Система электроснабжения автомобиля принцип работы

Устройство автомобилей

Система электроснабжения

Общие сведения об электроснабжении автомобиля

Все элементы электрооборудования автомобиля можно разделить на две группы: источники электрического напряжения (или система электроснабжения), и потребители электрической энергии.

Система электроснабжения предназначена для питания всех электропотребителей, выполняющих функции, необходимые для нормальной работы автомобиля. Основу автомобильных систем электроснабжения составляют портативные источники электроэнергии – аккумуляторы и генераторы.

Современный автомобиль оснащен различными устройствами, использующими для своей работы электрическую энергию. Такие устройства называются электропотребителями, которые в совокупности с источниками или накопителями энергии образуют систему электрооборудования автомобиля.

Применение электрических и электронных устройств для функционирования различных систем, приборов, элементов и механизмов автомобиля очень удобно с технической точки зрения, поскольку электроэнергию можно накопить, она легко передается на расстояние, ее легко получить преобразованием других видов энергии, и, что немаловажно – без какой-либо обработки использовать по назначению.

Проблемным остается лишь вопрос накопления электроэнергии впрок, поскольку современные накопители – аккумуляторы (аккумуляторные батареи) – обладают ограниченной емкостью, и не способны обеспечивать функционирование потребителей длительное время. По этой причине автомобили оборудуются электрическими машинами — генераторами, способными преобразовывать механическую энергию в электрическую, отбирая часть механической энергии у работающего двигателя. Полученная таким образом электроэнергия используется для функционирования потребителей при работающем двигателе, а также для пополнения и поддержания необходимого запаса в аккумуляторной батарее.

Основными потребителями электроэнергии в автомобиле являются система зажигания, микропроцессорная система управления впрыском и зажиганием, система пуска двигателя, системы освещения и сигнализации, контрольно-измерительные приборы и различное дополнительное оборудование и устройства. Количество электрооборудования на автомобилях с каждым годом увеличивается, поэтому разработчикам и конструкторам приходится постоянно трудиться над усовершенствованием системы электроснабжения.

Как правило, для питания приборов электрооборудования автомобилей используется электрический ток постоянного напряжения 12 или 24 В. В автомобилях используется параллельное подключение приборов, а поскольку основные элементы автомобиля изготовлены из металла, являющегося хорошим проводником тока, как правило, системы электрооборудования составляются по однопроводной схеме. Вторым проводом в этом случае является металлические детали автомобиля, т. е. его корпус или так называемая «масса».

Для описания работы электрооборудования используется электрическая принципиальная схема (рис. 1.1, а), которая дает полное представление о взаимодействии всех ее элементов и облегчает поиск неисправностей. Главные питающие цепи в принципиальной электрической схеме располагаются горизонтально, а потребители электроэнергии – между ними и «массой» автомобиля.

Схема соединений (рис. 1) показывает действительное расположение элементов электрооборудования на автомобиле и фактическое подключение их в бортовую сеть автомобиля с указанием выхода из пучка каждого провода, расположения переходных колодок, элементов защиты цепи и т. д.

Как правило, к «массе» автомобиля подсоединены отрицательные выводы электросети.

Источниками электроэнергии на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея, которые включаются параллельно друг другу.

При работающем двигателе генератор является основным источником электроэнергии и обеспечивает электроснабжение потребителей и подзарядку аккумуляторной батареи. При неработающем двигателе функция источника электроэнергии переходит к аккумуляторной батарее, которая также должна обеспечивать надежный пуск двигателя.

Поскольку автомобильные генераторы работают в режимах переменных частот вращения и нагрузок, изменяющихся в широких пределах, для автоматического поддержания электрического напряжения на заданном уровне применяют различные регуляторы напряжения.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_elektro/1-ab/index.shtml

Система электроснабжения автомобиля.

Принцип работы системы электроснабжения.

Система электроснабжения — совокупность источников и системпреобразования, передачи и распределения электрической энергии.

Система электроснабжения не включает в себя потребителей (или приёмников электроэнергии).

Система электроснабжения автомобиля предназначена для обеспечения электрической энергией ее потребителей при различных режимах работы двигателя.

