Mitsubishi Step - электрооборудование автомобилей. Страница 1

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
АВТОМОБИЛЕЙ
2007
Оглавление 1.    Напряжение и ток    1-1 2.    Электрическое сопротивление    1-1 3.    Проводники, изоляторы и полупроводники    1-2 4.    Закон Ома    1-2 5.    Электрическая мощность    1-3 6.    Последовательное и параллельное соединение резисторов    1-4 6.1    Последовательное соединение    1-4 6.2    Параллельное соединение    1-5 7.    Три физико-химических явления, возникающие при протекании электрического тока    1-6 8.    Постоянный и переменный ток    1-7 9.    Сигнал с прямоугольной формой импульса    1-8 10.    Индуктивность и катушка индуктивности    1-10 11.    Емкость и конденсатор    1-10 12.    Полупроводники    1-11 12.1    Терморезистор    1-11 12.2    Диод    1-12 12.3    Диод Зенера (стабилитрон)    1-12 12.4    Светодиод    1-13 12.5    Фотодиод    1-13 12.6    Транзистор    1-13 12.7    Тиристор    1-17 12.8    Интегральные схемы (ИС)    1-18 12.9    Логические схемы    1 -19 13.    Микро-ЭВМ    1-20 14.    Электопроводка    1-23 14.1    Общее описание    1-23 14.2    Автомобильные низковольтные провода    1-23 14.3    Электрические разъёмы    1-24 14.4    предохранители и плавкие вставки    1-28 15.    Электросхемы    1-29 16.    Мультиметр    1-31 16.1    Измерение сопротивлений    1-31 16.2    Измерение напряжения постоянного тока    1-32 16.3    Измерение падения напряжений    1-33 16.4    Измерение силы постоянного тока    1-34 17.    Аккумуляторная батарея    1-35 17.1    Общие сведения    1-35 17.2    Конструкция    1-35 17.3    Принцип работы    1-36 17.4    Типы батарей    1-36 17.5    Основные параметры батарей 17.6    Подзарядка 1-39
17.7    Процедуры сервисного обслуживания Глава 2 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ    2-1 1.    Генератор    2-1 1.1    Общее описание    2-1 1.2    Принцип работы генератора переменного тока    2-2 1.3    Регулирование напряжения    2-2 1.4    Выпрямление переменного тока    2-3 1.5    Устройство генератора    2-4 1.6    Работа генератора    2-4 1.7    Выводы FR и G    2-7 1.8    Разборка и сборка    2-12 1.9    Последовательность операций при сборке    2-14 1.10    Проверка    2-15 1.11    Основные операции при разборке    2-17 1.12    Технические операции на автомобиле    2-19 2.    Стартер    2-27 2.1    Общее описание    2-27 2.2    Принцип действия    2-27 2.3    Конструкции стартеров    2-29 2.4    Проверка    2-31 2.5    Разборка и сборка    2-34 2.6    Основные операции при разборке    2-36 2.7    Очистка деталей стартера    2-36 2.8    Основные операции при сборке    2-37 2.9    Проверка компонентов    2-37 3.    Система зажигания    2-40 3.1    Общие сведения    2-40 3.2    Типы систем зажигания    2-41 3.3    Катушка зажигания    2-43 3.4    Проверка    2-46 3.5    Распределитель    2-48 3.6    Свечи зажигания    2-50 4.    Система облегчения пуска    2-54 4.1    Общие сведения    2-54 4.2    Автоматическая система управления свечами накаливания    2-55 4.3    Система управления с саморегулирующимися свечами накаливания    2-56 4.4    Сверхбыстрая система управления свечами накаливания    2-57 4.5    Снятие и установка    2-58 4.6    Проверка    2-58 4.7    Сравнение систем управления свечами накаливания    2-60 1.    Фары    3-1 1.1    Общие сведения    3-1 1.2    Типы фар    3-2 1.3    Корректор фар    3-5 1.4    Регулировка положения фар    3-8 2.    Стеклоочиститель и стеклоомыватель    3-11 2.1    Общие сведения    3-11 2.2    Стеклоочистители    3-12 2.3    Стеклоомыватели    3-13 2.4    Снятие проверка и установка стеклоочистителя    3-14 3.    Звуковой сигнал    3-15 3.1    Общие сведения    3-15 3.2    Принцип работы диафрагменного звукового сигнала    3-15 3.3    Снятие проверка и установка звукового сигнала    3-16 4.    Приборы    3-18 4.1    Спидометр    3-18 4.2    Указатель давления масла    3-21 4.3    Измеритель уровня топлива    3-22 4.4    Указатель температуры охлаждающей жидкости    3-23 5.    Системы с электронным управлением    3-25 5.1    Система ETACS    3-25 5.2    Иммобилайзер    3-30 5.3    Система дистанционного открывания замков    3-32 5.4    Модуль беспроводного управления WSM и работы без ключа    3-33 5.5    Центральный дисплей    3-34 6.    Мультиплексная передача данных    3-36 6.1    Основные принципы мультиплексной передачи данных    3-36 6.2    Мультиплексная электропроводка    3-40 6.3    Шина данных CAN    3-43 Глава 4 ДАТЧИКИ    4-1 1.    Классификация датчиков по типу выходного сигнала    4-1 2.    Классификация датчиков по принципу измерения    4-3 3.    Классификация датчиков по измеряемому параметру    4-7 1.    Диагностирование неисправностей    5-1 1.1    Методика поиска неисправностей    5-1 1.2    Проверка разъёмов    5-2 1.3    Обслуживание электрической системы    5-6 1.4    Диагностический треугольник    5-7 1.5    Пример процедуры диагностики    5-7 Глава 1 Основы электротехники и электроники 1. Напряжение и ток Особенности электрических цепей легче понять, сравнивая их с потоком воды. Если два бака с водой, как показано на рисунке, соединены между собой трубопроводом, то вода из бака А, расположенного выше, будет перетекать в бак B. Потенциальная Уровень энергия воды определяется её уровнем. Различие в воды уровнях воды между верхним и нижним баком (напор) вызывает её перетекание.
То же самое может быть сказано и об электрических цепях. Электрический ток течёт между двумя точками цепи под воздействием разности электрических потенциалов, существующих между этими точками. То, что в примере с водой называется её уровнем, в электрических цепях соответствует напряжению U, а расход воды эквивалентен электрическому току I. Единицей измерения величины тока является ампер (А), а разность электрических потенциалов характеризуется напряжением, измеряемым в вольтах (В). 2. Электрическое сопротивление Изменение расхода в зависимости от величины сопротивления Рис. 1-2 Длина 1 см
Сечение S см2
S
R = р
Удельное сопротивление Осм
Если два бака наполненных водой и установленных на разной высоте, соединить между собой трубопроводами, различающимися длиной и проходным сечением, то количество воды протекающей по трубопроводам в единицу времени будет различно. Это происходит вследствие того, что эти трубопроводы различаются гидравлическим сопротивлением, т.е. сопротивлением движению потока воды. То же самое происходит и в электрических цепях. Если два объекта с различными электрическими потенциалами соединены межу собой проводником, то между ними протекает ток. При неизменной разности потенциалов величина тока изменяется в зависимости от величины сопротивления проводника. Электрическое сопротивление проводника определяется свойствами его материала, прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения. Единицей электрического сопротивления является ом, который обозначается сокращением Ом.
R: Сопротивление (Q) 1: Длина (см) р: Удельное сопротивление (Осм) S: Поперечное сечение (см1)
3. Проводники, изоляторы и полупроводники Ю'4-
10’2 —
1 -
ю2-ю4-106 ю8 10ю—I 10,2-| 1014-| 10,6-| ю18-1
Пример Проводники Серебро, медь, алюминий, железо, углерод Изоляторы Стекло, керамика, бакелит Полупроводники Германий, кремний
НЕДООКИСЬ МЕДИ КРЕМНИЙ ДИСТИЛИРОВАННАЯ ВОДА БАККЕЛИТ СЛЮДА КЕРАМИКА, АЛМАЗ ПАРАФИН, НАТУРАЛЬНЫЙ КАУЧУК _ ПОЛИТИЛЕН
СЕРЕБРО, МЕДЬ _ ПЛАТИНА, ОЛОВО, СВИНЕЦ НИКЕЛЬ-ХРОМ, РТУТЬ _УГОЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОД (ГРАФИТ) -ЖЕЛЕЗНЫЙ КОЛЧЕДАН
- ИЗОЛЯТОРЫ -ПОЛУПРОВОДНИКИ - ПРОВОДНИКИ СОПРОТИВЛЕНИЕ,Ом
Рис. 1-4
10'6-
СТЕКЛО
Некоторые материалы хорошо пропускают электрический ток, а другие его не пропускают. Материалы, обладающие минимальным сопротивлением и свободно пропускающие электрический ток, называются проводниками. Материалы, обладающие большим сопротивлением и не пропускающие ток, называются изоляторами. Существуют также полупроводники, занимающие промежуточное положение между проводниками и изоляторами. Полупроводники обладают свойствами проводника или изолятора в зависимости от внешних условий, таких как направление протекания электрического тока, воздействие магнитного поля, света, тепловое состояние и т.д.
4. Закон Ома Напряжение, ток и электрическое сопротивление связаны между собой определенными соотношениями. Ток, протекающий между двумя соединенными проводником точками с различными потенциалами, прямо пропорционален напряжению (разности потенциалов между указанными точками) и обратно пропорционален электрическому сопротивлению проводника. Эта зависимость известна как закон Ома . <Закон Ома> Напряжение (В) Ток (А) Сопротивление (Q)


