Электрооборудование автомобиля

На этом рисунке показана функциональная схема установки для измерения  количества электричества, сообщаемого заряжаемой аккумуляторной батарее GB1. По такой же схеме собирают установку для проведения электрохимического процесса.

Через некоторое время  на тех выходах счетчиков DD4, DD5, которые  окажутся соединенными с подвижным  контактом переключателей SA3, SA4, появится напряжение высокого уровня. Этот же уровень  возникнет на выходе элемента DD6.2. В  результате, во-первых, начнет работать генератор, выполненный на элементах DD6.3, DD6.4, вырабатывающий импульсную последовательность частотой около 2 кГц, а звуковой излучатель BF1 подаст сигнал, указывающий на то, что через заряжаемую батарею  протекло заданное количество электричества.

Во-вторых, откроется транзистор VT1 и сработает электромагнитное реле K1, контакты K1.1 которого, разомкнувшись, обесточат нагрузку. В таком состоянии  установка будет находиться до тех  пор, пока ее не отключат от сети.

Измеритель заряда питается от двуполярного стабилизатора напряжения 2х9 В, выполненного на микросхемах DA2, DA3. Понижающий сетевой трансформатор T1 - унифицированный из серии ТПП. Конденсаторы C6-C10, защищающие микросхемы устройства от помех, устанавливают по одному около каждой из микросхем DD1-DD5.

При напряжении 1 В на входе преобразователя напряжение-частота децимальная точка индикатора HG2 включается с периодом примерно 3 с, индицируя протекание тока через цепь нагрузки. Чем больше этот ток, тем чаще включение точки.

Нити катода люминесцентных индикаторов HG1 и HG2 питаются от минусового плеча стабилизатора. Это сделано  для увеличения разности напряжения между анодами-элементами и катодом  индикатора, что дает возможность  увеличить яркость свечения табло. Люминесцентные индикаторы в измерителе питаются пониженным напряжением (паспортное напряжение 20...30 В), поэтому их аноды-элементы подключены к выходам счетчиков К176ИЕ4 непосредственно, без дополнительных транзисторов.

Вместо ИВ-ЗА подойдут индикаторы ИВ-6, однако они крупнее и потребляют больший ток накала катода, поэтому  потребуется подобрать резисторы R7, R8. Транзистор VT1 - любой кремниевый маломощный структуры N-P-N (например, из серий КТ312, КТ315, КТ503, КТ3117). Диодные  мосты VD1, VD2 - любые из серий КЦ402 - КЦ405; диод VD3 - также любой из серий  КД503, КД509, КД510, КД513, КД521, КД522.

Конденсаторы C4, C11 - оксидные, К50-16 или К50-35; CЗ - керамический (КМ-4, КМ-5, К10-7В, К10-47) или слюдяной, причем он должен иметь небольшой ТКЕ (МПО), поскольку от этого зависит стабильность коэффициента преобразования; остальные - любых типов, Резистор R1 состоит из двух параллельно соединенных С5-16В номиналом 0,2 Ом и мощностью 5 Вт. Его можно изготовить самостоятельно из отрезка толстого провода высокого сопротивления. Подстроечный резистор R4 - многооборотный СП5-2; остальные - МЛТ, С2-23, С2-33, причем R2 составлен из двух резисторов, соединенных параллельно (например, с номиналами 1 и 10 Ом).

Реле K1 использовано импортное, Best BS902CS (его обмотка имеет сопротивление 500 Ом, контакты рассчитаны на коммутацию постоянного и переменного тока до 10 А при напряжении 220 В). Оно имеет габариты 20х15х15 мм. Подходящее отечественное реле для измерителя заряда можно подобрать из группы автомобильных [З].

Трансформатор ТПП232-127/220-50 может  быть заменен на любой из ряда ТПП231-127/220-50 - ТПП235-127/220-50, при этом следует соединить  вторичные обмотки таким образом, чтобы на диодные мосты VD1 и VD2 поступало  напряжение 12...15 В. Сетевой трансформатор  можно изготовить и самостоятельно. Его наматывают на ленточном магнитопроводе ШЛ16x20. Обмотка I содержит 2400 витков провода ПЭВ-1 0,08, обмотки II и III - по 140 витков провода ПЭВ-1 0,25.

Звуковой пьезоэлектрический излучатель BF1 - любой из серии ЗП. Тумблер SA1 - П2Т или другой, рассчитанный на ток не менее 5 А; SA2 - любой. Галетные переключатели SA3 - МПН-1.

