II. OSVĚTLOVACÍ, NÁVĚSTNÍ, SIGNAL. ZAŘÍZENÍ

Transkript

1 II. OSVĚTLOVACÍ, NÁVĚSTNÍ, SIGNAL. ZAŘÍZENÍ Elektrotechnika Automechanik Třetí Bc. Miroslav Navrátil

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem tento výukový materiál vypracoval(a) samostatně, a to na základě poznatků získaných praktickými zkušenostmi z pozice učitele ve Střední odborné škole Josefa Sousedíka Vsetín, a za použití níže uvedených informačních zdrojů a literatury. Tento výukový materiál byl připravován se záměrem zkvalitnit a zefektivnit výuku minimálně v 18 vyučovacích hodinách. Ve Vsetíně dne podpis autora

3 Obsah 1. Světlo, základní fyzikální veličiny 1.1 Světlo 1.2 Základní fyzikální veličiny Svítivost zdroje Světelný tok Světelné množství Jas Intenzita osvětlení Měrný výkon 2. Základní rozdělení světel a světelných zařízení 2.1 Základní rozdělení světel podle účelu 2.2 Typy světelných zařízení 2.3 Hlavní části svítidla 2.4 Podle vzájemného uspořádání prvků se rozeznávají svítidla 3. Zdroje světla 3.1 Žárovky 3.2 Halogenové žárovky 3.3 Xenonové výbojky 3.4 LED žárovky 4. Konstrukce žárovek 4.1 Konstrukce běžné žárovky 4.2 Rozdělení žárovek 4.3 Druh žárovek 4.4 Hlavní přednosti žárovek 4.5 Nedostatky žárovek 4.6 Halogenové žárovky 5. Světlomety 5.1 Odrazová plocha 5.2 Krycí sklo 5.3 Pouzdro 5.4 Seřizování světlometů 6. Zapojení osvětlovacích zařízení do obvodu 6.1 Schématické značky 6.2 Zapojení osvětlovacího zařízení do obvodu 6.3 Zapojení světlometů pomocí elektromagnetických relé 7. Brzdová světla 7.1 Mechanický spínač 7.2 Tlakový spínač 8. Směrová světla 8.1 Přerušovač bimetalový - tepelný 8.2 Přerušovač s ohřívaným drátem 8.3 Elektronické přerušovače 8.4 Varovná světla 9. Houkačky 9.1 Vibrační houkačka s membránou a rezonanční deskou 9.2 Vibrační houkačka s rezonanční trubkou

4 10. Vodiče 10.1 Silové vodiče 10.2 Vysokonapěťové vodiče (zapalovací kabely) 11. Připojování vodičů 11.1 Šroubové spoje 11.2 Konektorové spoje 11.3 Vysokonapěťové kabelové koncovky 11.4 Požadavky na kontakty a spoje 12. Jištění elektrických obvodů pojistky 12.1 Pojistky válcové 12.2 Pojistky ploché 13. Odrušení 13.1 Stupeň odrušení I Stupeň odrušení II Rušení a jeho příčiny Oblasti rušení Prostředky pro odrušené

5 1. Světlo, základní fyzikální veličiny 1.1 Světlo Světlo patří do pásma (spektra) záření. Záření je vlastně elektromagnetické vlnění (proud fotonů). Charakterizujeme je vlnovou délkou a počtem kmitů za sekundu (frekvencí). Rychlost šíření záření je stejná a ve vakuu je přibližně km.s -1. Viditelné záření tvoří jen malou část a to 0,38 až 0,77 µm (mikrometr). a) b) Přehled záření: a) vlnové délky různých záření b) vlnové pásmo světla 1.2 Základní fyzikální veličiny Svítivost zdroje I Základní světelnou veličinou je svítivost, její jednotkou je kandela (cd). Svítivost zdroje je hustota elektrické energie, vyzařovaná do určitého směru.

6 Souvislost základních světelných jednotek Světelný tok Φ Jednotkou světelného toku je lumen (lm). Světelný tok je množství světelné energie vydané zdrojem světla za jednu sekundu Světelné množství Q Jeho jednotkou je lumen sekunda (lm. s). Světelné množství je součin světelného toku Φ a doby t, po kterou světelný zdroj svítí Jas L Jednotkou jasu je kandela na čtverečný metr (cd. m -2 ). Jas je podíl svítivosti plošky zdroje v daném směru a průmětu této plošky do roviny směru Intenzita osvětlení E

7 Jednotkou osvětlení je lux (lx). I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Intenzita osvětlení (též osvětlení) je podíl části světelného toku, který dopadá na plošku povrchu tělesa a obsahu této plošky Měrný výkon Měrný výkon elektrického světelného zdroje vyjadřuje vztah mezi světelným tokem a elektrickým příkonem. V praxi bývá udáván na elektrickém světelném zdroji (např. na baňce nebo patici žárovky), jako příkon ve wattech. Kontrolní otázky 1. Co víš o světle? 2. Jak velkou část tvoří viditelné záření? 3. Co víš o svítivosti zdroje? 4. Kde najdeme měrný výkon na žárovce?

