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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Electrónica en el coche. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos Hoy en día ya no sorprenderá a nadie con la abundancia de componentes electrónicos en un automóvil, especialmente en los de alta gama: el Lincoln Mark VIII solo tiene más microprocesadores que cualquier otro caza moderno. El mercado de la electrónica automotriz es uno de los cuatro sectores de más rápido crecimiento de la industria electrónica (después de las telecomunicaciones, la informática y los equipos industriales), que, a su vez, es el de más rápido crecimiento - en promedio 8...10% por año - el sector más grande de la industria mundial. Además, la mayor parte del coste de los dispositivos electrónicos en el extranjero no recae en los dispositivos de servicio (grabadoras de radio, alarmas de seguridad, etc.), sino en los medios para controlar los propios sistemas del vehículo y garantizar la seguridad. Su participación en el coste de un automóvil moderno también está aumentando, alcanzando ahora una media del 10...15%, aunque los analistas predicen que se estabilizará en un futuro próximo en alrededor del 20...25%. Sin embargo, dada la continua disminución del coste unitario de los dispositivos electrónicos (en términos de una función), no hay duda de que el número de funciones realizadas por los dispositivos electrónicos en el automóvil y su variedad seguirá aumentando constantemente, al menos hasta siempre y cuando el consumidor pueda utilizarlos. Gracias al restablecimiento gradual de las conexiones entre las economías rusa y mundial, el desequilibrio de precios entre la electrónica y otros productos de ingeniería que existía en la época soviética se está convirtiendo en una cosa del pasado. Al mismo tiempo, la necesidad de aumentar simultáneamente la eficiencia, el respeto al medio ambiente y mejorar el rendimiento de conducción de los automóviles se vuelve relevante para las fábricas de automóviles nacionales. En primer lugar, esto se debe al hecho de que exportar productos obsoletos a los países desarrollados se está volviendo casi imposible, incluso a precios reducidos, y las empresas necesitan divisas fuertes para pagar los componentes importados. En segundo lugar, nuestro país ha adoptado recientemente y pronto aplicará normas más estrictas sobre los niveles permisibles de contaminación del aire y la seguridad de los vehículos que corresponden a la práctica mundial, lo que nos acercará a las condiciones que prevalecen en el mercado mundial del automóvil. En este sentido, recurrir a la experiencia de la industria automovilística mundial parece completamente natural y justificado. VAZ ahora equipa más del 40% de sus vehículos con sistemas de control electrónico de inyección y encendido. Actualmente, lo más importante y económicamente justificado es la introducción generalizada de sistemas electrónicos que mejoran el rendimiento y reducen el coste de funcionamiento del motor y la transmisión, así como sistemas para mejorar la seguridad, ambos activos (ABS - Anti-Blocking System, APS - Sistema de control de tracción) y pasivo (airbags). Además, se han desarrollado y ya se utilizan otros sistemas electrónicos: controles de suspensión, navegación, aparcamiento, etc., pero siguen siendo más un lujo que una necesidad. Durante mucho tiempo, el único componente electrónico de un coche, además de la radio, era el sistema de encendido. El sistema de encendido por chispa clásico fue propuesto por primera vez por Philippe Le Bon en 1801 y encontró su primera aplicación industrial en el motor de gas Lenoir en 1860-1864. Sin embargo, debido al bajo nivel de la tecnología eléctrica de aquella época, el encendido por chispa no funcionaba de forma fiable. Por lo tanto, hasta los años 90 del siglo pasado, la mayoría de los motores de combustión interna se construían mediante encendido por incandescencia (un cuerpo altamente calentado en la cámara de combustión). La situación cambió con la creación de Robert Bosch de un magneto compacto y completamente fiable. Además, en los años 10 de nuestro siglo, gracias a la mejora del diseño de la bujía, la bobina de encendido y la selección de los materiales de contacto, fue posible lograr un funcionamiento satisfactorio del sistema de encendido por batería. Sin embargo, ésta, especialmente los contactos, seguía siendo una de las piezas del coche menos fiables y que requerían más mantenimiento. Se necesitaban soluciones fundamentalmente diferentes. Los primeros sistemas de encendido electrónico se crearon en la década de 1940 a base de tiratrones llenos de gas, pero no se utilizaron