Типові схеми електрообладнання
Електрообладнання автомобілів і тракторів це комплекс взаємопов’язаних систем, механізмів і приладів, що забезпечують надійну їх роботу, безвідмовність руху, автоматизацію робочих процесів машин та нормальні умови праці водіїв.
Електрообладнання сучасних автомобілів і тракторів поділяються на системи:
§ система енергопостачання (акумулятор та генератор);
§ система електричного пуску (стартер та системи полегшення пуску двигуна);
§ система запалювання (контактні, контактно-транзисторні, безконтактні, цифрові та мікропроцесорні);
§ система освітлення та звуком сигналізації;
§ інформативна система та контрольно – вимірювальні прилади;
§ допоміжне обладнання;
§ електронні системи автоматичного керування двигуном та трансмісією;
§ комутаційна апаратура, захисні пристрої.
На сучасному етапі відбувається стрімкий ріст кількості та якості електричних автоматизованих систем. Відмінності систем електрообладнання автомобіля (автобуса) і трактора лежать у відмінності ступеня досконалості, в кількості елементів і в кількості виконуваних функцій.
Для вивчення взаємозв’язків систем послідовності їх включення і роботи електрообладнання автомобіля і трактора проектантами розробляються загальні схеми електрообладнання. Схема електрообладнання для визначеного класу машини повинна бути наглядною, легко читатися і універсальною за своїм виконанням. Типовою сучасною схемою електрообладнання є схема з генераторами змінного струму.
Схеми автотракторного електрообладнання виконуються однопровідними коли всі споживачі живляться однією напругою. При однопровідній схемі корпус машини є спільним струмопровідним елементом для всього електрообладнання. До всіх споживачів електроенергії під’єднується тільки один провід. Другий провід споживача і джерела струму з’єднується з ” масою”. У всіх сучасних автомобілях і тракторах з масою з’єднується негативний потенціал джерел струму.
Двох провідна схема використовується рідко на окремих ділянках електричного кола коли споживач встановлюється на ізоляторі та живиться малими напругами.
Типова схема автотракторного електрообладнання складається я із джерел електричної енергії і споживачів. Джерелами електричної енергії є акумуляторна батарея і генератор, які працюють паралельно. Паралельна робота генератора і акумуляторної батареї проходить при змінній частоті обертання ротора генератора, навантаження і температури.
Деякими типовими схемами електрообладнання передбачається переключення напруги роботи з 12 на 24 В. В таких схемах споживачі електроенергії живляться від напруги 12 В, а стартер – 24 В. При пуску двигуна дві акумуляторні батареї, з’єднані паралельно переключаються, за допомогою спеціального перемикача, з’єднуються послідовно. Такі перемикачі ускладнюють комутаційні схеми пуску, але забезпечують надійний пуск двигуна.
В сучасних системах електрообладнання використовуються генератори змінного струму. Для захисту акумуляторних батарей від саморозряджання на обмотку збудження генератора реле напруги під’єднують через загальний вимикач електрообладнання.
Переключення обмоток генератора із зірки на трикутник або навпаки дозволяє один генератор використовувати для напруги 12 і 24 В. На деяких тракторах використовуються комбіновані схеми електрообладнання, частина споживачів живиться постійним, а інша змінним струмом. Для живлення споживачів змінним струмом генератори мають спеціальні виводи.
Для нормальної та надійної роботи сучасних споживачів електроенергії напруга повинна бути постійного значення з мінімальною пульсацією. Постійне значення напруги генератора забезпечується за допомогою регуляторів напруги (РН), які вмикаються в коло живлення обмотки збудження (ОЗ) генератора. При непрацюючому двигуні, або коли напруга генератора нижча за номінальне значення споживачі в цьому випадку живляться від акумуляторної батареї.
