Електричне обладнання новітніх автомобілів

Міністерство  аграрної політики України

 

 

 

                                              РЕФЕРАТ

               НА ТЕМУ:

 

«Електричне обладнання новітніх автомобілів»

 

 

 Підготувала

Студентка групи  ОТ-21

Чернявська Юлія Михайлівна

 

 

Снятин, 2012р.

1. Джерела електричної енергії

 

 Акумуляторна батарея слугує  для живлення електричним струмом  стартера

 під час пуску двигуна,  а також усіх інших приладів  електрообладнання,

 коли генератор не працює  або не може ще віддавати  енергію в коло

(наприклад, під час роботи  двигуна в режимі холостого  ходу). Вона

 складається з шести свинцево-кислотних  двовольтових акумуляторів,

 з'єднаних між собою послідовно, що забезпечує робочу напругу  в колі 12

 В. Бак акумуляторної батареї,  який виготовляється з кислототривкої

 пластмаси або ебоніту, поділено  перегородками на шість відділень.  На дні

 кожного відділення є ребра  (призми), на які спираються пластини

 акумуляторів.

 

 Акумуляmop складається з півблоків позитивних і негативних пластин,

 ізольованих одна від одної  сепараторами які виготовлено  з пористих

 пластмас (міпори або міпласта). Пластини відливають у вигляді решіток із

 свинцю з додаванням 7...8 % стибію (сурми) для механічної міцності. В

 решітку пластин упресовують  активну масу, приготовлену на  водяному

 розчині сірчаної кислоти  з оксидів свинцю — свинцевого  сурику (Рb304) та

 свинцевого глету (РbО) — для позитивних пластин і свинцевого порошку —

 для негативних. Аби збільшити  ємність акумулятора й зменшити  його

 внутрішній опір, однойменні  пластини з'єднують у півблоки, що

 закінчуються вивідними полюсними  штирями.

 

 Півблоки з позитивними й негативними пластинами складають у блок так,що

 позитивні пластини розташовуються  між негативними; тому останніх  завжди

 на одну більше. Це дає  змогу краще використати активну  масу позитивних

 пластин і захищає крайні  з них від короблення та  руйнування.

 

 Сепаратори встановлюють між  пластинами так, щоб їхній ребристий  бік був

 повернутий до поверхні позитивних  пластин, забезпечуючи тим самим   краще надходження до них електроліту. Зверху пластини покривають перфорованим пластмасовим запобіжним щитком.

 Складений акумулятор поміщають  у відділення бака й закривавають кришкою,

 що має два отвори для  виходу полюсних штирів, а також  отвір для

 заливання електроліту, який  закривається різьбовою пробкою.  У пробці є

 вентиляційний отвір, що сполучає  внутрішню порожнину акумулятора  з

 атмосферою. Зазори між кришками  та стінками бака заповнюють  бітумною

 мастикою. Акумулятори з'єднують  між собою свинцевими перемичками.

 Полюсні штирі крайніх акумуляторів (плюсовий та мінусовий) призначаються

 для шикання батареї в  коло електрообладнання автомобіля.

 В акумулятори заливають  електроліт, що складається з  хімічно чистої

 сірчаної кислоти (H2S04) і дистильованої  води.

 Електроліт готують (табл. 1) у кислототривкій посудині (свинцевій,

 керамічній, пластмасовій), вливаючи  кислоту у воду. Закивати воду  в

 кислоту не можна, оскільки  процес сполучення в цьому  разі

 відбуватиметься на поверхні, спричиняючи розбризкування кислоти,  що може

 призвести до опіків тіла  та зіпсувати одяг.

 

  Під час приготування електроліту необхідно надівати захисні окуляри, захисні окуляри,  гумові рукавиці та фартух.

 У разі потрапляння сірчаної  кислоти на шкіру потрібно  до надання

 кваліфікованої медичної допомоги  обережно ватою зняти кислоту  й промити

 вражене місце струменем  води, а потім — 10 %-ним розчином соди або

 нашатирного спирту.

 

 Таблиця 1

 Співвідношення кислоти й  води для приготування електроліту  відповідної

 густини

 Густина електроліту, г/см3, зведена до температури 15 °С На 1 л води додати  сірчаної кислоти, л, густиною 1,83 г/см3

1,23

 1,25

1,27

1,29 0,280

0,310

 0,345

 0,385

 Під час пропускання через батарею постійного струму (заряджання) в

 акумуляторах відбувається  перетворення електричної енергії  на хімічну,

 що виражається в зміні складу активної на позитивних пластинах

 утворюється перекис свинцю (Рb02), а на негативних — губчастий  свинець

(Рb)] та в збільшенні густини електроліту. Розряджання — зворотний

 хімічний процес, під час  якого знижується густина електроліту,  а активна

 маса на тих й інших  пластинах перетворюється на  сірчанокислий свинець

(PbS04).

