Как устроено электрооборудование грузовиков. Какие компоненты входят в электрическую систему грузового автомобиля. Как выявить неисправности электрооборудования грузовика. Какие работы включает ремонт электрики грузовика.
Устройство электрооборудования грузового автомобиля
Электрооборудование грузового автомобиля представляет собой сложную систему, обеспечивающую работу всех электрических компонентов транспортного средства. Она включает в себя следующие основные элементы:
- Аккумуляторная батарея
- Генератор
- Стартер
- Система зажигания
- Система освещения и сигнализации
- Электронные блоки управления (ЭБУ)
- Электропроводка и предохранители
Каждый из этих компонентов выполняет важную функцию в обеспечении работоспособности грузовика. Рассмотрим их подробнее.
Основные компоненты электрооборудования грузовых автомобилей
Аккумуляторная батарея
Аккумуляторная батарея является основным источником электроэнергии при неработающем двигателе. Она обеспечивает:
- Запуск двигателя
- Питание электрооборудования при неработающем двигателе
- Дополнительное питание при пиковых нагрузках
На грузовых автомобилях чаще всего используются 12-вольтовые или 24-вольтовые батареи емкостью от 110 до 240 А•ч.
Генератор
Генератор вырабатывает электроэнергию при работающем двигателе. Его основные функции:
- Питание всех электрических потребителей автомобиля
- Подзарядка аккумуляторной батареи
Мощность генераторов на грузовиках составляет от 80 до 200 А.
Диагностика неисправностей электрооборудования грузовых автомобилей
Диагностика электрооборудования грузовика включает следующие этапы:
- Визуальный осмотр компонентов на предмет механических повреждений
- Проверка уровня и плотности электролита в аккумуляторе
- Измерение напряжения аккумулятора и генератора
- Проверка работы стартера
- Диагностика электронных блоков управления
- Проверка электропроводки на обрывы и замыкания
Для диагностики используется специальное оборудование — мультиметры, тестеры аккумуляторов, диагностические сканеры и др.
Типичные неисправности электрооборудования грузовых автомобилей
К наиболее распространенным проблемам с электрикой грузовиков относятся:
- Разряженный или неисправный аккумулятор
- Выход из строя генератора
- Неисправности стартера
- Обрывы и замыкания в электропроводке
- Выход из строя электронных блоков управления
- Перегорание предохранителей
- Неисправности системы освещения
Своевременная диагностика позволяет выявить эти проблемы на ранней стадии и предотвратить более серьезные поломки.
Ремонт электрооборудования грузовых автомобилей
Ремонт электрооборудования грузовика может включать следующие работы:
- Замена аккумуляторной батареи
- Ремонт или замена генератора
- Ремонт или замена стартера
- Замена неисправных электронных блоков
- Ремонт электропроводки
- Замена предохранителей
- Ремонт системы освещения
Важно отметить, что ремонт электрооборудования грузовых автомобилей требует специальных знаний и навыков. Поэтому его лучше доверить профессионалам в специализированных сервисных центрах.
Профилактическое обслуживание электрооборудования грузовиков
Для предотвращения серьезных неисправностей электрооборудования грузовых автомобилей необходимо регулярно проводить профилактическое обслуживание. Оно включает:
- Проверку уровня и плотности электролита в аккумуляторе
- Очистку клемм аккумулятора от окислов
- Проверку натяжения ремня генератора
- Визуальный осмотр электропроводки
- Проверку работы всех электрических приборов
Регулярное обслуживание позволяет своевременно выявлять и устранять мелкие неисправности, продлевая срок службы электрооборудования грузовика.
Современные тенденции в развитии электрооборудования грузовых автомобилей
В настоящее время наблюдаются следующие тенденции в развитии электрооборудования грузовиков:
- Переход на 24-вольтовые и 48-вольтовые системы
- Увеличение мощности генераторов
- Внедрение интеллектуальных систем управления электрооборудованием
- Использование более энергоэффективных компонентов
- Применение светодиодного освещения
Эти изменения направлены на повышение надежности, эффективности и экологичности грузовых автомобилей.
Заключение
Электрооборудование играет критически важную роль в работе современных грузовых автомобилей. От его надежной работы зависит эффективность и безопасность грузоперевозок. Регулярная диагностика, своевременный ремонт и профилактическое обслуживание электрооборудования позволяют поддерживать грузовик в исправном состоянии и избежать дорогостоящих поломок.
