Базовые схемы включения элементов электрооборудования автомобиля
Источники и потребители электрической энергии, установленные на автомобиле, соединяются между собой бортовой электрической сетью. Основными элементами электрической цепи являются соединительные провода, средства защиты цепей от перегрузок, средства коммутации (выключатели и переключатели) и различные соединительные и распределительные устройства.
Подавляющее большинство потребителей соединяются с источниками электрической энергии по однопроводной схеме. Вторым соединительным проводом служит корпус автомобиля. В современных автомобилях с корпусом соединяются отрицательные выводы источников и потребителей. Использование однопроводной схемы обеспечивает уменьшение расхода меди и трудоемкости монтажа проводки. Однако такая схема имеет и свои недостатки, наиболее крупным из которых является увеличение возможности возникновения замыканий между проводами и корпусом.
При разработке схем электрооборудования руководствуются определенными правилами. Аккумуляторную батарею и генератор, являющиеся источниками электроэнергии, соединяют параллельно. Если между ними устанавливают амперметр, потребители в зависимости от места подключения в цепь источников электроэнергии подразделяются на две группы.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
К первой группе относятся потребители, подключаемые к линии амперметр-аккумуляторная батарея. Эту группу составляют потребители, рассчитанные на большой ток и работающие кратковременно, или приборы, работа которых необходима в аварийных случаях: стартер, прикуриватель, приборы термостата и предпускового подогрева, аварийная сигнализация прерывателей поворота и др.
Приборы, подключаемые к линии амперметр-генератор, составляют вторую группу.
Эти потребители в свою очередь подразделяются на следующие подгруппы:
— приборы, которые подключаются через замок-выключатель (обеспечивающие работу двигателя и контроль его узлов);
— приборы освещения, подключаемые через центральный переключатель света или другим способом;
— приборы, которые подключаются непосредственно к линии амперметр-генератор (потребляющие небольшой ток и работающие длительное время и на стоянках и во время движения автомобиля).
При отсутствии в линии генератор-аккумуляторная батарея амперметра групповая классификация потребителей не действует.
Для автомобильного электрооборудования установлено три типа электрических схем: принципиальная, соединений и совме-щеная.
Принципиальная схема дает полное представление о взаимодействии всех изделий электрооборудования. Она предназначена для облегчения понимания принципа действия систем электрооборудования, приборов, понимания взаимосвязей и поиска неисправностей. Она используется при наладочных, контрольных и ремонтных работах.
Схема соединений показывает соединения всех изделий электрооборудования. По ней можно определить провода и жгуты, которыми осуществляются соединения. Она предназначается для облегчения монтажа и ремонта электрооборудования в процессе эксплуатации.
Схемы любых типов выполняются без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположение изделий учитывать не обязательно. Линии связи на схеме должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков. Лишь в отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи.
Устройства, имеющие самостоятельную принципиальную схему, выполняют в виде фигуры сплошной линией, равной по толщине линиям связи.
Около графических обозначений устройств помещают, если это необходимо, номинальные значения их параметров, а на сво-
На принципиальной схеме (рис. 1) изображаются все изделия и взаимосвязи между ними. Разрешается изображать на схеме механические и конструктивные связи, если это необходимо для лучшего понимания ее принципа работы.
На схемах изделия изображаются в отключенном положении. Если есть необходимость, допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении с указанием на поле схемы режима, для которого изображены эти элементы.
Изображения отдельных изделий на принципиальной схеме осуществляют в виде развернутых условных графических обозначений, раскрывающих внутреннюю схему соединений элементов. Изделия со сложными внутренними схемами (регуляторы напряжения, электронные блоки, радиоприемники и т. п.), а также изделия, функциональное назначение которых четко определено (контрольно-измерительные приборы, звуковой сигнал и т. п.), могут изображаться без указания внутренней схемы соединений.
Главную питающую (плюсовую) цепь схемы рекомендуется располагать горизонтально и изображать изделия между ней и минусовой цепью. Минусовая цепь (корпус) автомобиля может изображаться как общей линией, так и отдельными обозначениями около изделия. При необходимости допускается обозначать электрические цепи. Изделия, изображенные на схеме, должны иметь буквенно-цифровые или цифровые обозначения. Порядковые номера присваиваются изделиям в соответствии с последовательностью их расположения на схеме сверху вниз в направлении слева направо. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями изделий с правой стороны или над ними.
