираните импулси. Получените сиг- наля задействуват чакащия мултивибратор, образуван от тран- 68
зисторите VT1 и VT2. Времезадаващи елементи на моновибра- тора са кондензаторът С2 и резисторът R3. Изходният сигнал на моновибратора се получава на колектора на транзистора VT2. Получените импулси с еднакви продължителност и амплитуда се а подават през транзистора VT3, включен като емитерен повторител, на интегриращата трупа. Тя е изградена от резисторите R6 и R7, от потенциометъра RP1, от кондензатора Св и от измервателната система И. Отчитането на честотата на въртене на коляновия вал на двигателя на автомобила се извършва по скалата на измерва- телната система И. С потенциометъра RP1 може да се изменя вре- меконстантата на интегриращата трупа. Елементите на електронната схема се монтират на едностранно 69
фолирана печатна платка, чийто графичен оригинал е показан на фиг. 4.4а. Разположението на елементите върху лицевата страна на платката, както и свързването на устройството към автомобил- ната електрическа инсталация са показани на фиг. 4.46. Настройването на транзисторния оборотомер се извършва по следния начин. Освен устройството към автомобила се включва и фабричен добре калибриран оборотомер. С потенциометъра RP1 се извършва настрсйваие така, че грешката на саморъчно израбо- тения транзисторен оборотомер да бъде минимална в сравнение с фабричния за целия работен диапазон на честотата на въртене на двигателя. Оборотомерът се помества в подходяща кутия, която е жела- телно да не се поставя в близост до двигателя на автомобила. Измервателното устройство се поставя в зрителния обсег на во- дача, така че да бъде удобно за непосредствено наблюдение. Както се вижда от фиг. 4.3 и фиг. 4.46, транзисторният обо- ротомер се захранва от автомобилния акумулатор. Напрежение -[-12 V се взема от някои от предпазителите, конто са свързани след контактния ключ. Изводите, означени със символа за маса J_, се свързват към отрицателния полюс на захранването. 4.3. ОБОРОТОМЕР С ЕДНА ИНТЕГРАЛНА СХЕМА Електронен оборотомер със същите качества както описания в т. 4.1 може да се реализира и чрез една стандартна TTL-инте- грална схема. Принципът на действие на устройството от фиг. 4.5 е следният. През резистора R1 сигналът от общата точка на Фяг. 4.5 70
«прекъсвача и на кондензатора С от запалителната система на авто- мобила се подава на ценеровия диод VD1. Той ограничава ампли- •тудата на импулсите до напрежението си на стабилизация. Цене- ровият диод премахва отрицателните полувълни на затихващите трептения на трептящия кръг, съ- ставен от индукционната бобина £ и от кондензатора С. През резистора R2 сигналът се подава на входа ХЗ (с тригер на Шмит) на интегралната схема DD <74121 — съвет-ски еквивалент К155АГ1). Тази интегрална схема представлява неретригериращ мо- яовибратор: времето на задържа- не, определено от капацитета на кондензатора С1 и от съпроти- влението на потенциометъра RP1 « вътрешния резистор /?Вътр в ин- тегралната схема, започва от мо- +12V мента на подаване на първия по- 9 ложителен фронт на входния им- дуле и не зависи от следващите импулси, подавани, преди да е изтекло времето «а работа на ча- кащия мултивибратор. Към неинвертиращия изход на фиг_ 45 схемата е включен волтметър, който усреднява изходното напрежение. Крайното отклонение на етрелката не трябва да е повече от 5 V. Задължително условие за сигурната работа на устройството е волтметърът да има вътрешно -съпротивление, не по-малко от 800 Q. Оборотомерът се захранва от автомобилния акумулатор. Изводите, означени със символа за маса (-L), се свързват към отри- цателиата клема на акумулатора. Напрежение 4-12 V се взема от клема 4-Б на запалителната бобина на автомобила. С ценеровия диод VD2 се осигурява стабилизирано напрежение за захранване на интегралната схема DD. То се подава на 14-ти извод на схемата, а масата се включва към извод 7. Елементите на оборотомера се монтират на печатна платка, чийто графичен оригинал е показан на фиг. 4.6а, а разполагането на елементите върху обратната страна се вижда на фиг. 4.66. Устройството се свързва към автомобилната електрическа инстала- ция според фиг. 4£б. Платката се поставя в подходяща кутия 71
и се закрепва към нея с два винта М3. Устройството се монтира под арматурното табло, а волтметърът се изнася на подходяща място около индикаторните прибори така, че да бъде удобен за. наблюдение. Настройването на оборотомера се извършва по същия начин, както и при транзисторния уред, описан в т. 4.2. Ако не се разполага с фабричен оборотомер за калибриране на показанието, може да се паправи следното. Около шайбата на коляновия вал се поставя по-голяма глимлампа (например с мощност 7 W). При работещ двигател и при минимално странична осветление се следи движението на белега на шайбата. Честотата на въртене на двигателя се изменя с придвижване на въздушната клала на карбуратора (смукача), за да може да се фиксира в поло- жение™, при което белегът изглежда неподвижен. Потенциометъ- рът RP1 на изработения оборотомер се поставя в положение, при което стрелката на волтметъра показва честота на въртене 3000* min-1, отговаряща на мрежовата честота 50 Hz. 4.4. „ПОЛУЕЛЕКТРОНЕН* ОБОРОТОМЕР Освен описаните по-горе оборотомери читателите могат да из работят устройство, притежаващо малко по-малка точност, но което е изградено с минимален брой елементи и е лесно за изра- Фиг. 4.7 ботване при домашни условия. Схемата на фиг. 4.7 работи по следния на- чин. Индукционната бобина L, кондензато- рът С и прекъсвачът S са елементите на кла- сическата автомобилна запалителна система. Използува се обстоя- телството, че продъл- жителността на отско- ка на напрежението, получена при прекъс- ване на тока през индукционната бобина L, практически не зависи от честотата на въртене на двигателя. Диодът VDt пропуска само напрежението на самоиндукция, получено при прекъсване на тока през индукционната бобина L„ и пред- 72
отвратява протичането на ток от акумулатора през измерва- телната схема. През резисторите R1 и R2 кондензаторът С2 се- зарежда до напрежение с постоянна амплитуда, определена от ценеровия диод VD2. Функциите на формирователя Ф и чакащия. Фиг. 4.8 мултивибратор ЧМ от блоковата схема на фиг. 4.1 изпълняват индукционната бобина L, резисторите R1 и R2 и кондензаторът С1, така че импулсите, конто се подават на С2, са приблизително с еднаква продължителност. Кондензаторът С1 премахва грешка- та на измервателния уред, която се получава от затихващите треп- тения на напрежението, с конто е придружен преходният процес на автомобилната запалителна система. Интеграторът е реализи- ран с кондензатора С2, с резистора R3 и с потенциометъра RP1. Напрежението, пропорционално на честотата на въртене на коля- новия вал на двигателя, се отчита по измервателната система И. Схемата е начислена за магнитоелектрически амперметър с крайне отклонение на стрелката при 1 mA и съпротивление на намотката 430 Q. Подходящ за използуване е уредът тип 6F89y789, произ- водство на чехсловашката фирма Tesla. 73=
Елементите на устройството се запояват върху печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 4.8а, а начинът на подреж- дането им е означен на фиг. 4.86. Свързването на измервателния уред към автомобилната елек- трическа инсталация при използуване на електро- механична запалителна система е показано нафиг. 4.7 и 4.8. Ако автомоби- лът е комплектуван с транзисторно запалване ТЗ, оборотомерът се свързва по схемата, пока- зана на фиг. 4.9. При ав- томобили с кондензатор- но-тиристорни запалител- ни системи (например съ- ветските ИСКРА-2) пока- заната схема на оборо- томер не може да се из- «голзува, тъй като отскокът на напрежението на общата клема на индукционната бобина е с обратна полярност. Настройването на оборотомера се извършва по следния начин. Дроселната клапа на карбуратора се фиксира в няколко положе- ния, отговарящи на честоти на въртене съответно 1000, 2500 и 4000 min-1, като точните им стойности се следят с калибриран оборотомер. С преместване на плъзгача на потенциометъра RP1 се избират такива показания на измервателната система, че точността на оборотомера да е максимална. Чрез достатъчно прецизна настрой- ка грешката на измервателния уред може да се сведе до 10%, което напълно удовлетворява изискванията на любителите водачи при управлението на автомобила. Измервателната система се монтира на арматурното табло на автомобила. Кутията с платката се поставя на подходяще място в купето така, че да не е в близост до радиоапарата. „Полуелект- ронният" оборотомер може да се използува във всички видове четирицилиндрови четиритактови автомобили, на конто клема минус на акумулаторната батерия е евързана към маса. 4.5. ОБОРОТОМЕР ЗА ДИЗЕЛОВИ ДВИГАТЕЛИ При автомобилите с дизелови двигатели няма електроискрова запалителна система и затова описаните досега оборотомери не 74
може да се използуват директно. Информация за честотата на вър- тене на коляновия вал на двигателя при тях може да се получи от генератора за променлив ток. За да се включи оборотомер за •бензинов автомобил към дизелов двигател, е необходимо сину- VT1 .VT' 2Т3305 Фиг. 4.10 соидното напрежение на генератора да се преобразува в право- ъгълни импулси. Схемата на преобразувателя на формата на напрежението е показана на фиг. 4.10. Напрежение с честота, пропорционална на честотата на въртене на коляновия вал на двигателя, се взема между две фази на генератора за променлив ток. Напрежението се снема преди изправителния мостов блок ИМБ. Трансформаторът Т развързва галванично веригата, свързана с генератора, от ве- ригата на измервателния блок. Преводното отношение на транс- форматора е 1 : 1, така че изходното напрежение е с амплитуда над 15 V при работа на генератора. Диодът VD1 пропуска само авложителната полувълна на вторичното напрежение. С резисто- ра R1 се осигурява ток на ценеровия диод. VD2 ограничава ам- алитудата на полувълната до напрежението си на стабилизация. 75
През резистора R2 сигналът се подава на тригера на Шмит, образуван от стъпалата на транзисторите VT1 и VT2. С тригера трапецевидного напрежение, получено на катода на ценеровия диод, се преобразува в правоъгълно. 65 а Фиг. 4.11 Изходният сигнал на тригера се получава на колектора на транзистора VT2. Тези правоъгълни импулси f/H3X се подават към входа на един от двата оборотомера, описанн в т. 4.2 или 4.3. „Полуелектронният“ оборотомер (т. 4.4) не може да се използува, 76
тъй като той се задействува от отрицателния отскок на напреже- нието, получен при прекъсване на тока през запалителната боби- на на бензинов автомобил. Крайният резултат от измерването се отчита от стрелковата измервателна система на оборотомера. Електронната част на устройството на фиг. 4.10 се захранва от автомобилния акумулатор. Напрежението ф-12 V се взема след контактния ключ S, а изводите, означени със символа за маса, се свързват към отрицателния полюс на захранването. Елементите на преобразувателя се монтират на печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 4.11а. Разполагането на елементите на обратната страна на платката се вижда от фиг. 4.11 б. На втория чертеж е показано и свързването на устрой- ството. Трансформаторът Т се навива върху стоманена сърцевина от силициева ламарина Ш 35. И двете намотки са с по 200 навив- ки от проводник ПЕЛ 0,05. Изходното напрежение на преобразувателя (7ИЗХ се подава на входа на един от посочените по-горе оборотомери без допълнител- ни елементи. Връзката между двете платки трябва да се направи с ширмован проводник, за да се избягнат смущенията. Някои дизелови товарни автомобили имат захранване 24 V. При тях описаният преобразувател също може да се използува, но на изхода на схемата трябва да се включи делител на напреже- ние: между колектора на транзистора VT2 и маса се свързват последователно два резистора със съпротивление по 1 kQ. Изход- ното напрежение /7ИЗХ се взема от средната точка на делителя на напрежение, образуван от допълнително свързаните резистори. 4.6. ОБОРОТОМЕР СЪС СВЕТОДИОДНА СТЪЛБИЦА Както се спомена в уводната част на тази глава, освен със «Стрелкова индикация оборотомерът може да се направи и със све- тодиодна стълбица. Характерно за тези оборотомери е, че те може да се монтират много по-лесно на арматурното табло, без да се наруши неговият естетичен външен вид. Индикаторът със светодиодна стълбица е преобразувател, на чийто вход се подава напрежение и в зависимост от неговата стой- ност светят определени светодиоди. Тъй като описаните в т. 4.1 и 4.2 оборотомери са преобразувателя на честота на въртене в напрежение, е разгледано само устройството за индикация, като се вземе предвид, че за него се използува входно напрежение ди- ректно от изхода на оборотомера. В случая измервателната сис- тема не е необходима. 77
