Инженерийн оюутнуудад зориулсан автомашины цахилгааны үндэс
Автомашины цахилгаан инженерчлэл нь хөнгөн болон хүнд даацын тээврийн хэрэгслийн инженерчлэлийн аль алиных нь чухал үндэс суурь юм. Орчин үеийн тээврийн хэрэгслийн бараг бүх систем - асаах, асаах, цэнэглэх, гэрэлтүүлэг, түлш шахах системээс эхлээд аюулгүй байдлын функцууд хүртэл - цахилгаан болон электрон хэлхээнд суурилдаг. Тиймээс инженерийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнууд автомашины цахилгаан инженерчлэлийн үндсийг алхам алхмаар ойлгох хэрэгтэй: хамгийн үндсэн цахилгааны ойлголт, гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс эхлээд хэлхээний уншилт, алдаа оношлох аргууд хүртэл. Энэ нийтлэлд эдгээр үндсэн ойлголтууд болон тэдгээрийн тээврийн хэрэгсэлд практик хэрэглээг авч үзэх болно.
1. Цахилгааны үндсэн ойлголтууд : хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцэл
Автомашины цахилгаан эрчим хүчний хувьд ойлгох ёстой гурван үндсэн хэмжигдэхүүн нь:
– Хүчдэл (V/Volt): электронуудыг хөдөлгөдөг “түлхэлт”. Машин, мотоцикл нь ерөнхийдөө 12 вольт ашигладаг бол зарим тээврийн хэрэгсэл (ачааны машин, автобус, хүнд даацын машин) нь 24 вольт ашигладаг.
– Гүйдэл (I/Ампер): дамжуулагчаар урсаж буй электронуудын тоо. Гүйдэл нь ачааллаас хамаарна (жишээ нь, гэрэл, асаагуурын мотор, радиаторын сэнс).
– Эсэргүүцэл (R/Ohm): гүйдлийн урсгалд үзүүлэх эсэргүүцэл. Эсэргүүцэл нь кабель, холболт, ороомог эсвэл резисторт үүсдэг.
Энэ гурвын хоорондын хамаарлыг Омын хуульд нэгтгэн дүгнэв:
> V = I × R
> I = V / R
> R = V / I
Энэ ойлголт нь гэрэл яагаад бүдэг байгааг (их эсэргүүцлээс болж гүйдэл бага), гал хамгаалагч яагаад шатаж байгааг (гүйдэл хэт их), эсвэл стартер мотор яагаад сул байгааг (холболтын эсэргүүцлээс болж хүчдэлийн уналт) шинжлэхэд маш хэрэгтэй байдаг .
2. Цахилгаан эрчим хүч ба түүний ачаалалтай хамаарал
Инженерийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнууд V, I, R-ээс гадна цаг хугацааны нэгжид зарцуулсан цахилгаан энерги болох чадлыг (P/Watt) ойлгох хэрэгтэй.
> P = V × I
Энгийн жишээ: тээврийн хэрэгслийн 12 В 55 Вт чийдэн ойролцоогоор гүйдэл зарцуулдаг:
> I = P / V = 55 / 12 ≈ 4,6 A
Иймэрхүү тооцоолол нь гал хамгаалагч болон кабелийн хэмжээг зөв сонгоход туслахаас гадна цахилгаан системийн нийт ачааллыг урьдчилан таамаглахад тусалдаг.
3. Тээврийн хэрэгслийн цахилгаан систем: эх үүсвэр, дамжуулагч, ачаалал болон удирдлага
Автомашины цахилгаан хэлхээ нь ерөнхийдөө дөрвөн хэсгээс бүрдэнэ:
1. Цахилгаан эх үүсвэр: батерей болон генератор.
2. Дамжуулагч: кабель, холбогч, терминал болон газардуулгын шугам (газардуулга/их бие).
3. Ачаалал: гэрэл, цахилгаан мотор (арчигч, үлээгч), компьютерийн хяналтын самбар, форсунк, асаалтын ороомог гэх мэт.
4. Хяналт ба хамгаалалт: унтраалга, реле, гал хамгаалагч, хайлдаг холбоос, ECU.
Эдгээр дөрвөн элементийг ойлгох нь асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг: асуудал нь эх үүсвэр, кабель, ачаалал эсвэл хяналтын системд байгаа эсэхээс үл хамааран.
4. Батерей ба тэдгээрийн ажиллах зарчим
Тээврийн хэрэгслийн аккумулятор нь ерөнхийдөө хар тугалганы хүчилтэй байдаг. Аккумуляторын үндсэн үүрэг нь:
– Стартерт их хэмжээний гүйдэл өгдөг.
– Ачаалал өөрчлөгдөхөд системийн хүчдэлийн тогтворжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэнэ.
