Elektrické vybavenie vozidla zahŕňa zdroje a spotrebiče elektrického prúdu. Jednovodičový systém sa používa na pripojenie zdrojov prúdu a spotrebiteľov. Druhý vodič je uzemnenie vozidla (jeho kovové časti), ku ktorým sú pripojené záporné póly elektrických zariadení. Elektrické zariadenia sú napájané jednosmerným prúdom s napätím 12 V.
Zjednodušená schéma všeobecného elektrického obvodu systému elektrického zariadenia a pripojenie zariadení bez zohľadnenia ich skutočného umiestnenia na vozidle je znázornené na kresba 16.
Kresba 16. Schéma elektrického zariadenia:
1 - batéria; 2 - štartér; 3 - zariadenia zapaľovacieho systému; 4 - zariadenia osvetľovacej sústavy; 5 - zariadenia poplašného systému; 6 - ovládanie elektrických zariadení; 7 - prídavné vybavenie, 8 - generátor; 9 - regulátor napätia; 10 - ampérmeter.
Aktuálne zdroje
Zdrojmi prúdu v aute sú generátor a batéria. K zdrojom prúdu je pripojený regulátor napätia.
Generátor premieňa mechanickú energiu prijatú z motora na elektrickú energiu. Generátor dodáva energiu všetkým elektrickým spotrebičom, keď motor beží. Vozidlo Niva je vybavené generátorom striedavého prúdu G-221 (kresba 17). Hlavnými časťami generátora sú stator 12 s pevným vinutím, v ktorom sa indukuje striedavý prúd, a rotor 11, ktorý vytvára pohyblivé magnetické pole. Rotor generátora je uložený v dvoch guľôčkových ložiskách. Je poháňaný cez remenicu generátora pomocou klinového remeňa od kľukového hriadeľa motora.
Kresba 17. Generátor G-221:
1 - zadný kryt: 2 - blok usmerňovača; 3 - ochranný kryt; 4 - predĺženie kontaktnej skrutky; 5 - kontaktná skrutka; 6 - drôty; 7 - držiak kefy s kefami; 8 - kladka s ventilátorom; 9 - guličkové ložisko; 10 - predný kryt; 11 - rotor; 12 - stator; 13 - puzdro nárazníka; 14 - puzdro; 15 - tlaková manžeta; 16 - spojovacia skrutka.
Generátor má usmerňovaciu jednotku 2, ktorá premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd. Generátor je chladený remenicovým ventilátorom generátora.
Batéria premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu. Batéria dodáva elektrický prúd spotrebiteľom, keď motor nebeží. Auto je vybavené batériou 6ST-55P. Olovený akumulátor, štartér, napätie 12 V, kapacita 55 Ah.
Puzdro batérie je vyrobené z plastu odolného voči kyselinám a je delené priečkami na šesť sekcií. Každá sekcia obsahuje samostatný prvok pozostávajúci z pozitívnych a negatívnych platní a separátorov (separátory) medzi nimi. Prvky majú napätie 2 V a sú navzájom sériovo zapojené mostíkmi. Puzdro batérie je uzavreté plastovým krytom spoločným pre všetky prvky. Kryt je po obvode tepelne privarený k vonkajším stenám puzdra. Spoje medzi krytom a priečkami karosérie sú pri montáži utesnené tmelom, ktorý zabraňuje prelievaniu elektrolytu z jednej sekcie do druhej. Pre každú sekciu má kryt závitový otvor so zátkou na plnenie a sledovanie hladiny elektrolytu. Zástrčky sú vybavené otvormi na spojenie vnútornej dutiny batérie s atmosférou.
Batéria má dva vývody; pozitívne a negatívne.
Regulátor napätia udržiava konštantné napätie prúdu generovaného generátorom pri premenlivej rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa motora. Vozidlo používa regulátor napätia PP-380. Jedná sa o dvojstupňový elektromagnetický regulátor vibračného typu.
Keď sa napätie generátora zvýši na 13-14 V, do obvodu budiaceho vinutia je zahrnutý dodatočný odpor. Takto nastáva prvý stupeň regulácie napätia generátora. Pri zvýšení napätia nad 14 V je budiace vinutie generátora skratované k zemi. Takto nastáva druhý stupeň regulácie napätia. V dôsledku toho je napätie generátora regulované v rámci stanovených limitov.
