Конспект уроку "Трактори і автомобілі" за темою «Система освітлення і сигналізація»

Система освітлення і сигналізація

Прилади освітлення призначені для освітлення дороги, передачі інформації про габарити автопоїзда під час передбачуваного або здійснюваного маневру, гальмуванні, руху заднім ходом, для освітлення номерного знака, кабіни, салону кузова, контрольно-вимірювальних приладів, підкапотного простору тощо. Прилади освітлення мають забезпечувати бажану видимість і необхідну інформативність у широкому діапазоні відстаней за різних погодних умов.

 Прилади освітлення, встановлювані на автопоїзді, можна розділити на прилади зовнішнього освітлення і світлової сигналізації та прилади внутрішнього освітлення.

До приладів зовнішнього освітлення і світлової сигналізації належать фари головного освітлення, протитуманні фари, лампи-фари, підфарники, задні ліхтарі, світлові покажчики повороту і ліхтарі освітлення номерного знака.

 До приладів внутрішнього освітлення належать лампи освітлення приладів, підкапотна лампа, переносна лампа, ліхтар освітлення вантажної платформи, плафони кабіни водія, підніжок, інструментальної шухляди тощо.

До приладів звукової сигналізації належать шумові і тональні сигнали, а також сигнали до водія.

Для керування приладами освітлення існують ручні і ножні перемикачі й окремі вимикачі приладів внутрішнього освітлення.

У приладах освітлення джерелом світла є електрична лампа.

Лампи виготовляються газонаповненими і пустотними. Лампа головного освітлення складається з цоколя 6 із фланцем 5, колби 1, заповненої інертним газом, вольфрамових ниток розжарювання дальнього 2 і ближнього 3 світла й екрана 4. Для одержання двох світлових потоків дальнього і ближнього світла нитку 2розташовують у фокусі відбивача, а нитку 3 – поза його фокусом.

Лампи із силою світла до 3 кд випускають пустотними і складають з металевого цоколя, скляного балона, вольфрамових ниток розжарювання і контактів. Лампи є одно- і двонитковими. В однонитковій лампі всередині балона є одна нитка розжарювання, один кінець якої припаяний до цоколя 6, тобто до маси, а інший виведений до ізольованого контакта 7 на торці цоколя. У двонитковій лампі всередині балона є дві нитки, у яких два кінці з'єднані між собою і приєднані до цоколя, а інші кінці виведені до двох ізольованих контактів на торці цоколя.

В екранованих лампах спіраль ближнього світла захищена спеціальним екраном і розташовується зліва і вище оптичної осі рефлектора, що забезпечує освітлення переважно правої сторони дороги й узбіччя. Лампи в патронах освітлювальних приладів кріплять за допомогою фланця або двох штифтів.

Для освітлення приладів найчастіше застосовують лампи із силою світла від 1 до 2 кд. Плафони і підкапотні ліхтарі оснащені лампами із силою світла в 3 – 6 кд. Лампи, призначені для освітлення кузова, номерного знака, контрольних приладів і сигналізації, встановлюють у патронах з ручним ввімкненням струму або з вимикачем, зблокованим з яким-небудь механізмом.

Однониткові лампи позначають А12-21 або А24-21, а двониткові – А12 – (45 + 40) тощо. Літера А вказує, що лампа автомобільна, цифри 12 або 24 – їхня номінальна напруга, 21 і (45 + 40) – потужність кожної нитки розжарювання лампи.

Лампи, які використовують у фарах:

а –з цоколем 2ФД-42; б – з цоколем Р451 -41; в - галогенна для протитуманних фар; г – галогенна для фар головного освітлення; 1 – колба; 2,3 – нитки розжарювання дальнього і ближнього світла; 4 – екран; 5 – фокусний фланець; 6 – цоколь; 7 – виводи

 Широко застосовують галогенні лампи, особливістю яких є наявність у колбі парів галогену (найчастіше парів йоду або брому). Галогенні лампи відрізняються меншими розмірами колби, підвищеною приблизно в 1,5 – 2 рази яскравістю і збільшеною на 20 – 30% освітленістю дороги.

