Автомобиль

Диагностирование электрооборудования  автомобилей

А.Г. Сергеев, В.Е. Ютт

Система освещения и сигнализация

Приборы системы освещения и сигнализации (СО и С) относятся к элементам., обеспечивающим безопасность движения. Их проверка производится водителем на линии и контрольным механиком ежедневно на выпуске-возврате автомобиля, как правило, субъективными методами или при проведении ТО-1. и ТО-2 с использованием инструментальных  средств.

При ежедневном обслуживании рекомендуется проверять  рассеиватели,   исправность всех приборов СО и С в различных положениях центрального и ножного переключателя света, а также переключателя указателей поворота,   убедиться  в исправности   контрольных   ламп.

При ТО-1 рекомендуется выполнить операции ЕО и проверить: крепление фар, подфарников, заднего фонаря, центрального переключателя света, переключателя указателей поворота и сигналов, крепление и состояние изоляции проводов фар и подфарников, надежность крепления наконечников   проводов   с  клеммами.

При ТО-2 выполняются операции ТО-1, проверяются работа звукового сигнала, установка световых пучков и сила  света фар,   крепление проводов  и  переключателей.

Автономные осветительные приборы современного автомобиля должны отвечать двум в значительной степени противоречивым требованиям: создать возможность максимальной дальности видимости и освещать дорогу без ослепления  встречного   водителя.

В настоящее время распространение получили два типа светораспределения под условным названием «американское» (на автомобилях старых выпусков) и «европейское». Не отличаясь принципами создания режима дальнего света, они отличаются параметрами, определяющими светораспределение ближнего света. На автомобилях, оснащенных фарами с «американским» светораспределением, регулировка осуществляется по дальнему свету. На автомобилях, оборудованных фарами типа «европейский свет», имеющих как двух-, так и четырехфарную системы освещения, предусмотрена регулировка по ближнему свету. Для наиболее эффективной работы приборов излучаемые световые пучки, кроме соответствия установленным нормативам, должны быть жестко геометрически ориентированы относительно автомобиля. Причем чем выше качественные показатели световых приборов, тем более строго должна выдерживаться   ориентация.

К приборам сигнализации относятся звуковой сигнал, указатели поворотов, сигнал торможения и фонари заднего хода.

Приборы световой сигнализации играют важную роль при оценке водителем дорожной ситуации. Обнаружение сигнальных огней человеческим глазом определяется не-, которым порогом чувствительности, величина которого при наблюдении в ночное время составляет 2-10~5 лк, а  в дневное  2-10~2 лк.   

Количество дорожно-транспортных происшествий в ночное время по вине приборов освещения составляет 11. ..18% (8  %    вследствие   недостаточной   видимости   дороги из-за неисправностей    приборов    освещения,    3...10 %      из-за, ослепления   фарами   водителя   встречного   автомобиля).

Проверка приборов СО и С автомобилей, находящихся в эксплуатации, показывает, что частота следования проблесков у 30 % автомобилей выходит за пределы допуска (промежуток времени от момента включения до первого светового импульса не более 1 с, частота следования световых   импульсов  90+30  имп/мин).

Принцип действия   приборов СО и С   заключается преобразовании электрической энергии источника питания в световой пучок требуемой структуры и спектра. В настоящее время отечественные автомобили оснащены приборами, приведенными в табл. 20.

Выходные параметры приборов СО и С и их значения регламентируются комплексом отечественных и международных   нормативных  документов  (табл.   21).

В настоящее время, учитывая требования экспорта и международного туризма, проводится работа по приведению в соответствие отечественных и международных нормативных документов. Поэтому в дальнейшем под выходными параметрами СО и С будем понимать величины, определяющие работоспособность того или иного прибора в области, заданной соответствующими правилами ЕЭК ООН (WT29).

