чумановэлек. Контрольная работа по дисциплине Электроника и электрооборудование транспортных и технологических машин

• Название: Контрольная работа по дисциплине Электроника и электрооборудование транспортных и технологических машин
• Дата: 14.11.2022
• Размер: 74.5 Kb.
• Имя файла: чумановэлек.doc
• Тип: Контрольная работа; #788023

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт транспорта
Кафедра сервиса автомобилей и технологических машин

Контрольная работа

по дисциплине «Электроника и электрооборудование транспортных и технологических машин»
Вариант № 1

Выполнил: студент гр. СТМбп(до)з-20

Чуманов А.С.

Проверил: к.т.н., доцент кафедры Е.С.Козин


Тюмень, 2022

Содержание

Введение 3

1 Классификация электрооборудования автомобиля 4

2 Условия эксплуатации электрооборудования. Основные технические требования 5

3 Условные обозначения изделий электрооборудования 6

4 Аккумуляторные батареи. Назначение и условия эксплуатации 7

5 Требования к стартерным аккумуляторным батареям 9

Вывод 12

Введение

В современных автомобилях количество электрической и электронной аппаратуры постоянно растет. Предполагается, что стоимость электрического и электронного обору­дования составит 25...30% стоимости автомобиля.

Для питания всех электрических приборов и аппаратуры необ­ходимы мощные источники электрической энергии. В систему элек­трооборудования автомобиля входит весь комплекс электричес­ких приборов и аппаратуры, в том числе источники тока.

По назначению все электрооборудование автомобиля подраз­деляется на две группы:

1. источники тока, обеспечивающие электроэнергией всех потре­бителей;

2. потребители тока, к которым относятся системы и устройства (топливоподачи, зажигания, пуска, освещения, сигнализации, безопасности и комфорта), управляющие перечисленными про­цессами.

Как правило, на легковых и средних грузовых автомобилях для питания электрооборудования используется постоянный ток на­пряжением 12 В, на тяжелых грузовых автомобилях – 24 В. В пер­спективе предполагается использование напряжений 36 и 48 В, что позволит при увеличении числа и мощности потребителей экономить медь для электропроводки, поскольку при повышении напряжения не нужно увеличивать сечение проводов.

1 Классификация электрооборудования автомобиля
Электрооборудование автомобиля представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и уст­ройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров.

Автомобильное электрооборудование включает в себя следующие системы и устройства:

электроснабжения;

электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания;

освещения, световой и звуковой сигнализации;

электронные системы управления агрегатами автомобиля;

информации и контроля технического состояния автомобиля и его аг­регатов;

электропривода;

подавления радиопомех;

коммутационные, защитные устройства и электропроводку.

В систему электроснабжения входят генераторная установка и аккумуляторная батарея. К системе электростартерного пуска относят аккумуляторную батарею, электростартер, реле управления (дополнительные реле и реле блокировки) и электротехнические устройства для облегчения пуска двигателя. Система зажи­гания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в цилиндрах бензинового дви­гателя искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи за­жигания. Помимо свечей, к системе зажигания относятся катушка зажигания, прерыватель-распределитель, датчик-распределитель, транзисторный комму­татор, добавочный резистор, высоковольтные провода, наконечники и т.д. Сис­тема освещения и световой сигнализации объединяет осветительные приборы (фары головного освещения), светосигнальные фонари (габаритные огни, указа­тели поворота, стоп-сигналы, фонари заднего хода и др.) и различные реле уп­равления ими. Система информации и контроля включает в себя датчики и ука­затели давления, температуры, уровня топлива в баке, спидометр, тахометр, сигнальные (контрольные) лампы и пр. Электропривод (электродвигатели, мото­редукторы, мотонасосы) находит все большее применение в системах стекло-очистки, отопления, вентиляции, предпускового подогрева двигателя, подъема и опускания антенны, блокировки дверей и в стеклоподъемниках. Используется разнообразная коммутационная и защитная аппаратура: выключатели, пере­ключатели, реле различного назначения, контакторы, предохранители и блоки предохранителей, соединительные панели и разъемные соединения. Развитие электрооборудования автомобилей тесно связано с широким применением элек­троники и микропроцессоров, обеспечивающих автоматизацию и оптимизацию рабочих процессов, большую безопасность движения, снижение токсичности от­работавших газов и улучшение условий работы водителей.

Количество и мощность потребителей электроэнергии на автомобилях постоян­но увеличиваются. Соответственно, возрастает мощность источников электриче­ской энергии. На смену прежнему электрооборудованию приходят новые, более сложные по конструкции и схемным решениям электрические и электронные из­делия и системы. От технического состояния электрооборудования во многом за­висит эксплуатационная надежность и производительность автомобиля.