Ремонт электрооборудования грузовых автомобилей цены- ОЕМ Сервис
Требуется ремонт электрооборудования грузового автомобиля быстро и качественно? Авто техцентр «ОЕМ Сервис» предлагает услуги диагностики и ремонта электрического оборудования на грузовых авто по самым доступным ценам.
Электрооборудование грузового авто – это сложнейшая система, которая обеспечивает бесперебойную работу важнейших элементов транспортного средства. Она состоит из стартера, аккумулятора, генератора, системы зажигания и других компонентов. Совершенно очевидно, что за состоянием электрооборудования важно постоянно следить.
Обращайтесь к нам, если вам потребовался качественный ремонт электрооборудования грузовых автомобилей в Москве и Домодедово. У нас работают лучшие автоэлектрики, которые смогут быстро найти и устранить проблемы вашего авто.
Мы обеспечим надежную работу и бесперебойную работу всех агрегатов грузовиков Исузу, Хундай, Ман, Камаз, Маз и других автомашин.
Заказ ремонта электрооборудования грузовых авто в Москве у нас – это правильное решение. А все потому, что мы обладаем следующими преимуществами:
Помните о том, что самостоятельно найти причину неисправности в электрооборудовании грузовой машины крайне сложно. Вам потребуются не только специальные знания, но также и определенные диагностические инструменты. Именно поэтому мы настоятельно рекомендуем вам иметь дело только с опытными профессионалами!
| Наименование работ | NLR85 / Мицубиси кантнер | NQR 71/75 Исузу Форвард | Hyundai Porter + (норм./час) | Автобусы БОГДАН | Мерседес СПРИНТЕР | ||
| 611/646 | 612 | ||||||
| ЭЛЕКТРИКА | |||||||
Демонтаж, монтаж АКБ, шт. | 150,00р. | 150,00р. | 150,00р. | 150,00р. | 150,00р. | 150,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Генератора | 1 700,00р. | 1 700,00р. | 1 700,00р. (1,70) | 2 300,00р. | 1 700,00р. | 1 700,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Стартера | 1 700,00р. | 1 700,00р. | 1 200,00р. (0,50) | 2 300,00р. | 2 300,00р. | 2 300,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Звукого сигнала | 580,00р. | 580,00р. | 550,00р. (0,60) | 580,00р. | 580,00р. | 580,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Спидометра (привода) | 580,00р. | 580,00р. | 460,00р. (0,50) | 580,00р. | 580,00р. | 580,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Фонаря заднего, шт. | 460,00р. | 460,00р. | 280,00р. (0,30) | 700,00р. | 450,00р. | 450,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Фонаря габаритного фургона, шт. | 450,00р. | 450,00р. | 550,00р. (0,60) | 450,00р. | 450,00р. | 450,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Фары передней, шт. | 700,00р. | 700,00р. | 550,00р. (0,60) | 700,00р. | 700,00р. | 700,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Переключателя подрулевого | 1 850,00р. | 1 850,00р. | 650,00р. (0,70) | 1 850,00р. | |||
| Демонтаж, монтаж Указателя поворотов, шт. | 450,00р. | 450,00р. | 350,00р. (0,35) | 450,00р. | 450,00р. | 450,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Комбинации приборов | 2 100,00р. | 1 400,00р. | 1 500,00р. (1,60) | 1 400,00р. | 2 400,00р. | 2 400,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Датчика уровня топлива, шт. | 1 400,00р. | 1 400,00р. | 1 200,00р. (1,30) | 1 400,00р. | |||
| Демонтаж, монтаж Жгута проводов Заднего | 1 300,00р. | 1 750,00р. | 1 400,00р. (1,50) | 3 000,00р. | |||
| Демонтаж, монтаж Жгута проводов в сборе (при снятой панели приборов) | 5 100,00р. (5,50) | ||||||
| Демонтаж, монтаж Блока управления ДВС | 650,00р. | 650,00р. | 370,00р. (0,40) | 650,00р. | 3 700,00р. | 3 700,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Блока предохранителей | 2 550,00р. | 2 900,00р. | 1 400,00р. (1,50) | 2 900,00р. | 3 250,00р. | 3 250,00р. | |
