Методическая разработка лекционного занятия по МДК 01.01 КТО и РТЭА тема "Система освещения и световой сигнализации автомобиля"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «Горловский автотранспортный техникум»

Государственного ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Донецкий национальный технический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по учебной работе

_____________________Е.М. Стрельченко

«____» ________________2014 года

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого занятия на тему: «Система освещения и световой сигнализации автомобиля»

по МДК.01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики

специальность: 23.02.05 Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики

(на автомобильном транспорте)

Горловка, 2022

Методическая разработка открытого занятия по МДК.01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики на тему: «Система освещения и световой сигнализации автомобиля»

Подготовил Буряченко И.В., преподаватель Государственного профессионального образовательного учреждения «Горловский автотранспортный техникум» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Донецкий национальный технический университет», специалист первой категории

Методическая разработка содержит материалы для проведения лекции на тему «Система освещения и световой сигнализации автомобиля» с использованием традиционных форм и методов обучения в сочетании с применением информационно-коммуникационных технологий.

Для преподавателей специальности: 23.02.05 Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (на автомобильном транспорте) профессиональных образовательных учреждений Донецкой Народной Республики.

Рецензенты:

Коваленко П.А., преподаватель, специалист высшей категории

Быков В.В. декан дорожно-транспортного факультета Автомобильно-дорожного института ГОУ ВПО «Дон НТУ», кандидат технических наук, доцент.

Рассмотрено и одобрено на заседании

цикловой комиссии «Устройство, ремонт и техническая

эксплуатация транспортных средств»

№ __ от «___» _________ 2022

Председатель цикловой комиссии ________________ И. Буряченко

СОДЕРЖАНИЕ

	ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА	4
	1. ПЛАН ЗАНЯТИЯ	6
	2. СТРУКТУРА ЗАНЯТИЯ	8
	3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ	9
	4. СОДЕРЖАНИЕ И ХОД ЗАНЯТИЯ	12
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	31
	ПРИЛОЖЕНИЯ	32
	Приложение 1 Актуализация опорных знаний.	32
	Приложение 2 Презентация к открытому занятию на тему «Система освещения и световой сигнализации автомобиля» Приложение 3 Принципиальные схемы, рисунки устройства, принципа действия приборов системы освещения и световой сигнализации.	35 53

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Формирование будущего специалиста происходит в учебных аудиториях, где трудоемкий процесс подготовки кадров базируется на методиках обучения, от степени эффективности которых и зависит уровень квалификации будущего выпускника.

При преподавании материала по МДК.01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики (раздел 3 Электрооборудование транспортных средств) был взят курс на приобретение теоретических и практических знаний и умений студентами по устройству и принципу действия приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля. Техники электромеханики по данной специальности могут успешно решать задачи, связанные с внедрением и эксплуатацией электрооборудования, микропроцессорных систем управления технологическими процессами, осуществлять организационно-управленческую, эксплуатационную работу, а также решать задачи на автотранспортных предприятиях по эксплуатации силового электрооборудования.

Данная методическая разработка открытого занятия по теме «Система освещения и световой сигнализации автомобиля» имеет целью оказать методическую помощь преподавателю, который проводит занятие по МДК.01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики (раздел 3 Электрооборудование транспортных средств) по этой теме, и предложить один из вариантов изучения темы, который, по мнению автора этой разработки, позволяет оптимально решать дидактические, развивающие и воспитательные задачи.

Изучение нового материала предусматривает ознакомление с устройством основных элементов системы освещения и световой сигнализации автомобиля, принципом их действия, основными техническими характеристиками, правилами эксплуатации. Задача лекционного занятия дать четкое представление по устройству и принципу действия приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля с использованием достижений науки и техники в осуществлении перехода к массовому использованию высокоэффективных систем и технологических процессов, ЭВМ. В результате изучения темы раздела студенты должны знать:

- назначение и приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля.

- общее устройство и принцип действия приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля.

- основные техническими характеристики приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля.

Занятие проводится в виде информационной лекции, по типу представляет собой занятие представления и усвоения нового учебного материала. В процессе проведения занятия используются словесные, наглядные и практические методы обучения. Изучение данной темы дисциплины требует внимания в подборе оптимального сочетания форм и методов обучения студентов, в частности в обеспечении наглядности изучаемого теоретического материала. Методическая разработка содержит план занятия, технологическую карту, содержание и ход занятия. Формы и методы занятия, представленные в данной методической разработке, способствуют повышению эффективности восприятия информации студентами по рассматриваемой теме в гармоничном сочетании с логичным структурированием информации.

Ожидаемыми результатами проведения занятия является формирование знаний студентов о конструкции базовых приборов системы освещения и световой сигнализации их принципа действия, основных технических характеристиках, вариантах использования на современных типах подвижного состава, возможностью унифицирования и использования микропроцессорной техники в системе освещения и световой сигнализации с целью выполнения условий безопасности дорожного движения.

1.ПЛАН ЗАНЯТИЯ

МДК	МДК.01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики
Группа	3ТЭМ
Специальность	23.02.05 Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики (на автомобильном транспорте)
Количество студентов	10
Дата	01.12.2022 года
Преподаватель	Буряченко Игорь Валентинович
Тема программы	Система освещения и световой сигнализации автомобиля
Тема занятия	Система освещения и световой сигнализации автомобиля
Тип занятия	представления и усвоения нового учебного материала
Вид занятия	информационная лекция
Организационные формы работы	фронтальная
Методы работы	словесные (рассказ, устный фронтальный опрос), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации), практические (выполнение заданий)
Формируемые компетенции	ОК 1-9; ПК 1.1
Методическая цель	совершенствование методики организации и проведения лекции с использованием традиционных форм и методов обучения в сочетании с элементами информационно-коммуникационных технологий; создание условий для формирования знаний, умений, навыков будущего компетентного специалиста среднего звена в автотранспортной сфере
Образовательная цель	формирование у студентов знаний об устройстве и принципе действия приборов системы освещения и световой сигнализации
Воспитательная цель	воспитание у студентов стремления к успешной профессиональной деятельности
Развивающая цель	развитие аналитического и логического мышления студентов
Задачи занятия	-обеспечить формирование системы знаний и умений студентов по МДК.01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики; -содействовать формированию профессионального кругозора; - содействовать формированию сознательного отношения к процессу обучения, активизации мышления студентов
Мотивация учебной деятельности	Знания и умения, формируемые на занятии, необходимы для дальнейшего изучения МДК профессиональной направленности и найдут практическое применение при трудоустройстве по специальности
Оснащение занятия (методическое, материально-техническое обеспечение)	методическая разработка открытого занятия, презентационные учебные материалы, карты занятия, аудиовизуальный комплекс
Межпредметные связи	ОП. 03Электротехника и электроника ОП.11Электрические машины и основы электропривода ОП.12 Основы электроники и микроэлектроники
Литература	Акимов С.В., Чижков Ю.П. «Электрооборудование автомобилей» - За рулем, 2007 -335 с.
Место проведения занятия	учебный кабинет 1108
Время проведения	90 минут

2. Структура занятия

Этапы занятия	Содержание занятия	Время, минут
I	Организационная часть занятия	1
II	Сообщение темы и целей занятия, критериев оценивания знаний и умений студентов на занятии	2
III	Актуализация опорных знаний студентов	8
IV	Начальная мотивация учебной деятельности	1
V	Изучение нового материала, в том числе:	55
	Теоретический блок «Назначение, классификация и технические характеристики приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля»	10
	Закрепление материала	3
	Теоретический блок «Устройство и принцип действия приборов системы освещения и сигнализации»	20
	Закрепление материала	3
	Теоретический блок «Лампы накаливания световых приборов»	10
	Закрепление материала	3
	Теоретический блок «Особенности конструкции оптических элементов современных транспортных средств»	15
	Закрепление материала	3
VI	Обобщение и систематизация изученного материала	5
VII	Итоговая часть занятия	4
VIII	Сообщение домашнего задания	2