Схемата за индикация със светодиодна стълбица е показана' на фиг. 4.12. Тя работи на следния принцип. Към входа се подава напрежението UK от изхода на оборотомера. Когато двигателят е спрял и напрежението Un е равно на нула, всички транзистор» Фиг. 4.12 са запушени и светодиодите не светят. Когато входното напреже- ние надхвърли Прага на отпушване на транзистора VT1, той се- отпушва и светодиодът VD1 светва от тока, протекъл през резис- тора R1, през светодиода и през отпушения транзистор към маса. Върху транзистора VT1 се получава пад на напрежение, прибли- зително равен на входното напрежение. По този начин напреже- нието, подадено на прехода база—емитер на VT2, е значително по-малко от необходимого за неговото отпушване. С нарастване на напрежението се отпушва VT2 и по същия начин той не позво- лява отпушването на VT3. По-високото напрежение, при което се отпушва VT2, се индикира със светването на светодиода VD2. С повишаване на напрежението аналогично се задействуваг останалите транзисторни стъпала. Над определена стойност на. входното напрежение падът на напрежение върху единадесетте- транзистора VT1—VT11 не е достатъчен, за да остане запушен 78
транзисторът VT12 и той се отпушва. Светва и дванадесетият све- тодиод, което показва, че са достигните максималните обороти. Представената индикация е много удобна за експлоатация, но притежава един недостатък. Светят твърде много светодиоди » R1-R12 6,8k VT1 - VT12 2Т3605 VD1--VD12 VQA13 VD'i-VD'11. 2Д560Б Фиг. 4.13 това уморява водача, особено при дълго пътуване нощем. Това е много осезаемо при изкачване на планински терен, когато ав- томобилът по правило се управлява с по-висока честота на върте- не на двигателя. В такъв случай е по-удобна индикация, при коя- то свети само един светодиод, показващ големината на подаденото входно напрежение, съответно стойността на честотата на въртене на двигателя. Схемата на такава индикация е показана на фиг. 4.13. Принципът й на действие е следният. Към устройството се подава същото входно напрежение както при предните схеми. Както се вижда от чертежа, входните вериги са реализирани по същия начин както при описаната вече схема. Особеното е наличието на диодите VD'l—VD'll, който не позволяват свето- диодите да светят, след като се включи следващият светодиод от стълбицата. Когато входного напрежение достигне стойност, при която транзисторът VT2 се отпушва и свети светодиодът VD2, 79
на анода на VD1 се подава потенциал, съизмерим с потенциала на колектора на транзистора VT1, и светодиодът VD1 загасва. Сыцото •се повтаря при повишаване на напрежението; запалва се следва- дцият (третият), а са угасени първите два. 130 а S Фиг. 4.14 Настройването на оборотомера се извършва по същия начин жакто при разгледаните вече устройства. Показаната индикация •е 12-елементна. Повече елементи трудно може да се сложат, тъй като общият пад на напрежението върху транзисторите и върху диодите е съизмерим със захранващото напрежение. В зависимост •от вида на автомобила работният диапазон на честотата на върте- не се разделя на определен брой равни части. Дванадесетелёмент- ната индикация позволява удобно да се работи при диапазон на честотата на въртене от 0 до 6000 min-1, като на всеки 500 min"1 «светва по един светодиод. За по-надеждна работа на оборотомера е желателно той да се .монтира на печатна платка. Графичен оригинал на първия вари- ант (фиг. 4.12) на светодиодната стълбица е показан на фиг. 4.14 а, а начинът на подреждане на елементите и свързването на инди- «0
жатора— на фиг. 4.145. На фиг. 4.15 са показани графичният оригинал и видът на платката от страна елементй на втория ва- риант (фиг. 4.13) на индикацията със светодиодна стълбица. При реализирането на първия вариант трябва да се има пред- 5 Фиг. 4.15 жид, че е предвидено светодиодите да светят сравнително слабо. При желание интензитета на тяхното светлинно излъчване шоже да се увеличи, като се намали съпротивлението на резисто- фите R1—R12 до 1,1 кй. В зависимост от степента на намаляване на съпротивлението транзисторите, управляващи първите три- четири светодиода, трябва да се подменят с по-мощни (например »с българските 2Т6551). <4.7. ТРИВЛЕМЕНТЕН ИНДИКАТОР ЗА ИКОЦОМИЧНЭ УПРАВЛЕНИЕ Известно е, че за всеки автомобил съществуват граници на чес- тотата на въртене на коляновия вал, за конто двигателят на ав- Практичес ки електронни «хеми ...
томобила работи в икономичен режим. Общо взето, тези границ» са приблизително постоянни и не зависят съществено от предав- ката на движение. Един опростен вариант на светодиодната стъл- бица е триелементен индикатор, с който при правилно настрой- Фиг. 4.16 ване и използуване може да се избегне повишаването на разхода на гориво вследствие на недостатъчната квалификация на водача. Устройството може да се използува с успех като помощно сред- ство за обучение. Както и светодиодната стълбица, така и триелементният инди- катор се включват към изхода на оборотомер, направен по еднз от схемите, описали в т. 4.2 или 4.3. На фиг. 4.16а е показана схемата на оборотомер с индикация, реализирана с три светодиода. Принципът на действието й е след- ният. Когато честотата на въртене на двигателя е под допустимата граница на икономичен режим, напрежението, подадено на входа на устройството, е ниско. Отпушва се транзисторът VT1 и светва светодиодът VD2. Светодиодът VD4 е шунтиран от VD2 и от от- пущения транзистор VT1 и не свети. Входного напрежение £/» е по-ниско от напрежението на стабилизация на ценеровия диод Uz (фиг. 4.166), транзисторът VT2 е запушен и светодиодът VD9 е загаснал. С нарастване на честотата на въртене п се увеличава. правопропорционално и £/и- Когато то достигне стойност t/'H, транзисторът VT1 се запушва и токът през светодиода VD2 нама- лява. Това води до нарастване на напрежението върху светодио- 82
да VD4, токът през него нарас.тва (фиг. 4.166) и той светва. Свё- тенето на VD4 означава, че двигателят работи с честота на вър- тене в границите на икономичния режим на работа. При по-нататъшно увеличаване на честотата на въртене вход- ного напрежение достига до стойност U"= UZA~ U'H. Тран- зисторът VT3 се отпушва. Светва светодиодът VD3, светодиодът VD4 е шунтиран от отпушения транзистор и от VD3 и загасва. Стойностите на резисторите се определят опитно в зависимост от границите на икономична честота на въртене за съответния автомобил. Типът на ценеровия диод се избира от условието на- прежението му на стабилизация да бъде равно на напрежението, отговарящо на зоната на икономична работа на двигателя. Експериментът на триелементния индикатор показва, че най- удачно е индикацията да се изпълни с указаните Цветове: V D2 — жълт; V D3 — червей; V D4 — зелен. Фиг. 4.17 Методически погледнато, светодиодната индикация, показана на фиг. 4.16, е много удобна за обучение на водачи на МПС с ма- лък стаж. За по-напреднали е по-добре зоната на икономичната скорост да не се индикира, тъй като с това се нарушава едно от 83
общоприетите правила при организация на системи за сигнализа- ция и контрол в съвременните автомобили: светенето на индикатор означава, че нещо от нормалното положение е променено И вода- чът трябва да вземе мерки. Схемата на трипозиционна индикация с два светодиода е по- казана на фиг. 4.17а. Волт-амперните характеристики, описващи работата на устройството, са дадени на фиг. 4Д76. При ниско напрежение {7И транзисторът VT1 е отпушен, светодиодът VD1 е загаснал и свети VD2 (участък I на фиг. 4.176). При достигане на стойност, равна на напрежението U'K (долната граница на ско- ростта на въртене, при която двигателят работи в икономичен режим)j не свети нито един светодиод. Двата транзистора са отпу- шени и двата светодиода са шунтирани (участък //). С нарастване на напрежението UB транзисторът VT1 започва да се запушва и светодиодът VD1 светва. Това отговаря на прека- лено висока честота на въртене, над допустимата от. съображения за икономичност (участък III на фиг. 4.17). Светодиодите трябва да бъдат: VD1 — червен; VD2 — жълт. Настройването на измервателния уред се извършва опитно, като се подбират подходящи стойности на съпротивленията на резисторите. 4.8. ПРАГОВ ОБОРОТОМЕР Колкото честотата на въртене на двигателя е по-висока, разхо- дът на гориво е ио-голям. За сметка на това скоростта на движе- ние на автомобила нараства. Съществува обаче една стойност на установената честота на въртене на двигателя, над която кон- сумацията на гориво рязко нараства, тъй като се отваря втората клапа на карбуратора. Тогава разходът на гориво се увеличава значително повече, отколкото скоростта на движение на автомо- била. В някой автомобили е предвидена фабрична индикация при надвишаване на тази критична честота на въртене. За тези ав- томобили, конто нямат такава индикация, може да се използува праговият оборотомер, показан на фин 4.18. Както се вижда от фигурата, индикацията се управлява от включването на прекъсвача на запалителната система S. Ако автомобилът работи със стандартна електромеханична за- палителна система, необходимо е диодът VD1 да е за напрежение 84
400 V. При двигатёл с електронно запалване вместо посочения тип може да се включи произволен силициев диод. Принципът на действие на схемата е следният. От делителя на напрежение, образуван от резистора R1 и от ценеровия диод Фиг, 4.18 VD2, входният сигнал сё подава на формирователя, изграден от първите два логически елемента DD1 и DD2 на интегралната схе- ма 7400 (съветски еквивалент К155ЛАЗ). Ценеровият диод VD2 предпазва интегралната схема от недопустимо високо входно на- прежение. Формирователят преобразува фронтовете на входного напрежение. Сигналите, получени на изхода на DD2, пускат по преден фронт първия моновибратор DD5 на интегралната схема 74123 (К.155АГЗ). Чрез първия чакащ мултивибратор се избягва вредного^влияние на вибрациите на контактната система на авто- мобилния прекъсвач S. Изходният.сигнал на DD5 се подава на входа XI на втория моновибратор, чрез който интегралната схема се задействува по заден фронт на вХодния импулс. Моновибрато- рът изработва правоъгълни импулси с точно определена продъл- жителност независимо от честотата на въртене на двигателя. През транзистора VT1, работещ в режим на емитерен повторится, те се подават на паралелната ЯФгрупа, образувана от резистора R5, от кондензатора СЗ и от потенциометъра RP1. Тези елемента усредняват йзходния сигнал на моновибратора. Получава се иа- '85
Прежение със стойност, пропорционална на честотата на въртене на двигателя. Част от това напрежение, взето от плъзгача на потенциометъра RP1, се подава на входа на тригера на Шмит, образуван от логи- ческие елементи DD3 и DD4. При достигане на определено ниво на напрежението, триге- рът превключва. На изхода му се появява логическа единица. През резистора R7 протича ба- зов ток за транзистора VT2 и той се отпушва. Светодиодът VD4 светва и показва че кри- тичната честота на въртене, при която разходът на гориво рязко нараства, е превишена. Когато честотата на въртене спадне под определената стой- Фиг. 4.19 ноет, напрежението върху кон- дензатора СЗ намалява, сигна- лит на входа на тригера спада под напрежението му на сработва- не и на изхода се появява нулево ниво. Транзисторът VT2 се за- пушва и светодиодът VD4 загасва. Интегралните схеми получават захранване -|-5 V от стабили- зирания източник на напрежение, показан на фиг. 4.19. Той е изграден от стъпалата на транзисторите VT3 и VT4, включени по схема Дарлингтон. Източник на опорно напрежение е ценеровият иод VD3. За получаване на необходимия ток на стабилизация на VD3 е включен резисторът R8. Кондензаторът С4 премахва измененията в изходното напрежение на стабилизатора, получени вследствие на резки променй на напрежението на акумулатора. Допълнително филтриране на изходното напрежение се получава от паралелната ДС-група, съставена от резистора R9 и от коцден- затора С5. Електронните елементи, изграждащи схемата на праговия оборотомер, се монтират на пёчатна платка, чийто графичен ори- гинал е показан в мащаб 1 : 1 на фиг. 4.20а. Начинът на подреж- дане на елементите върху лицевата страна на платката се вижда от фиг. 4.206. За потенциометъра RP1 на платката е предвидено място за тример. При запояване на интегралните схеми трябва да се внимава те да се поставят правилно. Устройството се поставя в подходяща кутия. и се монтира в купето, но не в непосредствена близост до радиоапарата, тъй като проводниците създават условия за възни'кване на радиосмущения. 86