2 Условия эксплуатации электрооборудования. Основные технические требования
Условия работы электрооборудования зависят от климатической зоны экс­плуатации и места установки на автомобиле. Изделия электрооборудования выпускаются в климатических исполнениях У (для умеренного климата), ХЛ (для холодного климата), О (общеклиматическое исполнение), Т (тропическое исполнение). Исполнения типа У-ХЛ, У-Т и т.д. допускают возможность эксплу­атации электрооборудования в разных климатических зонах.

Кроме того, электрооборудование автомобиля должно сохранять работоспо­собность после воздействия температуры -60°С для исполнения ХЛ и -45°С для исполнения У и Т при транспортировании и во время нерабочих периодов автомобиля. Электрооборудование должно выдерживать вибрационные и ударные нагруз­ки. Электрические машины должны выдерживать испытание на повышенную ча­стоту вращения в режиме холостого хода в течение 20 с (электростартеры и другие электрические машины с продолжительностью работы менее 1 мин) и 2 мин (прочие электрические машины). Испытательная частота вращения должна быть на 20% выше максимальной частоты вращения, возможной в эксплуата­ции, и частоты вращения в режиме холостого хода для стартеров.

3 Условные обозначения изделий электрооборудования
Для изделий автотракторного электрооборудования используется цифровое обозначение вида 0000.0000, где первые два знака соответствуют порядковому номеру модели (первая модель - 11, вторая модель - 12 и т.д.), третий знак -модификации изделия, четвертый - исполнению, четыре знака пос­ле точки указывают на номер типовой подгруппы.

Пример: 133.3701 - третья базовая модель, третья модификация базовой мо­дели генератора.

4 Аккумуляторные батареи. Назначение и условия эксплуатации
Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабже­ния стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрообору­дования в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечи­вает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резервной емкости.

Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигате­ля сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя).

Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования.

После разряда на пуск двигателя и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов раз­ряда и заряда (циклирование) - одна из характерных особенностей работы ба­тарей на автомобилях.

При большом разнообразии выпускаемых моделей автомобилей и климатиче­ских условий их эксплуатации, в массовом производстве батарей наряду с оп­ределением оптимальных экономических параметров должное внимание уде­ляется их унификации, повышению надежности и сроков службы. Надежность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зависимости от тех­нического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле.

Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пуска двигателя рабо­тают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобы развивать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при низ­ких температурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установлено электро- и радиооборудование повышенного энергопотребления, аккумулятор­ные батареи могут подвергаться длительным разрядам токами большой силы. Батареи на таких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам.

Условия, в которых работает аккумуляторная батарея, зависят от типа, на­значения, климатической зоны эксплуатации автомобиля, а также от места ус­тановки ее на автомобиле. Режимы работы аккумуляторной батареи на автомобиле определяются температурой электролита, уровнем вибрации и тряски, пе­риодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, параметрами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования, про­должительностью работы и перерывов в эксплуатации.

Наибольшее влияние на работу аккумуляторных батарей оказывают место размещения и способ крепления батарей на автомобиле, интенсивность и регу­лярность эксплуатации автомобиля (среднесуточный пробег), температурные условия эксплуатации (климатический район, время года и суток), назначение автомобиля, соответствие характеристик генераторной установки, аккумуля­торной батареи и потребителей электроэнергии.

5 Требования к стартерным аккумуляторным батареям
Особенности режима работы "на электростартер" выделяют автомобильные аккумуляторные батареи в особый класс стартерных батарей. Высокая элект­родвижущая сила и малое внутреннее сопротивление обусловили широкое при­менение на автомобилях стартерных свинцовых аккумуляторных батарей.

Учитывая сложные условия работы, к автомобильным аккумуляторным бата­реям предъявляется ряд требований, выполнение которых обеспечивает их вы­сокую эксплуатационную надежность. В перечне этих требований высокая ме­ханическая прочность, работоспособность в широком диапазоне температур и разрядных токов, малое внутреннее сопротивление, небольшие потери энергии при длительном бездействии (малый саморазряд), необходимая емкость при не­больших габаритных размерах и массе, достаточный срок службы, малые затра­ты труда и средств на техническое обслуживание. Батареи должны иметь дос­таточный запас энергии для осуществления надежного пуска двигателя при низких температурах, для питания потребителей электроэнергии на автомобиле в случае выхода из строя генераторной установки, а также для других нужд, возникающих в аварийных ситуациях.

