Источники и потребители электрического тока в автомобиле

Лекция 6

Тема лекции

Источники энергии. Система зажигания

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.

Источник

Электрооборудование для авто и его назначение

Электрооборудование в автомобиле представляет собой группу электроприборов и аппаратуры, которые обеспечивают стабильную работу автомобиля.

Электроэнергия, которой питается автомобиль, предназначенная для запуска двигателя, возгорания горючего, сигнализации, освещения, питание приборов и т.д. Автомобиль включает в себя не только потребителей, но и источник тока. Снабжаются электроприборы постоянным током с напряжением от 12 до 24B (в зависимости от вида автомобиля). Источниками тока в автомобиле является аккумулятор и генератор. К ним так же относятся приборы для их урегулирования.

Источники тока (генератор и аккумулятор).

Генератор превращает механическую энергию, которую получает от двигателя в электрическую. В основном генератор питает всех потребителей тока и в это время еще и заряжает аккумулятор (только при заведенном двигателе).

Аккумулятор превращает с химической энергии в энергию электрического тока, которая является необходимой для запуска двигателя стартером. В то время как генератор питает практически всю машину электроэнергией (только при заведенной машине), аккумулятор питает при заглушенном двигателе или работающем, но на маленьких оборотах двигателя.

Потребители тока.

На автомобиле потребителями считаются стартер, контрольные приборы, системы зажигания, освещения, сигнализации и дополнительной аппаратуры (аудио магнитола).

Стартер – пусковой агрегат, который обеспечивает раскручивание коленвала с частотой, необходимый для старта двигателя. Вот рассмотрим на примере фирмы «Старт Вольт”, как выглядит стартер Opel по ссылке. Стартеры делятся на электрические, гидравлические, пневматические, бензиновые и турбо стартеры. Основные связки стартера – движок, редуктор, устройство для расцепления и сцепления вала основного двигателя, устройство запуска. Стартер прямого действия закручивает только вал основного двигателя.

Система зажигания – воспламенитель горючей смеси в цилиндрах соответственно с порядком режима работы двигателя. В автомобилях, работающих на бензине, в зависимости от назначения и класса применяют разные системы зажигания:

1) Контактная система – не может обеспечить надежную работу двигателя при увеличении числа цилиндров у автомобиля, степени сжатия и максимальных оборотом коленвала.

2) Транзисторно-контактная система – в сравнении с контактной, обеспечивает более надежную работу двигателя, повышая его сроки службы, облегчает запуск, расход топлива уменьшается, износ свечей и контактов.

3) Бесконтактная система – обеспечит очень надежную работу движка, через получение стабильной искры в свечах, более хорошее и устойчивое возгорание горючей смеси в разных режимах работы двигателя. Основной плюс этой системы это естественно ее бесконтактный датчик, который не подвергается механическим износам. Так же система не требует постоянного обслуживания при увеличении пробега или в процессе ее эксплуатации.

Памятка! Во время обслуживания бесконтактной электронной системы, которая обладает высокой энергией, нельзя при запущенном двигателе дотрагиваться приборов системы зажигания и ни в коем случае проверять их на работоспособность и искру между наконечниками проводов свечей и массой автомобиля. Это произведет к тяжёлым травмам или же к выходу из строя приборов зажигания и самой системы.

Контрольно-измерительные приборы – служат для контроля состояния и действия разных систем и механики вашего транспортного средства. В их содержание входят показатели уровня бензина или газа в баке, температуры антифриза и давление масла в двигателе. Помимо этого, имеются так же группы ламп для контроля: зарезервированного топлива, давление масла, заряд аккумулятора, воздушной заслонки карбюратора, освещения, указатели поворота, дальний (ближний) свет, ручника, противотуманный свет, аварийный сигнал. К ним же входит:

2) Спидометр как все знают, замеряет скорость автомобиля и его пройденный путь.

3) Тахометр наблюдает и выводит значения оборотов вала двигателя.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

23 Декабря 2021 17:08
Презентация двухколесного балансирующего робота Ascento Pro

Источник

Система электроснабжения автомобиля.

Принцип работы системы электроснабжения.

Система электроснабжения — совокупность источников и системпреобразования, передачи и распределения электрической энергии.

Система электроснабжения не включает в себя потребителей (или приёмников электроэнергии).

Система электроснабжения автомобиля предназначена для обеспечения электрической энергией ее потребителей при различных режимах работы двигателя.

В состав системы электроснабжения входят генератор Г с регулятором напряжения PH и аккумуляторная батарея АБ (рис. 24).

При неработающем двигателе питание потребителей электроэнергии Rн (фар, фонарей и др.) осуществляется от аккумуляторной батареи АБ.

При пуске двигателя большую часть накопленной электрической энергии АБ отдает стартеру. После пуска в работу вступает генератор Г.