Ют сигнализатора до арматурното табло се прокарват два провод- ника, конто се свързват към двата извода иа светодиода VD4. На фиг. 4.21 е показана зависимостта на напрежението върху кондензатора Усз като функция от честотата на въртене на коля- Фиг. 4.20 «овия вал на двигателя л. За най-често срещаните автомобили у «ас са представени напреженията върху кондензатора Ссз, от- го в ар я щи на честотата на въртене на двигателя, над конто ее 87
отваря втората клала на карбуратора (над конто разходьт на го- риво рязко нараства). Марка автомобил UCs, V ВАЗ 2101 1,85 Москвич 408 1,95 ВАЗ 21011 1,90 Москвич 2140 2,00' Лада 1500 1,75 Лада 1500 1,75 Лада 1600 1,80 Шкода 105 1,95 Шкода 106 1,95 Шкода 120 L 1,90 Застава GT 55 1,85* Застава „Юго“ 1,80 Настройването на системата става ко следния начин. След моитиране на устройството се измерва напрежението на изводите 88
иа кондензатора СЗ. Плъзгачът на потенциометъра -се свързва! към маса. С въздушната клапа (смукача) се фиксира такава чес- тота на въртене на двигателя, че напрежението върху конденза- тора СЗ да достигне представената по-горе (или отчетена от гра- фиката) стойност. След, това плъзгачът на потенциометъра се при- движва до положение, в което светодиодът VD4 светва. 89
ГЛАВА V ДОПЪЛНИТЕЛНИ ЕЛЕКТРОННИ УСТРОЙСТВА 5.1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ Управлението на автомобила при съвременните условия, осо- <5ено в големите градове, става все по-сложно и е свързано с все <по-голямо напрежение и нерви. Освен това многобройните инди- жатори, уреди и превключватели на арматурното табло на авто- мобила карат водачите да им отделят все повече внимание. Наред с подобряване на пътнотранспортните условия за повишаване ла безопасността на движението в автомобила се въвеждат редица устройства за улесняване на водача и за автоматизиране на част •от допълнителните му дейности, така че вниманието му да може .да се концентрира по-добре върху управлението на автомобила. По-високият комфорт на живота в съвременността наложи гэначително по-високи изисквания към устройствата за допълни- '.телно обзавеждане в модерните автомобили. 5.2. ПРЕОБРАЗУВАТЕЛ НА НАПРЕЖЕНИЕ 6V—12V Повечето автомобилни радиоприемници и касетофони се за- жранват с 12 V и включването им в автомобили с напрежение на акумулатора 6 V е проблем. Задачата може да се реши с преобра- зувател, повишаващ постоянного напрежение 6 V на 12 V. Начинът на работа на устройството се свежда до преобразу- ?ване на постоянного напрежение в променливо, повишаването му »с трансформатор и изправяне на вторичного напрежение. Принципната електрическа схема на преобразувателя е пока- зана на фиг. 5.1. Напрежението 6 V се подава на автогенератора, .изграден с транзисторите VT1 и VT2. Диодите YD'S и VD6 пред- -пазват транзисторите от електродвижещото напрежение на само- индукция, получено при прекъсване на токовете през намотките йу/ и w2. В намотката w3 на трансформатора Т се индуцира промен- ливо напрежение с амплитуда около 10,5 V. То се изправя от дио- .дите VD1—VD4, свързани в схема Грец. Полученото постоянно •напрежение се изглажда от кондензатора С1. Високочестотните «смущения, получени от работата на запалителната сиатема на •автомобила, се филтрират от кондензатора С2. ФО
Трансформаторът Т се навива върху желязна Ш-образна сърце- вина със сече ше 8 cm2. Намотките wl и w2 се навиват еднопосоч- яо и трябва да са с по 120 навивки от проводник ПЕТ-1,3. Тре- тата намотка w3 с 210 навивки е навита от проводник ПЕТ-0,62. Електронните елементи на устрой- ството се запояват на печатна плат- ка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.2а. Елементите се нареждат върху лиц'езата страна на платката по начин, означен на фиг. 5.26. Трансформаторът се закрепва към печатната платка с две планки. ’Транзисторите VT1 и VT2 се мон- тират на охладители с площ по 120 ст2. Трябва да се има предвид, че е необходимо двата радиатора да са •електрически изолирани един от .друг и от масата на автомобила. Платката се монтира в метална кутия с два винта и гайки М3. (Корпусът на кутията се свързва към •масата на автомобила. VD5,VD6 VT1.VT2 КА1101 2Т 7533 Фиг. 5.1 Металната кутия намалява значително електромагнитните сму- «щения, конто внася преобразувателят. По сыците причини ку- тията трябва да се монтира на разстояние, не-по-малко от 80 ст от приемнйка. Тази схема осигурява ток около 1,5 А и затова позволява гвключването и на други устройства в автомобила-освен на радио- приемник или касетофон. Представеното устройство работи на трансформаторен прин- цип. Този тип преобразуватели дават много добри резултати, но .изработването им е проблем за любптелите на електрониката; трансформаторът трябва да се изработи отделно, тъй като на па- гзара няма готов с подобии характеристики. Това устройство поз- Фолява включването на отрицателния полюс на изходното напре- жение на преобразувателя към клема минус на акумулатора, така че напрежението 12 V се получдва с обща маса с електричес- жата инсталация на автомобила. Възможно е да се направи и преобразувател., повишаващ пос- тоянного напрежение, който е изграден безтрансформаторно. Уст- роиството се състои само от стандартни елементи и се изработва nd-лесно. То може да се използува само в,случайте, кбгато двата захранващи полюса на консуадатЬра за 12 V-могат да се изолират от корпуса на автомобила. 91
Схемата на устройството е показана на фиг. 5.3. Принципы на действие е следният. Транзисторите VT1 и VT2 образуват ге- нератор на правоъгълни импулси, който управлява работата на устройството и задава работната му честота. В'колекторните и so S’ Фиг. 5.2 емитерните вериги на VT1 и VT2 са включени емитерните преходи? на транзисторите VT3—VT6, свързани по схема на мостов ревер- сивен четириъгълник. Когато транзисторът VT1 е наситен, се от- пушват транзисторите VT& и ¥Ф6. Протича ток от положителнатж захранваща шина 4-6 V, през транзистора VT3, през резистора 92
iR9 и през VT6 към —6 V. Върху резистора се получава пад иа яапрежение с показаната извън скоби полярност. Когато мултивибраторът смени състоянието си, транзисторът VT1 се запушва, a VT2 се насища. От клемата +6 V протича R3-R8 330/0.5W С3 . C4 2200p/50V VT3 . VT4 2T7538C УТ5. VTS 2Т7539С VD1 .V02 Д1185А Фиг. 5.3 ток през емитерния преход на VT4, през резистора R3, през тран- зистора VT2 и през емитерния преход на VT5 към шината —6 V. 'VT4 и VT5 се насищат, от което протича ток през резистора R9. Падът на напрежението върху него е с обратна полярност (означе- ната в скоби). С генератора на правоъгълни импулси и реверсив- 'ния транзисторен четириъгълник е реализиран преобразувател на 6 V постоянно напрежение в променливо с амплитуда прибли- зително 6 V. Полученото напрежение върху резистора R9 се подава на уд- воителя на напрежение, образуван от диодите VD1 и VD2 и от кондензаторите СЗ и С4. Когато напрежението върху R9 има полярност, показана извън скоби, се зарежда кондензаторът СЗ през диода VD1 до напрежение приблизително 6 V. През другия яолупериод на работа на схемата се зарежда С4 през диода VD2. 93
Напрежението на изхода на устройството е приблизително 12 V» Резисторът R9 поддържа режимите на транзисторите от ревер- сивния четириъгълник при протичането на малки токове пре® него. G резисторите R5—R8 се осигурява бързото запушване на 75 65 Фиг. 5.4 а транзисторите VT3—VT6 от реверсивния четириъгълник и се на- маляват топлинните загуби върху тях по време на преходните пронеси при превключване. Елементите на устройството се монтират на печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.4а. Начинът на подреж- дането им върху обратната страна на платката се вижда на фиг. 5.46. Транзисторите от реверсивния четириъгълник се нуждаят от малки охладители (общата площ на всеки един от тях не е необ- ходимо да е повече от 10 ст2). Радиаторите трябва да са изолира- ни електрически един от друг и от корпуса на автомобила. Допус- тимо е само свързването на VT3 и на VT5 и съответно на VT4 н VT6 на два отделяй охладителя, тъй като колекторите им, конто» 94
са свързани с корпусите на транзисторите, в схемата са включени в две общи точки (фиг. 5.3). Устройството се монтира в метална кутия, която се включва към клемата —6 V (масата на автомобила), за намаляване на сму- Фиг. 5.4 б щенията. Желателно е преобразувателят да се разположи на раз стояние, не по-малко от 80 ст от индукционната бобина и запали- телните свещи, за да се избягнат паразитни импулси от работата им. Освен това кутията не трябва да е в непосредствена близост до радиоприемника, защото съществува опасност преобразувате- лят да внася смущения във възпроизвежданите радиопрограми. И двата преобразувателя са подходящи за включване на ра- диоприемник за 12 V към всички автомобили със захранване 6 V:* Трабант, Вартбург 312, Фиат ПО, Фолксваген 1000 и др. Соб- ствениците на някои по-стари модели автомобили срещат трудно- сти с намирането на някои елементи за електрическата инсталация 95-
«със захранване 6 V. С помощта на устройството те могат да изпол- гзуват значително по-разпространените елементи за захранване Л2 V. От преобразувателя може да се консумира ток до 1 А. 5 3. ПРЕОБРАЗУВАТЕЛ НА НАПРЕЖЕНИЕ 12 V-»6 V Ако от стария автомобил с 6 V електрическа инсталация е юстанал радиоприемник, той може да се включи към захранване 12 V на новия чрез показаното просто електронно устройство. С гнего може без промяна на съществуващата електрическа инстала- ция да се използуват и други 6 V уреди: електри- ческа кафеварка, 6 V обо- ротомер и др. Схемата на устройст ве- то е показана на фиг. 5 .5. Тя представлява стабили- затор на напрежение 6 V. Източник на опорно нал - режение е ценеровият диод VD1. Резисторът R1 е подбран така, че да поддържа необходимия ток на стабилизация на VD1 при изменение на напрежението на автомо- била от 10 до 16 V. С кон- дензатора С1 се премахват импулси със стръмни фронтове, полу- тени от работата на запалителната система на автомобила. Изход- ното напрежение се изглажда от кондензатора С2, а случайно про- •никналите импулси на напрежението от запалителната система и от включването и изключването на релетата на автомобила допъл- нително се филтрират от кондензатора СЗ. Както се вижда от фиг. 5.5, входното и изходното напрежение са с обща маса. Стабилизаторът на напрежение се монтира на печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.6а. Начинът на подреж- дане на елементите на лицевата страна на платката се вижда на •фиг. 5.66. Транзисторът VT2 се монтира на охладител от алуми- ний с размери 50x60 mm (колкого размерите на печатната плат- ка). В двата срещуположни края на радиатора се пробиват отво- ри и той се закрепва с дистанционни втулки успоредно на печат- ната платка на разстояние 15 mm. Устройството се поставя в 96
подходяща кутия от електроизолационен материал, като охлади- телят се използува за капак. Редът на монтажа е следният. Първо се монтират двете дистанционни втулки към платката. След това през кутията се пробиват отвори, през конто се прокарват свърз- а Фиг. 5.6 защите проводници. После се закрепва платката към дъното на кутията с два винта през другите два срещуположни отвора. Накрая се монтира охладителят. Трябва да се внимава при монта- жа, тъй като радиаторът е под напрежение +12 V и не трябва да има връзка с електрическата маса на автомобила. От преобразува- теля може да се консумира до 8 А ток. Стабилизаторът консумира около 10 mA ток, когато на изхода му не е включен консуматор. Най-удобно е той да се свърже в автомобилната електрическа инсталация преди контактния ключ, за да може да се използува радиоприемникът и другите устройства «без контактният ключ на автомобила да бъде включен. За да се избегне излишната консумация на електроенергия от акумулато- ра, може да се постави прекъсвач на входа на устройството, който да го изключва при продължителен престой на автомобила. При експериментиране устройството се оказа изключително полезно при случайте, когато водачът не разполага с някакъв резервен 12 V елемент (запалителна бобина, електродвигател, клаксон и др.), а има само същият, но за 6 V бобина. Преобразу- 7 Практически елздгроиии ск еяи .. 97
