Электрооборудование автомобилей

       Аккумуляторные  батареи делятся на малообслуживаемые  и необслуживаемые. У малообслуживаемой батареи уровень электролита проверяется при отворачивании пробок заливного отверстия. У необслуживаемой батареи уровень электролита должен находиться между метками минимума и максимума, нанесенными на полупрозрачном корпусе батареи (материал корпуса в марке такой батареи обозначен буквой А). В необслуживаемой батарее уровень электролита над пластинами выше, чем в малообслуживаемой.

       Основное  назначение аккумуляторной батареи - приведение в действие стартера при пуске двигателя. После пуска снабжать электроэнергией приборы и системы автомобиля начинает генератор. Одновременно происходит подзарядка аккумуляторной батареи.

       Электролит  – это раствор аккумуляторной серной кислоты в дистиллированной воде.

       Уход  за аккумуляторной батареей заключается  в периодической очистке ее верхней  поверхности, смазке выводов батареи  техническим вазелином, подтяжке клемм проводов на выводах батареи, проверке уровня электролита. При понижении уровня электролита в аккумуляторы следует доливать только дистиллированную воду.

       Неисправности аккумуляторной батареи, ее периодические  отказы или выход из строя, как правило, связаны с недозарядом или перезарядом при работе двигателя. Негативно влияют на состояние батареи также короткие замыкания в электропроводке автомобиля. Если при очередном пуске двигателя стартер вращает коленчатый вал все медленнее и медленнее или перестает вращать вообще, батарею следует снять с автомобиля и подзарядить специальным зарядным устройством. Отказавшая вскоре после подзарядки батарея нуждается в замене.

       Обслуживание  аккумуляторной батареи является гарантией ее долговечности. Условия надежной работы аккумуляторной батареи — достаточный уровень электролита, определенная его плотность и постоянная заряженность. Уровень электролита на малообслуживаемой батарее проверяют в каждом из аккумуляторов: он должен быть на 10... 15 мм выше уровня пластин (рис. 3, а). На необслуживаемой батарее уровень электролита должен находиться между метками минимума и максимума, нанесенными на боковой поверхности корпуса батареи (в этом случае корпус выполняется из полупрозрачной пластмассы). При естественном понижении уровня электролита (из-за испарения входящей в его состав воды) доливать в аккумуляторы следует только дистиллированную воду.

       Плотность электролита проверяют периодически с помощью ареометра (рис. 3, б). Для центральных районов плотность электролита полностью заряженной аккумуляторной батареи должна быть 1,27 г/см³. По мере разряда аккумулятора плотность электролита уменьшается. При снижении плотности электролита аккумуляторную батарею заряжают с помощью зарядного устройства.

       

       Рис.3. Проверка уровня (а) и плотности (б) электролита:

       1 — стеклянная трубка; 2 — резиновая  груша; 3 — стеклянный цилиндр; 4 —  денсиметр; 5 — наконечник; А — ареометр; Б — шкала денсиметра 

       Периодически  следует очищать выводы батареи  и наконечники проводов и смазывать  их для защиты от окисления техническим  вазелином. Наконечники проводов должны быть надежно закреплены на выводах батареи. 

 

      2. Потребители тока 

     Потребителями тока на автомобиле являются стартер, система зажигания, система освещения (наружного и внутреннего), система  сигнализации (звуковая и световая), контрольные электроприборы и дополнительная аппаратура. 

     2.1 Стартер 

     Стартер обеспечивает вращение коленчатого вала с частотой, необходимой для пуска двигателя. Пусковая частота вращения коленчатого вала бензиновых двигателей составляет 40... 50 мин^-1. Стартер представляет собой четырехполюсный, четырехщеточный электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением, с электромагнитным включением шестерни привода и дистанционным управлением. Его действие основано на превращении электрической энергии в механическую работу.

     В стальном корпусе 11 стартера (рис. 5) закреплены четыре полюса 12 с обмотками возбуждения, три из которых соединены с обмоткой якоря 13 последовательно и одна параллельно.