mucho debido al volumen y la fragilidad del diseño. Los sistemas de encendido por transistores (primero con contacto y luego sin contacto) encontraron un uso generalizado a principios de la década de 1960, cuando General Motors Corp. (GMC) comenzó a equipar sus coches de producción con ellos. Es bien conocida la creciente difusión de los sistemas de encendido electrónico. De particular interés es el sistema de descarga de alta frecuencia de encendido directo (SAAB), tomado de los motores a reacción. Al crearlo, utilizamos las circunstancias de que el voltaje de ruptura para el voltaje de alta frecuencia (80...200 kHz) resulta ser dos o tres veces menor que para el voltaje de baja frecuencia, y en lugar de una fina chispa filamentosa, una Se obtiene una descarga esférica con una superficie significativamente mayor. La reducción del voltaje hace que el sistema sea menos sensible a la grasa y los depósitos de carbón en las bujías, y la forma esférica de la descarga de la chispa acelera el encendido y aumenta la confiabilidad del encendido de mezclas pobres. Sin embargo, la complejidad del diseño y el mayor coste de este sistema, así como el hecho de que genera abundantes radiointerferencias, llevaron a su descontinuación tras la introducción de sistemas de inyección distribuida controlados electrónicamente (Las condiciones de funcionamiento de las bujías y del sistema de encendido como todo en estos motores es mucho más fácil que en los de carburador). Contrariamente a la creencia popular, la inyección de combustible tampoco es un invento nuevo. Además, inicialmente, casi todos los motores de combustión interna que funcionaban con combustible líquido utilizaban el sistema de inyección. Sin embargo, pronto quedó claro que se necesitaba un mecanismo bastante complejo para regular la cantidad de combustible inyectado y bombas dosificadoras de combustible fabricadas con alta precisión. A principios de siglo, esto era muy caro, pero a un precio razonable no proporcionaba la fiabilidad y estabilidad de características necesarias. Por lo tanto, después de que Donat Banki inventara un carburador pulverizador simple y económico, los sistemas de inyección en la industria automotriz casi quedaron olvidados. Permanecen solo en los motores diésel, cuyo mayor costo, por cierto, se debe en gran medida al alto costo de los equipos de inyección directa de alta presión. Debido a su elevado precio, los dispositivos mecánicos de control de la inyección casi nunca se utilizaban en los coches producidos en serie. Los primeros sistemas controlados eléctricamente se crearon en 1939 (Moto Guzzi, Italia), pero técnicamente seguían siendo exóticos. En 1957, Chrysler introdujo un sistema de control electrónico de inyección de combustible para automóviles basado en tubos de vacío, que tampoco encontró un uso generalizado debido a su alto costo. A principios de la década de 1970, los sistemas de transistores se generalizaron y se utilizaron en automóviles alemanes (Volkswagen, 1967) y japoneses (Nissan, 1971) exportados a Estados Unidos. A finales de los años 70 y 80, en Japón, Estados Unidos y algo más tarde en Alemania, se empezaron a introducir complejos sistemas de control por microprocesador como motor. El carburador tiene muchas desventajas: inestabilidad de los ajustes, especialmente al cambiar la temperatura y el tipo de combustible; distribución desigual de combustible entre los cilindros; baja precisión de funcionamiento con cargas bajas, lo que obliga a ajustar los carburadores de tal manera que al ralentí y con carga baja la mezcla de combustible se enriquece excesivamente. Además, el carburador aumenta la resistencia a la entrada de aire. Debido a la presencia de una cámara de flotación, el rendimiento del carburador se deteriora en condiciones de fuertes sacudidas, aceleración al girar y cuando el vehículo está inclinado. Por el momento, estas deficiencias en relación con los coches producidos en serie quedaron completamente compensadas por la simplicidad y el bajo coste de los carburadores. Sin embargo, en los coches caros, así como en los aviones propulsados por pistones, desde finales de los años 30 se ha vuelto a utilizar sistemas de inyección de combustible controlados mecánicamente. Eran muy complejos y costosos, pero permitieron aumentar la eficiencia y la estabilidad del funcionamiento del motor. Sin embargo, a medida que los requisitos de limpieza ambiental de los gases de escape se volvieron más estrictos y el mantenimiento de un automóvil producido en serie se simplificó, resultó casi imposible garantizar su implementación mejorando los carburadores (un requisito típico en el mercado estadounidense