Работа кислотного аккумулятора

В процессе работы кислотного аккумулятора на катодных пластинах образуется сульфат свинца и выделяется энергия в виде электрического тока. За счет выделяемой в процессе электрохимической реакции воды плотность кислотного электролита падает, он становится менее концентрированным. При подаче напряжения на клеммы в процессе зарядки происходит обратный процесс с восстановлением свинца до металлической формы и повышается концентрация электролита.

Нужно иметь в виду, что аккумуляторные батареи работают в тяжелых режимах, а своевременное проведение технического обслуживания, их правильная эксплуатация имеют большое значение.

03.03.11

Маркировка аккумуляторных батарей читается так. Например, 6СТ54 цифра 6 показывает, что в батарее 6 аккумуляторов (банок), включенных последовательно, буквы СТ означают, что аккумуляторная батарея стартерная, а цифра 54 показывает номинальную емкость в амперчасах. При полной маркировке аккумуляторов вводятся дополнительные буквы, например, ¦—3СТ70ПДС; 3СТ70ПМСЗ.

Они указывают на материал, из которого изготовлены баки и сепараторы. Так, П — асфальтопеновый с кислотоупорной вставкой, Э — эбонит, материал сепараторов, М — мипласт, Д —дерево, Р— мипор, С — стекловойлок, МС — мипласт, комбинированный со стекловойлоком, ДС — дерево, комбинированное со стекловойлоком. Буква 3 обозначает, что батарея сухозаряжена.

Нужно иметь в виду, что аккумуляторные батареи работают в тяжелых режимах, а своевременное проведение технического обслуживания, их правильная эксплуатация имеют большое значение. Так, запуск двигателя стартером следует производить коротким включе. нием на 4—5 с. Перед повторным включением стартера следует сделать перерыв на 30—35 с. Это необходимо для восстановления емкости батареи. Длительное пользование стартером требует расхода тока большой силы. Происходит резкое и неравномерное расширение активной массы пластин. Она разрыхляется и сползает, а пластины коробятся.

Разрушаются пластины также при зарядке аккумуляторов большим током. Перезарядка повышает температуру и плотность электролита. При движении от сильной тряски активная масса положительных пластин разрушается. Высыпавшаяся масса скапливается на дне бака и замыкает пластины. Признак короткого замыкания — быстрый саморазряд и закипание электролита при зарядке аккумуляторной батареи.

Чтобы продлить срок службы аккумуляторной батареи, при каждом ТО1 необходимо очищать от грязи, пыли и электролита, иначе может произойти короткое замыкание между выводными штырями аккумуляторной батареи. Очищать батареи следует ветошью, смоченной в 10процентном растворе аммиака (нашатырном спирте) или соды. Затем батареи насухо вытирают чистой ветошью.

Следует проверить крепление батареи в гнезде. Под ней должна находиться подкладка из войлока или резины. Гайки крепления следует затягивать равномерно. Затягивать их излишне не рекомендуется, поскольку могут появиться трещины в баке аккумуляторной батареи.

Необходимо систематически проверять пробки аккумуляторов и состояние вентиляционных отверстий, уровень электролита в банках, крепления наконечников на выводных штырях, наличие окислов на них.

При втором техническом обслуживании проверяют плотность электролита в каждом из аккумуляторов и степень заряда элементов батареи.

Высоту уровня электролита проверяют стеклянной трубкой диаметром 3—5 мм с двумя рисками на расстоянии 10—15 мм от конца. Когда выворачивают пробку заливного отверстия аккумулятора, трубку опускают до упора в пластины. Зажимают ее верхнее отверстие пальцем, вынимают. Высота столбика в трубке электролита должна соответствовать высоте уровня электролита над верхним краем пластин, которая равна 10—15 мм. Как исключение, высоту уровня электролита можно проверить чистой деревянной палочкой.