| Демонтаж, монтаж Выключателя зажигания | 1 550,00р. | 1 550,00р. | 1 100,00р. (1,20) | 1 550,00р. | 1 950,00р. | 1 950,00р. | |
| Диагностика ЭСУД (Компьютерная диагностика) | 2 000,00р. | 2 000,00р. | 2 000,00р. (1,00) | 2 000,00р. | 2 000,00р. | 2 000,00р. | |
| Диагностика Электрооборудования, за час работы | 1 150,00р. | 1 150,00р. | 1 150,00р. | 1 150,00р. | 1 150,00р. | 1 150,00р. | |
| Зарядка АКБ | 350,00р. | 350,00р. | 350,00р. | 350,00р. | 350,00р. | 350,00р. | |
| Зеркало электрообогреваемое Установка / Подключение( без стоимости разборки двери) | 1 400,00р. | 1 400,00р. | 980,00р. (1,06) | 1 400,00р. | 1 500,00р. | 1 500,00р. | |
| Ремонт Генератора снятого (со стоимостью з/ч) | от 1 380,00р. до 5 180,00р. | ||||||
| Ремонт Генератора снятого (без стоимости з/ч) | от 300,00р. | ||||||
| Ремонт электропроводки а/м, за час | 1 250,00р. | 1 250,00р. | |||||
| Сборка, разборка Панели приборов | 6 900,00р. | 6 900,00р. | 3 450,00р. (2,00) | 6 900,00р. | 9 200,00р. | 9 200,00р. | |
| Жгут проводов Задний в сборе (дефектовка / ремонт) | 5 500,00р. (6,00) | ||||||
| Жгут проводов Панели приборов в сборе (дефектовка / ремонт), за час | 1 250,00р. | 1 250,00р. | 3 700,00р. (4,00) | 1 250,00р. | 1 250,00р. | 1 250,00р. | |
| Жгут проводов Передний в сборе (дефектовка / ремонт) | 16 900,00р. (16,00) | ||||||
Стоит отметить, что некоторые узлы и агрегаты грузовых автомобилей и спецтехники стоят очень дорого и значительно дешевле провести профилактический ремонт тех деталей, неисправность которых выявила диагностика.
Исправный грузовой автомобиль – залог успеха в бизнесе.
Система электрооборудования грузового автомобиля
Электрооборудование обеспечивает функциональность, управляемость и безопасность всех систем автомобиля. Специфика работы грузовых машин предусматривает повышенную нагрузку на электрические исполнительные устройства, токоведущие провода, источники энергии. Проведем краткий обзор конструкции системы, снабжающей электроэнергией узлы тяжелого автотранспорта.
Электрические системы грузовика
От эффективной работы бортовой сети зависит выполнение следующих задач:
- беспроблемный пуск мотора;
- стабильное функционирование ЭБУ;
- работоспособность систем освещения и подсветки;
- безотказность блоков комфорта;
- поддержание токовых характеристик в оптимальных параметрах;
- восстановление емкости аккумулятора.
Электрические системы грузовых автомобилей состоят из источников тока, элементов управления, потребителей энергии.
Источники тока
Устройства, обеспечивающие бесперебойное питание электроэнергией всех потребителей в необходимых объемах.
Аккумуляторная батарея накапливает ток, преобразуя его в химическую энергию. При задействовании АКБ в качестве источника, в батарее происходит обратный процесс » превращение химической энергии в электрическую » передача потребляющим системам электрооборудования автомобиля.
Аккумулятор отвечает за:
- пуск двигателя стартером;
- подачу тока на генератор;
- «помощь» генератору в условиях высокого потребления энергии;
- функциональность охранной системы, питание «памяти» ЭБУ в режиме стоянки.
На грузовом автотранспорте используются аккумуляторы на 12В. На машинах с 24-вольтными системами, ставятся 2 последовательно соединенных 12-вольтных АКБ. Основными техническими характеристиками автомобильных батарей являются параметры емкости (в Ампер-часах), и пуско-зарядного тока (в Амперах).
Оптимальная величина для грузовых автомобилей: ток пусковой (стартерный) ‒ 800 ‒ 1400 А, емкость ‒ 110 ‒ 240 А-ч.
Генератор: создает ток необходимого напряжения (методом преобразования (генерирования) механической энергии в электрический ток), и питает им системы электрооборудования, является базовым источником энергии после запуска мотора; подзаряжает АКБ. Номинальная функциональность генератора ‒ определяющий фактор в работе автомобиля.