es la necesidad de realizar el primer mantenimiento del motor y la transmisión no antes de 80...100 mil km). La esencia del problema es que si la mezcla combustible es pobre, se enciende mal, arde de manera inestable, es propensa a detonar y durante la combustión produce muchos óxidos de nitrógeno NOx. Una vez en la atmósfera y combinándose con el agua, estos óxidos forman ácidos nítrico y nitroso. Si hay más combustible en la mezcla del que se puede quemar con la cantidad de oxígeno disponible, la combustión incompleta del combustible provoca emisiones de hidrocarburos CmHn, monóxido de carbono CO, benzopireno, aldehídos y, con un exceso de combustible aún mayor, muy hollín cancerígeno (humo). Si la relación entre la cantidad de aire y combustible se altera gravemente, la mezcla de aire y combustible deja de encenderse por completo, lo que sin duda resulta familiar para muchos automovilistas. La cantidad de emisiones nocivas se puede reducir drásticamente (más de diez veces) utilizando un convertidor catalítico (postquemador) de gases de escape, pero para su funcionamiento se requiere una composición muy específica de los gases de escape. En particular, el neutralizador no tolera el funcionamiento con gasolina con plomo. La violación de estas condiciones conduce a una falla irreversible del neutralizador. Sin embargo, la aparición y la rápida reducción del costo de la tecnología de microprocesadores hizo posible crear sistemas de inyección de combustible para motores de gasolina, en primer lugar, que no requieren costosos dispositivos mecánicos de precisión y, en segundo lugar, tienen capacidades significativamente mayores que los mecánicos. Como resultado, el uso de sistemas electrónicos de control de encendido e inyección de combustible desde finales de la década de 1980 en los países desarrollados se ha vuelto económicamente viable en automóviles de casi todas las clases. Un sistema de inyección controlado electrónicamente (EFI - Electronic Fuel Inyección) que utiliza un sensor de contenido de oxígeno en los gases de escape (sonda L) permite un cumplimiento muy estable (+0,5%) de la relación óptima entre la masa del combustible suministrado y la admisión. aire para cada cilindro (1:14,65 para gasolina). Esto es necesario tanto para garantizar la funcionalidad del convertidor catalítico como para lograr el mejor equilibrio entre potencia del motor y economía. Por eso, en la práctica, es posible garantizar una larga vida útil y rendimiento de los convertidores catalíticos sólo utilizando Los sistemas de inyección de combustible se dividen convencionalmente en tres grupos: con inyección central, cuando hay una boquilla rociadora para todo el colector de admisión (a veces hay que complementarla con una segunda, una boquilla de arranque que funciona cuando el motor está frío y se apaga). a medida que se calienta), con inyección distribuida (multipunto), si los inyectores se instalan en los tubos de aspiración de cada cilindro cerca de las válvulas de admisión, y con inyección directa (directa), cuando el inyector se monta directamente en la pared o cabezal del el cilindro y suministra combustible directamente al cilindro durante la carrera de compresión, cuando las válvulas ya están cerradas. En los dos primeros casos, la presión del combustible en el suministro no supera los 4...10 kg/cm2, mientras que con inyección directa en un motor diésel puede llegar a 600, y en un motor de gasolina, 50 kg/cm2. El sistema más barato, con inyección central, en realidad ofrece sólo dos ventajas importantes: la resistencia a las vibraciones y la ausencia de ajustes frecuentes. La mejor relación precio/calidad la proporcionan actualmente los sistemas de inyección distribuida en los tubos de admisión (Fig. 1). Los sistemas de inyección directa en motores de gasolina hasta ahora sólo se justifican en motores sobrealimentados, ya que eliminan la evacuación de la mezcla de aire y combustible al colector de escape con una sincronización amplia de válvulas y una presión de sobrealimentación absoluta de más de 1,5 kg/cm2.