     Вал якоря стартера вращается в двух втулках 8 из спеченных материалов, пропитанных маслом. Втулка заднего конца вала запрессована в крышку Р, а втулка переднего конца вала — в картере сцепления. На переднем конце вала якоря находится привод стартера, включающий в себя муфту свободного хода 2 и шестерню 1 привода, которые при включении стартера перемещаются по шлицам вала. Крышки стартера отлиты из алюминиевого сплава. На передней крышке 4 закреплено тяговое реле 5, связанное через пластмассовый рычаг 3 и кольцо 14 с приводом стартера. Реле обеспечивает ввод шестерни в зацепление с венцом маховика и подключение электрической цепи обмоток стартера к аккумуляторной батарее при пуске двигателя. На задней крышке 9 установлены щеткодержатели с четырьмя медно-графитовыми щетками 7. Щетки прижимаются пружинами к торцовому коллектору 6 якоря. Торцовый коллектор выполнен в виде пластмассового диска, в котором залиты медные контактные пластины. Такой коллектор уменьшает длину стартера, снижает его массу и способствует более стабильной и длительной работе щеточных контактов. Крышки и корпус стартера стянуты между собой двумя болтами 10. Муфта свободного хода 2 состоит из наружной 16 и внутренней 15 обойм. Внутренняя обойма объединена с шестерней привода стартера. Наружная обойма объединена со ступицей, которая через спиральные шлицы соединена с валом якоря. Спиральные шлицы обеспечивают поворот муфты при ее перемещении вдоль вала, что облегчает ввод в зацепление зубьев шестерни 1 стартера и венца маховика. В наружной обойме имеются три паза переменной ширины, в которых размещены ролики 18 и поджимные плунжеры 17 с пружинами. Ролики постоянно отжимаются в суженную часть вырезов, заклинивая наружную и внутреннюю обоймы. При пуске двигателя заклинивание обойм усиливается, а после пуска обоймы расклиниваются, так как ролики, преодолевая сопротивление пружин поджимных плунжеров, выкатываются в расширенную часть пазов наружной обоймы муфты. Стартер установлен с левой стороны двигателя и крепится тремя шпильками с гайками к картеру сцепления через фланец передней крышки 4.

       Включать  стартер более чем на 10... 15с не следует: неисправный двигатель запустить все равно не удастся, а аккумуляторная батарея под действием больших нагрузок быстро разрядится и придет в негодность.

       После запуска двигателя отпускают  ключ в замке зажигания, и он возвращается в исходное положение. Электрическая  цепь стартера обесточивается и подвижный сердечник 7 вместе с рычагом 2 и шестерней 1 занимают тоже исходное положение.

Запуск  исправного двигателя происходит в  течение 2... 5 с с момента работы стартера. Если двигатель не запустился, повторно включать стартер можно лишь через 30...40 с. После четырех-пяти неудачных попыток пуска следует прекратить включения стартера и выяснить причину неисправности двигателя.

 

     Рис.5. Стартер:

     1 — шестерня; 2 — муфта; 3 — рычаг; 4,9 — крышки; 5 — реле; 6— коллектор; 7— щетки; 8 — втулка; 10 — болт; 11 — корпус; 12 — полюс; 13 — якорь; 14 — кольцо; 15, 16 — обоймы; 17 — плунжер; 18 — ролик 
 
 

     2.2 Система 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). 

     Рис. 6. Типы систем зажигания

     В контактную систему зажигания (рис. 7, а) входят: катушка 6 зажигания; распределитель 1 зажигания, состоящий из прерывателя тока низкого напряжения (прерыватель тока низкого напряжения – устройство для размыкания тока в цепи низкого напряжения) и распределителя тока высокого напряжения; свечи 3 зажигания (свеча зажигания — устройство для воспламенения топливо-воздушной смеси в самых разнообразных тепловых двигателях); провода 2 и 5 высокого напряжения и выключатель 4 зажигания.

     Схема системы зажигания (рис. 7, б) состоит из двух электрических цепей: цепи низкого напряжения (первичной) и цепи высокого напряжения (вторичной). В первичную цепь входят выключатель зажигания 4, дополнительное сопротивление 17, первичная обмотка 16 катушки зажигания 6, прерыватель 14 цепи низкого напряжения и конденсатор 13. 