В состав системы электроснабжения входят генератор Г с регулятором напряжения PH и аккумуляторная батарея АБ (рис. 24).

При неработающем двигателе питание потребителей электроэнергии Rн (фар, фонарей и др.) осуществляется от аккумуляторной батареи АБ.

При пуске двигателя большую часть накопленной электрической энергии АБ отдает стартеру. После пуска в работу вступает генератор Г.

Регулятор напряжения PH поддерживает величину напряжения генератора постоянной в диапазоне 13,5-14,5В. Поскольку напряжение генератора выше напряжения аккумуляторной батареи, то питание потребителей электроэнергии происходит от генератора. Одновременно проводится зарядка батареи.

При включении большого числа потребителей электроэнергии на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя энергии, вырабатываемой генератором, может быть недостаточно. В таких случаях питание энергопотребителей осуществляют генератор и батарея совместно.

автомобильной аккумуляторной батареи значительное влияние оказывает степень её заряженности. Желательно, чтобы большую часть времени батарея была полностью заряжена, т. к. от этого зависит её надёжная работа и срок службы. Если на Вашем автомобиле стоят хороший регулятор напряжения, генератор и ещё не старый аккумулятор, то скорее всего его состояние будет хорошим. Однако постоянная эксплуатация автомобиля в городском цикле (частое включение стартера и короткие переезды), в конце концов выведет из строя любой аккумулятор.

Электрооборудование автомобиля — предназначено для выработки и передачи электрической энергии потребителям различных систем и устройств автомобиля.

Устройство электрооборудования автомобиля:

· Источники тока;

· Потребители тока;

· Элементы управления;

· Электрическая проводка.

Все перечисленные элементы электрооборудования объединены в единую бортовую сеть автомобиля.

В большинстве случаев современные батареи выпускаются необслуживаемыми или мало обслуживаемыми. Как правило в них уже залит электролит и их остаётся только подзарядить. В основном такие аккумуляторы не подлежат ремонту. Поэтому больше внимания следует пожалуй уделить вводу АБ в эксплуатацию и поддержанию в рабочем состоянии аккумуляторов находящихся в эксплуатации и на хранении.

Аккумуляторная батарея пожалуй является самым главным элементом в системе электрооборудования автомобиля. От её состояния зависит надёжный пуск двигателя (особенно в зимнее время), работа системы освещения (в ночное время) и т. д.

Бортова́я се́ть — сеть электропитания автомобиля, которая объединяет источники и потребители электроэнергии.

Электрообоурдование автомобиля можно разделить на две части цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Цепь низкого напряженияобеспечивает электричеством потребителей освещения и сигнализации,а также работу системы пуска.

Система пуска двигателя обеспечивает первичное проворачивание коленчатого вала и работу двигателя во время его пуска. Наиболее распространен пуск двигателя электрическим стартером. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Для быстрого и конструктивного изучения устройства системы пуска двигателя воспользуйтесь схемой системы пуска.

Освещение и сигнализация – служат для освещения приборами дороги и обозначения габаритов автомобиля, сигнализации выполняемых маневров.

Контрольно-измерительные и дополнительные приборы – служат для контроля работы и управления системами автомобиля.

Цепь высокого напряжения служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, за счет системы зажигания.

Система зажигания служит для воспламенения горючей смеси и применяется на бензиновых двигателях. Воспламенение горючей смеси происходит по мере подачи искры зажигания в цилиндры, от сюда и название система искрового зажигания. Другими словами система зажигания служит для создания тока высокого напряжения, распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты. На современных автомобилях используют контактно-транзисторную и бесконтактную системы зажигания. Для более подробного изучения — устройство системы зажигания автомобиля.

В системе электрооборудования автомобиля обязательно есть источник вырабатывания тока и его потребитель. Их взаимосвязанная работа реализуется с помощью электрической проводки.

К источниками тока можно отнести: аккумуляторную батарею (АКБ) и генератор.

АКБ служит для питания потребителей низкой цепи электрическим током при неработающем двигателе, запуске двигателя, а также работе двигателя на малых оборотах.

Генератор предназначен для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и питания всех приборов электричеством во время движения автомобиля. Поэтому генератор является основным источником электрического тока.