También existen sistemas de inyección continua y pulsada (periódica). En los sistemas de inyección continua, el inyector funciona constantemente, solo cambia su rendimiento, en los sistemas de inyección pulsada el combustible se inyecta en porciones en determinados momentos. La inyección continua tiene muchas desventajas y actualmente se considera obsoleta para los motores de automóviles. El uso de inyección distribuida aporta otras ventajas respecto al uso de carburadores. En primer lugar, esta es la capacidad de garantizar una alta estabilidad de la composición de la mezcla combustible en un amplio rango de temperaturas y cargas del motor, prácticamente independientemente de la viscosidad del combustible (el rendimiento de los surtidores del carburador depende en gran medida de la viscosidad del combustible ). En segundo lugar, el uso de la inyección multipunto (especialmente la directa) permite no sólo garantizar una distribución uniforme del combustible entre los cilindros, sino también eliminar la necesidad de calentar el aire de admisión y el colector de admisión. Además, el combustible que se evapora, por el contrario, enfría el aire de admisión y los cilindros del motor. Como resultado, la densidad del aire de admisión es un 7...10% mayor (con el mismo propósito, reducir la temperatura del aire, incluso en los automóviles baratos con inyección, intentan aspirar aire no del compartimiento del motor, donde está caliente, pero directamente “de la calle”, previendo para ello, si es necesario, tomas de aire adicionales (Opel "Cadett"). Aumentar la densidad del aire y, por lo tanto, la cantidad de oxígeno que ingresa a los cilindros, permite quemar más combustible y obtener más potencia. Bajar la temperatura del aire de admisión permite aumentar la relación de compresión, lo que mejora la eficiencia del motor. La eliminación del carburador reduce la resistencia del aire de admisión, permitiendo el uso de una admisión resonante, que también mejora la potencia. En los sistemas de inyección distribuida, acercar la boquilla al cilindro evita que se caiga condensación de combustible. Esto facilita el arranque del motor, reduce la formación de hollín en las bujías y elimina el aceite de las paredes de los cilindros. La ausencia de condensación de combustible aumenta la estabilidad y el par del motor, especialmente a velocidades bajas y medias, donde más se necesita. Si el aumento de la potencia máxima al cambiar el motor a inyección de combustible suele ser de aproximadamente el 10%, entonces el aumento del par a velocidades bajas y medias puede alcanzar el 15...20%. Por supuesto, tal aumento en el rendimiento de conducción de un automóvil se puede lograr "de frente" aumentando la cilindrada del motor en aproximadamente un 20...30%, pero esto empeorará la eficiencia, aumentará el peso y las dimensiones del motor. , y por tanto del coche en su conjunto, y aumentan los gastos operativos. El uso de sistemas de inyección distribuida ofrece otra oportunidad para reducir el consumo de combustible: cortando el suministro de combustible a algunos de los cilindros para cargar el resto en mayor medida. La viabilidad de esta solución se debe al hecho de que a baja carga la eficiencia del motor de combustión interna disminuye drásticamente no sólo debido a pérdidas mecánicas, sino también a un ciclo de funcionamiento no óptimo. El aumento de la eficiencia de los cilindros cargados compensa con creces las pérdidas mecánicas en los cilindros apagados, por lo que la eficiencia con cargas bajas se puede aumentar en un 25...30%, especialmente en motores multicilíndricos. Una técnica similar, que consiste en saltarse alternativamente los ciclos de inyección, también se utiliza ampliamente en los automóviles japoneses y estadounidenses de varios cilindros. Existe otra aplicación del método de omitir ciclos: enfriar los cilindros "apagados" con aire aspirado, lo que le permite mantener la funcionalidad del motor y llegar a su destino incluso después de una pérdida total de refrigerante (motor GMC North Star, etc.). El uso de la electrónica garantiza un control óptimo no sólo del motor, sino también del chasis del vehículo. En primer lugar, se trata de los conocidos sistemas antibloqueo de frenos, que en la mayoría de los casos permiten mantener la capacidad de control del vehículo durante una frenada de emergencia, al mismo tiempo que garantizan la distancia de frenado más corta posible. En segundo lugar, una función similar la realizan los sistemas de control de tracción, que se han vuelto muy relevantes debido a la proliferación de automóviles con tracción delantera, en los que se pierde la capacidad de control cuando las ruedas motrices patinan o se bloquean. Porque al acelerar un coche, las ruedas delanteras se descargan (por eso todos los turismos de carreras y prestigiosos, que deben tener una buena dinámica de aceleración, todavía están diseñados con tracción trasera (Daimler-Benz, BMW) o con tracción total ("Audi A8"), para evitar la pérdida de control y evitar el desgaste excesivo de los neumáticos, es muy deseable que un automóvil con tracción delantera cuente con sistemas antibloqueo y control de tracción. Con la ayuda de dispositivos electrónicos, también se suaviza el antagonismo entre cajas de cambios