5. Электрическая мощность Вода протекающая по трубе вращает колесо. Чем больше энергии получает колесо, тем быстрее оно вращается.
Величина работы, произведенной колесом в единицу времени, называется мощностью, и она будет зависеть от разности в уровнях воды между баками и количества воды протекающей через трубу. Применительно к электричеству Мощность зависит от Напряжения и Силы тока. Чем больше напряжение и сила тока, тем больше мощность. Величина работы, произведенной электрическим током в единицу времени, называется электрической мощностью. Единицей электрической мощности является Ватт, обозначаемый сокращением Вт.
Электрическая мощность равна произведению напряжения на ток.
= U*I [Вт] P
Подстановка закона Ома в эти формулы позволяет вывести следующие зависимости: P = U*I [Вт] P =    [Вт] P = I2 *R [Вт] Запомните! 6. Последовательное и параллельное соединение резисторов Различные элементы электрических цепей (источники напряжения, резисторы и т.п.) могут быть соединены последовательно или параллельно. (1) Последовательное соединение
При последовательном соединении ток I, проходящий через резистор R1, проходит и через резистор R2, и величина этого тока будет одинаковой для всех элементов этой цепи: I = ll = l2 Сумма падений напряжений на каждом из резисторов будет равна напряжению питания V: V = Vi + V2. Обозначим полное сопротивление цепи как R и по закону Ома мы получим: IR=IRi+IR2 Следовательно, полное сопротивление электрической цепи при последовательном соединении увеличивается и равно сумме величин сопротивлений всех входящих в эту цепь элементов. Пример: V1 = I x R1 V2 = I x R2 Рис. 1-8
I = V/ R =12/(300+200) = 24 *10-3 А=24 мА Vi = I x R1=24 *10-3 *300=7.2 В V2 = I x R2 =24 *10-3 *200=4.8 В (2) Параллельное соединение R 1
При параллельном соединении ток источника питания I делится на токи I1 и I2, проходящие соответственно через резисторы R1 и R2: I = I1 + I2 Падение напряжения на резисторе R1 и падение напряжения на резисторе R2 будут одинаковыми и равными напряжению источника питания V: V = V1 = V2 Обозначим полное сопротивление цепи как R и по закону Ома мы получим: V/R=V/R1 +V/R2 Следовательно, 1/R=1/R1+1/R2 При параллельном соединении общее сопротивление цепи уменьшается и становится меньшим самого меньшего из сопротивлений. Чтобы вычислить обратную величину полного сопротивления (проводимость) необходимо сложить обратные величины сопротивлений всех элементов входящих в эту цепь. В случае параллельного соединения двух элементов, получим: В автомобиле чаще всего используется параллельное соединение потребителей. 7. Три физико-химических явления, возникающие при протекании электрического тока При протекании электрического тока по проводнику он вызывает тепловой, химический и магнитный эффекты. В электрических системах автомобиля используются все указанные эффекты. (1)    Тепловой эффект электрического тока
Когда ток протекает по нити накаливания электрической лампы, она разогревается и излучает световой поток. Тепловое излучение электрического тока используется в свечах накаливания дизельного двигателя, в различных подогревателях и т.п. устройствах. (2)    Электрохимический эффект электрического тока Рис. 1-12
Если две электропроводящие пластины, подключенные к различным полюсам источника тока, погрузить в раствор соли или серной кислоты, через электролит будет проходить электрический ток. Обычно электрохимические процессы сопровождаются газовыделением на поверхности пластин. Электрохимические процессы применяются в аккумуляторных батареях и при электрохимическом покрытии изделий.