Відомо, що коли промінь світла проходить через фокус параболоїда, то після відбиття внутрішньої поверхні відбивача він вийде паралельно осі. Тому для одержання від найбільшої дальності дії фари, її конструюють таким чином, щоб одна нитка розжарювання лампи розташовувалася у районі фокуса.

Під час руху вночі око водія пристосовується (адаптується) до освітленості дороги, що забезпечують фари. Якщо назустріч йому рухається інший автомобіль і світло його фар потрапляє на очі подія, то захисний «механізм» ока зменшує діаметр зіниці і кількість світла, що потрапляє на сітківку, зменшується. Це явище надзвичайно небезпечне і тому обидва водії мають під час зустрічного роз'їзду вмикати інший режим освітлення, так зване ближнє світло, при якому світло від фари не потрапляє в очі водія зустрічного автомобіля.

Ближнє світло забезпечує освітлення дороги і правого узбіччя за мінімального осліплення зустрічного водія. На рис. 4.5.2 наведено схему формування пучка дальнього і ближнього світла фар «європейського» типу.

Хід променів у фарі:

1 – відбивач; 2 – лампа; 3 – нитка розжарювання дальнього світла; 4 – нитка розжарювання ближнього світла; 5,6 – екрани

 Екран 5 розташований всередині колби лампи 2 у безпосередній близькості від нитки ближнього світла 4 і перекриває нижню частину відбивача 1 від потрапляння на нього світлового потоку. Оскільки нитка 4 виведена з фокуса вперед по осі, то вихідний світловий пучок відхиляється донизу і не засліплює зустрічного водія. Нитка 3дальнього світла розташована в районі фокуса відбивача. Екран 6 встановлюється у відбивачі для того, щоб перекрити світло, що йде від лампи безпосередньо на розсіювач. Таким чином, розсіювач перерозподіляє світловий потік, який поданий відбивачем. Екран 5 разом з розсіювачем формує світлотіньову межу. На дорозі світлова пляма виглядає так, як показано на рисунку.

В експлуатації зустрічається ще «американська» система світлорозподілу. Ближнє світло в ній створюється за рахунок зміщення нитки у фокусній площині догори і вліво, таким чином світловий потік випромінюється переважно донизу і вправо, виключаючи тим самим випромінювання в напрямку очей водія зустрічного транспорту. Світлову пляму на полотні дороги за ближнього світла з «американською» системою світлорозподілу наведено на рисунку.

Фари головного освітлення встановлюють на транспортні засоби в різних комбінаціях: дві фари з круглим або прямокутним оптичним елементом і чотири фари з круглим оптичним елементом. Чотирифарне освітлення засноване на оптимальному розподілі дальнього і ближнього світла двома типами фар.

                                                  а                         б

Світлові плями на дорозі за ближнього світла фар

 Круглі фари. Основними елементами круглої фари є оптичний елемент і штампований корпус 9.Оптичний елемент, укріплений за допомогою ободка 2 і гвинтів на установлювальному кільці 10, складається з відбивача 5, розсіювача З, лампи 4 і патрона 13. До корпусу фари установлювальне кільце 10 притиснуте трьома пружинами 14, що дозволяють змінювати положення кільця 10 при регулюванні напрямку світлового потоку. Регулювання виконують гвинтами вертикального 8 і горизонтального 15 наведення.

Більшість фар мають напіврозбірний оптичний елемент. Відбивач 5 такого елемента являє собою параболічну чашу, внутрішня поверхня якої покрита тонким шаром алюмінію і відполірована до дзеркального блиску. Джерелом світла є двониткова лампа розжарювання 4, нитка Д дальнього світла якої має потужність 50 Вт і розташована у фокусі відбивача, а нитка Б ближнього світла має потужність 14 – 40 Вт і виведена з фокуса нагору і вліво, як результат відбивач спрямовує промені світла вниз і вправо. Такі оптичні елементи називаються елементами асиметричного світлорозподілу, за якого не тільки зменшується можливість осліплення зустрічних транспортних засобів, але й поліпшується освітленість правого боку дороги.

