Стартер

Надежный пуск двигателя происходит, если частота вращения его коленчатого вала достигает 60-80 мин-1. Поэтому при запуске двигателя применяют электрический двигатель — стартер. Основными составляющими частями стартера являются:
1) корпус;
2) якорь с обмотками и коллектором;
3) щетки;
4) щеткодержатели;
5) крышки.

Работа стартера основана на взаимодействии магнитных полей обмоток якоря и обмоток возбуждения при прохождении по ним электрического тока. Обмотки якоря и возбуждения выполнены из толстой медной проволоки, поскольку что стартер потребляет электрический ток большой силы (до 900 А). Обмотка возбуждения состоит из четырех секций, которые включены последовательно к обмоткам якоря двумя параллельными ветвями. Каждая ветвь включает в себя две секции обмотки возбуждения. Щетки для обеспечения более высокой проводимости выполнены медно-графитовыми. Две щетки стартера соединены с массой, а две другие — с обмотками возбуждения.

Стартер оборудован приводом, который соединяет вал стартера с зубчатым венцом маховика. Посредством этого привода стартер приводит во вращение коленчатый вал двигателя. Привод стартера обеспечивает соединение с венцом маховика только во время пуска двигателя автомобиля. После запуска вал стартера должен немедленно отключиться. Если вал стартера не отключится после запуска двигателя, то венец маховика начнет вращать якорь стартера с очень большой частотой, и витки обмотки могут выйти из своих пазов под действием центробежной силы.

На отечественных автомобилях чаще всего применяют стартер с дистанционным управлением и электромагнитным включением. Привод такого стартера включает в себя: реле включения, тяговое реле с двумя обмотками, кольцо, пружину, рычат с вилкой, муфту и шлицованную втулку. Тяговое реле включает в себя две обмотки втягивающую и удерживающую. Удерживающая обмотка включается параллельно обмотке якоря, а втягивающая — последовательно.

Муфта свободного хода стартера включает в себя ведомую и ведущую обоймы. Ведущая обойма перемещается на шлицах вала. Ведомая обойма состоит из шестерни с четырьмя клинообразными выемками, в которых находятся ролики с пружинами. Во время вращения ведущей обоймы ролики перемещаются в узкую часть выемки, в результате этого происходит заклинивание ведомой обоймы на ведущей. При вращении ведомой обоймы относительно ведущей ролики перемещаются в более широкую часть выемок, в результате этого ведомая обойма начинает свободно вращаться на ведущей.

Стартер включается при повороте ключа зажигания до отказа вправо, при этом происходит замыкание цепи обмотки реле включения. В обмотке реле возникает магнитное поле, которое вызывает замыкание контактов реле, в результате этого в электрическую цепь включаются обмотки тягового реле. Под действием электромагнитного поля обмоток втягивается сердечник тягового реле, а также связанный с ним рычаг. Перемещаясь, рычаг вводит в зацепление шестерню привода с венцом маховика. Одновременно с этим на другом конце стержня после включения шестерни медный контактный диск замкнет силовую; электрическую цепь стартера.

Когда ключ зажигания поворачивается в свое исходное положение, цепь удерживающей обмотки размыкается, в результате этого сердечник, рычаг и медный диск возвращаются в свое исходное положение и стартер отключается.

Приборы освещения, звуковой и световой сигнализации

Система освещения предназначена для обеспечения безопасного движения автомобиля в темное время суток. В систему освещения входят фары, задние фонари, фонари освещения заднего номерного знака, фонари освещения салона и багажного отделения, а также лампы освещения моторного отсека и вещевого ящика.

Система световой сигнализации предназначена для предупреждения других участников движения об изменении направления движения, о торможении, а также об аварийной остановке. В систему световой сигнализации входят передние сигнальные фонари, задние сигнальные фонари, боковые повторители сигналов поворота, контрольные лампы в комбинации приборов, электронное реле-прерыватель, а также выключатели. Отражатели стоп-сигналов имеют красный цвет, сигналов фонарей поворота — оранжевый цвет.

Правые и левые указатели поворотов включаются рычагом, который расположен под рулевым колесом. При этом левые и правые сигнальные и контрольные лампы горят мигающим цветом. Частота мигания достигает 60-120 раз в минуту, мигание происходит за счет специального электронного реле-прерывателя, которое встроено в электрическую цепь. После выхода автомобиля из поворота рычаг выключения сигналов поворота автоматически возвращается в свое исходное положение. Если контрольная лампа в комбинации приборов мигает с удвоенной частотой, то это означает, что одна из сигнальных ламп не горит или реле-прерыватель находится в неисправном состоянии.

При вынужденной остановке из-за неисправности автомобиля включается аварийная сигнализация нажатием соответствующей кнопки. При включении аварийной сигнализации начинают гореть с удвоенной интенсивностью все сигнальные лампы указателя поворотов и сигнальная лампа в комбинации приборов. Цепь аварийной сигнализации проходит, минуя выключатель зажигания, поэтому сигнализация работает при любом положении ключа зажигания.

