СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ

Тема 3.5. Система освещения, световая и звуковая сигнализация

Вопросы: Назначение, общее устройство приборов освещения, световой и звуковой сигнализации. Включение в цепь и правила пользования приборами. Порядок регулировки света фар.

Неисправности приборов освещения и сигнализации, их причи­ны, способы обнаружения и устранения

Время : 2 час

ХОД ЗАНЯТИЯ

1ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

-проверяю наличие личного состава

-довожу тему и учебные вопросы

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ

В темное время суток происходит до 50% дорожно-транс­портных происшествий, хотя в дневное время количество транс­портных средств, участвующих в дорожном движении, значи­тельно больше.

Снижение видимости от воздействия света фар при встреч­ном движении происходит постепенно по мере сближения ав­томобилей. Максимальное снижение видимости при разъездах на узких дорогах происходит при сближении автомобилей на расстояние 25-30 м, после чего исключается воздействие пря­мого ослепления, и включение дальнего света фар не вызывает дополнительной потери видимости. Неправильно отрегулиро­ванные фары увеличивают ослепление до 15 раз. Более 15% всех аварий наблюдается при туманах и осадках, поэтому примене­ние противотуманных фар не только улучшает видимость до­роги, но и, выполняя функцию габаритных огней, снижает ве­роятность встречных столкновений.

Применение противотуманных задних фонарей необходимо в связи с тем, что в тумане наезд сзади на попутный автомо­биль составляет до 70% случаев ДТП в этих условиях. Учиты­вая важность системы освещения и сигнализации для безопас­ности движения, количество, расположение, цвет, световые и технические характеристики этих приборов регламентируются соответствующими Государственными стандартами, составлен­ными в соответствии с международными нормами Европейс­кой Экономической Комиссии ООН.

а) в)

Рис. 15,1. Светотехническая схема и ход лучей фар:

а) европейского типа; б) американского типа

Фары ближнего и дальнего света изготовляют следующих ти­пов: «R» - фары дальнего света; «С» - фары ближнего света и дополнительно дальнего; «CR» - фары ближнего и дальнего све­та. Фары для встроенной установки «R» и «С» выполняют с ди­аметром оптического элемента 136 мм, а «С» - 170 мм. Фары «R» и «С» применяют в четырехфарной системе освещения, a «CR» -в двухфарной. По способу создания светового пучка при ближ­нем свете различают фары европейского и американского типа. В фарах европейского типа (европейский ассиметричный свет, принятый и в нашей стране) нить накала ближнего света цилин­дрической формы (рис. I5.l,a) помещена впереди фокуса отра­жателя F оптической оси 0-0. Все лучи, отраженные от верхней половины отражателя, выходят под некоторым углом вниз и падают на дорогу. Чтобы лучи, отраженные от нижней полови­ны отражателя, не слепили водителя встречного автомобиля, под нитью помещен металлический экран 3 специальной формы с горизонтальным левым бортиком и правым, наклоненным вниз на !5°(рис. 15.2). Этим достигается значительное увеличение по­тока света в направлении правой стороны дороги и обочины.

Рис. 15.2. Автомобильная лампа с двухнитевым накалом для фар «Европейский ассиметричный свет»

В фарах американского типа распределение светового потока осуществляется путем смещения нити ближнего света из фокуса отражателя вверх и влево (рис. 15.1,6). Все лучи от тела накала, падающие на отражатель, до фокальной плоскости (точка А), отражаются под некоторым углом вниз и падают на дорогу; все остальные лучи от отражателя направляются под некоторым уг­лом вверх. Перераспределение этого вредного (слепящего) пото­ка осуществляется при помощи рассеивателя. Дальний свет в фарах с европейской и американской ассиметричными система­ми по своим техническим характеристикам практически одина­ков. Нить накала дальнего света в обоих системах расположена в фокусе отражателя, и все лучи, попав на поверхность отража теля, теоретически отражаются в виде параллельного пучка с значительным углом рассеивания. Пройдя через рассеиватель, пучек формируется необходимым образом с целью создания необходимой видимости на расстоянии более 100м в соответствии с требованиями норм на светораспределение фары.

Замена бесцветного рассеивателя или лампы на желтую сни­жает силу света на 5-13%. Применение фар желтого цвета в ус­ловиях атмосферы нормальной прозрачности не дает каких-либо преимуществ.

Основными частями фары (рис. 15.3) являются корпус 4, дер­жатель оптического элемента 5, оптический элемент, состоящий из отражателя 10, рассеивателя 1, лампы 9 и патрона. Иногда оптический элемент выполняют в виде лампы-фары (неразбор­ный герметичный блок, состоящий из отражателя, рассеивате­ля и нитей накала). Оптический элемент крепится к держателю с помощью внутреннего ободка 2 и трех винтов 12; устанавли­вают его по отношению к корпусу фары с помощью винтов вер­тикальной 3 и горизонтальной 13 регулировки.