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ЗАНЯТИЯ

№ п/п	Этапы занятия	Деятельность преподавателя	Деятельность студентов	Организа-ционные формы работы	Методы работы
1	2	3	4	5	6
1	Организационная часть занятия	Совершает групповой звонок в Skype, приветствует студентов, отмечает отсутствующих, проверяет готовность студентов к проведению занятия	Регистрируют-ся в чате Skype, сообщают о готовности к занятию	Фронтальная	Словесные (беседа)
2	Сообщение темы и целей занятия, критериев оценивания знаний и умений студентов на занятии	Включает демонстрацию компьютерной презентации на экране, сообщает тему и цели занятия	Слушают	Фронтальная	Словесные (рассказ), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
3	Актуализация опорных знаний студентов	Устный индивидуальный опрос по пройденному материалу	Отвечают на вопросы	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос)
4	Начальная мотивация учебной деятельности	Сообщает информацию, подготавливающую студентов к восприятию новой темы	Слушают	Фронтальная	Словесные (рассказ)
5	Изучение нового материала	Рассказывает новый материал согласно плану. Использует блочный метод закрепления материала.	Слушают. Записывают основные понятия и определения. Отвечают на вопросы.	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации), практические (заполнение карты занятия)
5.1	Теоретический блок «Назначение, классификация и технические характеристики приборов системы	Рассказывает новый материал с использованием презентации	Слушают. Записывают в основные понятия и определения	Фронтальная	Словесные (рассказ), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
1	2	3	4	5	6
	освещения и световой сигнализации автомобиля»
5.2	Закрепление материала	Задает вопросы студентам с использованием презентации	Отвечают на вопросы.	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации), практические (заполнение таблицы)
5.3	Теоретический блок «Устройство и принцип действия приборов системы освещения и сигнализации»	Рассказывает новый материал с использованием презентации	Слушают. Записывают основные понятия и определения.	Фронтальная	Словесные (рассказ, беседа), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
5.4	Закрепление материала	Задает вопросы студентам с использованием презентации	Отвечают на вопросы по заданиям.	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
5.5	Теоретический блок «Лампы накаливания световых приборов»	Рассказывает новый материал с использованием презентации	Слушают. Записывают основные понятия и определения.	Фронтальная Индивидуальная	Словесные (рассказ, беседа), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
5.6	Закрепление материала	Задает вопросы студентам с использованием презентации	Отвечают на вопросы по заданиям.	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
5.7	Теоретический блок «Особенности конструкции оптических элементов современных транспортных	Рассказывает новый материал с использованием презентации	Слушают. Записывают основные понятия и определения.	Фронтальная	Словесные (рассказ, беседа), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
1	2	3	4	5	6
	средств»
5.8	Закрепление материала	Задает вопросы студентам с использованием презентации	Отвечают на вопросы по заданиям.	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос), наглядные (метод иллюстрации и демонстрации)
5.9	Просмотр видеоматериала по теме лекции	Включает демонстрацию видеоматериала, сообщает о его содержании	Смотрят. Слушают.	Фронтальная	Метод иллюстрации и демонстрации
6	Обобщение и систематизация изученного материала	Задаёт вопросы по пройденному материалу	Отвечают на вопросы.	Фронтальная	Словесные (устный фронтальный опрос)
7	Итоговая часть занятия	Комментирует работу студентов на занятии	Слушают.	Фронтальная	Словесные (рассказ)
8	Сообщение домашнего задания	Сообщает домашнее задание	Слушают, записывают домашнее задание.	Фронтальная	Словесные (рассказ)

4. СОДЕРЖАНИЕ И ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Организационная часть занятия (1 мин.)

Студенты заходят в skype-чат «Группа 3ТЭМ 2022–2023» (далее – чат) https://join.skype.com/LrbIEqg7gDPJр и регистрируются с записью в чате «Ф.И.О. готов к занятию»

Преподаватель совершает групповой звонок в skype-чате «Группа 3ТЭМ 2022–2023»

1.1. Приветствие обучающихся: (слайд 1)

Преподаватель: Здравствуйте, уважаемые студенты. Я рад вас видеть в дистанционном формате на открытом лекционном занятии по МДК 01.01 Конструкция, техническое обслуживание и ремонт транспортного электрооборудования и автоматики (раздел 3 Электрооборудование транспортных средств).

1.2. Отметка отсутствующих по данным регистрации студентов в чате.

1.3. Ознакомление обучающихся со структурой занятия.

2. Сообщение темы и целей занятия, критериев оценивания знаний и умений студентов на занятии (2 мин).

2.1. Вступительное слово преподавателя:

Преподаватель: На предыдущих занятиях мы изучили устройство и принцип действия антиблокировочной системы автомобиля.

2.2. Сообщение темы и цели занятия:

Преподаватель (слайд 2): Сегодня мы рассмотрим устройство и принцип действия приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля.

Цель данного занятия состоит в формировании у вас знаний об устройстве, принципе действия и технических характеристиках приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля.

2.3. Ознакомление обучающихся со структурой занятия:

Преподаватель: Сегодня на занятии мы проведем устный фронтальный опрос, изучим и закрепим новый теоретический материал. С учетом различных видов работы на занятии в конце занятия вы получите оценки.

2.4. Критерии оценивая работы обучающихся на занятии:

Оценка «отлично» выставляется, если вы активно работаете в течение всего занятия, даете полные ответы на вопросы, умеете самостоятельно и аргументировано излагать материал, анализировать и делать выводы.

Оценка «хорошо» выставляется, если вы активно работаете в течение занятия, в ответах допущены незначительные неточности, имеет место недостаточная аргументированность при изложении материала.

Оценка «удовлетворительно» выставляется, если вы в целом овладели сущностью вопросов по данной теме, но на занятии ведете себя пассивно, даете неполные ответы на вопросы, допускаете грубые ошибки.

Оценка «неудовлетворительно» выставляется в случае, когда вы не можете ответить на вопрос, отсутствует понимание основной сути вопросов и не делаете выводы.

2.5. Ожидаемый результат проведения занятия:

Преподаватель: В результате обучения на занятии вы должны будете знать устройство и принцип действия приборов системы освещения и световой сигнализации и их характеристики.

3. Актуализация опорных знаний студентов (8 мин).

Преподаватель (слайд 3): Перед тем, как перейти к изучению нового материала, давайте вспомним, о чем мы говорили на предыдущих занятиях. С этой целью я предлагаю вам ответить на несколько вопросов:

1. Для каких целей на автомобиле используется АБС.

Ответ (см. приложение 1)

2. Назовите основные элементы системы АБС.

Ответ (см. приложение 1)

3. Как работает электронный блок управления системой распределения тормозных усилий.

Ответ (см. приложение 1)

4. Как работает колесный датчик системы АБС.

Ответ (см. приложение 1)

5. Как осуществляется связь педали тормоза и электронного блока.

Ответ (см. приложение 1)

6. Что происходит с устойчивостью и управляемостью автомобиля при резком торможении и почему.

Ответ (см. приложение 1)

7. Что такое «циклический режим работы АБС».

Ответ (см. приложение 1)

8. Какой критерий широко используется в алгоритмах функционирования АБС.

Ответ (см. приложение 1)

9. Что такое «низкопороговое» и «высокопороговое» управление торможением в АБС.

Ответ (см. приложение 1)

10. Чем отличается закрытая АБС от открытой.

Ответ (см. приложение 1)

Подведение итогов актуализации опорных знаний с выставлением оценок.

4. Начальная мотивация учебной деятельности (1 мин)

Преподаватель: необходимость получения знаний по устройству и принципу действия приборов системы освещения и световой сигнализации для дальнейшего практического применения в процессе формирования специалиста среднего звена (техника – электромеханика) новой формации, конкурентоспособного, владеющего современными передовыми технологиями в области микропроцессорных систем управления автомобиля.

