Указатели импульсной системы

Указатели импульсной системы могут использоваться только с термо-

электрическими датчиками и составляют в комплекте с ними единую импульсную систему.

На рис. 9.8, а, представлена конструкция указателя импульсной системы.

Его основу составляет П-образная биметаллическая пластина, на одной ножке которой, соединенной со стрелкой, расположена нагревательная спираль, другая ножка закреплена на регулировочном секторе. При регулировке прибора сектор с закрепленным на нем концом биметаллической пластины перемещают с помощью зубьев. Второй регулировочный сектор с упругой пластиной, создающей шарнирную опору стрелки, также при регулировке может перемещаться с помощью зубьев. Соединенное с ним плечо П-образной пластины является термокомпенсационным, при изменении температуры воздуха, окружающего

указатель, изгиб этого плеча компенсирует возникающий по этой же причине

изгиб плеча, соединенного со стрелкой. Спираль указателя и термобиметаллического датчика включены последовательно (рис. 9.8, б).

Импульсная система: а — устройство указателя; б — схема им-

пульсного измерителя температуры; 1 — стрелка; 2 — спираль указателя; 3 — П-образная термобиметаллическая пластина; 4 — регулировочный сектор; 5 — упругая пластина; 6 — спираль датчика; 7 — биметалл датчика; 8 — контакты

До включения прибора стрелка указателя находится в положении вне

пределов градуированной шкалы прибора. Это является отличительным признаком импульсной системы. После включения прибора ток начинает протекать в общей цепи спиралей датчика и указателя, нагревая биметаллические элементы. Биметалл датчика изгибается, при этом размыкаются и его контакты, ток в общей цепи пропадает. Время нахождения контактов датчика в разомкнутом состоянии Тр зависит от температуры окружающей среды, на которую и призван реагировать датчик термометра, и от давления на контакты, оказываемое извне, что характерно для измерителей давления. После остывания биметаллической пластины контакты замыкаются на время Тз и ток вновь начинает протекать в общей цепи датчика и указателя, нагревая биметаллические элементы.

Таким образом, действующее значение силы тока в спирали, нагреваю-

щей биметалл указателя, Iд зависит от относительного времени нахождения

контактов датчика в замкнутом состоянии:

Чем больше температура измеряемой среды или меньше давление на кон-

такты, тем меньше время нахождения контактов в замкнутом состоянии, меньше величина силы тока, протекающего через спираль указателя, биметалл указателя нагревается меньше, меньше деформируется и меньше отклоняется стрелка от ее положения при выключенном состоянии прибора. Соответствующим образом градуируется шкала указателя.

Точность импульсных приборов невелика, однако их отличает достаточно

простое устройство и, соответственно, невысокая стоимость. В различных автомобильных контрольно-измерительных приборах используется та или иная система из приведенных выше.

22.Спидометры и тахометры автомобиля – методика поиска

основных неисправностей. Способы их устранения.

Спидометры дают водителю информацию о скорости движения автомобиля и о пройденном пути. Соответственно спидометр состоит из двух узлов —

скоростного (собственно спидометра) и счетного узла, который иногда называют одометром, указывающего пробег автомобиля. Привод спидометра осуществляется гибким валом, если длина приводного троса не превышает 3,55 м, или с помощью электрического синхронного

привода. Скоростной узел спидометра, преобразующий частоту вращения его

входного вала в перемещение стрелки, принципиально устроен одинаково у

всех типов спидометра (рис. 9.12). Основу его составляет постоянный магнит, закрепленный на входном валу, и картушка, охватывающая магнит и выполненная из электропроводящего материала, чаще всего — алюминия, соединенная со стрелкой. При вращении магнита его силовые линии пересекают тело картушки, в которой наводятся при этом вихревые токи, тем больше, чем больше скорость вращения магнита. Сила взаимодействия магнитного потока магнита и вихревых токов увлекает картушку в сторону вращения магнита так же, как это происходит с ротором асинхронного двигателя. Однако картушка может только поворачиваться, так как ее вращению препятствует упругая пружина, уравновешивающая действие магнитных сил. Угол поворота картушки и связанной с ней стрелки зависит от величины магнитного потока магнита, материала картушки, упругих свойств пружины и частоты вращения приводного вала спидометра, пропорциональной скорости движения автомобиля. Поскольку все эти параметры, кроме скорости автомобиля, являются неизменными, стрелка прибора указывает значение скорости на шкале. Магнитный экран, охватывающий картушку снаружи, служит своеобразным магнитопроводом и

