Источники электрической энергии

Электрическая энергия на современных тракторах (авто-мобилях) применяется для пуска двигателей (стартером), зву-ковой и световой сигнализации, освещения пути, питания контрольно-измерительных приборов и других целей. Все устройства и приборы, входящие в электрооборудование, де-лят на источники и потребители энергии. К источникам тока на тракторе (автомобиле) относят генератор и аккумулятор-ную батарею, потребителям-стартер, приборы сигнализации, освещения и контрольно-измерительные.

Аккумуляторная батарея предназначена для питания по-требителей электроэнергии при неработающем двигателе и при малой частоте вращения коленчатого вала, а также для питания стартера при пуске двигателя. При работающем дви-гателе она потребляет избыточную энергию генератора и, за-ряжаясь, накапливает ее. На тракторах используют свинцово-кислотные аккумуляторы стартерного типа.

Генератор предназначен для преобразования механиче-ской энергии в электрическую, которая необходима для пита-ния потребителей при работе двигателей на средних и боль-ших частотах вращения и зарядки аккумулятора. На тракторах используют генераторы постоянного и переменного тока. На всех современных тракторах устанавливают генераторы пере-менного тока, которые по устройству проще, чем генераторы постоянного тока, надежнее в эксплуатации и имеют меньшие габаритные размеры. Генератор приводится в действие с по-мощью ремня, надетого на шкив вала двигателя и шкив гене-ратора.

Системы пуска

Чтобы пустить двигатель внутреннего сгорания, вращение коленчатого вала необходимо довести до некоторой частоты, обеспечивающей смесеобразование, заполнение цилиндров

свежим зарядом, сжатие и воспламенение смеси. При темпе-ратуре воздуха выше 0 ⁰С эта частота вращения для карбюра-торных двигателей должна быть не менее 40–50 мин^-1 а для дизелей – не менее 150–250 мин^-1.

Пуск дизеля вспомогательным бензиновым двигате-лемиспользуют на некоторых тракторных дизелях.

Для облегчения пуска дизеля жидкостные системы охла-ждения пускового двигателя и дизеля взаимосвязаны, благо-даря чему обеспечивается прогрев дизеля.

Пуск электрическим стартером–наиболее распростра-ненный способ, пригодный для автомобильных, тракторных и пусковых двигателей. Схема системы пуска электрическим стартером показана на рисунке 5.1. Электрический стартер 3 питается от аккумуляторной батареи 1 током низкого напря-жения. В период пуска шестерня 4 стартера входит в зацепле-ние с зубчатым венцом 5 маховика двигателя. Передаточное число между шестерней стартера и венцом маховика подби-рают с таким расчетом, чтобы сообщить коленчатому валу двигателя необходимую для пуска частоту вращения. Стартер включают на период пуска и выключают специальным меха-низмом сразу после того, как двигатель начнет работать.

Система пуска дизелей с помощью двигателя надежна в любых температурных условиях, но обслуживание ее и опе-рации при пуске сложнее, чем в случае пуска электрическим стартером.

Электрический стартер предназначен для пуска, как кар-бюраторных двигателей, так и дизелей. На тракторах Т-16М, Т-25А, МТЗ-80, К-701 электрическим стартером запускают основные дизели, а на тракторах ДТ-75М, Т-150, Т-150К – пусковые двигатели.

Рисунок 5.1 Схема пуска электрическим стартером:

1 – аккумуляторная батарея; 2 – включатель; 3 – электрический стартер; 4 – шестерня стартера; 5 – зубчатый венец маховики двигателя

Стартер представляет собой электродвигатель постоянно-го тока с механизмом привода и включателем. Стартеры вы-пускают с механическим и электромагнитным включением шестерни привода. Наиболее распространено электромагнит-ное включение.

Система зажигания

На современных автомобилях используют системы зажи-гания двух типов: классическую и электронную (контактную

и бесконтактную). Классическая система батарейного зажига-ния длительное время существовала без принципиальных из-менений и совершенствовалась лишь конструктивно. Ограни-

ченные возможности этой системы, повышенные требования

к системам зажигания и развитие электроники привели к соз-данию электронных систем зажигания. Классическая система батарейного зажигания состоит из источников тока низкого напряжения – аккумуляторной батареи 21 (рисунок 5.2) и ге-нератора, катушки зажигания 12, прерывателя 5, включателя зажигания 8, распределителя тока высокого напряжения 16, искровых свечей зажигания 19 и соединительных проводов низкого и высокого напряжения.

