Лабораторна робота № 5

1. Тема: Система освітлення, сигналізації та контрольно вимірювальні прилади.

2. Мета робота: Вивчити призначення, основи будови, принципи роботи, схеми та конструктивне виконання приладів.

В результаті виконаної роботи, підготовки до захисту по роботі студенти повинні:

2.1.Знати призначення, основи будови та виявити несправності приладів , дати рекомендації по їх усуненню.

2.2 Вміти визначити технічний стан, виявити несправності приладів, дати рекомендації по їх усуненню.

3. Обладнання, засоби: зразки приладів освітлення, сигналізації, плакати, контрольно-вимірювальні прилади, діафільм.

4. Зміст звіту.

4.1. Призначення приладів, складових елементів системи , теоретичні відомості.

4.2. Схеми , рисунки щодо їх будови, принципу роботи.

4.3. Привести результати перевірки технічного стану та роботоздатності приладів.

4.4. Висновки.

5. Порядок виконання роботи.

5.1. Інструктаж з охорони праці.

5.2. Ознайомлення з методичними вказівками, вивчення будови, принципу роботи приладів.

5.3. Перегляд діафільму по темі лабораторної роботи.

5.4. Виконання необхідних вимірювань, їх аналіз, висновки.

5.5. Захист звітів по попередній роботі.

6.Теоретичні відомості

6.1. Контрольно-вимірювальні прилади

Автомобільні контрольно-вимірювальні прилади за способом відображення інформації, яку вони дають водієві, поділяють на вказуючі і сигналізуючі.

Вказуючі прилади мають шкалу і стрілку. Щоб оцінити вимірювану величину, водій повинен на якийсь час відвернути свою увагу від спостереження за рухом автомобіля, подивитись на шкалу приладу й усвідомити його покази.

Сигналізуючі прилади (сигналізатори) реагують на одне (мінімально чи максимально допустиме) і значення вимірюваного параметра й інформують про це світловим (іноді звуковим) сигналом. Сигналізатор менше відволікає увагу водія від процесу керування автомобілем, однак має меншу інформативність.

До автомобільних приладів, ураховуючи умови їх роботи на автомобілі, ставляться жорсткі вимоги: прилади повинні витримувати вібраційні та ударні навантаження і (до 10—15 g), працювати при температурі навколишнього середовища від —45° до 80 °С, не збільшувати похибки при зміні живильної напруги в межах 10—16 В (при номінальній 12 В) і зміні барометричного тиску в межах ; 86,4—106,4 кПа.

За будовою автомобільні прилади поділяють на електричні й механічні. Електричні прилади живляться від електричної мережі автомобіля. А механічні прилади дають покази, використовуючи енергію вимірюваного середовища (наприклад, манометри для вимірювання тиску в системі мащення). Перевагою електричних приладів є простота передачі сигналу з місця контролю до місця спостереження.

Електричний контрольно-вимірювальний прилад (покажчик) складається з датчика і приймача, з'єднаних між собою проводами для передавання сигналу (рис. 14.1). У місці контролю установлюють датчик / приладу, а в місці спостереження — приймач 2. Датчик має звичайно крім чутливого елемента 5, що вимірює контрольований параметр (вхідний сигнал), який-небудь перетворювач 4 сигналу в електричну величину, яка передається чутливому елементу 5 приймача. Сигнал, що надійшов у приймач, перетворюється в переміщення стрілки, і на шкалі маємо значення контрольованого параметра. У сигналізуючих приладах приймачем є сигнальна лампа.

Розміщення приладів на автомобілі має бути підпорядковане рекомендаціям інженерної психології і відповідати естетичному оформленню кузова або кабіни автомобіля.

Прилади і сигналізатори не повинні віддзеркалюватись на вітровому склі автомобіля і не мати відображень від скла приладів. Контрольно-вимірювальні прилади не повинні створювати перешкод засобам зв'язку, радіо й телебачення, установленим на автомобілі.

