28.04. 20г. 061к Устройство авто.

Тема занятия: Приборы освещения и сигнализации.

ЛЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Назначение световых приборов

Световые приборы предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, сало­на, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства и т.д.

Классификация световых приборов

На автомобилях устанавливают различные по назначению, конст­рукции световые приборы с разными электрическими и световыми характеристиками. В обязательный комплект световых приборов для всех автомобилей входят не менее двух фар дальнего и ближнего света, по два габаритных огня и по два указателя поворота спереди и сзади, два световозвращателя, сигналы торможения, фонари заднего хода и один фонарь освещения номерного знака. В качестве дополнительных свето­сигнальных приборов устанавливают контурные огни, боковые повто­рители указателей поворота, опознавательные знаки автопоезда и при­цепов, боковые световозвращатели, огни преимущественного проезда. К необязательным световым приборам относят противотуманные фары и фонари, фонарь увеличения габарита автомобиля, боковые габарит­ные, стояночные огни, фары-прожекторы, прожекторы-искатели.

Автомобильные световые приборы делят на осветительные и светосигнальные.

Оптическая система светового прибора, обеспечивающая необходимую структуру и спектр светового пучка, включает лампу, от­ражатель и рассеиватель.

Лампа является источником света. Отража­тель обычно в виде параболоида вращения, концентрирует световой поток, испускаемый лампой, в требуемом телесном угле.

Рассеиватель из прозрачного материала перераспределяет световой поток в верти­кальной и горизонтальной плоскостях с помощью линз и призм на его внутренней поверхности и, при необходимости, меняет цвет излучае­мого света.

Источники света автомобильных световых приборов

Автомобильные лампы накаливания

В качестве источника света в традиционных автомобильных свето­вых приборах используют электрические лампы накаливания.

Устройство ламп накаливания

Рис. 1. Автомобильные лампы накаливания:

а — фар головного освещения с европейской асимметрической системой светораспре-деления;б—галогенная категория Н1; в—галогенная категория НЗ; г—галогенная ка­тегория Н4; д — двухнитевая штифтовая; е — однонитевая штифтовая; ж — пальчико­вая; з — софитная; 1 — колба; 2 — нить дальнего света; 3— нить ближнего света; 4 — экран; 5 — фокусирующий фланец; 6 — выводы; 7 — цоколь

Автомобильная лампа накаливания состоит из колбы 1 (рис. 1), од­ной или двух нитей накала 2 и 3, цоколя 7 с фокусирующим фланцем 5 или без него и выводов 6. Стеклянная колба лампы может быть шаровидной, каплевидной, грушевидной

или цилиндрической формы. Нити накала в двухнитевых лампах имеют различное функциональное назна­чение.

Цоколь лампы служит для крепления лампы в патроне светового прибора и подведения тока от источника электроснабжения к электро­дам, соединяющим контакты цоколя с нитями накала. Автомобильные лампы имеют штифтовые и фланцевые цоколи различной конструкции. В лампе со штифтовым цоколем трудно обеспечить точное расположе­ние нити накала относительно штифтов. Поэтому лампы со штифтовы­ми цоколями применяются в основном в световых приборах, к которым не предъявляются жесткие требования в отношении светотехнических характеристик.

При прохождении электрического тока нить накала лампы нагрева­ется и при определенной температуре начинает излучать свет. Энергия светового излучения, воспринимаемого человеческим глазом, состав­ляет только небольшую часть потребляемой лампой электрической энергии. Большая часть электрической энергии выделяется в виде теп­лового излучения.

Нить накала должна выдерживать высокие температуры, иметь ма­лые размеры. Ее изготовляют из тонкой вольфрамовой проволоки, сви­той в цилиндрическую спираль. Спираль крепится к электродам и обегано имеет форму прямой линии или дуги окружности.

