1. Общие сведения об электронных системах с цифровым управлением. Тенденции развития электронного оборудования.

Общие сведения об электронных системах с цифровым управлением.

Современная наука об автомобильном бортовом оборудовании развивается в двух направлениях:

:- в направлении поиска способов улучшения параметров и характеристик существующих устройств, систем, аппаратов и приборов;

-- в направлении разработки новых функциональных узлов, систем и блоков для нужд автоматизации и механизации рабочих процессов на автомобиле.

Так, на базе научных исследований за короткий исторический срок реализовано кардинальное усо­вершенствование классического электрооборудования, а также создан целый ряд совершенно нетрадиционных для автомобиля бортовых систем автоматического управления.

Это стало возможным благодаря достижениям в области полупроводниковой и микроэлектронной технологии изготовления электросхем, которые составляют немалую часть автомобильного бортового оборудования.

• Теперь автомобили оснащаются не электроконтактными (батарейными), а чисто электронными системами зажигания. Автомобильная бортовая система электроснабжения оборудуется генератором многофазного переменного тока с мощным полупроводниковым выпрямителем и с интегральным регулятором напряжения. Электростартер автомобиля также значительно видоизменился. Самым "консервативным" компонентом в составе классического электрооборудования остается бортовая аккумуляторная батарея.

Наряду с усовершенствованием известных бортовых устройств разработаны и в настоящее время все более широко применяются совершенно новые системы бортовой автоматики, основные из которых следующие:

- системы впрыска топлива для бензиновых двигателей;

- микропроцессорные системы зажигания;

- системы очистки выхлопных отработавших газов;

- системы антиблокировки гидравлических тормозов;

- системы вспомогательной механизации в устройствах комфортного назначения.

• Совокупность систем автомобильной бортовой автоматики получила наименование «Автотронное оборудование». В отличие от электрического и электронного, автотронное оборудование по основному (физическо­му) принципу действия не классифицируется. Особенностью автотронного оборудования является то, что оно создается с применением самых разнообразных физических принципов и средств автоматического управления и регулирования, а управляется электронной цифровой автоматикой, в основе которой лежит бортовой компьютер с постоянной и оперативной оборудование", так как термин "автотронное" — это синоним таких обобщающих определений, как "комбинированное" или "комплексное".

Автотронное оборудование автомобиля состоит из отдельных автотронных систем, которые в свою очередь состоят из отдельных составных частей (компонентов).

Автотронные системы принято классифицировать по основной исполнительной функции. Например: автотронная система впрыска топлива; автотронная система антиблокировки тормозов; автотронная система очистки выхлопных отработавших газов и т.д.

Компонентами автотронных систем могут являться самые разнообразные технические устройства, отличающиеся друг от друга как по принципу дейст­вия, так и по конструктивному исполнению. Это могут быть и электрические, и электронные, и электронно- вычислительные, и механические, и пневматичес­кие, и гидравлические, и любые другие технические изделия, способные выполнять соответствующие функции автотронной системы.

Автотронные системы имеют одно общее свойство — они управляют неэлектрическими процессами, но сами управляются от электронной автоматики, при этом первичными источниками управляющих сигналов являются человек (водитель), программа, заложенная в электронную память, и входные неэлектрические воздействия.

Из сказанного ясно, что автотронная система — это бортовой комбинированный комплекс автоматического управления, включающий в свой состав различные технические устройства, которые соединены в единое целое с целью выполнения конкретного неэлектрического действия. Например, автотронная система впрыска топлива — это не только электронный блок управления впрыском, и не только электрическая схема соединений, но и входные датчики, работающие от неэлектрических сигналов первичных задатчиков; это и сами неэлектрические задатчики с механическими соединителями: это выходные исполнительные устройства неэлектрического принципа действия, например форсунки впрыска, а также все гидравлические и пневматические клапаны системы; это и механическое устройство привода дроссельной заслонки при работе двигателя на холостом ходу. В автотронной системе впрыска с электронным управлением электрические сигналы (как на входе, так и на выходе) выполняют роль промежуточных (опосредованных) носителей информации для неэлектрических устройств (внешней периферии). При этом сама неэлектрическая периферия выполняет основные функции автотронной системы впрыска: дозирование количества впрыскиваемого бензина при изменении неэлектрических параметров двигателя или под воздействием водительской педали газа

Тенденции развития автомобильного электронного оборудования оборудования

Современный легковой автомобиль состоит из четырех основных агрегатов: двигателя, кузова, шасси и ходовой части. Эти агрегаты обеспечивают выполнение главной функции легкового автомобиля — перевозку пассажиров. Но для того, чтобы перевозка была безопасной и комфортной, а основные агрегаты работали безотказно, автомобиль оснащен достаточно большим числом самых разнообразных устройств, которые принято называть бортовым оборудованием. Во введении рассматриваются общие сведения об автомобильном оборудовании и тенденции его развития.