вателят 12->-6 V се свързва, като се прокара проводник от изхода 4-6 V на устройството до входната клема плюс на елемента за 6 V,.. а кабелът от захранването 12 V се откача и се изолира. 5 4. ИМПУЛСНО УПРАВЛЕНИЕ НА СТЪКЛОЧИСТАЧКИТЕ Повечето автомобили у нас имат на арматурното табло прев ключвател за една или две фиксирани скорости на стъклочистач- ките. Те са удобни при силен дъжд или снят, но при слаб валеж водачът трябва непрекъснато да включва или изключва превключ Фиг. 5.7 вателя. Опитът на множество автомобилостроителни фирми по- казва, че тази дейност е целесъобразно да бъде автоматизирана чрез въвеждане на регулируема пауза между две включвания на стъклочистачките. Така почистването на стъклото ще бъде винаги добро, без водачът да отвлича излишно вниманието. Импулсното управление на стъклочистачките може да се реа- лизира с просто електронно устройство, чиято принципна схе- ма е показана на фиг. 5.7. Принципът на действие на устройство- то е следпият. Транзисторите VT1 и VT2 образуват автогенератор на правоъгълни импулси. След подаване на захранването с ключа S4 протича ток през намотката на релето К, през кондензатора С1, през потенциометъра RP1 и през резистора R1 към маса-
Кондензаторът се зарежда с показаната на фиг. 5.7 Полярност. Протеклият ток през емитерния. преход на VT1, през потенциоме- тьра и през резистора R1 не е достатъчен, за да се отпуши тран- зисторът VT1. Транзисторът VT2 също е запушен и релето не е задействувало. Когато напрежението върху кондензатора С1 достигне опре- делена стойност, схемата превключва. Протича ток, от положи- телно заредения извод на кондензатора С1 през релето К и през емитерния преход на транзистора VT1 към отрицателно заредения извод на С1.. Транзисторът VT1 се насища, което довежда в също- то състояние и транзистора VT2. VT2 се отпушва от тока, проте- къл през транзистора VT1, през резистора R2 и през емитерния преход на VT2. Релето К придърпва котвата си и затваря своите паралелно свързани нормално отворени контакти S1 и S2. От акумулатора G се подава напрежение към двигателя на стъклочистачките М и той започва да работи на ниска скорост. След като кондензаторът С1 се разреди, схемата се връща в из- ходно състояние. Релето К отваря своите контакти. Диодът VD2 предпазва транзистора VT2 от пренапрежението на самоиндукция» получено при прекъсване на тока през намотката на релето /С. Двигателят М остава включен към акумулатора G през крайняя изключвател S3, свързан на вала му. Когато стъклочистачките достигнат изходно положение, веригата на двигателя се прекъсва и той спира. След изтичане на паузата транзисторът VT2 отново се насища и релето К се включва. Продължителността на паузата може да се регулира с промяна на съпротивлението на потенциометъра RP1. Времето на работа на стъклочистачките е предвидено така, че те да правят два хода за по-добро почистване на стъклото- Ако вали много слаб дъжд, стъклочистачките правят само един ход, за да се избегне излишното триене на перата по стъклото. Тази особеност е реализирана по следния начин. Времето на включ- ване на устройството е така предвидено, че при добре намокрено стъкло двигателят да направи един пълен ход и малка част от вто- рия така, че крайният изключвател S3 да включи. След това кон- тактите на релето изключват, а двигателят завършва втория ход и се връща в изходно положение, захранван през крайняя из- ключвател S3. При слаб дъжд стъклото е намокрено по-малко и съпротивлението между перата на стъклочистачките и повърх- ността на стъклото е по-голямо. Времето на работа на устройст- вото е така предвидено, че при слабо намокрено стъкло релето Л да изключи в момент, когато крайният изключвател S3 е от- 99
верен и тогава двигателят спира, след като е направил само едий ход Устройството се захранва от автомобилния акумулатор G, като взема напрежение след предпазителя за двигателя на стъкло - й 5 Фиг 5 8 чистачките. За избягване на смущения и за осигуряване на на- деждна работа на устройството се използува стабилизиране на захранването с ценеровия диод VD2 и с резистора R3. Елементите на електронното устройство се монтират върху едностранно фолирана печатна платка, чийто графичен оригинал е показан на фиг. 5.8а в мащаб 1:1. Разполагането на елементите върху лицевата страна на платката, както и евързването на уст- ройството към автомобилната електрическа инсталация, е пока- зано на фиг. 5.86. На фиг. 5.9 е показано евързването на устройството за импулс- но управление на стъклочистачките към електрическата инстала- ция на автомобили Шкода, модели 105S, 105L, 120L и 120LS. Означенията на елементите на фиг. 5.9 отговарят на завод- ската схема на електрическата инсталация на тези автомобили [25]. За работата на устройството е необходимо да се използуват нормално затвореният контакт S1 и нормално отвореният контакт S2 на релето /С. При показаното свързване стъклочистачките работят импулено на бавен ход, защото двигателят получава напрежение през резистора R. При автомобили Шкода е по-лесно 100
захранването да се подава чрез комутиране на положителния по* люс, тъй като това може да стане със съществуващия превключва- тел на стъклочистачките и стъклоумивателя 129, намиращ се от дясната страна на кормилната колона. Използува се долното Фиг. 5.9 крайне положение на лоста на превключвателя, чието контактно поле е свободно. За да се осыцестви свързването, е необходимо да се прекъсне връзката в куплунга 130 (означена на фиг. 5.9 с кръетче) и паралелно на нея да се евърже нормално затвореният контакт на релето К. При това положение останалите функции на тази част от електрическата инсталация на автомобила оста- ват неизменни. Платката заедно с релето се помества в подходяща пластмасо- ва или метална кутия, конто се монтира под арматурното табло. Валът на потенциометъра се поставя на подходяще място» така че да е удобен за манипулиране. Устройството може да работи без потенциометър (със строго определена пауза), като вместо потенциометър на печатната платка се евързва резистор със стой- ност 50 kfi, запоен на отворите, означени с цифрите 1 и 2. В този случай стъклочистачките ще извършват пет двойни хода в ми- нута. Устройството показа сигурна работа в автомобил Шкода 105 L в продолжение на 5 години. То може да се монтира и към 10)
други марки автомобили при подходяще свързване към автомобил- ната електрическа инсталация. Показаното устройство за импулсно управление на стъкло- чистачките е с контактно управление. Същата схема може да се Фиг. 5.10 изпълни и безконтактно, като функцията на електромеханичното реле може да се поеме от тиристор. Безконтактно устройство за управление на стъклочистачките с регулируема пауза между две включвания е показано на фиг. 5.10. Времезадаващи елементи в схемата са кондензаторът С1, резисторът 7?/ и потенциометърът RP1. При подадено захранване с ключа S3 транзисторът VT1 се отпушва от тока, протекъл от кондензатора С1, през резистора R2, през емитерния преход на транзистора VT1 и през резистора R3 към маса. Протича управляващ ток за тиристора VS. Двига- телят на стъклочистачките М получава захранване през отпуше- ния тиристор VS и задвижва рамената на стъклочистачките. След като кондензаторът С1 се разреди, спира протичането на управляващ ток за тиристора, защото транзисторът VT1 се 102
запушва. Кондензаторът Cl започва да се зарежда наново. Тирис- -торът VS се запушва, тъй като е шунтиран от крайняя изключва- -тел S2. Двигателят на стъклочистачките продължава да работи, докато достигне изходно положение, при което крайният из^люч- вател се отваря и двигателят спира. Фиг. 5.11 След като напрежението на кондензатора достигне определена «прагова стойност, транзисторът VT1 се отпушва отново. В този адикъл на работа устройството може да прави от един до петнаде- «ет хода в минута, като времето на паузата между тях може да се регулира с промяна на положението на плъзгача на потенциоме- търа RP1. Кондензаторът С2 и диодът VD1 предпазват тиристора VS от погрешни включвания от паразитни импулси. Особеност на схемата е, че времезадаващата верига не е вклю- чена към прекъсвача на захранването и е постоянно свързана, Това позволява устройството да заработи веднага след включ- «ане. Освен това схемата може да работи стабилно при големи «зменения на захранващото напрежение благодарение на резисто- ра R5, през който протича ток за частично поляризиране на уп- равляващия преход на тиристора VS. Електронните елементи на устройството се монтират на печат- яа платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.11а. Разпола- гането на елементите върху лицевата страна на платката и свърз- ването на устройството към автомобилната електрическа инста- лация се илюстрира с фиг. 5.116. Входната клема А на фиг. 5.116 ЮЗ
отговаря на клемата за евързване на положителната захранваща шина към устройството, означена на фиг. 5.10 по същия начин- Показаното устройство позволява работа на стъклочистач- ките в продолжителен режим без значение дали импуленото уст- ройство е включено или не. Подаването на напрежение към дви- гателя за продължителен режим на работа става с ключа на стъклочистачките S7. Безконтактното устройство за импулено управление иа стък- лочистачките има някои предимства в сравнение със схемата,. показана на фиг. 5.7. То е по-просто и по-лесно за изпълнение- Използуването на тиристор гарантира по-висока експлоатацион- на надеждност при нормални условия на работа. Трябва да се.- има предвид, че ако зимно време перата на стъклочистачките замръзнат за стъклото, съществува опасност тиристорът да де- фектира от прекалено големия ток, протекъл през него. Освен; това безконтактното устройство не може да се използува за рабо- та с два хода при импулено управление, гарантиращи по-добро> почистване на стъклото. Тази схема е много подходяща за авто- мобил Москвич 1360. 5.5. АВТОМАТИЗИРАНО ПОЧИСТВАНЕ НА ПРЕДНОТО СТЪКЛО Замърсено или недобре почистено предно стъкло на автомоби- ла намалява видимостта на водача и затруднява управлението на автомобила. Понякога това е причина за създаване на условия за пътнотранспортни произшествия. Изискванията за еигурност и комфорт в съвременните автомобили налагат усъвършенствуване на устройствата за стъклопочистване. Наред с устройствата за въвеждане на регулируеми паузи между отделяйте включвания на електродвигателя на стъклочистачките, описани в т. 5.4, в. съвременните автомобили се инсталират помпи за навлажняване на стъклото, задвижвани с електродвигател вместо с ръка или с крак. При тези автомобили със средствата на електрониката може? да се направи едно удобно устройство, което намалява до минимум операциите, конто водачът извършва по почистване на стъклото.. По подадена команда се включва електродвигателят на пом- пата за водата, а след известно време заработват и стъклочистач- ките. Това закъснение е необходимо, за да се изкачи водата от помпата до разпръеквачите, и за намокряне на предното стъкло» на автомобила. Стъклочистачките спират малко след помпата за водата, така че почистват и последните капки, оетанали върху стъклото. 104
Принципната схема на устройството за автоматизирано по- чиетване на предното стъкло на автомобила е показана на фиг.. 5.12. Захранването се подава с ключа S2 в положение Вкл. Свет- ва контролната лампа HL, която показва готовност за работа н® ЕДСЧ двп Sf.Kl|SnC4 §4пв S3 001-ЛЕ1-ЛЕ4-7400 DD2-MB1-MB2-74123 VT1.VT3-2T3605 VT2 2Т6551 VT4,VT5-2T913£ К1.К2- РМ-2 ИЗкл S2 .. Гвкл” S1 Пр .6 ВС5 25 VD2 КС156А ♦ 5V' 12V 1000 J4 Фиг. 5.12 системата. Моновибраторите МВ1 и MB2(DD2 интегрална схем® 74123, съветски еквивалент К155АГЗ) се подготвят за включване.. /?С-групата, образувана от резистора R9 и кондензатора предпазва накатите мултивибратори от първоначално задейству- 105.