Галогенные лампы

Повышение температуры нити накала до 2700—2900 °С достигает­ся в лампах с галогенным циклом. Это обеспечивает на 50—60 % боль­шую световую отдачу лампы. Колба галогенной лампы также заполня­ется инертным газом (аргон, ксенон, криптон и другие) и, дополнитель­но, небольшим количеством паров йода или брома. В лампах с йодным циклом частицы вольфрама, осевшие на стенках колбы после испаре­ния нити накала, соединяются с парами йода и образуют йодистый вольфрам. При температуре колбы из жаростойкого кварцевого стекла 600—700 °С йодистый вольфрам испаряется, диффундирует в зону высокой температуры вокруг нити накала и распадается на вольфрам и йод. Вольфрам оседает на нити накала, а пары йода остаются в газо­вом пространстве колбы, участвуя в дальнейшей реализации йодного цикла.

Вольфрам испаряется быстрее с более нагретых участков нити нака­ла. Так как температура выше у дефектных участков, испарение вольф­рама с таких участков происходит интенсивнее. С другой стороны, воз­вращаясь к телу накала, вольфрам оседает на более холодных его участ­ках, поэтому йодно-вольфрамовый цикл не компенсирует усиленное испарение вольфрама с дефектных участков и не способствует сущест­венному увеличению срока службы лампы.

Световая отдача галогенных ламп составляет 22—25 лм/Вт, что в 1,5 раза превышает световую отдачу обычных ламп. Для реализации га­логенного цикла необходима высокая температура стенок колбы — до 600—700 °С. Поэтому колбу галогенной лампы изготовляют из кварце­вого стекла. Колба имеет небольшие размеры. Для обеспечения более равномерного отложения вольфрама на спиральной нити накала, она должна быть выполнена в виде прямого цилиндра. Выводы галогенной лампы сделаны из молибдена, температурный коэффициент расшире­ния которого близок к коэффициенту расширения кварцевого стекла.

Однонитевые галогенные лампы категорий HI, H2 и НЗ применяют­ся в противотуманных фарах, фарах-прожекторах и фарах рабочего ос­вещения. Кроме того, они могут быть использованы в четырехфарных системах головного освещения. Лампы HI и Н2 имеют нить, располо­женную вдоль оси колбы и отличаются конструкцией цоколя. Нить на­кала в лампе НЗ расположена перпендикулярно оси колбы.

Лампы накаливания отличаются по назначению, конструкции, по электрическим и светотехническим параметрам.

Обозначение автомобильных ламп накаливания

Отечественные автомобильные лампы имеют обозначение (напри­мер, А12-45+40), в которое входит буква А (автомобильная), указание на величину номинального напряжения (6, 12 и 24 В) и потребляемую мощность в ваттах нитей накала дальнего и ближнего света. Значения мощности двухнитевых ламп пишутся одно за другим через знак +. К перечисленным составляющим обозначения типа лампы может быть через знак — добавлена цифра для указания модификации типа. В обо­значение типа галогенных ламп (например, АКГ12-60+55) дополни­тельно введены буквы К (кварцевая) и Г (галогенная). Буквенные обо­значения МН и С относятся к миниатюрным и софитным лампам соот­ветственно.

Автомобильные светодиоды

Светодиоды применяются в щитках приборов на передней панели, в отдельных узлах для подсветки кнопок и ручек управления вместо миниатюрных ламп накаливания. Светодиодные линейки используются в сигналах торможения и световых индикаторах для построения шкал и цифр.

Светодиоды обладают значительно большей надежностью. Их срок службы превышает срок службы автомобиля. Изделие, выполненное на светодиодных материалах, сохраняет функциональное назначение при выходе из строя одного или нескольких светодиодов, в то время как при перегорании нити накала лампы изделие полностью прекращает вы­полнять свои функции.

Ксеноновые лампы

На автомобилях находят применение новые источники света — ксеноновые лампы, спектр излучения которых близок к солнечному свету. Светоизлучение ксеноновой лампы обеспечивает дуговой разряд меж­ду электродами, которые расположены в колбе, заполненной инертным газом. Ксеноновые лампы не перегорают, устойчивы к вибрации, их светоотдача достигает 80 лм/Вт.