Фары автомобиля состоят из лампы основного и габаритного света, сблокированных с фонарями указателя поворота. Спереди фары находится рассеиватель из бесцветного стекла. С внутренней стороны рассеивателя расположена сложная система линз и призм. В задней части фар установлен рефлектор, изготовленный из стали. Рефлектор покрыт термостойким лаком и тонким слоем алюминия для создания зеркальной поверхности. В рефлекторе перед лампой установлен экран, который обеспечивает более четкую границу пучка ближнего света. В лампе фары находятся две нити накаливания. Одна нить (60 Вт) для дальнего света, другая (55 Вт) — для ближнего света. Нить дальнего света расположена в фокусе рефлектора и дает узкий пучок света параллельно дороге на большое расстояние. Нить ближнего света выведена вперед из фокуса и закрыта металлическим экраном, который препятствует распространению ближнего света наверх. Направление пучка света, испускаемого фарами, можно регулировать в вертикальной и горизонтальной плоскости при помощи специальных регулировочных винтов. Для регулировки пучка света фар в зависимости от нагрузки предназначен специальный гидрокорректор, который установлен в кабине водителя.

Гидрокорректор включает в себя рабочий цилиндр, исполнительные цилиндры и соединительные трубки. Рабочий цилиндр установлен на приборной панели, исполнительные цилиндры закреплены на фарах. Все цилиндры и соединительные трубки гидрокорректора заполнены низкозамерзающей жидкостью. Механизм гидрокорректора не разборный и в случае поломки полностью заменяется на новый.

Задний фонарь состоит из основания, на котором закреплена лампа, рассеивателя, а также защитного кожуха. Фонарь крепится к кузову автомобиля при помощи гаек. Он имеет секции с лампами габаритного света, света заднего хода, сигналов торможения и поворота, а также секции для противотуманного фонаря. Основание представляет собой платформу для ламп и выводной клеммы, которая предназначена для подключения колодки с пучком проводов. Рассеиватель заднего фонаря имеет встроенный отражатель. Правый фонарь представляет собой зеркальное отражение левого.

Звуковые сигналы могут быть безрупорного или рупорного типа. Рупорные звуковые сигналы представляют собой корпус, в котором находится электромагнит в виде сердечника с обмоткой. Внутри электромагнита расположен якорь с грузом и текстолитовой шайбой. Якорь жестко крепится к мембране. Кроме этого в корпусе звукового сигнала расположен мостик с подвижными и неподвижными контактами. Для усиления звука имеется составной рупрр, который состоит из крышки и корпуса. Так как рупорные звуковые сигналы потребляют ток выше допустимого для механических кнопочных выключателей, в цепи звуковых сигналов устанавливается вспомогательное реле. При включении сигнала ток поступает сначала в обмотку вспомогательного реле, затем поступает в обмотку электромагнита и через массу «замыкает» цепь. При этом под действием электромагнита якорь перемещается вверх, выгибает мембрану и одновременно с этим размыкает контакты. После этого сердечник размагничивается и под действием упругой диафрагмы возвращается в свое исходное положение, замыкает контакты, и весь процесс повторяется вновь. В результате этого якорь с мембраной совершает колебания с частотой 200 и 400 Гц, такое колебание и создает звук. Силу и тембр звука можно регулировать при помощи регулировочного винта, который перемещает край мостика с контактами, тем самым изменяя момент размыкания контактов.

Контрольно-измерительные приборы

Контрольно-измерительные приборы применяют для контроля за работой системы смазки и охлаждения двигателя, наличия топлива в баке, заряда аккумуляторной батареи. К контрольно-измерительным приборам относятся: указатели температуры воды, давления масла, амперметр, уровня топлива в баке, а также аварийные сигнализаторы давления масла и температуры воды.

Амперметр предназначен для контроля за зарядом аккумуляторной батареи. Амперметр показывает силу зарядного и разрядного тока в амперах. Он включается в цепь электропитания последовательно. Амперметр состоит из корпуса, контактных винтов, латунной шины, постоянного магнита, якоря с осью, шкалы и стрелки. Стрелка закреплена вместе с якорем на оси амперметра. При отсутствии тока якорь под действием искусственного магнита удерживается вдоль него, при этом стрелка находится у нулевого деления шкалы. При прохождении электрического тока по латунной шине якорь стремится установиться вдоль созданного вокруг шины магнитного потока, в результате этого он поворачивается на определенный угол вместе со стрелкой. Величина и направление угла поворота якоря и стрелки зависят от силы и направления тока в шине. Отклонение стрелки амперметра к знаку «-» показывает разряд аккумуляторной батареи, а отклонение к знаку «+» показывает заряд батареи.
Амперметр не включен в цепь звукового сигнала и стартера. Это связано с тем, что эти приборы потребляют высокое напряжение, на которое амперметр не рассчитан.