Рисунок 5.2 – Схема батарейной системы зажигания:

1 – рычажок прерывателя; 2 – подвижной контакт; 3 – неподвижный контакт; 4 – кулачок; 5 – прерыватель; 6 – конденсатор: 7, 15 и 18 – провода; 8 – включатель зажигания; 9 – добавочное сопротивление (резистор); 10 – первичная обмотка; 11 –вторичная обмотка;

12 – катушка зажигания; 13 – сердечник катушки; 14 – включатель;

16 – распределитель; 17 –электроды; 19 – искровая свеча зажигания;

20 – ротор с токоразносящей пластиной (электродом); 21 – аккумуляторная батарея; 22 – амперметр

Когда зажигание включено, и контакты прерывателя 5 замкнуты, ток низкого напряжения подается от аккумулятор-ной батареи 21 или генератора по цепи: положительный вы-

вод аккумуляторной батареи-амперметр 22 -включатель зажи-гания 8 – добавочное сопротивление (резистор) 9 -первичная обмотка 10 катушки зажигания 12 – подвижной контакт 2 прерывателя 5 – «масса» – отрицательный вывод аккумуля-торной батареи 21.

Проходя по первичной обмотке 10, ток низкого напряже-ния создает вокруг ее витков плавно возрастающее магнитное поле.

Когда вращающийся кулачок 4 переместит рычажок 1 прерывателя 5, контакты 2 и 3 разомкнутся, ток низкого на-пряжения в первичной обмотке 10 прервется и магнитный по-ток вокруг нее исчезнет. Исчезающий магнитный поток пере-сечет витки первичной 10и вторичной 11 обмоток катушки зажигания 12. Вследствие этого в первичной обмотке индуци-руется электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции порядка 200–300В, а во вторичной обмотке, имеющей значительно большее число витков, – 18–20 кВ. Напряжение во вторичной обмотке достаточно, чтобы между электродами свечи 19 соз-дать надежный искровой разряд, зажигающий рабочую смесь.

Цепь тока высокого напряжения: вторичная обмотка 11 – катушки зажигания 12 – провод 15 высокого напряжения – угольный электрод ротора 20 – один из электродов 17 крышки распределителя 16 – провод 18 – центральный электрод свечи

– боковой электрод свечи – «масса» – отрицательный вывод аккумуляторной батареи-амперметр 22 – включатель зажига-ния 8 –резистор 9 – первичная обмотка 10 – вторичная обмот-ка 11 катушки зажигания 12.

Затем вновь происходит замыкание контактов прерывате-ля, так как кулачок 4 сойдет с выступа рычажка I прерывате-ля.

ЭДС самоиндукции замедляет процесс исчезновения тока в первичной обмотке и приводит к искрению между контак-тами 2 и 3 прерывателя, их окислению и разрушению. Для уменьшения воздействия ЭДС самоиндукции параллельно контактам прерывателя включен конденсатор 6, который в пе-

риод размыкания контактов заряжается током самоиндукции,

а затем, разряжаясь в обратном направлении, ускоряет исчез-новение тока в цепи низкого напряжения, а следовательно, и магнитного потока, поэтому увеличивается ЭДС вторичной цепи и контакты 2 и 3 прерывателя предохраняются от обго-рания.

В пусковых двигателях применяют систему зажигания от магнето. Основным прибором такой системы является магне-то высокого напряжения. В нем совмещены функции генера-тора переменного тока, трансформатора, прерывателя и рас-пределителя тока (в магнето одноцилиндрового двигателя от-сутствует распределитель тока).

Контрольные вопросы

1. Для каких целей используется электрическая энергия на тракторах я автомобилях?

2. Какие устройства применяются на тракторах и автомо-билях в качестве источников тока?

3. Объясните устройство в действие аккумуляторной ба-тареи. В чем состоит уход за ней?

4. Объясните назначение и принцип действия генератора, реле-регулятора катушки зажигания, прерывателя, распреде-лителя, конденсатора и свечей зажигания.

5. Объясните устройство и принцип действия магнето.

6. Назовите основные приборы освещения и световой сигнализации.

7. Какие контрольно-измерительные приборы применяют-ся на тракторах и автомобилях?

8. Исправность каких приборов сигнализации, необходи-мо проверять перед выездом из гаража?

9. Как обеспечивается работа потребителей электроэнер-гиина тракторных и автомобильных прицепах?