усиливает магнитный поток в зоне расположения картушки. Температурная погрешность спидометра компенсируется с помощью магнитного термошунта, прижатого к магниту. С ростом температуры сопротивление картушки возрастает, но одновременно снижается магнитная проницаемость термошунта, часть магнитного потока, замыкающегося через него, уменьшается и возрастает магнитный поток, пронизывающий картушку. Устройство спидометра: 1 — приводной вал; 2 — постоянный магнит; 3 — термомагнитный шунт; 4 — картушка; 5 — экран-магнитопровод; 6 —пружина; 7 — вал стрелки; 8 — шкала; 9 — стрелка; 10 — привод счетчика

пройденного пути Регулировка спидометра осуществляется в заводских условиях при его изготовлении изменением натяжения пружины и частичным размагничиванием магнита. Относительная погрешность спидометра при нормальных условиях не превышает 5 %, нагрев на каждые 10° С увеличивает или уменьшает погрешность на 2 %. Счетный узел спидометра приводится во вращение от входного вала через червячную передачу, промежуточный вал и его червячные передачи.

Счетный узел состоит из набора цилиндрических барабанчиков, свободно установленных на общей оси, на их цилиндрической поверхности нанесены цифры от 0 до 9. По виду зацепления счетных барабанчиков между собой счетные узлы бывают с внешним и внутренним зацеплением. Последнее зацепление преобладает. Первый барабанчик жестко соединен с промежуточным валом и вращается всегда при движении автомобиля. Каждый барабанчик, кроме первого, имеет с одной стороны двадцать зубьев (на внутренней или внешней поверхности в зависимости от типа применяемого зацепления), а на другой два зуба. Привод от барабанчика к барабанчику осуществляется с помощью специальных шестерен-трибок, расположенных на одной оси или на собственных кронштейнах, размещенных между каждой парой барабанчиков в узлах с внутренним зацеплением. Трибки имеют 6 зубьев, которые через один укорочены. При полном обороте первого барабанчика его двухзубка повернет трибку на треть оборота, а трибка повернет следующий барабанчик через его двадцатизубку на десятую часть оборота. Так осуществляется передача между всеми барабанчиками. Максимальный отсчет пути — 99 999 км, после чего показания сбрасываются. Некоторые спидометры имеют отдельно показатели суточного пробега.

Общее передаточное отношение всех передач от входного вала спидометра до первого барабанчика — 624, кроме спидометров автомобилей ВАЗ, где оно составляет 1000. Счетный узел автомобилей, часто движущихся задним ходом (карьерных самосвалов, например), обеспечивает суммирование показаний при движении в любом направлении. В приводе спидометра имеется также редуктор, связанный с ведомым валом коробки передач. Его передаточное число выбирается с учетом передаточного числа червячных передач спидометра и радиуса колес. С этим редуктором сцеплен конец гибкого вала или вал датчика

спидометра с электрическим приводом. Конструкция спидометра с электроприводом представлена на рис. 9.14, а.