Если уровень электролита находится ниже указанных величин, необходимо долить дистиллированную воду. Доливать в аккумуляторы электролит можно только в том случае, когда понижение уровня произошло изза его вытекания или расплескивания. Уровень электролита рекомендуется проверять в аккумуляторах летом через 5—6 дней, зимой через 10—15 дней.

Проверка плотности электролита производится с помощью денсиметра. Состоит он из стеклянной трубки; внутри находится ареометр со шкалой. Для набора электролита служит резиновая груша. Выворачивают пробки отверстий для залива электролита в аккумуляторы, сжимают резиновую грушу и погружают эбонитовый наконечник в электролит. Затем отпускают грушу, выжидают, пока уровень перестанет повышаться и ареометр не всплывет. Деление, до которого погружается ареометр, показывает плотность электролита.

Отсчет следует делать по нижнему краю вогнутой поверхности электролита. Если доливали воду, то сразу проверять не следует плотность электролита. Плотность электролита для заряженных аккумуляторных батарей на всех аккумуляторах (банках) должна быть одинаковой (смотреть статью под номером32).

В зависимости от температуры электролита плотность его меняется. Если температура электролита выше или ниже 15°С, то в полученное значение плотности необходимо внести температурную поправку, которая приведена в таблице 33. При температуре электролита более 15еС поправку нужно прибавлять к показаниям ареометра, при температуре электролита менее 15°С — вычесть, т. е. на каждые 15°С наблюдаются изменения 0,01. К примеру, плотность электролита при проверке оказалась равной 1,26. Температура электролита равна —15°С. Поправка при температуре —15°С составляет —0,02. Следовательно, приведенная к 15°С плотность равна 1,26—0,02=1,24.

Проверка напряжения батареи производится по плотности электролита один раз в месяц. Более точный результат проверки получают при пользовании нагрузочной вилкой модели ЛЭ2. Время выдержки —5—6 с. Если окажется, что аккумуляторная батарея разряжена более чем на 50% летом и более чем на 25% зимой, то ее нужно снять с автомобиля и поставить на зарядку.

Если проверяют батарею емкостью 40—65 амперчасов, включают большее сопротивление (0,018—0,020 Ом), которое находится между ножками нагрузочной вилки. Если производится проверка батареи емкостью 70—100 амперчасов, включается меньшее сопротивление (0,010—0,012 Ом). А при проверке батареи емкостью более 100 амперчасов следует включить одновременно оба сопротивления и по показаниям вольтметра судить о степени заряженности аккумуляторной батареи.

Приготавливать электролит следует только в кислотоупорной посуде (в эбонитовых, фаянсовых, керамических сосудах). Готовить электролит в стеклянной посуде нельзя, так как при разогреве раствора она может дать трещину.

Для приготовления электролита в посуду наливают дистиллированную воду, затем, непрерывно помешивая стеклянной палочкой воду, в нее вливают тонкой струей серную кислоту. Потребное коли чество серной кислоты для приготовления электролита приведено в таблице 34.

Приготавливая электролит, нужно помнить, что нельзя вливать воду в кислоту, так как вода, соприкасаясь с кислотой, быстро разлагается, вскипает и разбрызгивается. Это может привести к несчастному случаю. После приготовления электролит оставляют на 16— 20 часов, чтобы он остыл, а осадки выпали на дно. После отстоя осветленную чистую посуду, проверяют плотность, а если

часть сливают в нужно — доводят до нормы.

 

53. Назначение, устройство и работа катушки зажигания.

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью искры, проскакивающей между электродами свечи. Электрический импульс, необходимый для возникновения искры, создается с помощью довольно простого устройства — катушки зажигания. Об этом компоненте системы зажигания пойдет речь в данной статье.

 

Назначение катушки зажигания

Воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания бензинового двигателя производится с помощью электрической искры, генерируемой свечой зажигания. Однако создать искру достаточной силы довольно трудно, ведь бензин в смеси с воздухом — это неплохой диэлектрик, и даже короткому искровому пробою в нем возникнуть нелегко. Решить задачу можно только подачей на свечу мощного электрического импульса с напряжением в десятки тысяч вольт. А где в автомобиле взять такое напряжение, пусть даже и на короткие доли секунды?