Элементы управления
Отвечают за координацию и эффективность работы компонентов электрооборудования. В современных грузовых автомобилях к элементам управления относятся ЭБУ, предохранительные блоки, реле, переключатели.
Электронные блоки управления контролируют и корректируют работу одной или нескольких систем электрооборудования при помощи «вшитых» алгоритмов. Автомобили оснащены десятками блоков, принимающих информацию от датчиков. Основные ЭБУ:
- двигатель ‒ ECM;
- панель приборов ‒ IPC;
- сигнализация ‒ VTD;
- подушки безопасности ‒ ACU;
- климат-контроль ‒ CCP, HVAC;
- двери ‒ DCU;
- антиблокировочная система ‒ ABS;
- контроль положения кузова (с пневмоподвеской) ‒ ELC;
- управление АКПП ‒ IСМ;
- гидроусилитель руля ‒ HPS.
При нарушениях работоспособности элементов электрооборудования, ЭБУ сигнализируют об этом на «приборке», или переводят автомобиль в аварийный режим движения. ЭБУ дают возможность проверить работу всех систем электрооборудования диагностическими устройствами и оперативно устранить неисправность.
Реле ‒ электромагнитные устройства, управляющие автоматическим включением/выключением исполнительных механизмов.
Предохранители защищают устройства системы и провода от критических нагрузок и замыканий; размещаются в блоках в сгруппированном виде.
Переключатели позволяют в ручном режиме включать, регулировать и выключать электрические системы автомобиля. К ним относятся: замки включения зажигания, переключатели освещения/подсветки, «дворников», омывателей и т.д.
Потребители энергии
На электрическом токе работают все устройства, создающие максимальную производительность, экологичность, безопасность, комфортабельность грузового автомобиля.
Электроэнергия потребляется:
- основными системами, обеспечивающими пуск мотора и движение автомобиля;
- ЭБУ, датчиками, контролерами;
- осветительными приборами;
- звуковой и световой сигнализацией;
- системами безопасности и комфорта;
- противоугонными устройствами.
В бензиновых грузовых автомобилях система зажигания использует ток высокого напряжения, создаваемый катушкой, величиной 10 ‒ 30 КВ.
Классификация электрооборудования грузовика
Устройства электрических систем тяжелых автомобилей по времени исполнения «обязанностей» распределяются на механизмы быстротечной (кратковременной) работы, долговременного использования, и постоянного функционирования (основные потребители).
Кратковременные устройства включаются в работу автоматически, или вручную на непродолжительный срок: свечи накаливания, прикуриватель, пусковая система, опции комфорта, указатели поворотов, лампочки освещения кабины, вещевого ящика, багажника, звуковой сигнал.
Во время движения автомобиля устройства долговременного использования работают длительное время (иногда, постоянно): вентиляторы системы охлаждения, аудиоаппаратура, климатическая установка, навигация, сигнализация, средства активной/пассивной безопасности.
Основные потребляющие системы функционируют беспрерывно, обеспечивая оптимальную работоспособность машины: ЭБУ, подача топлива, зажигание, впрыск, приготовление смеси, ЭУР (электрический усилитель руля), АКПП.
28.01.2021
Электрические системы большегрузных транспортных средств
Знакомство с электрической системой
Какой электрический компонент является основным источником питания для транспортного средства во время его работы?
- Стартер
- Аккумулятор
- Генератор
- Двигатель
Если вы выбрали генератор (C), вы правы. Генератор переменного тока является важной частью электрической системы, обеспечивающей питание движущегося автомобиля.
Без него и других важных элементов, таких как стартер и аккумулятор, ваш автомобиль не заведется, а многие компоненты не будут работать должным образом. Узнайте больше о том, как работает электрическая система грузовика, и получите советы по предотвращению поломок.
Основные компоненты электрической системы
Электрическая система в основном состоит из стартера, аккумуляторной батареи и генератора переменного тока. Эти три части отвечают за запуск двигателя, поддержание его работы и питание всех электрических компонентов, таких как радио, освещение, окна, замки, стеклоочистители, кондиционер и многое другое. Приведенная ниже информация может помочь вам понять функцию каждого из них.