ване в момента на подаване на захранването. От момента на включ- иане до зареждане на кондензатора Сб стопиращите входове на .интегралната схема са свързани към маса (изводи 3 и 11 на DD2). Устройството се пуска в действие с натискане на бутона SB. На изхода на формиращия блок, образуван от логическите елемен- ги ЛЕ1, ЛЕ2 и ЛЕ4 (DD1—интегрална схема 7400 или К155— ЛАЗ), сигналът се измени от логически нула в логически единица и двата моновибратора се пускат по преден фронт. МВ1 се наст- ройва за време 5 s, а МВ2 — за 15 s. Тези времена може да се коригират с промяната на съпротивленията на резисторите и R4. С инверсния си изход (извод 12 на DD2) моновибраторът МВ2 подава сигнал за включване на електромагнитното реле К2. При затваряне на контакта S2K1 заработва двигателят на гпомпата за водата ДПВ. Електродвигателят на стъклочистачките ЕДСЧ се управлява от неинвертиращия изход на моновибратора МВ2 (извод 5 на J)D2) и от инвертиращия вход на МВ1 (извод 4), обединениотло- тическия елемент ЛЕЗ. Електродвигателят на стъклочистачките 'ЕДСЧ се включва 5 s след двигателя на помпата за водата. След 10 s на инвертиращия вход на втория моновибратор МВ2 се поя- ®ява логическа единица. Транзисторът VT3 се на^ища, a VT4 се :запушва. Диодът VD1 предпазва транзистора VT4 от пренапре- .'жението на самоиндукция, получено при прекъсване на тока през намотката на релето. С отваряне на контактите на релето К2 двигателят на помпата за водата ДПВ престава да работи. В същия момент сигналът та неинвертиращия изход на МВ2 става логическа нула и на из- хода на логическия елемент ЛЕЗ' се появява логическа единица. "Транзисторът VT1 се насища, a VT2 се запушва. Кондензаторът •СЗ реализира времезадържане около 2 s, като забавя изключва- нето на релето, за да може стъклочистачките да почистят и пос- .ледните капки, останали по стъклото, след като помпата за во- дата е спряла да работи. Чрез крайния изключвател S3, какъвто имат всички съвременни автомобили, електродвигателят на стък- лочистачките ЕДСЧ спира в изходно положение независимо от това, кога релето е изключило. Интегралните схеми се захранват от стабилизирания токоиз- точник, изграден със стъпалото на транзистора VT5. Източник .на опорно напрежение е ценеровият диод VD2. Кондензаторите. <С4 и С5 филтрират напрежението и предпазват електронцотр уст- ройство от смущения, получени от работата ца реле-регулатора, «на запдлителната система на автомобила и на електромагнитните релета, включени в електрическата инсталация на автомобила. аоб
Електроняите еле- менти на устройството «се монтират на печат- на платка с графичен «оригинал, показан на •фиг. 5.13а. Разполага- нето на елементите на юбратната страна на платката и свързването на устройството към автомобилната електри- ческа инсталация се виждат от фиг. 5.136. -Между изводи 2 и 10 на интегралната схема DD1 се поставя мост •откъм страната на спой- ките. Схемата бе ус- пешно експериментира- на с електромагнитни релета от типа на РМ-2. Вместо тях може да се използува и друг тип релета с активно •съпротивление на на- мотката, по-голямо от 75 Й, ис контактна си- стема, която да издър- жа пусковите токове на двигателите. За избягва- не на смущения от ра- ботата на релетата те се монтират на отделка плоча от гетинакс. •Свързването на контак- тите им е съобразено така, че съществуващи- те органи за управле- ние (крайният изключ- вател S3 и прекъсвачи- тге на- електродвигателя 5 Фйг. 5.13 107
на стъклочистачките 5псч и на двигателя за помпата на во- дата Хдцв запазват фуикциите си и може да работят независимо- от автоматизираната система. При евентуална неизправност на устройството то се изключва с превключвателя S2 в положение- Изкл. Платката, заедно с гетинаксовата плоцд с електромагнитните- релета, се монтира в подходяща пластмасова кутия. За закрепва- не на платката се използуват двата отвора 03,5, като през тях се- прокарват два рапидни винта М3, конто се навиват в долната страна на кутията. Свързването на платката към съществуващата електрическа инсталация на автомобила е означено на фиг. 5.12* и 5.136. Ключът S2, бутонът SB и контролната лампа ffL се разпола- гат на арматурното табло на автомобила, за да бъдат удобни за? манипулиране и наблюдение. За ключа S2 може да се използува, превключвател ЦК-2, за бутона SB—КМ I-I, а контролната лам- па HL не е необходимо да бъде с мощност, по-голяма от 1 W. Към схемата се подава захранващо напрежение след един от пред- пазителите след контактния ключ S1. Системата за автоматизирано почистване на предното стъкло на автомобила може да се монтира към всички автомобили с 12 V електрическа инсталация с клема минус на маса, конто имат елек- тродвигателно задвижване на помпата за водата на стъклоуми- вателя. 5.6. АНТЕННИ УСИЛВАТЕЛИ ЗА АВТОМОБИЛЕЙ РАДИОПРИЕМНИК Напоследък все по-често се използуват УКВ-радиоприемници в автомобилите, тъй като при този обхват внасяните смущения от външни електрически и Магнитки полета са минимални. Сигна- лът, излъчван от УКВ-радиопредавателите и от средновълновите- предаватели, не е достатъчно силен, за да може радиоприемникът да работи без външна антена. Използуването на външна антена; създава неудобство за водачите, конто я поставят и свалят при всяко шофиране на автомобила. Освен това външната антена се оказва опасна от гледна точка на безопасността на движението, тъй като излиза значително извън габаритите на автомобила, осо- бено на завой. Изследванията показват, че външната антена на- малява аеродинамичното съпротивление на автомобила, от което,. макар и малко, нараства разходът на гориво. Затова в последните години някои автомобилоетроителни фирми преминават към из- ползуване на вътрешна антена с донълнителен предусилвател 193
нар. антенн моторфон). Вътрешната антена представлява тън- жа метална лента, залепена от вътрешната страна на предното •стъкло, а антенният усилвател е монтиран в непосредствена бли- зост до нея. Антенният усилвател се състои само от стан- .дартни елементи и изра- ботването му е по силата на всеки, който има поне минимални познания в областта на електроника- та. Принципната схема на устройството е показана на фиг. 5.14. Схемата представлява тпироколентов високоче- 'Стотен усилвател. През 5входния кондензатор С1 сигналът от антената А се подава на базата на тран- зистора VT1. Постояннотоковият режим на транзистора се под- държа от делителя на напрежение, образуван от резисторите RI я R2. Полученият сигнал на колектора на транзистора VT1 се усилва допълнително от втория транзистор VT2. Функцията на ютрицателна обратна връзка в усилвателя се изпълнява от ре- зистора R5. През последователната /?С-група, образувана от резистора R6 и от кондензатора С4, изходният сигнал на усилвателя t7H3X «се подава на антенния вход на радиоприемника. Усилването, което устройството гарантира с посочения тип транзистори, е около три пъти. То работи най-добре на УКВ-обх* ззат, но може да се използува с успех и на средни и къси вълни, -само че с малко по-голям собствен шум. Глимлампата ГЛ, включена на входа на усилвателя, предпаз- ®а антенния предусилвател от атмосферного статично електри- чество. Антенният усилвател се захранва от автомобилния акумула- тор. Устройството може да работи със захранване 6 У .и 12 V, но при по-високо напрежение резултатите са по-добри. За избягване на смущения от захранването е включен LC-филтърът, съставен от бобината L и кондензатора СЗ. Бобината L не позволява на висо- кочестотни смущения да се предават през захранването към ра- диоприемника. Максималният консумиран ток от усилвателя е 5 mA. 10»
Електронните елементи на предусилвателя се запояват на печатна платка с графичен оригинал, показан в мащаб 1 : 1 на фиг. 5.15а. Разполагането, на елементите върху платката, както се вижда от фиг. 5.156. Използу- ването на по-малка печатна плат- ка не е препоръчително, тъй като съществува опасност от самовъз- буждане на усилвателя. Бобината L се навива върху феритна сърце- вина с диаметър 2 mm и дължи- на 7 mm и съдържа 35 навивки от проводник ПЕЛ-0,1. Нейната индуктивност трябва да бъде око- ло 4 mH. За добро филтрираи" на захранването е необходимо кондензаторът СЗ да бъде с мини- малка индуктивност. Разгледаното устройство е предназначено за автомобили, на конто клема минус На акумулатора е свързана към шаси (какви- то са повечето съвременни автомобили). Възможно е да се изпол- зува н антенен-усилвател със същата схемна конфигурация, но с обратен тип транзистори при автомобили със заземен положи- телен полюс на акумулаторната батерия. Промените, конто тряб- ва да се направят, са следните. Освен да се обърне полярността на захранването и на електролитния кондензатор С2 трябва типът на използуваните транзистори да се размени: вместо посочения. тип за VT1 да се използува транзистор 2Т3841С, а вместо означе- ния тип за VT2 — 2Т3633С. ПО
За вътрешна антена се използува тънка лен'га от алуминиев® фолио с ширина 5 mm, конто се залепва от вътрешната страна в горната част на предното стъкло на автомобила. Желателно е лентата да бъде разположена по цялата дължнна на стъклото. Антенният усилвател се помества в малка метална кутийка, която се свързва със заземения полюс на за- хранването. По този начин тя нзпълнява ролята на ек- ран. За намаляване на сму- щейията бобината L се мон- тира извън печатната плат- ка, най-добре на кутията. Антенният усилвател се мон- тира в непосредствена бли- зост до външната антена. Най-удобното място е около огледалото за обратно гледа- не. Връзката между изходй на антенния усилвател и ра- диоприемника се извършва с антенен щирмован провод- ник, като оплетката се свърз- ва към маса. Представената схема да- ва добри резултати на УКВ, но както бе споменато, на средни и къси вълни дава фиг 517 сравнится но голям шум. иг‘ Най-ценното предимство на устройството е, че то може да се* реализира с напълно достъпни елементи. Освен схемата, показана! на фиг. 5.14, ще бъде представена и още една схема, която дава: значително по-добри резултати, но е реализирана със сравнител- но по-малко разпространения операционен усилвател DA1, от типа 733. Привципната схема на този антенен усилвател е показана на- фиг. 5.16. При показаната схема на евързване честотните корек- ции на операционния усилвател не са евързани и интегралната схема усилва 10 пъти честотната лента от 0 до 120 MHz, а вход- ного й съпротивление е 250 кй. Както е известно, операционният усилвател 733 е видеоусил- вател. На единия му вход през кондензатора С1 е подаден антен- 111
®ният сигнал t7Bx. Другият вход е заземен по променлив ток с кой- дензатора С2. През кондензатора С4 усиленият сигнал се подава на антенния вход на радиоприемника. Антенният усилвател се захранва от автомобилния акумула- тор. Устройство, изградено с интегралната схема 733, е по-нечув- ствително към промени на захранващото напрежение в сравнение със схемата, показана на фиг. 5.14. То може да работи стабилно при захранване в границите от 6 до 20 V. Елементите на антенния усилвател се запояват на печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.17а в мащаб 1 : 1. Разполагането на елементите върху лицевата страна на платката, както и евързването на предусилвателя, се вижда от фиг. 5.176. За евързването на устройството към вътрешната антена, към ра- диоприемника и към захранването важи казаното по-горе за тран- зисторния антенен усилвател. 5.7. ЕЛЕКТРОННО УПРАВЛЕНИЕ НА МИГАЧИТЕ Една неизправност на пътепоказателите (мигйчите) може да ,доведе до пътнотранспортно произшествие, тъй като останалите участници в движението ще се объркат. За да се осигури необхо- лимата безопасност на транспорта, особено в градовете, е необхо- HLa ЛеЬи Десни HLA мигачи мигачи Фиг. 5.18 ш
