Elektrotechnika i elektronika w pojazdach samochodowych

Autor: Anton Herner, Hans-Jurgen Riehl
ISBN 83-206-1530-5, format B5, str. 460, rys. 609, wyd.2 

W podręczniku przedstawiono kompleksowo zagadnienia z elektrotechniki i elektroniki w pojazdach samochodowych, począwszy od przypomnienia podstawowych pojęć z elektryczności, a na omówieniu elektronicznych układów regulacji i sterowania we współczesnych samochodach kończąc. Bez wiedzy o budowie i zasadach działania diody czy tranzystora trudno jest zrozumieć działanie np. elektronicznego zapłonu, a wiedza o analogowym i cyfrowym przekazie danych pozwala na lepsze zrozumienie np. współdziałania układu przeciwblokującego ABS z układem stabilizacji toru jazdy ESP. To tylko wybrane przykłady z bogatego materiału przedstawionego w książce.

Spis treści:

Słowo wstępne
1. Podstawowe pojęcia z elektryczności
1.1. Budowa atomu
1.2. Napięcie
1.3. Prąd
1.4. Rezystancja
1.5. Możliwości wytworzenia napięcia
1.6. Skutki oddziaływania prądu elektrycznego
1.7. Przepisy bezpieczeństwa
1.7.1. Oddziaływanie prądu elektrycznego na człowieka
1.7.2. Pierwsza pomoc przy porażeniu prądem
1.8. Rodzaje napięcia

2. Schematy połączeń elektrycznych
2.1. Części składowe i budowa obwodu elektrycznego
2.2. Symbole graficzne
2.3. Schematy ideowe
2.3.1. Schemat połączeń
2.3.2. Schemat obwodu
2.4. Oznaczenia urządzeń elektrycznych
2.5. Oznaczenia zacisków
2.6. Rodzaje zestyków

3. Pomiary miernikiem uniwersalnym
3.1. Rodzaje mierników
3.2. Oznaczenia na uniwersalnych miernikach analogowych
3.3. Oznaczenia na uniwersalnych miernikach cyfrowych
3.4. Zakresy tolerancji mierników uniwersalnych
3.4.1. Mierniki analogowe
3.4.2. Uniwersalne mierniki cyfrowe
3.5. Pomiar napięcia uniwersalnym miernikiem cyfrowym
3.6. Pomiar natężenia uniwersalnym miernikiem cyfrowym
3.7. Pomiar rezystancji uniwersalnym miernikiem cyfrowym
3.8. Podsumowanie: pomiary napięcia, natężenia i rezystancji

4. Podstawy elektrotechniki
4.1. Prawo Ohma
4.2. Straty napięcia
4.2.1. Napięcie w zamkniętym obwodzie elektrycznym
4.2.2. Napięcie w otwartym obwodzie elektrycznym
4.3. Moc elektryczna
4.4. Rezystywność przewodnika
4.5. Połączenia równoległe i szeregowe
4.5.1. Połączenie szeregowe
4.5.2. Połączenie równoległe
4.5.3. Przegląd
4.6. Obwody mieszane
4.6.1. Rozszerzone połączenia szeregowe
4.6.2. Rozszerzone połączenie równoległe
4.7. Dzielnik napięcia, potencjometr
4.7.1. Nieobciążony dzielnik napięcia
4.7.2. Obciążony dzielnik napięcia
4.8. Rezystory zależne od temperatury
4.8.1. Rezystory PTC
4.8.2. Rezystory NTC
4.8.3. Rezystory zależne od temperatury (w samochodach)
4.9. Kondensator
4.9.1. Kondensator jako magazyn ładunków elektrycznych
4.9.2. Kierunek przepływu prądu
4.9.3. Budowa
4.9.4. Sposób działania
4.9.5. Przebieg ładowania i rozładowania
4.9.6. Kondensator w obwodzie prądu przemiennego
4.9.7. Kondensator jako element przeciwzakłóceniowy w samochodzie
4.10. Indukcyjność
4.10.1. Magnetyzm
4.10.2. Indukcja magnetyczna
4.10.3. Cewka
4.10.3.1. Samoindukcja po włączeniu cewki
4.10.3.2. Samoindukcja po odłączeniu cewki
4.10.4. Transformator
4.10.5. Przekaźnik
4.10.5.1. Zasada działania
4.10.5.2. Rodzaje przekaźników
4.10.5.3. Budowa przekaźnika kontaktronowego
4.10.5.4. Przykłady zastosowań przekaźników kontaktronowych w samochodzie