Фары головного освещения

Формирование светового пучка в фарах прожекторного типа

В темное время суток при высоких скоростях движения необходимо освещать дорогу и обочину перед автомобилем на расстоянии 50—250 м. Это позволяет водителю своевременно оценивать дорож­ную обстановку и избегать столкновений с препятствиями. Для освещения дороги на автомобили и другие автотранспортные средства ус­танавливают фары и прожекторы. Распределение света фары на дороге зависит от конструкции оптического элемента и установленной в нем лампы.

На автомобили устанавливают две или четыре фары дальнего света и две фары ближнего света. Свет фар должен быть белым. Допускается установка фар светло-желтого селективного света.

Круглые фары

Наибольшее распространение в нашей стране получили круглые фа­ры ФГ140 с европейской системой светораспределения (рис. 2). На реб­ра внутренней части корпуса 5 установлено опорное кольцо 4 оптиче­ского элемента. Кольцо прижимается к корпусу пружиной. По перифе­рии опорного кольца предусмотрены пазы, в которые входят головки регулировочных винтов 3. Винты ввертывают в гайки, закрепленные на корпусе, обеспечивая необходимую регулировку направления светово­го пучка фары в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах угла ±4°30'.

Одна из сторон опорного кольца служит привалочной плоскостью для оптического элемента, который крепят к кольцу тремя винтами 14 с помощью внутреннего ободка 1. Для фиксации оптического элемента в определенном положении кольцо имеет три несимметрично располо­женных окна.

Рис. 2. Автомобильная фара ФГ140:

1 — внутренний ободок; 2 — лампа; 3 — регулировочный винт; 4 — опорное кольцо; 5 — корпус; б — цоколь лампы; 7 — соединительная колодка; 8 — провода;9 — дер­жатель проводов; 10 — отражатель; 11— рассеиватель; 12 — экран; 13 — держатель экрана; 14 — винт

Металлостеклянный оптический элемент объединяет параболоидный отражатель 10 с фокусным расстоянием 27 мм, рассеиватель 11,приклеенный к отражателю, и лампу 2. 

Приборы световой сигнализации Общие сведения

На автомобиле установлено большое число светосигнальных при­боров при ограниченном пространстве для их размещения. Автомобиль имеет габаритные огни, сигналы торможения, указатели поворота, стояночные огни и световозвращатели.

Форма, размеры и расположение светосигнальных приборов долж­ны отвечать установленным нормам и соответствовать внешнему виду модели автомобиля.

Отдельным считается световой прибор с одним или несколькими параллельно включенными источниками света и одной светящейся поверхностью, собранный в отдельном корпусе.

Комбинированный световой прибор имеет один источник света (или несколько параллельно включенных и одновременно светящихся источников света), один корпус, но две или несколько светящих по­верхностей.

Совмещенный световой прибор имеет разные источники света или один, работающий в разных режимах, одну светящую поверхность и один корпус. Двухнитевая лампа в совмещенном световом приборе, объединяющем функции заднего габаритного огня и сигнала торможе­ния, считается за два источника света.

Группированный световой прибор объединяет в одном корпусе не­сколько самостоятельных световых приборов с отдельными источника­ми света и отдельными светящими отверстиями. Каждый из сгруппиро­ванных вместе световых приборов может иметь несколько источников света и несколько светящих отверстий. В группированном световом приборе сигнальные фонари могут располагаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Светосигнальные приборы должны быть хорошо опознаваемы, что достигается изменением силы света, цветности сигналов, а также проблесковым режимом их работы. В автомобильных светосигнальных приборах в основном используют красный, белый и оранжевый цвета.

На автотранспортном средстве длиной более 6 м установлены боко­вые габаритные огни оранжевого цвета. Фонари сигнализации откры­тых дверей указывают на увеличение габарита автомобиля.

