Надёжность электрической системы автомобиля

Введение
Глава 1. Надёжность электрических систем. Общие положения
1.1 Основные понятия, термины и определения надежности электрических систем
1.2 Свойства электрических систем, влияющие на надёжность их работы
1.3 Схемы соединения электрических систем и их надёжность
1.4 Устройства управления режимом электрических систем, влияющие на её надёжность
1.5 Понятие о структурной и функциональной надежности электрических систем
1.6 Требования к надежности электрических систем при проектировании
Глава 2. Основные электрические системы автомобиля
2.1 Система пуска автомобиля
2.2 Система электроснабжения автомобиля
2.3 Система зажигания
2.4 Система освещения и сигнализации автомобиля
2.5 Приборы информации и контроля
2.6 Карбюратор
2.7 Электронная антиблокировочная система (АБС)
Глава 3. Диагностика электрических систем автомобиля
3.1 Бортовая диагностика электрических систем автомобиля
3.2 Автоматизированная бортовая система диагностики электрически систем автомобиля
3.3 Диагностика ЭСУД
3.4 Диагностика электронной системы зажигания фирмы «Toyota»
3.5 Диагностика электронной системы впрыска топлива фирмы Bosсh типа Monotronic автомобилей ВАЗ
Глава 4. Расчёт надёжности электрической системы автомобиля на конкретном примере
4.1. Задание и расчёт недостающих данных
4.2. Расчет эксплуатационной безотказности элементов
4.3. Определение коэффициентов электрической нагрузки элементов
Заключение
Список использованной литературы

Введение

Система электроснабжения предназначена для питания электрической энергией всех потребителей и поддержания постоянства напряжения в бортовой сети электрооборудования автомобиля. Источниками электрической энергии на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея, включенные параллельно друг другу. Регулирование напряжения генератора в заданных пределах осуществляется   регулятором напряжения.
К надежности работы и качеству электрической энергии в системе источников электрической энергии предъявляются высокие требования. Отклонение напряжения в бортовой сети автомобиля от расчетного не должно превышать   ±3 %.
Колебание напряжения в пределах ±5 % от расчетного значения приводит к изменению светового потока на ±20 %, и срок службы ламп уменьшается в 2 раза.
Повышение   регулируемого   напряжения   на    10       12    % приводит к снижению срока службы аккумуляторной батареи в 2...2,5 раза.
...

1.1 Основные понятия, термины и определения надежности
электрических систем

Надежность электрической системы (объединения) - способность выполнения ей основной функции - бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергией требуемого (нормативного) качества и исключение ситуаций опасных для людей и окружающей среды. Это термин комплексного характера, по функциональному признаку имеем понятия структурных составляющих электрической системы.
Надежность системы генерации - способность электростанции поддерживать требуемый баланс мощности при нормативном значении частоты.
Надежность основной электрической сети - способность устойчиво передавать мощность из частей энергосистемы с избытком в части с ее дефицитом.
Надежность распределительной сети - способность этой сети поддерживать бесперебойное питание узлов нагрузки (отдельных потребителей или их групп).
...

Глава 1. Надёжность электрических систем. Общие положения

1.1 Основные понятия, термины и определения надежности
электрических систем

Надежность электрической системы (объединения) - способность выполнения ей основной функции - бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергией требуемого (нормативного) качества и исключение ситуаций опасных для людей и окружающей среды. Это термин комплексного характера, по функциональному признаку имеем понятия структурных составляющих электрической системы.
Надежность системы генерации - способность электростанции поддерживать требуемый баланс мощности при нормативном значении частоты.
Надежность основной электрической сети - способность устойчиво передавать мощность из частей энергосистемы с избытком в части с ее дефицитом.
Надежность распределительной сети - способность этой сети поддерживать бесперебойное питание узлов нагрузки (отдельных потребителей или их групп).
...

