Лекция 6

Тема лекции

Электрооборудование автомобиля.

Источники энергии. Система зажигания

см. также Презентацию к лекции 6

План лекции

6.1 Общие сведения об электрооборудовании автомобиля.

6.2 Генератор переменного тока.

6.3 Аккумуляторная батарея.

6.4 Назначение системы зажигания, типы систем зажигания.

6.5 Принцип преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения.

Содержание лекции

6.1 Общие сведения об электрооборудовании автомобиля

Электрооборудование автомобиля представляет собой совокупность электрических приборов и аппаратуры, обеспечивающих нормальную работу автомобиля.

В автомобиле электрическая энергия используется для пуска двигателя, воспламенения рабочей смеси, освещения, Сигнализации, питания контрольных приборов, дополнительной аппаратуры и т.д. Электрооборудование автомобиля включаете себя источники и потребители тока. Для соединения источников и потребителей тока применяется однопроводная система. Вторым проводом является масса автомобиля (его металлические части), с которой соединяются отрицательные полюса электрических приборов. Питаются электрические приборы постоянным током напряжением 12 или 24 В (автомобили с дизелями).

Упрощенная схема общей электрической системы электрооборудования автомобиля и соединения приборов без учета их действительного расположения на автомобиле показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Принципиальная упрощенная схема электрооборудования автомобиля:

1 — аккумуляторная батарея; 2 — стартер; 3 — приборы системы зажигания; 4 — приборы системы освещения; 5 — приборы системы сигнализации; 6 — контрольные электроприборы;

7 — дополнительная аппаратура; 8 — генератор; 9 — регулятор напряжения

Источники тока обеспечивают электроэнергией все потребители автомобиля. Источниками тока на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея. К источникам тока отнесены также и приборы их регулирования.

6.2 Генератор переменного тока

Генератор переменного тока – трехфазная 12-полюсная синхронная электрическая машина с блоком полупроводниковых выпрямителей – кремниевых диодов, преобразующих переменный ток в постоянный. При использовании данного генератора упрощается конструкция реле-регулятора, так как в этом случае не требуется реле обратного тока и ограничитель силы тока.

Генератор состоит из статора, ротора, двух крышек 2 и 13, вентилятора 7 и шкива 10. Сердечник 15 статора, являющийся магнитопроводом, набран из отдельных изолированных стальных пластин. На внутренней стороне статора имеется восемнадцать выступов, на которых установлены катушки. Они распределены на три фазы (группы) по шесть последовательно объединенных катушек, соединенных по схеме звезда (рис 6.2, б). Другие концы фаз клеммами 16 (рис 6.2, а) присоединены к блоку 17 кремниевых диодов выпрямителя. При этом каждая фаза связана с двумя диодами разной полярности (рис 6.2, б).

Рис. 6.2. Генератор переменного тока

На валу 9 (рис 6.2, а) ротора напрессованы втулка 12, полюсные наконечники 14 и изоляционные втулки 18 контактных колец 1. На втулке между полюсными наконечниками расположена обмотка 6 возбуждения. Концы обмотки 6 припаяны к контактным кольцам, к которым прижимаются щетки 4, находящиеся в щеткодержателе 3. Одна щетка соединена с корпусом генератора, а вторая изолирована от него и соединена с клеммой Ш. Полюсные наконечники имеют по шесть полюсов разной полярности (М и 5), образующих двенадцатиполюсную магнитную систему.

При вращении ротора магнитные силовые линии пересекают обмотку статора, возбуждая в ней ЭДС, переменную по величине и направлению. Обмотка 6 возбуждения генератора при пуске двигателя получает питание от аккумуляторной батареи, а во время работы двигателя – от выпрямителя. Генератор имеет три выводные клеммы положительную – для соединения с аккумуляторной батареей и нагрузкой, шунта Ш – для соединения с клеммой Ш регулятора напряжения; отрицательную – для соединения с корпусом автомобиля и регулятором напряжения.

6.3 Аккумуляторная батарея

Аккумуляторная батарея преобразует химическую энергию в электрическую.

Аккумуляторная батарея на автомобиле питает потребители электрического тока при неработающем или работающем с малой частотой вращения коленчатого вала двигателе. На автомобилях применяют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, обладающие небольшим внутренним сопротивлением и способные в течение нескольких секунд отдавать ток в несколько сот ампер, который необходим для пуска двигателя стартером. Аккумуляторная батарея характеризуется емкостью, т.е. количеством электрической энергии, которую может отдать батарея при разряде от полностью заряженного состояния до предельно допустимого разряженного.

Рис. 6.3. Аккумуляторная батарея:

1 — корпус; 2 — крышка; 3, 5 — выводы; 4 — мостик; 6 — пробка; 7 — индикатор;

8 — сепаратор; 9, 10 — пластины

Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах и зависит от ее конструкции, числа пластин, их толщины, материала разделителей пластин и других факторов.

6.4 Назначение системы зажигания, типы систем зажигания.

Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси (горючей смеси, перемешанной с остатками отработавших газов) в цилиндрах в соответствии с порядком и режимом работы двигателя.

На автомобилях с бензиновыми двигателями в зависимости от их назначения и класса применяются различные системы зажигания (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Типы систем зажигания

6.5 Принцип преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения

Ток низкого напряжения (12 или 24 В) преобразуется в ток высокого напряжения (20-30 кВ) в катушке зажигания. При замкнутых контактах прерывателя (рубильник – на рис. 6.5) первичная обмотка катушки зажигания питается током от АКБ (или генератора). Под действием тока в катушке возникает магнитное поле, которое воздействует и на вторичную обмотку (на рис. 6.5. ее выводы присоединены к вольтметру).

Рис. 6.5. Принципиальная схема работы катушки зажигания

В момент размыкания рубильника ток в первичной обмотке прекращается, и магнитное поле исчезает. Изменение магнитного поля является причиной возникновения электродвижущей силы (напряжения) как во вторичной, так и в первичной обмотках. Скачок напряжения фиксируется вольтметром. Величина напряжения зависит от параметров катушки.

На автомобильных катушках зажигания первичная обмотка имеет около 300 витков, диаметр провода ≈ 1 мм, вторичная обмотка – около 25 тыс.витков, диаметр провода ≈ 0,1 мм. Такое соотношение позволяет получить нужное высокое напряжение на свечах зажигания.

Вопросы для самоконтроля

1. Назначение, устройство и работа аккумуляторной батареи.

2. Как маркируются аккумуляторные батареи?

3. Назначение, устройство и работа генератора переменного тока.

4. Назначение и типы систем зажигания.

5. Устройство батарейной системы зажигания.

Литература: [1, с. 74-104; 2, с. 163-184]