Рис. 1-13
МАГНИТЫ Некоторые природные материалы обладают магнитными свойствами, которые проявляются в том, что магнит способен притягивать железосодержащие предметы. Магнит способен передавать свои магнитные свойства другим телам (постоянно или временно). Примеры: Мягкое железо при намагничивании на время приобретает магнитные свойства. Закаленная сталь при намагничивании становится постоянным магнитом. Способность материалов проявлять магнитные свойства после намагничивания называется "остаточной магнитной индукцией". Мы можем сказать, что мягкое железо обладает меньшей остаточной магнитной индукцией, чем закаленная сталь. Свойства магнитов Если мы сблизим торцы двух магнитов, то обнаружим, что противоположные полюсы притягиваются друг к другу. Но одноименные полюсы взаимно отталкиваются. Благодаря этому явлению мы с легкостью можем распознать полюсы магнита, если у нас есть другой магнит, расположение полюсов которого заранее известно (таким эталонным магнитом может служить стрелка компаса). Примечание: N - северный полюс магнита, S - южный полюс. 8. Постоянный и переменный ток Существует два вида электрического тока: постоянный ток (Direct current - DC) который не меняет своё направление переменный ток (Alternate current - AC) который изменяет своё направление. (a) Постоянный ток Постоянный по Постоянный по направлению и величине направлению, но пульси рующий по величине K-v-v-^v-^ Рис. 1-15 Постоянный ток не изменяет своё направление, но его величина может быть как постоянной, так и пульсирующей (изменяющейся во времени). В общем случае постоянным считается ток, не изменяющийся по направлению протекания и по величине. Примером может служить электрический ток создаваемый аккумуляторной батареей. (b) Переменный ток Кроме постоянного тока существует переменный ток, изменяющий свое направление и величину. Обычно он используется в бытовой электрической сети, по причине его простого преобразования при помощи трансформаторов. Переменный ток изменяет свою величину, а также направление протекания, через регулярные промежутки времени и характеризуется: •    периодом Т, измеряемый в секундах (с); •    частотой F, измеряемой в герцах (Гц=1/с); •    амплитудой, измеряемой в вольтах (В). Частота и период это две обратные величины:    f=1/T 9. Сигнал с прямоугольной формой импульса напряжения Другой формой переменного тока является ток с прямоугольной формой импульса напряжения. Сигнал этого типа обычно служит для передачи некоторых данных. Например, датчик скорости автомобиля передает сигналы прямоугольной формы, частота которых пропорциональна скорости движения автомобиля. A t (c)
Сигнал с прямоугольной формой импульса характеризуется параметрами: •    периодом Т, измеряемый в секундах (с); •    частотой F, измеряемой в герцах (Гц=1/с); •    амплитудой, измеряемой в вольтах (В).
Модулированный сигнал с прямоугольной формой импульса При модуляции сигнала прямоугольной формы период и частота сигнала, как правило, сохраняются постоянными, а изменяется только длительность импульса t'. A ■ t (c)
A Рис. 1 -18 Изменяя длительность импульса t', в течение которого к некоторому исполнительному механизму (например, электромагнитному клапану или электродвигателю) подается энергия, можно управлять усилием, создаваемым этим механизмом. В электротехнике для этого метода управления употребляют термин Duty Control (Широтно-импульсная модуляция - ШИМ). . . А 75°/о и,в|| т%
U= 12*0,75=9 В U,b|
t, с
U= 12*0, 5=6 В
U,В А
25% t, с
*
U= 12*0,25=3 В