На схеме соединений (рис. 2) изделия изображаются в виде схематических внешних очертаний, которые строятся по принципу их соответствия контуру реального изделия. Обозначения такие же, как на принципиальной схеме. Располагаются изделия на схеме в соответствии с их фактическим размещением на автомобиле. Если выводы изделия замаркированы в его конструкции, такую же маркировку указывают на схеме около выводов или внутри графических обозначений.
Провода показываются на схеме соединений отдельными линиями. Допускается провода, идущие в одном направлении и находящиеся в одном жгуте, обозначать общей линией. При подходе к изделиям каждый провод может быть изображен отдельной линией.
Провода на схеме могут быть обозначены номерами, присвоенными цепям. Провода, являющиеся продолжением общей цепи, обозначаются одинаковыми номерами с буквенными индексами, которые меняются в алфавитном порядке по ходу цепи от вывода питания к корпусу изделия. Допускается вместо порядковых номеров обозначать провода начальными буквами их расцветки.
Совмещенные схемы предусматривают использование на схеме одного типа сведений, характерных для схемы другого типа. При выполнении совмещенных схем соблюдаются правила, установленные для принципиальной схемы и схемы соединений.
Схема электрооборудования автомобиля
Рассмотренные источники и потребители тока, соединяющие их провода, включатели и предохранители составляют систему электрооборудования.
Для экономии проводов и удобства монтажа соединения всех приборов система электрооборудования автомобилей выполнена по однопроводиой схеме: проводами соединены только положительные клеммы приборов. Отрицательные клеммы приборов соединены с рамой и другими металлическими частями, т. е. с массой автомобиля. Исключением является лишь звуковой сигнал, отрицательная клемма которого соединяется с массой не непосредственно, а при помощи включателя ((кнопки) сигнала.
Для удобства монтажа и быстрого устранения неисправностей провода имеют различную расцветку. Провода, идущие в одном направлении, обычно объединены в пучки.
Работа многих приборов системы электрооборудования, связанная с постоянным замыканием и размыканием электрической цени (контакты прерывателя и реле-регулятора, щетки и коллектор генератора и т. д.), вызывает появление сильных помех, ухудшающих действие радиостанций (как устанавливаемых на самом автомобиле, так и расположенных вблизи него).
Кроме основных источников радиопомех — системы зажигания и реле-регулятора, на автомобиле имеются приборы, также мешающие работе радиостанций, это стартер, термовибрационные датчики указателей давления масла и температуры охлаждающей жидкости, электрический сигнал, стеклоочистители, переключатель света и т. д. В момент включения этих приборов и во время их действия возникают помехи радиоприему.
Наконец, источниками радиопомех являются все ненадежные контакты.
Если не принять мер защиты, то работа радиостанций на автомобиле будет крайне затруднена, а в некоторых случаях и невозможна.
Для снижения уровня помех радиоприему на автомобилях применяется специальная экранированная система электрооборудования. Все основные источники радиопомех в такой системе заключаются в металлические кожухи (экраны), а провода, несущие токи помех,— в металлические трубы или в специальные гибкие металлические шланги. Экраны (металлические кожухи, трубы и шланги) приборов и проводов надежно соединяются с массой автомобиля. Поэтому радиопомехи замыкаются на массу и не выходят за пределы экранов.
Помимо экранировки, в электрические цепи реле-регулятора, катушки зажигания, термовибрационных датчиков, искровых зажигательных свечей включаются специальные фильтры, блокирующие конденсаторы и подавительные сопротивления, которые, свободно пропуская рабочий ток, задерживают и замыкают на массу автомобиля токи радиопомех.
Применение экранировки, фильтров, блокирующих конденсаторов и подавительных сопротивлений снижает уровень радиопомех, но не избавляет от них полностью, так как во время движения автомобиля вследствие трения его колес о дорогу и выпуска отработавших газов происходит наведение электростатических зарядов на некоторых деталях. Это приводит к проскакиванию незаметных на глаз искр между отдельными механизмами автомобиля, вызывающих радиопомехи (треск, щелчки, шум).
