Какой источник электрической энергии обеспечивает питание потребителей при работающем двигателе

Источники и потребители тока в транспортных средствах. Стартер

Электрооборудование обеспечивает работу большин­ства систем автомобиля и снабжает током потребите­ли электроэнергии.

К потребителям электрической энергии относятся:

• система пуска двигателя (стартер);
• система зажигания (у бензиновых и газовых дви­гателей; описание и работа этой системы рассмотре­ны в главе 2 настоящего издания);
• система освещения (снаружи машины — фары и фонари, лампы освещения номерного знака, внут­ри — плафоны, лампы, освещающие приборный щи­ток, подкапотное освещение и т.д.);
• система световой сигнализации (указатели поворо­та, стоп-сигналы, фонари заднего хода);
• система звуковой сигнализации;
• контрольно-измерительные приборы (амперметр, указатель температуры охлаждающей жидкости, сигнализатор включения стояночного тормоза и т.д.);
• дополнительное оборудование (вентилятор, конди­ционер, стеклоочиститель, магнитола, прикуриватель, система обогрева заднего стекла, электростеклоподъ­емники, электронные системы, повышающие безопас­ность эксплуатации транспортного средства, а также многие другие приборы, которые вы можете подклю­чать через гнездо прикуривателя).

Работу всех перечисленных потребителей тока обес­печивают всего два источника электрической энергии: генератор и аккумуляторная батарея

Главный источник электроэнергии — генератор, приводимый в действие двигателем транспортного средства. Он преобразует механическую энергию дви­гателя в электрическую. Вал автомобильного генера­тора через ремень посредством шкива соединяют с вращающимся валом двигателя, и работающий дви­гатель «заставляет» генератор вырабатывать ток. Ге­нератор состоит из элементов, показанных на рисунке

Устройство генератора: 1-корпус генератора; обмотка статора; 3-ротор; 4-ремень; 5-шкив привода генератора; 6-кронштейн крепления; 7-щетки; 8-регулятор напряжения; 9-контактные кольца; 10-вывод «30″ для подключения потребителей; 11- вывод «61″ для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12-выпрямитель

Автомобильный генератор устанавливают на двига­теле на специальном кронштейне. Надежная работа генератора зависит от степени натяжения ремня привода (регламентируется заводом-изготовителем). Натяжение регулируется перемещением генератора в пазах кронштейна.

При работающем двигателе генератор питает элек­трическим током все потребители, а также подзаря­жает аккумуляторную батарею.

Как уже говорилось, генератор связан с коленчатым валом двигателя посредством ременной передачи. Следовательно, чем выше обороты двигателя, тем больше оборотов совершает ротор (вращающаяся часть) генератора. Напряжение, вырабатываемое гене­ратором, напрямую зависит от оборотов его ротора. Автомобильный двигатель, работая на повышенных оборотах, вполне может «заставить» генератор вырабатывать напряжение, превышающее необходимый предел. А это приведет к выходу из строя потребителей и порче электроцепей. Для ограничения выраба­тываемого генератором напряжения и поддержания его в установленных рамках используют регулятор напряжения. Он поддерживает постоян­ное напряжение вырабатываемого генератором тока при переменной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Современные автомобили оборудованы ма­логабаритными бесконтактными микроэлектронными регуляторами напряжения, которые либо встроены в генератор и объединены в одном узле со щеткодержателем, либо установлены отдельно в подкапотном пространстве.

Аккумуляторная батарея — источник постоянного тока, предназначенный для пуска двигателя стартером, для питания прочих потребителей при неработающем двигателе.

Аккумуляторная батарея — второй источник электроэнергии. Она превращает химическую энергию в электрическую.

Оба источника энергии обеспечивают также зажига­ние рабочей смеси в цилиндрах бензиновых и газовых двигателей, т.е. работу систем зажигания этих двига­телей.

Источники электроэнергии связаны с потребителя­ми проводами. На автомобилях применяется однопроводная система, при которой положительные полюса источников и потребителей, работающих только на постоянном токе, соединены между собой изолиро­ванными проводами. Отрицательные же полюса со­единяются через металлические части автомашины, называемые «массой». Применение однопроводной си­стемы упрощает схему электрооборудования и позво­ляет существенно сэкономить на проводах.