5. Изучение нового материала (55 мин)

В конспектах лекций запишите сегодняшнюю дату 09.11.2022 г. Тема и план занятия (слайд 4) указаны на слайде презентации.

Тема занятия: Система освещения и световой сигнализации автомобиля.

План занятия:

1. Назначение, классификация и технические характеристики приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля.

2. Устройство и принцип действия приборов системы освещения и сигнализации.

3. Лампы накаливания световых приборов.

4. Особенности конструкции оптических элементов современных транспортных средств.

5.1. Теоретический блок «Назначение, классификация и технические характеристики приборов системы освещения и световой сигнализации автомобиля» (10 мин) (слайд 5).

Система освещения и световой сигнализации предназначена для освещения дороги при движении в ночное время суток, рабочих органов на специальных машинах, передачи информации о габаритах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, салона кузова, щитка приборов, багажника, подкапотного пространства и т. п.

К приборам системы освещения и световой сигнализации, обязательным к установке на автотранспортные средства относятся:

- фары головного света «ближнего» и «дальнего»;

- передние, задние габаритные фонари;

- указатели поворота передние, задние и боковые (на современных автомобилях совмещены с аварийной сигнализацией);

- фонари заднего хода;

- фонарь сигнала торможения;

- фонарь освещения заднего номерного знака;

- задние противотуманные фонари;

- боковые габаритные огни на транспортных средствах длиной более 6м;

- передние и задние светоотражающие устройства нетреугольной формы;

- боковое светоотражающее устройство на автомобилях длиной более 6м;

- опознавательные фонари автопоезда.

К необязательным световым приборам относятся:

- передние противотуманные фары;

- дневные ходовые огни;

- фонарь подсветки поворота;

- прожектор или фара-искатель.

На прицепах обязательна установка следующих приборов:

- переднего габаритного огня (при ширине прицепа более 1,6м);

- фонарь сигнала торможения;

- фонарь заднего хода (для прицепов массой более 750кг);

- заднего светоотражающего устройства треугольной формы;

- бокового светоотражающего устройства нетреугольной формы.

К необязательным световым приборам на прицепах относятся:

- фонарь заднего хода (для прицепов массой до 750 кг);

- фонарь переднего габаритного огня при ширине прицепа менее 1,6 м;

- заднего светоотражающего устройства нетреугольной формы.

Так же в автомобиле должны быть:

- лампы освещения шкал приборов;

- плафон освещения кабины и подкапотного пространства;

- контрольные лампы.

По функциональному назначению приборы системы освещения можно разделить следующим образом:

Фары – предназначены для освещения дороги в условиях недостаточной освещенности.

Фонари – предназначены для обозначения транспортного средства и подачи световых предупреждающих сигналов, в том числе подсветки государственных регистрационных номеров. Плафоны подсветки – предназначены для местного освещения указателей приборной панели, кнопок управления, салона автомобиля, дверного проёма, моторного отсека или багажного отделения.

Контрольные лампы – предназначены для индикации неисправностей (давление масла, заряд АКБ), включении какой-либо системы (противотуманные фары). В соответствии со своим назначением в конструкции приборов освещения существуют некоторые различия о которых будет описано ниже. При высоких скоростях движения ночью необходимо освещать дорогу перед автомобилем на расстоянии 50–250 м. Эта проблема решается установкой на автомобилях и других транспортных средствах фар головного освещения с параболоидными отражателями света. Отраженные лучи идут узким пучком параллельно оптической оси, если в фокусе отражателя помещен точечный источник света. Нить накала лампы для фар имеет конечные размеры. Поверхность отражателя не имеет точной математической формы параболоида. Поэтому в фарах отраженные лучи представляют собой слабо расходящийся пучок.

Световой поток источника света распространяется в пределах телесного угла, равного 4π. На отражатель падает световой поток, расходящийся в телесном угле ω1. После отражения этот поток концентрируется в малом телесном угле ωώ2. Световой поток равен произведению средней силы света в заданном телесном угле на значение этого угла. Даже при некотором уменьшении отраженного светового потока, обусловленного потерями на отражение, концентрация пучка отраженных лучей в малом телесном угле ωώ2 позволяет во много раз увеличить силу света в нем по сравнению с силой света нити накала лампы.

Фары автомобиля должны удовлетворять двум противоречивым требованиям:

– обеспечивать достаточную освещенность дороги и находящихся на ней объектов на расстоянии не менее 100 м;

– не ослеплять водителей встречного транспорта.

Ослепление водителей светом фар при встречном разъезде транспорта является серьезной проблемой, связанной с обеспечением безопасности движения. В настоящее время эта проблема решается путем использования двухрежимных систем головного освещения с дальним и ближним светом.

Термином «дальний свет» обозначают световой пучок фары или комплекта фар, предназначенный для освещения дороги перед транспортным средством при отсутствии встречного транспорта.

Ближним светом является световой пучок фары или комплекта фар, обеспечивающий освещение дороги перед транспортным средством при движении в городах или при разъезде со встречным транспортом на автодорогах.

Распределение света на дороге зависит от конструкции оптического элемента и лампы. Современные автомобили оборудованы в основном круглыми и прямоугольными головными фарами с американской и европейской асимметричными системами светораспределения. Асимметричный свет обеспечивает лучшую освещенность той стороны дороги, по которой движется автомобиль, и уменьшает степень ослепления водителей встречного транспорта. Снижение степени ослепления при встречном разъезде транспорта обеспечивается применением в фарах двухнитевых ламп.

В лампах фар с американской системой светораспределения нить накала дальнего света (обычно дугообразной формы) расположена в фокусе отражателя; по отношению к ней нить накала ближнего света (цилиндрической формы) смещена несколько вверх и вправо (если смотреть на отражатель со стороны светового отверстия).

Расфокусировка нити ближнего света разделяет пучок отраженных лучей на две основные части. Одна часть светового пучка, отраженная от внутренней части отражателя (на стороне вершины параболоида А) до фокальной плоскости ВВ', направлена вправо и вниз относительно оптической оси фары. Другая часть светового пучка, отраженная от внешней части отражателя между фокальной плоскостью и кромкой выходного отверстия СС', направлена влево и вверх и попадает в зону расположения глаз водителя встречного транспорта.

Световой пучок в американской системе распределения ближнего света размыт, четкой светотеневой границы нет. Увеличение угла рассеивания отраженного светового потока вызывает необходимость вторичного светораспределения рассеивателем со сложной системой микроэлементов. Для уменьшения светового потока лучей, отраженных вверх и вправо от оптической оси, применяют отражатели с меньшей глубиной (с меньшим телесным углом).

Фары с европейской системой светораспределения ближнего света создают четко выраженную светотеневую границу.

Нить дальнего света имеет дугообразную форму и располагается в фокусе отражателя. Нить ближнего света цилиндрической формы выдвинута вперед и расположена чуть выше и параллельно оптической оси. Лучи от нити ближнего света, попадающие на верхнюю половину параболоидного отражателя, отражаются вниз, освещая близлежащие участки дороги перед автомобилем. Светотеневую границу создает экран, расположенный под нитью ближнего света. Непрозрачный экран исключает попадание световых лучей на нижнюю полусферу отражателя, поэтому траектория движения глаз водителя встречного транспорта находится в теневой зоне. Одна сторона экрана отогнута вниз на угол 15°, что позволяет увеличить активную поверхность левой половины отражателя и освещенность правой обочины и полосы движения автомобиля.

Европейская система светораспределения, по сравнению с американской, хорошо освещает правую часть дороги, обочину и вызывает меньшее слепящее воздействие на водителей встречного транспорта. При движении автомобиля по неровной дороге колебания светотеневой границы быстро утомляют зрение водителя. Американская система с размытым световым пучком ближнего света менее чувствительна к неровностям дороги. При встречном разъезде автомобилей с различными системами распределения ближнего света водители автомобилей с фарами европейского типа испытывают ослепление в большей степени.

