Тема: Системи освітлення та сигналізації тракторів і автомобілів

1. Система освітлення і світлової сигналізації.

1. Система освітлення і світлової сигналізації. Трактори й автомобілі обладнали такими обов'язковими освітлювальними і світлосигнальними приладами: фарами з дальнім і ближнім світлом; ліхтарями покажчиків поворотів оранжевого світла; сигналами гальмування червоного світла; передніми габаритними вогнями білого світла, задніми червоного світла; ліхтарями освітлення номерного знака; задніми світловідбиваючими (катафотами) червоного світла, передніми (тільки для причепів) білого світла, бічними (для транспортних засобів, що мають довжину більше 6 м) оранжевого світла; пізнавальними знаками автопоїзда – жовтий трикутник або три ліхтарі оранжевого світла, встановлені над кабіною в лінію. Окрім вказаних приладів, для полегшення управління в скрутних метеорологічних умовах, інформування учасників руху про присутність, габарити і стан автомобіля застосовуються додаткові прилади: протитуманні фари і протитуманні задні ліхтарі, стоянкові вогні, контурні вогні, сигнали аварійного стану транспортного засобу.

На транспортному засобі, швидкість руху якого більше 20 км/год, для освітлення шляху руху повинно бути встановлено дві або чотири фари з дальнім і ближнім світлом (білим або жовтим, але обов'язково однаковим). Дальнє світло повинне освітлювати шлях на відстані більше 100 м, а ближній – не менш 30 м.

Фари головного освітлення. Сучасні трактори і автомобілі комплектують фарами з європейським і американським асиметричним розподілом ближнього світла.

Вітчизняні колісні трактори й автомобілі в основному комплектуються фарами з європейським типом світлорозподілу ближнього світла. Ближнє світло цих фар, направлене на вертикальний екран, має різку межу між світлом і тінню (рис. 35, б). Лівіше вертикальної площини, що проходить через вісь фари, межа між світлом та тінню горизонтальна, а правіше – направлена вгору під кутом 15^о. Такий світлорозподіл забезпечується за рахунок конструкції лампи і розсіювача. Спіраль ближнього світла (рис. 35, а) розташована перед ниткою дальнього світла, а остання поміщена у фокусі параболічного відбивача. Під спіраллю знаходиться екран (рис. 35, а ). Передня кромка екрану заломлена вгору, щоб пряме світло не потрапляло в очі водіїв. З правої сторони екран доведений до горизонтальної площини, що проходить через вісь фари, а зліва він не доходить до площини на кут 15^о. Таким чином, проміння із спіралі ближнього світла потрапляє тільки на верхню половину відбивача в секторі 15^о – на ліву нижню частину відбивача. Відображене проміння прямує з нахилом вниз і вправо вгору під кутом 15^о.

Нитки дальнього світла як європейської, так і американської ламп знаходяться у фокусі відбивача і проміння з поверхні відбивача прямує до розсіювача паралельним пучком. Останній розподіляє їх так, що на вертикальному екрані створюється освітлена поверхня еліптичної форми.

Спіраль ближнього світла американської лампи розташована над ниткою дальнього світла з невеликим зсувом вліво (рис. 35, г). В результаті проміння, відображене від поверхні лівої фокальної площини х-х, прямує із зміщенням вниз-вправо (рис. 35, д). Хід іншого проміння від відбивача, направленого вверх, змінює розсіювач.

Рис. 35. Хід проміння ближнього світла (суцільні лінії)і дальнього (штрихові лінії) у фарах: а – європейського світлорозподілу; б – форма освітлюваної поверхні ближнім світлом на екрані європейською фарою; в – екран європейської лампи; г – американського світлорозподілу; д – форма освітлюваної поверхні ближнім світлом американської фари

Лампи А12-45+40, А24-55+50, А12-35+35 призначені для фар європейського асиметричного ближнього світла. В маркуванні перше число після букви означає напругу, друге і третє, – потужність у ватах, споживану нитками відповідно дальнього і ближнього світла. Для фар старого зразка (американського світлорозподілу) випускаються лампи А12-50+21, А12-60+40, А24-60+40 і ін. Для них в маркуванні після тире приведена сила світла в канделах.

Фари двохфарної системи випускають круглими з діаметром світлового отвору 170 мм і прямокутними з розмірами по горизонталі 210 мм. Прямокутні фари мають світловий потік з великим кутом розсіяння в горизонтальній площині і мало у вертикальній при кращій освітленості дороги.

Фари чотирьохфарної системи діаметром світлового отвору 136 мм дозволяють збільшити дальність і якість освітлення як при дальньому, так і при ближньому світлі. Зовнішні фари (або верхні) в чотирьохфарній системі забезпечені двохнитковими лампами, а внутрішні (або нижні) – однонитковими. Сумарна потужність ниток ближнього світла – 90 Вт, дальнього – 170 Вт.