8 2. Základní rozdělení světel a světelných zařízení Osvětlení vozidla - soubor světel, kterými je vozidlo opatřeno, jejich počet závisí na provozních podmínkách Světla vozidla - světla vyzařovaná světelnými zařízeními upevněnými na vozidle a sloužícími při provozu vozidla 2.1 Základní rozdělení světel podle účelu osvětlovací světla - světla vyzařovaná světlomety a určení k osvětlování jízdní dráhy za tmy na vzdálenost vyhovující pro vedení vozidla. Osvětlovací světla jsou dálková, tlumená (ve vyhlášce FMD nazývaná potkávací), symetrická a asymetrická, světla do mlhy. návěstní světla - světla vyzařovaná svítilnami vozidla a určená k zajištění viditelnosti vozidla za tmy a k upozornění na zpomalení jízdy při brzdění, na změnu směru jízdy apod. Návěstní světla jsou světla obrysová, koncová (ve vyhlášce FMD nazývaní obrysová zadní červená), brzdová a směrová. Ukázka umístění osvětlovacího a návěstního světla

9 2.2 Typy světelných zařízení I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í světlomety - svítidla se silným zdrojem, který je spojen s optickou soustavou, tyto svítidla vysílají světlo do určitého prostoru svítilny - svítidla zpravidla s menším světelným výkonem, vydávající světlo usměrněné i neusměrněné odrazky - zařízení se sklem (odrazová skla) upravená opticky tak, aby za předepsaných podmínek odrážela světlo vysílané cizím zdrojem, tvar a barva odrazek je předepsaná 2.3 Hlavní části svítidla světelný zdroj - žárovka, výbojka, dioda LED výstupní plocha - část krycího rozptylového skla svítidla, kterou určitý druh světla ze svítidla vychází pouzdro - do kterého je vestavěn světelný zdroj s optickou soustavou 2.4 Podle vzájemného uspořádání prvků se rozeznávají svítidla samostatná - samostatný světelný zdroj, výstupní plocha i pouzdro sdružená - společný zdroje světla, společné pouzdro samostatné výstupní plochy sloučená - samostatné světelné zdroje nebo společný světelný zdroj Kontrolní otázky 1. K čemu slouží osvětlení a světla ve vozidle? 2. Vyjmenuj typy světelných zařízení. 3. Jaké rozeznáváme svítidla podle vzájemného uspořádání prvků?

10 3. Zdroje světla I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 3.1 Žárovky Žárovky představují stále nejrozšířenější druh zdrojů světla pro motorová vozidla. Žárovky patří mezi žárové zdroje světla, u nichž je vznik světla podmíněn vysokou teplotou svíticí látky. Žárovky mají spojité spektrum, tzn., že vyzařované světlo obsahuje všechny barvy od červené až po fialovou. Dvouvláknová žárovka

11 3.2 Halogenové žárovky Halogenové žárovky mají vyšší svítivost i delší dobu života než žárovky běžné. Baňka žárovky je plněna plynem s příměsí halových prvků. U motorových vozidel se používá jako plnící plyn metylenbromid a jako halový prvek brom. Proces, který probíhá uvnitř baňky, se nazývá halogenový cyklus, spočívá v tom, že se odpařený wolfram vrací zpět na vlákno žárovky, ale ne tam, kde byl odpařen. Přesto je doba života halogenových žárovek dvojnásobná a při stejném příkonu se dosahuje až dvojnásobného světelného toku. Baňka je vyrobena z křemičitého skla, které je velmi citlivé na znečištění zejména mastnotou. Halogenová žárovka Halogenový cyklus kryptonmetylenbromidovým plynem

12 I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Popis halogenové žárovky Vnější baňka je vyrobena z křemenného skla, ze skloviny vycor (sklo s vysokým obsahem oxidu křemičitého) nebo z tvrdého skla (u žárovek s menšími příkony). Vlákno je jednoduše nebo dvojitě svinutá spirála z wolframu, který je speciálně vyroben pro použití v halogenových žárovkách. Vlákno je fixováno v ose žárovky wolframovými podpěrkami.vakuový zátav je buď drátový (do tvrdého skla), nebo foliový (do křemene nebo vycoru). Použití folie je nezbytné z důvodu rozdílného činitele teplotní roztažnosti molybdenu a křemene, popř. vycoru. Důležitou podmínkou dosažení stanoveného života žárovky je taková konstrukce svítidla, aby teplota v místě spojení vnějšího přívodu s molybdenovou fólií nepřesáhla 350 C. V opačném případě dojde k oxidaci molybdenu, doprovázené zvětšením objemu příslušného oxidu, což vede k prasknutí stisku. Plynnou náplň tvoří obvykle krypton, méně často xenon a sloučenina halogenu, např. methyljodid, methylenbromid apod. Patice je keramická nebo kolíková z niklu, v některých případech s povlakem zlata. Jestliže v běžných žárovkách bylo dominujícím procesem vypařování wolframového vlákna a usazování atomů wolframu na stěnách baňky, pak v halogenových žárovkách se k tomuto procesu přidává působení termochemické transportní reakce wolframu s halogenem. Velmi zjednodušený model reakce je na obrázku.