Регулятор напряжения PH поддерживает величину напряжения генератора постоянной в диапазоне 13,5-14,5В. Поскольку напряжение генератора выше напряжения аккумуляторной батареи, то питание потребителей электроэнергии происходит от генератора. Одновременно проводится зарядка батареи.

При включении большого числа потребителей электроэнергии на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя энергии, вырабатываемой генератором, может быть недостаточно. В таких случаях питание энергопотребителей осуществляют генератор и батарея совместно.

автомобильной аккумуляторной батареи значительное влияние оказывает степень её заряженности. Желательно, чтобы большую часть времени батарея была полностью заряжена, т. к. от этого зависит её надёжная работа и срок службы. Если на Вашем автомобиле стоят хороший регулятор напряжения, генератор и ещё не старый аккумулятор, то скорее всего его состояние будет хорошим. Однако постоянная эксплуатация автомобиля в городском цикле (частое включение стартера и короткие переезды), в конце концов выведет из строя любой аккумулятор.

Устройство электрооборудования автомобиля:

· Источники тока;

· Потребители тока;

· Элементы управления;

· Электрическая проводка.

Все перечисленные элементы электрооборудования объединены в единую бортовую сеть автомобиля.

В большинстве случаев современные батареи выпускаются необслуживаемыми или мало обслуживаемыми. Как правило в них уже залит электролит и их остаётся только подзарядить. В основном такие аккумуляторы не подлежат ремонту. Поэтому больше внимания следует пожалуй уделить вводу АБ в эксплуатацию и поддержанию в рабочем состоянии аккумуляторов находящихся в эксплуатации и на хранении.

Аккумуляторная батарея пожалуй является самым главным элементом в системе электрооборудования автомобиля. От её состояния зависит надёжный пуск двигателя (особенно в зимнее время), работа системы освещения (в ночное время) и т. д.

Бортова́я се́ть — сеть электропитания автомобиля, которая объединяет источники и потребители электроэнергии.

Электрообоурдование автомобиля можно разделить на две части цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Цепь низкого напряженияобеспечивает электричеством потребителей освещения и сигнализации,а также работу системы пуска.

Система пуска двигателя обеспечивает первичное проворачивание коленчатого вала и работу двигателя во время его пуска. Наиболее распространен пуск двигателя электрическим стартером. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Для быстрого и конструктивного изучения устройства системы пуска двигателя воспользуйтесь схемой системы пуска.

Освещение и сигнализация – служат для освещения приборами дороги и обозначения габаритов автомобиля, сигнализации выполняемых маневров.

Контрольно-измерительные и дополнительные приборы – служат для контроля работы и управления системами автомобиля.

Цепь высокого напряжения служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, за счет системы зажигания.

В системе электрооборудования автомобиля обязательно есть источник вырабатывания тока и его потребитель. Их взаимосвязанная работа реализуется с помощью электрической проводки.

К источниками тока можно отнести: аккумуляторную батарею (АКБ) и генератор.

АКБ служит для питания потребителей низкой цепи электрическим током при неработающем двигателе, запуске двигателя, а также работе двигателя на малых оборотах.

Генератор предназначен для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и питания всех приборов электричеством во время движения автомобиля. Поэтому генератор является основным источником электрического тока.

К элементам управления относятся блоки реле, электронные блоки управления. Их основная задача это обеспечение согласованной работы приборов электрооборудования. На современных автомобилях используются блоки управления.

Блок управления служит для:

Источник

Источники и потребители электрической энергии в автомобиле

На любом автомобиле огромное значение имеет степень обеспечения потребителей электрическим током. Его использование определяется как принципом действия двигателя внутреннего сгорания, так и необходимостью обеспечения комфортности и условий перевозки пассажиров и груза.

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

В то же время не любой источник электрической энергии можно установить на автомобиле. Он должен быть компактным, достаточно мощным и иметь длительный срок эксплуатации. На автомобиле используется электрическая энергия постоянного тока, как наиболее оптимальная с точки зрения ее хранения и выработки. Однако постоянный ток имеет особенность, которая заключается в том, что полярность подсоединения потребителей к источникам постоянна.

Поэтому вся система электрооборудования автомобиля разведена только плюсовым проводом, а роль минусового провода выполняет кузов автомобиля. Это определяет ограничения на применение электродуговых сварочных агрегатов при проведении ремонтных кузовных и некоторых других работ. Возможно использование сварочных агрегатов полуавтоматического типа при обязательном отключении потребителей от источников тока.
К источникам электроэнергии относятся аккумуляторная батарея (АБ) и генератор постоянного тока (ГПТ).