Димо работата на мигачите да бъде сигурна и водачът във всеки .момент да може да контролира изправността на лампите на пъте- показателите. Обикновено в автомобилите се използуват биметал- ни релета, конто са прости и, общо взето, надеждни, но вибрации- те в автомобила и наличието на механични контакти в тях намаля- ват ?рока на нзползуването им.' Показаното на фиг. 5.18 електронно устройство представлява безконтактна система за управление и контрол на пътепоказате- лите на автомобила. С нея се избягват механичните контакти, а изгарянето на коя да е от четирите лампи на мигачите се сигна- .лизира. Устройството работи на следння принцип. Ключът S/ е трипо- зиционният превключват на мигачите, разположен на арматур- ното табло на автомобила. Общата му точка е включена към кле- мата +12 V през предпазителя Пр. При поставяне на ключа S1 в едно от двете крайни положения, например л (ляво), през диода VD2 се подава захранване към симетричния мултивибратор, из- граден от т.ранзисторите VT1 и VT2. Генераторът започва да про- извежда правоъгълни импулси с честота около 1,5 Hz. Когато транзисторът VT2 е запушен, през резистора R4 про- тича базов ток, който отпушва управляващия транзистор VT4. Транзисторът VT6 се отпушва от тока, протекъл през неговия емитерен преход, през резистора R6 и през транзистора VT4. Лампите на левите мигачи получават захранване през транзистора VT6 и през резистора R7 и светват. При промяна на състоянието на мултивибратора транзисторът VT2 се отпушва. Това води до запушване на транзисторите УТ4 и VT6. Токът във веригата на лампите на мигачите се прекъсва и те загасват. При включване на десните мигачи мултивибраторът се захран- ва през диода VD1. Лампите светват, като протича ток през от- пушените транзистори VTB и VT7. Когато ключът S1 се върне в положение, отговарящо на из- ключени пътепоказатели (средно положение), мултивибраторът престава да генерира импулси. Силовите транзистори VT6 и VT7 са запушени и лампите не светят. С резисторите и R8, с транзисторите VT5 и VT6 и с контрол- ните лампи НЬЛ и НЬД се осыцествява контрол на работата на системата. Когато единият мигач свети, през съответния резистор протича -ток. Съпротивлението му трябва да се подбере така, че само при работа на всички лампи за този мигач падът на напреже- нието върху него да бъде достатъчен за отпушване на съответния транзистор VT7 и VT8. Контролните лампи на арматурното табло 8 Практически електронии схеми .. • 113
HLn и HLr светят през съответния им транзистор VT6 или VT7. Съпротивлението на резисторите се избира от зависимостта /?;=% = °-3 Р2 където (jg е номиналното напрежение на акумулатора, V; Р2 — сумарната мощност на всички лампи във веригата, W. За леки автомобили от серията ВАЗ съпротивлението на резисто- рите се получав а приблизително R7 = R8^0,1 Q. Могат да се използуват стан- дартна резистора тип С5-16В, произвежда- ни в СССР, със съпротивление 0,1 й. В системата е предвидена и светлин- на сигнализация за принудително спира- не (алармлайт — аварийна сигнализа- ция) — мигане на всички мигачи на авто- мобила едновременно. Това става с двой- ния ключ S2, който се монтира около арматурното табло. Когато той е вклю- чен, мултивибраторът се захранва през двата диода VD1 и VD2. Работят двата силови транзистора VT5 и VT6 и всички лампи на мигачите. Честотата на работа на мултивибратора почти не. се измени. Ако такъв ключ се постави към системата за светлинна сигнализация, означен с прекъсвана линия на фиг. 5.19, честотата на мигане на лампите се увеличава зна- чително. Токът през биметалното реле К е два пъти по-голям и той загрява по-бързо биметалната пластина на релето. Електронните елементи на устройството се монтират на печат- на платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.20а. Разпола- гането на елементите върху обратната страна на платката се виж- да от фиг. 5.206. Свързването на устройството към автомобилната електрическа инсталация става според цифровите означения на фиг. 5.18 и 5.20. При монтиране на електронната система биметал- ното реле, показано на фиг. 5.19, трябва да се демонтира, а про- водниците, влизащи в него да се евържат накъсо, така че да се из- пълни схемата на свързване, показана на фиг. 5.18, извън огра- деното с прекъсвана линия поле. Платката се поставя в подходяща кутия и се закрепва с два 114
винта М3, конто се прокарват през двата отвора в краищата на платката. При така подбраните стойности всички прлупровод- никови елементи работят в импулсен режим и не се нуждаят от допълнително охлаждане. Устройството за електоонно управление б Фиг. 5.20 на пътепоказателите не се нуждае от настройване, при правилно монтиране то заработва веднага след подаване на захранването. В устройството са използувани германиеви транзистори УТб и VT7. Това е направено, за да е по-малък падът на напрежение върху транзисторите и за да бъде необходимо по-ниско напрежение за отпушването им. Г15*
5.8. ПОДДЪРЖАНЕ НА ПОСТОЯННА ТЕМПЕРАТУРА В КУПЕТО С устройството, чиято блокова схема е показана на фиг. 5.21 г се автоматизира поддържането на постоянна температура в авто- мобилното купе. Устройството работа по следния начин. В купето се разполага датчик Фиг. 5.21 за температурата ДТ. Когато температурата надвиши зададена стойност, управлява- щото устройство УУ изработва команде» сигнал. Сигналът от изхода на управля- ващото устройство У У задействува изпъл- нителния механизъм ИМ, който изключ- ва вентилатора В. Това води до намаля- ване на температурата в купето, което се* отчита от термодатчика ДТ. Управлява- щото устройство включва вентилатора В" чрез изпълнителния механизъм ИМ. В* този цикъл на работа устройството под- държа постоянна температура. Принципната електрическа схема на устройството е показана на фиг. 5.22. Датчик за температурата е термисторът RR. Най- удобно за целта е използуването на съветски полупроводников термистор тип ММТ-6. При намаляване на температурата него- вото съпротивление се увеличава. Падът на напрежението върху него нараства. Транзисторът VT1, включен като емитерен пов- торится, е с голям коефициент на усилване по ток. Това евързва- не намалява до минимум грешката от консумирания ток от де- лителя на напрежение, образуван от термистора RK, потенцио- метъра RP1 и резистора R1. Потенциалът спрямо маса на входа, на тригера на Шмит, изграден с транзисторите VT2 .и VT3, се уве- личава. Когато напрежението надхвърли определена стойност, транзисторът VT2 се отпушва, a VT3 се запушва. През резисто- рите R6 и R7 и емитерния преход на транзистора VT4 протича ток, който насища транзистора VT4. Към релето К се подава цапрежение н то включва нормално отворените си контакти SR1—SK4. Електродвигателят на вентилатора М получава за- хранване и започва да подава топъл въздух, от което темрерату- рата в купето се увеличава. С нарастване на температурата съпротивлението на терми- стр(ра RK. намалява. Падът на напрежението върху него сыцо- намалява. Когато входного напрежение спадне под определена, стойрост, тригерът се превключва. Транзисторът VT2 се запуш- в?, a VT3 се насища. Транзисторът VT4 се запушва и токът през. релето се прекъева. Диодът VD1 предпазва транзистора VT$ .116
от напрежението на самоиндукция, получено при прекъсване на тока през релето. Електродвигателят на вентилатора М престава да получава електрическа енергия и постъпването на топъл въз- дух се прекратява. Фиг. 5.22 Когато температурата в купето започне да спада, тригерът превключва. Електродвигателят на вентилатора отново се включ- ва към напрежение 12 V. Постъпването на топъл въздух се възоб- новява. В този цикъл на работа системата позволява поддържане на постоянна температура с точност до 1—2 °C (в зависимост от правилния избор на мястото на датчика). Желаната температура се задава с потенциометъра RP1 в границите от 14 до 20 °C. Устройството за поддържане на постоянна температура в ав- томобилното купе се захранва от автомобилния акумулатор. За да може системата да работи с необходимата точност, трябва устройството да се захранва със стабилизирано напрежение. То- се получава с ценеровия диод VD2, с резистора R8 и с конденза- тора С2. Подаването на захранването към схемата се осъществява. с включване на ключа S1. Електронните елементи на устройството се запояват на едно- странно фолирана печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.23 а. Елементите се разполагат на лицевата страна на платката според фиг. 5.23 б. На същата фигура е показано и свързването на устройството. Термисторът RR се поставя на така подбрано място в автомобила, че да отчита най-добре тем- пература*га на въздуха около водача. За всеки автомобил това място се избира опитно. При автомобили Шкода най-удачно 'мя- сто се оказа огледалото за гледане назад. За избягваие на сму- щения е желателно релето К да се монтира извън платката. Не-
говите контакта се свързват паралелно на ключа за двигател! на вентилатора 5ЯВ (вж. фиг. 5.22). Релето и захранването се свързват с обикновени проводиици, а за термодатчика е по-добре да се използува ширмован проводник. а + 12V ! Фиг. 5.23 Устройството се постави в подходяща кутияТ Платката се за- крепва с четири винта за основата на кутията. Релето К се мон- тира на страничната стена на кутията, а на горния капак се йн- сталира ключът S/ за нодаване на захранването. Освен това в 1«1
горния капак се пробива отвор, през който да може да се прекара отвертка, така че да може да се промени мястото на плъзгача на потенциометъра RP1, с който се задава желаната температура. 5.9. ПОДОБРЕНО ОСВЕТЛЕНИЕ НА АВТОМОБИЛНОТО КУПЕ Почти всички съвременни автомобили позволяват включване на осветлението на купето при отвар я не на вратите. Но при зат- варяне на вратите лампите загасват, което създава известно неу- добство на водача, който трябва да търси на тьмно мястото на Фиг. 5.24 контактния ключ. Освен това осветлението на купето през деня е напълно излишно, тъй като това скъсява срока на използуване на осветителните лампи и при продължителен престой с отворе- на врата (което често се случва през лятото) съществува опасност •от разтопяване на пластмасовите капачки на осветителните тела. С помощта на устройството, чиято електронна схема е пока- зана на фиг. 5.24, се избягват тези недостатъци. Лампите в ку- пето не светят през деня и освен това угасват малко след затва- ряне на вратите на автомобила. Принципът на действие на устройството е следният. В устр'ой- ството има датчик за осветеност, който управлява работата на снстема'га. Когато фототранзисторът VT1 е осветен, неговото съпротивление е малко и падът на напрежение между плъзгача на потенциометъра RP1 и положителната захранваща шина е Ц9.