Его устройство отличается тем, что приводной вал спидометра вращается электродвигателем, получающим питание отдатчика (рис. 9.14, б), выполненного в виде синхронного генератора, возбуждаемого постоянным магнитом. Соединение между датчиком и электродвигателем может происходить через электронный усилитель, как показано на рис. 9.14, в. Спидометр с электрическим приводом: а — указатель; б — датчик; в

— электрическая схема; 1 — электродвигатель указателя; 2 — ротор электро-

двигателя; 3 — статор электродвигателя; 4 — счетный узел указателя; 5 — ротор датчика; 6 — трехфазная обмотка датчика

Электронные спидометры 45.3802 автомобилей ВАЗ-2110 и 56.3802 автомобилей ГАЗ-3110 получают сигналы от датчика Холла, расположенного на коробке передач. Электронная схема преобразует сигналы в напряжение, пропорциональное скорости движения автомобиля. В соответствии с международными стандартами датчик вырабатывает 6 тысяч импульсов за 1 км пути.

Основные параметры некоторых типов спидометров представлены в табл. Спидометры с электрическим приводом работают в комплекте с датчика-

ми МЭ307, 20.3843.

Электрические тахометры имеют скоростной узел, аналогичный узлу

спидометра. Тахометры с электроприводом используют те же датчики, что и

спидометры, и ту же схему управления. Однако последнее время более широкое распространение получили электронные тахометры. Шкала тахометра имеет цветовые сектора: зеленый — допустимая частота, красный — опасный скоростной режим.

Датчиком для электронного тахометра является первичная цепь системы

зажигания, откуда на тахометр поступают импульсы, частота следования которых пропорциональна частоте вращения двигателя. Схема электронного тахометра представлена на рис. 9.13. На входе тахометра установлен формирователь импульсов на резисторах Rl, R2 и конденсаторах С1–С4, диоде VD1, который преобразует входной колебательный импульс в сигнал положительной полуволны, запускающий одностабильный мультивибратор на транзисторах VT1, VT2, который формирует сигналы прямоугольной формы постоянной величины

и длительности, следующие друг за другом с частотой входного сигнала, приходящего на магнитоэлектрический измерительный прибор PV. Чем выше частота следования импульсов, тем больше среднее значение тока, протекающего через прибор, что и фиксируется в виде его показаний по шкале, отградуированной в частоты вращения коленчатого вала двигателя. Терморезистор R3 осуществляет термокомпенсацию в приборе, стабилитрон VD3 защищает его от всплесков напряжения по цепи питания. Датчиком тахометра может служить и вывод фазы вентильного генератора.

23.Эконометр автомобиля – методика поиска основных неисправностей. Способы их устранения.

Эконометр позволяет рационально расходовать топливо, особенно при

движении на ускоряющих передачах.

Фактически эконометр представляет собой вакуумметр, замеряющий

давление во впускном коллекторе двигателя, для чего его вход соединен шлангом с впускным трубопроводом за дроссельной заслонкой. Устройство эконометра непосредственного действия представлено на рис. 9.15. Аналогичную

конструкцию имеет и шинный манометр. Основной его частью является трубчатая пружина, соединенная с входным штуцером. Изменение давления в ней заставляет ее сжиматься или распрямляться, перемещение конца трубчатой пружины через зубчатый сектор и трибку передается на стрелку прибора. При максимальной частоте вращения и малой нагрузке дроссельная заслонка прикрыта, давление за ней минимально и эконометр показывает повышенный расход топлива в левой части шкалы. При малой скорости движения и большой нагрузке дроссельная заслонка открыта, давление во впускном коллекторе возрастает и эконометр показывает, что для снижения расхода следует перейти на низшую передачу.

Рис. Эконометр: а — устройство; б и в — шкалы с двумя и тремя зонами;

1 — трибка; 2 — стрелка; 3 — упругая трубка; 4 — пружина; 5 — зубчатый

сектор; 6 — тяга; I, II, III — зоны шкалы Эконометр автомобиля «Москвич»-2141 включен в тройник шланга вакуумного усилителя. На автомобилях ВАЗ-2108, -2109 устанавливается эконометр 17.3806 с двумя зонами на шкале, автомобиле «Москвич»-2141 — эконометр 21. 3801 с тремя зонами.

24.Защитная аппаратура автомобиля – методика поиска основных

неисправностей. Способы их устранения.

