Соотношение емкости аккумуляторной батареи автомобиля, мощности генератора и мощности потребителей электроэнергии – определяет энергетический баланс бортовой сети . Энергетический баланс в большой степени зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, передаточного отношения генераторного привода и режима эксплуатации автомобиля.

Автомобильную можно сравнить с резервуаром, из которого все потребители черпают электроэнергию, которая постоянно должна пополняться от генератора. В том случае если потребление электроэнергии превышает ее поступление – происходит разряд аккумуляторной батареи.

Нормальный энергетический баланс — это когда потребление электроэнергии равно её поступлению. В основном к нарушению нормального энергетического баланса приводит подключение дополнительных потребителей электроэнергии или экстремальный режим эксплуатации автомобиля. Из выше сказанного можно сделать вывод, что наибольшее влияние на энергетический баланс оказывают условия эксплуатации автомобиля и суммарное потребление электроэнергии.

Возьмем, к примеру, дальний свет фар. Он используется в основном при движении автомобиля с большими скоростями на загородных дорогах, когда высокая частота вращения вала двигателя. В городских условиях, когда скорость автомобиля небольшая и двигатель работает на низких частотах и холостом ходу, дальний свет фар автомобиля не используется.

Такие потребители электроэнергии не создают проблем в виду того, что они используются в основном при высоких оборотах вала двигателя, когда генератор автомобиля обеспечивает как заряд аккумуляторной батареи так и питание потребителей энергии.

В приведенном примере суммарное действие всех факторов оказалось весьма благоприятным для энергетического баланса автомобиля.

Теперь рассмотрим другой пример – неблагоприятный.

В автомобиле включены противотуманные фары, наружное освещение автомобиля и обогрев заднего стекла салона. Такое бывает, например, когда туман. Данные потребители используются в автомобиле преимущественно при низкой частоте вращения вала двигателя. В таком режиме генератор не может отдавать полную мощность.

В этом примере факторы складываются неблагоприятным образом для энергетического баланса.

Функции блока управления бортовой сетью

До появления блока управления бортовой сетью, все его функции выполняли несколько отдельных блоков управления и реле. В современных автомобилях блок управления бортовой сетью, прежде всего, контролирует потребление электроэнергии различными потребителями. При всем этом, он следит за уровнем выходного напряжения на выводах АКБ . Если выходное напряжение аккумуляторной батареи снижается до определенного значения, блок управление увеличивает частоту вращения вала двигателя на холостом ходу, что способствует увеличению частоты вращения генератора и, следовательно, способствует восстановлению нормального состояния бортовой сети автомобиля.

Если перед блоком управления бортовой сетью возникает выбор — возможность пуска двигателя или работа потребителей энергии, то блок отключает на некоторое время потребителей.

Как правило, в автомобилях аккумуляторная батарея выполняет функции питания потребителей энергии и пуска двигателя. Это значит, что в любой ситуации все потребители электроэнергии питаются от одной батареи.

С течением времени число комплектующих компонентов в автомобиле увеличивается, повышаются требования к холодному пуску двигателя. По этой причине под вопросом оказалась надежность электроснабжения от одной батареи. Выход из положения – применение в автомобиле дополнительной батареи или применение двух батарей, которые работают на общую бортовую сеть.

Дополнительная батарея

На современных автомобилях – кемперах некоторые потребители (например: холодильник, автономный отопитель, приборы внутреннего освещения, аудио и видео техника и т.п.) подключены к отдельной сети. Питается эта сеть от собственной батареи.

В этом случае потребители электроэнергии не влияют на запас энергии, предназначенной для пуска двигателя.

Во время работы двигателя обе батареи подключены параллельно и получают зарядку от генератора. Когда двигатель останавливается, дополнительная батарея при помощи разделительного реле отключается от основной.

Бортовая сеть с двумя батареями

Существуют автомобили с 2 – батарейной бортовой сетью. У них одна батарея предназначена только для пуска двигателя, а все остальные потребители электроэнергии подключены ко второй батарее. Благодаря такому разделению функций, даже при полностью разряженной сетевой батарее, обеспечивается надежный пуск двигателя.

Мощности автомобильных потребителей электроэнергии

Основные потребители:

Система зажигания – 20Вт.

Система впрыска топлива – 50….70Вт.

Топливный насос – 50….70Вт.

Управление двигателем – 10Вт.

У автомобилей с разветвленной бортовой сетью при включении зажигания потребляется мощность до 240Вт (20А).

Длительные потребители:

Противотуманные фары – по 35….55Вт.

Автономный отопитель – 20….60Вт.

Габаритные огни – по 4Вт.