достатъчно голям, за да може транзисторът' VT2 да се •тпуши! Това довежда до такъв пад на напрежение върху резистора R3', благодарение на който през емитерния преход на VT5 протича ток и Транзисторът се отпушва. Транзисторът VT6 е запушен и Фиг. 5.25 юсветителните лампи не светят независимо от положението на контактите на вратите SB1—SB4. При затъмненост на фототранзистора VT1 транзисторът VT2, е запушен и светенето на осветителните лампи HL1 и HL2 се опп редели от състоянието на, транзистора VT3. Когато контактите на вратите SB1—SB4 са отворени (вратите са затворени) трдн-> 120
зисторът VT4 е запушен. Токът през резистора R2 отпушва тран- зистора VT3. Падът на напрежението върху резистора R1 не поз- волява светенето на лампите. Когато никоя от вратите на автомобила се отвори, транзисто- рът VT4 се отпушва. Запушват се транзисторите VT3 и VT5, & се отпушва транзисторът VT6. Осветителните лампи HL1 и HL2, конто са включени като товар в колекторната верига на транзистора VT6 светват. При затваряне на вратите зареденият кондензатор С1 се разрежда през резистора R6 и през емитерния преход на транзистора VT4, като поддържа транзистора отпу- щен, докато кондензаторът се разреди. Благодарение на това транзисторът VT3 е запушен и лампите продължават да светят, докато се разреди кондензаторът. Устройството позволява све- тене на лампите след затваряне на вратите независимо от това, дали водачът е в автомобила или извън него. Забавеното из- ключване на осветлението при излизане от автомобила е необ- ходимо, за да може водачът спокойно да заключи вратите и да огледа автомобила. Електронните елементи на устройството се монтират на пе- чатната платка, чийто графичен оригинал е показан на фиг. 5.25 а. Разполагането на елементите върху лицевата страна, както и свързването на устройството, е означено на фиг. 5.25 б. Системата се настройва с потенциометъра RP1. Плъзгачът на RP1 се поставя в такова положение, че при осветен датчик и от- ворени врати лампите да са загаснали, а при затъмняване на датчика те да светнат. Устройството за подобряване на осветлението в автомобилното купе е приложимо за всички автомобили с 12 V електрическа инсталация със заземен минус. Ако сумарната мощност на две- те осветителни лампи е по-малка от 15 W, вместо посоченият транзистор за VT5 може да се включи 2Т9138. 5.10. АЛАРМЕНО УСТРОЙСТВО ЗА ОХРАНА НА АВТОМОБИЛА Едно от най-търсените допълнителни устройства за автомоби- ля е система за охрана срешу нежелателно влизане. Без изпол- зуване на електронни елементи може да се реализира просто устройство, което да алармира околните, когато никой външен човек иска да влезе в автомобиля. Ако собственикът използува автомобиля, той предварително трябва да изключи прекъсвач, който е монтиран извън автомобиля и е известен само на него. Електрическата схема на евързване на такова устройство е 121
показана на фиг. 5.26. Устройството се управлява от контактите на вратите SB3—SB6. Освен това паралелно на тях са включенц и нормално затворените контакт на багажника SB1 и на двига- теля SB2. SB1 и SB2 са поставени така, че при отваряне на съот- Фиг, 5.26 ветния капак бутонът се включва и затваря веригата, управля- вана от него. Пускането на системата в действие става с ключа S1. При затварянето на който и да е бутон (при отваряне на врата или капак) релето К получава напрежение и придърпва своята котва. То затваря нормално отворените си контакти. Контактът SK1 осигурява блокирането на устройството (релето остава включено независимо от положението на контактите на вратите и капаци- те). С контактът SK2 се включва клаксонът на автомобила. Зву- кът на клаксона може да се спре с отваряне на ключа S1. Освен това през контакта SKJ се включват и лампите в купето. Въз- можно е също така да се включи и един нормално затворен кон- такт от релето във веригата на запалването, за да не може да се пусне двигателят в ход, ако- неизвестното лице успее да откачи проводника на клаксона. Представената схема е много елементарна за реализиране, но има един съществен недостатък. Ключът S1, с който се пуска устройството в действие, трябва да бъде монтиран от външната страна на 'автомобила. Както показва практиката, мястото му не може да остане в тайна дълго време. Затова е удобно ключът 122
за включване на устройството да се намира вътре в автомобила, а задействуването на системата да става 15—20 s след отваряне на вратата. Тази функция се изпълнява с устройството, чиято схема е Фиг. 5,27 показана на фиг. 5.27. При отваряне на контактите на вратите SB3—SB6 започва заррждане на кондензатора С1 през потенцио- метъра RP1 и през резистора R1. Когато напрежението на кон- дензатора достигне определена прагова стойност, транзисторът VT1 се отпушва от тока, протекъл през резистора R2 и през еми- терния преход на VT1. Релето затваря контактите си и се само- блокира посредством контакта SR1. Контактът SR2 включва клаксона на автомобила, а с контактите SK3 и SR4 се включват мигачите на автомобила. Светлинната сигнализация е много под- ходяща при голям паркинг, за да може да привлече вниманието на минувачите към мястото на автомобила. В схемата на фиг. 5.27 е. предвидено устройството да задей- ствува веднага след отваряне на капак на багажника SB1 или на двигателя SB2. При отваряне на някои от капаците се отва- ря нормално затворения контакт SB1 или SB2 и от тока, протекъл през резистора R3, транзисторът VT1 се насища. Релето К включ- ва контактите си, конто от своя страна задействуват клаксона и мигачите на автомобила. Елементите на устройството се запояват на печатна платка с графичен оригинал, показан на фиг. 5.28 а, а подреждането им върху платката и свързването на устройството е показано на фиг. 5.28 б. Контактът SR2 се свързва паралелно на ключа на 123
клаксона ST?. Времето от отварянето на вратата до задействува- нето на устройството може да се настрои с промяна на положе- нието на потенциометъра RP1. Фиг. 5.28 При използуване на алармената система за охрана добре е някъде по автомобила да се постави малък надпис „електронно охраняван" или нещо подобно. 124
ГЛАВА VI ЕЛЕКТРОННИ УСТРОЙСТВА ЗА ЕКСПЛОАТАЦИЯ, РЕМОНТ И ОБСЛУЖВАНЕ 6.1. ОБЩИ ПОЛОЖЕНИЯ Безвъзвратно отмина времето на „феноменалните** майстори, конто извършваха всички видове регулиране по автомобила на «слух, на око или с обикновени механични измервателни уреди. Вече всеки сервиз дори част от автомобилите на служба Пътяа помощ са обзаведени със съвременни уреди за измерване и на- •стройване. Днес в почти всички сервизи на страната има стен- .дове с електроннолъчева тръба, управлявани от микропроцесор- яа система. Изработването на такъв стенд при любителски усло- вия е твърде сложно. Затова този тип устройства няма да бъдат .разглеждани в книгата. Обемът ще бъде ограничен само до два вида апарати за измерване по двигателя: за ъгъла на изпревар- :ване на запалването и за относителното време на затваряне на прекасвач-разпределителя на запалителната система на автомо- била. Освен това на вниманието на читателите е представено просто устройство за проверка на запалителни бобини и токо- •изправители за зареждане на акумулатори. 'б.З. ПРОВЕРЯВАНЕ НА АВТОМОБИЛНА ИНДУКЦИОННА БОБИНА Често автомобилният двигател спира да работи поради неиз- щравна запалителна система. Една от възможните причини е де- фектирала индукционна бобина за високо напрежение, която мо- же да продължава да работи, но с понижени показатели. Да се проверяват индукционните бобини, докато са в системата на ав- томобилната електрическа инсталация, е трудно и недостатъчно обективно. Описаното устройство осигурява бърза проверка на тези елементи в доста напрегнат режим. То се захранва от мре- жата 220 V, има малки размери и може лесно да се изработи. Действието му е като това на кондензаторно-тир исторното за- палване, но то дава само единични импулси при натискане на бутон. От фиг. 6.1 се вижда, че когато бутонът SB не е натиснат, кондензаторът С се зарежда през диода VD1 и през резистора 125
7?/ до върховото напрежение на мрежата, което е около 310 V- При натискане на бутона SB кондензаторът С образува пара- лелен трептящ кръг с първичната намотка на индукционната бобина. На вторичната намотка на изследваната бобина L се по- лучава мощен импулс с ви- соко напрежение. Тъй като кондензаторът отдава една- и съща енергия към боби- ната, условията за пробата са постоянни и не се влия- ят от елементите на автомо- билната електрическа инста- лация, конто може да не са напълно изправни. Конденза- торът отдава значително по- вече енергия, отколкото при работата на запалителната система и ако изследваната ФИГ. 6.1 бобина е дефектна, това ще се прояви веднага чрез бледа искра. Възможно е също така бобината да се повреди напълно. Освен яркостта на искрата много показателен е издаваният звук, така че след проверка на една-две изправни бобини не е трудно да се откриват тези с понижени показатели. С устрой- ството може да се проверяват бобини за 6 и за 12 V, а също и Фиг. 6.2 такива за магнитно запалване за мотоциклети и мотопеди. Не е желателно изследваните бобини да се включват без разрядник Р към извода за високо напрежение, защото мощният импулс може да предизвика вътрешен пробив. Примерна конструкция на разрядник, е показана на фиг. 6.2. 126
Всички изолационни материали влошават качествата си при повишаване на температурата, поради което никои бобини може да понижат ефективността си, след като двигателят загрее. Ето защо проверката ще бъде по-сигурна, ако бобината предварител- но се подгрее до температура +80 °C, при която тя се намира до двигателя. Устройството е напълно безопасно при условие, че се изпол- вува надежден превключващ бутон (например превключвател ПМР-1, произвеждан у нас). По време на превключването не би- ва да се получава дори моментен контакт между мрежовата ве- рига и бобината. 6.3. УРЕД ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА ОТНОСИТЕЛНОТО ВРЕМЕ НА ЗАТВАРЯНЕ НА ПРЕКЪСВАЧА НА ЗАПАЛИТЕЛНАТА СИСТЕМА Важен параметър, по който се оценява работата на запали- телната система на автомобила, е относителното време на за- тваряне на прекъсвача на запалителната система. Обикновено той се измерва в проненти от израза «%= -у- 100,%, където Т е периодът на работа на двигателя; /р— времето, през което прекъсвачът е затворен, за един период на работа на двигателя. Освен това същият параметър може да се измерва в градуси като ъгъл на затваряне на прекъсвача на запалителната система а = о 100. п 360, къдедо п е брсят на цилиндрите на двигателя. Относителното време на затваряне на прекъсвач-разпредели- теля може да се измерва в проненти с устройството, чиято схема е показана на фиг. 6.3. Когато прекъсвачът на запалителната система на авто.мобила S1 е затворен, транзисторът VT1 е за- пушен. През резисторите R3 и R4 протича ток и транзисторът VT2 се отпушва. През измервателната система протича ток и стрелката се отклонява. При отворени контакти на прекъсвача протича ток през дио- 127
да VD1, през резистора R/ и през емитерния преход ИГ/. Тран- зисторы се отпушва, a VT2 се запушва. През транзистора VT2 престава да протича ток, а кондензаторът С1 се разрежда през измервателния уред И. Диодът VD1 не позволява проникването на Фиг. 6.3 високоволтови импулси от запалителната система на автомоби- ла в измервателното устройство, а диодът VD2 предпазва тран- зистора от случайно проникнали импулси с обратна полярност. Принципы на работа на устройството се състои в усредняваие на входните импулси, постъпили на входа U№3U- За гарантиране на необходимото бързодействие и точност на схемата е необходимо времеконстантата|на интегриращата трупа, образувана от измерва- телния уред и от кондензатора С1, да е от същия порядък, от който е най-малкият период на работа на двигателя при макси- мална честота на въртене. Устройството е изчислено за магнито- електрически милиамперметър с крайно отклонение на стрелката при 5 mA. Вътрешното съпротивление на измервателния уред трябва да бъде 600 й. Настройването на устройството се извършва по следния начин. При затворени контакти на прекъсвача S1 се завърта плъзгачът на потенциометъра RP1 така, че стрелката да застане в крайно дясно положение. Елементите на устройството се запояват на печатна платка с графичен оригинал, показана на фиг. 6.4а. Елементите се на- реждат върху лицевата страна на платката според фиг. 6.46. Свързваието на устройството се осъществява според фиг. 6.46 н 6.3. Устройството се поставя в иодходяща кутия, на която се 128
монтира измервателният уред. За свързване към електрическата инсталация на автомобила се използуват три проводника: един за напрежението и два за подаване на захранване. Трябва да се обърне внимание, че за третия проводник трябва да се използува Фиг. 6.4 щипка, чиито дръжки са изолирани, тъй като съществува опасност от поражение от електрически ток. 9 Практически електронни схеми ... 129
6.4. ИЗМЕРВАТЕЛ НА ЪГЪЛА НА ИЗПРЕВАРВАНЕ НА ЗАПАЛВАНЕТО СЪС СТРОБОСКОП Наред с регулирането на карбуратора на автомобила за опти- мално смесообразуване трябва точно да се настрои моментът на запалването на горивната смес, за да може двигателят да работа нормално. Обикновено ъгълът на изпреварване на запалването Фиг. 6.5 се настройва със стробоскоп. Принципът на регулиране е следни- ят. Стробоскопът е свързан така, че лампата му светва, когато се подаде искра на първия цилиндър на двигателя. В този момент белегът на ремъчната шайба на двигателя преминава покрай непод- вижная белег на корпуса на двигателя, ако двигателят е пра- вилно регулиран. При всеки период на работа на двигателя лам- 130