Прямокутна фара складається з корпусу 7 (рис. 36, а), оптичного елемента, регулювального пристрою і обода 2. Оптичний елемент складається з відбивача 11 (рефлектора), розсіювача 5 і лампи 4.

Рис. 36. Фари: а – прямокутна фара європейського світлорозподілу: 1 – регулювальні гвинти; 2 – обід; 3 – лампа габаритного світла; 4 – основна лампа; 5 – розсіювач; 6 – прокладка ущільнювача; 7 – корпус; 8 – пружина, що кріпить фланець основної лампи в патроні; 9 – фланець лампи; 10 – з’єднувальна колодка; 11 – відбивач; б – оптичний елемент круглої фари американського світлорозподілу: 1 – розсіювач; 2 – гумова прокладка; 3 – відбивач; 4 – лампа; 5 – втулка відбивача; 6 – зубці відбивача; 7 – патрон; 8 – фланець; 9 – цоколь; 10 – колодка; 11 – дроти; 12 – контактні виводи патрона; 13 – підпружинені контакти

Розсіювач (переднє скло) за допомогою лінз і призм, розташованих на внутрішній стороні, розподіляє проміння в потрібному напрямі для освітлення необхідної ділянки шляху. Кут розсіювання в горизонтальній площині складає від 18 до 24^о в обидві сторони від осі, а у вертикальній площині 5...9^о (залежно від типу фари). Асиметричне ближнє світло фар освітлює ліву частину дороги до 30 м, а праву до 70 м. Фари з асиметричним ближнім світлом застосовують на тракторах МТЗ-80 і К-701, автомобілях ГАЗ 53А, КамАЗ і ін.

Протитуманні фарипризначені для освітлення дороги при русі в тумані, в дощ або в сильно запиленій атмосфері з одночасним позначенням габаритів автомобіля. Протитуманні фари (жовтого або білого світла) створюють вузький світловий пучок у вертикальній і широкий (до 70^о) в горизонтальній площинах. Це досягається завдяки особливому пристрою розсіювача фар і встановлені перед лампою металевого відбивача світла.

Ліхтарі заднього ходу(біле світло) служать для освітлення шляху при маневруванні і рухові заднім ходом. Ліхтарі заднього ходу легкових автомобілів запалюються автоматично вмикачем ВК403 при включенні задньої швидкості в коробці передач.

Фари робочого освітленняна тракторах і комбайнах призначені для освітлення робочих органів сільськогосподарських машин і оброблюваних ділянок поля.

Галогенові лампи. Вітчизняна промисловість випускає галогенові лампи типів H1 (АКГ12-55, AKГ24-70) для протитуманних фар і прожекторів; Н3 (АКГ12-50-1, AKГ24-70-1); двониткові лампи Н4 (АКГ12-60+55, АКГ24-75+70) для головних фар з європейським світлорозподілом. Їх світлова віддача – 22...25 лм/Вт, тоді як в звичайних автомобільних ламп вона складає 14...18 лм/Вт. Збільшення світлової віддачі досягається підвищенням робочої температури нитки розжарювання до 2700...2900 ^оС (тобто приблизно на 500 ^оС) і галогеновому циклу, що повертає вольфрам, який випарувався, назад на нитку. Колба галогенової лампи малого розміру виготовлена з тугоплавкого кварцового скла і заповнена сумішшю інертних газів з деякою кількістю парів йоду або брому. В процесі роботи колба нагрівається до температури не менш 327...427 ^оС. При цій температурі галогени утворюють з випаруваним і осівшим на стіни колби вольфрамом газоподібне з'єднання, яке в ділянці тіла розжарювання при температурі 2700...2900 ^оС розпадається, і вольфрам осідає на розжареній нитці. В результаті, колба зберігає свою прозорість, а нитка – свою масу. Але, внаслідок нерівномірності зворотного осаду частинок вольфраму, на нитці утворюються тонкі місця і вона працює не довше за звичайну лампу.

Застосування галогенових ламп (Н4) у фарах головного світла і (H1) у фарах-прожекторах вантажних автомобілів збільшує дальність їх дії на 30... 40 % порівняно з фарами і фарами-прожекторами із звичайними лампами. В той же час, ближнє світло галогенних ламп викликає підвищений порівняно із звичайними лампами ступінь засліплення. Не можна встановлювати галогенові лампи в звичайні фари: це викликає підвищену осліплюючу дію на водіїв зустрічного транспорту. При заміні ламп потрібно стежити за їх чистотою: сліди масла і бруду, залишені на колбі, запікаються і ослабляють світлову віддачу.

Сигналізатор аварійного стануавтомобіля оповіщає про пригоду, що трапилася, миготливим світлом покажчиків поворотів обох бортів.

2. Контрольно вимірювальні прилади. Контрольно-вимірювальні пристрої забезпечують водіям можливість стежити за станом і роботою механізмів, систем і агрегатів машин.

За характером передаваної інформації всі пристрої можна розділити на вказуючі (покажчики) і сигналізуючі (сигналізатори).

