Общие сведения об источниках электрообеспечения

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

АВТОМОБИЛЯ

 

Учебно-методическое пособие

 

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………….. 4

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОЧНИКАХ ЭЛЕКТРООБЕСПЕЧЕНИЯ

АВТОМОБИЛЯ…………………………………………………………...5

1.1 Устройство и принцип действия аккумуляторной батареи………...6

1.2 Устройство и работа генератора переменного тока……………….10

1.3 Неисправности источников тока……………………………………12

 

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ …………15

2.1 Пуск двигателя………………………………….................................15

2.2 Стартер СТ230………………………………………………………..15

2.3 Принцип работы стартера……………………………………………18

 

3. СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ………………………………………………19

3.1 Общая структура системы зажигания………………………………19

3.2 Контактная система зажигания……………………………………...19

3.3 Прерыватели – распределители…………………...…………….…..22

3.4 Катушки зажигания…………………………………………………..25

3.5 Свечи зажигания………………………………………………….…..27

3.6 Контактно – транзисторная система зажигания………………...….29

3.7 Бесконтактная система зажигания…………………………..…..…..30

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………….36

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Издание данного пособия связано с отсутствием учебной литературы по дисциплине «Устройство автомобиля», адаптированной для студентов педагогического вуза. Пособие разработано с целью оказания практической помощи студентам педагогических вузов при самостоятельной подготовке к выполнению лабораторных работ.

Первая часть пособия, выпущенная ранее, описывает общее устройство автомобиля и механизмы двигателя. Во второй части пособия описаны системы питания различных двигателей. Настоящая, третья часть пособия посвящена описанию систем электрооборудования автомобиля.

По назначению все электрооборудование автомобиля подразделяется на две группы:

источники тока, обеспечивающие электроэнергией всех потребителей, и

потребители тока, к которым относятся системы и устройства (топливоподачи, зажигания, пуска, освещения, сигнализации, безопасности и комфорта), управляющие перечисленными процессами.

В соответствии с этим студенты выполняют две лабораторные работы: «Источники тока», «Система зажигания».

При подготовке к лабораторным работам используется лекционный материал, методическое пособие к лабораторным работам, стенды, плакаты, приборы электрооборудования, учебная литература по устройству автомобилей.

Рекомендуется, получив задание, сначала ознакомиться с содержанием соответствующей работы по данному методическому пособию. В нем сформулировано назначение источников тока, системы пуска, системы зажигания, описана их конструкция и принцип работы, приведены особенности устройства отдельных узлов.

Письменный отчет по лабораторной работе составляется во время самоподготовки в соответствии с приведенными в пособии заданиями. Отчет должен содержать принципиальные схемы источников тока и контактной системы зажигания. Отчет выполняется на странице тетради с обозначением основных элементов, описанием их работы. Особое внимание должно быть обращено на правильность терминологии и соответствие условных обозначений существующим ГОСТам. Не следует приводить общих описаний и дословных выдержек из учебников. Описание работы узла или механизма должно быть ясным и кратким со ссылкой на проработанные разделы учебной литературы. Список литературы указывается в конце общего описания. Выполненный в таком виде отчет, защищается устным пояснением в начале занятия.

В процессе выполнения работы студентами преподаватель контролирует порядок и правильность выполнения работ, проводит собеседование. Общая оценка по лабораторной работе проставляется в конце занятия, после чего выдается задание на следующее занятие. Зачет по лабораторным работам проставляется в конце семестра по совокупности сданных работ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОЧНИКАХ ЭЛЕКТРООБЕСПЕЧЕНИЯ

АВТОМОБИЛЯ

В двигателе, механизмах, агрегатах и системах автомобиля с помощью электрической энергии осуществляется:

процесс воспламенения рабочей смеси в карбюраторном двигателе и управление некоторыми подсистемами карбюратора; у современных двигателей – организация рабочего процесса впрыска топлива и управление моментом его воспламенения (опережением зажигания);

пуск двигателя;

освещение дороги перед автомобилем и пространства внутри салона;

сигнализация об изменении направления движения и о начале торможения;