Эта проблема решается с помощью специального устройства — катушки зажигания, или бобины. Катушка зажигания — это компонент системы зажигания автомобиля, преобразующий постоянный ток низкого напряжения (6, 12 или 24 вольта в зависимости от типа транспортного средства) от аккумулятора или генератора в короткий электрический импульс с напряжением до 35 000 вольт. Импульс от катушки подается на свечу зажигания, в ее искровом промежутке возникает искра, чем достигается поставленная цель — воспламенение топливно-воздушной смеси.

На сегодняшний день катушки зажигания применяются практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями или с моторами, работающими на газе. Бобины с одинаковым успехом используются как в системах зажигания традиционных схем (контактных с трамблёром, бесконтактных на тиристорах), так и в современных электронных системах зажигания. Потому что более простого, надежного и эффективного способа создать высоковольтный электрический импульс не существует.

Устройство и принцип действия катушки зажигания

Катушка имеет довольно простое устройство. В ней имеется две цилиндрических обмотки: первичная, содержащая 100-150 витков провода большого сечения, и вторичная, содержащая несколько тысяч витков (до 30 000) провода малого сечения. Причем витки первичной обмотки расположены поверх витков вторичной обмотки. Внутри обмоток находится металлический сердечник.

Вся эта конструкция помещена в цилиндрический корпус из диэлектрика, крышка корпуса выполнена несъемной, а внутренний объем обычно заполнен трансформаторным маслом (оно обеспечивает охлаждение катушек во время работы). На крышке находится несколько контактов (обычно три): центральная клемма, с которой снимается высокое напряжение, и две боковых клеммы, на которые подается ток низкого напряжения.

В основе работы катушки зажигания лежит явление электромагнитной индукции. В сущности, катушка — это повышающий трансформатор, на первичную обмотку которого подается ток низкого напряжения, а со вторичной снимается ток высокого напряжения. Но в катушке, в отличие от обычных трансформаторов, производится преобразование коротких импульсов электрического тока, и на выходе, соответственно, также получаются электрические импульсы.

Однако, как известно, трансформатор может работать только с переменным током, а в автомобилях используется ток постоянный. Мало того, через первичную обмотку катушки также протекает постоянный ток, а значит, во вторичной обмотке ток возникнуть не может. Нет ли здесь противоречия? На самом деле все просто: катушка зажигания работает совместно с прерывателем — устройством, которое обеспечивает пульсацию постоянного тока, и подает на первичную обмотку достаточно короткие электрические импульсы. Импульс, проходя по первичной обмотке, за счет электромагнитной индукции также возбуждает во вторичной обмотке импульс. Причем пиковое напряжение электрического импульса во вторичной обмотке будет во столько же раз больше напряжения в первичной обмотке, во сколько больше витков во вторичной обмотке по отношению к первичной.

Важно отметить, что преобразование тока происходит именно в момент размыкания прерывателя, то есть — в момент отсоединения первичной обмотки катушки от аккумулятора или генератора. Напряжение в этот момент падает не моментально, а в течение некоторого (очень короткого) промежутка времени, и за это время во вторичной обмотке, за счет изменения тока в первичной обмотке, индуцируется ток высокого напряжения — этот импульс и подается на свечу зажигания.

Так как в катушке действует закон сохранения, то мощность тока во вторичной обмотке почти равна (на деле — чуть меньше) мощности тока в первичной обмотке. Это значит, что электрический импульс на выходе имеет высокое напряжение, но малый ток, а в первичной обмотке все ровно наоборот. Именно поэтому первичная обмотка выполняется из провода большого сечения (так как по ней протекают токи в десятки ампер), а вторичная обмотка — из очень тонкого провода (токи во вторичной обмотке не превышают единицы микроампер).