За призначенням усі контрольно-вимірювальні прилади поділяють на такі групи: вимірювання температури (покажчики температури); вимірювання тиску (покажчики тиску); вимірювання рівня палива (покажчики рівня); контролю зарядного режиму акумуляторної батареї (покажчики струму і напруги); вимірювання швидкості автомобіля і пройденого шляху (спідометри); вимірювання частоти обертання (тахометри); вибору економного витрачання палива (економетри); неперервного вимірювання і реєстрації швидкості руху автомобіля, пройденого шляху і витрати палива (тахографи).

Рис. 14.1. Структурна схема контрольно-вимірювального приладу (покажчика):

1 — датчик; 2 — приймач; 3 — чутливий елемент датчика; 4 — перетворювач сигналу в датчику; 5 — чутливий елемент приймача;

6 — перетворювач сигналу в приймачі; 7 — шкала показів приймача.

Вартість приладів від загальної вартості автомобіля незначна, проте вартість агрегатів, стан яких контролюється приладами і дає можливість не допустити їх виходу з ладу, в сотні разів перевищує вартість приладів.

Звуковий сигнал — вібраційного типу безрупорний. На автомобілях ВАЗ і ГАЗ-24 встановлюються два сигнали — низького й високого тонів. При цьому вмикання сигналів на автомобілі ГАЗ-24 здійснюється через реле сигналів.

Сигнал (рис. 14.2) складається з корпусу, електромагніту 2, якірця 3, контактів 5, мембрани 6та резонаторного диска 4. Після натискання на кнопку струм від акумуляторної батареї через замкнені контакти 5 надходить в обмотку електромагніту. При цьому електромагніт притягує якірець, який прогинає мембрану й водночас розмикає контакти. Електричне коло розривається, електромагніт розмагнічується, й якірець під дією пружності мембрани відходить назад, унаслідок чого контакти 5 знову змикаються, утворюючи замкнене електричне коло, якірець притягується, й процес повторюється. При цьому створюються часті коливання мембрани (до 100 коливань за секунду) і з'являється звук. Тон звука кожного сигналу регулюється гвинтом 1, розташованим на задній стінці корпусу сигналу. Обертанням гвинта за годинниковою стрілкою сила звука збільшується, а в протилежному напрямі — зменшується.

Рис. 14.2. Звукові сигнали автомобілів:

а — «Москвич»; б — ВАЗ; 1— регулювальний гвинт; 2— електромагніт; 3 — якірець; 4 — резонаторний диск; 5 — контакти; 6 — мембрана.

Амперметр на автомобілях «Москвич» і ГАЗ-24 ввімкнено послідовно в коло акумуляторної батареї та генератора. Він показує силу розрядного й зарядного струмів. Через амперметр проходить струм до всіх споживачів, крім стартера та звукового сигналу.

Амперметр складається з корпусу, постійного магніту, латунної шини, якоря зі стрілкою та шкали. Коли електричне коло розімкнене, якір зі стрілкою під дією магнітного поля постійного магніту утримується в середньому положенні на нульовій поділці. Під час проходження струму через латунну шину створюється магнітне поле, під дією якого намагнічений якір зі стрілкою повертається в той чи інший бік залежно від напряму струму, показуючи заряджання або розряджання акумуляторної батареї.

Контрольну лампу заряджання акумуляторної батареї на автомобілях ВАЗ і ЗАЗ ввімкнено в коло через реле. Коли ввімкнено запалювання й двигун не працює або працює з малою частотою обертання колінчастого вала, контакти реле утримуються в замкненому стані; при цьому лампа на щитку приладів світиться червоним світлом, указуючи, що заряджання акумуляторної батареї не відбувається. В разі збільшення частоти обертання, коли напруга генератора на 0,2...1,5 В перевищить напругу батареї, контакти реле розмикаються, вимикаючи акумуляторну батарею від живлення споживачів, контрольна лампа гасне, а батарея вмикається на заряджання від генератора.

Покажчик температури охолодної рідини складається з датчика, встановленого в головці циліндрів, і покажчика, розташованого на щитку приладів.

Рис. 14. 3.

Схема покажчика температури охолодної рідини:

1,2 — відповідно нерухомий і рухомий постійні магніти; 3, 4, 6 — котушки з обмотками; 5 — стрілка; 7 — резистор; 8 — запобіжник; 9 — вмикач запалювання; 10 — корпус датчика; 11 — термістор; 12 — пружина;б13 — головка циліндрів

У корпусі 10 датчика (рис. 14.3) розміщено термістор 11 — напівпровідниковий прилад, що змінює свій опір залежно від температури охолоджуючої рідини, яка його обмиває.