Рис. 1-19
и,в
и,в
t, с
10. Индуктивность и катушка индуктивности При протекании электрического тока по замкнутому контуру в направлении, показанном стрелкой на рисунке слева (нижний), вокруг проводника образуются магнитные силовые линии, обозначенные пунктиром. Рис. 1-20
Если мы ходим получить большое магнитное поле, то нужно использовать много проводников, по которым ток будет проходить в одном и том же направлении. Самым удобным способом осуществления этой цели является использование одного проводника, образующего несколько витков. Получившаяся конструкция называется "катушкой индуктивности". Если ток протекает по проводнику свёрнутому в катушку, как показано на рисунке слева (верхний), магнитные силовые линии создаваемые каждым витком суммируются, а торцы катушки приобретают свойства соответственно "северного" (N) и "южного" (S) магнитных полюсов. Направление магнитных силовых линий в катушке показано на рисунке сплошными линиями. Приложив напряжение к выводным контактам катушки индуктивности, мы получим сильное магнитное поле внутри ее. Чем больше количество витков катушки, тем сильнее магнитное поле. Относительно слабое магнитное поле простой катушки (с воздухом во внутреннем пространстве) можно значительно увеличить, поместив в нее железный сердечник. Следовательно, воздух является гораздо худшим "проводником" магнитного поля по сравнению с железом. Катушка индуктивности со стальным сердечником называется "электромагнитом". Единицей измерения индуктивности является Генри (Гн). 11. Емкость и конденсатор Если расположить параллельно две плоские пластины и приложить постоянное напряжение между ними, то на пластинах будет накапливаться электрический заряд. Эти пластины (обкладки) обычно изолированы друг от друга слоем диэлектрика (в простейшем случае воздух) и образуют устройство, называемое конденсатором. Он обозначается сокращением "С" или символом (ЧН ). Рис. 1-21
Количество электричества, накопленное в конденсаторе, называется электрической ёмкостью и измеряется в фарадах (Ф). Величина емкости зависит от площади поверхности обкладок и расстоянию между
12. Полупроводники Материалы, пропускающие электрический ток, называют проводниками, а материалы его не пропускающие, называют изоляторами. Материалы, обладающие промежуточными свойствами между проводниками и изоляторами, называют полупроводниками. Полупроводниковые элементы находят широкое применение в электронных системах. Их свойства, характеристики и другие особенности описаны ниже. (1) Терморезистор Сопротивление
У проводников, таких как металлы, сопротивление при повышении температуры увеличивается, а вот сопротивление полупроводников, как правило, наоборот уменьшается. Элемент, выполненный из материала с существенной зависимостью сопротивления от температуры, называют терморезистором. Терморезистор, сопротивление, которого повышается по мере роста температуры, называется терморезистором с положительной температурной характеристикой (или терморезистором с положительным температурным коэффициентом сопротивления). Температура
Рис. 1-22
В большинстве случаев терморезисторы обладают отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Они применяются в схемах измерения температуры, схемах температурной компенсации и т.п. На электрических схемах терморезистор обозначается символом <д6-АЛЛ>) Температура
(2) Диод Диод (сокращение - Д), обозначаемый символом <—и-), представляет собой полупроводниковый элемент, проводящий ток только в одном направлении. Направление, при котором ток проходит через диод, называется прямым, а направление, при котором ток через него не проходит, называется обратным. Напряжение пробоя Пороговое напряжение
U
Рис. 1-24 !Д
Д (3) Диод Зенера (стабилитрон) Диод, сохраняющий характеристику обычного диода при прямом направлении тока, но пропускающий ток в обратном направлении при определенных условиях, называется диодом Зенера (стабилитроном). На электрических схемах такой диод обозначается символом. -н- Прямое направление
Ток (А) Напряжение на диоде Зенера
Как показано на рисунке, при прямом направлении тока он имеет такую же характеристику, как и обычный диод, однако при обратном направлении тока, при достижении определенного значения напряжения (напряжения стабилизации) такой диод резко изменяет свою характеристику и начинает проводить ток. Но если обычный диод при превышении напряжения пробоя разрушается, то диод Зенера возвращается в нормальное состояние, как только обратное напряжение становится меньшим напряжения пробоя. Благодаря этой особенности такой диод используется в основном в электрических схемах стабилизации напряжения. Обычный диод
Напряжение (В) Ток(мА)
Обратное направление

(4) Светодиод (LED)
Диоды, излучающие световой поток при протекании электрического тока в прямом направлении, называются светодиодами (сокращённо LED - англоязычное наименование Light Emitting Diode). Различные виды светодиодов, создают излучение как в видимой области спектра, так и в невидимой (инфракрасное и т.п.). При приложении напряжения к PN-переходу в прямом направлении, светодиод непосредственно преобразует электрический ток в световую энергию. Для излучения света светодиоду необходим ток около 10 мА. Если к светодиоду приложено напряжение обратной полярности, то он не проводит ток, и вследствие этого световой поток не излучается. Светодиоды широко используются в качестве элементов световой индикации и т.п.