Защитная аппаратура обеспечивает защиту цепей от коротких замыканий и перегрузок. Схема электрооборудования объединяет в единый комплекс источники электроэнергии и потребителей, аппараты защиты и коммутации электрических цепей. Отечественным стандартом предусмотрены два вида схем — принципиальная схема и схема соединений.

Защита электрических цепей от коротких замыканий и перегрузок осуществляется плавкими, термобиметаллическими предохранителями и позисторами.

Плавкие предохранители снабжены калиброванной ленточкой, расплавляющейся, если ток в цепи достигает опасных значений.

У малогабаритных предохранителей штекерного типа (рис.10.15, а) калиброванная ленточка помещена в пластмассовую оболочку, что увеличивает скорость их срабатывания.

Действие термобиметаллических предохранителей основано на прогибе

биметаллических пластин при прохождении по ним тока (рис.10.15, б).

Устройство предохранителей: а — плавкого штекерного типа; б —

термобиметаллического; 1 — кнопка возврата; 2 — биметаллическая пластина;

3 — корпус; 4 — плавкий элемент; 5 — пластмассовая оболочка

Термобиметаллические предохранители более инерционны по сравнению

с плавкими, их рекомендуется применять в цепях защиты электродвигателей.

Эффективность действия предохранителей определяется по их ампер-секундной характеристике, связывающей силу тока, проходящего через предохранитель, и время его срабатывания.

Ампер-секундная характеристика плавких предохранителей ПР10А,

ПР12А, ПР13А приведена на рис.10.16, а, а термобиметаллических предохранителей ПР2Б, ПРЗ, ПР310, ПР315 — на рис. 10.16, б.

Величина номинального тока нагрузки Iн указана по отношению к номинальной силе тока предохранителя Iпн. Характеристика имеет существенный разброс и зависит от температуры окружающей среды.

Плавкая вставка не должна расплавляться в течение 30 мин при силе то-

ка, в 1,5 раза превышающей номинальную, и должна разрывать электрическую цепь не более чем за 10 с при силе тока, в 3 раза превышающей номинальную.

Малогабаритный плавкий предохранитель срабатывает при двукратном

повышении силы номинального тока не более чем за 5 с.

Термобиметаллические предохранители при нормальных температурных

условиях и силе тока, в 2,5 раза превышающей номинальную, срабатывают не более чем за 25 с. Предохранители такого типа с самовозвратом при кратности тока около 2 срабатывают не более чем за 3 мин. Плавкие предохранители обычно объединяются в блоки, что облегчает их замену в случае перегорания.

Номинальная сила тока предохранителя связана с сечением проводящей

жилы провода (табл. 10.11).

Позисторы широко применяются для защиты электрических цепей электродвигателей зарубежных автомобилей.

Позистор представляет собой вид полупроводникового терморезистора, у

которого сопротивление при достижении определенной температуры (точки

Кюри) возрастает на несколько порядков. Материалом для позисторов служит титанатбариевая керамика с примесью редкоземельных элементов. На рис.

10.16, в, представлена температурная зависимость сопротивления позистора.

С увеличением протекающего через позистор тока возрастает его нагрев

и при достижении током критической величины позистор резко увеличивает

свое сопротивление, защищая цепь от перегрузки. Для приведения схемы в

нормальное состояние напряжение с участка цепи, защищаемой позистором,

следует отключить.

25.Датчики электронных систем автомобиля – методика поиска

основных неисправностей. Способы их устранения.

Применение электроники позволяет расширить класс датчиков, используемых в информационных системах.

Для замера температуры нашли применение термопары, которые представляют собой соединение двух разнородных металлических проводников, главным образом, медь и константан, хромель-алюмель, хромель-копель. Величина ЭДС между концами проводов, образующих термопару, зависит от разности температур этих концов и температуры спая. Величина ЭДС, развиваемая термопарой, зависит только от температуры и материалов проводников, составляющих термопару. Зависимость ЭДС от температуры, например, в термопарах хромель-копель, хромель-алюмель, стандартизирована. Поскольку термопара является маломощным источником ЭДС, точность ее показаний может быть обеспечена только в комплекте с высокоомном приемником, практически не потребляющим тока во входной цепи. Для замера температуры применяются также кремниевые и интегральные датчики.

