Аккумуляторная батарея

При неработающем двигателе источником питания электропри­боров и оборудования автомобиля служит аккумуляторная батарея. Она состоит из шести последовательно соединенных между собой аккумуляторов, одинаковых по устройству.

Аккумуляторы установлены в пластмассовом корпусе 6 (рис. 16, а), разделенном перегородками на шесть отделений. Каждый аккумуля­тор состоит из набора положительных 4 и отрицательных 3 пластин. Положительные пластины соединены с выводом «+» 9 аккумуляторной батареи, а отрицательные — с выводом «—» 11. Пластины отде­лены одна от другой пористыми перегородками — сепараторами 2. Каждое отделение корпуса имеет крышку 7, в которой выполнено отверстие, закрываемое пробкой 8, для заливки электролита — ра­створа аккумуляторной серной кислоты в дистиллированной воде. Плотность раствора — 1,27 г/см³. Электролит заливают в корпус ба­тареи на заводе, после чего заряжают батарею электрическим током. Заряженную батарею устанавливают на автомобиль на конвейере или отправляют в продажу.

 

 

 

Действие аккумулятора основано на последовательном превращении электрической энергии в химическую (при заряде) и обратно — химической энергии в электрическую (при разряде). Напряже­ние каждого из аккумуляторов после зарядки составляет 2 В, а всей аккумуляторной батареи — 12 В.

Пример маркировки отечественной аккумуляторной батареи, применяемой на автомобилях, — 6СТ-55ЭМ. Первая цифра обозна­чает число аккумуляторов. Буквы СТ означают, что батарея стартерная. Число 55 указывает номинальную емкость батареи в ампер-часах. Номинальной емкостью аккумуляторной батареи называют количество электричества, которое отдает полностью заряженная батарея при ее непрерывном разряде в течение 20 ч током опреде­ленной величины до напряжения 10,5 В. Первая буква после цифр обозначает материал, из которого выполнен корпус батареи (Э — корпус из эбонита). Вторая буква после цифр характеризует мате­риал сепараторов (М — мипласт).

Некоторые батареи заряжаются при производстве до заливки электролитом. Такие батареи называются сухозаряженными и в конце марки имеют букву 3. Перед установкой на автомобиль та­кую батарею следует заполнить электролитом до номинального уровня.

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.

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.

Генератор

Действие генератора основано на преобразовании механичес­кой энергии в электрическую. Генератор служит для питания всех потребителей и заряда аккумуляторной батареи при работающем двигателе. На автомобилях применяются трехфазные генераторы переменного тока с выпрямителями. Выпрямитель преобразует пе­ременный ток в постоянный.

Напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя: при повышенной частоте оно повышается, при пониженной — снижается. Для поддержания на­пряжения на постоянном уровне в конструкцию генератора вклю­чен регулятор напряжения. О снижении напряжения, вырабатыва­емого генератором, водителя информирует контрольная лампа на панели приборов. Загорание красной лампы во время работы дви­гателя свидетельствует о неисправности в системе электроснабже­ния. В этом случае все приборы электрооборудования начинают питаться от аккумуляторной батареи, в результате чего батарея быстро разряжается и произвести запуск двигателя после останов­ки становится невозможно.

Генератор приводится в действие клиновым или поликлиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Натяжение ремня следует пе­риодически проверять и при необходимости доводить до нормы. При недостаточном натяжении ремень может проскальзывать на шкивах, в результате чего аккумуляторная батарея недозаряжается. При чрезмерном натяжении ремень и подшипники вала генера­тора испытывают повышенные нагрузки и быстро выходят из строя.

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. 17) 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. Включать стартер более чем на 10... 15 с 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 / 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. 18, а) последовательно включены источник тока (аккуму­ляторная батарея или генератор), замок зажигания 1, первичная обмотка 5 катушки зажигания и прерыватель. Цепь тока высокого напряжения (рис. 18, б) состоит из вторичной обмотки 6 катушки зажигания, распределителя (конструктивно объединенного с пре­рывателем), проводов высокого напряжения 7 и свечей зажигания.

При работе двигателя валик прерывателя-распределителя враща­ется синхронно с коленчатым и распределительным валами. При этом кулачок 4 (см. рис. 18, а) 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. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке исчезает, магнитное поле при этом пересекает витки вторичной обмотки катушки зажигания (см. рис. 18, б), индуцируя в ней ток высокого напряжения. Ток высокого напряжения посту­пает от вторичной обмотки катушки зажигания через центральный провод высокого напряжения к распределителю, а от него — к све­чам зажигания. Возникающие между электродами свечей искровые разряды воспламеняют горючую смесь в цилиндрах. Число высту­пов на кулачке и число контактов в крышке распределителя равны числу цилиндров двигателя.

 

 

 

Искра возникает в цилиндре не в момент максимального сжатия горючей смеси, когда поршень находится в верхней мертвой точ­ке, а немного раньше — с опережением. Временной промежуток между возникновением искры и максимальным сжатием горючей смеси при достижении поршнем ВМТ называется углом опережения зажигания. При увеличении частоты вращения и нагрузки на дви­гатель (степени открытия дроссельной заслонки) угол опережения зажигания уменьшается, а при снижении частоты вращения и на­грузки — увеличивается. Изменение угла опережения зажигания происходит автоматически. Для этого прерыватель-распределитель снабжен центробежным регулятором, способным изменить угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения колен­чатого вала, и вакуумным регулятором, служащим для коррекции угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двига­тель.

Бесконтактная система зажигания отличается от контактной отсутствием прерывателя. Устройство, выдающее импульсы тока низкого напряжения и распределяющее по свечам ток высокого напряжения, называется в этой системе датчиком-распределителем зажигания. При вращении валика датчика-распределителя импуль­сы тока низкого напряжения формируются бесконтактным элект­ронным датчиком (например, датчиком Холла) и через коммутатор подаются на катушку зажигания. Дальнейшая работа бесконтакт­ной системы зажигания и регулировка утла опережения зажигания аналогичны контактной системе. Бесконтактная система зажигания надежнее контактной благодаря отсутствию механических контак­тов, обеспечивает более высокую энергию искрового разряда и уве­личивает точность момента искрообразования.

Микропроцессорная система зажигания является частью элек­тронной системы управления двигателем с системой впрыска топ­лива (см. рис. 14). Эта система работает по принципу цифровой об­работки информации. Контроллер управления системой впрыска рассчитывает момент зажигания и угол его опережения по инфор­мации, получаемой от датчиков системы. Ток высокого напряже­ния формируется по командам контроллера в блоке управления за­жиганием, откуда поочередно поступает по проводам высокого на­пряжения к свечам. В микропроцессорной системе зажигания нет механических частей и вращающихся валиков, поэтому она не под­вержена естественному изнашиванию. Контроллер управления системой впрыска обеспечивает высокую точность регулировки угла опережения зажигания, благодаря чему наиболее полно реа­лизуется мощность двигателя и снижается токсичность отработав­ших газов.