1.2 Свойства электрических систем, влияющие на надёжность их работы

Свойствами электрических систем, влияющими на надёжность их работы, являются:
1. Непрерывность и жесткая связь во времени процессов производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии;
2. Вероятностный характер формирования энергетических и тепловых нагрузок, определяемых условиями функционирования энергопотребляющих отраслей промышленности и изменением климатических факторов;
3. Зависимость структуры располагаемых энергоресурсов от складывающейся топливной конъюнктуры, работы транспортных систем, обеспечения гидроресурсами;
4. Быстрота протекания аварийных процессов;
5. Решающее влияние степени надежности электроснабжения на работу всех отраслей хозяйства, социальных структур и условия жизни населения;
6. Высокие требования к системе управления ЭС;
7. Ограниченность резервов генерируемой мощности;
8. Чувствительность ЭС к внезапным отклонениям частоты;

1.3 Схемы соединения электрических систем и их надёжность

Схемы соединения электрических систем играют важную роль в обеспечении надежности электроснабжения, как и схемы ее соединения с потребителем электрической энергии.
Схемы соединения ЭС с потребителями .выполняется в зависимости от категории электроприемников. Для электроустановок, работающих круглосуточно, недопускающих перерыва в питании схема электроснабжения должна быть выполнена таким образом, чтобы при выходе любого ее элемента электроснабжение было сохранено. Схема ЭС должна предусматривать снабжение этих объектов от двух независимых источников питания.
Для электроприемников, где перерыв в электроснабжении дает недовыпуск продукции создаются схемы, допускающие перерыв электроснабжения на время включения резервного питания дежурного персонала. Для остальных потребителей допускаются схемы, создающие перерыв электроснабжения на время ремонта или замен поврежденного элемента.
...

влияющие на её надёжность

Автоматическое управление электрическими системами в темпе нормальных или аварийных процессов происходит с помощью автоматических систем и устройств, поддерживающих параметры режима в допустимых пределах, помогающих избегать аварийных нарушений или ограничивающих развитие аварий.
...

1.5 Понятие о структурной и функциональной надежности
электрических систем

Выделение в надежности ЭС составляющих: структурной и функциональной позволяет упростить методы ее анализа и точнее наметить мероприятия по изменению ее уровня.
Структурная надежность - обусловлена составом элементов ЭС, их связями, пропускными способностями без учета их функций в системе (особенно важна в проектировании).
Функциональная надежность - основана на анализе режимов, их ограничений, пропускной способность и при изменении структуры ЭС (особенно важна в эксплуатации).
Показатели структурной надежности определяются для узлов нагрузки (вероятность безотказной работы, вероятность отказа, параметр потока отказов, наработка до отказа с заданной вероятностью ее максимума, иногда недоотпуск энергии, ущерб).
Для оценки структурной надежности используются вероятностные модели, основанные на средних вероятностях состояния элементов (Кг, Кп - вынужденного простоя, поток отказов (частота)).
...

Глава 1. Надёжность электрических систем. Общие положения

1.1 Основные понятия, термины и определения надежности
электрических систем

Надежность электрической системы (объединения) - способность выполнения ей основной функции - бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергией требуемого (нормативного) качества и исключение ситуаций опасных для людей и окружающей среды. Это термин комплексного характера, по функциональному признаку имеем понятия структурных составляющих электрической системы.
Надежность системы генерации - способность электростанции поддерживать требуемый баланс мощности при нормативном значении частоты.
Надежность основной электрической сети - способность устойчиво передавать мощность из частей энергосистемы с избытком в части с ее дефицитом.
Надежность распределительной сети - способность этой сети поддерживать бесперебойное питание узлов нагрузки (отдельных потребителей или их групп).
...

1.6 Требования к надежности электрических систем при
проектировании

Основными требованиями к надёжности электрических систем при проектировании являются:
1) Баланс мощности составляется для зимнего годового графика нагрузки;
2) Дается общая оценка достаточности и эффективности средств повышения устойчивости автоматических систем управления, возможные последствия отказа средств релейной защиты, ПА и коммутационных аппаратов;
3) Ввод мощности на э/ст определяется условиями покрытия максимальной нагрузки и создания резерва мощности;
4) Учитываются снижения мощности из-за ограничения при ее выдаче, снижение мощности планируется приблизительно 10% от установленной.

Размер резерва для КЭС, ТЭЦ с агрегатами менее 100 МВт - 2%; 100-135МВт - 3,5%; 150-200 МВт - 4-4,5%; 250-300 МВт - 5%. Для КЭС с энергоблоками от 500 МВт до 1600 МВт - 5,5-7%; для АЭС с реакторами 210-365 МВт - 3%, 440 МВт - 4%; 1000МВт - 5,5%; 1500 МВт - более 6%.
...