5. Podstawowe elementy elektroniczne
5.1. Dioda
5.1.1. Dioda jako zawór elektryczny
5.1.2. Sprawdzanie diody
5.1.3. Zastosowanie diody jako prostownika prądu przemiennego
5.1.4. Układ mostkowy w prądnicy prądu trójfazowego
5.1.5. Dioda do rozłączania obwodu elektrycznego
5.1.6. Dioda do ograniczania napięcia wzbudzenia
5.1.7. Oznaczanie diod
5.2. Dioda Zenera
5.2.1. Właściwości
5.2.2. Dioda Zenera w przekaźniku ochrony przepięciowej
5.2.3. Dioda Zenera jako dioda prostująca w prądnicy trójfazowej
5.3. Dioda świecąca (LED)
5.3.1. Właściwości
5.3.2. Budowa
5.3.3. Przykłady zastosowań
5.3.4. Fotorezystor (LDR)
5.4. Tranzystor
5.4.1. Funkcje
5.4.2. Tranzystor jako element sterowalny
5.4.3. Porównanie tranzystora z przekaźnikiem
5.4.4. Funkcje sprawdzania i kontroli
5.4.5. Wskaźnik zużycia hamulcowych wkładek ciernych
5.4.6. Tranzystor jako wzmacniacz
5.4.7. Układ Darlingtona
5.4.8. Wtórnik emiterowy
5.4.9. Opóźnienie wyłączania
5.4.10. Bistabilny układ relaksacyjny
5.4.11. Monostabilny układ relaksacyjny (opóźnienie wyłączania)
5.4.12. Monostabilny układ relaksacyjny (opóźnienie włączania)
5.4.13. Niestabilny układ relaksacyjny
5.4.14. Współczynnik trwania impulsu
5.4.15. Przerzutnik Schmitta

6. Analiza systemowa i schematy przepływu sygnałów
6.1. Analiza efektów działania
6.2. Samochód jako system
6.3. Schemat przepływu sygnałów

7. Podstawy techniki cyfrowej
7.1. Sygnały analogowe i cyfrowe
7.2. Zasada przekazu analogowego
7.2.1. Problemy przekazu analogowego
7.2.2. Przykłady przekazu analogowego
7.3. Logika podstawowych połączeń cyfrowych
7.4. Przegląd podstawowych funkcji logicznych
7.5. Element logiczny przetwarzający dane
7.5.1. Poziom sygnału
7.5.2. Poziom sygnału w samochodzie
7.6. Podstawowe funkcje logiczne
7.6.1. Iloczyn logiczny
7.6.2. Suma logiczna
7.6.3. Negacja logiczna
7.6.4. Podsumowanie
7.6.5. Używane skróty
7.6.6. Wybrane symbole graficzne elementów logicznych
7.6.7. Przykład
7.7. Złożone elementy logiczne
7.8. System dwójkowy

8. Transmisja danych w samochodzie
8.1. Przykłady
8.2. Przetwarzanie informacji w urządzeniu sterującym
8.3. Przetwornik analogowo-cyfrowy
8.4. Połączenia wtykowe słabym punktem układu
8.5. Transmisja danych za pomocą magistrali danych
8.6. Samodiagnoza
8.6.1. Nadzorowanie czujnika ( np. temperatury cieczy chłodzącej)
8.6.2. Nadzorowanie nastawnika (np. regulatora biegu jałowego)

9. Sterowanie i regulacja

9.1. Różnica pomiędzy sterowaniem i regulacją
9.1.1. Łańcuch sterowania
9.1.2. Obwód regulacji
9.2. Sterowanie
9.2.1. Definicja sterowania
9.2.2. Ogniwa łańcucha sterowania
9.2.3. Wielkości wejściowe i wyjściowe łańcucha sterowania
9.2.4. Rodzaje sterowania według rodzaju sygnału
9.2.5. Sterowanie binarne
9.2.6. Sterowanie analogowe
9.2.7. Sterowanie cyfrowe
9.2.8. Rodzaje sterowania według przetwarzania sygnału
9.3. Regulowanie
9.3.1. Człowiek, jako regulator w obwodzie regulacyjnym
9.3.2. Definicja regulacji
9.3.3. Schemat blokowy obwodu regulacji
9.3.4. Części składowe układu regulacji
9.3.5. Obwód regulacji
9.3.6. Rodzaje regulatorów
9.3.7. Stany przejściowe
9.3.8. Regulacja prądu
9.3.9. Regulacja prędkości obrotowej biegu jałowego
9.3.10. Odpowietrzanie zbiornika paliwa
9.4. Adaptacyjne układy regulacji
9.4.1. Adaptacja na przykładzie regulacji lambda
9.4.2. Problemy diagnostyczne wynikające z adaptacji