перераспределение давления в исполнительных тормозных устройствах левого и правого бортов в противобуксовочных системах;

приведение в действие контрольно-измерительных приборов и устройств встроенной диагностики, в том числе приборных щитков и маршрутного компьютера;

приведение в действие устройств жизнеобеспечения в кабине (салоне) и устройств для создания комфорта (вентилятор, отопитель, кондиционер, радио или магнитофон, устройство облегчения пуска двигателя);

в перспективе – управление индикаторными или автоматическими системами предотвращения столкновений, бесконтактным развертыванием средств пассивной защиты (пневмоподушек безопасности), навигационными маршрутными компьютерами, электрическим рулевым управлением с переменным передаточным отношением в зависимости от скорости движения.

Это далеко не полный перечень процессов, осуществляемых с помощью электрической энергии. Количество электрической и электронной аппаратуры на автомобиле постоянно растет. Предполагается, что стоимость электрического и электронного оборудования составит (25 – 30)% стоимости автомобиля.

В систему электрооборудования автомобиля входят источники и потребители электрического тока. К источникам тока относятся аккумуляторная батарея и генератор. К потребителям — приборы зажигания, стартер, лампы освещения и сигнализации, звуковой сигнал, электрические контрольно-измерительные приборы, радиоприемники, прикуриватели, стеклоочистители, обогреватели, кондиционеры воздуха и т. п..

Источники и потребители тока соединяются по однопроводной схеме, при которой к потребителю подводится только один провод, вторым проводом служат все металлические части автомобиля, так называемая «масса». Поэтому один полюс источника тока, а также один вывод каждого потребителя соединяются с массой. Такая проводка уменьшает количество проводов и упрощает поиски возникающих неисправностей.

Аккумуляторная батарея питает потребители, когда двигатель не работает или работает на малых оборотах холостого хода, а генератор питает потребители и заряжает аккумуляторную батарею при работе двигателя на средних и больших оборотах.

1.1 Устройство и принцип действия аккумуляторной батареи

На легковых автомобилях применяют свинцово-кислотные батареи, как наиболее дешевые, обладающие достаточной емкостью и способностью в течение нескольких секунд отдавать максимум энергии (при пуске холодного двигателя). Электролит свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой раствор химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде. Плотность электролита зависит от времени года и района, в котором эксплуатируется автомобиль. В центральных районах России плотность электролита в летнее и зимнее время должна быть 1,27 г/см³, в южных — 1,25 г/см³, в районах Крайнего Севера зимой ее увеличивают до 1,3 г/см³, а летом уменьшают до 1,27 г/см³, что предохраняет батарею от замерзания, ускоренного разряда и разрушения пластин. Уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше верхних кромок сепараторов. Если уровень понизился, то доливают электролит или дистиллированную воду. Доливать кислоту категорически запрещается, так как это приводит к изменению плотности электролита.

Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах (А*ч) и составляет, например, для батареи 6СТ54ЭМ, устанавливаемой на автомобиль «ГАЗ-24», 54 А*ч.

Аккумуляторная батарея состоит из трех или шести кислотных аккумуляторов, соединенных последовательно.

Устройство батареи показано на рис.1 и 2. Корпус батареи (рис.1), изготовленный из полипропилена или эбонита, разделен перегородками на отдельные секции, в которых размещаются шесть последовательно соединенных аккумуляторов напряжением по 2 вольта каждый. В крышке (2) имеются отверстия с пробками (6) для заливки электролита и контроля его уровня.

В каждом аккумуляторе находится блок из поочередно расположенных положительных (9) и отрицательных (10) свинцовых пластин, выполненных в виде решетки, заполненной пористой активной массой из окислов свинца — свинцового сурика (Рb₃O₄) и глета (РbО), или окисленного свинцового порошка.

Между пластинами в блоках установлены сепараторы (8) из тонкого микропористого поливинилхлорида, предназначенные для изоляции разноименных пластин друг от друга, а также для исключения вибрации пластин при тряске во время движения автомобиля. Малая толщина и большая пористость сепараторов уменьшают внутреннее сопротивление батареи и позволяют получить большую силу разрядного тока.