Часто в катушках зажигания предусмотрено добавочное сопротивление (резистор), включенное последовательно с первичной обмоткой. Этот резистор изготавливается из сплава, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры: при нагревании сопротивление увеличивается, при охлаждении — уменьшается. Добавочное сопротивление необходимо для защиты катушки на малых оборотах двигателя.

Дело в том, что при малых оборотах через первичную обмотку катушки постоянный ток проходит на протяжении довольно длительного времени, а это приводит к усиленному нагреву провода и негативно сказывается на сердечнике. Поэтому на малых оборотах резистор нагревается, его сопротивление повышается, а это приводит к снижению тока в первичной обмотке — так исключается перегрев. При повышении оборотов температура падает, сопротивление резистора снижается, и через первичную обмотку проходит более высокий ток. Во время запуска двигателя сопротивление шунтируется (то есть, замыкается проводом), и не оказывает влияния на систему зажигания.

 

54. Назначение, устройство и работа прерывателя-распределителя

Назначение, устройство и работа прерывателя-распределителя.

Прерыватель-распределитель необходим для прерывания тока низкого напряжения и распределения тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя.
Прерыватель-распределитель состоит из корпуса (10), приводного валика (11), подвижного и неподвижного дисков, кулачка (6) и регуляторов опережения зажигания. На подвижном диске (15) размещены изолированный рычажок (5) с подвижным контактом (7) и неподвижный контакт (8) со стойкой. Контакты прерывателя наплавлены тугоплавким металлом-вольфрамом. Подвижный контакт прерывателя прижимается к неподвижному пластинчатой пружиной.
Вращающийся кулачок (6) нажимает выступом на изолированный рычажок прерывателя и за один оборот размыкает контакты столько раз, сколько выступов на кулачке. Число выступов на кулачке равно числу цилиндров двигателя.
Сверху на корпусе прерывателя установлен распределитель. Он состоит из ротора (4) и крышки (1).Ротор изготовлен из карболита, а сверху в него вмонтирована контактная пластина. Он закреплен на выступе кулачка. На наружной части по окружности выполнены гнёзда с зажимами (2) для проводов высокого напряжения к искровым свечам зажигания. В центре крышки расположено центральное гнездо для крепления центрального провода высокого напряжения от катушки зажигания. Внутри крышки против центрального гнезда помещён угольный контакт (3) с пружиной для соединения провода с пластиной ротора, а против каждого гнезда по окружности расположены боковые контакты.

Ротор распределителя, вращаясь вместе с кулачком, соединяет центральный контакт поочередно с боковыми, подавая ток высокого напряжения в искровые свечи зажигания.

Кулачок (6) прерывателя соединён с приводным валиком (11) через центробежный регулятор. Валик приводится в действие от распределительного вала. Центробежный регулятор снабжён грузиками (19), на выступах которых размещается пластина (9) с косыми прорезями. С увеличением частоты вращения коленчатого вала, грузики регулятора расходятся, штифты грузиков перемещаясь в прорезях пластины, поворачивают её и соединённый с ней кулачок в сторону вращения ведущего валика. В результате кулачок размыкает контакты прерывателя, и угол опережения зажигания увеличивается.

В зависимости от условий работы должен быть выбран оптимальный угол опережения зажигания, который влияет на тепловой режим, мощность и экономичность двигателя. В прерывателе-распределителе, кроме центробежного, установлен вакуумный регулятор. Он служит для изменения угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя.
Для изменения угла опережения зажигания вручную в зависимости от октанового числа топлива предназначен октан-корректор (8). Им изменяют угол зажигания в пределах ± 12? по углу поворота коленчатого вала.
Таким образом, в прерывателе-распределителе действуют независимо три устройства по изменению угла опережения зажигания: центробежный регулятор поворачивает кулачок, вакуумный регулятор – подвижный диск прерывателя и октан-корректор – корпус.