Електромагнітний покажчик складається з корпусу, всередині якого розміщуються нерухомий постійний магніт 7, три котушки 3, 4 та 6, резистор 7 і рухомий постійний магніт 2 зі стрілкою 5. Коли ввімкнено запалювання, струм, що проходить обмотками котушок, створює результуюче магнітне поле, яке взаємодіє з магнітним полем рухомого постійного магніту й установлює стрілку на відповідну поділку шкали.

Рис. 14.4. Схема покажчика тиску оливи:

а — покажчик тиску; б — контрольна лампа аварійного тиску;

1, 14 — датчики; 2 — реостат; 3 — термокомпенсаційний резистор; 4, 5 — відповідно нерухомий і рухомий магніти; 6, 7, 9 — обмотки; 8— стрілка; 10, 16 — запобіжники; 11 — акумуляторна батарея; 12, 17— вмикач запалювання; 13 — амперметр; 15 — контрольна лампа; 18 — діафрагма; I — лампа світиться — низький тиск оливи; II — лампа не світиться – нормальний тиск оливи.

Сила взаємодії й положення стрілки визначаються опором термістора в датчику, оскільки від цього опору залежить сила струму в котушках, а отже, й результуюче магнітне поле. Нерухомий магніт слугує для встановлення стрілки на нульову поділку.

На автомобілях ВАЗ шкала покажчика, замість поділок і цифр, має світлу й червону зони. Якщо стрілка розташована в червоній зоні, то це свідчить про перевищення температури, а отже, про несправності.

Покажчик тиску оливи двигунів «Москвич» і ГАЗ-24 також складається з датчика 1 (рис. 14.4), сполученого з головною оливною лінією, та покажчика, розташованого на щитку приладів. Він слугує для контролю за тиском у системі мащення двигуна й побудований аналогічно покажчику температури охолодної рідини, за винятком того, що датчик 1 має реостат 2.

Коли тиск оливи збільшується, діафрагма 18 прогинається й переміщує рухомий контакт реостата. При цьому змінюється опір і струм у колі обмоток 6, 7 і 9 покажчика, а отже, й створюваний ними магнітний потік, який, взаємодіючи з магнітним потоком рухомого постійного магніту, спричиняє переміщення стрілки 8 покажчика на відповідну поділку шкали.

Рис. 14.5. Схема покажчика рівня палива:

1 — реостат; 2, 3 — відповідно нерухомий і рухомий магніти;

4, 6, 7 — обмотки; 5 — стрілка; 8 — резистор; 9 — акумуляторна батарея; 10 — амперметр; 11 — вмикач запалювання; 12— запобіжник; 13— поплавець; 14— термокомпенсаційний резистор.

На автомобілях ВАЗ, ЗАЗ та ГАЗ-24 про зниження тиску оливи сигналізує контрольна лампа червоного кольору на щитку приладів, яка засвічується в разі спадання тиску нижче 0,035...0,045, 0,04...0,09 і 0,05...0,07 МПа відповідно.

Покажчик рівня палива складається з реостатного датчика, закріпленого на верхній стінці паливного бака, та покажчика, встановленого на щитку приладів. Датчик має вигляд реостата 1 (рис. 14.5.), змонтованого всередині металевої коробки. Залежно від рівня палива змінюється положення поплавця 13, зв'язаного важелем із рухомим контактом реостата, змінюючи його опір і силу струму в колі обмоток 4, 6та 7 покажчика, а їхнє результуюче магнітне поле, взаємодіючи з магнітним полем рухомого магніту З, переміщує стрілку 5 на відповідну поділку шкали. Зі збільшенням рівня палива в баці опір реостата зростає, а зі зменшенням — спадає.