 

 

Рис.1.

Аккумуляторная батарея

 

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — положительный вывод; 4 — межэлементное соединение; 5 — отрицательный вывод; 6—пробка; 7 — индуктор для проверки уровня электролита (тубус); 8 — сепаратор; 9, 10 — положительные и отрицательные пластины.

 

Отрицательных пластин в каждом аккумуляторе на одну больше, чем положительных, поэтому с обеих наружных сторон блока находятся отрицательные пластины.

Одноименные пластины (рис.2) соединены между собой свинцовыми баретками (перемычками) (7). К бареткам приварены свинцовые штыри (6), выведенные наружу через два крайних отверстия в крышке (4) аккумулятора. Свободные от мостиков выводные штыри крайних аккумуляторов присоединяют к сети электрооборудования автомобиля.

Сверху пластины закрыты перфорированным пластмассовым щитком (8). Через среднее отверстие (3) в крышке, закрываемое пробкой (2), аккумулятор заполняют электролитом. Образующиеся при заряде аккумулятора газы выходят в атмосферу через вентиляционное отверстие пробки. У некоторых аккумуляторов это отверстие выполнено в отдельном штуцере на крышке (4). Зазоры между крышками и стенками бака (12) уплотнены битумной мастикой (5).

 

 

Рис.2

Устройство аккумуляторной батареи

 

1 - межэлементное соединение; 2 – пробка; 3 – отверстие для заливки электролита; 4 – крышка; 5 – уплотнительная мастика; 6 – штырь; 7 – баретка; 8 – щиток; 9 – сепаратор; 10 и 11 положительная и отрицательная пластины; 12 – бак; 13 – ребра жесткости.

 

Действие аккумуляторной батареи. Когда батарея соединена с потребителями электрического тока, она разряжается. Вследствие химических реакций, происходящих во время разряда, активная масса положительных и отрицательных пластин аккумуляторов превращается в сернокислый свинец (РbSO₄). При этом расходуется часть серной кислоты, содержащейся в растворе, отчего плотность электролита при разряде падает.

Во время заряда в аккумуляторах совершается обратная химическая реакция, в результате которой активная масса положительных пластин превратится в перекись свинца, а отрицательных — в губчатый свинец. Во время заряда количество серной кислоты в растворе возрастает, и плотность электролита увеличивается. Химическая реакция, описывающая эти процессы, имеет вид:

PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ↔ 2PbSO₄ + 2H₂O

Электродвижущая сила (э.д.с.) заряженного аккумулятора составляет около 2,2 вольта. Э.д.с. измеряют вольтметром на выводных штырях аккумулятора, отсоединенного от внешней цепи.

Напряжение — часть э.д.с, действующая во внешней цепи аккумулятора. Напряжение измеряют вольтметром, присоединенным к выводным штырям аккумулятора, соединенного с внешней цепью. Напряжение меньше э.д.с. на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора. Падение напряжения зависит от силы тока и величины внутреннего сопротивления аккумулятора.

По мере разряда аккумулятора его э.д.с. и напряжение на нагрузке понижаются. По величине этого понижения можно судить о степени заряженности аккумуляторов.

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое полностью заряженный аккумулятор может отдать в цепь при разряде до определенного конечного напряжения. Емкость, измеряемая в ампер-часах, зависит от размера площади и состояния всех пластин аккумулятора, силы разрядного тока, плотности и температуры электролита. Номинальная емкость стартерных аккумуляторов гарантируется при непрерывном разряде полностью заряженного аккумулятора током, численно равным 1/10 его емкости, при температуре 30°С и начальной плотности электролита 1,285 г/см³ до напряжения 1,7 вольт. Так, аккумулятор емкостью 70А*ч способен при указанных температуре и начальной плотности электролита поддерживать в присоединенной к нему цепи ток 7А в течение 10ч, по истечении которых разрядится до напряжения 1,7 вольт.

При разряде аккумулятора током стартерного режима (100-200)А он отдает только (20-30)% своей номинальной емкости. На каждый градус понижения температуры аккумулятора его емкость уменьшается примерно на 1%: если номинальная емкость при +30°С равна 70А*ч, то при 0°С она уменьшается на 30% (до 49А*ч), а при (-20)°С на 50% (до 35А*ч).