Аудиосистема – 10….15Вт.

Подсветка – по 2Вт.

Стеклоочиститель – 60….90Вт.

Фонари освещения номерного знака – по 5Вт.

Вентилятор системы охлаждения – 80….600Вт.

Стояночные огни – по 3….5Вт.

Вентилятор салона – 80Вт.

Фары ближнего света – по 45Вт.

Фары дальнего света – по 55Вт.

Обогреватель стекла – 120Вт.

Задние габаритные огни – по 5Вт.

Дополнительные фары – по 55Вт.

Кратковременные потребители:

Указатели поворота – по 21Вт.

Стартер – 800….3000Вт.

Сигналы торможения – по 21Вт.

Прикуриватель – 100Вт.

Фонари заднего хода – по 21….25Вт.

Звуковой сигнал 25….100Вт.

Дополнительные сигналы торможения – по 21Вт.

Свечи накаливания – по 100Вт.

Омыватель фар – 60Вт.

Электропривод антенны – 60Вт.

Стеклоподъемники – по 150Вт.

Бортовая электрическая сеть

Бортовая электрическая сеть - это совокупность средств, обеспечивающих соединение источников и потребителей электрической энергии. Основными элементами электрической сети являются: со­единительные провода, средства зашиты цепей от перегрузок (пре­дохранители, автоматические выключатели), средства коммутации (выключатели, переключатели) и различные соединительные и рас­пределительные устройства. Соединение потребителей, в основном, осуществляется по однопроводной схеме. В качестве второго про­вода используется корпус автомобиля. Достоинствами такого соеди­нения являются уменьшение расхода меди, упрощение монтажа проводки, а недостатками - увеличенная возможность замыкания между проводами и корпусом.

Предохранители используются для защиты электрических цепей от перегрузок. На автомобилях широко применяются плавкие и термобиметаллические предохранители.

Плавкие предохранители имеют плавкую вставку, которая рассчитывается на длительное протекание тока номинального значения. При увеличении тока на 50% она расплавляется в течение 1 мин. Используемые в настоящее время плавкие предохранители делятся на цилиндрические, штекерные и пластинчатые. Цилиндрические предохранители - самые массовые на российских автомобилях. Их достоинством является простота определения сгоревшего предо­хранителя. Недостатком является ненадежность контакта при ослаб­лении прижимных лапок на блоке. Штекерные предохранители ме­ждународного стандарта имеют штекеры, залитые в корпус из цвет­ной пластмассы: светло-коричневый - 5 А; темно-коричне­вый - 7,5 А; красный - 10 А; синий - 15 А; желтый - 20 А; бе­лый - 25 А; зеленый - 30 А. Достоинствами этих предохранителей является компактность и надежность, недостатками - сложность ви­зуального определения сгорания предохранителя. Предохранители в виде пластинчатых вставок рассчитаны на ток 30 и 60 А. Они за­крепляются на блоках винтами.

Термобиметаллические предохранители делятся на предохра­нители много- и однократного действия. В их состав входит биме­таллическая пластина, которая при повышении тока в результате нагрева изгибается и размыкает электрическую цепь. В предохра­нителях многократного действия после остывания биметаллической пластины электрическая цепь восстанавливается. В предохрани­телях однократного действия для восстановления электрической це­пи необходимо нажать специальную кнопку.

Коммутационная аппаратура включает в себя различные типы выключателей и переключателей.Основным коммутационным устройством на автомобиле явля­ются выключатель с приводом от замкового устройства - замок-выключатель. Замок-выключатель обеспечивает включение первич­ной цепи системы зажигания, контрольно-измерительных приборов, стартера, стеклоочистителя, радиоприемника и других устройств. На автомобилях с карбюраторным двигателем замок-выключатель называют выключателем зажигания, а на автомобилях с дизе­лем - выключателем приборов и стартера.

Система пуска

Система пуска предназначена для принудительного вращения вала ДВС и облегчения пуска ДВС. Наибольшее распространение получила электростартерная система пуска. Она состоит из аккумуляторной батареи, стартерной цепи (проводов, коммутационной аппаратуры), стартера, средств облегчения пуска и ДВС (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Структурная схема электростартерной системы пуска

Стартер

Автомобильный стартер (рис. 2.2) служит для сообщения коленчатому валу двигателя определенной начальной частоты вращения. У карбюраторных двигателей эта частота должна быть равна 50-100 об/мин, у дизелей - 150-200 об/мин. Пусковой ток у стартеров различного типа достигает 100-800 А.