Систему освещения и сигнализации следует считать неисправной, если не функционирует группа приборов одного назначения или если выходные параметры хотя бы одного прибора находятся вне пределов допуска. В соответствии со ст. 25.4 Правил дорожного движения запрещается эксплуатация автомобилей с частично неисправной СО и С.

При поиске неисправностей в СО и С можно использо-иать простейшие приборы—контрольную лампу или вольтметр. Один из их проводов подключают на массу, а другим поочередно касаются зажима AM выключателя зажигания, зажимов термобиметаллического предохранителя, зажимов переключателя света (переключатель света при всех этих проверках—в рабочем положении). Если лампа не горит (стрелка не отклоняется), то зажим обесточен.

Исправность предохранителя можно проверить, перемкнув его клеммы (зашунтировав). Если при этом СО и С станет работать, то предохранитель неисправен.

Неисправности электромагнитных прерывателей тока указателей поворота (типа РС57) обусловлены разрегулировкой прерывателя тока—изменением натяжения струны: при сильно натянутой струне лампы не будут гореть, а при ослаблении—горят постоянным накалом, не мигая. При длительной работе прерывателя или завышенном регулируемом напряжении (так же как и вследствие сильного натяжения) происходит перегорание струны или резистора, контакты остаются замкнутыми и лампы горят с постоянным накалом. Нарушение регулировки момента начала замыкания контактов приводит к рассогласованию в работе сигнальных ламп и контрольной лампы на щитке.

Регулировка электромагнитного прерывателя указателей поворота производится на автомобиле. Перед регулировкой необходимо проверить степень заряженности аккумуляторной батареи, исправность и соответствие маркировки ламп указателей. Включив зажигание и переключатель поворотов, осторожно в небольшом диапазоне отверткой поворачивают регулировочный винт и наблюдают за частотой мигания контрольной лампы на щитке приборов.

Частота мигания должна быть в пределах 60... 120 в минуту. Для увеличения частоты винт нужно ввертывать, для уменьшения вывертывать. При несогласованной работе контрольной лампы указателей поворотов снимают металлический кожух реле и подгибанием латунной пластинки регулируют натяжение пружинящей пластины.

Звуковые сигналы регулируют по силе и высоте звука. Уровень звукового давления должен лежать в пределах 90... 114 дБ с частотой 230...400 Гц. Для регулирования звуковых сигналов используются специальные приборы — спектрометры звуковой частоты. Более грубую регулировку можно осуществлять за счет изменения количества шайб.

якорьком и сердечником, в результате чего меняется частота вибрации мембраны. Оптимальным считается зазор 0,7...0,8 мм: при уменьшении зазора высота звука повышается,  при увеличении-—понижается.

Регулировка реле сигналов заключается в установке оптимальных зазоров между контактами в пределах 0,4...0,7 мм и между якорьком и сердечником 1,0... 1,2 мм. Эти зазоры регулируются подгибанием стойки неподвижного контакта   и ограничителя   подъема якорька.

Согласно ГОСТ 25478—82 система освещения и сигнализации считается исправной, если сила света всех фар (при дальнем свете), измеренная в направлении оси отсчета, не менее 20 000 кд. При этом фары с «европейским» светораспределением должны быть отрегулированы так, чтобы плоскость, проходящая через левую часть светотеневой границы пучка ближнего света, была наклонена к плоскости дороги не менее: 52' — для легковых автомобилей, 86'—для грузовых, автобусов и тракторов, 69' — для микроавтобусов.

Частота следования проблесков указателей поворота должна находиться в пределах 90±30 проблесков в минуту. Время от момента включения указателя поворота до появления первого проблеска не должно превышать 1 с.

Наиболее популярный метод проверки и регулировки фар   с   помощью  экрана   с   соответствующей   разметкой имеет существенные недостатки: требует довольно больших площадей с весьма жесткими требованиями к плоскостности, не более 5 мм на 1 м2; точной установки (под углом 90+5°) экрана относительно площадки; громоздких и сложных приспособлений, ориентирующих автомобиль; затемненного помещения. Поэтому в последнее время для проверки и установки фар автомобиля все большее распространение находят инструментальные методы с использованием специальных приборов-реглоскопов,  приведенных в табл.  23.