Для ликвидации такого рода помех на автомобилях проводят тщательную «металлизацию», т. е. надежное электрическое соединение металлических частей автомобиля между собой. Металлизация осуществляется применением медных перемычек (плетенка) и постановкой под болты, соединяющие сопрягаемые металлические детали (капот, крылья и т. д.), специальных шайб. Эти шайбы имеют по окружности слегка отогнутые зубцы, которые при затягивании болта врезаются в металл и обеспечивают надежный контакт.
В последнее время широкое распространение на армейских автомобилях получило экранированное электрооборудование в водостойком, герметизированном исполнении. Герметизированные приборы системы электрооборудования обеспечивают не только безотказную работу автомобиля на грязных разбитых дорогах, но и возможность преодоления вброд водных преград, непреодолимых обычными автомобилями.
Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ 2106: 1 — передние фонари; 2 — боковые указатели поворота; 3 — аккумуляторная батарея (аккумулятор); 4 — реле контрольной лампы заряда аккумулятора; 5 — реле включения ближнего света фар; 6 — реле включения дальнего света фар; 7 — стартер; 8 — генератор; 9 — фары дальнего света; 10 — фары ближнего света; 11 — датчик включения электродвигателя вентилятора; 12 — электродвигатель вентилятора системы охлаждения двигателя; 13 — звуковой сигнал (клаксон); 14 — катушка зажигания; 15 — распределитель зажигания; 16 — свечи зажигания; 17 — электромагнитный клапан карбюратора; 18 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 19 — подкапотная лампа; 20 — выключатель света заднего хода; 21 — датчик уровня давления масла; 22 — датчик контрольной лампы давления масла; 23 — датчик контрольной лампы уровня тормозной жидкости; 24 — электродвигатель очистителя ветрового стекла; 25 — коммутатор (устанавливается в случае применения на автомобиле бесконтактной системы зажигания); 26 — электродвигатель омывателя ветрового стекла; 27 — реле включения электродвигателя вентилятора; 28 — регулятор напряжения; 29 — реле-прерыватель очистителя ветрового стекла; 30 — дополнительный блок предохранителей; 31 — основной блок предохранителей; 32 — реле-прерыватель аварийной сигнализации и указателей поворота; 33 — реле включения обогревателя заднего стекла; 34 — выключатель стоп-сигнала; 35 — штепсельная розетка для персональной лампы (не устанавливается с 2000 г.); 36 — добавочный резистор электродвигателя отопителя; 37 — электродвигатель отопителя; 38 — переключатель электродвигателя отопителя; 39 — часы; 40 — лампа освещения вещевого ящика; 41 — прикуриватель; 42 — выключатель аварийной сигнализации; 43 — регулятор освещения приборов; 44 — контрольная лампа недостаточного уровня тормозной жидкости; 45 — переключатель света фар, указателей поворота и звуковых сигналов; 46 — выключатель зажигания; 47 — выключатель обогревателя заднего стекла; 48 — выключатель заднего противотуманного фонаря; 49 — выключатель наружного освещения; 50 — выключатели плафонов, расположенные в стойках передних дверей; 51 — электродвигатель электростеклоподъемника (устанавливается на части выпускаемых автомобилей ВАЗ 2106); 52 — выключатели плафонов, расположенные в стойках задних дверей; 53 — выключатель контрольной лампы стояночного тормоза; 54 — плафоны освещения салона; 55 — указатель уровня топлива с контрольной лампой резерва; 56 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 57 — указатель давления масла с контрольной лампой недостаточного давления; 58 — тахометр; 59 — контрольная лампа стояночного тормоза; 60 — контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи; 61 — контрольная лампа воздушной заслонки карбюратора; 62 — контрольная лампа габаритного света; 63 — контрольная лампа указателей поворота; 64 — контрольная лампа дальнего света фар; 65 — спидометр; 66 — выключатель контрольной лампы воздушной заслонки карбюратора; 67 — переключатель электродвигателя электростеклоподъемника левой двери; 68 — реле электростеклоподъемников; 69 — переключатель электродвигателя электростеклоподъемника правой двери; 70 — задние фонари; 71 — фонари освещения номерного знака; 72 — датчик указателя уровня и резерва топлива; 73 — обогреватель заднего стекла; 74 — лампа освещения багажника; 75 — задний противотуманный фонарь.