Напряжение к лампе подводится через штекерную колодку 6. Чтобы не перепутать штекеры дальнего 15 и ближнего 16 света при их подключении в сеть, на колодке имеется фиксирующий выступ 14. Экран 11, установленный перед лампой, снижает ослепляющее действие ближнего света при разъездах встреч­ных машин.

Знаки на стекле рассеивателя обозначают следующее: «CR»-фара удовлетворяет международным предписаниям в отношении ближнего и дальнего света; Е₂-знак официального утверждения для фар с европейским ассиметричным светораспределением.

Передний фонарь ПФ-130 (рис. 15.4,а) имеет круглую форму, выполняет функции указателя поворота и габаритного огня. Фонарь состоит из металлического корпуса 3 и рассеивателя 1. В дно корпуса установлена контактная колодка 4 и патроно-держатель 5. Контактная колодка имеет два пружинящих кон­такта и штекерные выводы для соединения с сетью автомоби­ля. Соединение с «массой» автомобиля осуществляется через болты крепления корпуса фонаря к кабине автомобиля. Рассе-иватель двух цветов и разделен перегородкой на две секции. Верхняя секция оранжевого цвета имеет хромированный отра­жатель (указатель поворота). Нижняя секция бесцветная. Рас-сеиватель крепится к корпусу 3 фонаря тремя винтами через резиновую прокладку 2. Передний фонарь ФП-130 можно ус­танавливать на правую и левую сторону автомобиля.

Задний фонарь ФП-130 (рис. 15.4,6) имеет три секции: секция П-указатель поворота; I-сигнал торможения; Ill-габаритный огонь. Фонарь состоит из пластмассового корпуса 3 и рассеи­вателя 1. К дну средней секции корпуса через резиновые амор­тизаторы 6 монтируются ламподержатели 7 с четырьмя гнезда­ми для однонитевых ламп накаливания.

Рис. 15.4. Унифицированные фонари грузовых автомобилей:

а-передний фонарь ПФ-130; б-задний фонарь ФП-130; в-электрическая схема подключения фонарей

Рассеиватель 1 выполнен из пластмассы двух цветов: указа­тель поворота-оранжевого, сигнал торможения и габаритный огонь-красного. Верхняя средняя часть рассеивателя имеет ка­тафот 9. В нижнюю часть корпуса вставлена бесцветная линза для освещения номерного знака. Рассеиватель 1 крепится к кор­пусу шестью винтами 8 через резиновую прокладку 2. Фонарь крепится на автомобиле двумя болтами, вмонтированными в корпус фонаря, через них происходит соединение с «массой» автомобиля. В нижней части фонаря между рассеивателем и корпусом имеются дренажные отверстия. Задние фонари вы­полняются в левом и правом исполнении. В левых фонарях име­ется окно освещения номерного знака, в правых-нет.

Световой указатель поворота состоит из прерывателя тока (реле) РС-57 (рис. 15.5,а,б), переключателя 15 типа П 118, ламп

16 и 17 в подфарниках и задних фонарях и контрольной лампы
1 на щитке приборов. Электромагнитный тепловой прерыва­
тель тока устроен и работает следующим образом.

На стальном сердечнике 9 намотана обмотка. Один конец обмотки соединен с выводом СЛ прерывателя, а другой, через резистор 12, нихромовую струну 3, якорек 4 и сердечник 9 с выводом Б прерывателя. Вывод Б через выключатель зажига­ния 13 соединен с положительным выводом аккумуляторной батареи. Вывод КЛ соединен с контрольной лампой 12. Сер­дечник 9 жестко соединен с кронштейном 11. Обмотка сердеч­ника включена последовательно с сигнальными лампами 16 и

17 и с контрольной лампой 12. Стальные якорьки 4 и 10 при­
креплены к сердечнику 9.

В нерабочем состоянии контакты 5 разомкнуты усилием на­тянутой нихромовой струны 3, а контакты 6 разомкнуты натя­жением бронзовой пластины 8. Нижний, конец струны 3 про­ходит через стеклянную бусинку 2 и утолщен наплавленным припоем. Бусинка изолирует струну от кронштейна.

При включении сигнальных ламп ток от аккумуляторной батареи будет проходить через выключатель зажигания 13, яко­рек 4, струну 3, резистор R, обмотку сердечника 9,переключа-тель 15 указателей поворота, лампы 16 и 17, «минус» аккумуля­торной батареи. Путь тока на схеме указан стрелками. Накал нижней лампы будет неполный. Проходящий по струне 3 ток вызовет её нагрев, струна удлинится и её натяжение уменьшит­ся. В это время стальной якорек 4 притянется к сердечнику элек­тромагнита, и контакты 5 прерывателя замкнутся. Замкнутые контакты 5 шунтируют резистор R и струну 3, ток в цепи ламп увеличивается и нити их будут светиться полным накалом. Пре­рывание тока в струне сопровождается её остыванием и умень­шением длины. Струна снова натягивается и размыкает кон­такты, после чего процесс повторяется. Периодическое размы­кание и замыкание цепи контрольной лампы обеспечивается работой контактов 6.