Аккумуляторная батарея представляет собой коробку, которую можно снять и поставить. При этом необходимо учитывать посадочные размеры установочного гнезда. Она предназначена для хранения электрической энергии постоянного тока обеспечения ею потребителей при неработающем двигателе и как аварийная, при выходе из строя генератора. Она разделена на банки, внутри которых размещены специальные пластины, взаимодействие которых с электролитом, залитым в банку, обеспечивает появление и хранение электрического тока. Электролит – это серная кислота, разведенная дистиллированной водой до плотности 1,25 – 1,27 г/ см3.
Выведенные по краям АБ клеммы с обозначениями на них (+) или (-), дают возможность подключить к ним потребителей, не путая полярности. Аккумуляторные батареи маркируются следующим образом, например: 6СТ55П.

Разряжать батарею более, чем на 50% нельзя, это приведет к необратимым процессам внутри нее. В процессе эксплуатации батарею необходимо подзаряжать (заряжать). При движении длительное (более 2 часов) время это происходит от работающего генератора. В стационарных условиях батарею можно зарядить с помощью специального зарядного устройства. Кроме того, при активном разряде и заряде батареи в электролите выкипает дистиллированная вода, которую необходимо доливать.

Габаритные огни – спереди белого цвета, сзади красного цвета, немигающие.

Освещение заднего номерного знака – белого цвета, сзади, включается вместе с включением габаритных огней.

Фары ближнего и дальнего света. Цвет белый. Включаются поочередно (сначала ближний, затем дальний), только после включения габаритных огней. Могут мыть отдельными, объединенными в одну блок-фару, а также быть совмещенными в одной лампе, с разными нитями освещения.

Световые указатели поворота. Оранжевого цвета, мигающие, расположены спереди, сзади и по бокам. Могут выполнять дополнительную функцию – аварийная сигнализация, когда мигают одновременно все шесть световых указателей поворота.

Фонари сигналов торможения – сзади, два, немигающих, красного цвета.

Фонари заднего хода – сзади, один или два белого цвета, немигающие.
Дополнительно могут на некоторых автомобилях могут быть установлены противотуманные фары – спереди две, белого цвета, немигающие. Задний противотуманный фонарь, один, красного цвета, немигающий.

Система зажигания

Рабочая смесь в цилиндрах карбюраторного двигателя воспламеняется электрической искрой, которая проскакивает между электродами свечи зажигания. Воздушный промежуток между электродами свечи имеет боль-шое электрическое сопротивле-ние, поэтому между ними необходимо создать высокое напряжение, чтобы вызвать искровой разряд. Искровые разряды должны появляться при определенном положении поршней и клапанов в цилиндрах и чередоваться в соответствии с установленным по-рядком работы двигателя.

Эти требования обеспечиваются системой зажигания, состоящей из источников тока (аккумуляторная батарея и генератор), катушки зажигания, прерывателя-распределителя, конденсатора, свечей зажигания (по количеству цилиндров), выклю-чателя (замка) зажигания (имеет четыре положения), проводов высокого и низкого напряжения.

Замок зажигания, который имеет четыре положения: выключено, стоянка, зажигание, стартер. В замок зажигания вставляется ключ зажигания.

С помощью этого ключа зажигания можно выбрать режим использования автомобиля следующим образом.

В положении «выключено» ключ можно вынуть и вставить. Противоугонное (механическое) устройство включено. Автомобиль завести нельзя. Потребители электрической энергии по укороченной схеме, обеспечивающей потребности водителя при стоянке автомобиля, подсоединены к аккумуляторной батарее.

В положении «стоянка» на некоторых автомобилях ключ можно вынуть и вставить, а на некоторых это невозможно. Противоугонное (механическое) устройство выключено. Автомобиль завести нельзя. Потребители электрической энергии по укороченной схеме, обеспечивающей потребности водителя при стоянке автомобиля, подсоединены к аккумуляторной батарее.

В положении «зажигание» ключ вынуть нельзя. Это основное положение ключа, в котором он находится все время, пока работает двигатель. Автомобиль завести можно. Все потребители электрической энергии подсоединены, при неработающем двигателе к аккумуляторной батарее, а после пуска двигателя к генератору.

Положение «стартер» подпружинено так, чтобы после пуска двигателя ключ возвращался в положение «зажигание». После пуска отпущенный ключ возвращается в положение «зажигание», где находится все время, пока двигатель работает. Возврат ключа обязателен, так как скорость вращения стартера значительно меньше, чем скорость вращения маховика после пуска двигателя. Если маховик и стартер останутся в зацеплении, это может привести к выходу из строя стартера.

Поворот ключа на небольшой угол вызывает вращение стартера и пуск двигателя. Для того чтобы остановить двигатель ключ необходимо повернуть в положение «стоянка» или «выключено».

Система пуска двигателя

Она обеспечивает пуск двигателя с помощью стартера, приводящего во вращение маховик КШМ при обязательной подаче электрической энергии на катушку зажигания и далее по цепи.
Если система пуска двигателя не обеспечивает его пуск по причинам, связанным с разряженностью АБ, двигатель можно запустить резервным способом. Таких способов может быть несколько:

К ним могут быть отнесены КИП, устанавливаемые в стандартном исполнении:

К ним можно отнести:

Источник