 Оскільки густина електроліту  визначає електрорушійну силу (ЕРС), яку

 розвиває акумулятор, за її  значенням можна судити про  ступінь

 зарядженості батареї. Густина  електроліту залежить від його  температури,

 зменшуючись приблизно на 0,1 г/см3 при підвищенні температури  на 15 °С.

 У розрахунках густину електроліту,  як правило, зводять до температури  15

 °С. Для запобігання замерзанню  електроліту під час експлуатації

 акумуляторів узимку його  густину регламентують залежно  від кліматичних

 умов (табл. 2).

 Номінальною ємністю акумулятора  називається кількість електрики,  яку

 може віддати повністю заряджений  акумулятор у разі розряджання  струмом

20-годинного режиму за температури  електролітні 30 °С та початкової  його

 густини 1,285 г/см3 до напруги 1,7 В. Ємність виражається в

 ампер-годинах (А • год.) і залежить від кількості й розміру паралельно

 з'єднаних пластин, сили розрядного  струму, а також температури

 електроліту. Чим більше пластин  і чим більший їхній розмір, менша сила

 розрядного струму й вища  температура електроліту, тим  більшу ємність

 може віддавати акумулятор  під час розряджання. В разі  зниження

 температури електроліту ємність  зменшується приблизно на 1 % на  кожний

 градус. Наприклад, якщо номінальна  ємність батареї (за температури

 електроліту 30 °С) дорівнює 55 А  • год., то за температури електроліту 0

 °С вона зменшиться на 50 % і становитиме 38 А • год., а за температури —

20 °С — зменшиться на 50 % і  дорівнюватиме 27 А • год. Ємність  одного

 акумулятора й батареї, що  складається з кількох акумуляторів, з'єднаних

 послідовно, однакова (послідовно  з'єднують акумулятори, які мають

 однакову ємність).

 Таблиця 3.2

 Регламентована густина електроліту  залежно від кліматичних умов

 Кліматичні райони Пора року  Густина електроліту, г/см3 (зведена  до

 температури 15 °С) для заливання в акумулятор після заряджання

 З різко континентальним кліматом і температурою взимку нижче - 40 °С    Зима

 Зима 

 Літо 

1,29

1,25

1,31

1,27

 Північні з температурою Взимку до - 40 °С Весь рік 1,27 1,29

 Центральні з температурою  взимку до - 30 °С 

 Південні 

 Те саме

1,25

1,23

1,27

1,25

 

 

 

 На перемичках акумуляторних  батарей є позначення, що визначають  їхню

 характеристику. На автомобілях  «Москвич» і ЗАЗ установлюється

 акумуляторна батарея 6СТ-55ЭР, на ВАЗ-2105 — 6СТ-55П, а на ГАЗ-24 —

6СТ-60ЭМ. У маркуванні: перша цифра  позначає кількість акумуляторів  у

 батареї; літери СТ свідчать  про те, що батарея стандартного  типу; число

 після літер показує номінальну  ємність батареї в ампер-годинах;  останні

 літери позначають матеріал  бака (Э — ебоніт, П — пластмаса)  та матеріал

 сепараторів (Р — міпора, М — міпласт).

 

 Автомобільні акумулятори нового  покоління не обслуговувані. Батарея

 повністю герметична. Замість  сурми застосовується кальцієвий  свинець.

 Кальцій забезпечує підвищену  провідність і невеликий внутрішній  опір, що

 зумовлює підвищену стартову  потужність. У герметично закритій  батареї

 вода випаровується набагато  повільніше, зменшується ймовірність

 потрапляння в електроліт  сторонніх домішок із повітря  або недостатньо

 чистої води. Кожну пластину  розміщено в окремому конверті-сепараторі,

 мікропористий матеріал якого,  абсолютно інертний щодо електроліту,

 підвищує стійкість пластин  до вібрацій і перешкоджає  наростанню активної

 маси. Надійно захищені пластини  розташовуються ближче одна до одної;при

 цьому питома ємність підвищується, а сама батарея стає компактнішою.