6.2. Прилади освітлення і світлової сигналізації

До приладів освітлення й світлової сигналізації належать: ♦ фари; ♦ підфарники; ♦ задні ліхтарі; ♦ покажчики повороту; ♦ ліхтар освітлення номерного знака й багажника; ♦ плафони освітлення салону кузова; ♦ підкапотна лампа; ♦ лампа освітлення щитка приладів; ♦ контрольні лампи (покажчиків повороту, габаритного освітлення, дальнього світла фар, задніх протитуманних вогнів, стоянкового гальма, рівня рідини в бачку гідропривода гальм, заряджання акумуляторної батареї, недостатнього тиску оливи у двигуні, резерву палива в баці, обігрівання заднього скла); ♦ ліхтарі світла заднього ходу. Кола зазначених приладів мають перемикачі та вмикачі й захищені відповідними запобіжниками.

Фара автомобіля ВАЗ-2105 (рис. 14.6) прямокутна, становить блок, що об'єднує лампу 2 дальнього й ближнього світла, лампу 3 габаритного (стоянкового) світла та лампу 5 покажчика повороту з оранжевим розсіювачем.

На автомобілі «Москвич-2140» фара також прямокутна, з лампою дальнього й ближнього світла та лампою габаритного освітлення.

На частині цих автомобілів установлюються обмивники й очисники розсіювачів світла фар із приводом щіток від спеціальних електродвигунів і подачею води через жиклери з бачка обмивників за допомогою електронасоса. Вмикають обмивники й склоочисники фар, переміщуючи на себе важіль, розташований праворуч під рульовим колесом, при ввімкненому ближньому або дальньому світлі.

Оптичний елемент фари складається зі сталевого відбивача, покритого тонким шаром алюмінію, що утворює дзеркальну поверхню, й скляного розсіювача. Конструкція патрона така, що коли встановити лампу, то її волосок дальнього світла буде точно у фокусі відбивача світла. При цьому волосок ближнього світла зміщений відносно фокуса вгору й ліворуч, що дає напрям світлового пучка праворуч і вниз і забезпечує добру освітленість дороги попереду автомобіля та її правого узбіччя й зменшує осліплення водіїв зустрічних автомобілів. Патрон лампи вмикається в електричне коло за допомогою перехідної колодки та з'єднувального штепселя.

Рис. 14.6. Фара автомобіля ВАЗ-2105:

1 — пружинні фіксатори; 2 — патрон лампи фари;

3— патрон лампи габаритного (стоянкового) світла;

4 — колодка; 5 — патрон лампи покажчика повороту

На автомобілі ГАЗ-24 фари круглі, мають оптичний елемент із двоволосковою лампою: дальнього світла — 50 Вт і ближнього — 40 Вт. Крім того, є прямокутні протитуманні фари з однією лампою, що встановлюються нижче від основних фар.

На автомобілях ЗАЗ фари мають вбудовані габаритні лампи; підфарників немає.

Підфарники на автомобілях «Москвич» кутові й встановлюються в передніх крилах. У кожному підфарнику є дві лампи — для габаритного ліхтаря й для покажчика повороту. На автомобілі ГАЗ-24 у підфарнику встановлено одну двоволоскову лампу. Волосок малого розжарювання — габаритний ліхтар, волосок великого розжарювання — покажчик повороту.

Задній ліхтар автомобіля ВАЗ-2105 складається з габаритного світла та протитуманного освітлення 5 (рис. 14.7) із червоним розсіювачем 1, покажчика повороту 8 з оранжевим розсіювачем 4, стоп-сигналу 6 із червоним розсіювачем 2, освітлення заднього ходу 7 із білим розсіювачем 3.

Рис. 14.7. Задній ліхтар автомобіля ВАЗ-2105:

1 — розсіювач габаритного й протитуманного світла з катафотом;

2 — розсіювач стоп-сигналу;

З — розсіювач світла заднього ходу;

4— розсіювач покажчика повороту;

5— двоволоскова лампа габаритного світла й протитуманного освітлення;

6 — лампа стоп-сигналу;

7 — лампа світла заднього ходу;

8 — лампа покажчика повороту.