Рис. 2.2. Схема стартера с электромагнитным включением:

1 - аккумуляторная батарея; 2 - выключатель; 3 - обмотка тягового реле; 4 - подвижный сердечник (якорь);

5 - пружина; 6 - рычаг; 7 - шестерня; 8 - вал электродвигателя; 9 - маховик; 10 - электродвигатель

Стартер современного автомобиля состоит из электродвигате­ля 10, приводного механизма и тягового реле. Приводной механизм обеспечивает ввод и удержание шестерни 7 стартера в зацеплении с венцом маховика 9 во время пуска и предохранение якоря стартерного электродвигателя от разноса вращающимся маховиком ра­ботающего двигателя. Тяговое реле 3 является одновременно и ча­стью приводного механизма, обеспечивая его перемещение по оси вала якоря, и частью стартерной цепи, замыкая в конце хода якоря тягового электромагнита силовые контакты цепи питания стартерного электродвигателя. В качестве стартерного электродвигателя часто применяются электродвигатели постоянного тока с после­довательным возбуждением, так как в этом случае обеспечивается большой пусковой момент. Недостатком этих двигателей является значительная частота вращения при холостом ходе, что вызывает разрушение якоря. Данный недостаток частично устраняется ис­пользованием электродвигателей смешанного возбуждения, имею­щих дополнительную параллельную обмотку возбуждения. К общим недостаткам двигателей постоянного тока следует отнести повы­шенный износ электрических контактов в коллекторно-щеточном механизме, вызванный трением и искрением контактов. Коллектор, составленный из медных ламелей, является наиболее ответственным узлом электродвигателя. Коллекторы подвергаются значительным электрическим, тепловым и механическим нагрузкам. В стартерах применяют сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке (стартеры большой мощности), а также цилиндрические и торцовые - с пластмассовым корпусом. После пуска двигателя частота вращения коленчатого вала не должна передаваться через шестерню обратно на стартер. В про­тивном случае возможен разнос якоря стартера. Поэтому усилие от вала якоря к шестерне у большинства стартеров передается через муфту свободного хода (рже. 2.3), или обгонную муфту. Муфта обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направ­лении - от вала якоря к маховику.

Рис. 2.3. Схема действия сил и роликовой муфте свободного хода

При включении стартера ролики муфты заклиниваются между обоймами муфты. Благодаря этому, крутящий момент от наружной ведущий обоймы передается роликами на внутреннюю обойму. Пос­ле запуска ДВС наружная обойма становится ведомой, ролики расклиниваются и муфта начинает пробуксовывать (ω > ω ). Основ­ными силами, действующими в роликовой муфте при включении стартера, являются: сила тяги F тяги1, действующая со стороны на­ружной обоймы на ролики; сила тяги F тяги2, действующая со сторо­ны роликов на внутреннюю обойму; сила трения F тр1 (F тр2) между поверхностями роликов и внешней обоймы (поверх­ностями роликов и внутренней обоймы); сила прижимной пружи­ны F . Муфта работает без пробуксовывания, если F тяги1 < F и F тяги2 < F

Одним из основных параметров муфты является угол закли­нивания α. В зависимости от него изменяются силы трения F , F и нагрузка, действующая на обоймы привода.

В стартерах большой мощности (более 5 кВт) роликовые муфты работаю: ненадежно. Поэтому для них разработаны специальные конструкции приводов. Примером таких конструкций является хра-повая муфта свободного хода. Принцип действия этой муфты следующий. При передаче вращающего момента от вала стартера к венцу маховика возникает осевое усилие, прижимающее ведомую и ведущую половины храповой муфты. Как только ДВС запускается, происходит пробуксовка храповой муфты. Во время пробуксовыва­ния ведущая половина отодвигается от ведомой и фиксируется в этом положении сухарями, смещающимися в радиальном направ­лении под действием центробежных сил. При выключении стартера ведомая половина прижимается к ведущей и при этом воздействует на сухари, заставляя их занять исходное положение.

Для увеличения вращающего момента на коленчатом валу при­меняется понижающая передача (с передаточным отношением 10-15), позволяющая использовать в стартерах быстроходные двигатели, требующие для своего производства небольшой расход активных материалов и имеющие малые габариты и массу. В настоящее время широкое распространение получают высокооборотные стартеры с встроенным редуктором. Редуктор устанавливается между ротором электродвигателя и шестерней, сидящей на выходном валу стартера. Наиболее перспективным редуктором является планетарный ре­дуктор Джемса (рис. 2.4). Его достоинствами является симметрич­ность передаваемых усилий и высокий КПД. При этом преиму­щества стартеров с редуктором проявляются, начиная с мощности примерно 1 кВт.