13 Wolframové vlákno je umístěno v ose válcové baňky. Baňka je naplněna směsí inertního plynu a sloučeninou halogenu (např.ch 2 Br 2 ). Wolfram vypařující se z vlákna se v blízkosti baňky s teplotou T 1 slučuje s bromem na bromid wolframu. Ten v důsledku gradientu koncentrace difunduje plynným prostředím zpět k vláknu, kde se při vysoké teplotě rozpadá na wolfram a halogen. Uvolněný brom se opět účastní reakce, zatímco atomy wolframu zvyšují tenzi wolframových par v těsné blízkosti vlákna, a omezí tak jeho vypařování. Výsledkem je jednak čistá baňka, na níž se v průběhu svícení neusazuje wolfram, a dále delší život vlákna a tedy i celé žárovky. Aby byly splněny podmínky reakce, musí teplota baňky dosahovat minimálně 250 C. Použití skloviny s vyšší teplotní i mechanickou odolností umožňuje dávkovat inertní plyn o přetlaku (300 až 400 kpa). Tím se dále omezuje vypařování vlákna a prodlužuje život. Mechanismus ukončení funkce halogenové žárovky je však obdobný jako u obyčejné žárovky. Vypařený wolfram se nakonec usazuje na nejchladnějších místech spirály, kam je transportní reakcí přenesen a vlákno se opět přepálí v nejteplejším místě, avšak za podstatně delší dobu. Celkový efekt wolfram-halogenového cyklu u žárovky představuje při zvýšení světelného toku o asi 30 % přibližně dvojnásobný život. U celého sortimentu halogenových žárovek jsou však využívány jak možnosti maximálního prodloužení životností při zachování měrného výkonu (žárovky určené pro všeobecné osvětlení s životem 3000 až 4000 h), tak možnosti maximálního zvýšení měrného výkonu na úkor života (žárovky pro fotografické účely s měrným výkonem 30 lm. W -1 a životem např. i jen 15 h). Úbytek světelného toku díky halogenovému cyklu je velmi malý a zpravidla nepřevyšuje 5 % počáteční hodnoty. Ke jmenovaným výhodám halogenových žárovek nutno ještě doplnit kompaktní rozměry svítícího tělesa, které umožňují snadno přerozdělovat žádoucím způsobem světelný tok žárovky optikou svítidla (např. v automobilových světlometech) a konstruovat malá a materiálově úsporná svítidla. 3.3 Xenonové výbojky V tomto případě je zdrojem světla xenonová výbojka. Skleněná trubice se zatavenými elektrodami naplněná xenonem s přísadou metalických solí je vyrobena z čistě křemičitého skla. K zapálení výboje je zapotřebí střídavé napětí 24 kv. Přeskokem jiskry mezi oběma

14 elektrodami dojde k ionizaci plynné náplně a vytvoří se elektrický oblouk. Rozdělení světla není závislé na napětí palubní sítě, protože řídicí elektronika zajišťuje provoz výbojky s konstantním výkonem po celou dobu provozu. Xenonová výbojka Výhody xenonových výbojek: ve srovnání s halogenovou žárovkou mají více než dvojnásobný světelný tok světlo je podobné dennímu zajišťují lepší osvětlení krajnic 3.4 LED žárovky Co je LED osvětlení, jedná se o zdroj světla LED (Light Emitting Diode - světlo emitující dioda) s nejnižšími energetickými nároky a s velkou životností, výrobci udávanou, v rozmezí od do hodin vyráběných z LED diod, kterým nevadí časté vypínání a zapínání, bez jakékoliv údržby.

15 Ukázka LED světla Výhody LED žárovek: dlouhá životnost odolnost vůči nárazům možnost častého spínání vysoká energetická účinnost nízké požadavky na napětí a proud žádné IR nebo UV záření malá velikost vysoká životnost až hodin malá emise tepla

16 LED žárovka do auta Použití LED žárovek na interierové světlo LED světla jsou vyráběna v mnoha variacích, ať už jako směrová, bodová svítidla do interiérů, rozptýlená světla v tradičních kulatých tvarech, reflektorová s delším dosvitem, či LED světla s takzvanými High Power LED, kdy se jedná o moduly s výkonem od 1 W až 5 W. Jak již vyplívá z předešlého textu LED svítidla a LED žárovky je maximálně úsporné řešení osvětlení. Kontrolní otázky 1. Vyjmenuj zdroje světel používaných u automobilů. 2. Který zdroj světla je nejrozšířenější? 3. Vyjmenuj výhody halogenové žárovky. 4. Vyjmenuj výhody xenonová výbojky. 5. Proč se v automobilovém průmyslu začínají využívat LED žárovky? 6. Z jakého důvodu se nesmí sahat na skleněnou baňku halogenové žárovky?

17 4. Konstrukce žárovek I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 4.1 Konstrukce běžné žárovky Žárovky jsou umělé zdroje světla, ve kterých světlo vzniká tepelným zářením. Světelná účinnost je malá asi 8% - zbytek teplo. Konstrukční provedení klasické žárovky Vlákna žárovek jsou vyrobena z wolframu, který má teplotu tání o C a jsou vinuta v jednoduché šroubovici. Šroubovice je buď rovná nebo má tvar oblouku. U obyčejných dvouvláknových žárovek se pro dálkové světlo používá vlákno ve tvaru oblouku nebo písmene V. Pro tlumená světla se používá rovné vlákno. U halogenových žárovek se používají rovné šroubovice umístěné v ose nebo kolmo k ose žárovky. Provedení dvouvláknové žárovky

18 4.2 Rozdělení žárovek I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í podle napětí 6 V, 12 V, 24 V podle jmenovitého příkonu 2 W až 75 W (v některých případech i příkon větší) podle tvaru baněk podle barvy čirá nebo oranžová Žárovka pro směrové světla podle patice: bajonetová nejpoužívanější, kde chceme zajistit určitou polohu 1 patice 2 baňka 3 kontakt 4 aretační výstupky Patice žárovky

19 sufitová I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 1 patice 2 baňka 3 kontakt Patice žárovky přírubová použití u světlomeů 1 patice 2 baňka 3 kontakt 4 aretační výstupky 5 - příruba Patice žárovky bezpaticová použití, kde nejsou kladeny přísné požadavky, funkci patice zastávají vodiče přímo do skla baňky