Работа прерывателя РС-57 обеспечивается при одновремен­ном включении двух сигнальных ламп силой света по 21 кд каж дая, а прерывателя PC 57В-двух сигнальных ламп с силой света 32 кд каждая и одной контрольной лампы с силой света 1 кд.

Рис. 15.5. Схема светового сигнализатора с электромагнитным прерывателем тока:

а-РС-57 (для двух сигнальных ламп); 6-РС-57В (для трех сигнальных ламп)

Цепь лампы указателей поворота включается переключате­лем П 118. На рис. 15.5,а изображена схема положения двух контактных пластин ротора переключателя 15 соответственно при левом и правом поворотах. В нейтральном положении ру­коятки переключателя указателей поворота контактная плас­тина ротора замыкает зажимы 5 и 4, что позволяет включить лампы стоп-сигнала при включении выключателя 14 стоп-сиг­нала.

Основной недостаток реле РС57 заключается в том, что не обеспечивается аварийный режим работы, когда должны од­новременно коммутироваться все лампы указателей поворота. На последних модификациях автомобиля ЗИЛ-131 и на всех автомобилях семейства КАМАЗ устанавливают контактно-транзисторный прерыватель указателей поворота и аварийной световой сигнализации РС951-А, который обеспечивает этот режим (рис. 15.6). Задающий генератор прерывателя выполнен на транзисто­рах VI, V6, V8 по схеме астабильного генератора с обратной электромеханической связью. Задающий генератор управляет работой реле КЗ (коммутатора сигнальных ламп) и определяет частоту включения и продолжительность горения ламп. Реле К2 и К1 включают контрольные лампы указателей поворота тягача и прицепа в кабине водителя. Схема защиты от корот­ких замыканий в цепи сигнальных ламп выполнена на тиристо­ре V2 и транзисторе V3. Все элементы прерывателя смонтиро­ваны на печатной плате, которая устанавливается в пластмас­совый кожух.

Прерыватель работает в двух режимах: сигнализации направ­ления поворота и сигнализации аварийной остановки.

Рис. 15.6. Электрическая принципиальная схема указателей поворота с прерывателем РС-951-А

Первый режим задается при включенном выключателе при­боров S1 переключателем указателей поворота S2 и обеспечи­вает мигание сигнальных ламп левого или правого борта в за­висимости от положения переключателя поворотов. При вклю­ченном выключателе S1 и нахождении переключателя поворо­тов в нейтральном положении все транзисторы задающего ге­нератора находятся в закрытом состоянии, так как потенциал базы транзистора VI, определяемый делителем напряжения R1 и R2, выше потенциала эммитера, который задается резистора­ми R4 и R5. Транзистор VI закрыт и соответственно закрыты транзисторы V6 и V8, так как каждый предыдущий транзистор включен в базовую цепь последующего. При закрытом транзи­сторе V8 обмотка реле КЗ обесточена и его контакты разомк­нуты.

При включении переключателя поворотов в одно из край­них положений по цепи R5, R7, V4, вывод П прерывателя, зам­кнутые контакты прерывателя S2, обмотки реле К1 и К2, нити сигнальных ламп начинает протекать электрический ток. По­тенциал эмиттера транзистора VI при этом снижается, так как параллельно резистору R4 подключается резистор R7, диод V4, обмотки реле К1 и К2, нити сигнальных ламп. Транзистор VI открывается, что приводит к открытию транзисторов V8 и V6. При открытии транзистора V8 напряжение подается на обмот­ку реле КЗ и его контакты замыкаются. Нити сигнальных ламп при этом через обмотки реле К1 и К2 и резистор R14 подклю­чаются непосредственно к аккумуляторной батарее, сила тока, проходящего через них, увеличивается и лампы загораются. Путь тока при этом следующий: положительный вывод бата­реи, амперметр, замкнутые контакты выключателя S1 прибо­ров, выводы 1-6 выключателя аварийной сигнализации, резис­тор R14, замкнутые контакты реле КЗ, контакты переключате­ля указателей поворота, обмотки реле К1 и К2, нити сигналь­ных ламп тягача и прицепа.