10 мА

О
Светодиод Рис. 1-27
(5) Фотодиод

В отличие от светодиода, фотодиод пропускает ток в обратном направлении при воздействии на него светового потока. Фототранзистор выполняет ту же функцию, что и фотодиод. Фотодиоды и фототранзисторы используются в качестве светоприёмников оптических систем связи и т.п. Фотодиод Рис. 1-28
B
транзистор
транзистор
(6) Транзистор Транзистор (сокращенно Т) представляет собой устройство, образованное комбинацией полупроводников. Существуют два типа проводимости транзисторов - PNP и NPN.
Транзистор имеет три вывода, каждый из которых носит собственное наименование. отрицательна
положительна
Вывод, или контакт со стрелкой, называется эмиттером (сокращенно Э), другой, соединённый с Т-образным изображением на схеме, называется базой (сокращенно Б), а третий называется коллектором (сокращенно К). Эти обозначения используются для транзисторов обоих типов, PNP и NPN. Токи, протекающие по упомянутым электродам называются соответственно током эмиттера (1э), током базы (1б) и током коллектора (1к). Направление протекания токов указано стрелкой на эмиттере. Коллектор Ik Эмиттер 1э
Эмиттер Коллектор
NPN
Рис. 1-30
Рис. 1-31
Ток эмиттера равен сумме тока базы и тока коллектора: 1э-1б+1к Следовательно, ток базы равен: 1 б 1э-1к Транзистор позволяет управлять сильными токами между эмиттером и коллектором (коллекторный ток) с помощью слабых токов между эмиттером и базой (базовый ток). При прекращении базового тока, ток между эмиттером и коллектором тоже прекращается! Наиболее часто используются два свойства транзистора. Одно из них заключается в усилении тока, а второе - в действии транзистора в качестве электронного ключа. Оба эти свойства описаны ниже. (а) Усиление тока транзистором При подаче электрического сигнала на входной вывод транзистора на его выходном выводе появляется усиленный сигнал. Это свойство транзистора называется усилением.
Как показано на рисунке, входной сигнал подаётся на базу транзистора, а выходной сигнал снимается с коллектора. Изменение тока базы 1б усиливается и проявляется в виде соответствующего увеличения значения тока коллектора 1к. Отношение тока коллектора 1к к току базы 1б называется коэффициентом усиления по постоянному току и обозначается греческой буквой р (бета). Коэффициент усиления по току: в - !к/!б- 1к/(1э-1к). (b) Электронный ключ Вследствие конструктивных особенностей, транзистор не пропускает токи эмиттера 1э и коллектора 1к, пока отсутствует ток базы 1б.
Это означает, что при прерывании и возобновлении тока базы, токи эмиттера и коллектора будут также прерываться или протекать. Это функция транзистора позволяет называть его электронным ключом.
Сравним транзистор и обычное электромагнитное реле. Рассмотрим реле с выключателем, расположенным в цепи его обмотки. При замыкании контактов выключателя ток протекает по обмотке электромагнита реле, вследствие чего его контакты замыкаются. В результате лампа, включенная в цепь контактов реле, светится. Транзистор выполняет точно такую же функцию, как
и реле. При замыкании контактов выключателя, расположенного в цепи базы, с эмиттера протекает ток базы 1б, и этот ток вызывает появление тока коллектора 1к. В результате лампа начинает светиться. Когда протекающий ток базы 1б обеспечивает протекание тока коллектора 1к, говорят, что транзистор "открыт”. Функции реле и транзистора одинаковы, поскольку они могут управлять большим током с помощью малого тока. Транзистор отличается от реле отсутствием контактов.
• Включение (открытие) транзистора На помещённой слева схеме приводится пример использования NPN-транзистора. Рассмотрим условия, при которых в случае замыкания контактов выключателя лампа загорается.
Какое значение потенциала будет в точке А при разомкнутых контактах выключателя? Поскольку резисторы Ri и R2 образуют делитель напряжения, потенциал в точке А определяется величинами сопротивлений этих резисторов. По мере уменьшения R2 по отношению к R1, потенциал в этой точке также уменьшается. При замыкании контактов выключателя потенциал точки А подключается к базе транзистора. Как показано на схеме, эмиттер подключен непосредственно к минусу источника питания и поэтому его потенциал равен нулю. Ток протекает от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Поэтому ток (ток базы) течёт от базы к эмиттеру и это приводит к открытию транзистора. При этом протекает ток коллектора и лампа светится.
Что будет происходить, если сопротивление резистора R2 постепенно уменьшать до нуля? Потенциал в точке А станет нулевым, такой же нулевой потенциал будет и на базе транзистора. Так как потенциал эмиттера также равен нулю, исчезнет разность потенциалов между базой и эмиттером, и ток между ними течь не будет. Так как транзистор не может быть открыт без наличия тока базы, лампа светиться не будет. Это означает, что NPN-транзистор не может быть открыт при потенциале базы меньшим, чем потенциал эмиттера. Рис. 1-39
Рассмотрим, какие условия необходимы для открытия PNP транзистора. Как показано на рисунке, применительно к транзистору типа PNP ток базы течёт от эмиттера к базе. Поэтому он не откроется, пока потенциал эмиттера не станет большим, чем потенциал базы. В этом случае, потенциал базы увеличивается по мере уменьшения сопротивления резистора R1 относительно резистора R2. г- Однополярный ДИОДНЫЙ тиристор (динистор) — Однополярный — Однополярный триодный — тиристор (тринистор) Тиристор — _ Однополярный тетродныи тиристор -Двухполярный- (симметричный) _ Симметричный диодный тиристор (Диак) _ Симметричный триодный тиристор (Триак) Рис. 1-40 (7) Тиристор Тиристор принадлежит к классу полупроводниковых устройств, носящим наименование "SCR” (Silicon Controlled Rectifier) -кремниевый управляемый выпрямитель. Он относится к классу полупроводниковых коммутационных устройств, и образован четырёх или более многослойной полупроводниковой структурой. Тиристоры имеют два состояния (открытое и закрытое). Классификация тиристоров показана на иллюстрации. В этом разделе описывается наиболее распространённый тип - однополярный триодный тиристор (тринистор). (a) Однополярный триодный тиристор (SCR) Рис. 1-41
Тиристор имеет три вывода, соответственно называемые анодом, управляющим электродом и катодом. Ток, текущий от анода к катоду, называется прямым током, а ток, текущий в противоположном направлении - обратным током. При наличии на тиристоре напряжения обратного направления ток через него, как и через обычный диод, не проходит. Тиристор практически не пропускает ток в прямом направлении, пока напряжение на нём не достигнет определённого, достаточно большого значения. По мере увеличения анодного напряжения прямой ток постепенно возрастает и при определённом его значении наступает лавинообразный переход тиристора в открытое состояние. После этого вольтамперная характеристика тиристора приближается к характеристике обычного диода. Подавая напряжение на управляющий электрод, можно снизить напряжение включения (открытия) тиристора. Причём с увеличением тока управления, напряжение открытия снижается и в идеальном случае тиристор может быть открыт при низком прямом (анодном) напряжении.
(8) Интегральные схемы (ИС) Интегральная схема (ИС) представляет собой электронный узел, содержащий несколько сотен резисторов, транзисторов и других элементов, скомпонованных на подложке и функционирующих в качестве единого устройства. При изучении электрических схем, содержащих ИС, важно правильное понимание особенностей их работы, обычно поясняемых с помощью временных диаграмм или таблиц.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ •    Низкое энергопотребление •    Минимизированы габаритные размеры за счёт интеграции элементов •    Высокая надёжность благодаря интегральной структуре •    Низкая стоимость, обусловленная массовым производством
(a) Типы микросхем Классификация по области применения и по конструктивному исполнению.
[—Аналоговые ИС ИС, усиливающие или управляющие величиной аналогового сигнала (непрерывного). Выходной сигнал изменяется пропорционально входному сигналу. Этот тип ИС широко используется в аналоговых блоках управления.