 

     Рис. 7. Контактная система зажигания: а — устройство; б — схема; 1,9— распределители; 2, 5 — провода; 3 — свеча;  4 — выключатель; 6 — катушка; 7, 11, 12 — контакты; 8 — ротор; 10 — кулачок; 13 —конденсатор; 14 — прерыватель; 15, 16 — обмотки; 17 — сопротивление 

     Во  вторичную цепь входят вторичная  обмотка 15 катушки зажигания, распределитель 9 тока высокого напряжения и свечи зажигания. При включенном выключателе зажигания и замкнутых контактах 11 и 12 прерывателя тока низкого напряжения по первичной цепи проходит ток от аккумуляторной батареи или генератора. Проходя по первичной обмотке катушки зажигания, ток создает сильное магнитное поле. При размыкании контактов прерывателя 14 (кулачок 10 набегает выступом на рычажок с контактом 12) прерывается ток в цепи низкого напряжения, созданное магнитное поле исчезает. При этом магнитное поле пересекает вторичную обмотку катушки зажигания, и в ней индуктируется ток высокого напряжения. Ток высокого напряжения подводится к ротору 8 распределителя зажигания, который вращается вместе с кулачком 10. В момент размыкания контактов прерывателя ток высокого напряжения поступает к одному из контактов распределителя зажигания, которые соединены со свечами зажигания 3. Искровой разряд между электродами свечи зажигания происходит в том цилиндре, в котором в это время заканчивается сжатие рабочей смеси, т.е. в последовательности, соответствующей порядку работы двигателя.

     Контактная  система зажигания не обеспечивает надежной работы двигателей автомобилей  при увеличении у них числа  цилиндров, степени сжатия и максимальной частоты вращения коленчатого вала. Для обеспечения надежной работы таких двигателей необходимо увеличивать силу тока в первичной цепи системы зажигания (цепи низкого напряжения), что невозможно из-за снижения срока службы контактов прерывателя, вследствие их обгорания.

     Контактно-транзисторная  система зажигания  по сравнению с контактной системой обеспечивает более надежную работу двигателя, повышает его срок службы и приемистость, облегчает пуск, уменьшает расход топлива, износ свечей зажигания и контактов прерывателя. Она увеличивает ток высокого напряжения более чем на 25 %, а также энергию и длительность искрового разряда (почти в 2 раза), что способствует более полному сгоранию даже обедненной рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

     В контактно-транзисторную систему  зажигания входят: катушка зажигания; распределитель зажигания, включающий прерыватель тока низкого напряжения и распределитель тока высокого напряжения; свечи зажигания; транзисторный  коммутатор, провода высокого напряжения и выключатель зажигания.

     Основной  особенностью контактно-транзисторной  системы зажигания (рис. 8) является то, что транзисторный коммутатор 5, включенный в первичную цепь между катушкой зажигания и контактами 4 прерывателя, разгружает контакты. В связи с этим отпадает необходимость в искрогасящем конденсаторе. Работает система следующим образом. При включенном выключателе 4 зажигания после замыкания контактов 4 прерывателя транзистор коммутатора 5 открывается, и по первичной обмотке 7 катушки зажигания будет протекать ток. В момент размыкания контактов прерывателя транзистор коммутатора запирается. Ток в первичной цепи резко уменьшается, и во вторичной обмотке 6 катушки зажигания создается ток высокого напряжения. Он подводится к ротору 2 распределителя 3 зажигания, который распределяет ток высокого напряжения по свечам 1 зажигания в соответствии с порядком работы двигателя. 
 

     Рис. 8. Схема контактно-транзисторной  системы зажигания:

     1 — свеча; 2 — ротор; 3 — распределитель; 4 — контакты; 5 — коммутатор; 6,7— обмотки; 8 — выключатель 

     Бесконтактная система зажигания  обеспечивает надежную работу двигателя, так как позволяет получить стабильное искрообразование в свечах зажигания и более устойчивое воспламенение рабочей смеси на различных режимах работы двигателя. Основной особенностью этой системы зажигания является ее бесконтактный датчик, не подверженный механическим износам. Поэтому момент зажигания с увеличением пробега автомобиля в бесконтактной системе не меняется и система не требует обслуживания в процессе эксплуатации. 
 
 

     Рис. 9. Бесконтактная система зажигания:

     а — устройство; б — схема; 1 — свеча; 2,1 — провода; 3 — датчик-распределитель; 4 — выключатель; 5 — коммутатор; 6 — катушка; 8 — контакт; 9 — ротор; 10, 11 — обмотки; 12 — датчик 

     В бесконтактную систему зажигания (рис. 9, а) входят: катушка 6 зажигания; датчик — распределитель зажигания 3, состоящий из бесконтактного микроэлектронного датчика и распределителя тока высокого напряжения; свечи 1 зажигания; электронный коммутатор 5; провода 2 и 7 высокого напряжения и выключатель 4 зажигания.

     Принципиальная  схема бесконтактной системы  зажигания представлена на рис. 9, б.