20 závitová mají Edisonův závit v automobilovém průmyslu se nepoužívají 4.3 Druhy žárovek 1 světlometová dvouvláknová asymetrická 2 světlometová jednovláknová 3 signalizační jednovláknová 4 signalizační dvouvláknová 5 signalizační pomocná 6 signalizační trubková 7 signalizační sufitová 8 typ H1 9 typ H3 10 typ H2 11 typ H4 4.4 Hlavní přednosti žárovek: vhodný tvar jednoduchá konstrukce malé rozměry malá hmotnost

21 spojité spektrum vyzařovaného světla, majícího příjemný teplý odstín vynikající podání barev osvětlovaných předmětů okamžitý start bez blikání stabilní svícení bez míhání možnost přímého napájení, bez nutnosti použít předřadné obvody široký interval přípustných provozních teplot jednoduchý provoz snadná výměna vadných žárovek libovolná poloha svícení téměř nulová úroveň ultrafialového záření zvládnutá technologie hromadné výroby snadná likvidace vyhořelých žárovek 4.5 Nedostatky žárovek velmi malý měrný výkon jejich relativně krátký život (1 000 h) velký pokles světelného toku v průběhu života otřesy působící na wolframové vlákno 4.6 Halogenové žárovky Teprve v roce 1959 se objevily první informace o žárovkách, u nichž se do plnícího plynu přidával jód s cílem potlačit usazování wolframu na vnější baňce a zvýšit stabilitu světelného toku v průběhu svícení. Myšlenka použít halové prvky v žárovkách je mnohem starší, avšak experimenty nebyly úspěšné, protože přidání halogenu do běžných žárovek způsobilo jeho rychlou reakci s materiálem přívodů a následnou kondenzací na chladnějších místech baňky. Vyřešení tohoto problému znamenalo podstatně změnit konstrukci žárovek, použít teplotně i mechanicky odolnější materiály na baňku, zajistit, aby minimální pracovní teplota baňky nepoklesla pod 250 C a vyloučit všechny konstrukční materiály, které by mohly reagovat s halogeny. Výsledkem je halogenová žárovka.

22 1 - baňka žárovky z křemenného skla 2 - žhavicí vlákno 3 - žhavicí drát 4 - tyčka 5 - adaptér 6 - nastavovací kroužek 7 - kovová fólie 8 - uzavírací krytka 9 - bakelit (umělá pryskyřice odolná vůči vysokým teplotám) 10 - připojovací kolíky Konstrukce žárovky H4 Halogenová žárovka H4

23 Halogenová žárovka Tesla H1 12 V 55 W P14,5s Halogenová žárovka Tesla H3 12 V 55 W Kontrolní otázky 1. Jak rozdělujeme žárovky? 2. Kde se používají žárovky s přírubovou paticí? 3. Jaké znáš výhody a nevýhody žárovek?

24 5. Světlomety I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Každé motorové vozidlo musí být vybaveno světlomety s potkávacími a dálkovými světly. Potkávací i dálkové světlo musí být bílé barvy a mohou být sloučena do jednoho světlometu. Činnost dálkového světla je signalizována nepřerušeným svítícím sdělovačem modré barvy. Konstrukce světlometu Na obrázku najdeme základní uspořádáni světlometu. Pouzdro 7 nese objímku 3, ve které je uchycen světelný zdroj 2 a odrazová plocha 1. Před světelným zdrojem může být umístěna clona 4. S odrazovou plochou je spojeno krycí sklo 5. Ve světlometu může být rovněž umístěno obrysové světlo. Jsou samozřejmě možná i jiná uspořádání, rozdíly však nejsou příliš podstatné.

25 5.1 Odrazová plocha I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Odrazová plocha má zásadní vliv na vytvoření požadovaného tvaru světelného toku a světelnou účinnost. Odrazová plocha je vyrobena z ocelového plechu, v poslední době jsou však vzhledem k tomu, že tvar odrazových ploch je velmi složitý, stále více používány plasty. Světelná účinnost závisí: na tvaru odrazové plochy na jejím povrchu Povrch musí být hladký, trvanlivý, s malou pohltivostí a musí dobře odrážet světelné paprsky. Dříve užívané postříbřené a leštěné odrazové plochy jsou dnes nahrazovány plochami s hliníkovou vrstvou napařenou ve vakuu, na které je nanesen ochranný lakový nebo křemenný povlak. 5.2 Krycí sklo Chrání zdroj světla. Sklo musí být čiré a bez kazů. U některých odrazových ploch nelze dosáhnout vhodného rozložení světla jen úpravou tvaru odrazové plochy, případně polohou světelného zdroje. V takovém případě je nutno použít tvarované krycí sklo, které světelné paprsky vhodně láme a usměrňuje. 1.7 Vliv krycího skla na průběh světelných paprsků

26 U moderních odrazových ploch se používá krycí sklo hladké, bez optických elementů. Ukázky moderní konstrukce světlometů modely 2009

27 5.3 Pouzdro I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Slouží jako nosná část celého světlometu. Pomocí objímky je světlomet upevněn na vozidle. Upevnění musí být spolehlivé a trvanlivé, přičemž konstrukce musí také umožnit v určité míře nastavení samostatného světlometu do předepsané polohy. 5.4 Seřizování světlometů Dnes se hlavní světlomety se světly potkávacími asymetrickými a dálkovými seřizují jedině pomocí servisního přístroje regloskopu. Kontrolní otázky 1. Na co má vliv odrazová plocha? 2. Proč musí být sklo čiré a bez kazů? 3. Vyrábí se krycí sklo hladké, bez optických elementů? 4. Popiš konstrukci světlometu.