Системы освещения

На автомобилях применяются двух- и четырехфарные системы головного освещения. При двухфарной системе каждая фара создает дальний и ближний свет, что усложняет конструкцию рассеивателя. В четырехфарной системе две внутренние фары с однонитевыми лампами создают только дальний свет.

5.2. Закрепление изученного материала (3 мин):

Преподаватель: для осмысления и закрепления изученного материала предлагаю вам ответить на следующие вопросы.

1. Назначение системы освещения и световой сигнализации.

2. По каким критериям классифицируют приборы системы освещения и световой сигнализации.

3. Требования к приборам освещения и сигнализации.

4. Почему необходима двухрежимная работа фар головного освещения автомобиля.

5. Что такое фокусное расстояние отражателя фары.

6. Какие основные цвета рассеивателя приняты в приборах освещения и сигнализации.

7. Что такое «огни автопоезда».

8. Для каких целей устанавливается третий «стоп - сигнал».

9. Когда необходимо включать противотуманные фонари.

5.3. Теоретический блок «Устройство и принцип действия приборов системы освещения и сигнализации» (20 мин)

Устройство фары.

Фара состоит из корпуса, отражателя, рассеивателя, источника света с держателем, соединительной колодки с проводами и деталей крепежа. В отличие от фонарей фара предназначена для освещения дороги и, следовательно, применяется более мощный источник света и развитый отражатель для максимально полного использования света лампы.

Фары должны быть сконструированы таким образом, чтобы при установке соответствующей лампы они обеспечивали достаточную освещенность без ослепления других участников дорожного движения при включенном огне ближнего света, для этого в конструкцию фары внесён теневой экран прямого света, он может быть, как элементом фары, так и элементом лампы.

В конструкции фары необходимо предусмотреть регулировку направления светового пучка, которая производится поворотом оптического элемента, если фара с подвижным рассеивателем, или отражателя относительно корпуса, если фара с неподвижным рассеивателем.

Источник света устанавливается с внутренней стороны отражателя и, при выходе из строя, достаточно легко меняется. Лампа-фара является неразборным оптическим элементом и включает в себя рассеиватель, отражатель и лампу. Лампы-фары хорошо защищены от попадания влаги и грязи, но при перегорании спирали их приходится менять целиком. По этой причине на автомобилях такие фары применяются крайне редко.

В проекторных фарах устанавливается собирающая линза. Свет от источника попадает на отражатель и направляется на собирающую линзу которая формирует пучок света, ненужная часть светового потока поглощается теневым экраном. Данный вид фар получает все более широкое распространение по причине своей компактности и отличной организацией светового потока.

Если несколько световых приборов, выполняющих различные функции и работающие в разных режимах объединены в одном корпусе, то такой прибор будет называться блок-фарой или блок-фонарём. Отражатель такой блок-фары может быть параболическим (однофокусным, двухфокусным или многофокусным), полиэллипсоидным.

Устройство блок-фар двухфарной системы освещения. Другие две фары, располагаемые ближе к плоскостям бокового габарита автомобиля, имеют двухнитевые лампы и обеспечивают ближний свет при встречном разъезде автомобилей и дальний совместно с внутренними фарами при отсутствии встречного транспорта. Рациональное распределение ближнего и дальнего света по отдельным фарам позволяет рассчитать оптическую систему на определенный режим работы. Однако четырехфарная система имеет большую стоимость.

Помимо обязательных фар головного освещения с дальним и ближним светом на автомобилях могут быть установлены противотуманные фары, фары-прожекторы и фары рабочего освещения.

Противотуманные фары используются при движении в тумане, при большой запыленности воздуха и во время снегопада. Они отличаются специальным светораспределением и низким по отношению к дорожному полотну расположением. Рассеяние противотуманных фар увеличено в горизонтальной и ограничено в вертикальных плоскостях. Рассеивающее действие туманной среды на световой поток противотуманных фар ограничивается благодаря уменьшению длины пути световых лучей. Световой пучок противотуманной фары должен иметь резкую светотеневую границу в горизонтальной плоскости оптической оси, чтобы не освещать частицы тумана и пыли, находящиеся выше этой плоскости.

Прямоугольные фары имеют параболоидный отражатель, срезанный снизу и сверху горизонтальными плоскостями. Увеличение светового отверстия в горизонтальной плоскости позволяет обеспечить лучшее освещение дороги на большом расстоянии. Прямоугольные фары проще разместить в передней части автомобиля между капотом и буфером.

Устройство фонаря.

Конструкция фонарей в общем сходна по своей структуре и состоит из следующих деталей: рассеивателя, отражателя, лампы (источника света), патронов ламп, штекерного разъема, корпуса и уплотнительной прокладки.

По своему назначению детали фонаря выполняют следующие функции:

1. Рассеиватель – формирует световой поток и обеспечивает читаемость сигнала фонаря, защищает внутренние элементы фонаря от попадания воды и грязи. На поверхности рассеивателя выполняется «рисунок» состоящий из большого числа линз, преломляющих, собирающих и распределяющих световой поток. В зависимости от места установки и назначения может иметь цвет: красный, оранжевый или бесцветный.

2. Отражатель – собирает свет от источника и направляет его на рассеиватель, на некоторых фонарях может являться частью корпуса или отсутствовать вовсе. На современных автомобилях все чаще применяются отражатели ступенчатой формы, который и формирует световой поток фонаря, в этом случае рисунок на рассеивателе не наносится.

3. Источник света – устройство для выделения светового потока видимого человеческим глазом спектра. В качестве источника света наибольшее распространение получила лампа накаливания мощностью до 21 Вт, но все чаще в современных автомобилях применяться полупроводниковые элементы (светодиоды).

4. Корпус – внешняя оболочка, фиксирующая детали фонаря и имеющая крепления к кузову автомобиля, также защищающая внутренние элементы фонаря от внешних воздействий.

5.4. Закрепление изученного материала (3 мин):

Преподаватель: для осмысления и закрепления изученного материала предлагаю вам ответить на следующие вопросы

1. Привести устройство фары головного света.

2. Привести конструкцию заднего фонаря автомобиля.

3. Особенности конструкции отражателя и рассеивателя.

4. Из каких элементов состоит блок фара.

5. При помощи каких элементов осуществляется регулировка светового потока.

6. Назвать месторасположение противотуманных фар.

7. Устройство проекторной фары.

5.5. Теоретический блок «Лампы накаливания световых приборов». (10 мин)

Источники света.

В качестве источника света применяются следующие виды электрических приборов:

- лампа накаливания вакуумная;

- лампа накаливания галогенная;

- лампа газоразрядная;

- светодиоды.

В основе работы лампы накаливания лежит эффект нагревания проводника при прохождении через него электрического тока. Тело накаливания изготавливается из тугоплавкого материала, чаще вольфрама или реже осмия. Для получения свечения видимого спектра тело накаливания нагревается до температуры 2000-2500˚С, но при такой температуре в воздушной среде материал мгновенно бы окислился и разрушился, поэтому вокруг создают инертную среду. В самом простейшем случае эта среда – вакуум. Для предотвращения разрушения колбы лампы под действием разницы давлений её форма выбрана в виде сферы.

Время службы вакуумной лампы накаливания ограничено из-за испарения материала нити во время работы, возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что, в свою очередь, ведёт к ещё большему нагреву этих участков нити и её оплавления, и как следствие, лампа выходит из строя. Если колбу лампы накаливания заполнить инертным газом, то испарение нити накала значительно уменьшается, но все же остается (приводит к почернению колбы и снижает светоотдачу). Галогенные лампы заполнены внутри галогенным газом под давлением от 25 до 200 МПа. При нагреве нити накала пары йода или брома препятствуют испарению вольфрама, это позволяет повысить температуру нити накала и увеличить световую отдачу на 50-60%. При работе такой лампы ее колба нагревается до температуры 600-700°С, что предъявляет определенные требования к установке этих ламп и материалам фары для исключения их разрушения. Форма колбы галогенных ламп выполнена в виде цилиндра, что позволяет противодействовать разрыву из-за внутреннего давления и минимизировать объем газа внутри, что, в свою очередь влияет на стоимость ламп.

