Электрооборудование автомобиля

  Аккумуляторные  батареи при малых габаритах, массе и стоимости должны обладать большой емкостью, малыми сопротивлением и саморазрядом, большими сроком службы и прочностью, быть надежными в эксплуатации. При пуске холодного двигателя стартером аккумуляторные батареи должны обеспечивать отдачу большой силы тока при малом падении напряжения.

  Марки аккумуляторных батарей расшифровываются так: первая цифра обозначает количество аккумуляторов в батарее; буквы СТ – стартерная; число после букв – ёмкость батареи в ампер-часах. Последние буквы обозначают материал бака, сепараторов и в каком состоянии батареи поступают в автотранспортное предприятие:  Э – эбонит; П – пластмасса;

  Д – дерево; М – мипласт; С –  стекло - войлок; З – аккумуляторная батарея сухозаряженная.

  Свинцовая аккумуляторная батарея состоит  из бака, который изготавливают из эбонита, полиэтилена или асфальтопековой пластмассы. Внутрь бака из асфальтопековой пластмассы запрессовывают кислостойкие вставки.

  На  дне бака выполнены четыре ребра, на которые ножками опирается  каждая положительная и отрицательная  пластины. Во избежание замыкания ножки положительных и отрицательных пластин опираются на разные ребра.

  В пространстве между ребрами скапливается  осыпающая с течением времени активная масса пластин(шлам),что на некоторое время предупреждает замыкание разноименных пластин. В батареях типа 6СТ-60 и других в крышках баков, изготавливаемых из эбонита или полиэтилена, имеются четыре отверстия: два крайних, для полюсных выводов полубаков пластин, одно заливное, закрываемое резьбовой пробкой и вентиляционной. В два крайних отверстия для надежного уплотнения полюсных выводов при изготовлении крышек заливают свинцовые втулки. Для надежного крепления наконечников стартерных проводов плюсовой и минусовой вывод- -конусные. В зависимости  от полярности выводы обозначаются знаками<+> и <->.Плюсовой вывод имеет больший диаметр. Сообщение внутренней полости бака с атмосферой осуществляется через отверстие. К выводам приваривают  межаккумуляторные перемычки и верхнюю часть свинцовых втулок, установленных в крышках при изготовлении их. Выводы являются продолжением мостиков. Герметичность стыка крышек со стенками баков обеспечивается кислотоупорной мастикой, которая состоит примерно из 75% нефтяного битума№5 и 25% машинного масла.

  Рис 5. Аккумуляторная батарея

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - «плюсовая» клемма; 4 - один  из шести аккумуляторов; 5 - «минусовая» клемма; 6 - пробка;

7 - заливное отверстие; 8 - пластины аккумулятора

  Внутрь  каждого отсека бака устанавливается  блок разноименных пластин с сепараторами.

  Решетки пластин  отливают из антикоррозионного  сплава, содержащего 92-93% свинца и 7-8% сурьмы. В сплав для решеток положительных пластин, кроме сурьмы, добавляют 0,1-0,2% мышьяка. Сурьму и мышьяка добавляют для увеличения механической прочности и уменьшения коррозии решетки, а также улучшения литейных свойств сплава.

  Для увеличения емкости аккумулятора в  ячейки решеток вмазывают активную массу, изготовленную из свинцового порошка и раствора серной кислоты для отрицательных и положительных пластин. Активная масса пластин обладает большой пористостью, а поэтому площадь рабочей поверхности, соприкасающейся с электролитом, увеличивается, и в результате возрастает емкость аккумулятора.

  Для увеличения срока службы положительных  пластин активную массу упрочняют добавки в нее полипропиленового волокна. При такой технологии изготовления положительных пластин сепараторы из стекловолокна не устанавливают.

  В активную массу отрицательных пластин  при ее изготовлении добавляют до 2% расширителей (сернокислый барий и дубитель БНФ), предотвращающих усадку и быстрое затвердение  активной массы.. Вследствие этого ограничивается уменьшение проходного сечения пор в активной массе при эксплуатации аккумуляторной батареи и связанное с этим преждевременное уменьшение емкости и снижение срока службы пластин.

  Активная  масса пластин вмазывается в  решетки с обеих сторон, после  чего пластины прессуют для получения  большей пористости, подвергают специальной обработке, заряда называется формированием.

  В конце формирования большая часть  активной массы положительных пластин превращается в перекись свинца PbO₂ (темно-коричневого цвета),а отрицательных – в губчатый свинец Pb(серого цвета), вследствие чего емкость аккумулятора увеличивается до номинальной величины .Заводы выпускают аккумуляторные батарей с сухими заряженными пластинами.

  Для увеличения срока  службы аккумулятора решетки положительных пластин, прочность которых в результате окисления при заряде уменьшается, имеют большую толщину, чем отрицательные пластины.

  Для уменьшения коробления крайней положительной  пластины, ввиду значительного изменения объема ее активной массы при разряде аккумулятора у большинства батарей положительных пластин, в блоке устанавливают на одну меньше, чем отрицательных. Благодаря этому обе стороны подвергаются одинаковому изменению объема активной массы, и она меньше коробится.

  Для увеличения емкости и уменьшения внутреннего сопротивления в каждом аккумуляторе устанавливают по несколько штук пластин. К мостикам с выводами приваривают ушки одноименных пластин. Полу блоки отрицательных и положительных пластин собирают в блок, при этом соприкосновение разноименных пластин предотвращается сепараторами.

  Сепараторы  изготавливают из кислотостойких материалов-микропористой  пластмассы (мипласта), микропористого эбонита (мипора), стекловолокна и др.