Указатель температуры необходим для контроля температуры охлаждающей жидкости. Для нормальной работы двигателя необходимо поддерживать оптимальную температуру охлаждающей жидкости и при необходимости регулировать ее при помощи жалюзи. Указатель температуры охлаждающей жидкости включает в себя датчик, укрепленный на головке цилиндров, и указатель, расположенный на приборном щитке.
Конструкция датчика включает в себя корпус, термистр и пружину. Термистр представляет собой диск, проводимость которого меняется в зависимости от его температуры. С увеличением температуры проводимость термистра увеличивается, с понижением температуры — уменьшается.
Указатель состоит из трех катушек, одна из которых включена последовательно к термистру, а две другие соединены с массой. Сопротивление последних двух катушек практически всегда остается неизменным, поэтому сила тока также остается постоянной. Стрелка указателя крепится на оси вместе с постоянным магнитом, который находится под действием результирующего магнитного Поля катушек.
При изменении температуры жидкости меняется проводимость термистра, в результате этого меняется результирующее магнитное поле, и магнит со стрелкой отклоняются. Такие магнитоэлектрические указатели точны и надежны в работе, они не создают помех для работы радиоаппаратуры. Помимо указателей температуры на большинстве автомобилей устанавливают аварийные сигнализаторы, которые предупреждают водителя о недопустимом превышении температуры жидкости в

системе охлаждения.

Аварийный сигнализатор включает в себя сигнальную лампу, устанавливаемую на щитке приборов, и датчик, который устанавливается в верхнем бачке радиатора. Датчик сигнализатора представляет собой корпус с латунной гильзой. Внутри гильзы находится неподвижный контакт, который соединяется с массой, и подвижный контакт, закрепленный на упругой биметаллической пластине. Биметаллическая пластина изолирована от массы и соединена с зажимом снаружи корпуса. Сигнальная лампа на щитке приборов соединяется при помощи провода с зажимом.
Контакты датчика при нормальной температуре охлаждающей жидкости находятся в разомкнутом состоянии. Когда температура превышает расчетную, биметаллическая пластина изгибается на столько, что замыкает контакты. В результате этого в цепь включается лампа сигнализатора.
Указатель давления масла в системе смазки состоит из указателя и датчика. Датчик включает в себя корпус с диафрагмой, крышку, а также ползунок реостата, который связан с диафрагмой. При увеличении давления масла диафрагма прогибается, и вместе с ней по реостату перемещается подвижной контакт, который изменяет сопротивление.

Указатель датчика давления масла по своему устройству аналогичен указателю

температуры охлаждающей жидкости. Одна из катушек указателя соединена с массой через резистор, который выполняет роль температурного компенсатора. Такая конструкция позволяет уменьшить влияние температуры на точность показания прибора. Для дополнительного контроля за давлением масла на автомобилях устанавливают сигнализатор аварийного давления масла. Он состоит из контрольной лампы, которая располагается на приборном щитке, и датчика. Датчик включает в себя корпус, диафрагму, а также контактное устройство, пружину и изолированный вывод. Если давление масла понижается ниже допустимого значения, контакты смыкаются и лампа загорается. При повышении давления диафрагма прогибается, контакты размыкаются, и лампа гаснет.

Указатель уровня топлива в топливном баке предназначен для контроля за уровнем топлива. Указатель уровня топлива состоит из датчика и указателя. Датчик указателя уровня топлива находится на топливном баке и включает в себя ползунковый реостат и поплавок с рычагом. Ползунковый реостат находится снаружи топливного бака, а поплавок с рычагом — внутри. При уменьшении уровня топлива сопротивление, включаемое реостатом, уменьшается, а при увеличении увеличивается. Конструкция указателя уровня топлива аналогична указателю температуры охлаждающей жидкости.
Сила тока и магнитное поле левой катушки указателя зависят от положения ползунка реостата. При полном баке ползунок находится на краю реостата, при этом его обмотка включена.полностью, в результате этого сила тока в левой катушке будет небольшой. Результирующее магнитное поле повернет магнит со стрелкой на отметку «полный бак». При уменьшении уровня топлива сопротивление уменьшается. Сила тока в левой катушке начнет увеличиваться и под действием результирующего магнитного поля магнит со стрелкой начнет перемещаться в сторону нулевой отметки.

Устройство контактной системы зажигания

Рабочая смесь в камере сгорания цилиндров двигателя зажигается при помощи искры, которая образуется между электродами свечи зажигания.
Для образования искры необходимо напряжение не менее 12-16 кВ.
Образование тока высокого напряжения, а также его распределение по цилиндрам двигателя осуществляются приборами батарейного зажигания. Система батарейного зажигания включает в себя источник тока низкого напряжения, катушку зажигания, прерыватель распределитель, свечи зажигания, конденсатор, провода высокого и низкого напряжения, включатель зажигания.