automáticas y manuales. Recordemos que para garantizar cambios suaves, una transmisión automática clásica requiere el uso de un convertidor de par caro y voluminoso, que además tiene grandes pérdidas mecánicas (baja eficiencia). Una caja de cambios manual tiene un diseño mucho más simple, más compacta, más económica y más confiable. Es cierto que es menos cómodo de usar. Un sistema integrado de control de motor y transmisión automatiza el proceso de cambio de marcha sin el uso de convertidores de par y embragues adicionales, controlando automáticamente el embrague y la velocidad del motor, manteniendo al mismo tiempo todas las ventajas operativas de las transmisiones automáticas (conveniencia) y manuales (confiabilidad, bajo coste, bajas pérdidas de energía). Además, el control electrónico prácticamente elimina el riesgo de daños debido a una manipulación inadecuada. Una transmisión de este tipo no difiere en el costo de fabricación de una transmisión controlada manualmente, y sus funciones de control generalmente están integradas en el sistema integrado de control del motor y la transmisión. Recientemente, los algoritmos de cambio de marcha se han diseñado a menudo para adaptarse al estilo de conducción de un propietario en particular, sin mencionar el hecho de que siempre hay varios modos estándar para elegir (alta velocidad, ciudad, económico, etc.). Los sistemas de seguridad electrónicos desempeñan un papel igualmente importante en un automóvil moderno. Suele dividirse en activo (prevenir accidentes) y pasivo (reducir la gravedad de sus consecuencias). En cuanto a la seguridad activa, se garantiza mejorando la dinámica de aceleración y frenado del automóvil, así como aumentando la estabilidad en las curvas maximizando el ancho de vía y bajando el centro de gravedad (esto es claramente visible si se compara la silueta de los vehículos nacionales y extranjeros). coches de una clase similar, como el VAZ- 2108 y Volkswagen "Golf III" o "Golf IV") en combinación con control electrónico de suspensión. En los automóviles caros, a veces se utiliza un sistema de radar para evitar colisiones frontales y colisiones (manteniendo la distancia), pero esto no lo salva de un tronco o un agujero en el asfalto. Para reducir la probabilidad de colisiones, se utilizan luces de freno superiores (interiores), visibles desde una gran distancia. Esto resultó no ser suficiente, y luego se desarrolló un sistema con un canal de radio transceptor, que enciende automáticamente el intermitente durante una frenada de emergencia o un accidente del coche que circula delante. Actualmente, este sistema, que recibió una medalla de oro en la exposición de inventos de Bruselas, se está ultimando y posteriormente estandarizando en la mayoría de los países desarrollados. La dinámica de aceleración se mejora, en primer lugar, mediante la introducción de sistemas electrónicos de control de transmisión y inyección de combustible (un microprocesador puede cambiar de marcha mucho más rápido y con mayor precisión que una persona; como resultado, la aceleración del automóvil se acelera), y en la rueda delantera conducir automóviles, también mejorando la composición del caucho y el dibujo de la banda de rodadura de las ruedas, frenando, utilizando sistemas de frenos antibloqueo que evitan el deslizamiento excesivo de las ruedas con respecto a la carretera, lo que permite obtener la máxima fuerza de frenado posible y, en la mayoría de los casos, mantener la controlabilidad del vehículo incluso durante el frenado de emergencia. El servocontrol de dirección con relación de transmisión y respuesta de dirección variables contribuye en cierta medida a aumentar la seguridad activa: para garantizar una rotación igual de las ruedas a altas velocidades, se requiere un ángulo de dirección mayor que a bajas velocidades. En ocasiones se introduce un dispositivo adicional para evitar que las ruedas se caigan debido a la fuerza lateral. Esto prácticamente elimina el riesgo de patinar al girar bruscamente a alta velocidad. Sin embargo, todas estas ventajas sólo se mantienen mientras el servosistema funcione correctamente.... La seguridad pasiva se incrementa tanto mediante medidas constructivas (aumentando la tasa de deformación de las partes aplastadas de la carrocería al mismo tiempo que se fortalece el interior, reemplazando un volante convencional por uno a prueba de lesiones) como mediante la introducción de dispositivos electrónicos que activan los airbags y un mecanismo tensor del cinturón. . Por cierto, la introducción generalizada de la electrónica en los automóviles en los Estados Unidos comenzó precisamente después, a principios de los años 60 