Лекция 10 Электрические сети автомобиля

Условное графическое исполнение электрической сети автомобиля на чертеже называется электрической схемой. Различают принципиальную электрическую схему и схему подключения. Принципиальная электрическая схема отображает электрические соединения элементов электрооборудования автомобиля не учитовая их фактического расположения. Схема подключения (монтажная) учитывает фактическое расположения элементов и разъемов. Для изображения элементов электрооборудования на схемах применяют условно графическое обозначение изделий электрооборудования. Электрическую цепь автомобиля разделяют на магистральные, по которым протекает ток к нескольким потребителям, и цепи ответвлений, по которым протекает ток к конкретному потребителю.

Рис 2.1

Электрические связи между устройствами системы и между системами производятся с помощю электрических проводов. Провода, используемые в автомобиле, состоят из медных жил с изоляцией из поливинилхлоридного пластика. Медь с ее низким удельным сопротивлением около 1,75×10^-8 Ом м, обладает почти идеальными свойствами. Изоляция из поливинилхлорида обладает очень высоким удельным сопротивлением, порядка 10¹⁵ Ом м, а также стойка к бензину, нефти и другим растворителям.

Растет электрической цепи автомобиля

Расчет сечения провода зависит от протекающего по нему тока, и допустимого падения напряжения на нем и механической прочности провода.

По допустимому току (нагрузке) из условия нагрева рассчитывают магистральные цепи.

По допустимому падению напряжения рассчитывают цепи разветвлений.

По механической прочности – цепи с током менее 1 А.

Допустимые токи для проводов определяют по нормам, установленным опытным путем.

Таблица

№п/п	Сечение провода по меди, мм2	Ток в отдельном проводе, А	Ток в отдельном проводе объединенным в жгут, А
1 2 3 4 5 6 7 8	0,5 0,75 1,0 1,5 2,5 4 6 10	8 10 13 16 22 29 37 54	7 9 11 14 18 24 31 44

При расчете допустимых токов для кратковременного или повторно-кратковременного режима принимают, что

I<pI_доп

где p – коэффициент токовой нагрузки.

Коэффициент «p» представляет собой отношение тока кратковременного режима к току длительного режима, который создает такой же тепловой режим. Для кратковременного режима

p = √1/1 – exp – t_р/T,

где t_р – время протекания тока, T – постоянная времени нагрева провода.

T = m₁c₁ – m₂c₂/αF,

где:

m₁, m₂ – соответственно масса жилы и изоляции провода в кг;

c₁, c₂ - соответственно удельная теплоемкость жилы и изоляции, Дж/(кг × К); F - площадь поверхности провода, м²;

α – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²×К ).

Если t_р значительно меньше T, то p = √1/t_р/T = √ T/t_р > 1.

Расчет сечения провода по допустимому току в проводе:

1. Определяют протекающий по проводу ток

I = P/V_ген;

где I – ток, А; Р – потребляемая мощность устройством, Вт; V_ген - напряжение системы электроснабжения.

2. Из таблицы допустимого тока определяют сечение провода.

Расчет сечения провода по допустимому напряжению в проводе:

1. Определяют протекающий по проводу ток

I = P/V_ген;

2. Из таблицы допустимого падения папряжения на проводах определяют падение напряжения в проводе V_{пр доп}.

Таблица 1.1.

Устройство на 12 В	Нагрузка, Вт	Vпр, В	(Vпр + Vкон), В
Лампы освещения Зарядка АБ Стартер Прочие устро-ва	<15 Вт Номинал Макс. При -200С Номинал	0,1 0,5 0,5 0,5	0,6 0,5 0,5 1.5

3. Из формулы V_пр = I×R_пр = I×ρl/S,

где l – длина провода, м; S – поперечное сечение, м²;

4. Рассчитываем необходимое сечение провода по формуле,

S = Iρl/V_пр.

Сети автомобильного электрооборудования относятся к разомкнутым сетям (Разомкнутыми называются сети, которые получает питание с одной стороны).

Рис. 2.2

Для простой цепи с сосредоточенной нагрузкой падение напряжения в цепи складывается из падения напряжения в проводе ΔU_пр и падения напряжения в переходном сопротивлении контакта ΔU_кон.

ΔU_доп = ΔU_пр + ΔU_кон = I×ρl/S + IΣR_кон.

Из этого уравнения сечение провода

S = I×ρl/ (ΔU_доп – IΣR_кон).

Для цепи с равномерно распределенной нагрузкой падение напряжения в линии складывается из двух составляющих ΔU_доп = ΔU_L1 + ΔU_L2

Рис.2.3

При одинаковом сечении провода на участках L₁, L₂

ΔU_L1 = I_н×ρL₁/S,

ΔU_L2 = I_нL2×ρL₂/S,

I_нL2 находим из соотношнения, (I_н × L₂)/2 = I_нL2×L₂, или I_нL2 = I_н/2

ΔU_доп = I_н×ρL₁/S + I_н×ρL₂/2S

Из этого уравнения находим сечение провода S = I_н×ρ(L₁ + L₂)/ 2ΔU_доп.