Большинство электрических цепей защищено плав­кими предохранителями. Перед началом эксплуата­ции своего автомобиля выясните, где расположен блок предохранителей; если имеются предохранители, расположенные вне блока, определите их местонахож­дение. Кроме того, выясните номинал предохраните­лей и имейте их в запасе. Прежде чем заменить пе­регоревший предохранитель, следует отключить «мас­су» от аккумуляторной батареи и выяснить причину выхода его из строя.

Имейте в виду, что на большинстве современных ав­томобилей при отключении аккумуляторной батарей происходит автоматическая блокировка автомагнито­лы. При последующем подключении батареи магнито­ла не будет работать до тех пор, пока вы не введете специальный код. Загляните в руководство по эксплу­атации вашей машины к выясните, так ли это. При покупке автомобиля в автосалоне вам дадут этот код, но хранить его в машине не стоит. Кодирование про­водят для того, чтобы затруднить использование по­хищенной автомобильной аудиотехники. Если вы по­купаете машину «с рук», не забудьте выяснить у прежнего хозяина номер кода магнитолы.

Источники электрической энергии

Электрическая энергия на современных тракторах (автомобилях) применяется для пуска двигателей (стартером), звуковой и световой сигнализации, освещения пути, питания контрольно-измерительных приборов и других целей. Все устройства и приборы, входящие в электрооборудование, разделяются на источники и потребители энергии.

К источникам тока на тракторе (автомобиле) относятся генератор и аккумуляторная батарея, к потребителям — стартер, приборы сигнализации, освещения и контрольно-измерительные.

Аккумуляторная батарея предназначена для питания потребителей электроэнергии при неработающем двигателе и при малой частоте вращения коленчатого вала, а также для питания стартера при запуске двигателя. При работающем двигателе она потребляет избыточную энергию генератора и, заряжаясь, накапливает ее. Схема аккумуляторной батареи представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема аккумуляторной батареи:

• 1 — отрицательная пластина; 2 — сепаратор; 3 — положительная пластина; 4 — предохранительная сетка; 5 — баретка; 6 — штырь;
• 7— моноблок; # —уплотнительная мастика; 9 — положительный вывод; 10— пробка наливного отверстия; 11 — межэлементная перемычка; 12— крышка; 13 — отрицательный вывод

На тракторах и автомобилях используются свинцово-кислотные аккумуляторы стартерного типа. Они состоят из свинцовых электродов, погруженных в емкость с раствором серной кислоты (электролитом). В результате взаимодействия электродов с электролитом на них возникает разность потенциалов. Одна банка аккумулятора имеет напряжение 2 В. Для получения напряжения, необходимого для питания электрической сети трактора, аккумуляторы соединяют последовательно и собирают в аккумуляторную батарею.

Аккумуляторная батарея имеет условное обозначение (6-СТ-90- ЭМСЗ), где первая цифра означает количество аккумуляторов в батарее, буквы СТ — батарея стартерная, а число после букв — емкость батареи в ампер-часах. Последние буквы обозначают материал моноблока, сепараторов и состояние батареи: Э — эбонит, П — пластмасса, Д — дерево, М — мипласт, С — стекловойлок, 3 — аккумуляторная батарея сухозаряженная.

На зарубежных тракторах и автомобилях находят применение аккумуляторные батареи никель-кадмиевые, ионно-литиевые и др., энергоемкость таких аккумуляторов значительно выше, чем у свинцово- кислотных.

Генератор предназначен для преобразования механической энергии в электрическую, которая необходима для питания потребителей при работе двигателей на средних и больших оборотах и зарядки аккумулятора. На всех современных тракторах устанавливаются генераторы переменного тока, которые по своему устройству проще, чем генераторы постоянного тока, надежнее в эксплуатации и имеют меньшие габариты. На тракторах и автомобилях нашли применение два типа генераторов с электромагнитным возбуждением и контактным устройством (рис. 5.2) и бесконтактные индукторные генераторы переменного тока.

Рис. 5.2. Схема генератора:

I — щеткодержатель; 2 — крышка подшипника; 3 — задний подшипник;

4 — блок выпрямителей; 5 — задняя крышка; 6 — задний магнит; 7—

статор; 8— передняя крышка; 9— вентилятор; 10— передний подшипник;

II — шкив; 12 — гайка; 13 — сегментная шпонка; 14 — распорная втулка

Для поддержания напряжения в бортовой сети постоянным в генераторах любого типа применяют регуляторы напряжения. Они бывают вибрационными, контактно-транзисторными, бесконтактнотранзисторными, интегральными и др.

Генератор приводится в действие с помощью ремня, надетого на шкив вала двигателя и шкив генератора.