В данной схеме электрооборудования автомобиля ВАЗ 2106 содержатся элементы (это 33, 47, 73), которые относятся к ВАЗ 21065, а так же к более новым моделям (ближе к 2006 г.в.) ВАЗ 2106.
Устройство автомобилей
Системы электрооборудования автомобилей
Как правило, на автомобилях применяется однопроводная схема электрооборудования с общим соединением на «массу» (кузов) автомобиля одного из проводов цепи питания. Обычно «массовый» участок электрической цепи подсоединяется к отрицательной клемме аккумуляторной батареи, при этом в качестве своеобразного провода используются металлические элементы кузова автомобиля, его двигателя и агрегатов.
По понятным причинам каждый потребитель электрической энергии, включаемый в схему электрооборудования автомобиля, должен каким-либо образом контактировать с «массой», т. е. с перечисленными выше металлическими элементами конструкции.
Плюсовая клемма аккумуляторной батареи соединяется с потребителями посредством специальных электрических проводов, защитных и коммутационных устройств, образуя положительный участок схемы.
Следует отметить, что некоторые потребители электроэнергии автомобиля используют двухпроводные схемы присоединения. К таким потребителям относятся, например, звуковые сигналы, стояночные фонари и некоторые другие.
Общая схема электрооборудования объединяет в единый комплекс источники и потребители электроэнергии, аппараты защиты и коммутации электрических цепей. Такая схема состоит из отдельных функциональных систем – источников электроснабжения, устройств зажигания, приборов внешнего освещения, сигнализации и т. д. При подключении потребителей в бортовую сеть автомобиля необходимо соблюдать некоторые правила:
- Кратковременно работающие мощные потребители (стартер, прикуриватель), а также приборы, работа которых необходима в нештатных и аварийных случаях (звуковой сигнал, аварийная сигнализация, подкапотная лампа, розетка переносной лампы и т. п.), подключаются к линии аккумулятор-генератор или аккумулятор-амперметр.
Эти участки электрической цепи отличаются применением электропроводки с большим сечением жил, а также постоянным подключением к источникам электроснабжения даже при выключенном положении замка зажигания.
Потребители, включаемые при включенном зажигании и при работающем двигателе, подсоединяются в цепь питания через выводы выключателя зажигания. К ним относятся стеклоочиститель, отопитель кабины, контрольно-измерительные приборы, указатели поворотов, фонарь заднего хода, головные фары и некоторые другие потребители.
Подключение к схеме электрооборудования через замок зажигания исключает работу этих потребителей в случае, если водитель выключил зажигание и покинул автомобиль, забыв отключить коммутирующие устройства, управляющие данными потребителями.
Что касается головных фар и фонаря заднего хода, то эти приборы по требованиям правил дорожного движения не должны работать во время стоянки автомобиля, поскольку свет фар или фонаря сигнализирует участникам дорожного движения о том, что автомобиль движется. Во время стоянки на автомобиле должны быть включены габаритные огни.
Впрочем, некоторые фирмы пренебрегают отдельными положениями этих требований (например, на некоторых автомобилях фары могут оставаться включенными даже при выключенном зажигании).
Все электрические цепи кроме цепей зажигания и пуска двигателя защищены от коротких замыканий и перегрузок. Защита от коротких замыканий в цепях зажигания и пуска двигателя не устанавливается, чтобы не снижать их надежность и уменьшить потери энергии.
Следует отметить, что современные электронные системы зажигания имеют защиту от перегрузок. Введение предохранителей в цепь заряда аккумуляторной батареи не является обязательным, но многие зарубежные фирмы их устанавливают.
Возможна защита одним предохранителем нескольких электрических цепей, однако такая групповая защита не допускается для взаимозаменяемых устройств и аварийных цепей.
Техническое обслуживание бортовой сети автомобиля
Нарушение электропроводки на автомобиле чревато серьезными последствиями, вплоть до возникновения пожара. Поэтому при эксплуатации автомобиля следует соблюдать ряд правил, в том числе и противопожарной безопасности.