ИС
—Цифровые ИС ИС, которые обрабатывают только дискретные (цифровые) сигналы, которые выражаются числами. Наиболее удобным является двоичный сигнал, который принимает только два значения: 0 или 1.

ллг
m
Разница между аналоговым и цифровым сигналом показана ниже.
Аналоговый сигнал \ /
Напряжение 1
Напряжение 1 Датчик температуры

Рис. 1-42 При изменении температуры меняется величина сопротивления датчика температуры и
лампочка светится, то темнее, то ярче. Иначе говоря, напряжение на лампочке непрерывно изменяется и его значение может быть различным. Напряжение 2 Цифровой сигнал ч' '/ Напряжение 2 ЧФ1>
I
Время
Рис. 1-43 При переключении транзистора из одного состояния в другое (ключевой режим) лампочка будет или светиться или нет. Возможно только два устойчивых состояния. Иначе говоря, напряжение на лампочке может принимать только два значения: высокий или низкий уровень. Цифровой сигнал меняется дискретно между двумя возможными значениями. Когда напряжение высокого уровня, то обычно говорят, что это логическая 1, а когда низкого, то -логический 0. Любой аналоговый сигнал можно преобразовать в цифровой при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а обратно, при помощи цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Все цифровые блоки построены из «кирпичиков» - логических схем. Существуют три основных типа этих схем: •    И •    ИЛИ •    НЕ (9) Логические схемы (а) Логическая схема "И" (логическое произведение, схема совпадения) Многовходовая схема "И" представляет собой схему, на выходе которой появляется сигнал, когда соблюдены все исходные условия (существуют сигналы на всех входах). Входными сигналами могут быть, например, "свечение сигнальной лампы тормозной системы, включение замка зажигания или замкнутое состояние контактов датчика стояночного тормоза". Таким образом, логическая схема "И" представляет собой схему, выходной сигнал которой становится равным "1", если все входные сигналы имеют уровень 1 ’1". Соотношение состояний входов и выхода
Пример реальной схемы исполнения
Условное представление в виде выключателей
Условное обозначение

Г
Выход -О
Выход -о
Вход о- В
Выклю- Выключатель А чатель а ("1" при замкнутых контактах выключателя)
Вход
Рис. 1-44 (b) Логическая схема "ИЛИ" (логическая сумма, схема сборки) Многовходовая схема "ИЛИ" представляет собой схему, на выходе которой появляется сигнал, когда соблюдается хотя бы одно из различных условий (существует сигнал хотя бы на одном из входов), например "при открытии хотя бы одной из дверей сигнальная лампа дверей светится". Таким образом, логическая схема "ИЛИ" представляет собой устройство, выходной сигнал которого равен "1" , когда, по крайней мере, один из входных сигналов равен "1". В противоположность логической схеме "И", чей выходной сигнал имеет уровень "1", когда все входные сигналы имеют уровень "1", логическая схема "ИЛИ" может быть определена как схема, в которой выходной сигнал имеет значение "0" , когда все входные сигналы имеют нулевые значения. Соотношение состояний входов и выхода
Пример реальной схемы исполнения
Условное обозначение
Условное представление в виде выключателей