Емкость батареи, состоящей из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, равна емкости одного аккумулятора.

Типы и обозначение(маркировка)автомобильных аккумуляторных батарей.

На автомобилях устанавливают 6- и 12-вольтовые аккумуляторные батареи. Принятая маркировка батарей включает: цифру 3 или 6 (в начале), обозначающую число аккумуляторов в батарее; буквы СТ, указывающие на то, что батарея стартерная; двух- или трехзначное число после букв СТ, показывающее номинальную емкость батареи в ампер-часах; буквенное обозначение материала бака (Э — эбонит, П — асфальтопековая масса с кислотоупорными вставками); буквенное обозначение материала сепараторов (Д — древесина, М — мипласт, ДС и МС—древесина или мипласт, комбинированные со стекловолокном). Например, обозначение 6СТ-54ЭМ указывает, что батарея состоит из шести аккумуляторов, стартерная, имеет емкость 54А*ч, бак из эбонита и мипластовые сепараторы.

Присоединение батарей к сети электрооборудования.

Батареи соединяют положительным полюсом с изолированными проводами системы электрооборудования, а отрицательным — с массой. Такая полярность наиболее удобна, поскольку на многих автомобилях установлены радиоприемники, которые должны быть соединены с «землей» отрицательным полюсом.

Схема включения стартера

 

 

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Катушки зажигания

Катушка зажигания служит для преобразования низкого напряжения в высокое, которое необходимо для создания искрового разряда между электродами свечи. У большинства катушек с разомкнутой магнитной цепью (рис.10) первичная обмотка, содержащая 250-350 витков провода типа ПЭЛ диаметром (0,6-0,85)мм, располагается поверх вторичной обмотки для лучшего охлаждения. Вторичная обмотка содержит 18-26 тыс. витков провода ПЭЛ диаметром (0,07-0,09)мм.

В собранном виде (см. рис.10)катушка размещена на корпусе (стакане) (13),внутри которого располагается наружный магнитопровод (14). Нижней торцевой частью катушка опирается на керамический изолятор (15). В корпус (13)катушки заливают трансформаторное масло. Между корпусом и карболитовой крышкой (8) устанавливают герметизирующее кольцо (6),после чего крышку завальцовывают. В центре крышки вмонтирован вывод (9),который изнутри через пружину (10) поджимает пластину (11) сприпаянным к ней концом вторичной высоковольтной обмотки.

Конец первичной обмотки и проводник от места последовательного соединения первичной и вторичной обмоток подведены соответственно к выводам (7) и (12). Сбоку на корпусе катушки между двумя керамическими пластинами (4) сдугообразным вырезом смонтирован проволочный дополнительный резистор (вариатор) (5).

Он подсоединен своими концами к выводу (7) первичной обмотки катушки и к дополнительному свободному выводу. Вариатор замыкается контактами в тяговом реле стартера при пуске двигателя. Этим несколько компенсируется падение напряжения аккумуляторной батареи, которое приводит к уменьшению напряжения вторичной обмотки и ухудшению искрообразования из-за потребления стартером большого разрядного тока.

 

 

Рис. 10

Схема и конструкция катушки зажигания Б-115

 

1 и 3 — высоковольтная и низковольтная обмотки катушки; 2 — сердечник; 4 — керамические пластины; 5 — дополнительный резистор (вариатор); 6— гермети­зирующее кольцо; 7, 9 и 12 — выводы; 8 — крышка; 10 — пружина; 11- контактная пластина; 13 -корпус; 14 — магнитопровод; 15 — изолятор

 

После пуска двигателя и начала работы генератора блокировка вариатора отключается, и первичная обмотка получает импульсное питание от прерывателя через вариатор. Для обеспечения качественного искрообразования во время падения напряжения аккумуляторной батареи при пуске двигателя первичная обмотка катушки рассчитана на напряжение (6-8)вольт. После пуска двигателя и восстановления напряжения бортовой сети автомобиля избыток напряжения гасится вариатором. В системах зажигания с высокими пусковыми характеристиками вариатор отсутствует.