Джерела електричної енергії – акумуляторна батарея і генератор разом із регулятором напруги становлять основу системи електричного живлення. Для генераторів встановлено номінальні напруги 7, 14, 28, 42 В. Споживачі електричної енергії, в залежності від призначення під’єднуються до акумуляторної батареї або генератора через вимикачі та запобіжники. Безпосередньо до акумуляторної батареї під’єднуються споживачі, що споживають великі значення струму – стартер, прикурювач, кондиціонер, а також прилади, що вимагають роботи в аварійних режимах (аварійна сигналізація та інші споживачі).
Рис.1.7 Типові схеми електрообладнання з генераторами змінного струму
а) однопровідна; б).трьохпровідна схеми.
До генератора під’єднуються прилади освітлення та сигналізації ( через центральний перемикач), а також прилади і пристрої тривалої дії на зупинках або під час руху автомобіля.
При відсутності амперметра або вольтметра споживачі електричної електроенергії під’єднують до кола акумуляторна батарея – генератор. Всі кола споживачів (або групи споживачів, крім кіл пуску і запалювання) під’єднують через плавкі або біметалеві запобіжники.
Система пуску складається із двигуна постійного струму, механізми приводу і керування.
Система запалювання призначена для створення високої напруги, необхідної для електричного запалювання паливо повітряної суміші в циліндрах карбюраторного двигуна внутрішнього згорання. Основними елементами системи батарейного запалювання є котушка запалювання, яка перетворює низьку напругу акумуляторної батареї в імпульси високої напруги, переривач – розподільник, іскрові свічки запалювання.
Система освітлення та сигналізації транспортних засобів призначена для зовнішнього і внутрішнього освітлення. Зовнішнє освітлення складається із габаритних вогнів, фар прожекторів, а внутрішнє – із плафонів кабіни і кузова, ламп щитків приладів, багажника і відсіку двигуна.
Для забезпечення безпеки руху транспортних засобів служать системи звукової і світлової сигналізації. До приладів світлової сигналізації відносяться ліхтарі сигналів гальмування і вказівників повороту.
Контрольно – вимірювальні прилади призначені для передачі водію сигналів про роботу найбільш важливих систем і окремих агрегатів використовуються вказівними температури охолоджувальної рідини і тиску змащувальної системи двигуна, амперметр або вольтметр для контролю заряду акумуляторної батареї, спідометр, вказівними рівня пального, термометр температури зовнішнього повітря та інші прилади, які визначаються призначенням і конструкцією транспортного засобу.
Електронні системи автоматичного керування двигуном та трансмісією. На сучасних автомобілях широке розповсюдження отримали пристрої керування робочими процесами окремих вузлів, систем і агрегатів, які забезпечують оптимальний режим їх роботи, високу надійність, економічність та безпеку експлуатації автомобілів на високих швидкостях. Це такі елементи як система електронного керування впорскуванням пального, автоматичне керування швидкістю обертання вентилятора системи охолодження, для підтримки оптимального теплового режиму двигуна, економайзер примусового холостого ходу. Електронне керування випередженням запалювання забезпечує необхідні характеристики оптимального згоряння палива підвищує економічність та знижує токсичність двигуна.
Електронні системи керування будуються на основі мікропроцесорних цифрових систем керування. Це дозволяє реалізувати складні алгоритми ефективного керування двигуна: швидкістю обертання колінчастого валу, потужності, обертального моменту, циклової подачі, фаз впорскування пального, складу суміші і випередження запалювання, температури в системах охолодження і мащення двигуна, забезпечення пуску, розгону, гальмування і зупинки двигуна, контроль роботи двигуна, аварійний захист та інше.
Електронні системи керування на основі мікропроцесорних систем відкрили можливості значного ускладнення алгоритмів керування і обробки любої кількості керуючих параметрів.
Споживачі великих струмів, наприклад стартер, для розвантаження основного вимикача включається через реле (інколи називають соленоїд) рис. 1.8.
Рис. 1.8 Схема включення стартера