Система батарейного зажигания включает в себя цепь высокого напряжения и цепь низкого напряжения. Цепь низкого напряжения питается от аккумуляторной батареи или от генератора. Кроме источников тока в эту цепь последовательно включены включатель зажигания, прерыватель, а также первичная обмотка катушки зажигания с добавочным резистором. Все эти элементы соединяются между собой проводами низкого напряжения. Цепь высокого напряжения включает в себя: вторичную обмотку катушки зажигания, провода высокого напряжения, свечи зажигания, а также распределитель.
Образование тока высокого напряжения происходит в катушке зажигания. Оно основано на принципе самоиндукции. При включенном зажигании и сомкнутых контактах прерывателя электрический ток от генератора или от аккумуляторной батареи поступает на первичную обмотку катушки зажигания, в результате этого вокруг нее возникает электромагнитное поле. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке пропадает, и магнитный поток вокруг нее также исчезает. Исчезающий магнитный поток пересекает витки первичной и вторичной обмотки катушки зажигания, в результате чего в каждой из них возникает ЭДС. Благодаря большому числу последовательно соединенных между собой витков вторичной обмотки общее напряжение на ее концах достигает 20-24 кВ.

От катушки зажигания ток высокого напряжения через провода высокого напряжения и распределитель поступает к свечам зажигания. В результате этого между электродами свечей зажигания образовывается электрический разряд, который воспламеняет рабочую смесь в камерах сгорания.
ЭДС самоиндукции в первичной обмотке катушки зажигания достигает 200-300 В. Благодаря этому исчезновение магнитного потока замедляется и появляется искра между контактами прерывателя. Для того чтобы предотвратить появление искры между контактами прерывателя, параллельно контактам устанавливают конденсатор.

Катушка зажигания, преобразующая ток низкого напряжения в ток высокого напряжения состоит из:
1) сердечника;
2) первичной обмотки, которая включает в себя 250-400 витков изолированного медного провода диаметром 0,8 мм;
3) вторичной обмотки, которая включает в себя 19-25 тыс. витков изолированного провода диаметром 0,1 мм;
4) картонной трубки;
5) железного корпуса с магнитопроводами;
6) карболитовой крышки;
7) клемм и добавочного резистора.

Вторичная обмотка катушки зажигания находится под первичной обмоткой и отделяется от нее слоем изоляционного материала. Концы первичной обмотки выводятся на клеммы карболитовой крышки.
Сердечник катушки зажигания изготавливают из отдельных изолированных друг от друга полосок трансформаторной стали. Такая конструкция позволяет уменьшить образование вихревых токов. Нижний конец сердечника устанавливается в фарфоровый изолятор. Внутренние полости катушки трансформации заполняются трансформаторным маслом.

Добавочный резистор катушки зажигания состоит из спирали, керамических гнезд и двух шин. Сопротивление дополнительного резистора колеблется от 0,7 до 20 Ом. Один конец резистора соединяется с клеммой ВК при помощи шины, а другой конец соединяется клеммой ВКВ.
При небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя контакты прерывателя в течение длительного времени находятся в замкнутом состоянии. В результате этого происходит возрастание силы тока в первичной цепи, резистор начинает нагреваться, и в катушку зажигания поступает электрический ток небольшой силы, тем самым катушка предохраняется от перегрева.
Для того чтобы постоянно индуцировать во вторичной обмотке катушки зажигания ток высокого напряжения, необходимо периодически размыкать первичную цепь системы батарейного зажигания. Для этого служит прерыватель. Кроме этого вырабатываемое катушкой зажигания высокое напряжение необходимо распределять по цилиндрам двигателя согласно порядку их работы, эту функцию выполняет распределитель. Для более удобного обслуживания, а также для упрощения конструкции системы зажигания распределитель и прерыватель объединены в один прибор — прерыватель-распределитель.

Прерыватель устанавливается на двигателе автомобиля и приводится в действие от распределительного вала. На контакты прерывателя наплавлен тонкий слой вольфрама. Прерыватель состоит из:
1) приводного вала;
2) корпуса;
3) подвижного и неподвижного дисков;
4) центробежного и вакуумного регуляторов опережения;
5) октан-корректора;
6) кулачка с выступами.

Количество выступов на кулачке равно числу цилиндров двигателя. Кулачок через центробежный регулятор соединен с приводным валиком. Параллельно контактам прерывателя включен конденсатор, который не допускает искрения на контактах, а также приводит к быстрому исчезновению тока в первичной цепи. Благодаря этому напряжение во вторичной цепи значительно повышается. Конденсатор состоит из лакированной бумаги, на которую наносится слой цинка и олова. Такая бумага сворачивается в рулон и служит обкладкой конденсатора. К торцам рулона припаяны гибкие проводники. Рулон оборачивается кабельной бумагой и пропитывается маслом. Конденсатор крепится на подвижном диске или снаружи на корпусе прерывателя.
Емкость конденсатора составляет 0,17-0,2 мкФ. Конденсаторы из металлизированной бумаги могут самовосстанавливаться при пробое диэлектрика за счет заполнения отверстия маслом.