Суть метода измерения данными приборами заключается в следующем: перед источником света помещается встречная оптическая система, в фокальной плоскости которой находится фотоэлемент.

При постоянном по всей поверхности коэффициенте пропускания и при диаметре диафрагмы, намного меньшем фокусного расстояния системы (но намного большем кружка рассеивания от дифракций и аберраций), измерение силы света становится индентичным измерению на расстоянии, большем расстояния полного свечения. Конструкции приборов, осуществляющих этот принцип, отличаются между собой главным образом системами ориентации оптической оси реглоскопа относительно автомобиля. В качестве баз обычно используют оси передних, задних колес, ось симметрии   автомобиля, симметричные точки кузова.

Прибор должен быть установлен строго на высоте расположения фар (допускаются отклонения, не превышающие ±Ю мм), а его оптическая ось — параллельно продольной оси автомобиля. Согласно требованиям безопасности движения точность ориентации оптической оси реглоскопа относительно продольной, оси должна находиться в пределах dcO,5D в горизонтальной плоскости и   ±0,25°   в   вертикальной.

Перед проверкой на этих приборах давление воздуха в шинах должно быть доведено до нормы.

Выбор в качестве базы оси передних колес существенно ускоряет процесс проверки фар, но при этом отмечаются низкая точность ориентации, составляющая ± 0,6° в горизонтальной и ±0,25° в вертикальной плоскостях, и соответственно низкая точность   диагностирования.

Несмотря на то что около 60 % приборов (см. табл.23) ориентированы по плоскости симметрии автомобиля, оптимальная конструкция системы ориентации при таком базировании еще не найдена. Об этом говорит большое разнообразие конструкций реглоскопов, точность которых колеблется от ±0,65° в горизонтальной и ± 1,0° в вертикальной плоскостях у прибора Новатор-66 (ГДР) до ±0,25° и  ±0,25° соответственно у ПРАФ-3 (СССР).

Общим недостатком реглоскопов является то, что в рекомендациях по их применению для измерения силы света не учитывается реальное напряжение на лампах приборов СО и С. Указанный методический недостаток не позволяет сопоставлять полученные результаты и, следовательно, не позволяет оценить изменение состояния проверяемого прибора.

Следует отметить, что во всех (за исключением ПРАФ-3) применяемых в настоящее время реглоскопах, имеющих измеритель силы света, измерение силы света производится индикаторным методом («Соответствует» или «Не соответствует»), поэтому их нельзя в полной мере использовать  как диагностическое оборудование.

Сила света фар измеряется фотоэлектрическим устройством, куда луч попадает через отверстие в экране оптической камеры. При измерении силы дальнего света прибор показывает, какая достигается освещенность (минимальная или требуемая).

К оборудованию, предназначенному для контроля состояния   приборов   сигнализации, следует также отнести:

фотоэлемент с тубусом, который устанавливается на расстоянии 1,5 м от проверяемого прибора и работает в затемненном помещении;

секундомер для определения временных параметров фонаря   указателя   поворотов;

вольтметр со специальными щупами для измерения падения напряжения в цепях проверяемых приборов. Применение его требует предварительного анализа электрической схемы проверяемого автомобиля.

Прибор K.3Q3 предназначен для проверки и регулировки фар. В данном приборе время на установку оптической камеры соосно с оптической осью фары сокращено за счет того, что оптическая камера смонтирована шарнирно (возможно вращение в горизонтальной плоскости). Прибор передвижной и может быть использован для проверки фар на любой горизонтальной площадке

Для проверки фар автомобиля этим прибором необходимо:

установить тележку прибора перед автомобилем так, чтобы ось камеры с линзой ориентировочно служила продолжением оси рассеивателя проверяемой фары за счет поворота  оптической   камеры   на  стойке;

включить фары и по линии пересечения световой плоскости с передней частью автомобиля произвести окончательную коррекцию оптической камеры относительно стойки без   перемещения   тележки;

зафиксировать положение камеры относительно ,гойки;

определить направление светового пучка npf веряемой фары по положению светового пятна на экране.