Рис. 2.4. Планетарный редуктор: 1 - сателлит; 2 - солнечное зубчатое колесо; 3 - коронное зубчатое колесо

Для маломощных стартеров, устанавливаемых на карбюратор­ных ДВС с небольшим рабочим объемом, применение редуктора не сокращает общую массу. Для них целесообразно применение не­посредственного привода.

Бортовая сеть автомобиля

Источники: аккумуляторная батарея (при старте ), генератор.
Потребители: аккумуляторная батарея (при запущенном двигателе ), прочие потребители: система зажигания, фары, подфарники, аварийная сигнализация, вентиляторы, обогрев стёкол и сидений, автозвук и т.д.
Напряжение: 12 V и 24 V:

• 6 В - такое напряжение бортовой сети было у некоторых автомобилей, выпускавшихся до середины 20 века. В настоящее время бортовая сеть с таким напряжением (6 Вольт) используется только на мототехнике.
• 12 В - в настоящее время на всех легковых автомобилях.
• 24 В - используются на тяжёлых грузовиках . На лёгких грузовиках может использоваться напряжение бортовой сети как на 12 вольт, так и на 24.

В некоторых автомобилях и тракторах стартер работает от сети 24 В (от двух аккумуляторов), а прочие потребители от сети 12 вольт.

Бортовая сеть мотоцикла

Аналогична автомобильной; бывает напряжением: 6 V и 12 V постоянного тока.

Бортовая сеть ЛА

Бортовая электрическая сеть летательного аппарата является частью его системы электроснабжения и включает в себя линии передачи электроэнергии, коммутационную и защитную аппаратуру и распределительные устройства. По исполнению БЭС ЛА представляет собой сложную, широко разветвленную систему электрических коммуникаций, выполненную с учётом многочисленных требований высокой надёжности и долговечности, с применением высококачественных материалов и изделий. Изготовление компонентов и монтаж бортовой сети при постройке нового летательного аппарата считается одной из самых сложных и дорогостоящих операций производства.

Сети в летательном аппарате делится на магистральные (питающие), распределительные и фидерные, постоянного и переменного токов. По способу передачи энергии - на однопроводные, двухпроводные и много проводные - обычно к корпусу ЛА присоединяется "минус" сетей постоянного тока 27 вольт и "ноль" сетей 115/208 вольт.

Клеммные колодки в отсеке самолёта, левая без крышки. Видна маркировка проводов

Жгуты электропроводки в отсеке самолёта, открытый монтаж

Как правило, применяются многожильные провода из медных или бронзовых скрученных проволочек, покрытых оловом, никелем или серебром. Ограниченно в сильноточных цепях применяют провода с жилами из алюминия марки А-1. В качестве изоляции авиационных проводов применяют ПВХ пластикат, обмотку из плёнки фторопласта-4, оплётки из стекловолокна, полиамидные плёнки с фторопластовым покрытием, стеклополимиднофторопластовую оплётку из нитей, покрытых суспензией фторопласта-4 и так далее. Применяются провода сечением от 0,2 до 90 мм2 - типа БПВЛ, БПВЛА, БПДО, БПДОА, БИФ, БФС, ФТ, БИН, БСФО и др. Вся электропроводка собрана в жгуты, отбандажирована и жестко закреплена с применением отбортовочных хомутов, с целью исключения каких либо посторонних перемещений. Обычно применяется открытый способ монтажа на силовых элементах каркаса планера, но в ряде случаев жгуты прокладываются в желобах, рукавах, резиновых шлангах (стойки шасси), металлических трубах (на двигателях, внутри баков). Также применяется обмотка жгутов ПВХ или фторопластовой лентой, а также стеклотканью, самослипающейся лентой ЛЭТСАР или асбестовой лентой. В простейшем случае жгуты просто обвязываются особым способом капроновым шнуром или вощёной нитью типа "макей".

В силовых распределительных устройствах вместо проводов широко применяются медные токоведущие шины. В ряде случаев применяется цветная маркировка проводки или жгутов по принадлежности к системам: синий - радиооборудование, красный - вооружение, белый (натуральный) - электрооборудование постоянного тока, жёлтый или оранжевый - электрооборудование переменного тока, зелёный - экспериментальные системы. Фазные питающие провода и шины окрашиваются: красный - фаза "А", жёлтый - фаза "В", синий - фаза "С", белый - нулевой провод. Также окрашиваются в красный цвет все минусовые подсоединения на "массу" сетей постоянного тока. Кроме этого, все без исключения провода и жгуты в обязательном порядке имеют нанесенную несмываемой краской буквенно-цифровую маркировку, состоящую из: порядкового номера чертежа фидерной схемы - буквенного знака, начиная с буквы "А" русского алфавита, цифрового кода, соответствующего порядковому номеру соответствующего фидера.