 Для «дихання» електроліту  передбачено мікропористий полімерний

 вогнегасник, що сполучає батарею з атмосферою,

 

 Акумулятор має оптичний  визначник зарядженості (сендикатор), який дає

 змогу діагностувати стан  батареї за кольором «вічка».  Зелене вічко

 означає нормальне заряджання, чорне — знижене (потрібне підзарядження), жовте (світле) — необхідність заміни акумулятора.

 Генератор — основне джерело електричної енергії в автомобілі — слугує

 для живлення всіх споживачів  і заряджання акумуляторної батареї  при

 середній та великій частоті  обертання колінчастого вала  двигуна. На

 сучасних автомобілях установлюються  трифазні генератори змінного  струму

 з випрямлячами на кремнієвих  діодах (Г221 — ВАЗ, Г250-Ж1 - «Москвич»,

 Г250-Н1 — ГАЗ-24, Г502-А - ЗАЗ).

 Генератор складається із статора та ротора.

 Статор виготовляють у вигляді  кільця з окремих фталевих  пластин,

 ізольованих одна від одної  лаком. На його внутрішній поверхні  є обмотка

16, яку розподілено на три  фази, розташовані під кутом 120°  одна

 відносно одної. Кожна фаза  утворюється з шести котушок.  Котушки однієї

 фази з'єднані між собою  послідовно, а групи котушок —  зіркою, тобто одні

 кінці трьох груп з'єднані  між собою, а інші — виводяться  в коло.

 Ротор складається з вала, обмотки збудження і шести пар полюсів та, що

 створюють магнітне поле. На  валу ротора встановлено два  контактних

 кільця, через які в обмотку  збудження подається електричний  струм. По

 контактних кільцях ковзають  щітки. Ротор обертається в  шарикових

 підшипниках, установлених у  кришках статора. Всередині задньої кришки

 новлених у кришках статора. Всередині задньої кришки генератора вміщено випрямний блок, що складається з шести кремнієвих діодів.

 Генератор кріпиться до двигуна  за допомогою нижнього кронштейна  та

 верхньої натяжної планки  з лівого («Москвич») або з правого  (ВАЗ,

 ГАЗ-24) боку. На автомобілі ЗАЗ  генератор установлюється в розточці

 напрямного апарата вентилятора  й закріплюється в ньому трьома  болтами.

 Працює генератор так. Після вмикання запалювання струм від акумуляторної

 батареї надходить в обмотку  збудження, встановлену на роторі  генератора.

 Під час обертання ротора  його магнітний потік перетинає  витки обмоток

 статора, й у них індикується змінний струм, який потім випрямляється й

 подається в зовнішнє коло. Коли напруга, яку виробляє  генератор,

 перевищуватиме напругу акумуляторної  батареї, струм від генератора  піде

 на заряджання батареї та  живлення інших споживачів системи

 електрообладнання. В обмотку  збудження генератора в цей  час струм також

 надходить від генератора, а  не від акумуляторної батареї. 

 Напруга генератора зі збільшенням  частоти обертання колінчастого  вала

 двигуна і зв'язаного з  ним ротора генератора зростає  й може досягти

 значення, за якого порушується  нормальна роботами приладів

 електрообладнання. Для підтримання  напруги генератора певних межах  на

 автомобілях ВАЗ-2105 і «Москвич-2140»  у кришку генератора з боку

 контактних кілець вбудовано  інтегральний нерозбірний регулятор  напруги.

 Всі елементи регулятора  змонтовано на металевій основі, залито

 герметиком і закрито кришкою.  Для з'єднання з генератором  регулятор має

 два виводи — «В» та  «Ш» у вигляді жорстких пластин.  Мінусовий затискач

 виведено через корпус peгулятора на масу генератора. Конструкція

 щіткотримача й кришки? така, що обидві щітки, генератора  ізольовано від маси.

 У разі збільшення частоти обертання ротора, коли напруга генератора

 перевищить 13,5...14,5 В, за допомогою  регулятора напруги припиняється

 надходження струму в обмотку  збудження ротора. Внаслідок цього  напруга

 генератора спадає, регулятор  знову пропускає струм в обмотку  збудження,

 й процес повторюється. Завдяки  великій частоті перебігу цього  процесу

 напруга генератора залишаєтеся  практично сталою в межах 13,5...14,5 В.

 На автомобілях ЗАЗ-968 і ГАЗ-24 регулятори напруги встановлюються  окремо

 від генераторів (на автомобілі  ЗАЗ-968 регулятор вібраційного типу, а на

 ГАЗ-24 — транзисторний). Принцип  дії обох регуляторів однаковий. 

 Коли частота обертання колінчастого  вала двигуна велика й напруга