y 70, el Congreso aprobó una ley que requería la instalación de sistemas que bloquearían el arranque del motor hasta que los cinturones de seguridad estuvieran asegurados en los dos. asientos delanteros.. Actualmente se utiliza, por regla general, un sistema de control integral de cinturones de seguridad y airbags. El sensor que contiene es un acelerómetro uniaxial (o biaxial cuando se usan airbags laterales), generalmente semiconductor (Fig.2), una unidad de control con dispositivos de umbral y un conjunto de detonadores, algunos de los cuales, cuando se activan, actúan sobre los impulsores que aprieta los cinturones (Fig. 3) y parte de él llena los airbags. La activación de los detonadores del mecanismo de tensado del cinturón de seguridad suele realizarse algo antes del momento en que se activan los airbags.
El funcionamiento de este sistema le permite deshacerse del miedo, los arañazos o los moretones en caso de una colisión frontal con un obstáculo estacionario a una velocidad de 50 km/h (norma CEE) y, a veces, incluso más, hasta 80 km/h. . A velocidades superiores a 80 km/h, la aceleración que experimenta una persona en el momento de extinguir la energía del movimiento en la carretera es de aproximadamente 0,7...1,6 m (un valor típico del curso de deformación de la carrocería y los cojines de los vehículos modernos). coches) llega a ser tan grande que es aplastado por su propia masa incluso en ausencia de daños externos. Hablando de sistemas electrónicos de mejora de la seguridad, también vale la pena mencionar un dispositivo simple pero muy útil para monitorear el estado de funcionamiento de las lámparas de señalización y el cableado. El principio de su funcionamiento es que pasa una pequeña corriente a través de las lámparas y el cableado cuando el encendido está encendido, lo que no hace que las lámparas se enciendan, pero permite diagnosticar un cortocircuito, un cableado roto y el estado de la lámpara. al final de su vida útil, la resistencia del filamento aumenta ligeramente, lo que sirve de aviso al conductor con antelación. Recientemente, el uso del control electrónico de los parámetros de la suspensión (la rigidez y el coeficiente de amortiguación de los amortiguadores y los cambios en la distancia al suelo) ha comenzado a ganar cierta popularidad, al menos en los automóviles de la clase superior a la media. Esta suspensión a menudo se denomina activa, aunque en realidad solo estamos hablando de una adaptación relativamente lenta de los parámetros de la suspensión a las condiciones de la carretera, es decir, es más correcto considerarla adaptativa o semiactiva. Un sistema de suspensión verdaderamente activo, en sentido estricto, debe, mediante un potente servosistema, controlar cada golpe y amortiguar los choques en el momento en que ocurren, como ocurre en los barcos cómodos y en muchos buques de guerra ("amortiguadores de balanceo"). En Europa e incluso, quizás, en el mundo, el líder en "ingeniería de suspensiones" es Citroen, que durante mucho tiempo ha utilizado con éxito las suspensiones más avanzadas (hidroneumáticas) en combinación con el control electrónico de sus parámetros. Entre las empresas japonesas, Mitsubishi parece ser la líder. Los estadounidenses, con excelentes carreteras y un límite de velocidad de 55 millas en la mayoría de los estados, prefieren soluciones más tradicionales: mayores dimensiones y, por lo tanto, el momento de inercia de la carrocería, combinado con ruedas de gran diámetro y suspensiones suaves, en las que los sistemas electrónicos generalmente controlar sólo el coeficiente de amortiguación. El uso de dispositivos electrónicos también ha permitido mejorar una serie de dispositivos tradicionales, principalmente accionamientos eléctricos (limpiaparabrisas, elevalunas, ajuste de asientos, etc.), dispositivos de iluminación y señalización. Tradicionalmente, en la tecnología automotriz se utilizan motores eléctricos de conmutador, que tienen tres desventajas principales: vida útil limitada, confiabilidad insuficiente (propensión a atascarse) y la creación de interferencias de radio. Estas desventajas se deben al uso de contactos de fricción en el colector. El desarrollo de la electrónica ha llevado a que los motores sin contacto (sin escobillas) se hayan vuelto competitivos en precio con los tradicionales, superándolos en confiabilidad, capacidad de fabricación y capacidad de ajuste. La amplia gama de posibilidades de control permite simplificar la cinemática de varios dispositivos, por ejemplo un limpiaparabrisas, donde en lugar de la inversión mecánica se puede utilizar la inversión eléctrica. Por lo tanto, en la actualidad, casi todos los principales