 

Свечи зажигания

Воспламенение рабочей смеси в цилиндре двигателя осуществляется свечой зажигания. Высоковольтное напряжение, поступающее на электрод свечи от катушки зажигания через распределитель, вызывает искровой разряд (пробой) в зазоре между электродами свечи и воспламеняет рабочую смесь. Зазор между электродами — это воздушный искровой промежуток. Именно свечи с воздушным искровым промежутком наиболее распространены в современных автомобильных поршневых двигателях. В роторно - поршневых и газотурбинных двигателях иногда используют свечи поверхностного разряда,когда искровой разряд проходит частично по воздуху, частично по поверхности изолятора.

При работе в двигателе свеча испытывает на себе большие колебания температуры: от 70°С для свежей (холодной) порции рабочей смеси до 2700°С во время рабочего хода поршня. Кроме того, в процессе рабочего хода давление в цилиндре двигателя может достигать (5-6) МПа, и на поверхность (сечение) свечи, установленной в камере сгорания, действует сила (0,5-1,2) кН. Это давление стремится выдавить свечу из ее резьбового гнезда или выдавить из ее изолятора центральный электрод либо электрод вместе с изолятором, который завальцован.

В продуктах сгорания находятся вещества, которые вызывают химическую коррозию электродов. Кроме того, отложение нагарана изоляторе и электродах свечей, вызванное неполным сгоранием топлива, или нагара из-за масла, попадающего на свечу и выгорающего на ней, создает токопроводящую массу. Эта масса шунтирует электроды и приводит к уменьшению напряжения во вторичной цепи системы зажигания или к прекращению искрообразования в зазоре свечи (рис.11)

Стандартная свеча имеет стержень (2) и изолятор (3). Колпачок (1) используется для подключения высоковольтного провода к свече зажигания. Изолятор (3)завальцован в корпус (4). В нижней части корпуса (изолированно от него) установлен центральный хромо-титановый электрод (5) с расширенной верхней частью и боковой электрод (6)из никельмарганцевого сплава (приварен к корпусу). Центральный электрод (5) контактирует со стержнем (2)через токопроводящий стеклогерметик (9). В нижней части стержня (2) выполнена накатка (10) с утолщением для того, чтобы стержень нельзя было извлечь после заливки стеклогерметиком.

 

 

 

Рис. 11

Свечи зажигания: стандартная (а), экранированная (б) и установка свечи в головке блока цилиндров двигателя (в).

1- колпачок; 2- стержень; 3 - изолятор; 4 - корпус; 5 и 6 – центральный и боковой электроды; 7 - уплотнительная шайба; 8 - уплотнитель; 9 – токопроводящий стеклогерметик; 10 - накатка в нижней части стержня; 11 – резистор; 12 - пружина; 13 — проводник; 14- керамическая втулка, 15 – гайка; 16 - резиновая втулка

 

Свечи маркируют группой букв и цифр, содержащих информацию о резьбе: буква А — резьба М14х1,25; буква М — резьба М18х1,5; цифра — калильное число (8, 11, 14, 17, 20, 23, 26); следующая буква обозначает длину резьбовой части (Н — 11мм, Д — 19 мм; длина 12 мм на свече не обозначается). Последняя буква обозначает, выступает ли конец изолятора за торец корпуса свечи (буква В). Иногда последней буквой Т обозначается герметизация центрального электрода термоцементом; если используется другой герметик, обозначение отсутствует.

Например, маркировка М26ДВ означает: свеча с диаметром резьбы 18 мм при шаге 1,5 мм имеет калильное число 26 и длину резьбовой части 19 мм, а конец изолятора выступает за торец корпуса свечи.

Многие типы отечественных и зарубежных свечей зажигания взаимозаменяемы.

Нормальная работа свечи обеспечивается при температуре теплового конуса не более 850-900°С. При температуре 400-500°С исчезает нагар — свеча самоочищается.