Вказуючі пристрої забезпечені шкалою і стрілкою, що приблизно показує значення вимірюваного параметра. Сигналізатори попереджають водіїв звуком і (або) світлом про аварійний стан контрольованої системи, резерв палива, що залишився або конкретний стан механізму (увімкнений або вимкнений).

На старих моделях тракторів і автомобілів застосовувалися електромагнітні, електротеплові імпульсні пристрої. На сучасних моделях використовуються магнітоелектричні пристрої, що не мають рухомих контактів і пружин для повернення стрілок в початковий стан. Вони не створюють радіоперешкод і забезпечують підвищену точність вимірювання.

Контрольно-вимірювальний пристрій складається з датчика, встановленого в контрольованому середовищі, і з’єднаного з ним покажчика або сигналізатора (лампи, звукового сигналу), розташованого на щиті приладів у кабіні водія.

Датчики покажчиків перетворять зміну параметра (тиск, температури, частоти обертання і др.), що виміряється, в пропорційні їм електричні сигнали, які дротами передаються в приймальний пристрій покажчика і відхиляють стрілку на кут, відповідний сигналам, що надходять.

Датчики сигналізаторів при певному стані контрольованого середовища замикають кола контрольної лампи або звукового сигналу.

Сигналізатори аварійної температури охолоджуючої рідини попереджають водіїв про неприпустиме підвищення температури в системі охолоджування. Сигналізатор складається з датчика, встановленого у верхньому бачку радіатора (рис. 37, а), і контрольної лампи 5, розташованій на щиті приладів. На корпусі 3 датчик ізольований від “маси” розташована біметалічна пластина 2, закрита латунним патроном 1. Закріплений кінець пластини з’єднаний з вивідною клемою, а до рухомого, збоку неактивного шару, прикріплений контакт. Нерухомий контакт припаяний до регулювального гвинта 4, сполученому з корпусом (“масою”). Поки температура охолоджуючої рідини в радіаторі залишається нижче встановленої межі, контакти сигналізатора розімкнені і лампа не горить. З підвищенням температури біметалічна пластина, деформуючись, зближує контакти. При температурі, на яку відрегульований датчик, контакти замикаються і вмикають сигнальну лампу.

а б

Рис. 37. Сигналізатор аварійної температури охолоджуючої рідини: а – схема увімкнення; б – датчик ТМ111; 1 – вивід; 2 – ізолятор; 3 – регулювальний гвинт; 4 і 6 – контакти; 5 – корпус; 7 – притискна шайба; 8 – біметалічна пластина; 9 – штекерний вивід

Швидкість руху визначають за спідометром, пройдений шлях – по лічильнику, розміщеному в одному корпусі з спідометром.

Тахометр вказує частоту обертання колінчастого валу двигуна. Застосовують спідометри з механічним і електричним приводами.

Спідометр (рис. 38) складається з обертового магніту 2, що приводиться в рух від валика 1, алюмінієвого диска 3, осі диска з стрілкою 6 та зворотної пружини 5. Валик привода магніту 2, за допомогою гнучкого вала, з'єднується з вторинним валом коробки передач або з колінчастим чи розподільчим валом двигуна. Під час обертання постійного магніту 2, що має кільцеподібну форму, його магнітний потік пронизує алюмінієвий диск 3. Поверхня цього диска являє собою короткозамкнений виток провідника, в якому, згідно з законом електромагнітної індукції, збуджується е. р. с. У диску виникають вихрові струми які в свою чергу створюють власне магнітне поле. В результаті взаємодії магнітних потоків обертового магніту і алюмінієвого диска виникає момент, який повертає диск в бік обертання магніту 2. Кут, на який повертається алюмінієвий диск і показуюча стрілка, пропорціональний числу обертів магніту, тобто швидкості руху машини чи обертам колінчастого вала. Для зрівноваження моменту обертання та повернення диска 1 стрілки в вихідне положення встановлена зворотна пружина 5. Щоб усунути похибку вимірювання при зміні навколишньої температури, до обертового магніту закріплений магнітний шунт, виготовлений з залізо-нікелевого сплаву.

Рис. 38. Схема спідометра: 1 – приводний валик; 2 – обертовий магніт; 3 – алюмінієвий диск; 4 – магнітний екран; 5 – пружина; 6 – стрілка; 7 – лічильний механізм; 8 і 9 – валики приводу лічильного механізму; 10 – шкала

Для визначення пройденого шляху через валики привода 8 і 9 приводиться в дію лічильний механізм барабанного типу. На внутрішньому боці обода кожного барабанчика є зубці, які входять у зачеплення з трибками, що зв'язують кожну пару барабанчиків. На зовнішньому боці обода барабанчиків нанесені цифри від 0 до 9. Крайній правий барабанчик має червоні цифри та показує десяті частки кілометра, а наступні – кілометри, десятки, сотні і тисячі. Найбільше показання сумарного лічильника може становити 99999,9, після чого відлік кілометрів починається з нуля.