28 6. Zapojení osvětlovacích zařízení do obvodu 6.1 Schématické značky Světlomet s jednovláknovou žárovkou Světlomet s dvouvláknovou žárovkou Světlomet s dvouvláknovou žárovkou a s žárovkou pro obrysové světlo Světlomet s výbojkou Světlomet s posuvnou výbojkou Schématické značky světlometů a ostatních světel

29 6.2 Zapojení osvětlovacího zařízení do obvodu

30 6.3 Zapojení světlometů pomocí elektromagnetických relé

31 Kontrolní otázky I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 1. Doplň názvy schématických značek- 2. Dokresli schématické značky do schématu.

32 7. Brzdová světla I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 7.1 Mechanický spínač Sešlápnutím (pohybem) brzdového pedálu pohyblivý kontakt dosedne na pevný kontakt. Uzavře se okruh brzdových světel a světla se rozsvítí. Po uvolnění pedálu nám pružina oddálí pohyblivý kontakt. Mechanický spínač brzdového světla Mechanický spínač z vozu Škoda 120

33 Spínač musí být seřízen tak, že spíná již při velmi malém zdvihu ovládacího ústrojí (pedálu), tedy ještě před začátkem vlastního brzdění. Neprojevuje se tedy u něj vliv reakční doby systému, jako u spínačů ovládaných tlakem brzdového média. 7.2 Tlakový spínač Vnitřní prostor tlakového spínače je membránou rozdělen na dvě části (prostory): v prvním prostoru jsou kontakty ve druhé prostoru tlakové médium Nevýhoda sepnutí kontaktů je závislé na reakční době systému (u vzduchových brzd dosti značná). Tlakový spínač brzdových světel

34 Možnost indikování brzdových světel, literatury se různí zda: mají signalizovat poruchu mají svítit při sešlápnutí brzdového pedálu Kontrolu stavu brzdových světel provádět před jízdou, během jízdy není možné. Kontrolní otázky 1. Popiš princip mechanického spínače. 2. Popiš princip tlakového spínače. 3. Popiš obrázek A. 4. Dokresli a popiš obrázek B. Obrázek A Obrázek B

35 8. Směrová světla I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Slouží k informování ostatních účastníků povozu o změně směru jízdy nebo i jako obecná výstraha. Podle předpisu EHK č. 6 musí mít směrová světla všechna vozidla dvoustopá a pro vozidla jednostopá jsou doporučena a téměř všeobecně i používána (tedy do 45 kmh -1 a objemu válců do 50 cm 3 ). Musí se dát uvést do činnosti nezávisle na ostatních osvětlených zařízeních vozidla. Směrová světla musí svítit přerušovaným světlem, nesmí být pohyblivá, musí být oranžové barvy a zásadně musí být párová. Předpisem je stanoveno celkem 5 druhů (kategorií) směrových světel, které je možno kombinovat do čtyř různých schválených soustav. V podstatě se jedná o použiti 2, 4, 6 nebo i 8 směrových světel pro vozidla a jejich soupravy. Obvod směrových světel musí byt upraven tak, aby se světla rozsvítila nejpozději do 1 s od zapnutí příslušného spínače a zhasla nejpozději do 1,5 s po vypnutí. Světlo musí být přerušované s frekvencí 90 Hz až 30 Hz s poměrem doby zapnutí a vypnutí při přerušování od 4 : 1 do 2 : 3. Činnost směrových světel musí být signalizována akusticky nebo opticky kontrolní svítilnou zelené barvy v zorném poli řidiče. Při poruše kteréhokoliv směrového světla na vozidle, s výjimkou malého bočního blikače (kategorie 5), musí být tato skutečnost výrazně signalizována např. trvalým rozsvícením nebo zhasnutím kontrolky či nápadnou změnou frekvence přerušování. K přerušování obvodu směrových světel se užívají přerušovače. 8.1 Přerušovač bimetalový - tepelný Nejčastěji používaný. Po zapnutí směrových světel se uzavře obvod topného tělíska, které je v sérii se žárovkou. Ohmický odpor tělíska je tak velký, že se žárovky směrových světel nerozsvítí. Topné tělísko (bimetal) se zahřeje, prohne a spojí kontakty. Sepnutím kontaktů dostávají žárovky plné napětí a svítí. Chladnutím bimetalu dojde k rozpojení kontaktů a celý děj se opakuje.1 - bimetalový pásek, 2 topné tělísko, 3 kontakty Bimetalový přerušovač

36 8.2 Přerušovač s ohřívaným drátem I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Při zapnutí směrových světel prochází proud ohřívaným drátkem a vinutím relé. Proud je velmi malý. Topný drátek se zahřívá, prodlužuje, až dojde ke spojení kontaktů K 1 a K 2. Žárovky dostávají plné napětí. Kotvičky (2) a (4) se přitáhnou. Po přitažení kotvy se přestane ohřívat drát, zchladne a v určitém okamžiku se kontakty rozpojí. 1 ohřívaný drát 2 kotvička 3 elektromagnetické relé 4 pomocná kotvička Přerušovač s ohřívaným drátem Přerušovače popsaného typu jsou určeny pro určitou přesnou zátěž, danou počtem žárovek jedné strany směrových světel, jsou méně vhodné pro vozidla s možností připojení přípojného vozidla a pro výstražná (varovná) světla. Z tohoto důvodu se stále více uplatňují přerušovače elektronické, jejichž činnost je na zatížení nezávislá. 8.3 Elektronické přerušovače Existují dva druhy elektronických přerušovačů: osazené tranzistory přerušovače, které používají číslicové obvody Tranzistorový přerušovač