  Одна  сторона сепараторов, изготовленных  из мипора или мипласта, имеет ребра, которые обращены к положительным пластинам. При такой установке сепараторов обеспечивается лучший доступ  электролита в поры активной массы положительных пластин, что способствует повышению емкости аккумулятора.

  При установке двойных сепараторов  к положительным пластинам ставят сепаратор из стекловолокна, что уменьшает о ползание активной массы, вследствие чего увеличивается срок службы пластин.

  Сепаратор из стекловолокна замедляют диффузию электролита в пластины, что являются причиной снижения напряжения и емкости батарей, особенно при снижении температуры электролита.

  Над сепараторами в каждом аккумуляторе устанавливают тонкий перфорированный предохранительный щиток из хлорвинила или другого кислостойкого материала для защиты кромок сепараторов от механических повреждений при измерении плотности и ли при проверке уровня электролита.

  Минимальный срок службы аккумуляторной батареи  с одинарными сепараторами из мипласта или мипора - не менее 18мес при пробеге автомобиля не более 60 тыс. км ; для батарей с двойными сепараторами - не менее 24мес при пробеге автомобиля не более 75 тыс. км ..

  Аккумуляторные  батареи имеют на перемычках обозначения, характеризующие: тип; число последовательно соединенных аккумуляторов(3 или 6),определяющее номинальное напряжение(6 или 12 В); назначение(СТ- стартерная для автомобилей и автобусов или ТСТ- стартерная для автомобилей тяжелой службы, тракторов, сельскохозяйственных машин и т.п.); номинальную емкость при 20-часовом режиме разряда (А./ч);обозначение, характеризующее материал моноблока ( Э-эбонит, Т-полиэтилен, П-асфальтопековая пластмасса),буква, указывающих материал сепараторов(Р-мипор,М-мипласт,С-стекловолокно),и соответствующий ГОСТ

  Такие батареи не ремонтируют ; в них  невозможно проверять каждый аккумулятор  нагрузочной вилкой .Наружная поверхность крышки таких батарей меньше загрязняется, что снижает саморазряд батарей.

  На  автомобилях КамАЗ применяют  батареи 6СТ-190ТР без элетроподогрева и 6СТ-190ТР-Н с электроподогревом , обеспечивающим нормальную работоспособность батареи в зимнее время при температуре воздуха до –40 С. В специальные карманы, выполненные в стенке каждого аккумулятора, устанавливаются по одному нагревательному элементу, состоящему из графитизированного вискозного шнура, помещенного в перфорированный футляр из кислотостойкого материала. 

  Основные  потребители электроэнергии автомобиля.

Стартер

       Электрический стартер служит для пуска двигателя. Он представляет собой электродвигатель постоянного тока, преобразующий электрическую энергию аккумуляторной батареи в механическую работу (вращение коленчатого вала).

       Стартер (рис, 4) состоит из электродвигателя, механизма включения и тягового реле. Механизм включения служит для соединения вала якоря стартера с маховиком двигателя.

        При включении стартера поворотом  ключа в замке зажигания 5 ток через реле 4 подается от аккумуляторной батареи на обмотку тягового реле 3. При этом его сердечник 7 перемещается образовавшимся магнитным полем вправо, замыкая контакты 6 на обмотке 8 электродвигателя. Вал электродвигателя начинает вращаться, одновременно сердечник тягового реле перемещает рычаг 2 муфты, и ее приводная шестерня 1 входит в зацепление с зубчатым венцом маховика 11. При этом начинают вращаться маховик и коленчатый вал двигателя.

       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.4.  Схема стартера (включенное положение):

1 — приводная шестерня; 2 — рычаг; 3 — обмотка тягового репе; 4 — реле включения стартера; 5 — замок зажигания; 6 — подвижный контакт; 7 — подвижный сердечник; 8—обмотке электродвигателя; 9 – вал; 10  — ротор; 11 — венец маховика; АКБ — аккумуляторная батарея.

       Включать  стартер более чем на 10... 15сне  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. 
 

Система зажигания

       Как известно, воспламенение горючей смеси в цилиндрах двигателя происходит в конце такта сжатия электрической искрой, которая возникает на свече зажигания. Бесперебойность и очередность искрообразования в цилиндрах обеспечивается системой зажигания (иногда ее называют системой батарейного зажигания). На современных автомобилях встречаются три типа систем зажигания: контактная, бесконтактная и микропроцессорная. Первые две системы применяются на карбюраторных двигателях, третья — в основном, на двигателях с системой впрыска топлива.

       Контактная  система зажигания состоит из двух электрических цепей: низкого и высокого напряжений. В цепь низкого напряжения (рис. 5,а) последовательно включены источник тока (аккумуляторная батарея или генератор), замок зажигания 1, первичная обмотка 5 катушки зажигания и прерыватель. Цепь тока высокого напряжения (рис. 5,а) состоит из вторичной обмотки 6 катушки зажигания, распределителя (конструктивно объединенного с прерывателем), проводов высокого напряжения 7и свечей зажигания.

       При работе двигателя валик прерывателя-распределителя вращается синхронно с коленчатым и распределительным валами. При этом кулачок 4 валика периодически размыкает и замыкает контакты прерывателя. При замкнутых контактах прерывателя электрический ток от аккумуляторной батареи поступает в первичную обмотку катушки зажигания, образуя вокруг нее магнитное поле.  
 

Рис.5. Схема контактной системы зажигания:

а — электрическая цепь низкого напряжения; 6 — электрическая цепь высокого напряжения: 1 — замок зажигания; 2 — конденсатор; 3 — подвижный контакт прерывателя; 4 — кулачок; 5 — первичная обмотка; 6 — вторичная обмотка; 7 — провода высокого напряжения; 8 —бегунок; I, II, III, IV— боковые контакты крышки распределителя