Выход
с—

о— Выход
Рис. 1- 45 (с) Логическая схема "НЕ" (схема отрицания) Одновходовая логическая схема " НЕ" представляет собой устройство, выходной сигнал которого имеет противоположный (инвертированный) уровень по отношению к входному сигналу. Так, если входной сигнал имеет уровень"1", выходной сигнал будет иметь уровень "0" и наоборот. Поэтому логическую схему "НЕ" иногда называют инвертором. Соотношение состояний входов и выхода
Условное представление в виде выключателей
Пример реальной схемы исполнения
Условное обозначение


В
Вход
^^Выход
Когда контакты выключателя замкнуты сигнал - (1), выходной сигнал отсутствует - (0)
Рис. 1-46 (d) Логические схемы "И+НЕ " и "ИЛИ+НЕ" Логическая схема "И+НЕ" представляет схему "И", к выходу которой последовательно подключена схема "НЕ". Логическая схема "ИЛИ+НЕ" представляет собой схему "ИЛИ", к выходу которой последовательно подключена схема "НЕ". В этих логических схемах выходной сигнал имеет противоположный уровень по отношению к выходному сигналу логических схем "И" и "ИЛИ". Рис. 1-47 13. МИКРО-ЭВМ Микро-ЭВМ состоит из трёх элементов: СРи (центральное процессорное устройство), запоминающее устройство и интерфейс (модуль ввода-вывода). Центральное процессорное устройство Запоми Модуль нающее ввода- устройство вывода Выход f | Вход Рис. 1-48 (1) Микро-ЭВМ в системах управления (a)    Использование микро-ЭВМ в качестве контроллера В системах, включающих в себя транзисторы, малые и большие интегральные схемы микро-ЭВМ используется как контроллер. Типичным примером такого использования являются современные теле- и радиоприёмники, а также другие домашние электрические и электронные устройства. (b)    Использование микро-ЭВМ в качестве компьютера При этом использовании сделан акцент на вычислительные функции микро-ЭВМ. К такой категории устройств относятся персональные компьютеры и текстовые процессоры. (c)    Комбинированное использование микро-ЭВМ в качестве контроллера и компьютера Целью использования микро-ЭВМ при управлении различными устройствами является не столько упрощение, сколько оптимизация управления. В самом деле, микро-ЭВМ производит непрерывную оценку постоянно изменяющихся условий и в соответствии с ними управляет устройством. Используемые в автомобиле микро-ЭВМ относятся именно к этой категории. • Пример использования В качестве примера практического использования микро-ЭВМ на автомобилях далее описывается микропроцессорный блок управления впрыском топлива. Микропроцессорный блок управления, используя микро-ЭВМ, рассчитывает оптимальную величину топливоподачи в двигатель. Сигналы различных датчиков поступают через модуль ввода-вывода и обрабатываются центральным процессором по программе, заложенной в постоянном запоминающем устройстве (ROM). Затем, после расчета величин сигналов управления, они поступают в модуль ввода-вывода. В оперативном запоминающем устройстве (RAM), если это необходимо, хранятся данные и результаты вычислений. Engine-ECU or engine-A-M/T-ECU Рис. 1-49 ROM: Read Only Memory RAM: Random Access Memory EEPROM: Electrically Erasable Programmable ROM 14. Электропроводка (1)    Общее описание Чтобы все электрические устройства выполняли свои функции, они объединяются в электрические цепи. Соединения производятся с помощью различных электрических проводов. Если вы не разбираетесь в электропроводке, то не сможете понять ни особенностей какой-либо системы, ни разобраться с приёмами диагностирования неисправностей. Важнейшими элементами, связанными с электропроводкой, являются : 1.    автомобильные низковольтные провода 2.    разъёмы 3.    предохранители и плавкие вставки. (2)    Автомобильные низковольтные провода Автомобильные низковольтные провода в основном классифицируются по их диаметру. Для обеспечения возможности идентификации проводов по их индивидуальному назначению на поверхность их изоляции нанесена цветовая маркировка. Для получения представления о назначении проводов на электрических схемах приводятся сокращенные обозначения их цветов. Способ маркировки проводов приведен ниже. СОКРАЩЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ■ Сокращения используются в электрических схемах и изображениях разъемов, чтобы указать цвет провода и подключаемое с его помощью устройство. провода провода провода провода Черный Синий Пурпурный Белый Коричневый LG Light Green Светло-зеле Красный Желтый Зеленый Оранжевый Голубой Серебристый Серый Розовый Фиолетовый Цвет провода характеризует его принадлежность к определенной системе: ■    Черный - система пуска и «земля» ■    Белый - зарядка аккумулятора ■    Красный - освещение ■    Зеленый и коричневый - сигнал ■    Желтый - приборы Рис. 1-50 Если провод имеет два цвета, первый из них, указываемый в двухцветном обозначении, относится к основному цвету (цвету изоляции провода), а второй - к маркировочному цвету.
Значение <F>: Гибкая проводка <Т>: Скрученная проводка Сечение провода (мм2)* Основной цвет (цвет оплетки провода) Цвет маркировки провода
Пример: < F> 1,25 С 5 - Е Г- АСХ01279АЕ
* Отсутствие обозначения сечения означает провод сечением 0,5 мм2, обозначение цвета в круглых скобках означает 0,3 мм2. При монтаже на автомобиле дополнительной электропроводки, предназначенной для подключения дополнительных электрических устройств, сечение проводов должно быть тщательно выбрано в соответствии с пропускаемым по нему силой тока и расположением провода на автомобиле. С этой целью в нижеприведенной таблице дано соотношение между сечением провода и допустимой силой тока. Номинальное сечение (обозначение по SAE площади поперечного сечения в мм2) Допустимый ток В моторном отсеке В иных местах 0.85 мм2 1.25 мм2 Несоблюдение этих требований может привести к пожару! (3) Электрические разъемы На автомобиле используются различные типы электрических разъёмов, соответствующие их назначению и месту расположения. Существует много типов разъёмов, различающихся по цвету, форме, способах установки и снятия, и форме контактов. Каждый из них характеризуется числом контактов и определённым их расположением. Поэтому для исключения ошибки при проведении работ необходимо проверить количество и расположение контактов соответствующим данным, указанным на электрической схеме. ИДЕНТИФИКАЦИЯ РАЗЪЕМОВ В электрической проводке используются различные типы электрических разъёмов, которые различаются по своей форме (типу контактов, числу рядов и т.д.), числу контактов, их виду (штыревой или гнездовой), наличию или отсутствию фиксатора и т.д. В описаниях электрических схем они, как правило, обозначаются в соответствии с нижеприведёнными данными. Штыревой разъем Штыревая клемма
Штыревая клемма
Штыревой разъем
ACX012S1 А£
Штыревой разъём обозначается двойной контурной линией! Д8\
Гнездовой разъём обозначается одинарной контурной линией! Гнездовой разъем / Гнездовая клемма
Гнездовая клемма Гнездовой разъем
Рис. 1-51
Рис. 1-52 Устройство
Рис. 1-53
Промежуточный разъём Рис. 1-54
• Идентификация контактов разъёма Нумерация выводов разъёмов указывается для случая их состыкованных состояний. Если посмотреть на пару разъёмов (штыревой и гнездовой) с их лицевых сторон (поверхности стыковки), то обозначения номеров выводов и цветов проводов в гнёздах разъёмов, как показано на рисунке, располагаются зеркально (по отношению друг к другу относительно вертикальной оси). Однако, при соединении разъёмов, они сближаются, как страницы закрываемой книги, так, что стыкуются контакты с одинаковыми символами в одно целое (рис 1.52). Для того, чтобы правильно определить номер контакта или месторасположение контакта в разъеме, в электросхемах применяют следующие правила нумерации: 1.    Разъем соединения с электрическим компонентом (электронные блоки управления, датчики, сенсоры, моторы и т.д.) всегда показан так, как если бы Вы смотрели на разъем со стороны жгута проводов (рис 1.53). 2.    Промежуточные соединения показаны так, как они смотрятся со стороны штыревого разъема (рис 1.54) (кстати, на электрических компонентах, как, например электронные блоки управления, выходы являются разъемами штыревого типа, поэтому этому правилу можно следовать всегда). 3.    Для запасных или диагностических разъемов (к которым ни что не подсоединено) иллюстрируется расположение контактов со стороны разъема. Внимание: В некоторых случаях цвета проводов штыревой и гнездовой частей разъёма различаются.