10. Oscyloskop warsztatowy
10.1. Analogowe i cyfrowe przedstawianie sygnałów
10.2. Sprzężenia DC / AC
10.3. Oś Y
10.4. Oś X
10.5. Impuls wyzwalający
10.5.1. Poziom impulsu wyzwalającego
10.5.2. Zbocze impulsu wyzwalającego
10.6. Obrazy typowych sygnałów z czujników
10.7. Sprawdzanie prądnicy
10.7.1. Sygnały harmoniczne
10.7.2. Wpływ rodzaju sprzężenia na obraz
10.7.3. Przykłady usterek wykrytych podczas testu prądnicy

11. Samochodowe układy elektroniczne
11.1. Zasada działania
11.2. Sygnały wejściowe i wyjściowe
11.3. Urządzenia sterujące z samodiagnozowaniem
11.4. Podstawowe zasady postępowania z układami elektronicznymi
11.5. Wskazówki diagnostyczne

12. Układy zapłonowe
12.1. Bezstykowe sterowanie zapłonu
12.1.1. Zalety
12.1.2. Budowa i działanie
12.1.3. Indukcyjne wyzwalanie sygnału w zapłonie tranzystorowym
12.1.4. Emitowanie sygnału przez czujnik Halla
12.1.5. Wykrywanie usterek zapłonu sterowanego bezstykowo
12.2. Zapłon elektroniczny
12.2.1. Schemat funkcjonalny z wejściami i wyjściami urządzenia sterującego
12.2.2. Najważniejsze sygnały wejściowe do obliczania KWZ
12.2.3. Dodatkowe sygnały wejściowe
12.2.4. Sygnały wyjściowe oraz wskazówki przy wykrywaniu usterek
12.3. Zapłon całkowicie elektroniczny
12.3.1. Budowa i zalety statycznego rozdzielania wysokiego napięcia
12.3.2. Statyczny rozdział wysokiego napięcia przez cewki dwubiegunowe
12.3.3. Informacja zwrotna o prądzie zapłonu w zapłonie statycznym
12.3.4. Wskazówki dotyczące wykrywania usterek

13. Układy wtryskowe
13.1. Wtrysk ciągły (K-Jetronic)
13.1.1. Opis funkcji i części składowych układu
13.1.2. Elementy składowe i ich funkcje
13.1.3. Dodatkowe, elektrycznie sterowane elementy układu
13.1.4. Schemat elektryczny
13.1.5. Układ K-Jetronic z regulacją lambda
13.2. Układ KE-Jetronic
13.2.1. Różnice w stosunku do układu K-Jetronic
13.2.2. Sygnały wejściowe i ich znaczenie dla sterowania elektronicznego
13.2.3. Regulacja dawki wtrysku przez elektrohydrauliczny nastawnik ciśnienia
13.3. Wtrysk przerywany (L-Jetronic)
13.3.1. Ogólny opis działania układu
13.3.2. Elementy składowe i ich funkcje
13.3.3. Funkcje urządzenia sterującego
13.3.4. Ogólny schemat elektryczny układu
13.4. Układ Mono-Jetronic
13.4.1. Obwód zasilania paliwem
13.4.2. Sygnały wejściowe dla ustalenia warunków eksploatacji
13.4.3. Działanie urządzenia sterującego, sygnały wyjściowe
13.5. Regulacja lambda
13.5.1. Adaptacja składu mieszanki
13.5.2. Budowa i działanie sondy lambda
13.5.3. Sonda lambda z wkładem z dwutlenku tytanu
13.6. Regulowane elektronicznie układy wtryskowe w silnikach wysokoprężnych
13.6.1. Wiadomości ogólne, przegląd układu
13.6.2. Sygnały wejściowe i ich wpływ na działanie układu
13.6.3. Sterowanie różnymi pompami wtryskowymi i pozostałe sygnały wyjściowe
13.6.4. Wtrysk bezpośredni w silnikach wysokoprężnych
13.6.4.1. Promieniowe rozdzielaczowe pompy wtryskowe
13.6.4.2. Układy z pompowtryskiwaczami (UIS) i indywidualnymi pompami wtryskowymi
13.6.4.3. Zasobnikowy układ wtryskowy Common Rail