Нельзя допускать попадания воды, смазочного материала, топлива или электролита на жгуты, соединители и отдельные провода.
Следует периодически очищать изоляцию от грязи, проверять проводку на наличие разрушения изоляции и изолировать поврежденные места либо заменять поврежденный провод.
Необходимо следить, чтобы провода не контактировали с нагреваемыми деталями двигателя, проверять затяжку винтовых соединений, предотвращать коррозию в штекерных и других соединениях.
Неоднократное разъединение штекерных соединений может привести к падению напряжения в них. Все соединения проводов должны быть заключены в защитные чехлы из резины или пластиковых материалов.
При отказе потребителя прежде всего следует убедиться, нет ли нарушения его питающей линии. Для этого следует измерить напряжение на потребителе вольтметром. Если напряжение в норме, причину отказа следует искать в самом потребителе, при отсутствии или недостаточной величине напряжения необходимо выявить место обрыва цепи или падения напряжения методом шунтирования. Для этого конец дополнительного провода соединяют с выводом потребителя, а второй конец последовательно подсоединяют к выводам разъемов питающей цепи, двигаясь по направлению к источнику тока.
Включение потребителя фиксирует нарушение контакта или целостности провода цепи, шунтируемой дополнительным проводом. Следует проверить также соединение потребителя с «массой». Место обрыва можно определить контрольной лампой, вольтметром или измерив сопротивление тестером.
Неполадки в электропроводке чаще всего имеют место из-за нарушения контакта в штекерных соединениях, поэтому рекомендуется периодически их проверять.
В местах крепления проводов скобами, у острых металлических кромок, в местах оголения наконечников и повреждения защитных чехлов возможны замыкания проводов на «массу». Место короткого замыкания можно определить, измерив сопротивление тестером.
Проверку реле или контакторов можно произвести, подсоединив контрольную лампу через их контакты и подведя напряжение к обмотке. Отключение лампы у реле с нормально замкнутыми контактами свидетельствует о его исправном состоянии. При испытании реле с нормально разомкнутыми контактами лампа должна загореться.
Подгорание контактов реле или контакторов можно устранить, зачистив их мелкой шлифовальной шкуркой и промыв бензином или спиртом.
При перегорании плавкого предохранителя или отключении биметаллического необходимо выявить и устранить причину, и только после этого восстанавливать цепь, заменив однократный предохранитель или включив многократный предохранитель.
Система «Стоп-старт»
В современных автомобилях иногда устанавливают систему «Стоп-старта», выполняющую функции автоматического управления остановом и пуском двигателя. Большинство фирм, производящих автомобили, в настоящее время работают над разработкой и усовершенствованием таких систем, поскольку они позволяют существенно повысить топливную экономичность автомобиля, особенно при движении в городских условиях.
Данная система начинает автоматически функционировать в том случае, если первоначальный пуск двигателя был осуществлен пусковой системой с электростартером и двигатель прогреты до температуры охлаждающей жидкости 65…100 ˚С.
Система «Стоп-старта» (рис. 1) выключает зажигание и отключает подачу топлива, останавливая двигатель, если автомобиль движется со скоростью менее 5 км/ч при нейтральном положении рычага переключения передач и выключенном сцеплении. Для продолжения движения водителю требуется нажать на педаль управления дроссельной заслонкой, при этом автоматически осуществляется пуск двигателя.
Стартер и цепь зажигания включаются системой «Стоп-старт», если двигатель остановлен, и с момента его остановки прошло не менее 0,6 сек, педаль сцепления выжата, а также при скорости автомобиля менее 10 км/ч.
Функционирование этой системы обеспечивается датчиками, управляющими работой двигателя: датчиком температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчиком скорости движения автомобиля, датчиком положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), а также специальными датчиками – положения педали сцепления и положения рычага переключения передач.
Основным недостатком работы системы «Стоп-старта» является увеличение числа включений стартера и повышенное потребление электроэнергии от аккумуляторной батареи.
По этой причине конструкторы и разраобтчики автомобильной теники разработали несколько разновидностей этой системы. Подробнее об этом здесь.