При определении направления светового потока фары экран прибора предварительно настраивают для каждого автомобиля отсчетным диском, на лимбе которого нанесены деления согласно инструкции завода-изготовителя или в зависимости от высоты расположения фар над полом (табл. 24).

Для измерения силы света фар в приборе предусмотрена фотоэлектрическая головка 10. Чувствительный элемент включается нажатием на рычаг шторки экрана 8. Если стрелка миллиамперметра 9 находится в зеленой зоне (40... 100 мА), то фара считается пригодной для эксплуатации.

Прибор ПУР-1 (рис. 2.14) предназначен для регулировки и установки автомобильных фар и подфарников. В корпусе камеры смонтированы линза, система зеркал, контрольный экран со шкалой, горизонтальная управляемая вариатором установочная линия с фотоэлементом и измерительный прибор. Каретка прибора служит для закрепления на ней камеры и перемещения ее в вертикальном направлении.  

Установочная штанга, смонтированная на тележке 5 служит для перемещения прибора вдоль продольной оси транспортного средства. Автомобиль следует установить так, чтобы рессоры его получили нагрузку, соответствующую заводским данным. На место, предназначенное для регулировки фар, надо въезжать медленно, чтобы последующая затяжка ручного тормоза не изменила положения рессор. Колеса автомобиля следует установить прямо, параллельно его оси.

Для подготовки устройства необходимо выполнить следующие  операции:

закрепить установочную штангу  в  зажимах тележки;

приставить к передним колесам проверяемого автомобиля  буферную раму;

приблизить устройство как можно ближе к фарам так, чтобы оба конца вилки установочной штанги прилегали к  буферной   раме;

установить в вертикальном положении камеру устройства на такой высоте, чтобы центр фары совпадал с центром линзы   камеры;

закрепить камеру,  завернув стопорный  болт.

Совпадение границы света и тени с нулевой линией экрана  при расположении  устройства     в  10 см от фары соответствует удаленности светового пятна на 10 м. Одно деление шкалы на экране устройства соответствует 2 см на  расстоянии   10  м.

При проверке и установке фар в горизонтальной плоскости включают ближний свет и при помощи вариатора, находящегося под экраном, устанавливают горизонтальную установочную линию так, чтобы она совпадала с границей света и тени. Результат измерения определяют по шкале, находящейся на правой стороне экрана. Он должен co-j ответствовать заводским данным для данного автомобиля. В случае расхождения следует отрегулировать установку фары.

При проверке и установке фар в вертикальной плоскости включают дальний свет и рукояткой перемещают устройство влево и вправо, наблюдая одновременно за отклонениями индикаторов измерительного прибора. Светлое пятно должно быть размещено симметрично отиосительно установочного креста на экране. При правильно установленной фаре максимальное отклонение индикатора должно быть в таком положении, при котором установочная штанга прилегает обоими концами к бамперу. В случае расхождения   следует   отрегулировать   установку   фары.

Прибор СЕГ-15 (рис. 2.15). Принцип действия прибора заключается в определении расположения светового пятна на экране оптической камеры и измерении силы светового потока   при   помощи  фотоэлектрического  устройства.

Прибор состоит из оптической камеры 3 с фотоэлектрическим устройством 5, закрепленной на стойке 9 с опорной плитой ), и визирного устройства 8. Оптическая камера выполнена в виде металлического корпуса с линзой 2 на передней стенке. На корпусе находится экран 4 с разметкой в виде пунктирных и сплошных линий для грузовых и легковых автомобилей. В верхней части корпуса расположёно смотровое окно для наблюдения за экраном.