Кругла фара:

1 – гвинт; 2, 7 – обідок; 3 – розсіювач; 4 – лампа; 5 – відбивач; 6 – прокладка; 8, 15 – регулювальний гвинт; 9 – корпус; 10 – кільце установлювальне; 11 – провід; 12 – колодка; 13 – патрон; 14 – пружина

 До цоколя двониткової лампи припаяний фланець, що забезпечує правильну установку лампи в оптичному елементі. Лампу закріплюють на відбивачі 5 у патроні 13. Цоколь лампи через відбивач 5 і провід 11 з'єднаний з «масою», а її контакти за допомогою патрона 13 і колодки 12 – із проводами, приєднаними до мережі.

Розсіювач 3 являє собою опукле рифлене скло, за допомогою якого світловий потік оптичного елемента трохи розсіюється, забезпечуючи достатню освітленість узбіч дороги, а також її полотна перед автопоїздом, що рухається. Розсіювач 3 кріпиться до відбивача 5 загнутими зубцями, рівномірно розташованими по колу останнього. Для захисту від потрапляння пилу і вологи всередину оптичного елемента служить гумова прокладка 6, затиснута між краями відбивача і розсіювача.

Оптичний елемент у корпусі фари кріплять за допомогою обідка 7, що з'єднується з корпусом гвинтами 1.

Прямокутна фара:

1 – лампа стоянкового світла; 2 – корпус; 3 – пружина пластинчаста; 4 – провід; 5 – колодка; 6 – пружина; 7 – відбивач; 8 – лампа основна; 9 – корпус; 10 – заклепка; 11 – пластина; 12 – обідок; 13 – розсіювач; 14 – гвинт; 15 – гвинт регулювальний

 Прямокутні фари. Порівняно з круглою фарою прямокутна дає великі кути розсіювання світлового потоку за кращої освітленості полотна дороги і меншу освітленість у напрямку очей водія зустрічних транспортних засобів, що значно підвищує безпеку руху.

Обідок 12 фари разом зі склом розсіювача 13 кріпиться до корпусу 2 фари гвинтами 14 і пластинами 11,установленими на заклепках 10. У цих фарах встановлюють основну лампу 8 з екранованою ниткою ближнього світла і лампу стоянкового світла 1. Параболічний відбивач 7 має зрізи верхньої і нижньої частин.

Для регулювання світлового потоку передбачено регулювальні гвинти 15. Фланець основної лампи 8 пружиною 6 щільно кріпиться в патроні. Електричний ланцюг лампи стоянкового світла замикається пружною пластинчастою пружиною 3. До сполучної колодки 5 кріпляться проводи 4.

Сьогодні значного поширення набули фари з асиметричним розташуванням ближнього світла. Ці фари забезпечують кращу освітленість правої частини дороги і зменшують можливість осліплення водіїв зустрічних транспортних засобів. Це досягається розташуванням нитки ближнього світла вище і зліва оптичної осі відбивача, встановленням екрана перед ниткою ближнього світла і поліпшеним світлорозподілом розсіювача.

Протитуманні фари. У цих фарах застосовано спеціальну форму лінз розсіювача і спеціальний відбивач, як результат світловий потік фари має великий кут нахилу донизу і широко розсіюється в сторони, що забезпечує гарне освітлення дороги під час руху у разі туману, завірюху, сильного дощу. Будова протитуманної фари подібна основній.