Зависимость сопротивления кремниевой пластинки Rt от температуры t

довольно точно описывается зависимостью: Таким образом, изменение сопротивления кремниевого датчика от температуры нелинейно.

В интегральном датчике в качестве измеряемой величины используется

напряжение перехода база-эмиттер кремниевого транзистора, которое в значительной мере зависит от температуры. Ток, протекающий через измерительный переход, стабилизируется электронным устройством. Обычно в датчик встраивается схема, усиливающая величину сигнала. Кремниевые датчики используются и для замера давления. Путем травления по тонкопленочной технологии на поверхности кристалла кремния формируется круглая диафрагма, на которую методом диффузии наносятся пленочные резисторы. Если к диафрагме прикладывается давление, сопротивление одних резисторов увеличивается, других уменьшается, что и формирует с помощью мостовой схемы сигнал с датчика. Температурная зависимость сигнала таких датчиков требует компенсации. Для измерения уровня топлива в баках применяется терморезистивный датчик. Ток через датчик стабилизируется. Сопротивление датчика, а следовательно, и напряжение на его выходе зависит оттого, какая часть датчика находится в воздухе, а какая погружена в топливо, так как теплопроводность воздуха и топлива различны. Похожим способом измеряется уровень топлива по величине емкости между двумя электродами, помещенными в бак. Емкость изменяется по мере выработки топлива, так как диэлектрическая проницаемость воздуха и топлива различны. Однако такой способ замера требует подвода к датчику переменного напряжения.

Датчиком частоты вращения в электронных системах служит обычно система зажигания, частота следования импульсов которой связана с частотой вращения коленчатого вала двигателя. В информационных системах используются также индуктивные датчики или датчики Холла, подобные применяемым в системе зажигания.

26.Исполнительные устройства систем впрыска автомобиля –

методика поиска основных неисправностей. Способы их

устранения.

Подача бензина. Этот процесс обеспечивается распределенным впрыском, центральным впрыском или карбюратором. Распределенный впрыск имеет на каждый цилиндр свою форсунку. Центральный впрыск отличается от распределенного тем, что форсунка одна и устанавливается в корпусе карбюратора.

Поскольку электронный впрыск намного дороже карбюраторного, разрабатываются и выпускаются системы управления карбюратором, удовлетворяющие требованиям по расходу бензина и составу отработавших газов.

Управление карбюратором заключается в регулировании соотношения воздух —топливо путем изменения пропускной способности топливных или воздушных жиклеров. Примером может служить карбюратор «General Motors», в котором электромагнитный клапан управляется ЭБУ. При пропускании тока через обмотку клапана отверстие жиклера закрывается, а при отключении тока открывается. Однако при управлении карбюратором в принципе нельзя достигнуть результатов управления впрыском бензина, так как реализуемое соотношение воздух-бензин сильно колеблется, особенно на переходных режимах, а карбюратор слишком инерционная система.

Зажигание. Электронный блок управления подает сигналы на транзисторный коммутатор для изменения угла опережения зажигания. В свою очередь транзисторный коммутатор управляет током первичной цепи катушки зажигания: при открывании выходного транзистора ток проходит по первичной цепи и в магнитном поле катушки накапливается энергия. При закрывании выходного транзистора ток прерывается и во вторичной цепи происходит индуцирование высокого напряжения, которое подается к свечам. Оптимальный угол опережения зажигания

где αуст— установочный угол опережения зажигания; Δα —поправка угла опережения зажигания.

Установочный угол опережения зажигания определяется по характеристике двигателя и выставляется или корректируется вручную при установке зажигания. Поэтому он и называется установочным. Поправка же Δα многофункциональная. Она зависит от частоты вращения коленчатого вала п (рис. 11, а), температуры t охлаждающей жидкости (рис. 11, б, в), расхода воздуха, детонации (сорта топлива) и др. Изменение угла опережения зажигания осуществляется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, изменения температуры холодного и горячего двигателей.