- Хөдөлгүүр унтарсан үед цахилгаанаар хангана.
Ойлгох ёстой чухал зүйлс:
– Хөдөлгүүр унтарсан үед батерейны хэвийн хүчдэл нь ихэвчлэн 12,4–12,7 В орчим байдаг (нөхцөл байдал болон температураас хамаарна).
– Асаах үед хүчдэл буурч магадгүй, гэхдээ хамгийн тохиромжтой нь хэт бага унахгүй байх ёстой. Хүчдэлийн хэт их уналт нь дараах шинж тэмдгүүдийг илтгэж болно сул зай эсвэл кабелийн шугам асуудалтай байна.
– Бохир/зэвэрсэн батерейны терминалууд нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, янз бүрийн асуудал үүсгэж болзошгүй.
5. Цэнэглэх систем: генератор ба зохицуулагч
Хөдөлгүүр ажиллаж байх үед цэнэглэх систем нь бүх хүчийг өгч, батерейг цэнэглэдэг. Үүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:
– Генератор: хувьсах гүйдэл үүсгэдэг бөгөөд үүнийг дараа нь тогтмол гүйдэл болгон хувиргадаг.
– Шулуутгагч (диод): хувьсах гүйдлийг тогтмол гүйдэл болгон шулуутгадаг.
– Хүчдэлийн зохицуулагч: гаралтыг тогтвортой байлгахаар тохируулдаг (ерөнхийдөө 12 В систем дээр 13,8–14,5 В орчим).
Цэнэглэх системийн эвдрэлийн нийтлэг шинж тэмдгүүд:
- Заагч гэрэл Батерей асаалттай байна.
- Батерей хурдан дуусдаг.
– Хөдөлгүүрийн хурд өөрчлөгдөхөд гэрэл анивчих эсвэл бүдгэрнэ.
Инженерийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнуудын хувьд генераторууд нэлээд их хэмжээний цахилгаан үүсгэдэг гэдгийг ойлгох нь чухал тул гаралтын кабель, гол гал хамгаалагч, газардуулгын холболтууд нь сайн нөхцөлд байх ёстой.
6. Стартер систем: стартер мотор, соленоид болон удирдлагын хэлхээ
Стартер систем нь хөдөлгүүрийг асаах үед асаахын тулд батерейгаас маш их хэмжээний гүйдэл авдаг. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:
– Стартер мотор: өндөр эргүүлэх хүч бүхий тогтмол гүйдлийн мотор.
– Стартерийн соленоид: том гүйдлийг стартерийн мотортой холбож, арааны арааг нэгэн зэрэг түлхдэг цахилгаан соронзон унтраалга.
– Удирдлагын хэлхээ: асаалтын унтраалга, асаагуурын реле (зарим тээврийн хэрэгсэлд) болон аюулгүй байдлын систем (төвийг сахисан унтраалга/шүүрч авах унтраалга/иммобилайзер).
Нийтлэг асуудлууд:
– Товших чимээ гарсан ч эргэхгүй байна: сул зай, эвдэрсэн соленоид эсвэл муу холболттой холбоотой байж болно.
– Стартерын хүчтэй эргэлт: эерэг/газардуулгын кабелийн хүчдэлийн уналт эсвэл стартерын мотор элэгдсэнээс шалтгаалж болно.
7. Гал хамгаалагч, реле болон хамгаалалтын ач холбогдол
– Гал хамгаалагч нь гүйдэл хязгаараас хэтэрсэн үед тасарч, кабель болон эд ангиудыг хэт халалтаас хамгаалах зориулалттай.
– Реле гэдэг нь бага гүйдэл нь их гүйдлийг хянах боломжийг олгодог цахилгаан соронзон унтраалга юм. Жишээ нь гэрлийн реле, радиаторын сэнсний реле, түлшний насосны реле орно.
Инженерийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнууд хохирлыг ялгах хэрэгтэй:
– Гал хамгаалагч давтан шатсан: ихэвчлэн богино холболт эсвэл хэт ачаалалтай байдаг.
– Реле гэмтсэн: унтраалга хэвийн байсан ч ачаалал ажиллахгүй байгаа нь ихэвчлэн илэрдэг.
8. Газардуулга (масс) ба хүчдэлийн уналт
Тээврийн хэрэгсэлд кузов болон хүрээг ихэвчлэн газардуулгын зам болгон ашигладаг. Энэ нь бүх хэлхээнд ачаалал руу хоёр кабель шаардлагатай биш гэсэн үг юм; нэг эерэг кабель хангалттай бөгөөд гүйдэл нь кузовоор буцаж ирдэг.
Гэсэн хэдий ч муу газардуулга нь асуудлын хамгийн түгээмэл эх үүсвэр юм:
– Гэрэл бүдэг эсвэл тогтворгүй байна.