Газоразрядные или «ксеноновые» лампы излучают свет за счет дугового разряда в газовой среде. Внутри кварцевой колбы, заполненной под давлением около 300 МПа, парами ртути, йодидами металлов и ксенона, образуется электрическая дуга между двумя электродами. Лампа более сложна в управлении т.к. для образования дугового разряда необходимо подать на лампу напряжение величиной 18-30 кВ, а для поддержания горения дуги на лампу подается переменное напряжение от 65 до 102 В. Напряжение, подаваемое на лампу, постоянно регулируется, и поэтому необходим специальный блок питания. Так как температура дуги значительно превосходит температуру раскаленного вольфрама галогенной лампы, следовательно, газоразрядная лампа обеспечивает значительно больший световой поток, при этом требуя меньшей подводимой электрической мощности.

Маркировка ламп.

В зависимости от назначения фонарей и фар их габаритных размеров, характеристик светового потока, совместного использование в блочных конструкциях применяют лампы, имеющие различные габариты, электрические характеристики, присоединительный цоколь. Для исключения путаницы лампы должны быть однозначно обозначены. На данный момент существует несколько стандартов обозначения источников света.

В соответствии с ГОСТ 2023.01-88 обозначение автомобильных ламп выглядит следующим образом:

А-12-21-2 где: первые буквы обозначают назначение и вид лампы

А – автомобильная лампа;

АМН – автомобильная миниатюрная лампа;

АС – автомобильная софитная лампа;

АКГ – автомобильная кварцевая галогенная лампа.

Затем указано номинальное напряжение (12 В); электрическая потребляемая мощность (21 Вт) и в конце номер разработки (2). Данное обозначение неудобно, т.к. в ней не зашифрован тип лампы, а номер разработки относится к конкретной модели лампы. Если мощность указана через дробь – лампа двухрежимная.

Более подробная маркировка типа лампы, конструкции и присоединительным размерам принята в европейском стандарте ЕСЕ, но значение питающего напряжения не оговорена, и указывается отдельно:

W – после цифры обозначает мощность (60/55W), либо если “W” в начале маркировки это означает, что лампа имеет стеклянный цоколь (W5W);

Т – миниатюрная цокольная лампа (T4W 12V);

R – лампа с 15-мм цоколем и колбой диаметром до 19 мм (R5W);

P – лампа с 15-мм цоколем и колбой диаметром до 26,5 мм (P21W);

Н – указывает, что лампа галогенная (H6W);

C – софитная лампа, патрон расположен с двух сторон (С5W);

Цифра после первой буквы – номер модели лампы (H1, H4, H7);

HB – лампа соответствует американским стандартам (HB1, HB3).

Y – перед числом означает, что цвет колбы оранжевый (PY21W);

D2S и D2R – обозначают газоразрядную лампу, цифра указывает на поколение лампы (1 и 3 со встроенным блоком питания); буква S лампа применяется в прожекторной оптике, R – лампа применяется в рефлекторной оптике.

Маркировка фар и фонарей.

Любой автомобильный световой прибор, сконструирован в соответствии с установленным регламентом, должен иметь маркировку для однозначного определения его назначения, структуры и характеристик. Маркировка на фарах и фонарях различных производителей автомобилей немного отличается по структуре и месту нанесения, но имеет одинаковые буквенно-цифровые обозначения. В России применяется европейская маркировка, в качестве примера разберем маркировку фары автомобиля европейского производства (рис. Маркировка наносится, чаще всего, на стекле рассеивателя фары, реже – на корпусе фары, но обязательно в месте, где её можно считать, не демонтируя фару. Также маркировка может быть продублирована приклеенной этикеткой. Маркировку выполняют таким образом, чтобы в неё нельзя было внести изменения в незаводских условиях: при нанесении на корпусе символы наносятся методом формовки при изготовлении корпуса, дублирующая этикетка при попытке её отделения от корпусаразрушается. При маркировке фары значения параметров расставляют в определенном положении, при отсутствии каких-либо параметров, свойственных этой фаре или фонарю, поле оставляют пустым.

Рассмотрим обозначения и расшифровку параметров в указанных (рис. 9 а) полях:

Поле 1. Знак официального утверждения. Знак состоит из круга, в котором проставлена буква «Е», если световой прибор соответствует европейским нормам, правее ставится код страны, предоставившей официальное утверждение, под кругом указывается номер официального утверждения. Вместо “E” в круге может быть аббревиатура DOT (расшифровывается как Department Of Transport, т.е. министерство транспорта), это означает, что световое распределение пучка соответствует американскому стандарту.

Поле 2. Материал фары: PL – пластмассовый рассеиватель, S – цельностеклянная лампа-фара.

Поле 3. Код назначения фары или фонаря. Если код один, следовательно, этот прибор выполняет только одну функцию (как правило, на фонарях). Если кодов несколько, следовательно, этот блок фонарь или блок-фара предназначены для выполнения нескольких функций.

Обозначение кодов:

C – ближний свет c вакуумной лампой;

HC – ближний свет с галогенной лампой;

DC – ближний свет с газоразрядной лампой;

R – дальний свет c вакуумной лампой;

HR – дальний свет с галогенной лампой;

CR либо C/R – двухрежимная фара ближнего и дальнего света, буква H или D, перед кодом говорит об источнике света;

B – противотуманная фара;

A – габаритный огонь передний;

R – габаритный огонь задний;

S1, S2 – сигнал торможения основной;

S3 – сигнал торможения дополнительный;

R-S – двухрежимный фонарь «габарит – сигнал торможения»;

F – задний противотуманный фонарь;

AR – фонарь заднего хода;

1, 1a, 1b – указатель поворота передний;

2, 2a, 2b – указатель поворота задний;

3, 4, 5, 6 – указатель поворота боковой, комбинированием с буквой R или L указывается сторона установки;

RL – дневной ходовой огонь;

L – фонарь освещения заднего номерного знака;

SM1 – боковой габаритный огонь для грузового транспортного средства;

SM2 – боковой габаритный огонь для легкового транспортного средства;

IA – задние светоотражатели, установленные на автомобилях, отдельно от задних фонарей.

IB – задние светоотражатели, установленные на автомобилях, встроенные в задние фонари.

IIIA – задние светоотражатели, установленные на прицепах, отдельно от задних фонарей

IIIB – задние светоотражатели, установленные на прицепах, встроенные в задние фонари.

Поле 4. Особенности режима работы оптических элементов. Цифра, указанная рядом с кодом назначения, говорит о серии поправок к требованиям Правил ЕЭК ООН. Поле 5. «Ведущее число» освещенности, т.е. коэффициент максимального значения силы света для данной фары в режиме «дальний свет».

Рассчитывается по формуле:

I′M = IM /4300

где: IM – измеренная сила света.

I′M – указываемое значение, округленное в большую сторону до числа из размерного ряда: 7,5; 10; 12,5; 17,5; 20; 25; 27,5; 30; 37,5; 40; 45; 50.

Поле 6. Направление движения. Стрелка указывает, для какой организации движения предназначено светораспределение данной фары в режиме «ближний свет». Для стран с правосторонним движением стрелка не ставится, для стран с левосторонним движением указывается стрелка. Если указаны две стрелки, направленные в разные стороны, фара пригодна и для левостороннего движения и для правостороннего.

Также рядом с маркировкой может быть указан производитель фары и производитель автомобиля, но это требование не обязательное. На фарах указывается наклон светотеневой границы в режиме «ближний свет» (рис. 10). Наклон указывается в процентах, и характеризует, на сколько дециметров ниже линии горизонта должна быть светотеневая граница светового пучка фары на дистанции в 10 метров. Для указанного на рисунке 10 угла, значение будет равно 130 мм.