Спеціальні фари:

а – протитуманна фара; б – лампа-фара; 1 – розсіювач; 2 – гумова прокладка; 3 – обідок; 4 – установочне кільце; 5 – рефлектор; 6 – екран з утримувачем; 7 – лампа; 8 – патрон; 9 – вивід пружинного контакта; 10 – гвинт для регулювання фари; 11 – вольфрамові спіралі розжарювання; 12 – виводи спіралей

 На деяких автомобілях встановлюють оптичний елемент, що називається лампа-фара. У лампі-фарі відбивач і розсіювач з'єднані герметично, а внутрішній простір, заповнений інертним газом, є колбою для ниток розжарювання.

Підфарники призначені для позначення габаритів автомобілів і використовуються для світлової сигналізації повороту.

 Прилади звукової сигналізації

У систему звукової сигналізації можуть входити електричні і пневматичні зовнішні тональні сигнали і внутрішні сигнали до водія. Найбільш поширені електричні вібраційні сигнали, що за характером звучання розділяються на шумові і тональні.

Шумові сигнали виконують безрупорними і встановлюють на вантажних автомобілях.

У сталевому штампованому корпусі 3 безрупорного сигналу розміщені електромагніт з обмоткою 8 і осердя 4,якір 7 зі штоком 11, на якому закріплена мембрана 2 з резонатором 1 і переривач з нерухомим і рухомим контактами 12. Корпус закритий накривкою з радіальними отворами, що притискає краї мембрани до відбортовки корпусу.

У разі замикання електричного кола сигнала кнопкою 14 за обмоткою 8 проходить струм, що викликає намагнічування сталевого осердя 4. Якір 7 притягується до осердя і через шток 11 прогинає сталеву пружну мембрану 2, при цьому гайка 9 розмикає контакти 12. Струм в обмотці 8 переривається, мембрана випрямляється і переміщує шток з якорем у вихідне положення. 

Звуковий сигнал:

а – схема звукового сигналу; б – схема з'єднання реле-сигналів; 1 – резонатор; 2 – мембрана; 3 – корпус; 4, 17 – осердя; 5, 9 – гайка;6 – пластина; 7, 16 – якір; 8, 18 – обмотка; 10 – контргайка; 11 – шток; 12, 15 – контакти; 13 – конденсатор; 14 – вимикач; 19 – сигнал

 Коливання повітря, викликані мембраною 2 і резонатором 1, створюють звук. Резонатор забезпечує одержання звуку відповідного тону і тембру. Конденсатор 13 ввімкнений паралельно вольфрамовим контактам 12 зменшує іскріння між ними. Силу звуку регулюють за допомогою регулювальної гайки 9, що фіксується у визначеному положенні контргайкою 10. За більшого прогину мембрани також підвищується сила звуку.

Тон звуку регулюють зміною натягу сталевої пластини 6 за допомогою гайок 5, а також зміною зазору між якорем 7 і осердям 4. За більшого прогину пластини 6 і меншого зазору між якорем і осердям збільшується частота коливань мембрани і підвищується тон звуку.

Тональні сигнали діють за таким самим принципом, як і шумові, але мембрана тонального сигналу не має резонатора, його роль виконує резонуючий рупор. Тональні сигнали встановлюють у комплекті з двох або трьох сигналів різної тональності.

Здвоєні тональні сигнали, розраховані на напругу 24 В, споживають струм до 20 А, що може викликати швидке обгорання контактів кнопки ввімкнення. Щоб цього не відбувалося, сигнали вмикають у ланцюг через реле сигналів за допомогою затисків Б і С. У цьому випадку в обмотку реле 18 через кнопку К проходитиме струм не більше 0,5 А; ввімкнення ж ланцюга сигналів відбувається через срібні контакти реле, розраховані на велику силу струму.

У разі натискання на кнопку К через її контакти в обмотку реле 18 проходить струм, що не перевищує 0,5 А. Він намагнічує осердя 17, що притягує якір 16 і замикає контакти 15, вмикаючи сигнали 19. Шлях струму в ланцюзі обмотки позначено на схемі суцільними стрілками, а в ланцюзі сигналів – пунктирними.