– Мэдрэгч буруу заалт өгч байна.
- ECU алдаа.
Оношилгооны зорилгоор инженерийн чиглэлээр суралцаж буй оюутнууд хүчдэлийн уналтын тухай ойлголтыг ойлгох хэрэгтэй. Жишээлбэл, зэврэлттэй кабель эсвэл холбогч нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, ачаалалд хүрч буй хүчдэлийг бууруулдаг. Мультиметр ашиглан хүчдэлийн уналтыг хэмжих нь зүгээр л батерейны хүчдэлийг хэмжихээс илүү үр дүнтэй байдаг.
9. Утасны диаграмм болон үндсэн тэмдэглэгээг унших
Утасны диаграмм нь тээврийн хэрэгслийн цахилгаан системийн "газрын зураг" юм. Зарим түгээмэл хэрэглэгддэг тэмдэг, ойлголтуудад дараахь зүйлс орно.
– Батерейны эх үүсвэр, гал хамгаалагч, реле, унтраалга, чийдэн, мотор, диод.
– Газрын шугамыг ихэвчлэн массын тэмдэгээр тэмдэглэдэг.
– Хэлхээний салбарууд нь ачааллын тархалтыг заана.
– Холбогчийн зүүний дугаарууд нь кабелийн хяналтыг хийхэд тусалдаг.
Орчин үеийн оношлогоо нь бараг үргэлж хэлхээний зам болон хэмжилтийн цэгүүдийг хэлдэг тул холболтын диаграммыг унших чадвар нь гол ур чадвар юм.
10. Үндсэн хэмжих хэрэгсэл: мультиметр болон туршилтын чийдэн
Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг хоёр хэрэгсэл:
– Мультиметр: тогтмол/хувьсах гүйдлийн хүчдэл, эсэргүүцэл, тасралтгүй байдал болон гүйдлийг (тодорхой горимд) хэмждэг.
– Туршилтын гэрэл: хүчдэл байгаа эсэх болон хэлхээний гүйдэл дамжуулах чадварыг шалгах энгийн туршилтын гэрэл.
Аюулгүй байдлын зарчим:
– Цахилгаан хангамжтай хэвээр байгаа хэлхээний эсэргүүцлийг хэмжиж болохгүй.
- Тохирох хүрээг ашиглана уу.
– Асаалтын систем дээр хэмжихдээ хүчдэл маш өндөр байж болох тул болгоомжтой байгаарай.
11. Системчилсэн алдааг олж засварлах алхамууд
"Туршилт ба алдаа" оношлогооноос зайлсхийхийн тулд дараах урсгалыг ашиглана уу.
1. Шинж тэмдгүүдийг тодорхойл: хэзээ илэрч байгаа, машины байдал, ямар ачаалал идэвхтэй байгаа.
2. Эх үүсвэрийг шалгана уу: батерейны байдал, хөдөлгүүр унтарсан болон асаалттай үед хүчдэл.
3. Хамгаалалтыг шалгана уу: гал хамгаалагч, хайлдаг холбоос, гол реле.
4. Тасралтгүй байдал болон холбогчийг шалгана уу: сулрал, зэврэлт, нугарсан зүү байгаа эсэхийг шалгана уу.
5. Ачаалал ажиллаж байх үед эерэг ба газардуулгын шугам дээрх хүчдэлийн уналтыг хэмжинэ.
6. Ачааллын баталгаажуулалт: эд анги өөрөө гэмтсэн эсэх (мотор гацсан, гэрэл эвдэрсэн, соленоид сул).
Энэ арга нь оюутнуудыг логиктой, үр ашигтай, семинарын ажлын стандартын дагуу сэтгэхэд сургадаг.
Хаах
Автомашины цахилгаан эрчим хүчний үндсүүд нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цээжлэхээс гадна бодит ертөнцийн тээврийн хэрэгслийн хэлхээнд хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцэл, чадлын хоорондын хамаарлыг ойлгохыг хамардаг. Батерей, генератор, стартер, гал хамгаалагч, реле, газардуулга, утасны диаграмм, хэмжилтийн техник гэсэн ойлголтуудыг эзэмшсэнээр инженерийн оюутнууд засвар үйлчилгээ, оношилгоог илүү нарийвчлалтай хийж чадна. Тээврийн хэрэгслийн цахилгаан системүүд улам бүр цахимжиж, нэгдсэн систем рүү чиглэн хөгжих тул ECU, мэдрэгч-идэвхжүүлэгч, сүлжээнд суурилсан тээврийн хэрэгслийн систем (CAN) зэрэг ахисан түвшний сургалтанд бат бөх суурь зайлшгүй шаардлагатай.