Батареи обычной конструкции и с общей крышкой должны быть механически прочными при испытании в следующем режиме :

ускорение, м/с²-147 (15g)

длительность импульсов, мс

(только в вертикальном направлении)- 2-15

общее число ударов, тыс. -10

ориентировочное число ударов в минуту -40-80

После испытаний батареи должны иметь нормированную продолжительность стартерного разряда, не должны иметь поврежденных деталей и следов элект­ролита на своей поверхности.

Необслуживаемые батареи и батареи с общей крышкой должны быть вибро­прочными при кратковременном испытании при ускорении 5g с частотой до 30 Гц. Вибрационная нагрузка в местах установки аккумуляторных батарей не долж­на превышать 1,5g (ускорение 14,7 м/с²) в диапазоне частот до 60 Гц. Допускается кратковременная вибрационная нагрузка 5g (ускорение 49 м/с²) с ориентиро­вочной частотой до 30 Гц.

Аккумуляторные батареи должны выдерживать испытание на герметичность на выводах и в стыках между моноблоком и крышками при давлении, повышен­ном или пониженном на (20±1,33) кПа по сравнению с нормальным атмосфер­ным. Герметизирующие материалы должны быть стойкими к воздействию тем­ператур в пределах от -40 до 160°С, а сварные швы - в пределах от -50 до 60°С.

Полная герметичность аккумуляторных батарей с решетками электродов из свинцово-сурьмянистых сплавов невозможна вследствие выделения газов как во время работы, так и при хранении. Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи должны быть работоспособ­ными при температуре окружающего воздуха от - 40 до 60°С (батареи обычной конструкции) и от -50 до 60°С (батареи с общей крышкой и необслуживаемые). Рабочая температура электролита не должна превышать 50°С. Следует обеспечить свободный доступ к аккумуляторной батарее для осмот­ра и технического обслуживания. Техническое обслуживание батареи должно быть минимальным по объему, не требовать от водителей и обслуживающего персонала высокой квалификации (специальной подготовки), использования сложного и дорогостоящего оборудования.

Важное требование к стартерным аккумуляторным батареям - минимальное внутреннее сопротивление и внутреннее падение напряжения при больших то­ках разряда в стартерном режиме. Батареи должны выдерживать кратковре­менные разряды стартерными токами большой силы без разрушения пластин и ухудшения характеристик при дальнейшей эксплуатации. Срок службы стартерных аккумуляторных батарей должен быть близким или кратным срокам межремонтного пробега автомобиля.

Вывод
За последние годы автомобильный парк России претерпел существенные изменения. На дорогах страны появилось большое количество автомобилей зарубежного производства, особенности конструкции отдельных узлов, агрегатов и механизмов имеют принципиальные и технологические отличия от отечественных аналогов.

Впрочем, отечественные производители автомобилей и автотранспортных средств, пытаясь удержаться на гребне конкурентной борьбы за рынок сбыта, значительно расширили и модернизировали свою продукцию.

Особенно это отразилось на насыщенности современных автомобилей электрическими и электронными механизмами и устройствами управления и регулирования процессов, влияющих на качественные и экономические показатели эксплуатации автомобилей.

На современных автомобилях электронные устройства управляют системами питания, зажигания, осуществляют контроль над работоспособностью агрегатов и узлов, предоставляя водителю информацию о состоянии транспортного средства. В настоящее время практически любая система электрооборудования автомобилей включает элементы электроники. Это всевозможные реле, регуляторы, датчики и т. п.

Применение электроники и микропроцессорной техники способствовало разработке систем автоматического управления двигателем и трансмиссией, блокировкой дверей, подъемом стекол, поворотом зеркал заднего обзора и многое другое. Новинки научно-технического прогресса в области электроники и электронной техники нашли широкое применение в системе информации автомобиля, в конструкции светооптических приборах и многих других элементах конструкции.

Увеличение общего количества и суммарной потребляемой мощности потребителей электроэнергии на автомобиле потребовало увеличения энергоемкости и мощности источников – аккумуляторов и генераторов; повысилась их производительность, снизилась трудоемкость технического ухода и обслуживания, повысилась удельная энергоемкость (емкость источника в перерасчете на его массу).

Усложнение электрооборудования автомобилей имеет и отрицательную сторону. В первую очередь это связано с увеличением числа отказов. Очевидно, что чем сложнее конструкция устройства, тем больше вероятность поломок и потери работоспособности. В современном автомобиле более 30% отказов приходится на отказы в электрооборудовании.