Автоматический корректор фар.

Автоматический корректор фар предназначен для автоматической регулировки угла наклона светового пучка фар ближнего и (или) дальнего света в зависимости от загрузки транспортного средства (ТС).

Устройство предназначено для установки на ТС, оборудованные электрокорректором света фар с ручным управлением по однопроводной схеме. При использовании поставляемого комплекта крепления датчика загрузки задней (передней) оси, устройство может быть установлено на следующие ТС:

– ВАЗ «Калина», Приора, УАЗ «Патриот», Газель;

– Hyundai Elantra J3, Honda Civic 5D, Mitsubishi Lancer 9 поколения, ряд моделей Volkswagen, Skoda;

– другие ТС с однопроводной схемой электрокорректора.

Блок управления устройства устанавливается в салоне ТС и рассчитан на эксплуатацию в условиях умеренного и тропического климата при температуре окружающего воздуха от минус 40 °С до 45 °С и относительной влажности 90 % при температурБлок управления устройства построен на базе микроконтроллера и имеет следующие особенности:

– возможность автоматической или ручной регулировки угла наклона светового пучка фар;

– простоту настройки устройства;

– электронную защиту от неправильного подключения и нештатных режимов работы;

– звуковую сигнализацию о смене режима работы;

– возможность получения диагностической информации посредством звуковой сигнализации.

По сигналам с датчиков загрузки осей ТС (с датчика загрузки задней оси при использовании одного датчика) устройство автоматически регулирует угол наклона светового пучка фар. При обнаружении неисправности устройство автоматически переходит в ручной режим управления, сообщая об этом коротким звуковым сигналом.

Положение переключателя корректора света фар определяет рабочий режим устройства:

– «0» – автоматический режим регулировки угла наклона светового пучка фар (в ручном режиме это положение соответствует максимально поднятому световому пучку фар);

– «промежуточное» – автоматический режим регулировки угла наклона светового пучка фар, с ручным ограничением верхней границы светового пучка, которая определяется текущим положением переключателя (также как при ручном управлении);

– «максимальное» – световой пучок от фар опущен максимально вниз, устройство переходит в ручной режим управления (сигнализация – 1 короткий звуковой сигнал), после которого в промежуточных положениях переключателя устройство управляет углом наклона светового пучка фар в ручном режиме (обратный перевод устройства в автоматический режим производится установкой переключателя в положение «0», подтверждение – 2 или 3 коротких звуковых сигнала).

Для игнорирования быстрых перемещений подвески во время движения, регулировка угла наклона светового пучка фар производится с усреднением в течение 30 секунд.

Работа автоматического корректора фар происходит по такому принципу: сначала устанавливаются моторчики, которые изменяют положение фар, затем происходит установка главного блока управления. Потом в заднюю часть днища автомобиля устанавливается ультразвуковой датчик, который, улавливая ультразвуковые сигналы, оценивает положение, в котором на данный момент находится автомобиль, а затем за доли секунды передает информацию на главный управляющий блок, где и происходит изменение угла наклона световых пучков фар. Таким образом, устройство работает по простому принципу, автоматически принимая решение и освобождая водителя от лишних забот. После установки автокорректора его необходимо откалибровать.

Реле поворотов.

Система освещения и световой сигнализации предназначена для освещения дороги, передачи информации об автомобиле (габаритных размерах, наличии прицепа и полуприцепа, о предполагаемом маневре), а также для освещения кабины, приборов, подкапотного пространства, номерного знака и др. Эта система имеет большое значение в обеспечении безопасности движения. К приборам системы освещения и световой сигнализации относятся фары головного света, противотуманные фары, прожектор, передние и задние фонари, фонари заднего хода, фонарь освещения номерного знака, указатели поворота, опознавательные фонари автопоезда, лампы освещения шкал приборов, плафон освещения кабины. Данное реле является самым простым и универсальным устройством. Несмотря на то, что это реле на 24 В, его можно использовать на любых автомобилях, даже если напряжение бортовой сети 12 В. Обычно реле работает сразу, но если нет, достаточно ослабить пружину реле Р1. Им можно заменить практически любое реле поворотов, как электронное, так и биметаллическое.

У электронного контактного прерывателя типа РС951А есть электронная защита от короткого замыкания в цепи нагрузки. В случае короткого замыкания падение напряжения на измерительном резисторе будет больше, чем в обычном режиме; каскад, состоящий из транзистора и тиристора, срабатывает и блокирует работу таймера; обмотка К1 обесточится; контакты К1.1 не будут замыкаться и ток в нагрузку не поступит. Чтобы снова включить прерыватель, необходимо устранить неисправность, снять напряжение (для выключения тиристора) и вновь включить питание. Для автомобиля без прицепа выпускается модификация РС951К без обмотки К4 и контактов К4.1. На передней крышке реле установлен один восьмиштеккерный разъем. Двухрежимная сигнализация исключает ослепление водителя автомобиля, движущегося сзади, с еесвета фонарей стоп-сигналов и указателей поворота уменьшилась примерно на 40 %. Технически это осуществлялось подсоединением в цепь ламп указателей поворота и ламп стоп-сигналов резистора, сопротивлением 3,3 Ом.

5.6. Закрепление изученного материала (3 мин):

Преподаватель: для осмысления и закрепления изученного материала предлагаю вам ответить на следующие вопросы.

1. Каковы основные характеристики ламп, которые используются в автомобилях.

2. Каковы конструктивные отличия одно и двухнитиевых ламп.

3. Какой тип ламп используется в галогеновых лампах.

4. Температура нагрева нити накаливания лампы.

5. Как работает автоматический корректор фар.

6. Расшифровать обозначение в маркировке лампы АКГ.

7. Для каких целей в колбу лампы накаливания добавляется инертный газ.

5.7. Теоретический блок «Особенности конструкции оптических элементов современных транспортных средств». (15 мин)

Попытки повернуть фары автомобиля вслед за рулевым колесом автомобилестроители начали предпринимать сразу после появления самих фар. Однако механическая связь фар и рулевого колеса не позволяла соотносить угол поворота лучей со скоростью движения.

Теперь идея поворотного освещения возрождается на новом, электронном уровне. Самое простое решение — дополнительная боковая лампочка, которая загорается при повороте рулевого колеса или включенном указателе поворотов на скорости до 70 км/ч. Подобные фары имеют, к примеру, Audi A8 (первое применение) и Porsche Cayenne. Следующая ступень — поворотные фары. В них фара с учетом скорости движения, угла поворота рулевого колеса и угловой скорости автомобиля вокруг вертикальной оси (датчик поворота) поворачивается вслед за рулевым колесом в пределах 15…22° наружу и на 7° внутрь. Такими фарами оснащаются BMW, Mercedes, Lexus, Opel Astra. Третий вариант адаптивного света — комбинированный. На высоких скоростях активна только поворотная фара, а в медленных поворотах или при маневрировании подключается статическое освещение (оно имеет больший угол охвата — до 90°). Такими фарами оснащен Opel Signum.