Вся бортовая сеть летательного аппарата состоит из большого числа участков, стыкуемых меж собой разнообразными соединителями и разъёмами: штепсельными разъёмами (ШР), клеммными и переходными колодками, силовыми вводами, индивидуальными разъёмами, глухими стыками. Наибольшее распространение получили штепсельные разъёмы серий ШР, 2РМ, 2РТ, 2РМДТ, СНЦ, 2РМД. Помимо соединений в БЭС, данные соединители получили самое широкое распространение в различной бортовой электронной аппаратуре. Все соединители имеют выгравированную цифро-буквенную маркировку.

Для защиты от электрических помех часть электропроводки выполнена экранированной, плетёнками или металлическими рукавами. Также все без исключения съёмные и подвижные блоки, агрегаты и элементы конструкции имеют устройства металлизации (перемычки из экранирующей оплётки).

Распределительные устройства представляют собой алюминиевые или стеклопластиковые короба с легкосъёмными крышками, в которых расположена коммутационная аппаратура, клеммные колодки и предохранители.

К монтажу БЭС в процессе производства, так и к работам на БЭС в процессе эксплуатации предъявляются очень жёсткие требования. Нормируется буквально всё - применяемые материалы, детали и инструмент, порядок прокладки каждого провода, радиусы изгибов, степень провисания жгутов, расстояние жгута до конструкции планера, усилия затяжки клемм и ещё множество параметров и величин. И категорически запрещены скрутки и скотч!

См. также

Примечания

Литература

• БЕЛЯКОВ Андрей Леонидович, ГЛАДКИХ Александр Викторович «ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ АППАРАТУРЫ».

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Бортовая сеть" в других словарях:

Бортовая сеть - Совокупность проводов питания автомобиля, включая кузов, используемый в качестве обратного провода Источник …

- (бортовая СЭС ЛА) система электроснабжения, предназначенная для обеспечения бортового электрооборудования летательного аппарата электроэнергией требуемого качества. Системой электроснабжения принято называть совокупность устройств для… … Википедия

Бортовая локальная информационно-вычислительная сеть АТС - совокупность связанных высокоскоростными каналами передачи цифровой информации электронных блоков (в т.ч. управления) взаимодействующих электронных систем, предназначенная для эффективных обработки и учета информации при автоматизации управления … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Бортовая локальная ИВС автотранспортного средства - Бортовая локальная информационно вычислительная сеть АТС совокупность связанных высокоскоростными каналами передачи цифровой информации электронных блоков (в т.ч. управления) взаимодействующих электронных систем, предназначенная для эффективных… … Официальная терминология

Бортовая аппаратура системы управления ракеты (БАСУ) - Совокупность взаимосвязанных приборов и устройств, обеспечивающих реализацию заданных режимов функционирования в процессе боевого дежурства, предстартовой подготовке, пуска и управления полетом межконтинентальной баллистической ракеты (МКР). БАСУ … Энциклопедия РВСН

ұшақтың борттық желісі - (Бортовая сеть самолета) генератордан электрқуатын беруге және оны тұтынылатын тетіктер арасында бөлуге қажетті басқа қосалқы аппаратура мен қорғаныштық құрылғылар, сымдары ның жиынтығы … Казахский толковый терминологический словарь по военному делу

ГОСТ 28751-90: Электрооборудование автомобилей. Электромагнитная совместимость. Кондуктивные помехи по цепям питания. Требования и методы испытаний - Терминология ГОСТ 28751 90: Электрооборудование автомобилей. Электромагнитная совместимость. Кондуктивные помехи по цепям питания. Требования и методы испытаний оригинал документа: Бортовая сеть Совокупность проводов питания автомобиля, включая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Танк Т 64А является боевой гусеничной машиной, которая имеет мощное вооружение, надежную броневую защиту и обладает высокой маневренностью. Танк предназначен для решения широкого круга боевых задач. Благодаря мощному… … Энциклопедия техники

SVT 137 DRG 137 149–152/224–232 „Hamburg“ DB Baureihe VT 04.5 DR Baureihe 183.0/183.2 … Википедия

45-мм счетверенные автоматические палубные установки СМ-20-ЗИФ1 и ЗИФ-68–1 - 1957 Проектирование 45 мм счетверенной палубной установки СМ 20 началось в МАЦКБ еще в 1946–1947 годах. После испытаний опытного образца автомата СМ 7 технический проект СМ 20 был переработан и представлен 24 октября 1949 года. Согласно ему … Военная энциклопедия