Стартер
Стартер, также называемый пусковым двигателем, преобразует электрическую энергию в механическую с помощью реле стартера и соленоида стартера. Затем он подает электричество на шестерню и маховик, которые проворачивают двигатель и запускают автомобиль. Вот как это работает:
- Ключ вставлен в замок зажигания, и аккумулятор подает низковольтный электрический ток на реле стартера
- Реле стартера подает питание на соленоид стартера, который преобразует электрическую энергию в механическую
- Механическая энергия приводит шестерню в зацепление с маховиком
- Шестерня и маховик соединяются вместе, чтобы провернуть двигатель
- Двигатель запускается, и стартер отключается
Индикаторы неисправности стартера
Стартер может быть неисправен, если:
- Не срабатывает мгновенно при вставлении ключа в замок зажигания
- Щелкающий или скулящий звук при повороте ключа
- Дым поднимается из стартера или цепи стартера
Аккумулятор
Аккумулятор считается самым важным электрическим компонентом, поскольку он позволяет заводить автомобиль.
Это устройство также накапливает энергию при выключенном двигателе, что позволяет водителям подключать инвертор и питать такие устройства, как радиоприемники, телевизоры и микроволновые печи, даже когда грузовик выключен — полезная функция для водителей-дальнобойщиков.
Индикаторы неисправности аккумуляторной батареи
Проблема с аккумуляторной батареей возможна, если:
- Двигатель медленно прокручивается или не запускается
- Загорается индикатор батареи
- Сильный запах серы
- Протекают химические вещества из батареи
Генератор переменного тока
Как уже упоминалось, генератор переменного тока является основным источником питания для всего транспортного средства во время его работы. Он преобразует механическую энергию стартера обратно в электрическую энергию для одновременного питания электрических аксессуаров и зарядки аккумуляторной батареи. Когда двигатель работает, генератор не дает машине заглохнуть.
Индикаторы неисправности генератора
Признаки неисправности генератора включают:
- Необычный скрежет под капотом
- Разряженный аккумулятор
- Потеря мощности в двигателе
- Тусклый или мерцающий свет
Как обслуживать электрические системы автомобиля
Со временем такие факторы, как возраст автомобиля, пробег и ежедневные условия вождения, могут повлиять на вашу электрическую систему и препятствовать ее нормальному запуску или работе. Осуществляя регулярное техническое обслуживание, вы с большей вероятностью найдете и устраните потенциальные проблемы до того, как они перерастут в серьезные проблемы. Используйте приведенные ниже советы для обслуживания электрической системы:
- Осмотрите и очистите кабели аккумулятора
- Проверить наличие ослабленных штекеров и проводов
- Убедитесь, что все огни выключены, когда автомобиль не работает
- Запустите план профилактического обслуживания (PM) с помощью FleetNet America®
Позвольте FleetNet America
® помочь Вы никогда не знаете, когда ваша электрическая система может выйти из строя.
В связи с этим рассмотрите возможность реализации программы управления проектами с помощью FleetNet America. Мы будем регулярно контролировать и сохранять все электрические компоненты:
- Очистка всех деталей от грязи, смазки, пыли и коррозии
- Проверка того, что все ремни закреплены на месте и не имеют износа
- Обслуживание аккумуляторов и кабелей
Для получения дополнительной информации о том, как FleetNet может обслуживать вашу электрическую систему, позвоните по телефону 855-836-3912 .
Если у вас есть какие-либо вопросы об электрической системе вашего автомобиля, оставьте комментарий ниже — мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Будущее электрических систем большегрузных автомобилей — оборудование
Генераторы вроде этого, вероятно, исчезнут с передней части двигателей, их заменит стартер-генератор, встроенный в трансмиссию. Фото: Джим Парк
Через десять лет электрические системы грузовиков, вероятно, будут сильно отличаться от тех, которые используются сегодня. Требования к электропитанию современных шоссейных грузовиков выдвинули системы на полную мощность. Текущий спрос на электроэнергию для типичного дорожного грузовика составляет около 3-5 кВт, но, по прогнозам, к 2030 году он увеличится до 40 кВт. Разработка передовых технологий трансмиссии остановлена из-за нехватки мощности. Мы могли бы сделать гораздо больше с электричеством, если бы системы были на это способны.
Короче говоря, нам нужно обновить наши электрические системы. Но переходим ли мы на 24 вольта или 48?