плата на стробоскопа осветява белега на шайбата само в момента, когато подвижният белег пре мин а ва покрай неподвижния белег, така че той изглежда неподвижен. Настройването на ъгъла на из- етреварване на запалването се състои в завъртване на прекъсвач- разпределителя на запалителната система на автомобила, докато двата белега съвпаднат [5]. На фиг. 6.5 е показана принципната електрическа схема на устройство за захранване на лампата на стробоскопа, която свети само в моментите, когато се подава искра на първия цилиндър на двигателя. Схемата се състои от автогенератор, трансформатор и изправител, а импулсната лампа на стробоскопа се запалва от напрежението на запалителните свещи. Автогенераторът е изграден със стъпалата на транзисторите VT1 и VT2. Честотата на работа на схемата се определи от резис- торите R1 и R2 и от кондензаторите С1 и С2. Диодите VD1 и VD2 предпазват транзисторите от пренапрежението на самоиндукция, получено при прекъсване на тока през намотките wl и ш2 на транс- форматора Т. От вторичната намотка w3 през диодния мост (схема Грец) и през резистора R3 се зарежда кондензаторът СЗ. При по- дававе на високо напрежение на управляващия електрод на лам- .пата от кабела на първата запалителна свещ на двигателя импулс- ната лампа ИЛ се запалва и светва. Електронните елементи на схемата се запояват на печатна платка с графичен оригинал, показана на фиг. 6.6п. Разполага- >нето на елементите върху платката се прави според фиг. 6.66. Свързването на устройството се осъществява съгласно с цифровита 131
означения на фиг. 6.5 и 6.66. Трансформаторът Т се навива върху тороидален феритен пръстен тип АС6397. Намотките wt и w2’’ са с по 36 навивки от проводник ПЕЛ-0,2, a w3—с 600 навивки от ПЕЛ-0,05. Между първичните и вторичната намотки се постави Фиг. 6.7 слой изолаторно платно за псдобряване на изолацията. Транс»- форматорът Т, диодите VD3—VD6, резисторите R3 и R4 и конден- заторът СЗ се монтират на отделна изоланионна плоча за избяг- ване па смущения. За кондензатора СЗ е подходяще да се изпол- зува кондензатор от мощна фотосветкавица. Предимство на показаната схема е, че тя може да се захрапва от автомобилния акумулатор, като захранване се подава при зат- варяне на ключа S. Устройството може да се реализира значител- но ио-яросто, ако има възможност се използува захранване отз 132
мрежата ~220 V. Електрическата схема на устройството е пока- зана на фиг. 6.7а. За избягване на поражение от електрически ток е използуваи разделящ трансформатор Т. Задължително е той да се направи с ПрекъсВач разпреде- лител НзЗлюдател двойка изолания и с отделяй намотки за първичната и вторичиата* страна. Схематично конструкцията на трансформатора е показана; на фиг. 6.76. За диодите VD1—VD4 е използуван интегрален- диоден мост тип В2М 6/3. Запалването на лампата става по същиж начин както при устройството, чиято схема е показана на фиг. 6.5. Трансформаторът се навива върху О-образен магнитопровод с отделни макарички за първичната и вторичната намотка. Двете- намотки съдържат 2400 навивки от проводник ПЕЛ-0,07, а сече- нието на магнитопровода трябва да бъде 2 ст2. При работа със стробоскопа важно условие за точно настрой- ване е правилно да се наблюдават белезите (фиг. 6.8). Окото на.- наблюдаващия, лампата на стробоскопа, неподвижният белег и центърът на въртене на ремъчната шайба трябва да лежат на една права линия. Ако това условие не е пзпълнено, се получава греш- ка от паралаке, което води до настройване на неподходящ ъгъл-. на изпреварване на запалването. 133
6.5. УСТРОЙСТВО ЗА ЗАРЕЖДАНЕ НА АКУМУЛАТОРИ Всеки автомобилист с няколко години практика знае, че ко- гато акумулаторът на автомобила се изтощи, пускането на двига- ’.геля в ход става много трудно. Обикновено преди акумулатор- ыата батерия да се замени с нова, тя се зарежда няколко пъти със специален токоизправител. VD1 КД203Д R1 220/2W Фиг. 6.9 Просто устройство за зареждане на акумулатори е показано па фиг. 6.9. Трансформаторът Т понижава мрежовото напреже- щие ~ 220 V до 18 V. Диодът VD1 пропуска само поло- .жителната полувълна на мрежовото променливо напрежение, «благодарение на което протича ток и акумулаторът се зарежда. Ако акумулаторът G е много разреден, е добре да се въведе цикъл на зареждане и разреждане. Разреждането е необходимо за реге- .нериране на акумулатора. То се осъществява при затваряне на топоча S2, което позволява разреждане на акумулатора през резистора R1 и през вторичната намотка на трансформатора Т. Трансформаторът Т се навива върху О-образен магнитопровод •със сечение 30 ст2. Първичната намотка съдържа 2200 навивки ют проводник ПЕЛ-1,8. За гарантиране на безопасна работа с устройството е необходимо трансформаторът Т да бъде с двойка шзолация и с отделни макарички за всяка намотка (вж. фиг. 6.76). Представената схема е проста за реализиране, но притежава «•един съществен недостатък. В началото, особено при разреден .акумулатор, зарядният ток е прекалено голям, което води до бър- :зо загряване на електролита в акумулатора. Освен това при пъл- sho зареждане устройството не изключва самб, а презареждането •също намалява живота на акумулатора. Тези недостатъци се «избягват с устройството, чиято схема е показана на фиг. 6.10. 134
Тя позволяза в голяма степей да се автоматизира процесът на за- реждане на акумулатора. Устройството работа на следния принцип. Трансформаторы Г има две вторични намотки, конто заедно с тиристорите VD1 VD1 HL2 КД)101 12V/1W Фиг. 6.10 «I VD2 са свързани като двупътен изправител със средна точка- Към управляващите им електроди са свързани веригите на рези- сторите Rl, R2, R3 и R4 и лампата HL2. Управлението на процеса на зареждане се осъществява с инте- >гриращата трупа, образувана от диода VD3, резистора R5, кон- депзатора С1 и паралелно включените на кондензатора резисторн R6, R7 и R8 и потенциометър RP1. С потенциометъра RP1 се за- дана напрежението, до което акумулаторът трябва да се зареди. Когато напрежението достигне определена стойност, тригерът на Шмит, образуван от стъпалата на транзисторите VT1 и VT2, пре- ®ключва. Транзисторът VT1 се отпушва, a VT2 се запушва. Три- 135
герът управлява състоянието на транзистора VT3. Отпушенияг транзистор VT3 шунтира управляващата верига на тиристорите. Лампата HL1 позволява разреждане на акумулатора по време на, зарядния процес, за да се гарантира регенерирането на клетките. Фиг. 6.11 Процесът се осыцествява при затворен ключ S1. Акумулаторът се разреж- да през време, когато двата тиристора са запу- шена. Освен това, след като акумулаторът се за- реди, той залочва да се- разрежда през лампата HL1. Пронесът на раз- реждане трае, докато на- прежението па акумулато- ра спадне под зададена стойност, отговаряща на прага на превключване на тригера на Шмит. По то- зи начин броят на заряд- имте и на разрядимте цикли може да бъде про- изволен. Когато лампата HLI не е включена, устройство- то нзключва само, тъй като при дсстнгане на опреде- лено напрежение тиристо- рите се запушват. С клю- ча S2 може да се задава различен заряден ток. При отворено положение на ключа акумулаторът се зарежда с ток 3 А, а при затворено положе- ние — с 5 А. Елементите на устрой- ството се монтира на пе- чатка платка с графичен- оригинал, показан на фиг. 6.11а. Раз положение™ из елементите върху обрат- 136
етата страна на платката е показано на фиг. 6.116. На същия 'чертеж се вижда и свързването на устройството. Трансформато- рът Т се навива върху Ш-образен магнитопровод за разделена •чпървична и вторична намотка със сечение 20 cm2, набран от «ламели Ш-32. Първичната намотка е с 1100 навивки от про- водник ПЕЛ-0,45, а двете вторични — с по 80 навивки от проводник ПЕЛ-1,2. Трансформаторът задължително трябва да бъде с двойка изолация. Устройството, чиято схема е показана на фиг. 6.10, позволява зареждането на акумулатора да бъде съпроводено с тихо кипене, шри което се избягва обливането на акумулатора с електролитна течност. Практиката на използуване на устройства за зареждане на гакумулатори показва значителен брой нещастни случаи от пора- жение от електрически ток. Те се случват вначително повече при (саморъчно изработено устройство, когато не са спазени изисква- нията за безопасност на труда. За избягване на тези нежелателни последний трансформаторът трябва да е с разделени една от друга намотки и да е изработен с двойка изоляция между намотките и магнитопровода. За предпазване от поражения от електрически ток не се препоръчва използуване на кондензаторни, автотранс- форматор ни и други устройства, при конто мрежовото напреже- ®ие не е галванично разделено от акумулатора. Затова този тип устройства не са разгледани в книгата. Най-често пораженията от електрически ток стават, когато лкумулаторът се зарежда, без да се демонтира от автомобила. Дори и да- бъдат откачени свързващите проводница към него, щипката за включване на устройството може да се допре до кор- пуса на автомобила и при евентуален пробив\на изолацията ця- аата метална част на автомобила се оказва под напрежение. В този случай токовият удар е много опасен, тъй като автомобиль? 4 изолиран от земята много добре с гумите си. Затова задължител- но е преди зареждане акумулаторът да се демонтира от автомо- била, след което се свързват щипките на устройството към кле- мите му и след това се включва захранването ~220 V. Изключ- ®ането трябва да става по обратния ред: първо се изключва мре- жовото напрежение и после се свалят щипките.
ЛИТЕРАТУРА 1. Атанасов, А. и др. Справочник по полупроводникови прибори и инте» грални схеми — Ш том. С., Техника, 1983. 2. Божинов, Б., С. Стефанов. Българско електронио устройство. — Авто- мото свят, 1985, бр. 5. 3. Божинов, Б. Неизправности в електрическата уредба на леките авто- мобили. С., Техника, 1980. 4. Димитров, Е. Практически иаръчник на автомобилиста. С., Техника,. 1985. 5. Ильчин, Н., В. Ваниев, Ю. Тимофеев. Электрооборудование автомоби- лей. М., Транспорт, 1978. 6. Клайтън, Д. Експерименти с операционни усилвател». С., Техника,. 1983. 7. Конов, К. Кратък справочник по интегрални схеми. С., Техника, 1981- 8. Костов, К-, А. Тодоров. Контролно-измервателни и регулиращи устрой- ства. С., Техника, 1983. 9. Кунее, Н., П. Попов, М. Недялков. Електронни устройства за автомобил, С., Техника, 1982. 10. Кунее, Н. и др. Справочник по полупроводникови прибор» интегралмжз схеми. С., Техника, 1979. 11. Кунее, Н. и др. Справочник по полупроводникови прибор» и интегрални схеми — чуждо производство. С., Техника, 1982. 12. Марстън, В. 110 Тиристорни схеми. С., Техника, 1979. 13. Ранее, Д. Справочник иа радиолюбителя. С., Техника, 1984. 14. Савое, А. Поставете коланите. — Млад конструктор, 1985, кн. 4. 15. Синельников, А. Электроника в автомобиле. М., Энергия, 1969. 16. Синклеър, И. Наръчник по практическа електроника. С., Техника, 1983» 17. Стефанов, С. Автомобилно електронно запалване. — Посоки, 1984,, кн. 3/4. 19. Стефанов, С. Електронно запалване за автомобили. — Работническо дело, 1983, бр. 147. 20. Стефанов, С. Електронни „мълнии" в цилиндрите. — Техническо дело» 1983, бр. 40. 21. Стефанов, С. Подобрени стоп-светлини. —Направи сам, 1982, Ср. 1. 22. Стефанов, С. „Трабант" с музика — вариант електроника. — Направя сам, 1984, бр. 2. 23. Стефанов, С. и др. Устройство за електроискрово запалване на двигатели? с вътрешно горене — Авторско свидетелство за изобретение, per. № 51943. 24. Суванджиев, Е. Леки автомобили Шкода 100. С., Техника, 1978. 25. Суванджиев, Е. Леки автомобили Шкода 105 и 120. С., Техника, 1980. 26. Трайков, Б. Електроника в автомобила. С., Техника, 1977. 27. Вестник „Авто-мото свят", сп. „Млад конструктор" и сп. „Радио„ телевизия, електроника". Различии публикации по въпросите на автомо- билната електроника, 1975—1985. 28. Clayton, G. В. Linear integrated amplifiers. New York, Macmillan, 1979. 29. Holderberger, R.. M. Electronics for your car. New York, McGrow-Hill, 1984. 30. Klemm, P. Ideen, Erfinder- und Patentegeschichten aus 100 C00 Jahrejs Technik. ВегЦя, Buchverlag, 1983. 138
31. Preusch, E. Jch fahre einenTraba nt Typ 500 , 600, 601 Berlin, Transpress- verlag, 1978. 32. Tobey, С. E. Operational amplifiers. — Design and applications. New- York, McGraw-Hill, 1981. 33. Списания „Funkschau" (ФРГ), „Elektor" (ФРГ), „Elex" (ФРГ), „Electronlqu# Practique" (Франция), »EL0" (ФРГ), „Practical Electronics" (Великобри- тания), „Practical Wireless" (САЩ), „Radio and Electronics Constructor" (САЩ),. „World of Electronics" (САЩ). Разнообразии публикации по автомобили* влвь- троника 1975—1985. 139
ПРАКТИЧЕСКИ ЕЛЕКТРОННИ СХЕМИ ЗА АВТОМОБИЛА Автор инж. Светослав Михайлов Стефанов Рецензента: к. т. н. инж. Николай Стамов Илчев инж. Борис Георгиев Божинов ЗНацноналност българска 'Първо издание „„ 9533122211 'Код 03 3192—24—87 Изд. № 15100 Научен редактор инж. Анна Бакалова Художник Филип Малеев .Художествен редактор Вихра Стоева Технически редактор Антон Баев Коректор Цветанка Баева Дадена за набор на 2. X. 1986 г. Подписана за печат м. апрнл 1987 г. Излязла от печат м. априд 1987 г. Формат 60x84/16 Печ. коли 8,75 Изд. коли 8,16 УИК 9,38 Тираж 20 1 06 "Цена 1Д8 лв. Дъ ржавив издателство „Техника*, бул. Русин 6, София .Държавяа вечатяяжа „Георга Димитров, Ям бол
ЦЕНА 1,-18 Л В