Súčasní spotrebitelia
Spotrebitelia prúdu v aute sú štartér, zapaľovací systém a osvetľovací systém (vonkajšie a vnútorné), poplašný systém (zvuk a svetlo), ovládať elektrické zariadenia a prídavné zariadenia.
Štartér zabezpečuje otáčanie kľukového hriadeľa rýchlosťou potrebnou na naštartovanie motora.
Auto je vybavené štartérom ST-221 (kresba 18). Štartér je štvorpólový, štvorkefový jednosmerný motor so zmiešaným budením, s elektromagnetickým záberom hnacieho prevodu a diaľkovým ovládaním.
Kresba 18. Štartér ST-221:
1— hnacie koleso; 2 - spojka voľnobežky; 3 - krúžok na vodítko; 4 - gumová zátka; 5 - páka pohonu; 6 - predný kryt; 7 - trakčné relé; v - zadnom kryte; 9 - kotva; 10 - puzdro; 11 - vinutie stohory; 12 - pól statora; 13 - telo.
V kryte 13 štartéra sú štyri póly 12. Dva z nich sú s budiacimi vinutiami zapojené do série s vinutím kotvy 9 a dva sú paralelne. Hriadeľ kotvy štartéra je inštalovaný v dvoch puzdrách 10, umiestnených v krytoch 6 a 8. Na prednom konci hriadeľa kotvy je nainštalovaný pohon štartéra, ktorý pozostáva z voľnobežnej valčekovej spojky 2 a hnacieho ozubeného kolesa 1, ktoré sa môže pohybovať pozdĺž drážok hriadeľa. Voľnobežná spojka prenáša rotáciu z hriadeľa kotvy štartéra na zotrvačník pri štartovaní motora a zabraňuje prenosu rotácie zo zotrvačníka na kotvu štartéra po naštartovaní motora. Na prednom kryte 6 štartéra je nainštalované trakčné relé 7, keď je motor naštartovaný, relé zaisťuje, že hnacie ozubené koleso 1 zaberá s ozubeným kolesom zotrvačníka a spája elektrický obvod vinutia štartéra s batériou. Na zadnom kryte 8 štartéra sú upevnené držiaky kief so štyrmi kefami, ktoré sú pružinami pritlačené ku kolektoru kotvy.
Keď je štartér v prevádzke, prúd preteká jeho vinutím. Okolo pólov sa vytvára silné magnetické budiace pole. Toto pole interaguje s magnetickým poľom vinutia kotvy a spôsobuje otáčanie kotvy, ktoré sa prenáša na zotrvačník cez pohon štartéra.
Systém zapaľovania slúži na zapálenie pracovnej zmesi vo valcoch v súlade s poradím a prevádzkovým režimom motora.
Systém zapaľovania obsahuje: zapaľovaciu cievku, rozdeľovač zapaľovania vrátane nízkonapäťového ističa a vysokonapäťového ističa, zapaľovacie sviečky a spínač zapaľovania.
Základná schéma zapaľovacieho systému motora automobilu Niva VAZ-2121 je znázornená na kresba 19.
Kresba 19. Schéma zapaľovacieho systému:
1 - kontakt; 2 - rotor; 3 - vysokonapäťový rozdeľovač prúdu; 4 - vačka; 5 - pevný kontakt; 6 - pohyblivý kontakt; 7 - kondenzátor; 8 - istič nízkeho napätia;, 9 - sekundárne vinutie; 10 - primárne vinutie; 11 - zapaľovacia cievka; 12 - dodatočný odpor; 13 - spínač zapaľovania; 14 - ohromujúci odpor; 15 - zapaľovacia sviečka.
Schéma zapaľovacieho systému obsahuje: dva elektrické obvody - nízkonapäťový obvod (primárny) a vysokonapäťový obvod (sekundárny). Primárny okruh obsahuje: spínač zapaľovania 13, prídavný odpor 12, primárne vinutie 10 zapaľovacej cievky, nízkonapäťový istič 8 a kondenzátor 7. Sekundárny obvod obsahuje: sekundárne vinutie 9 zapaľovacej cievky, rozdeľovač 3 vysokonapäťového prúdu a zapaľovacie sviečky 15.