37 8.4 Varovná světla I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Používají se povinně u motorových dvoustopých vozidel jako návěst pro ostatní účastníky provozu, označující vozidlo jako překážku na vozovce. Protože jejich činnost je vázána na technický stav vozidla a vzdálenost, na kterou je překážka signalizována, nemusí být dostatečná, považují se pouze za doplňkové opatření k označení základnímu, tj. k výstražnému trojúhelníku z povinné výbavy vozidla. Jako varovná světla byla dříve používána i světla brzdová nebo směrová se střídavým nebo současným přerušováním obou stran. Dnes jsou povolena pouze světla směrová se současným rozsvěcováním i zhasínáním všech směrových světel obou stran. Zásadní rozdíl v zapojení je v tom, že směnová světla mohou být v činnosti jen při zapnutí tzv. denních spotřebičů a zapalování, zatímco světla varovná musí být schopna činnosti i při vypnutí všech spotřebičů. Pro zapojení varovných světel se používá nejčastěji jeden ze dvou uvedených systémů: spínačem varovných světel se odpojí přerušovač směrových světel a uvede se do činnosti samostatný přerušovač varovných světel spínačem varovných světel se připojí jedna strana směrových světel přes přerušovač a druhá strana se připojí přes pomocné relé ovládané tímto přerušovačem Zapojení směrových světel

38 Kontrolní otázky I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 1. Nakresli a popiš bimetalový přerušovač směrových světel. 2. Jakou barvu má směrové světlo a jakou kontrolka? 3. Co víš o varovném světle? 4. Dokresli a popiš přerušovač s ohřívaným drátem. 1),

39 9. Houkačky I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Patří k povinnému vybavení motorového vozidla, i když jejich používání je legislativně stále více omezováno. Minimální a maximální hlasitost houkačky je v souladu s předpisy EHK stanoveno takto: minimální hlasitost podle kategorie vozidla 76 db až 93 db maximální hlasitost pro všechny kategorie 104 db V běžném silničním provozu je důležité také frekvenční spektrum z důvodů slyšitelnosti. Existují i houkačky pneumatické u kterých se využívá tlakový vzduch z kompresoru, případně podtlak, který vzniká v sacím potrubí. Nejrozšířenější jsou houkačky elektromagnetické. 9.1 Vibrační houkačka s membránou a rezonanční deskou Schématická značka vibrační houkačky Vibrační houkačka s membránou a rezonanční deskou 1 - těleso houkačky 2 - kotva 3 - středový seřizovací šroub 4 - jádro elektromagnetu 5 - rezonanční deska 6 - ocelová membrána 7 - zadní seřizovací šroub 8 - pružný závěs 9 - držák přerušovače 10a, 10b - přívod proudu K1, K2 - kontakty přerušovače

40 Princip: I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Houkačka je připojená do elektrického obvodu přes svorka 10a a 10b. Při sepnutí spínače (tlačítko se samočinným návratem) projde proud přes sepnuté kontakty K1, K2 a vinutím elektromagnetu. Vzniklé elektromagnetické pole přitáhne kotvu s membránou a rezonanční deskou. Nárazem šroubu na jádro elektromagnetu se rezonanční deska rozkmitá a součastně se rozpojí kontakty K1, K2. Přestane procházet proud a membrána s ostatními částmi se vrací do původní polohy a celý děj se opakuje. Frekvence Základní frekvence kotvy s membránou bývá 200 Hz až 700 Hz nejsilnější a nejčistší zvuk vzniká v případě, je-li vlastni frekvence ozvučné desky harmonickým násobkem základní frekvence systému. Tón houkačky lze v určitém rozsahu nastavovat dorazovým šroubem (3), omezujícím zdvih kotvy (2), a tlakem pružiny na kontakt K1, který lze měnit natáčením šroubu (7). Velmi podobnou konstrukci má také vibrační houkačka s rezonanční tyčí, která je ale umístěna pod membránou.

41 Schéma zapojení vibrační houkačky 9.2 Vibrační houkačka s rezonanční trubkou Schématická značka houkačky s rezonanční trubkou U těchto houkaček je membrána rovněž rozkmitávána elektromagneticky, zvuk však vzniká kmitáním vzduchového sloupce v trubce (fanfáry). Vzniklý zvuk je příjemnější.

42 Chromovaná houkačka Kontrolní otázky 1. Na obrázku popiš vibrační houkačku s membránou a rezonanční deskou. 2. Vysvětli princip vibrační houkačky s membránou a rezonanční deskou. 3. Nakresli schéma zapojení houkačky.

43 10. Vodiče I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Slouží k rozvodu elektrické energie k jednotlivým spotřebičům. Většina spotřebičů je se zdrojem elektrické energie spojena jedním vodičem a proudový okruh se uzavírá přes kostru vozidla. Podle účelu lze síť rozdělit do pěti základních obvodů: obvod zdrojů propojuje nabíjecí soustavu, akumulátorovou baterii a připojuje je k rozváděcím přepínačům, pojistkám a svorkovnicím (propojuje svorky B+ a 30 před pojistkami a spínači), do tohoto obvodu patří i výkonový obvod spouštěče obvod pohotovostních spotřebičů zařízení, která jsou v pohotovosti i za klidu vozidla (připojují se ke svorce 30 přes pojistku nebo samostatný spínač). Zásuvka montážní lampy, vnitřní osvětlení návěst otevřených dveří apod. obvod denních spotřebičů - obvody mají společný spínač, který se nazývá spínač zapalování (spínací skříňka). Patří sem větve zapalování denních spotřebičů (svorka 15), ukazatel směru (svorka 49), brzdových světel (svorka 54), stěrače (svorka 53), ovládání spouštěče (svorka 50) a další. obvod hlavních světlometů obvod spojuje světlomety se svorkami 56, 56a a 56b na hlavním spínači světel, který je spojen se svorkou 30 obvod návěstních světel zajišťuje spojení předních a zadních obrysových světel osvětlení zadní státní poznávací značky, přístrojové desky (se svorkou 58), která je součástí hlavního spínače světel 10.1 Silové vodiče Mimo obvodu zapalování se v motorovém vozidle používají silové vodiče Průřez vodiče mm 2 je určen max. proudem při trvalém zatížení.