2.1 Система пуска автомобиля

Система пуска автомобиля служит для автоматического дистанционного пуска двигателя и состоит из стартера, механизма зацепления, электромагнитного реле и вспомогательного реле.
Основными техническими требованиями к системе пуска являются:
- надежная работа стартера при 40-50 тыс. км пробега;
- надежная работа стартера при пуске до температуры 15 Со
- надежная работа механизма зацепления и электромагнитных реле;
- электрическая проводка питания стартера и реле надежно крепится.
Стартеры, например, для легковых автомобилей СТ 29.3708, СТ 230-62, для грузовых автомобилей СТ 142 Б, СТ 130 Б потребляют ток от 550 до 850 А с частотой вращения до 5 тыс. мин −1 с последующим снижением тока до 80-100 А.
В стартерах применяют четырехполюсные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением.
...

2.2 Система электроснабжения автомобиля

Система электроснабжения предназначена для питания электрической энергией сложного комплекса коммутирующей аппаратуры, контрольно- измерительных приборов, исполнительных механизмов и систем с помощью соединительных проводов. К линии АБ - амперметр подключаются стартер, звуковые сигналы, прикуриватель, аварийная сигнализация с указателем поворота и переносная лампа. К линии генератор-амперметр подключаются остальные потребители. В принципиальной электрической схеме в каждой отдельной цепи различают (рисунок 2.2) три участка: А – участок, соединяющий коммутационный прибор или предохранитель F с линией питания.

Рисунок 2.2 Схема подключения цепи

Цветовая маркировка осуществляется по цвету провода той или иной линии питания. В – участок, состоящий из нескольких проводов, разделенных контактами, обмотками реле, предохранителями.
...

2.3 Система зажигания

Система зажигания двигателя предназначена для генерации импульсов высокого напряжения, вызывающих вспышку рабочей смеси в камере сгорания двигателя, синхронизации этих импульсов с фазой двигателя и распределения импульсов зажигания по цилиндрам (ГОСТ 28827-90).
От мощности искры и момента зажигания рабочей смеси в значительной степени зависит экономичность и устойчивость работы двигателя, а также токсичность отработавших газов. Бесперебойное искрообразование происходит при напряжении 8…20 кВ, при этом энергия электрического разряда при пуске может достигать 30…100 мДж, а при установившемся режиме до 5 мДж.
...

2.4 Система освещения и сигнализации автомобиля

Система освещения и сигнализации предназначена для автономной системы освещения автомобиля, для освещения пути 2-х или 4-х фарной системой, для установки средств автосигнализации, которые должны обеспечивать участников движения информацией о характере движения (торможение, разгон, стоянка), о совершаемом маневре (поворот, обгон), о виде транс- портного средства, его габаритах, а так же о его принадлежности (освещение номерного знака).
В минимальный обязательный комплект светосигнальных приборов для всех легковых и грузовых автомобилей входят: габаритные огни - 2 передних и 2 задних; 2 сигнала торможения, расположенные сзади; мигающие указатели поворота - 2 передних, 2 задних и боковые; фонарь освещения номерного знака.
...

1. Фокин Ю.А. Надежность и эффективность сетей электрических систем. - М.: Высш. шк., 2016. - 149 с.
2. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. - Ленинград.: Энергоатомиздат, 2015. - 206 с.
3. Ермолин Н.П., Жерихин И.П. Надежность электрических машин. - Л.: Энергия, 2016. - 248 с.
4. Зорин В.В., Тисленко В.В., Клеппель Ф., Адлер Г. Надежность системы электроснабжения. - Киев: Вища школа, 2014. - 192 с.
5. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя: учеб. для студентов учреждений сред. проф. образования / В.К. Вахламов, М.Г. Ша¬ тров, А.А. Юрчевский; под ред. А.А. Юрчевского. - М.: Академия, 2015. - 816 с.
6. Сига X., Мидзутани С. Введение в автомобильную электронику: пер. с яп. - М.: Мир, 2016. - 232 с.
7. Соснин Д.А., Яковлев В.Ф. Новейшие автомобильные электронные си¬ стемы: учеб. пособие для специалистов по ремонту автомобилей, студен¬ тов и преподавателей вузов и колледжей. - М.: СОЛОН-Пресс, 2015. - 240 с.
8. Федосов В.П., Сытенький В.Д. Автомобильная электроника: учеб. по¬ собие. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2014. - 73 с.
9. Электрическое и электронное оборудование автомобилей. - М.: Рэн- дал; СПб.: Алфамер Паблишинг, 2016. - 284 с.
10. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: учеб. для студентов ву¬ зов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 2015. - 304 с.