При обеспечении оптимального угла опережения зажигания в электронный блок управления ЭБУ (рис. 12) поступают электрические сигналы от соответствующих датчиков Д, в которых эти сигналы обрабатываются (происходит алгебраическое сложение) и результирующий сигнал подается в качестве управляющего на транзисторный коммутатор ТК, который и прерывает ток в катушке зажигания КЗ.

27.Автомобильные кондиционеры – методика поиска основных

неисправностей. Способы их устранения.

Автомобильные кондиционеры предназначены для создания комфортных условий в салоне автомобиля в течение всего года. Это достигается путем подогрева или охлаждения воздуха, удаления из него влаги за счет переключения воздушного потока, проходящего через теплообменники нагревателей и охладителей, которые размещены в едином корпусе. Естественно, что для этого требуется более высокий уровень управления, чем в системах с независимым подогревом и охлаждением.

Появились кондиционеры, которые автоматически поддерживают заданную температуру в салоне. Они регулируют температуру и воздухообмен на основе данных о внешней температуре, интенсивности солнечного излучения и температуре воздуха в салоне. Сложность системы управления такими кондиционерами гораздо выше, чем бытовыми.

Существует много различных типов автомобильных кондиционеров, однако здесь мы рассмотрим лишь автоматическую систему кондиционирования (рис. 83). При включении режима стабилизации температуры с помощью выключателя S1 установки температуры в ЭБУ поступают сигналы от датчиков температуры воздуха в салоне Д2, и вне салона Д4, интенсивности солнечного излучения ДЗ и температура охлаждающей жидкости двигателя Д5. На основании этих данных ЭБУ вычисляет необходимую температуру выпускаемого воздуха и управляет степенью открытия заслонки воздушного смесителя 4 и водяного клапана 8, а также подключением впускного и выпускного отверстий. Это позволяет поддерживать заданную температуру салона.

Система автоматического кондиционирования:

1 и 5 —заслонки соответственно впускного и выпускного (2 шт.) отверстий; 2

—испаритель; 3 —подогреватель; 4 —заслонка воздушного смесителя; 6 — внутреннее помещение салона; 7 —мембрана выпускного отверстия; 8 —водяной клапан; 9 —силовой сервомеханизм; 10 —потенциометр; 11 —компрессор; 12 —электродвигатель вентилятора; D1 —датчик температуры испарителя; D2 и D4 —датчики температуры воздуха соответственно в салоне и вне салона; D3 —датчик интенсивности солнечного излучения; D5 —датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя; S1 —выключатель установки температуры; S2 —переключатель режима

Регулирование температуры обеспечивается следующим образом. Прежде всего, впускное отверстие переключается на поступление воздуха из атмосферы или из салона. Затем одновременно с охлаждением этого воздуха в теплообменнике при помощи охладителя (испарителя) 2 происходят конденсация и удаление из него влаги. Охлажденный и обезвоженный воздух частично (в зависимости от степени открытия заслонки воздушного смесителя 4) вновь нагревается, проходя через нагреватель, а частично в охлажденном виде, минуя нагреватель, поступает в камеру смесителя. Подогретый и охлажденный потоки, смешиваясь в камере смесителя, приобретают соответствующую температуру и поступают через выпускное отверстие в салон, обеспечивая заданную температуру.

Обычно с помощью автоматических кондиционеров решают следующие задачи в зависимости от условий внутри и вне автомобиля:

—регулирование температуры воздуха на выпуске — изменением степени открытия заслонки воздушного смесителя;

—регулирование интенсивности потока воздуха —изменением частоты вращения вала двигателя вентилятора; —управление впускным и выпускным отверстиями —переключение вы-пускных отверстий охладителя и нагревателя, переключение поступления воз-духа из атмосферы или салона;

управление компрессором —включение и выключение электромагнит-ной муфты компрессора.