44 Vodič CYA Vodič CYAF Označení silových vodičů: 1 materiál jádra C jádro vodiče je složeno z měděných drátků 2 izolace jádra Y z PVC, různé barvy, dovolená teplota od -40 o C do +65 o C 3 provedení A vodič má kruhový průřez 4 opletení F (v obrázku číslo 3) Vodič CYA 2,5 mm 2 barva modrá Zemnící pásek slouží pro ukostření skupiny motoru, akumulátoru, spouštěče. Je to pružný pás spletený z měděných drátků a konce pásku jsou pocínované. Zemnící pásek

45 Dimenzování vodičů I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Průřez vodiče musí být takový, aby nedošlo k překročení dovolené teploty jádra a dovolenému úbytku napětí. Průřez mm 2 Maximální proud při trvalém zatížení A 1 11 Použití 1,5 14 pro všechny 2,5 20 spotřebiče 4 25 kromě 6 31 spouštěče pro spouštěče Maximální zatížitelnost vodičů 10.2 Vysokonapěťové vodiče (zapalovací kabely) Bez přídavné izolace S přídavnou izolací

46 S opletením Označení vysokonapěťových kabelů: 1 jádro 2 vnější plášť 3 přídavná izolace 4 opletení Charakteristické údaje zapalovacích kabelů: typ jádra měděné, polovodičové nebo odporové (z elektrotechnického uhlíku) průměr 7 mm až 8 mm průrazné napětí 15 kv až 40 kv teplotní rozsah o C až o C materiál vnějšího pláště PVC, CSN, silikon odpor jádra měděné 20 mω.m -1, polovodičové 13 kω.m -1 až 25 kω.m -1, odporové 9 kω.m -1 až 21 kω.m -1 Vysokonapěťový kabel s měděným jádrem

47 Vysokonapěťový kabel s koncovkou Kontrolní otázky 1. Vyjmenuj základní obvody. 2. K čemu slouží silové vodiče? 3. Čím je určen průřez vodiče a v jakých jednotkách? 4. Popiš označení silových vodičů. 5. V jakém rozmezí se pohybuje teplotní rozsah u vysokonapěťových kabelů? 6. Popiš silový vodič.

48 6. Mezi jaké vodiče patří kabely na obrázku?

49 11. Připojování vodičů, konektory I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Konce vodičů bývají ukončeny svorkami. Ty mohou být provedeny jako spoje šroubové (podložka) nebo spoje rozebíratelné (plochý konektor, vícenásobný konektor). Všechny svorky musí být označeny, pokud jejich záměnou může dojít k narušení funkce Šroubové spoje Šroubové spoje se zejména používají tam, kde prochází velké proudy, tedy u akumulátorů, alternátorů a spouštěčů. Svorka akumulátoru Druh svorky u akumulátoru závisí na provedení pólových vývodů (nejčastěji kuželové). U moderních alternátorů se začínají používat spoje konektorové. V případě použití šroubového spoje je konec vodiče opatřen očkem, které je k vodiči připevněno pomocí praporků, stejně jako u plochého konektoru. Otevřená podložka Podložka

50 11.2 Konektorové spoje I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Konektorů jsou desítky druhů. Základním typem je plochý konektor, který se skládá ze dvou částí. Jednu část tvoří plochý nožový kontakt, který je často součástí přístroje nebo svorkovnice, může být použit i samostatně na vodiči. Druhá část je plochá zásuvka, která je obvykle upevněna na vodiči. Obě části mají praporky pro upevnění jádra vodiče a izolace. Výhodou tohoto způsobu spojení je snadná montáž. Velká výhoda na málo přístupných místech. Na vodič se může nasunout ochranná trubička, která chrání spoj proti znečištění nebo zlomení. Správně proletovaný konektor Konektory opatřené smršťovačkou (označen + pól - červeně) Velikost plochých konektorů je různá a odpovídá průměru použitého vodiče.

51 Vícenásobné konektory 11.3 Vysokonapěťové kabelové koncovky Způsob spojování odpovídá různým zakončením zapalovacích cívek, rozdělovačů a zapalovacích svíček. Existuje velké množství koncovek vysokonapěťových kabelů a to jak na straně zapalovací cívky a rozdělovače, tak i na straně svíčky. Koncovka zasunutá do rozdělovače

52 Koncovka pro zapalovací svíčku 11.4 Požadavky na kontakty a spoje Kontakty a spoje musí splňovat tyto požadavky: odolávat mechanickému namáhání (trvalé otřesy, zahřívání) spoje provedeny tak, aby se styčný tlak nepřenášel izolantem kombinace spojů nesmí být z takových kovů, aby díky elektrochemické korozi nedošlo ke zhoršení elektrických parametrů zařízení (přechodové odpory) šrouby a nýty, které spojují mechanicky a elektricky, musí být pojištěny před uvolněním, otáčením nebo pootočením kovové části musí odolávat vlivům prostředí (to se vyžaduje i u spojení součástí s kostrou) používat šroubů a matic z nekorodujících kovů Schématické značky Zásuvka (zdířka) zásuvkového spojení Vidlice (kolík) zásuvkového spojení

53 Čtyřpólová zásuvka Čtyřpólová vidlice Zásuvkové spojení, všeobecná značka Kontrolní otázky 1. Jak rozdělujeme spoje? 2. Z čeho se skládá kolektorové spojení? 3. Vyjmenuj požadavky na kontakty a spoje. 4. Co znázorňují tyto schématické značky?