Кроме этого на работу системы батарейного зажигания большое влияние оказывает зазор между контактами прерывателя. Нормальная работа системы батарейного зажигания возможна при зазоре между контактами прерывателя в пределах от 0,35 до 0,45 мм.
При большом зазоре время замкнутого состояния конденсатора уменьшится, и сила тока в первичной обмотке катушки зажигания не успеет возрасти до требуемой величины. В результате этого ЭДС вторичной цепи не будет достаточно высокой. Кроме этого при большом зазоре и при высокой частоте вращения коленчатого вала будут возникать перебои в работе двигателя.

При небольшом зазоре происходит сильное искрение между контактами прерывателя, и в результате этого возникают перебои на всех режимах работы двигателя. Зазор между контактами прерывателя регулируют перемещением пластины со стойкой неподвижного контакта.
Распределитель устанавливается на корпусе прерывателя и состоит из ротора и крышки. Ротор изготовлен из карболита и имеет форму грибка. Сверху в ротор вмонтирована контактная пластина. Ротор крепится на выступе кулачка. Крышка распределителя также делается из карболита. На наружной части крышки ротора по окружности расположены гнезда по числу цилиндров. В гнезда вставляют провода, которые присоединяются к свечам зажигания. Кроме этого в крышке распределителя размещается центральное гнездо, которое предназначено для крепления провода высокого напряжения от катушки зажигания. Внутри распределителя напротив каждого гнезда находятся боковые контакты. В центре внутренней части распределителя находится угольный контакт с пружиной, который предназначен для соединения центрального гнезда с пластиной ротора.

Крышка закрепляется на корпусе ротора при помощи двух пружинных защелок. Ротор, вращаясь вместе с кулачком, соединяет центральный контакт поочередно со всеми боковыми платанами, при этом цепь высокого напряжения замыкается, и электрический ток поступает в свечи зажигания тех цилиндров, где в данный момент должно происходить воспламенение рабочей смеси.

Свеча зажигания состоит из центрального электрода с изолятором, а также стального корпуса, в котором он крепится. Корпус свечи зажигания имеет нарезную верхнюю часть, благодаря которой свеча вворачивается в нарезное отверстие головки цилиндров двигателя автомобиля. В нижней части корпуса имеется один боковой электрод. В верхней части корпус свечи имеет грани под ключ. Центральный электрод с изолятором завальцован в корпусе свечи. На центральном электроде сверху расположен наконечник для крепления провода высокого напряжения.
Для нормальной работы свечи зажигания необходимо, чтобы температура нижней части изолятора была в пределах от 500 до 600 °С. При такой температуре сгорает нагар, и свеча очищается. Чрезмерный нагрев свечи зажигания приводит к разрушению изолятора, а в результате переохлаждения на свечах зажигания скапливается моторное масло и нагар.

Аккумуляторная батарея и генератор

Аккумуляторная батарея включает в себя шесть свинцово-кислотных аккумуляторов. Она представляет собой химический источник постоянного тока и предназначена для питания электрическим током приборов электрооборудования при неработающем двигателе, при работе двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала, а также при пуске двигателя стартером.

Аккумуляторная батарея имеет кислотостойкий корпус, который разделен на шесть отсеков. Каждый отсек аккумуляторной батареи представляет собой отдельный аккумулятор. Сверху батарея закрыта общей крышкой, которая приварена при помощи ультразвуковой сварки. В крышке имеются отверстия, через которые осуществляется заливка электролита в каждый аккумулятор. Кроме этого через отверстия проходят полюсные выводы батареи.
Аккумулятор включает в себя два полублока чередующихся пластин (положительных и отрицательных). Пластины одинаковой полярности привариваются к бортам, которые служат для крепления пластин и вывода электрического тока. Решетки пластин отливают из сплава свинца с добавлением кальция и сурьмы, в результате этого замедляется процесс саморазряда аккумулятора. Кроме этого в решетку пластин впрессовывают активную массу. Активная масса приготавливается на водном растворе серной кислоты и окислов свинца (для положительных пластин) И свинцового порошка (для отрицательных). Это позволяет увеличить емкость аккумулятора.

Одноименные пластины соединяются в полублоки, которые заканчиваются выводными штырями. Полублоки собираются таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому отрицательных пластин на одну больше. Такое расположение позволяет лучше использовать двухстороннюю активную массу крайних положительных пластин, а также исключает их коробление и разрушение.
Положительные пластины аккумулятора помещаются в сепараторы. Сепараторы представляют собой конверты, которые изготовлены из тонкого пластикового микропористого материала. Благодаря конвертам исключается возможность замыкания положительных пластин отрицательными. Кроме этого из-за малой толщины и большой пористости сепараторов не создается помех прохождению электролита, снижается внутреннее сопротивление и получается зарядный ток большей силы.