2.2 Технические условия на сборку прерывателя-распределителя.

Все трущиеся поверхности перед сборкой должны быть смазаны смазкой.
Грузики центробежного регулятора должны свободно проворачиваться на своих осях. На оси и кронштейны пружин грузиков центробежного регулятора должны быть надеты две пружины. Характеристики пружин приведены в таблице 1.

Биение шейки валика под втулку кулачка относительно шейки под втулку в корпусе не должно превышать 0,03 мм.
Перед завёртыванием винта крепления втулки кулачка резьба должна быть смазана натуральной олифой. Под головку винта должна быть положена пружинная шайба. Продольный люфт втулки не должен превышать 0,75…1,0 мм.
Вращение шарикового подшипника должно быть свободным, без заеданий. Люфт наружной обоймы относительно внутренней допускается не более 0,05мм. Шариковый подшипник должен быть заполнен смазкой.
Фильц должен быть изготовлен из фетра и пропитан машинным маслом. Количество смазки в фильце должно быть в пределах ~ 0,18…0,22 г.
Ось рычага прерывателя-распределителя не должна иметь качки в месте крепления к пластине. Рычаг прерывателя-распределителя не должен иметь качки на оси. Подбором текстолитовых шайб должно быть обеспечено совпадение осей контактов с точность до 0,25 мм.
Контакты прерывателя должны иметь гладкие шлифованные поверхности, параллельные между собой. Толщина слоя вольфрама контактов должна быть не менее 0,5 мм.
Длина гибкого проводника «на массу» должна обеспечивать свободный ход пластины без натяжения. Длина проводника должна составлять 93…97 мм (расстояние между центрами отверстий наконечников).
В кольцевую канавку крышки распределителя должна быть установлена на клею пробковая прокладка.
Конденсатор должен иметь ёмкость 0,15…,25 мкФ. Допускаются незначительные вмятины корпуса конденсатора, не вызывающие нарушения герметичности и повреждения диэлектрика.
Штуцер вакуумного регулятора должен быть плотно затянут, и иметь уплотнительную шайбу.
Валик прерывателя-распределителя должен свободно вращаться во втулках корпуса. Перед установкой в корпус валик должен быть смазан консистентной смазкой. Этой же смазкой должна быть заполнена маслёнка прерывателя-распределителя.
Соединительный проводник одним концом должен быть соединён с изолированной пластиной прерывателя-распределителя, а другим – с выводной изолированной клеммой на корпусе.

ТО прерывателя-распределителя.

В наибольшей мере технического обслуживания требует контактная система зажигания. При ТО рекомендуется проверить крепление прерывателя-распределителя, осмотреть и очистить сухой тряпкой от грязи, пыли и масла. Также стоит проверить, есть ли трещины и следы выгорания на его элементах, состояние контактов прерывателя, и при необходимости отрегулировать зазор между ними и протереть контакты мягкой ветошью, смоченной в бензине или спирте

 