54 12. Jištění elektrických obvodů pojistky Pojistky nám slouží k odpojení vadné části elektrického zařízení, spotřebiče. Při zkratu (velkém proudu) proteče obvodem zkratový proud, který způsobí přetavení pojistky, aniž by se vodiče nepřípustně zahřály Pojistky válcové Válcové pojistky jsou tvořeny keramickým tělískem, ve kterém je vložen tavný drátek. Konce drátku jsou spojeny s vodivými kontakty, které jsou na čelech tělíska. Pojistky se vkládají mezi pružné kontakty a jsou většinou umístěny v pojistkové skříňce. Válcová pojistka s keramickým tělískem Dnes se vyrábí i pojistky plastové, které jsou barevně označeny. Válcové pojistky se vyrábí pro jmenovité proudy např. 5 A, 8 A, 16 A, 25 A, 4O A.

55 12.2 Pojistky ploché I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Tělísko ploché pojistky je z plastu, uvnitř je uložen tavný drátek nebo pásek. Kontakty pojistky jsou nožové a jsou na spodní straně pojistky. Nožové kontakty pojistky se zasunují mezi pružné kontakty. Pojistky jsou umístěny v pojistkové skříňce. Pojistkové skříňky se provádějí modulově a dají se skládat. Tento typ pojistek je barevně rozlišen. Barvy napovídají jmenovitý proud pojistky 15 A plochá pojistka s nožovým kontaktem 1

56 Pojistky se dělí do tří skupin: I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í standardní (3 A, 5 A, 7,5 A, 10 A, 15 A, 20 A, 25 A, 30 A) mini (4 A, 5 A, 10 A, 15 A, 20 A, 30 A) maxi (20 A, 30 A, 40 A, 50 A, 60 A) Elektrotechnické značky pojistek Všeobecná značka S rychlou charakteristikou S pomalou charakteristikou Pojistková skříň u osobního automobilu Oktávie

57 Ukázka 30 A pojistky z japonského automobilu Kontrolní otázky 1. K čemu slouží pojistky? 2. Co víš o válcové pojistce? 3. Co víš o ploché pojistce? 4. Jaká pojistka je na obrázku?

58 13. Odrušení I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Každé vozidlo musí být provedeno a vybaveno tak, aby rušivé vyzařování elektromagnetické energie (tedy rušení), které vzniká při provozu vozidla nepřesáhlo hodnoty stanovené ČSN nebo zvláštními předpisy (EHK č. 10). Podle ČSN rozlišujeme dva stupně odrušení: základní odrušení I. stupně základní odrušení II. stupně Stupeň odrušení se vyznačuje např. v blízkosti továrního štítku Stupeň odrušení I. Základní odrušení musí být účinné ve frekvenčním rozsahu 30 MHz až MHz a zkouší se na celém vozidle. Stupeň odrušení I. zaručuje výrobce vozidla. Toto základní odrušení musí zaručit, že vozidlo samo není zdrojem rušení pro okolí. Při měřících zkouškách se měří anténou umístěnou ve vzdálenosti 10 m od vozidla ve svislé i vodorovné polarizaci Stupeň odrušení II. Realizuje výrobce pouze na výslovnou žádost uživatele vozidla. Tedy u vozidel, které nemají rušit vysokofrekvenční zařízení umístěné ve vozidle Rušení a jeho příčiny Rušení je způsobeno elektromagnetickým zářením (vlněním). Elektromagnetické záření tvoří elektromagnetické spektrum od frekvence Hz až přibližně 10 khz. Některé oblasti vzniku rušení je možno odhalit pomocí rozhlasového přijímače instalovaného ve vozidle.

59 Oblasti rušení: I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í zapalovací soustava motorky regulátory elektrická houkačka nedokonalé spojení jednotlivých kovových na sebe navazujících částí karoserie elektrostatické rušení 1 točivý stroj 5 - el.motor chlazení 9 zapalovací cívka 2 el.magnetický regulátor 6 el.motor stěrače 10 el.houkačka 3 el.palivové čerpadlo 7 - svíčky 11 indikační přístroj 4 el.ostřikovač 8 rozdělovač s trvalým napájením Oblasti rušení

60 Prostředky pro odrušení: I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í odrušovací rezistory kondenzátory tlumivky odrušovací filtry Umístění odrušovacích prostředků na vozidle

61 Kontrolní otázky I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 1. Co víš o odrušení stupně I.? 2. Co víš o odrušení stupně II.? 3. Vyjmenuj oblasti rušení. 4. Vyjmenuj prostředky pro odrušení. 5. Může mít svíčka odrušení a kde? 6. V čem se liší obrázek A od obrázku B? Obrázek A Obrázek B

62 Seznam použité literatury I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 1) Ing. Vladimír Pláteník, Ing. Emil Brutovský, Využití elektrické energie, 2 Vydání, SNTL Praha 1989, str , č.j / ) Ing. Zdeněk Jan, PaeDr. Jindřich Kubát, Ing Bronislav Ždánský, Elektrotechnika motorových vozidel 2, 2. Vydání, Avid s.r.o. Brno, str. 33, č.j / ) Zdeněk Koval, BP Ostrava ) LED Žárovky, 5) AUTO 77, (chromovaná houkačka) 6) ČSN ) Autor fotografií Miroslav Navrátil