Примером адаптивной системы освещения является система освещения Adaptive Front-Lighting System (AFL), позволяющая приспосабливать направление света фар к дороге. Эта система сочетает динамическое управление фарами со статическим управлением боковым светом на перекрестках и в узких извилистых проездах. Освещение дороги при ее использовании захватывает значительно больший угол, чем при применении обычной системы на магистрали такие фары могут поворачиваться в сторону виража на угол до 15°, в зависимости от скорости автомобиля и угла поворота рулевого колеса. При этом левый и правый световые пучки поворачиваются на разные углы. Исполнительным механизмом управляет контроллер, который анализирует скорость автомобиля и угол поворота рулевого колеса. На скорости до 40 км/ч при проезде перекрестков и узких проездов задействуется дополнительная фара. Она включается при включении указателя поворота и с началом поворота рулевого колеса. Примером адаптивного (бокового) освещения может служить статическое освещение с применением светодиодов в автомобилях Audi A8. Для этой системы в фаре установлен рефлектор с четырьмя светодиодами, которые включаются в дополнение к ближнему свету. В целях недопустимости ослепления встречных водителей легковые автомобили могут оборудоваться автоматической системой отключения дальнего света. Распознавание дорожной обстановки впереди автомобиля осуществляется видеокамерой дальнего света, расположенной в основании внутреннего зеркала заднего вида, жестко закрепленного на лобовом стекле. Система обеспечивает водителю лучшую видимость в темное время суток, так как дальний свет всегда остается включенным, если дорожная обстановка и условия движения это допускают. Если камера системы распознает движущийся навстречу или впереди идущий автомобиль, дальний свет своевременно отключается, чтобы не ослеплять участников дорожного движения. При покидании распознанным автомобилем зоны обнаружения системы дальний свет автоматически включается. По освещенности дороги система распознает движение по населенным пунктам и городам, отключая дальний свет. После выезда из населенного пункта или города дальний свет снова автоматически включается. Программное обеспечение системы способно распознать густой туман, что также приводит к отключению дальнего света. Более совершенной является автоматическая коррекция дальности света фар. Такая система плавно переключает ближний и дальний свет фар в зависимости от фактических условий окружающей среды и дорожной обстановки. Специальная видеокамера в БУ распознает встречный и обгоняющий транспорт. В своей работе функция автоматической коррекции дальности света фар учитывает также данные навигации, получая от нее информацию о расположенных перед автомобилем участках маршрута.

Если система распознает движущийся во встречном направлении автомобиль, то дальность света фар уменьшается, пока они полностью не переключатся в режим ближнего света. Таким образом, исключается ослепление водителей встречного транспорта. После того как встречный автомобиль проедет, если только дорожная обстановка это допускает, дальность света фар снова увеличивается до режима дальнего света. Одной из современных систем освещения является активный свет, применяемый, например, у автомобилей Touareg. Главная его особенность заключается в том, что он не ослепляет водителей встречных автомобилей. Ксеноновые прожекторные фары позволяют ездить с постоянно включенным дальним светом. На ближний свет фары переключатся автоматически, как только камера, установленная под лобовым стеклом (она же следит за разметкой), заметит встречный или попутный транспорт. В фарах есть специальная шторка с электроприводом, которая позволяет перекрыть световой пучок и сформировать нужную светотеневую границу. Электронная система сама следит за дорогой и передвигает шторку таким образом, чтобы встречная машина всегда находилась в тени. Система автоматически следит сразу за несколькими автомобилями, поэтому водитель может спокойно ехать по загородной трассе с включенным дальним светом, что повышает безопасность движения. Время быстродействия системы 350 мс. Работа и взаимодействие систем безопасности происходит посредством новой более быстродейственной шины FlexRay (10 Мбит/c).

Суть такой системы заключается в том, что за встречным (а заодно и попутным) потоком следит видеокамера, установленная под потолком салона. Вторая часть системы расположена в фаре автомобиля. Подвижные отражатели, которыми управляет быстродействующий шаговый двигатель, за миллисекунды изменят ширину и направленность светового потока. При этом изменяются углы наклона и ширина светового пучка в зависимости от реальной дорожной обстановки. Луч света фар попадет лишь на асфальт, но не в глаза встречному водителю и не на зеркало едущему в попутном направлении. Видеокамера, обнаружив потенциальное препятствие, дает команду о его подсветке. Чтобы исключить ослепление встречных водителей фарами автомобиля, современные легковые автомобили оснащаются фарами с устройством автоматического регулирования наклона фар. БУ автоматического регулирования наклона фар определяет посредством двух сенсоров на передней и задней осях автомобиля, установленных на одной стороне, степень загрузки автомобиля. Эта информация передается в БУ, который изменяет напряжение в серводвигателях. Последние, автоматически поворачиваясь, в зависимости от нагрузки на автомобиль, обеспечивают оптимальное освещение дороги. Система ночного видения предназначена для предоставления водителю информации об условиях движения в темное время суток. Система позволяет распознавать всевозможные препятствия, участников дорожного движения, пешеходов на неосвещенной дороге, а также дальнейшую траекторию трассы.

Система помогает снять нагрузку с водителя в условиях плохой видимости и тем самым обеспечивает повышение безопасности движения. В настоящее время система ночного видения устанавливается в качестве опции на легковые автомобили премиум-класса. Принцип действия системы основан на фиксации инфракрасного (теплового) излучения объектов специальной камерой и его проецировании на дисплей в виде серого масштабного образа.

Различают два типа систем ночного видения: пассивные и активные.

Пассивные системы ночного видения захватывают тепловое излучение, исходящее от объектов, используя тепловую камеру (тепловизор). Любые объекты (живые и неживые) обладают определенной температурой и излучают тепло. В зависимости от температуры, интенсивность излучения бывает разная. Благодаря наличию тепловизионных приборов оно преобразуется в видимое нашему глазу изображение. Тепловая камера фиксирует инфракрасное излучение объектов на расстоянии до 300 м. Они имеют высокий уровень контрастности и низкое разрешение изображения. Пассивные системы ночного видения:

- Night Vision Assistant от Audi;

- Night Vision от BMW;

- Night Vision от General Motors;

- Intelligent Night Vision System от Honda.

Активные системы ночного ведения используют дополнительный источник инфракрасного света, устанавливаемый на автомобиль. Они характеризуются высоким разрешением изображения и дальностью охвата порядка 150…250 м.

Известными активными системами ночного видения являются:

- Night View Assist от Mercedes-Benz;

- Night View от Toyota.

В качестве фильтра применяется специальное стекло, состоящее из тончайших слоев таких материалов, как MgF2, Na3AlF6, ZnS, TiO2, Ta2O5, Nb2O5. Проходя через множество слоев, световые волны разной длины изменяют фазу и на выходе складываются таким образом, что-либо гасят, либо усиливают интенсивность. В итоге фильтр пропускает свет строго с длины волны 780 нм. Фара с таким стеклом выглядит выключенной, но только для глаза. Встречные водители будут видеть только ближний свет, в то время как ИК-излучение воспринимает «третий глаз» — видеокамера, установленная за зеркалом в салоне. Полученная картинка проходит цифровую обработку, которая повышает четкость изображения. Затем ее выводят на отдельный монитор или непосредственно на лобовое стекло. Система способна не только отображать объекты на дисплее приборного щитка, но и вести селекцию. Например, когда электроника определяет, что перед машиной человек и он находится вне траектории движения автомобиля, его силуэт отмечается желтой рамкой. Как только система поймет, что человек на пути автомобиля, его фигура станет очерчиваться красной рамкой, при этом раздастся предупреждающий звуковой сигнал. На скорости автомобиля до 50 км/ч при автоматическом режиме включается «городской режим», при этом луч света освещает пространство перед автомобилем относительно недалеко (поз. 2), высвечивая большое пространство вблизи и в левую сторону. С ростом скорости увеличивается и дальность «ближнего света». Начиная со скорости 110 км/ч работает «дальний свет». (Кавычки не случайны — в новой системе традиционное разделение этих понятий теряет смысл.)

Для определения начала поворота установлен чувствительный гироскопический датчик, по срабатыванию которого луч слегка поворачивается в сторону поворота. Если же водитель на небольшой скорости (до 70 км/ч) включил сигнал поворота или система зафиксировала резкий маневр рулем, то включается боковой луч, позволяющий увидеть, что делается слева или справа. При движении автомобиля в тумане автоматически включаются противотуманное освещение (поз. 3). Для того чтобы исключить ослепление встречных водителей, предусмотрено автомагистральное освещение (поз. 4) с инфракрасным излучателем. Датчики, сканирующие пространство перед автомобилем (распознавание образов), уже используются в серийных автомобилях. Примером системы распознавания образов является новый тип сенсорной системы, различающей объекты перед автомобилем (разработана компанией Audi). Новая высокочувствительная система способна формировать трехмерное изображение препятствия перед ТС. В основе технологии — источник модулированного инфракрасного излучения и датчик (он размещен позади лобового стекла на уровне зеркала заднего вида), сделанный из новых фоточувствительных полупроводниковых элементов, известных как фотонные смешивающие устройства (Photonic Mixer Devices, PMD). Эти устройства способны обрабатывать сигналы, возвращенные от множества точек предмета одновременно. По строению похожи на обычные приборы с зарядовой связью (так называемые ПЗС-матрицы), применяющиеся в видео- и фотокамерах. Они используют различие во времени, которое требуется лучам, чтобы вернуться от различных объектов сцены к каждому из чувствительных элементов матрицы PMD.