В каждом аккумуляторе снизу заливных отверстий находятся трубчатые индикаторы, которые показывают уровень электролита. Если уровень электролита соответствует норме, то его поверхность образует эллипс, который можно четко увидеть через наливное отверстие. Кроме этого на корпусе аккумулятора могут быть отметки min и шах, которые показывают максимальный и минимальный уровни электролита.
Полублоки пластин соединяются между собой при помощи межэлементных соединений, которые проходят через пластмассовые перегородки. Межэлементные соединители соединяют пластины с положительными и отрицательными выводами аккумуляторной батареи.
Выводы многих аккумуляторных батарей имеют конусную форму. Такая форма обеспечивает сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их в процессе эксплуатации. Причем диаметр отрицательного вывода меньше диаметра положительного. Это исключает возможность нарушения полярности при установке аккумуляторной батареи на автомобиль.
Сверху отверстия для заливки электролита закрываются пробками, которые имеют вентиляционные отверстия для выхода газов, образующихся в процессе работы батареи. Электролит представляет собой раствор серной кислоты с дистиллированной водой.

Генератор

Генератор предназначен для питания током всех потребителей электрооборудования, а также для заряда аккумуляторной батареи при средних и высоких оборотах двигателя.

На автомобилях устанавливают трехфазные генераторы переменного тока с выпрямителями на основе кремниевых диодов.
На стальном статоре генератора располагаются три катушки под углом в 120°. Концы катушек соединяются звездой (когда одни концы обмоток соединяются в одной точке, а другие выводятся в общую цепь потребителей). Катушка и включенный в нее потребитель образуют фазу. Внутри статора вращается ротор. Во время вращения ротора к катушкам каждые 120° попеременно подходят северный и южный полюса. При этом обмотки катушек статора пересекают силовые магнитные линии, в результате этого в них индуцируется переменная по своему направлению ЭДС. ЭДС создает переменный ток в цепи каждой фазы. При этом ток, который индуцируется в одной из фаз, обязательно проходит в цепи двух других фаз. За один оборот ротора через равные промежутки времени в цепи каждой фазы меняется направление тока.
Переменный ток не может использоваться для зарядки аккумуляторной батареи, поэтому в генераторе устанавливается блок выпрямителей. Блок выпрямителей включает в себя шесть кремниевых диодов, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Кремниевые диоды имеют достаточно большой срок службы, пропускают малый обратный ток, а также достаточно надежно работают при температуре от -60 до + 125 С. Кроме этого диоды имеют малые габариты и массу, что позволяет их устанавливать в крышку генератора автомобиля.

Генератор включает в себя:
1) статор;
2) ротор;
3) щетки;
4) выпрямительный блок;
5) электронный регулятор напряжения;
6) проводниковый шкив;
7) конденсатор.

Конструкция статора включает в себя сердечник и катушки обмотки. Сердечник изготовляют из отдельных пластин, изолированных лаком. Сердечник статора выполнен в виде кольца. На внутренней поверхности сердечника имеются зубья, на которые надеваются катушки. Катушки образуют обмотку статора, разделенную на три фазы. Одни концы фаз соединены между собой в одной точке, которая называется нулевой. Другие концы фаз выводятся непосредственно в цепь.

Ротор генератора включает в себя вал и шесть пар магнитных полюсных наконечников. На валу напрессована втулка с обмоткой возбуждения. Магнитные наконечники под действием обмотки возбуждения создают магнитное поле. Кроме этого на валу ротора есть Два контактных кольца. Через контактные кольца в обмотку возбуждения подается электрический ток. Ло контактным кольцам скользят графитовые щетки, которые соединены с регулятором напряжения. Вращение ротора происходит в шариковых подшипниках, которые установлены в передней и задней крышках. Подшипники не требуют смазки, так как они заполнены специальной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы генератора.

Выпрямительный блок состоит из двух алюминиевых пластинок с запрессованными в них шестью диодами. Диоды выпрямительного блока пропускают электрический ток только в одном направлении, создавая тем самым постоянный ток. Кроме этого На пластине выпрямительного блока есть дополнительные три диода. Напряжение, снимаемое с дополнительных диодов, идет на питание постоянным током обмотки ротора.

Электронный регулятор напряжения представляет собой неразборный и нерегулируемый узел. В паз регулятора напряжения вставляется щеточный узел, который представляет собой пластмассовый щеткодержатель с двумя щетками.
Приводной шкив с вентилятором устанавливается на переднем конце вала ротора.
Вентилятор предназначен для охлаждения статора, ротора и выпрямительного блока. Охлаждающий воздух засасывается через отверстия в задней крышке, циркулирует внутри генератора и затем выходит наружу через отверстия в передней крышке.
Конденсатор устанавливается в генераторе для подавления радиопомех и для защиты электронного оборудования от импульсов напряжения в системе зажигания.