В задней стенке корпуса за экраном вмонтирован фотоэлемент, соединенный с электрическим индикатором. Фотоэлемент и индикатор заключены в металлический корпус, на боковой стенке которого находится переключатель. Шкалы электрического индикатора проградуированы для дальнего и ближнего света.

Оптическая камера перемещается штурвалом вертикально по цепи, натянутой вдоль стойки, и закрепляется винтом в требуемом положении. Опорная плита может перемещаться по оси задних колес в пределах ±18 см. На передней оси плиты находится регулировочный винт 13 для настройки   симметрии   прибора   к   опорной   поверхности.

В верхней части стойки расположена нивелирная рейка б, на которой зажимом 7 крепится визирное устройство 8. Последнее представляет собой пластмассовый разъемный корпус, внутри которого имеются один неподвижный и два подвижных прицела. Подвижность прицелов осуществляется  вращением винта с  накидной  головкой.

Прибор устанавливается перед фарой так, чтобы расстояние между фарами и линзой не превышало 70 см. Допустимое горизонтальное или вертикальное отклонение между серединой фары и серединой линзы до 3 см. При помощи визирного устройства прибор ориентируют параллельно продольной оси автомобиля. Для этого выбирают одну точку на продольной средней линии и две точки, расположенные симметрично продольной оси автомобиля. Путем вращения винта с накидной головкой прорези  и мушку одного из боковых направлений прицеливания направляют на выбранную точку, например на внутреннюю  кромку фары.

Противоположное направление прицеливания устанавливается при этом автоматически. Прибор подготовлен к процессу установки фары, если все три точки (глаз, прорезь, мушка) образуют одну линию. Для установки второй фары визирное устройство устанавливают на другой стороне нивелирной рейки. Перемещается прибор рукояткой.

Граница между диапазоном «Хорошая освещенность» «Сила света слишком низкая» соответствует значению околс 16 лк на расстоянии 25 м на высоте расположения фар. Зеленое поле шкалы индикатора соответствует достаточному освещению,  красное — малой силе света.

При измерении силы ближнего света значение ее не должно превышать 1 лк. Этому показателю удовлетворяет зеленое поле. Красное поле указывает на слишкол сильную освещенность. Для измерения дальнего света специальный переключатель устанавливается в верхнел положении,  для ближнего — в  нижнем.

В НИИ Автоприборов разработана серия перспективны} приборов для регулировки фар ПРАФ-1, ПРАФ-2, ПРАФ-3 92

Отличительной особенностью этих приборов является использование зеркальной системы ориентации, при помощи которой ориентация производится по плоско линейному изображению симметричных точек кузова на юстировочном .черкале  или призме системы ориентации.

Прибор ПРАФ-1 (рис. 2.16, а) состоит из оптической камеры, смонтированной на вертикальном штативе, который и свою очередь установлен на тележке. На оптической камере установлена система ориентации, состоящая из двух зеркал. Оптическая камера имеет возможность перемещаться вдоль штатива с принудительной фиксацией в любом положении. Конструктивное исполнение узла крепления к штативу обеспечивает возможность плавного поворота   оптической   камеры  вокруг  штатива.

Прибор устанавливают перед фарой так, чтобы оптическая ось находилась на одной высоте с центром рассеивания. Допустимое отклонение не должно превышать ±10 мм. После этого камеру поворачивают так, чтобы выбранные для ориентации симметричные точки кузова при их визировании через зеркальную систему ориентации совпали с юстировочной линией на зеркале. Сориентированный определенным образом прибор освещают фарой и производят регулировку фар.

Точность ориентации, обеспечиваемая прибором, достигает ±0,25° в вертикальной и ±0,5° в горизонтальной плоскостях, что позволяет использовать широкодиапазонный измерительный прибор и после регулировки проводить измерение абсолютных значений осевых сил света  фар   и  фонарей   в   предписанном  диапазоне.