Температурный режим работы свечей примерно одинаков, аэксплуатационные температурные режимы двигателей различны. Поэтому свечи изготовляют с различной тепловой характеристикой — калильным числом. Это отвлеченный показатель, определяемый на испытательных стендах и зависящий от индикаторного давления на пороге калильного зажигания. Чем выше калильное число, тем в более высоком тепловом режиме может работать свеча зажигания.

3.6 Контактно – транзисторная система зажигания

Появление для автомобилей новых двигателей с высокой степенью сжатия и максимальной частотой вращения коленчатого вала, а также стремление работать на обедненных рабочих смесях для экономии топлива потребовало от системы зажигания больших энергий искрового заряда.

При увеличении силы тока в первичной цепи катушки зажигания, надежность и срок службы контактной группы снижается. Чтобы разгрузить контактную группу прерывателя от больших токов первичной цепи катушки зажигания, вызывающих искрение и эрозию, прерывание тока в катушке зажигания осуществляется бесконтактным элементом – силовым транзистором. Контакты же прерывателя используют для управления транзистором (2) (рис.12).

Вращающийся вместе с бегунком (5) распределителя зажигания (4) кулачок (8) периодически разрывает контакты (7) прерывателя и тем самым соединяет управляющий электрод (базу) транзистора (2) с «массой» (отрицательным полюсом аккумуляторной батареи (1)). Силовой транзистор (2) работает в режиме ключа (закрыт – открыт) и при замыкании и разрыве контактов (7) прерывателя пропускает или не пропускает ток от положительного полюса батареи (1) через первичную обмотку катушки зажигания к отрицательному полюсу аккумулятора.

Рис. 12

Контактно – транзисторная система зажигания:

 

1 – аккумуляторная батарея; 2 – транзистор; 3 – катушка зажигания; 4 – распределитель зажигания; 5 – бегунок; 6 – свечи; 7 – контакты прерывателя; 8 – кулачок.

 

Достоинством этой системы стало использование прерывателя для коммутирования слабого тока управления транзистором, что позволило отказаться от применения конденсатора, шунтирующего контакты прерывателя. Таким образом, исключен основной недостаток классической контактной системы зажигания, заключающийся в ограничении тока, разрываемого контактами.

Недостаток, связанный с механическим способом распределения энергии по свечам остался, что приводит к обгоранию высоковольтных контактов. Возникли и другие недостатки, связанные с погрешностью момента искрообразования из-за механической связи с распределителем и выставления угла опережения зажигания.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная литература

 

1. Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А. А... Автомобили: Теория и конструкции автомобиля и двигателя: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2003.

2. Дзюба П.Я., Монтаков В.А. Автомобили, тракторы и сельскохозяйственные машины: Учеб. пособие - Киев: Вища школа., 1983.

3. Гуревич А.М., Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили. Изд. 4.-е, перераб. и доп. М., Колос, 1978.

 

4. Пехальский А.П., Пехальский И.А. Устройство автомобилей: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования - М.: Издательский центр «Академия», 2005.

 

 

Дополнительная литература

 

 

1. Кульницкий А.Р. Токсичность автомобильных и транспортных двигателей: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Акад. Проспект, 2004.

 

2. Стуканов В.А. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учебное пособие: Лабораторный практикум: - М.; ФОРУМ, ИНФРА, 2003.

 

3. Родичев В.А. Грузовые автомобили. Устройство и техническое обслуживание: Иллюстрированное учебное пособие. Альбом плакатов - М.: Издательский центр «Академия», 2004.

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

АВТОМОБИЛЯ

 

Учебно-методическое пособие

 

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………….. 4

 

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОЧНИКАХ ЭЛЕКТРООБЕСПЕЧЕНИЯ

АВТОМОБИЛЯ…………………………………………………………...5

1.1 Устройство и принцип действия аккумуляторной батареи………...6

1.2 Устройство и работа генератора переменного тока……………….10

1.3 Неисправности источников тока……………………………………12

 

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ …………15

2.1 Пуск двигателя………………………………….................................15

2.2 Стартер СТ230………………………………………………………..15

2.3 Принцип работы стартера……………………………………………18

 

3. СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ………………………………………………19

3.1 Общая структура системы зажигания………………………………19

3.2 Контактная система зажигания……………………………………...19

3.3 Прерыватели – распределители…………………...…………….…..22

3.4 Катушки зажигания…………………………………………………..25

3.5 Свечи зажигания………………………………………………….…..27

3.6 Контактно – транзисторная система зажигания………………...….29

3.7 Бесконтактная система зажигания…………………………..…..…..30

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………….36

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Издание данного пособия связано с отсутствием учебной литературы по дисциплине «Устройство автомобиля», адаптированной для студентов педагогического вуза. Пособие разработано с целью оказания практической помощи студентам педагогических вузов при самостоятельной подготовке к выполнению лабораторных работ.

Первая часть пособия, выпущенная ранее, описывает общее устройство автомобиля и механизмы двигателя. Во второй части пособия описаны системы питания различных двигателей. Настоящая, третья часть пособия посвящена описанию систем электрооборудования автомобиля.

По назначению все электрооборудование автомобиля подразделяется на две группы:

источники тока, обеспечивающие электроэнергией всех потребителей, и

потребители тока, к которым относятся системы и устройства (топливоподачи, зажигания, пуска, освещения, сигнализации, безопасности и комфорта), управляющие перечисленными процессами.

В соответствии с этим студенты выполняют две лабораторные работы: «Источники тока», «Система зажигания».

При подготовке к лабораторным работам используется лекционный материал, методическое пособие к лабораторным работам, стенды, плакаты, приборы электрооборудования, учебная литература по устройству автомобилей.

Рекомендуется, получив задание, сначала ознакомиться с содержанием соответствующей работы по данному методическому пособию. В нем сформулировано назначение источников тока, системы пуска, системы зажигания, описана их конструкция и принцип работы, приведены особенности устройства отдельных узлов.

Письменный отчет по лабораторной работе составляется во время самоподготовки в соответствии с приведенными в пособии заданиями. Отчет должен содержать принципиальные схемы источников тока и контактной системы зажигания. Отчет выполняется на странице тетради с обозначением основных элементов, описанием их работы. Особое внимание должно быть обращено на правильность терминологии и соответствие условных обозначений существующим ГОСТам. Не следует приводить общих описаний и дословных выдержек из учебников. Описание работы узла или механизма должно быть ясным и кратким со ссылкой на проработанные разделы учебной литературы. Список литературы указывается в конце общего описания. Выполненный в таком виде отчет, защищается устным пояснением в начале занятия.

В процессе выполнения работы студентами преподаватель контролирует порядок и правильность выполнения работ, проводит собеседование. Общая оценка по лабораторной работе проставляется в конце занятия, после чего выдается задание на следующее занятие. Зачет по лабораторным работам проставляется в конце семестра по совокупности сданных работ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОЧНИКАХ ЭЛЕКТРООБЕСПЕЧЕНИЯ

АВТОМОБИЛЯ

В двигателе, механизмах, агрегатах и системах автомобиля с помощью электрической энергии осуществляется:

процесс воспламенения рабочей смеси в карбюраторном двигателе и управление некоторыми подсистемами карбюратора; у современных двигателей – организация рабочего процесса впрыска топлива и управление моментом его воспламенения (опережением зажигания);

пуск двигателя;

освещение дороги перед автомобилем и пространства внутри салона;

сигнализация об изменении направления движения и о начале торможения;

перераспределение давления в исполнительных тормозных устройствах левого и правого бортов в противобуксовочных системах;

приведение в действие контрольно-измерительных приборов и устройств встроенной диагностики, в том числе приборных щитков и маршрутного компьютера;

приведение в действие устройств жизнеобеспечения в кабине (салоне) и устройств для создания комфорта (вентилятор, отопитель, кондиционер, радио или магнитофон, устройство облегчения пуска двигателя);

в перспективе – управление индикаторными или автоматическими системами предотвращения столкновений, бесконтактным развертыванием средств пассивной защиты (пневмоподушек безопасности), навигационными маршрутными компьютерами, электрическим рулевым управлением с переменным передаточным отношением в зависимости от скорости движения.