Для вычисления объемного изображения система сравнивает сигнал от каждого пикселя матрицы с опорным модулированным сигналом, поставляемым схемой излучателя, при этом посторонняя инфракрасная засветка (например, от солнца) отделяется от собственного сигнала.

Поле зрения датчика по горизонтали составляет 32°, а по вертикали – 8°. Частота сканирования препятствий – 200 Гц, что позволяет быстро улавливать изменение дорожной обстановки.

5.8. Закрепление изученного материала (3 мин):

Преподаватель: для осмысления и закрепления изученного материала предлагаю вам ответить на следующие вопросы.

1. Назначение адаптивной системы освещения.

2. Какие факторы обуславливают выбор конструкций фар ближнего и дальнего света автомобилей.

3. Как реализуется автоматическая коррекция дальности света фар.

4. Назначение системы ночного видения на автомобиле.

5. Как работает система распознавания образов.

5.9 Просмотр видеоматериалов по теме лекции.

6. Обобщение и систематизация изученного материала (5 мин)

Преподаватель: для обобщения, всего изученного на занятии предлагаю вам ответить на следующие вопросы (слайд 20):

7. Итоговая часть занятия (4 мин)

Преподаватель: вы сегодня продуктивно поработали и заслуженно получили оценки. Я думаю, что мы достигли поставленной цели.

8. Сообщение домашнего задания (2 мин)

Домашнее задание: выучить конспект занятия.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Набоких В. А. Электрооборудование автомобилей и тракторов: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В. А. Набоких. - 6-е изд., стер. - М. : Издательский центр «Академия», 2017.- 400 с.

2. Акимов С.В., Чижков Ю.П. «Электрооборудование автомобилей» - За рулем, 2007 -335 с.

3. Резник А.М. «Электрооборудование автомобилей» – М: Транспорт. 1990. – 256с.

4. Ютт В.Э. "Электрооборудование автомобилей" – М: Транспорт. 1995 – 304 с.

5. Акимов С.В., Боровских Ю.И., Чижиков Ю.П. Электрооборудование автомобилей.- М. Машиностроение, 1988 -273 с.

6. Тимофеев Ю.Л., Тимофеев Г.Л. Лабораторный практикум по электрооборудованию автомобилей- М. Транспорт, 1988 – 256 с.

7. НИИАТ Техническая эксплуатация электрооборудования автомобилей в автотранспортных предприятиях.- М. Транспорт, 1976-148 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Актуализация опорных знаний.

Вопрос №1 Для каких целей на автомобиле используется АБС.

Ответ.

Антиблокировочная система (АБС, ABS) — система, предотвращающая блокировку колёс транспортного средства при торможении. Основное предназначение системы — сохранение устойчивости и управляемости автомобиля.

Вопрос №2 Назовите основные элементы системы АБС.

Ответ.

Устройство антиблокировочной системы состоит из трех основных составных элементов:

- Колесные датчики скорости.

- Блок (модуль) управления.

- Исполнительное устройство.

Вопрос №3 Как работает электронный блок управления системой распределения тормозных усилий.

Ответ.

Электронная система распределения тормозных усилий, чаще всего встречается как EBD (Electronic Brake Distribution), работает в паре с ABS и является программным дополнением, нежели физическим механизмом. В зависимости от нагрузки на автомобиль, программное обеспечение распределяет тормозное усилие на колеса, тем самым обеспечивая устойчивость машины и управляемость.

Вопрос №4 Как работает колесный датчик системы АБС.

Ответ.

Импульсное кольцо датчика прочно закреплено к ступице колеса и вращается перед одним из концов постоянного магнита. Такая конструкция приводит к тому, что при каждом рассекании поля постоянного магнита в катушке возникает переменный ток. Частота и амплитуда переменного тока пропорциональны скорости вращения колеса автомобиля.

Вопрос №5 Как осуществляется связь педали тормоза и электронного блока.

Ответ.

Одна группа контактов замыкает электрическую цепь на лампы стоп сигналов, а вторая группа подает соответствующий импульс о нажатии на педаль на разнообразные ЭБУ автомобиля.

Вопрос №6 Что происходит с устойчивостью и управляемостью автомобиля при резком торможении и почему.

Ответ

Потеря устойчивости и разворот автомобиля при торможении происходит вследствие заноса автомобиля, наступающего в результате блокирования (скольжения, перемещения юзом) колес, а также из-за различных по величине тормозных сил на левых и правых колесах.

Вопрос №7 Что такое «циклический режим работы АБС».

Ответ

За нарастанием давления рабочей среды в тормозном устройстве следует сброс давления, а затем снова нарастание и т.д. Это связано с инерционностью входящих в нее механических устройств.

Вопрос №8 Какой критерий широко используется в алгоритмах функционирования АБС.

Ответ

Среди большого количества разработанных алгоритмов функционирования АБС наиболее широкое применение получил алгоритм, в котором критерием работы системы является изменение угловой скорости вращения тормозящего колеса

Вопрос №9 Что такое «низкопороговое» и «высокопороговое» управление торможением в АБС.

Ответ

Низкопороговое регулирование предусматривает управление, основанное на условиях, в которых находится тормозящее колесо, имеющее худшее сцепление с поверхностью дороги («слабое» колесо). Высокопороговое управление, основанное на условиях, в которых находится тормозящее колесо, имеющее лучшее сцепление с поверхностью дороги («сильное» колесо), дает более высокую тормозную эффективность, хотя устойчивость при этом несколько снижается, т.к. «слабое» колесо в такой системе циклически блокируется.

Вопрос №10 Чем отличается закрытая АБС от открытой.

Ответ

В открытых АБС происходит постоянный обмен рабочим телом (воздухом) между системой и окружающей средой. В закрытых системах с гидроприводом обмена рабочим телом с окружающей средой быть не может.

Приложение 2

Презентация к открытому занятию

на тему «Система освещения и световой сигнализации автомобиля»

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Просмотр видеоматериала

Приложение 3

Принципиальные схемы, рисунки устройства, принципа действия приборов системы освещения и световой сигнализации.

Рис. 1. Освещение дороги с обычной (а) системой и адаптивной (б) системой.

Рис. 2. Углы поворота фар адаптивной системы при повороте налево (а) и направо (б).

Рис. 3. Адаптивная фара: 1 — оптический элемент ближнего/дальнего света; 2 — актуатор; 3 — червячный редуктор; 4 — электродвигатель; 5 — лампа; 6 — механизм поворота оптического элемента.

Рис. 4. Адаптивное статическое боковое освещение: а — адаптивное освещение не включено; б — адаптивное освещение включено.

Рис. 5. Освещение дороги при наличии перекрестка без дополнительной подсветки (а) и с дополнительной подсветкой (б).

Рис. 6. Освещение дороги с активным светом.

Рис. 7. Направление луча света фар системы освещения с адаптивной световой границей.

Рис. 9. Схема системы автоматического регулирования наклона фар: а — автомобиль не нагружен; б — автомобиль нагружен; 1 — серводвигатель автоматического наклона фар; 2 — блок управления автоматического угла наклона фар; 3, 4 — сенсоры загрузки.

Рис. 10. Компоновка системы освещения с инфракрасным излучателем.

64