«Я не думаю, что на данный момент отрасль сошлась на 24 или 48 вольтах», — говорит Крейг Джейкобс, директор Eaton по проектированию и управлению программами для управления и защиты, транспорта, военного и аэрокосмического подразделения. «Есть несколько разных лагерей по этому поводу. Сторонники 24-вольтовой системы указывают на Европу, где используются 24-вольтовые системы, поэтому уже существует некоторая стандартизация и легкодоступные компоненты. Лагерь 48-вольтовых говорит, что если мы собираемся что-то менять, давайте идти до конца».
Джейкобс говорит, что 24 вольта могут выключить нас на 10 или 15 лет, но тогда мы снова будем на пределе своих возможностей с очень ограниченным потенциалом для расширения. «Прямой переход на 48 вольт продлится дольше, прежде чем придется снова обновлять. Это также дает OEM-производителям гораздо больше гибкости в том, как они проектируют автомобили».
Австралийская автотранспортная промышленность использует как 12-, так и 24-вольтовые электрические системы, поскольку они используют как европейское, так и североамериканское оборудование. Мэтью Дженкинс, глобальный директор по проектированию и продажам поставщика систем освещения Optronics International, живет в Австралии и имеет некоторый непосредственный опыт использования обеих систем.
«Австралия склоняется к 12-вольтовой архитектуре, — говорит он. «Наши прицепы на 12 вольт, но некоторые из наших [силовых агрегатов] на 24 вольта. Это вынуждает нас заниматься снижением напряжения, но чревато другими проблемами».
Редукторы напряжения нелинейны, говорит он. Они потребляют 24 вольта и очень быстро включаются и выключаются, создавая среднее напряжение около 11 вольт с течением времени. «Это очень похоже на то, как работает цепь переменного тока, поэтому такие устройства, как электроника, двигатели, светодиодное освещение и т. д., плохо реагируют на такой сигнал. Падение напряжения на расстоянии, как в случае с нашими автопоездами с несколькими прицепами, делает его еще более проблематичным».
В Северной Америке мы можем избежать этих проблем, совершив прыжок только один раз — если он будет тщательно организован.
«Мы должны были перейти на 24 вольта несколько лет назад, — говорит Брюс Перки, главный креативный инженер компании Purkeys Electric из Лоуэлла, штат Арканзас. «Мы были бы дальше, чем сегодня, но все еще были бы близки к тем же ограничениям производительности системы. 24-вольтовые системы все равно не соответствовали бы некоторым передовым технологиям, о которых сегодня говорят инженеры».
Purkey предполагает, что переход на 24 вольта поможет, но это будет дорого и в долгосрочной перспективе будет иметь ограниченную ценность из-за будущих требований к системе.
«Когда вы смотрите на мягкие гибриды и тому подобное, 48-вольтовые электрические системы для аксессуаров могут быть желательны», — говорит Джон Беннетт, генеральный менеджер по глобальной продуктовой стратегии и передовым разработкам Meritor. «Им потребуется примерно в четыре раза меньше тока, чем 12-вольтовой системе, что уменьшит количество необходимой меди и снизит затраты. В «мягких» гибридах 48 вольт также могут означать, что все электрифицированные компоненты работают при одинаковом напряжении, что упрощает систему».
Более тонкая проводка может использоваться с 48-вольтовыми системами. Это открывает возможности для упаковки компонентов и электропроводки грузовиков. Источник: TMC
Системы, работающие от напряжения 48 В, откроют огромные возможности для экономии топлива и сокращения выбросов, в то же время коренным образом изменив базовую электрическую и электронную (Э/Э) архитектуру транспортных средств, а также способ проектирования и изготовления грузовиков класса 8.
Переход на 48 вольт, вероятно, займет около десяти лет и повлечет за собой длинный список проблем. Но этот список все равно будет значительно короче, чем список возможностей.
В декабре 2015 года Комитет по будущим грузовикам Совета по технологиям и техническому обслуживанию Американских ассоциаций грузоперевозок опубликовал дискуссионный документ на тему «Изучение потенциала 48-вольтовых электрических систем коммерческих автомобилей: изменение электрического/электронного облика грузоперевозок».