На автомобілі «Москвич-2140» задній ліхтар триламповий комбінований, розташований горизонтально: одна лампа — покажчик повороту, друга — габаритний ліхтар, третя — сигнал «стоп». Для освітлення дороги під час руху заднім ходом є спеціальний ліхтар з однією лампою, розташований нижче від заднього ліхтаря. На автомобілі ЗАЗ-968М-03 задній ліхтар дволамповий з одно- та двоволосковою лампами: одноволоскова — габаритний ліхтар, двоволоскова — покажчик повороту і стоп-сигнал. Для освітлення дороги під час руху заднім ходом є спеціальні ліхтарі. В задніх ліхтарях автомобіля ГАЗ-24 є по три лампи, розташованих вертикально: верхня двоволоскова — габаритне світло та стоп-сигнал, середня — покажчик повороту, нижня — освітлення дороги під час руху заднім ходом.

Коли вмикається покажчик повороту (рис. 14.8), струм від акумуляторної батареї (або генератора) через вмикач запалювання надходить на затискач переривника, потім через осердя 9, якір 7, натягнуту ніхромову струну 5, резистор 6, обмотку 11 — на затискач і далі через лампи габаритних ліхтарів — на «масу» й «мінус» акумуляторної батареї (генератора). Завдяки опору ввімкненого резистора лампи світяться неповним розжарюванням. Під час проходження струму ніхромова струна, нагріваючись, подовжується й дає змогу якорю з контактом під дією магнітного поля осердя притягуватися до останнього. При цьому контакти 8 змикаються, резистор 6 шунтується (вимикається), й волоски ламп засвічуються повним розжарюванням. Коли остигне ніхромова струна, якір із контактом відійде від осердя, контакти розімкнуться, після чого процес повторюватиметься. Кількість блимань ламп за хвилину досягає 80... 100. Після вимикання резистора 6 до осердя притягується також додатковий якір 10 (правий), унаслідок чого на щитку приладів засвічується контрольна лампа 13; коли резистор умикається, додатковий якір відходить назад, і контрольна лампа вимикається (блимає). Тягарець перемикача покажчиків повороту, розташований під рульовим колесом, після повернення останнього в початкове положення (вихід автомобіля з повороту) автоматично переводиться спеціальним пристроєм у нейтральне положення.

Рис. 14. 8.

Покажчики повороту:

а — покажчики повороту вимкнено; б — ввімкнено покажчики правого повороту; 1 — перемикач; 2 — лампа підфарника; 3 — лампа бічного покажчика повороту; 4 — лампа заднього ліхтаря;

5 — струна; 6 — додатковий резистор; 7 — якір; 8 — контакти;

9 — осердя; 10 — додатковий якір; 11 — обмотка; 12 — ізоляційна панель; 13 — контрольна лампа; 14 — акумуляторна батарея.

У фарах «Європейське асиметричне світло», прийнятих і в нашій країні, нитка розжарювання ближнього світла 5 циліндричної форми (рис. 14.9, а) міститься перед фокусом відбивача Р на оптичній осі 2 фари. Усе світло, відбите від верхньої половини відбивача, виходить під певним кутом униз і падає на дорогу. Щоб світло, відбите від нижньої половини відбивача, не осліплювало водія зустрічного автомобіля, під ниткою вміщений металевий екран 3. Екран має спеціальну форму з горизонтальним правим бортиком і лівим бортиком, нахиленим униз під кутом 15° (рис. 14.9, б). Завдяки цьому досягається значне збільшення світла в напрямі правої сторони дороги і правої обочини.

Нитка розжарювання дальнього світла розташована у фокусі відбивача, і все світло, потрапивши на поверхню відбивача, теоретично відбивається у вигляді паралельного пучка з незначним кутом розсіювання; пройшовши через розсіювач, пучок формується відповідним чином для створення потрібної видимості на відстані більш як 100 м відповідно до вимог норм на світлорозподіл фари. Заміна безбарвного розсіювача або лампи на жовтий знижує силу світла на 5—13 %. Фари жовтого кольору в умовах атмосфери нормальної прозорості не дають якихось переваг.

Рис. 14.9. Фари «Європейське асиметричне світло»:

а — хід ближнього світла од відбивача; б — автомобільна лампа з двома нитками розжарювання і цоколь Р45 t/41:

1 —відбивач; 2 — оптична вісь фари; 3 — екран; 4 — нитка дальнього світла; 5 — нитка ближнього світла; 6 — контакт «маса»;

7 — контакт нитки ближнього світла; 8 — контакт нитки дальнього світла; А, Б — точки на поверхні відбивача.