К элементам управления относятся блоки реле, электронные блоки управления. Их основная задача это обеспечение согласованной работы приборов электрооборудования. На современных автомобилях используются блоки управления.

Блок управления служит для:

Источник статьи: http://studopedia.ru/23_16780_sistema-elektrosnabzheniya-avtomobilya.html

Электрооборудование автомобилей.

25. Назначение системы электроснабжения. Принципиальная схема системы.

Система электроснабжения — совокупность источников и систем преобразования, передачи и распределения электрической энергии.

26. Аккумуляторные батареи. Принцип действия свинцового аккумулятора.

Аккумуляторные батареи на автомобилях предназначены для питания электроэнергией стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей, когда генератор не работает или развивает достаточной мощности.

Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде.

Энергия возникает в результате взаимодействия оксида свинца и серной кислоты до сульфата. Если электрод из оксида свинца заменить графитовым, то реакция будет идти с выделением водорода. Оксид свинца нужен только, чтобы предотвратить выделение водорода на электроде. Водород реагирует с кислородом оксида и образует воду, восстанавливая оксид до металла и возможно дает дополнительный выход энергии из-за окисления водорода.

Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде [ и окисление свинца на аноде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, сопровождающаяся выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном.

Химическая реакция (слева- направо — разряд, справа- налево — заряд):

В итоге получается, что при разряде аккумулятора расходуется серная кислота с одновременным образованием воды (и плотность электролита падает, а при заряде, наоборот, вода «расходуется» на образование серной кислоты (плотность электролита растёт. В конце заряда, при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. При этом на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При заряде не стоит допускать электролиза воды, в противном случае необходимо её долить.

27. Генераторные установки. Общие сведения о генераторных установках, назначение и требования.

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор — основной источник электроэнергии. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой.Основное назначение генератора — вырабатывать электрический ток для зарядки аккумуляторной батареи и питания электрических устройств.

Все генераторы по своему устройству очень однотипны. Наверно по другому и не может быть, ведь все гениальное — просто. А простая конструкция вряд ли может быть другой. Отличаются генераторы в основном по способу запитки ротора генератора. Для того, чтобы генератор мог вырабатывать электроэнергию, ему необходимоподать электрический ток в обмотку возбуждения. Ротор может запитываться от внешнего источника электрического тока и дополнительного внутреннего диодного моста.

Основные требования к автомобильным генераторам:

1. Генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью, чтобы:

— одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и заряжать АКБ;

— при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых оборотах двигателя не происходил сильный разряд аккумуляторной батареи;

— напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах во всем диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.

2. Генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радиопомех.

Регуляторы напряжения.

Регулятор напряжения — устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды.

29. Система зажигания. Контактная система зажигания. Назначение системы зажигания и основные требования, предъявляемые к ней. Принципиальная схема контактной системы зажигания и ее работа.

Система зажигания имеет следующее общее устройство:

• источник питания (генератор и аккумуляторная батарея);
• выключатель зажигания;
• устройство управления накоплением энергии (прерыватель, транзисторный коммутатор, электронный блок управления);
• накопитель энергии (катушка зажигания, конденсатор);
• устройство распределения энергии (механический распределитель, статический распределитель);
• высоковольтные провода;
• свечи зажигания.

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания.

Рабочая смесь в цилиндре двигателя загорается от проскакивающей в нужный момент электрической искры. Для обеспечения своевременного воспламенения рабочей смеси предназначена система зажигания, которая бывает трех типов:

• контактная;
• бесконтактная (транзисторная);
• электронная.

Контактная система батарейного зажигания состоит из следующих элементов:

• источников электрического тока (аккумулятора и генератора);
• катушки зажигания;
• замка зажигания (в него водитель вставляет ключ, чтобы завести автомобиль
• прерывателя тока низкого напряжения;
• распределителя тока высокого напряжения;
• конденсатора;
• свечей зажигания (из расчета на один цилиндр — одна свеча);
• электрических проводов низкого и высокого напряжения.

Принципиальная схема контактной системы зажигания

Источник статьи: http://infopedia.su/5x3f77.html