При замыкании контактов реле КЗ потенциал эмиттера тран­зистора VI повышается, так как прохождение тока через резис­тор R7 и диод V4 прекращается. Однако транзистор VI остает­ся в открытом состоянии, так как в этот момент начинается за­ряд конденсатора С1 по цепи: вывод «+» переключателя, рези­стор R14, конденсатор С1, резистор R3, и далее по двум парал­лельным ветвям: резистор R1 и переход база-эмиттер транзис­тора VI, резистор R4 и на корпус автомобиля. Ток заряда кон­денсатора С1 создает на резисторе R1 дополнительное падение напряжения и, пока конденсатор заряжается, транзистор VI остается открытым. При прекращении заряда конденсатора падение напряжения на резисторе R1 уменьшается и транзис­тор VI закрывается, что приводит к закрытию транзисторов V6 и V8 и обесточиванию обмотки реле КЗ. Контакты реле КЗ раз­мыкаются. И в этот момент начинает разряжаться конден­сатор С1.

Путь тока разряда: конденсатор С1, переключатель поворо­тов S2, обмотки реле К1 и К2 , нити сигнальных ламп, корпус автомобиля, резистор R1, резистор R3. При разряде конденса­тора потенциал базы транзистора VI уменьшается и он остает­ся в закрытом состоянии. После разряда конденсатора транзи­стор VI вновь открывается и описанный процесс повторяется. Таким образом, частота и время включения сигнальных ламп обусловлены зарядно-разрядными процессами конденсатора С1 и определяются постоянными времени заряда.

Реле К1 и К2 своими контактами включают контрольные лампы в кабине водителя при протекании через их обмотки сум­марного тока сигнальных ламп. Если одна из сигнальных ламп перегорит или в ее цепи будет обрыв, то ток через обмотки реле К1 и К2 уменьшается и реле не включают контрольных ламп в кабине водителя, что сигнализирует о неисправности в цепи сигнальных ламп как прицепа, так и тягача. В то же время час­тота мигания исправных ламп не изменяется и определяется задающим генератором прерывателя.

Режим сигнализации аварийной остановки включается вык­лючателем S3 аварийной сигнализации при переводе его в по­ложение 1. При этом к прерывателю подключаются сигналь­ные лампы обоих бортов тягача и прицепа одновременно, ми­нуя выключатель прибора S1 и переключатель поворотов S2. Напряжение батареи подается к прерывателю через выводы 2 и 6 выключателя S3 аварийной сигнализации. Режим работы пре­рывателя при сигнализации аварийной остановки не изменяет­ся. Импульсы напряжения передаются на сигнальные лампы обоих бортов от разъема «П» прерывателя через замкнутые выводы 8, 5, и 4. При включении аварийной сигнализации од­новременно с сигнальными лампами мигает лампа Н7, вмонти­рованная в рукоятку выключателя аварийной сигнализации, что свидетельствует о ее включении.

Схема прибора предусматривает защиту транзисторов от ко­роткого замыкания и от э.д.с. самоиндукции обмотки реле КЗ.

Приборы звуковой сигнализации. В систему звуковой сигна­лизации могут входить электрические и пневматические наруж ные сигналы и внутренние сигналы к водителю. Наибольшее распространение получили электрические вибрационные сиг­налы, которые по характеру звучания подразделяются на шу­мовые и тональные.Шумовые сигналы (рис. 15.1,а) выполняют безрупорными и устанавливают на грузовых автомобилях, в том числе и на ЗИЛ-131. В стальном штампованном корпусе 3 безрупорного сигнала
помещены электромагнит с обмоткой 8 и сердечником 4, якорь 7 со штоком 11, на котором укреплена мембрана 2 с резонатором 1 и прерыватель с неподвижным и подвижным контактами 12.
Корпус закрыт крышкой с радиальными отверстиями, которая прижимает края мембраны к отбортовке корпуса.
а) 9 10 11 12

Рис. 15.7. Звуковой сигнал:

а-схема звукового сигнала; б-схема реле сигналов

При замыкании цепи сигнала кнопкой 14 по обмотке 8 про­ходит ток, вызывающий намагничивание стального сердечни­ка 4. Якорь 7 притягивается к сердечнику и через шток 11 про­гибает стальную упругую мембрану 2. При этом гайка 9 размы­кает контакты 12. Ток в обмотке 8 прерывается, мембрана вып­рямляется и перемещает шток с якорьком в исходное положе­ние.

Колебания воздуха, вызванные мембраной 2 и резонатором1, создают звук. Резонатор обеспечивает получение звука соот­ветствующего тона и тембра.

Тональные сигналы действуют по тому же принципу, что и шумовые, но мембрана тонального сигнала не имеет резонато­ра, его роль выполняет резонирующий рупор. Тональные сиг­налы устанавливают в комплекте из двух или трех сигналов раз­ной тональности. Сдвоенные тональные сигналы, рассчитанные на напряжение 12 или 24 В, могут потреблять ток до 20 А. Что­бы не происходило обгорание контактов кнопки включения, сигналы включаются в цепь через реле сигналов (рис . 15.7,6).