Это далеко не полный перечень процессов, осуществляемых с помощью электрической энергии. Количество электрической и электронной аппаратуры на автомобиле постоянно растет. Предполагается, что стоимость электрического и электронного оборудования составит (25 – 30)% стоимости автомобиля.

В систему электрооборудования автомобиля входят источники и потребители электрического тока. К источникам тока относятся аккумуляторная батарея и генератор. К потребителям — приборы зажигания, стартер, лампы освещения и сигнализации, звуковой сигнал, электрические контрольно-измерительные приборы, радиоприемники, прикуриватели, стеклоочистители, обогреватели, кондиционеры воздуха и т. п..

Источники и потребители тока соединяются по однопроводной схеме, при которой к потребителю подводится только один провод, вторым проводом служат все металлические части автомобиля, так называемая «масса». Поэтому один полюс источника тока, а также один вывод каждого потребителя соединяются с массой. Такая проводка уменьшает количество проводов и упрощает поиски возникающих неисправностей.

Аккумуляторная батарея питает потребители, когда двигатель не работает или работает на малых оборотах холостого хода, а генератор питает потребители и заряжает аккумуляторную батарею при работе двигателя на средних и больших оборотах.

1.1 Устройство и принцип действия аккумуляторной батареи

На легковых автомобилях применяют свинцово-кислотные батареи, как наиболее дешевые, обладающие достаточной емкостью и способностью в течение нескольких секунд отдавать максимум энергии (при пуске холодного двигателя). Электролит свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой раствор химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде. Плотность электролита зависит от времени года и района, в котором эксплуатируется автомобиль. В центральных районах России плотность электролита в летнее и зимнее время должна быть 1,27 г/см³, в южных — 1,25 г/см³, в районах Крайнего Севера зимой ее увеличивают до 1,3 г/см³, а летом уменьшают до 1,27 г/см³, что предохраняет батарею от замерзания, ускоренного разряда и разрушения пластин. Уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше верхних кромок сепараторов. Если уровень понизился, то доливают электролит или дистиллированную воду. Доливать кислоту категорически запрещается, так как это приводит к изменению плотности электролита.

Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах (А*ч) и составляет, например, для батареи 6СТ54ЭМ, устанавливаемой на автомобиль «ГАЗ-24», 54 А*ч.

Аккумуляторная батарея состоит из трех или шести кислотных аккумуляторов, соединенных последовательно.

Устройство батареи показано на рис.1 и 2. Корпус батареи (рис.1), изготовленный из полипропилена или эбонита, разделен перегородками на отдельные секции, в которых размещаются шесть последовательно соединенных аккумуляторов напряжением по 2 вольта каждый. В крышке (2) имеются отверстия с пробками (6) для заливки электролита и контроля его уровня.

В каждом аккумуляторе находится блок из поочередно расположенных положительных (9) и отрицательных (10) свинцовых пластин, выполненных в виде решетки, заполненной пористой активной массой из окислов свинца — свинцового сурика (Рb₃O₄) и глета (РbО), или окисленного свинцового порошка.

Между пластинами в блоках установлены сепараторы (8) из тонкого микропористого поливинилхлорида, предназначенные для изоляции разноименных пластин друг от друга, а также для исключения вибрации пластин при тряске во время движения автомобиля. Малая толщина и большая пористость сепараторов уменьшают внутреннее сопротивление батареи и позволяют получить большую силу разрядного тока.

 

 

Рис.1.

Аккумуляторная батарея

 

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — положительный вывод; 4 — межэлементное соединение; 5 — отрицательный вывод; 6—пробка; 7 — индуктор для проверки уровня электролита (тубус); 8 — сепаратор; 9, 10 — положительные и отрицательные пластины.

 

Отрицательных пластин в каждом аккумуляторе на одну больше, чем положительных, поэтому с обеих наружных сторон блока находятся отрицательные пластины.

Одноименные пластины (рис.2) соединены между собой свинцовыми баретками (перемычками) (7). К бареткам приварены свинцовые штыри (6), выведенные наружу через два крайних отверстия в крышке (4) аккумулятора. Свободные от мостиков выводные штыр