Прибор ПРАФ-2 (рис. 2.16, б) отличает использование в качестве системы ориентации трехгранной оптической прозрачной призмы, установленной на кронштейне оптической камеры с возможностью поворота вокруг оси параллельной оптической оси камеры реглоскопа. На двух гранях призмы нанесены совпадающие при ортогональном проецировании юстировочные линии.

При работе с прибором кронштейн системы ориентации устанавливают так, чтобы призма располагалась . над выбранными для ориентации точками кузова. Затем, поворачивая одновременно призму и оптическую камеру, добиваются положения, при котором эти точки визируются на грани призмы по одной линии. После чего проводят соответственно регулировку  и  измерение  силы  света.

Прибор ПРАФ-3 серийно выпускаемый. Октябрьским экспериментально-опытным заводом (рис. 2.16, в), также имеет зеркальную систему ориентации, но выполненную в виде одного зеркала, расположенного на кронштейне, соединенном со штативом в верхней его части. Зеркало снабжено юстировочной линией, перпендикулярной оси оптической камеры, и смонтировано с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

Оптическая камера сопряжена с профильной направляющей штатива через приспособление, обеспечивающее поворот оптической камеры при ее перемещении на угол, нормированный по высоте установки фары,

a = arctgO,OOOO4tf,

где Н — высота установки фары; а — нормированный угол установки фары в соответствии с требованиями безопасности движения.

Ориентация прибора осуществляется по симметричным точкам кузова, визируемым на юстировочной линии зеркала место оператора сзади оптической камеры. Процесс измерения силы света и диапазон аналогичны приборам ПРАФ-1,   ПРАФ-2.

Прибор обладает максимальной из известных приборов точностью, обеспечиваемой за счет принудительной фокусировки пучка ближнего света при повороте оптической камеры, и более высокой производительностью, так как при проведении регулировки и диагностирования фар различных типов автомобилей фотоэлемент занимает предписанное положение автоматически.

Зеркальный тип системы ориентации, аналогичный прибору ПРАФ-3, получил широкое распространение в последние годы и используется рядом фирм в современных приборах «Эфле-50», -51 («Бош», ФРГ), «Лютекс-7535» (Чехословакия),   «Искра»   (СФРЮ).

Прибор «Мигметр», разработанный в НИИ Автоприборов, предназначен для определения интервалов между вспышками указателя поворота и времени от момента включения до  первой  вспышки.

Питание прибора осуществляется от четырех батарей типа КБС-Л-0,5, включенных последовательно. С целью стабилизации длительности импульса одновибратора применен стабилизатор напряжения питания на транзисторе и стабилитроне типа Д814Г. Зарядная цепь устройства измерения времени разгона и усилитель-формирователь питаются от этого же стабилизатора.

В приборе предусмотрен контроль напряжения питания, при котором используется стрелочный прибор индикации времени разгона.

Элементы принципиальной схемы монтируются печатным методом на плате из фольги рованного гетинакса. Плата помещена в дюралюминиевый корпус, покрытый молотковой эмалью. На передней панели корпуса, которая в нерабочем состоянии закрывается крышкой с пружинной защелкой, размещены: стрелочный индикатор времени разгона; счетчик количества вспышек; тумблер включения питания; кнопка, при нажатии которой проверяется напряжение источника питания.

Блок батареи закрепляется на специальной плате и помещается в отдельный отсек корпуса, в который вкладывается  в нерабочем состоянии фотодатчик.

Фотодатчик состоит из фоторезистора ФСК-1 и специального резинового корпуса. Такая конструкция обеспечивает защиту фоторезистора от фоновых излучений при закреплении датчика на фонаре указателя поворота, осуществляемом при помощи специальных магнитов, а также предохраняет фотодатчик от ударов.

Датчик подключается к прибору экранированным проводом, что вместе с применением металлического корпуса обеспечивает защиту схемы от электрических полей.