Измеритель заряда собран в пластмассовом корпусе размерами 200х180х65 мм. Детали размещены на двух платах из текстолита, монтаж выполнен навесными проводниками. На одной  из них размерами 190х130 мм, прикрепленной  к днищу корпуса, установлены  элементы T1, VD1, VD2, DA2, DA3, C4, C5, C11, C12, R1, R2, K1, BF1. Остальные детали распаяны на второй плате (165х45 мм), привинченной к передней панели. Стабилизаторы напряжения DA1, DA2 смонтированы на теплоотводах с охлаждающей поверхностью З0...40см² каждый.

Калибруют устройство следующим  образом. Входные контакты измерителя включают в разрыв цепи нагрузки по схеме рис.2, а и задают рабочий ток равным 1 А. Контакты тумблера SA1 при этом должны находиться в разомкнутом положении, а тумблера SA2 - замкнутом. Измеряя многократно период следования импульсов на выходе преобразователя DA1 (вывод 7), подстроечным резистором R4 устанавливают их шестисекундный период. Затем проверяют точность шестиминутного периода импульсов на выходе M (вывод 10) счетчика DD1 и, если необходимо, корректируют тем же резистором.

Следует отметить, что объективно установить заряд, который должен принять  аккумулятор, можно, если известна его  реальная емкость и он разряжен до нижней допустимой границы.

Для определения емкости  батареи собирают разрядную установку  по схеме на рис.2,б.

Максимальный постоянный ток, который можно пропускать через  входную цепь в положении "100 А*ч" переключателя SA1 - 10 А, а в положении "10 А*ч", - 1 А. Если измеряемый ток имеет форму импульсов (например, при зарядке батареи аккумуляторов), то среднее значение тока нужно уменьшить до 6...7 А, иначе резистор R1 перегреется. При разомкнутых контактах тумблера SA1 ток не должен превышать 1 А.

 

 

3.3 Спидометр и тахометр

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. Основу его составляет постоянный магнит, закрепленный на входном валу, и  катушка, охватывающая магнит и выполненная  из электропроводящего материала, чаще всего алюминия, соединенная со стрелкой. При вращении магнита его силовые  линии пересекают тело катушки, в  которой наводятся при этом вихревые токи, тем больше, чем больше скорость вращения магнита. Сила взаимодействия магнитного потока магнита и вихревых токов увлекает, катушку в сторону  вращения магнита, так же, как это  происходит с ротором асинхронного двигателя. Однако, катушка может только поворачиваться, так как ее вращению препятствует упругая пружина, уравновешивающая действие магнитных сил. Угол поворота катушки и связанной с ней стрелки зависит от величины, магнитного потока магнита, материала катушки, 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 катушку снаружи, служит своеобразным магнитопроводом и усиливает магнитный поток в зоне расположения катушки: Температурная погрешность спидометра компенсируется с помощью магнитного термошунта, прижатого к магниту. С ростом температуры сопротивление катушки возрастает, но одновременно снижается магнитная проницаемость термошунта, часть магнитного потока, замыкающегося через него, уменьшается, возрастает магнитный поток, пронизывающий катушку.

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 999999.

Конструкция спидометра с  электроприводом представлена на рис. 5.14, а. Его устройство отличается тем, что приводной вал спидометра вращается электродвигателем, получающим питание от датчика рис. 5.14, б, выполненного в виде синхронного генератора, возбуждаемого  постоянным магнитом.

Соединение между датчиком, и электродвигателем может происходить  через электронный усилитель, как  показано на рис. 5.14.

Электронные спидометры 45.3802 автомобилей ВАЗ-2110 и 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 8 тысяч импульсов за 1 км пути.

Основные параметры некоторых  типов спидометров представлены в табл. 9.6.

Спидометры с электрическим  приводом работают в комплекте с  датчиками МЭ307, 20.3843.

Электрические тахометры  имеют скоростной узел, аналогичный  узлу спидометра. Тахометры с электроприводом  используют те же датчики, что и спидометры, и ту же схёму управления. Однако последнее время более широкое  распространение получили электронные  тахометры. Шкала тахометра имеет  цветовые сектора: зелёный - допустимая частота, красный - опасный для двигателя  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. 9.14. На входе тахометра установлен формирователь  импульсов на резисторах R1, 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.

 

 

 

 

 

 

Список литератры

1. Гутников В.С. Интегральная  электроника в измерительных  устройствах (изд. 2, перераб. и доп.) - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд., 1988,с.269-273.

2. Якубовский С.В., Ниссельсон Л.И., Кулешова В.И. и др. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник (под ред. Якубовского С. В.). - М.: Радио и связь, 1990,с.432-445.

3. Банников В. Малогабаритные  автомобильные электромагнитные  реле. Радио, 1994, №9, с.42