Бортовое оборудование по функциональному назначению и по месту, которое оно занимает, можно подразделить на комфортное (внутреннее оборудование кузова), навесное (оборудование двигателя) и функциональное (оборудование кузова, шасси и ходовой части).

По принципу действия и устройству бортовое оборудование может быть механическим, пневматическим, гидравлическим, электрическим, электронным и автотронным.

По выполняемым функциям устройства, входящие в состав автомобильного бортового оборудования, исключительно разнообразны. Работа многих из них связана с необходимостью использования какого-либо вида энергии. Самым удобным видом энергии для применения на борту автомобиля является электри­ческая энергия. Поэтому значительная часть бортового оборудования относится к электрооборудова­нию автомобиля.

Для обеспечения электроэнергией автомобиль оснащен автономной бортовой электроэнергетической системой, которую принято называть системой электроснабжения. В эту систему входят: бортовая аккумуляторная батарея, электрогенератор, а также подсистема соединительных проводов с моноблоком предохранителей и набором коммутационных устройств. Таким образом, эта система представляет собой электрическую бортовую сеть.

Второй электроэнергетической частью бортового оборудования является система электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания. В эту систему входят: стартерный электродвигатель, механическая подсистема передачи вращения от электродвигателя к двигателю внутреннего сгорания, стартерная аккуму­ляторная батарея, подсистема управления стартером и большетоковые соединительные электропровода

• В электрооборудование автомобиля входит также система электроискрового зажигания (если на автомобиле установлен бензиновый двигатель), которая преобразует энергию постоянного тока бортовой сети в импульсное напряжение высоковольтного искрового разряда на свечах зажигания.

Перечисленные электротехнические устройства принято относить к навесному оборудованию двигателя, так как все они (кроме аккумуляторной батареи) установлены на двигателе. К навесному оборудованию относятся также некоторые устройства системы топливного питания, например карбюратор с воздушным фильтром или форсунки впрыска топлива, а также подсистема выпуска отработавших газов.

• К комфортному оборудованию кузова относят подсистему электроподогрева сидений: внутреннее освещение и отопление; вентиляцию и кондиционирование; электроприводы стеклоподъемников, люка на крыше, радиоантенны; центральный замок дверей; прикуриватели; средства противоаварийной за щиты водителя и пассажиров, а также все средства теле-аудио-видео-радио и телефонной техники. В комфортное оборудование включают также и противоугонные устройства.

• Третьей группой бортового оборудования автомобиля является так называемое функциональное оборудование. По отношению к кузову функциональное оборудование — это все устройства наружного освещения и сигнализации, наружные зеркала, остекление кузова, стеклоочистители и стеклоомыватели, бампера, молдинги и прочее. Из этой группы в электрооборудование включают систему наружного освещения, приборы наружной световой и звуковой сигнализации, а также электропривод и электроподогрев наружных зеркал заднего вида.

Внутри кузова к функциональному электрооборудованию относятся контрольно-измерительные при­боры, водительский пульт управления, внутренняя световая и звуковая сигнализация.

Немалая часть функционального оборудования установлена на шасси и на ходовой части автомобиля. Здесь устройства функционального оборудования в основном механического или гидромеханического принципа действия. Прежде эти устройства рассматривались как составные части механических агрегатов и никакой автоматикой не оснащались. Но в последние годы чисто механические устройства (коробка переключения передач, гидравлические тормоза, подвеска автомобиля) автоматизируются с применением электронного управления. Появились совершенно новые устройства и системы, созданные с использованием всех известных (электрических и неэлектрических) способов и средств автоматизации. Такие устройства и системы теперь являются неотъемлемой составной частью общего комплекса автоматизированного бортового оборудования и называются автотронными.