Рис. 1-55 Скошенные по диагонали углы (разъём с круглыми контактами) Уступы на углах (разъём с плоскими контактами) Расположение ключа, предотвращающего неправильную установку разъёма ( плоские контакты малого размера) Расположение ключа, предотвращающего неправильную установку разъёма (круглые контакты)
Рис. 1-56 •    Обозначение формы контактов Скошенные углы на изображении разъёма указывают, что в нем используются круглые контакты, а уступы на месте углов указывают, что контакты плоские. Исключение составляет изображение разъёма со скошенными углами и с одним гнездом, обозначенным значком в виде креста, который означает, что разъем имеет плоские контакты малого размера. В этом случае значок в виде креста обозначает расположение ключа, предотвращающего установку разъёма в неправильном положении. Отсутствие гнезда также обозначает расположение такого ключа. •    Число контактов в разъёме Число квадратов на изображении разъёма соответствует числу его контактов. Квадраты с крестиком или с заливкой не учитываются при счёте номеров контактов. На показанном слева примере общее число гнёзд - квадратов составляет 18, однако реальное число контактов разъёма равно 16, т.к. 2 квадрата на рисунке выделены тёмным тоном. Штыревая часть разъёма ^~л—V'"' Двойная Гнездовая часть разъёма
• Обозначения контактов (штыри, гнёзда) Двойная контурная линия на изображении обозначает штыревой разъём, а одинарная линия -гнездовой разъём. Выступ обозначает разъём с фиксатором • Обозначения фиксатора В случае разъёма с плоскими символическое изображение обозначает наличие фиксатора. контактами его с выступом
Герметизированный разъём с фиксатором Выступ обозначает разъём с фиксатором (герметизированный разъём) Рис. 1-57
Двойная линия Число квадратов обозначает обозначает число штыревой разъём контактов разъёма Рис. 1-58 Внимание: •    Разъёмы с круглыми контактами, малыми плоскими контактами и герметизированные разъёмы имеют фиксатор и, следовательно, обозначаются без вышеуказанного символа. •    У разъёма с направляющим стержнем он выполнен совместно с корпусом, благодаря чему обеспечивается гарантированная фиксация контактов и повышенная надёжность соединения.
<<< Предыдущая страница  1     Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я