14. Zintegrowane układy wtryskowo-zapłonowe (Motronic)

14.1. Informacje ogólne
14.2. Funkcje dodatkowe w różnych rozwiązaniach Motronic
14.3. Układ Motronic M3.3

15. Układy regulacji i sterowania dynamiki jazdy
15.1. Układ przeciwblokujący (ABS)
15.1.1. Podstawowe funkcje i ogólna budowa układu ABS
15.1.2. Czujniki prędkości obrotowej kół
15.1.3. Układ zamknięty z zaworami elektromagnetycznymi 3/3
15.1.4. System otwarty z zaworami elektromagnetycznymi 2/2
15.1.5. System zamknięty z zaworami elektromagnetycznymi 2/2
15.1.6. ABS w motocyklach
15.2. Układ przeciwpoślizgowy (ASR)
15.2.1. Układ przeciwpoślizgowy z zaworami elektromagnetycznymi 3/3
15.2.2. Układ przeciwpoślizgowy z zaworami elektromagnetycznymi 2/2
15.3. Układ stabilizacji toru jazdy
15.3.1. Opis układu stabilizacji toru jazdy
15.3.2. Sygnały wejściowe i wyjściowe
15.4. Regulowane blokady mechanizmu różnicowego
15.4.1. Sygnały wejściowe i wyjściowe w urządzeniu sterującym
15.4.2. Blokady elektrohydrauliczna i elektromagnetyczna
15.4.3. Obwód elektryczny elektromagnetycznej blokady w układzie napędowym czterech kół
15.5. Elektroniczna regulacja amortyzatorów

16. Układy bezpieczeństwa biernego
16.1. Wprowadzenie
16.2. Budowa i działanie przednich poduszek gazowych
16.3. Nadzorowanie układu i przepisy bezpieczeństwa
16.4. Boczne poduszki gazowe
16.5. Kurtyny gazowe
16.6. Pirotechniczne napinacze pasów
16.7. Poduszka kompaktowa (eurobag)
16.8. Przykład kompletnego układu

17. Układy ochrony przed kradzieżą
17.1. Elektroniczne zabezpieczenie przed nieuprawnionym użyciem
17.1.1. Zabezpieczenie z transponderem przed uruchomieniem samochodu
17.1.2. Montaż immobilizera w samochodzie nie zabezpieczonym fabrycznie
17.2. Instalacje alarmowe
17.2.1. Ogólny opis układu
17.2.2. Sygnały wejściowe i elementy składowe instalacji
17.2.3. Sygnały wyjściowe i schemat elektryczny instalacji alarmowej

18. Układy zwiększające komfort jazdy
18.1. Sterowanie ogrzewania i klimatyzacji
18.1.1. Opis działania i budowa układu
18.1.2. Zasada działania klimatyzacji
18.1.3. Sygnały wejściowe
18.1.4. Sygnały wyjściowe i sposób działania
18.1.5. Schemat ideowy
18.2. Elektroniczne sterowanie skrzynki przekładniowej
18.2.1. Opis układu
18.2.2. Sygnały wejściowe i wyjściowe
18.3. Elektroniczne sterowanie sprzęgła
18.4. Regulacja prędkości jazdy
18.4.1. Opis działania układu
18.4.2. Elementy składowe, sygnały wejściowe i wyjściowe
18.5. Elektroniczny pomiar odległości (asystent parkowania)
18.6. Centralne blokowanie drzwi
18.6.1. Centralne blokowanie drzwi z nastawnikami pneumatycznymi
18.6.2. Centralne blokowanie drzwi z nastawnikami elektrycznymi
18.7. Elektryczne sterowanie szyb
18.8. Elektryczne sterowanie dachu
18.9. Elektryczne ustawianie lusterek zewnętrznych
18.10. Elektryczna regulacja siedzenia
18.11. Elektryczna regulacja siedzenia i lusterek z pamięcią ustawienia
18.12. Elektryczna regulacja położenia kolumny kierownicy

19. Sieć połączeń
19.1. Definicja problemu
19.2. Budowa modułowa
19.3. Systemy wymiany danych
19.3.1. Wprowadzenie
19.3.2. Systemy wymiany danych
19.3.3. Przebieg komunikacji
19.4. Przykład systemu z siecią transmisji szeregowej

Materiały źródłowe
Źródła ilustracji