В нем авторы обрисовали некоторые из проблем:
«Хотя 48 вольт недалеко от 12 вольт в физическом выражении, проблемы реального мира вызывают беспокойство. Текущие 12-вольтовые конструкции не будут автоматически работать при 48 вольтах; даже простые предохранители не мигрируют, не говоря уже о диммерах и контроллерах активной нагрузки. Некоторые производители панелей предохранителей и жгутов обнаружили, что обычные 12-вольтовые мини- и макси-предохранители не работают должным образом при напряжении 48 вольт.
Они могут не отключать чрезмерные токи должным образом, вызывая серьезные условия перегрузки. Кроме того, технологии межсоединений эволюционировали для обеспечения оптимальной стоимости и производительности в 12-вольтовой среде. Существующая конструкция разъемов, автоматических выключателей и релейных контактов может оказаться неоптимальной при напряжении 48 вольт. Следовательно, производители должны переоценить пригодность компонентов для более высокого напряжения…»
Как говорит Пурки, «при 48 вольтах ни один из электрических компонентов, которые мы используем сегодня, больше не будет работать. Все они должны быть переработаны, испытаны и одобрены для более высокого напряжения. Но как только мы доберемся до 48 вольт, практически не будет конца тому, что мы можем сделать с сокращением выбросов и топливной экономичностью».
Переход на 48 вольт будет иметь серьезные последствия почти для каждого поставщика компонентов на всех уровнях, от OEM до рынка послепродажного обслуживания.
По техническим причинам компоненты должны быть почти невосприимчивы к повреждениям и коротким замыканиям. Им потребуется более прочная изоляция, другие контакты и совершенно другая конструкция. Им потребуется разработать систему кодирования, в которой детали на 48 вольт легко отличить от компонентов на 12 вольт. Системы также должны быть спроектированы с отказоустойчивостью, чтобы гарантировать, что непреднамеренное использование неправильных частей или неправильное подключение — например, запуск от внешнего источника или подключение водителем собственной электроники — не приведет к катастрофическому повреждению других частей системы. .
Поскольку они будут работать с более высоким напряжением, компоненты будут подвергаться большему электрическому напряжению и, следовательно, будут быстрее изнашиваться. Они также будут стоить дороже. Но это еще не все.
«Когда вы увеличиваете напряжение в четыре раза [с 12 до 48], вы увеличиваете потенциал коррозии в системе в 10 раз», — говорит Пурки.
Любая влага, просачивающаяся в разъем, уничтожит эту цепь в 10 раз быстрее, чем сегодня, поэтому потребуются непроницаемые разъемы и дополнительное обучение техников работе с 48-вольтовыми системами.
Это пугающий, но далеко не полный список проблем, связанных с переходом на 48-вольтовые системы. Вы можете подумать, а действительно ли мы хотим туда поехать? Эксперты сходятся во мнении, что это не только неизбежно, но и чем раньше это произойдет, тем лучше. Документ TMC предполагает, что настало время для такого рода шага, потому что конструкции грузовиков в других частях мира сталкиваются с аналогичными электрическими недостатками.
«Такой шаг в мировом масштабе приведет к равномерному развитию автомобильной электронной технологии и впервые позволит создать глобальную конструкцию грузовика, поскольку как западноевропейская 24-вольтовая система, так и североамериканская 12-вольтовая система, скорее всего, быть заменены одновременно».
Этот схематический рисунок иллюстрирует некоторые возможности выноса компонентов привода для уменьшения паразитных нагрузок на двигатели.
Источник: Eaton
При всех этих проблемах зачем нам переходить на 48-вольтовые системы?
Если вы не понимаете основных принципов электричества, может показаться нелогичным, что вы можете использовать более тонкий провод и меньшие компоненты с 48 вольтами, а не 12, но на самом деле это так. Когда вы удваиваете напряжение, вы уменьшаете ток вдвое. Если вы увеличите напряжение в четыре раза, вы уменьшите ток в четыре раза.
Провода фар, например, могут быть изменены с нынешнего 12-го калибра на гораздо более тонкий 28-й калибр. Кабели с большой силой тока, такие как кабели стартеров и генераторов переменного тока, также могут использовать гораздо более тонкий кабель. «В трансмиссиях на 48 вольт мы могли бы использовать более компактные и легкие приводы, которые на самом деле более мощные», — говорит Джейкобс.
То же самое касается таких вещей, как вентиляторы, компрессоры, насосы и т. д. Чтобы понять преимущества использования 48 вольт вместо 12, вам нужно заново представить себе трансмиссию тяжелого грузовика.