fabricantes de automóviles están reemplazando gradualmente los motores con escobillas de sus automóviles por motores sin contacto, que además tienen la ventaja de que sus unidades de control pueden tener una interfaz para el control directo desde un microprocesador. En cuanto a los dispositivos de iluminación, la introducción de las lámparas de descarga de gas de halogenuros metálicos, que están ganando popularidad, sería simplemente imposible sin el uso de unidades de control electrónico. Las principales ventajas de las lámparas de halogenuros metálicos en comparación con las lámparas incandescentes son el tamaño significativamente menor del área luminosa, lo que permite reducir el tamaño de los reflectores de los faros manteniendo la calidad de enfoque del haz, lograr una mejor eficiencia (mayor eficiencia luminosa con igual potencia consumo), características espectrales y de brillo estables independientemente del grado de descarga de la batería, así como de su durabilidad. Otro sistema electrónico que aumenta la seguridad en la conducción es el control del alcance de las luces, que garantiza una iluminación constante de la carretera cuando se circula por caminos irregulares o sinuosos, independientemente de la carga y posición de la carrocería; en este último caso, monitorea la rotación de la dirección. rueda. Además, el corrector reduce el deslumbramiento de los faros sobre los conductores de vehículos que circulan en sentido contrario. Las luces de señalización de muchos automóviles estadounidenses se han basado recientemente en bloques de LED ultrabrillantes. Son más económicas, más compactas y más fiables que las lámparas incandescentes tradicionales, especialmente en modo intermitente, proporcionan mayor brillo y colores más puros (mejor visibles durante el día). El brillo de los LED es más fácil de cambiar según la luz ambiental. Las señales sonoras tampoco pasan desapercibidas: los tradicionales pitidos electromagnéticos de contacto están siendo sustituidos por pitidos electrodinámicos y piezoeléctricos sin contacto con los correspondientes amplificadores electrónicos y unidades de control. La llegada de los procesadores de señales digitales y la reducción gradual de los precios de estos dispositivos llevaron a la creación de sistemas para la supresión activa del ruido de baja frecuencia en el interior del automóvil. La esencia de la idea es suministrar señales de ruido en contrafase a la cabina a través de los altavoces del sistema de audio incorporado. En este caso las señales de ruido se compensan mutuamente. En la práctica, debido a las propiedades ondulatorias del sonido, el efecto deseado sólo se puede obtener en frecuencias inferiores a 200...300 Hz, y la reducción de ruido no supera los 8...15 dB. Parecería poco, pero dado que la lucha contra el ruido de baja frecuencia por otros medios es ineficaz, un sistema electrónico de este tipo permite ahorrar entre 10 y 25 kg de absorbente acústico Dynamat u otro material, lo que no es nada barato. . La introducción generalizada del control electrónico con el enfoque tradicional conduce a una gran complicación del cableado eléctrico y, en consecuencia, a un aumento en la complejidad de su instalación y la probabilidad de errores durante el mantenimiento durante la operación. La abundancia de cables amenazaba con convertir el coche en un “armario eléctrico” sobre ruedas. En busca de una solución a este problema, los fabricantes de automóviles recurrieron a la experiencia de la aviación: en un momento, la masa de cables eléctricos alcanzó el 30% del peso de los equipos eléctricos de los aviones y tendió a aumentar aún más. El problema se resolvió introduciendo sistemas del tipo "línea común con transmisión en serie", cuando la mayoría de los dispositivos electrónicos están conectados entre sí en paralelo mediante una interfaz común de tres cables y el intercambio de información entre ellos se produce a través de los mismos cables, pero separados. en el tiempo, de la misma forma, como ocurre en las redes informáticas Ethernet. Soluciones similares llamadas cableado multiplex comenzaron a utilizarse en la industria automotriz a principios de los años 90. Inicialmente, como es habitual, hubo una "guerra de estándares", que incluía J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus, etc. A estas alturas, el estándar CAN, desarrollado conjuntamente por Bosch, ha recibido el mayor reconocimiento y Motorola. Proporciona velocidades de transmisión de hasta 1 Mbit/s y permite el uso tanto de cables de cobre como de fibra óptica para la transmisión de información. Autor: S. Ageev, Moscú
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