При включении зажигания на обмотку генератора поступает ток от аккумуляторной батареи. Ток, протекающий по обмотке возбуждения, создает вокруг полюсов ротора электромагнитное поле. После пуска двигателя ротор генератора начинает вращаться и под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный полюс ротора, в результате этого магнитный поток, проходящий через зубцы статора, меняет свое «направление. Переменный магнитный поток пересекает витки обмотки статора, в результате этого в ней индуцируется ЭДС.

Переменный электрический ток, который индуцируется в обмотке статора, выпрямляется выпрямительным блоком. После этого постоянный ток подается для питания потребителей. Кроме этого с выводов дополнительных диодов подается напряжение для питания обмотки возбуждения ротора.
При увеличении частоты вращения ротора происходит увеличение выходного напряжения генератора. Если напряжение начинает превышать 13,7-14,5 В, регулятор напряжения прекращает подачу тока в обмотку возбуждения. После этого происходит падение напряжения генератора, регулятор снова начинает подавать ток в обмотку, и весь процесс повторяется. Благодаря высокой частоте протекания этого процесса напряжение генератора остается практически постоянным в пределах от 13,7 до 14,5 В. Размыкание и замыкание цепи питания электрооборудования происходит за счет открытия и закрытия выходного транзистора в регуляторе напряжения. Открытие и закрытие транзистора происходит под действием управляющего напряжения на выводе регулятора напряжения. Более точный контроль напряжения в цепи электрооборудования может осуществляться при помощи вольтметра, который установлен на щитке приборов.

Крепление генератора к двигателю автомобиля в большинстве случаев осуществляется при помощи болтов, вставляемых в отверстие приливов крышек со втулками. С верхней стороны генератор крепится к двигателю через натяжную планку, которая обеспечивает перемещение генератора при регулировке натяжения или при замене приводного ремня.

Основные сведения по электрооборудованию

Работа современного автомобиля невозможна без электрического тока. Благодаря электрическому току происходит зажигание рабочей смеси в камерах сгорания цилиндров двигателя, работают световая и звуковая Сигнализации,

контрольно-измерительные приборы, освещение и дополнительное оборудование.

Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц в проводнике. Сила тока, под действием которой происходит такое движение, называется электродвижущей силой (ЭДС).
Источниками электрического тока называются приборы или механизмы, в которых происходит превращение механической или какой-либо другой энергии в электрическую.

Для получения электрического тока на автомобиле установлены генератор и аккумуляторная батарея. Генератор превращает механическую энергию в электрическую.

Аккумуляторная батарея превращает химическую энергию в электрическую.
Потребителями называются приборы, которые превращают электрическую энергию в другой вид энергии. К таким приборам относятся лампы освещения, стартер, электродвигатели стеклоочистителей, вентилятора,

контрольно-измерительные приборы и т.д.
Материалы, которые проводят электрический ток, создавая небольшое сопротивление, называются проводниками. К проводникам относятся металлы, уголь, водные растворы солей и кислот. Для соединения электрооборудования чаще всего применяют алюминиевую или медную проволоку.
Материалы, которые не проводят электрический ток, называются изоляторами. К таким материалам относятся пластмасса, стекло, резина, эбонит и т. д.
Вещества, которые по проводимости занимают промежуточное положение, называются полупроводниками. Некоторые полупроводники способны образовывать на границе поверхности между полупроводником и металлом запирающий слой, который пропускает электричество только в одном направлении. Полупроводники применяются при изготовлении фотоэлементов, терристоров и т. Д. В качестве полупроводников чаще всего применяют селен, кремний, германий т. д.