Стояночные огни

Стояночные огни в отличие от габаритных расходуют меньше электроэнергии. Углы геометрической видимости двух белых стояночных огней спереди и двух красных сзади такие же, как габаритных огней.

Обычно стояночные огни совмещают или группируют с габаритны­ми огнями. Разрешается включать стояночные огни только с одной сто­роны автомобиля, наиболее удаленной от соответствующего края до­рожного полотна.

Указатели поворота

Каждый автомобиль должен иметь два передних и два задних указа­теля поворота, размещенных на одинаковой высоте (400—1500 мм) и на равном расстоянии от продольной плоскости симметрии автомо­биля.

Повышенная информативность светового сигнала о повороте дости­гается усилением силы света и работой указателей поворота в проблес­ковом режиме. Частота мигания сигнала-указателя поворота 1—2 с¹. При меньшей частоте сигнал может быть не замечен вовремя участниками движения.

Боковые повторители указателей поворота обязательны для автомо­билей длиной более 6 м и для автомобилей с прицепами и полуприцепа­ми. Боковые повторители указателей поворота могут быть установле­ны на всех автомобилях. Многие автомобили имеют ава­рийную сигнализацию о неисправности и вынужденной остановке на проезжей части дорожного полотна.

Аварийная сигнализация — включение всех установленных на авто­мобиле указателей поворота.

Сигнал торможения

Два задних сигнала торможения автомобиля включаются при сраба­тывании тормозных систем и сигнализируют о замедлении движения или остановке автомобиля. Расстояние между парными симметричны­ми сигналами торможения не более 600 мм, высота установки 400—1500 мм.

Дополнительные сигналы торможения у задних стекол салона лег­кового автомобиля видны водителю, едущему сзади, при загрязнении основных сигналов торможения, а также водителям нескольких сле­дующих в колонне автомобилей, что обеспечивает их своевре­менную реакцию на изменение дорожной ситуации.

Фонари освещения номерного знака

Номерной знак освещается одним или двумя фонарями. Европей­ские нормы определяют допуски на неравномерность освещения номерного знака: минимальная освещенность таблицы 10 лк, а макси­мальная 490 лк. Удовлетворительную освещенность даже широкого номерного знака обеспечивают два одинаковых фонаря, расположен­ных вдоль ее длинной стороны.

Фонари заднего хода

По конструкции и требованиям фонари заднего хода относятся к светосигнальным. Один или два фонаря заднего хода с рассеивателями белого цвета размещены в задней части автомобиля на высоте 400—1200 мм. Углы геометрической видимости фонарей при включе­нии заднего хода+15 и -5° от горизонтали и ±45° от вертикали для одиночного фонаря и +45 и -30° от вертикали для двух парных фонарей. Фонари заднего хода автобусов обеспечивают углы геометрической видимости ±15° от горизонтали и ±45° от вертикали.

Опознавательные знаки

В автопоездах используются опознавательные знаки (рис. 5). При наличии прицепа три рядом расположенных огня оранжевого цвета установлены на крыше кабины тягача. Расстояние между огнями 150—300 мм. Углы геометрической видимости ±5° от горизонтали и ±80° от вертикали.

Приборы внутреннего освещения

Внутреннее освещение имеют кабина водителя грузового автомоби­ля, салон легкового автомобиля или автобуса, подкапотное пространст­во, багажное отделение, вещевой ящик. Все внутренние помещения ос­вещаются лампами небольшой мощности.

Кабина водителя грузового автомобиля и салон легкового автомо­биля освещаются одним-тремя плафонами. Неслепящий рассеянный свет обеспечивается благодаря применению рассеивателя из специального материала. Матовую поверх­ность с внутренней стороны рас­сеивателя получают после соот­ветствующей механической или химической обработки.