Например, в настоящее время мы используем большой широкий или высокий радиатор, установленный перед гигантским вентилятором, установленным на двигателе. Помимо двигателя у нас есть такие компоненты, как генераторы переменного тока, компрессоры кондиционера, гидроусилитель руля и насосы охлаждающей жидкости. Они размещены там только из-за близости к зубчатой передаче на передней части двигателя.
Если бы радиатор можно было переместить в боковое положение на грузовике, заменив большой охлаждающий вентилятор несколькими электровентиляторами меньшего размера, вы избавились бы от необходимости в большой, относительно квадратной передней части грузовика. Все насосы и компрессоры, которые мы сегодня приводим в действие двигателем, можно было бы заменить электрическими насосами, расположить их в другом месте на шасси и управлять ими так, чтобы они работали только по мере необходимости. Это почти устраняет необходимость в опорах привода на передней части двигателя, уменьшая при этом паразитные потери, связанные с включением неиспользуемых компрессоров, вентиляторов и насосов.
С электрическими воздушными компрессорами или насосами гидроусилителя руля вы включаете их только тогда, когда есть потребность. И эта мощность исходит не от двигателя, а от аккумулятора.
«Если вы уберете много этого материала с передней части двигателя, это даст OEM-производителям большую свободу, которой у них раньше не было, для изменения конструкции передней части грузовика», — говорит Джейкобс.
Достигнув своего максимального потенциала, как поясняется в документе TMC, вполне вероятно, что мы увидим, как распределительные валы двигателей исчезнут, заменив их электромеханическими приводами клапанов, которые дадут очень точное и независимое управление работой впускных и выпускных клапанов. оптимизировать процесс горения. Это также могло бы облегчить своего рода внутренний процесс EGR, при котором не весь отработавший газ выбрасывается из цилиндра до следующего такта впуска, устраняя необходимость в неприятных клапанах и охладителях EGR и связанной с ними сантехнике.
Вот лишь некоторые из других потенциальных новшеств, которые появятся с 48-вольтовыми электрическими системами и удалением существующих компонентов, установленных на двигателе: что привело к единому набору испарителей и конденсаторов, а не к отдельным системам кабины и спальных мест, которые используются сегодня.
Райан Ласки, вице-президент по разработке трансмиссии и коммерческих автомобилей в Dana Inc., считает, что 48-вольтовая архитектура позволяет гибридизировать дорожные грузовики в качестве моста между дизельными и чисто аккумуляторными электромобилями.
Потребляемая мощность среднего шоссейного грузовика класса 8 за 100-летний период времени. Мощность генератора среднего коммерческого автомобиля (Вт). Источник: TMC
«Мы видим, что электрические движители, установленные на осях, возможно, работают при запуске или ускорении с трансмиссией с пониженной скоростью», — говорит он. «Это сняло бы некоторую нагрузку с двигателя, возможно, открывая потенциал для двигателей с меньшей мощностью или другого источника тягового усилия в конфигурации 6×2. Имейте в виду, что такая система будет использоваться только в течение коротких периодов времени по мере необходимости, а не работать постоянно, поэтому 48-вольтовая архитектура будет поддерживать такое приложение».
Мы не обсуждали здесь батареи, но размер и тип батареи, используемой в 48-вольтовой системе, будут иметь большое значение для работы этой передовой технологии. Есть несколько претендентов на технологии, в том числе свинцово-углеродные, никель-металлогидридные, литий-ионные, литий-полимерные, углеродные нанотрубки и даже свинцово-кислотные. В зависимости от используемого 48-вольтового метода, он может состоять из 48-вольтового источника батареи и системы E/E, одного 48-вольтового источника батареи и одного 12-вольтового источника батареи с двумя системами E/E или одной 48/12-вольтовой батареи. 48-вольтовая аккумуляторная батарея и две системы E/E, отмечается в дискуссионном документе TMC на 48 вольт.
В то время как массовый переход на 48 вольт может занять десятилетие, некоторые технологии могут появиться гораздо раньше, чем вы думаете.
«В настоящее время Eaton работает с несколькими крупными OEM-производителями, и мы ориентировочно нацеливаем некоторые из этих технологий на производство в 2021 году», — говорит Джейкобс.
