Автомат—коммутатор фар ближнего света
В. ЮГРИН, г. Серпухов Московской обл.
Одно из частных решений задачи обеспечения безопасности дорожного движения — улучшение видимости автомобиля в различных условиях дорожной обстановки. Многие автомобильные издания с этой целью призывают водителей ездить днем с включенным ближним светом фар. Во многих странах Евросоюза это уже стало правилом.
Однако переход на дневную езду с включенными фарами может привести к быстрой разрядке аккумуляторной батареи автомобиля. Простое устройство, описанное в этой статье, позволяет значительно уменьшить остроту указанной проблемы.
Как показывает практика, при езде днем с включенными фарами в городских условиях невозможно обеспечить положительный баланс мощности в системе электроснабжения отечественных автомобилей на холостых оборотах двигателя (во время остановок на светофорах, в пробках и т. п. ). Это связано с тем, что на оборотах холостого хода максимальный ток, отдаваемый генератором, меньше тока, потребляемого лампами ближнего света фар (8 А), системой зажигания (1,5...5 А), лампами стоп-сигналов (3 А) и, что нередко в пробках, вентилятором системы охлаждения (12 А).
Генераторы большинства отечественных автомобилей на холостых оборотах двигателя отдают в нагрузку не более 15 А. Это значит, что дефицит потребляемого тока приходится восполнять аккумуляторной батарее, что приводит к хронической недозарядке и резкому снижению срока службы.
Разрешить проблему можно, например, соответствующим повышением мощности генератора, но это связано с его заменой и не всегда возможно по конструктивным и другим соображениям.
Более приемлемым следует считать путь снижения потребляемой электроэнергии. Для этого годится следующий алгоритм работы системы наружного освещения автомобиля: при его движении включены фары ближнего света, а при остановке — фары выключаются и положение автомобиля на дороге обозначают габаритные огни; ближний свет фар должен включаться одновременно с началом движения, а выключаться с некоторой задержкой относительно момента прекращения движения. Наличие этой задержки и ее длительность определены требованием отсутствия мигания фар при выполнении некоторых маневров (например, остановка и включение задней передачи при развороте и т. п.).
Такой алгоритм работы системы наружного освещения полностью соответствует требованиям правил дорожного движения: стоящий автомобиль обозначен габаритными огнями, а движущийся — ближним светом фар.
Для обеспечения указанного алгоритма работы системы наружного освещения автомобиля был разработан автомат—коммутатор фар ближнего света, схема которого показана на рис. 1.
Рис. 1
Источником информации о движении служит датчик скорости автомобиля, устанавливаемый между коробкой передач и тросом привода спидометра. На ряде моделей автомобиля этот датчик уже установлен на заводе. Это автомобили с электронной системой управления двигателем, а также машины, оснащенные электронной панелью приборов, где спидометр и одометр работают от импульсов датчика скорости. На тех автомобилях, где этот датчик конструкцией не предусмотрен, его самостоятельная установка не представляет больших сложностей. Годится любой датчик скорости, выпускаемый Курским ОАО "Счетмаш", соответствующий классу А2 DIN 75532 (наружная резьба штуцера М18х1,5; на один оборот вала он формирует 6 или 10 импульсов).
В выходной ступени датчика работает транзистор, включенный по схеме с открытым коллектором, поэтому для обеспечения его нагрузки в автомат введен резистор R1. Для устранения влияния других устройств, подключенных к датчику (например, спидометр и одометр, маршрутный компьютер и пр.), предусмотрен диод VD1. Параметры дифференцирующей цепи C1R2 выбраны такими, чтобы обеспечить четкий запуск автомата.
На транзисторах VT1, VT2 собран усилитель тока, нагруженный реле К1. Для подавления ЭДС самоиндукции параллельно обмотке реле включен диод VD3.
В исходном состоянии, когда автомобиль неподвижен, на выходе датчика скорости импульсов нет, но может быть напряжение любого уровня, однако благодаря цепи C1R2 на входе инвертора DD1.1 будет низкий логический уровень, а стало быть, на выходе — высокий. Конденсатор С2 через резистор R3 зарядится до высокого уровня, а на выходе триггера DD1.3, DD1.4 будет низкий уровень.
Транзистор VT1 окажется закрытым, a VT2 — открытым, поэтому реле сработает и контакты К1.1 разомкнут цепь питания обмотки реле ближнего света (РБС) автомобиля — ближний свет будет выключен.
В момент начала движения автомобиля первый же импульс с датчика скорости, пройдя через цепь C1R2, переключит инвертор DD1.1 в нулевое состояние. Конденсатор С2 быстро разрядится через диод VD2 и выходные цепи инвертора. Триггер переключится и на его выходе появится высокий уровень, который откроет транзистор VT1, а он, в свою очередь, закроет VT2. Реле К1 отпустит якорь, контакты К1.1 замкнутся, ток потечет через обмотку РБС и включится ближний свет.
После окончания действия запускающего импульса инвертор DD1.1 снова переключится в единичное состояние, конденсатор С2 начнет заряжаться через резистор R3 и, если напряжение на нем достигнет высокого уровня, триггер снова переключится, сработает реле и выключится ближний свет. Если же до этого момента придет очередной импульс с датчика, конденсатор зарядиться не успеет и триггер не изменит своего состояния. В этом случае ближний свет фар будет включен до тех пор, пока приходят импульсы с датчика.
Опытным путем было установлено, что время зарядки конденсатора С2 должно быть в пределах 0,9...1,2 с. При меньшем времени начинаются мигания фар на малой скорости движения, а при большем — падает эффективность автомата. Время задержки прямо пропорционально сопротивлению резистора R3 и емкости конденсатора С2.
Контакты К1.1 автомата—коммутатора фар ближнего света включают в разрыв провода от переключателя ближнего/дальнего света к контакту 86 РБС. Схема подключения одинакова для любого отечественного автомобиля.
Реле К1 — автомобильное, 851.3747, но может быть использовано любое, имеющее размыкающую пару контактов и устойчиво срабатывающее при напряжении на обмотке 6...8 В, например, РЭС10, исполнение РС4.529.031-07.
Все детали автомата, кроме реле К1 и конденсаторов СЗ, С4, смонтированы на небольшой печатной плате из фоль-гированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы показан на рис. 2.
Рис. 2
Плату с автоматом—коммутатором я установил на своей "Оке" внутри нижнего кожуха, прикрывающего рулевой вал. Автомат безотказно и эффективно работает в течение полутора лет.
Радио 8-2005, с.52-53