Контрольные лампы и сигнализаторы

Наряду со стрелочными контрольно-измерительными приборами и приборами различного назначения с цифровой индикацией применяют контрольные лампы и сигнализаторы. Оптические сигнализа­торы дополняют контрольно-измерительные приборы или дублируют их,

Переключатели

В центральном переключателе света П312 ползункового типа не­подвижные контакты панели 6 (рис.) замыкаются контактной пласти­ной 9 каретки 5 из изоляционного материала. Каретка, перемещаемая штоком 1, надежно фиксируется в трех положениях шариком 12 с пру­жиной 10. Реостат 15 в цепи электроснабжения ламп контрольно-изме­рительных приборов размещен на изоляторе 13. Сопротивление реоста­та изменяют перемещением подвижного контакта 14, закрепленного на штоке 1. Переключатель собран в корпусе 11 и с помощью кронштейна 2 крепится на приборной панели.

Некоторые центральные переключатели соединяются с источника­ми тока через биметаллический предохранитель. Переключатели могут иметь различные схемы коммутации. Применяются также схемы вклю­чения световых приборов, в которых центральный переключатель от­сутствует.

Ножной переключатель света П39 (рис. 8) обеспечивает переход с ближнего света фар головного освещения на дальний или, при соответ­ствующей схеме включения световых приборов, от габаритных огней передних фонарей на ближний свет фар. В корпусе 4 переключателя ус­тановлен плунжер 2 с пружиной 3 штока 5.

Рис. Центральный переключатель све­та:

1 — шток; 2 — кронштейн крепления; 3 — корпус реостата; 4 — вывод реостата; 5 — ка­ретка; 6 — контактная панель; 7,8 — выводы переключателя; 9 — контактная пластина; 10 — пружина; 11 — корпус; 12 — шарик; 13 — изолятор реостата; 14 — подвижный контакт реостата; 15 — реостат

Реле-прерыватели указателей поворота и аварийной сигнализации

Для формирования прерывистого светового сигнала указателей по­ворота применяют электромагнитные и электронные реле-прерывате­ли. Реле-прерыватели предназначены для работы в режиме маневриро­вания, когда мигают лампы указателей поворота одного борта автомо­биля, и в режиме аварийной сигнализации, при котором мигают лампы указателей поворота двух бортов одновременно.

Реле-прерыватели выполняют следующие функции:

- генерацию импульсов напряжения, подаваемых на лампы указате­лей поворота и боковых повторителей;

- отображение информации, свидетельствующей об отказе в работе любой из сигнальных лампы указателей поворота.

Звуковой сигнал (рис.) - электромагнитный, вибрационного типа. Он состоит из корпуса Ш-образного сердечника с обмоткой 4 (электромагнита), стальной мембраны 8, якоря 7 и прерывателя 6. Обмотка электромагнита соединена в электрическую цепь с аккумуляторной батареей через кнопку, расположенную на рулевом колесе. В неработающем сигнале контакты прерывателя сомкнуты. Параллельно контактам прерывателя установлен конденсатор 2, предупреждающий их подгорание.

Нажимая на кнопку 11 сигнала, замыкают цепь. Электрический ток, проходя по обмотке, намагничивает сердечник 3, который притягивает якорь 7. Перемещение якоря вызывает размыкание контактов прерывателя. Ток перестает поступать в обмотку сердечника. Сердечник размагничивается, а якорь под действием упругой мембраны 8 занимает прежнее положение. Затем контакты снова смыкаются, и ток идет по обмотке сердечника. Пока нажата кнопка сигнала, контакты размыкаются и замыкаются, а мембрана колеблется, издавая звук. Тон звука изменяют регулировочным винтом 5, расположенным на корпусе сигнала.

Рис. Звуковой сигнал:
а - устройство, б - схема работы;
1 - корпус, 2 - конденсатор, 3 - сердечник электромагнита, 4 - обмотка электромагнита,
5-регулировочный винт, 6 - прерыватель, 7 - якорь, 8 - мембрана, 9 -резонатор,
10 - центральный винт, 11-кнопка сигнала.

ЗАДАНИЕ: 1. Изучите лекционный материал и составьте краткий конспект

2. Отправьте фотоотчет