55. Реле – регуляторы и предохранители

Реле - электрическое, электронное или механическое устройство устройство, предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при изменении показателя входных данных. Другими словами у реле есть управляющая часть, реагирующая на изменение входных показателей, и управляемая часть (контактная группа), изменяющая свое положение на обратное. Часто, реле также называют самые различные устройства, замыкающие или размыкающие контакты при изменении некоторой, не обязательно электрической величины, это, например, устройства, чувствительные к температуре (тепловые реле), освещённости (фотореле), уровню звукового давления (акустические реле) и др. Также, часто реле называют различные таймеры, например, таймер указателя поворота автомобиля, таймеры включения/выключения различных приборов и устройств, например, бытовых приборов (реле времени). В авто промышленности используются только электрические реле, зато самых различных видов и назначений. Простейшее из них состоит катушки с ферромагнитным якорем и группой контактов сязаных с ним, при подаче в обмотку реле электрического тока, порождающего магнитное поле, якорь изменяет свое положение тем самым меняя и положение управляемого им контакта. На первом рисунке с права, изображено реле с одной контактной группой, чуть более сложные реле предполагают несколько контактных групп, а еще более сложные включают и управление самой катушкой (например реле управления поворотниками, которое при постоянной подаче тока, обеспечивает прерывистое срабатывание катушки и контактной группы, таким образом включив подрулевой лепесток поворотника лампочка не постоянно горит а мигает)(второй рисунок). В плане применяемости реле, очень полезны, дело в том что контактная группа может работать с большим напряжением и силой тока, а для катушки это не обязательно. Таким образом катушка срабатывающая от напряжения, так скажем в 12 вольт, способна управлять контактами пропускающими 380 вольт, при этом на управление реле допустим стоит маленькая аккуратная кнопочка, а запускаться от реле будет большой мощный электро мотор. В этом примере, можно сказать, что если бы вам понадобилось запустить запустить мотор напрямую через маленькую, аккуратную кнопочку, то она в мгновение бы и расплавилась, а кнопочка или тумблер способные выдержать напряжение и силу тока для работы этого же мотора, должна быть далеко не маленькой и аккуратной! Все описанное можно приложить и к системе запуска двигателя автомобиля, замок зажигания, подает электричество тоненьки проводами на катушку, которая срабатывая замыкает цепь питания стартера. Наверняка вы хоть раз видали когда при прикуривании аккумулятора, тонкие провода греются настолько, что уже через секунды начинает плавится обмотка, так что представьте какими бы проводами у вас была опутана машина если бы никто и никогда не придумал РЕЛЕ! Реле предназначенные для работы в электросети легкового автомобиля имеют примерно схожие характеристики: Диапазон электропитания: 8...16 В Номинальное напряжение: 12 В Ток управления: не более 0,2 А Напряжение срабатывания: не менее 8,0 В Напряжение отпускания: 1,5...5,0 В Максимальный ток в силовой цепи: 30 А Активное сопротивление обмотки: 80±10 Ом Так же стоит отметить, что некоторые виды реле включают в себя не только управляющую срабатыванием электро плату, но и, особенно в силовых, элементы (диоды или резисторы) защищающие проводку и другие электро узлы, от перегрузок возникающих в моменты срабатывания контактов реле. Если внутри реле присутствуют стабилизирующие элементы (диоды или резисторы), это будет отражено на корпусе. Необходимо обращать внимание на маркировку и расположение контактов на реле, так как некоторые производители выпускают реле с нестандартным расположением контактов. Так же стоит отметить, что при длительной работе реле в режимах максимальных нагрузок, искра, проскакивающая при коммутации контактов создает нагар между этими контактами, из-за чего управляемое устройство может не работать или работать некорректно. В месте плохого контакта при протекании тока выделяется избыточное тепло, ток в силовых цепях растет, что влечет за собой разогрев места плохого контакта в подключаемой цепи, и в дальнейшем происходит оплавление пластиковых деталей мест крепления этих контактов. Большинство цепей питания электрооборудования автомобиля защищено плавкими предохранителями. Фары, электродвигатели вентиляторов, топливный насос и другие мощные потребители подключены через реле. Предохранители и реле установлены в монтажных блоках, которые находятся в салоне автомобиля в торце панели приборов с левой стороны, на левой передней части боковины и в подкапотном пространстве слева от аккумуляторной батареи.

 

56. Контактно-транзисторные и бесконтактные системы зажигания.
Схема конактного и контактно-транзисторного зажиганий

Исторически сложилось так, что для первых бензиновых моторов использовалась батарейная (аккумуляторная) система зажигания, основанная на эффекте самоиндукции. Самой первой была контактная, ставшей впоследствии классической, система. По мере совершенствования автомашины развивались и его отдельные компоненты, так появилась контактно транзисторная система зажигания. На примере сравнения этих двух систем можно проследить, как происходило развитие самого автомобиля.