Протитуманні фари відрізняються від фар головного світла виглядом світлорозподілу, забезпечуючи широкий пучок світла (на ширину дороги з обочинами) із задовільною видимістю на відстані 15—25 м, і дають змогу в умовах туману, снігопаду, зливи, хмар пилюки рухатись із швидкістю не менше як 20—30 км/год. Кутова ширина світлового пучка в горизонтальній площині у протитуманних фар становить 50—90° (проти 25—30° у фар ближнього світла). Протитуманні фари також поліпшують видимість на закругленнях доріг з малим радіусом. Висота встановлення протитуманних фар на автомобілі не повинна перевищувати 0,33 висоти очей водія від дороги.

Тепер в основних і протитуманних фарах застосовують галогенні лампи, що дало змогу поліпшити світлотехнічні характеристики фар. Фари з двонитковими галогенними лампами (вітчизняна лампа АКГ12-60-50), нитка розжарювання яких має в два рази більшу яскравість, дають змогу збільшити дальність видимості дорожніх об'єктів на 60 % на ближньому світлі і на 20 % на дальньому світлі, що підвищує безпечну швидкість руху автомобіля на 20—40 %.

Фари з галогенними лампами створюють кращі умови видимості на мокрій дорозі завдяки більшому контрасту перешкод, що сприяє надійнішому зустрічному роз'їздові.

Застосування галогенних ламп у фарах зумовлює старанніше регулювання їх в експлуатації і наявність на автомобілі пристрою, який забезпечує зміну положення фар залежно від навантаження автомобіля. Найбільший дискомфорт при використанні фар з галогенними лампами виникає при зустрічному роз'їзді на поганій дорозі внаслідок коливань пучка світла і збільшення у зв'язку з цим засліплення.

Галогенні лампи у протитуманних фарах поліпшують їх світлотехнічні характеристики і дають змогу застосовувати ці фари не тільки в туман, а й під час руху по дорогах з крутими поворотами.

6.3. Додаткове обладнення

До додаткового обладнання належать:

♦ склоочисник;

♦ обмивники тощо.

Склоочисник складається з електродвигуна, редуктора, механізму самозупинення, що повертає щітки в початкове положення після вимикання склоочисника, та механізму привода щіток. З валом електродвигуна з'єднано черв'як, який зачеплено з черв'ячною шестірнею, що передає рух через кривошип тяги й важелі на щітки. На автомобілях «Москвич», ЗАЗ і ГАЗ-24 повертанням рукоятки перемикача за годинниковою стрілкою в перше положення вмикається мала частота обертання, а в друге — велика. На автомобілях ВАЗ при першому положенні клавіші вмикання склоочисник працює з перервами 3...5 с, а при другому — неперервно.

Рис. 14.10. Схема обмивників вітрового скла та фар:

1 — жиклери-розпилювачі обмивників фар; 2, 9 — зворотні клапани; 3 — трійник із дроселем, що перепускає повітря з трубок;

4 — живильний бачок; 5 — трубка для подавання рідини до фар;

6 — нагнітальний насос (подавання рідини до фар); 7— жиклери-розпилювачі обмивників вітрового скла; 8, 12 — трійники;

10 — нагнітальний насос обмивників вітрового скла; 11 — зливальна трубка .

Система обмивників на автомобілі ВАЗ-2105 (рис. 14.10) складається з живильного бачка 4 місткістю 5 л, двох насосів 6 і 10 з електродвигунами, трійників, зворотних клапанів, жиклерів-розпилювачів та трубок. Після вмикання електродвигунів насоси подають рідину під тиском до жиклерів-розпилювачів, а від них — на вітрове скло й стекла фар. Водночас умикаються електродвигуни привода щіток і здійснюється очищення стекол, що обмиваються. Зворотний клапан 9 не допускає витікання рідини назад у бачок, аби трубки були заповнені й готові до подавання рідини при наступному вмиканні насоса. Зворотний клапан 2 запобігає витіканню рідини крізь жиклери-розпилювачі фар, коли вимкнено електродвигун насоса.