Источники тока вместе с потребителями и соединяющими их проводами образуют электрическую цепь. Существует внутренняя и внешняя электрическая цепь. Внутренняя электрическая цепь образуется в самом источнике тока. К внешней электрической цепи относятся потребители электрического тока и соединяющие их проводники. Характерной особенностью внешней электрической цепи автомобиля является то, что одним проводом является масса (металлические части автомобиля), а другим изолированные провода. Поэтому электрическая цепь автомобиля называется однопроводной.
Часть ЭДС источника тока, которая затрачивается на преодоление проводников и потребителей электрической цепи, называется напряжением. Напряжение измеряется в вольтах (В).
Сила тока представляет собой количество электричества, которое проходит через поперечное сечение проводника за 1 секунду. Сила тока измеряется в амперах (А).
В проводнике при прохождении по нему электрического тока возникает сопротивление, это сопротивление измеряется омами (Ом). Между силой тока, напряжением и сопротивлением существует зависимость: сила прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Мощностью называется работа электрического тока, которая совершается за единицу времени. Мощность измеряется в ваттах (Вт).
При прохождении электрического тока проводник нагревается. Количество тепла, которое выделяется при этом, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.
Постоянным током называется ток, который движется только в одном направлении, переменный ток двигается то в одном, то в другом направлении. На автомобилях все приборы работают от постоянного тока.
В каждом источнике постоянного электрического тока существуют два полюса: положительный (+) и отрицательный (-). Условно считают, что во внешней цепи происходит движение тока от положительного полюса к отрицательному. На автомобилях отрицательный полюс соединяется с массой.
Элементы электрической цепи могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. При последовательном соединении отрицательный полюс одного элемента соединяется с положительным полюсом другого элемента. Таким способом соединяются шесть аккумуляторов в аккумуляторной батарее, в результате такого соединения удается получить общее напряжение, которое равно сумме напряжений всех элементов. При параллельном соединении соединяются одноименные полюса. При таком соединении общее напряжение будет оставаться таким же, как и у одного источника тока.
В природе встречается Железная руда, которая обладает магнитными свойствами, такая руда называется природным магнитом. Если к магниту приложить стальные или чугунные детали, то они тоже приобретают магнитные свойства. Детали из углеродистой стали способны сохранять магнитные свойства после воздействия на них магнита. Такие стальные предметы называют искусственными магнитами. Вокруг магнита располагается магнитное поле, благодаря которому магнит способен притягивать и удерживать стальные предметы не только при контакте, но и на расстоянии. Каждый магнит имеет два полюса: северный и южный. Одноименные полюса разных магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются. Магнитное поле состоит из магнитных силовых линий, которые направлены от северного полюса к южному. С увеличением расстояния напряженность магнитного поля снижается.
Когда через проводник проходит электрический ток, то вокруг него образуется кольцевое магнитное поле. Кольцевое магнитное поле не обладает выраженными полюсами. Когда электрический ток проходит по проводнику, свернутому в спираль, то магнитное поле, складываясь, образует на концах спирали два полюса. Если в центр такой спирали поместить сердечник из малоуглеродистой стали, то получится электромагнит, который обладает такими же свойствами, что и природный магнит. Силу магнитного поля электромагнита можно увеличивать или уменьшать, меняя Количество витков и силу тока в проводнике. Электромагниты имеют широкое применение в приборах электрооборудования.
Если в магнитное поле поместить проводник с током, то в результате взаимодействия магнитных полей проводник начнет перемещаться. На этом принципе основана работа электродвигателей. В электродвигателе происходит превращение электрической энергии в механическую. Превращение механической энергии в электрическую происходит в результате электромагнитной индукции. Если замкнутый проводник поместить в электромагнитное поле и пересечь им силовые электромагнитные линии, то в результате этого в проводнике возникнет электрический ток.

Сила индукционного тока зависит от:
1) длины проводника, помещенного в электромагнитное поле;
2) скорости пересечения проводником электромагнитного поля;
3) плотности электромагнитного поля;
4) угла, под которым проводник пересекает силовые электромагнитные линии.

На принципе электромагнитной индукции основана работа генератора. В генераторах тока проводники выполнены в виде петель. Ток начинает вырабатываться в том случае, если такую петлю поместить в электромагнитное поле и начать вращать.
На автомобилях установлены генераторы, которые способны вырабатывать однофазный или трехфазный ток. Однофазный ток вырабатывается в генераторе, проводники которого образуют одну обмотку. Трехфазный ток вырабатывается в генераторе, проводники которого образуют три одинаковые обмотки, расположенные под углом 120°.

Кроме этого ЭДС может индуцироваться взаимоиндукцией. Взаимоиндукция заключается в том, что при прохождении электрического тока в первичной обмотке какой-либо из катушек вокруг нее создается электромагнитное поле, которое охватывает также и витки вторичной обмотки, в результате этого во вторичной обмотке катушки возникает ЭДС. На этом принципе основана работа катушки зажигания. Кроме этого, исчезающее и появляющееся электромагнитное поле пересекает также витки первичной обмотки, в результате этого возникает дополнительная ЭДС.

В системе зажигания автомобиля применяют полупроводниковые приборы, к которым относятся диоды и триоды (транзисторы). Полупроводниковый диод способен пропускать электрический ток только в одном направлении. Конструкция полупроводникового диода включает в себя пластинку кремния или германия, в которую вплавляется кусочек алюминия или индия. На границе между этими веществами образуется запирающий слой, который способен пропускать электрический ток только в одном направлении. Такие диоды часто применяют в качестве выпрямителей переменного тока.
Транзистор состоит из полупроводниковой пластины (например, германия), которая составляет базу транзистора и двух наплавленных на нее капель алюминия или кремния. Наплавленные капли образуют две зоны проводимости. Электрод (наплавленная капля), на который подается напряжение, называется эмиттером, а электрод, с которого снимается напряжение, — коллектором. При помощи электрического тока, подводимого к базе, осуществляется управление проводимостью транзистора. Транзисторы широко применяются для прерывания’ или для усиления электрического тока.