Keď je spínač zapaľovania zapnutý a kontakty 5 a 6 nízkonapäťového ističa sú zatvorené, prúd z batérie alebo generátora preteká cez nízkonapäťový obvod. Pri prechode prúdu cez primárne vinutie zapaľovacej cievky vytvára silné magnetické pole. Keď sú kontakty ističa 8 otvorené (vačka 4 prebieha svojím výstupkom na páku s kontaktom 6) prúd v nízkonapäťovom obvode sa preruší a vytvorené magnetické pole zanikne. V tomto prípade magnetické pole pretína sekundárne vinutie zapaľovacej cievky a indukuje v ňom prúd vysokého napätia. Vysokonapäťový prúd je privádzaný do rotora 2 rozdeľovača zapaľovania, ktorý sa otáča spolu s vačkou 4. V momente rozopnutia kontaktov prerušovača sa na jeden z kontaktov 1 rozdeľovača zapaľovania, ktoré sú spojené so zapaľovacími sviečkami 15, privádza vysokonapäťový prúd. Vo valci motora dochádza k iskrovému výboju medzi elektródami zapaľovacej sviečky (v tom istom poradí chodu zmesi končí stlačenie motora-3.2).
Zapaľovacia cievka premieňa nízkonapäťový prúd (12 V) na vysokonapäťový prúd, ktorý môže dosiahnuť 16-20 kV.
Auto používa zapaľovaciu cievku B-117A. Jadro zapaľovacej cievky vyrobené z tenkých plechov elektroocele má na sebe navinuté sekundárne vinutie, ktoré má veľký počet závitov (~21 000) izolovaného medeného drôtu s priemerom ~0,07 mm. Primárne vinutie má ~308 závitov izolovaného medeného drôtu s priemerom ~0,57 mm. Vnútorná dutina krytu je naplnená transformátorovým olejom, ktorý zlepšuje chladenie a izoláciu vinutí! zapaľovacie cievky. Kryt cievky obsahuje vývody primárneho a sekundárneho vinutia. Mimo krytu cievky je dodatočný odpor, zapojený do série s primárnym vinutím a automaticky regulujúci prúd vo vinutí v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa motora.
Distribútor vykonáva zatváranie a otváranie nízkonapäťového prúdu a distribúciu vysokonapäťového prúdu medzi valce motora.
Vozidlo využíva rozdeľovač zapaľovania P125-B (kresba 20). Rozdeľovač zapaľovania pozostáva z ističa a rozdeľovača inštalovaných v jednom spoločnom kryte. V skrini 3 rozvádzača je tiež nainštalovaný hriadeľ 1 na pohon vačky rozdeľovača, rotora rozdeľovača 14 a odstredivého regulátora, ktorý automaticky mení uhol predstihu zapaľovania v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa motora. Keď sa hriadeľ 1 otáča, vačka 8 otvorí kontakty 7 ističa. Rotor 14 a odstredivý regulátor 20 sa otáčajú spolu s hriadeľom, ktorého závažia sa pri prekonávaní sily pružín 21 pôsobením odstredivých síl rozchádzajú. Závažia odstredivého regulátora sú spojené s vačkou prerušovača a so zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania hriadeľa otáčajú vačku vzhľadom na hriadeľ a menia uhol predstihu zapaľovania. V závislosti od oktánového čísla použitého paliva sa uhol predstihu zapaľovania mení manuálne pomocou excentra 9 oktánového korektora, pripojeného cez tyč k pohyblivej doske 24, na ktorej sú namontované kontakty 7 prerušovača.
Článok je prevzatý z webovej stránky VazBook
Kresba 20 Rozdeľovač zapaľovania R-125B:
1 - hriadeľ; 2 - spojka na vychyľovanie oleja: 3 - puzdro; 4 - nízkonapäťový vodič; 5 - pevná lámacia doska; 6 - olejnička; 7 - kontakty prerušovača; 8 - vačka; 9 - oktánový korektor excentr; 10 - vačková plsť; 11 - doska kladičky vačky; 12 - hmotnosť odstredivého regulátora; 13 - západka; 14 - rotor; 15 - veko; 16 - krycia elektróda; 17 - centrálna elektróda; 18 - uhlíkový kontakt; 19 - rotorová elektróda; 20 - odstredivý regulátor; 21 - závažie pružina; 22 - páka ističa; 23 - držiak pevného kontaktu; 24 - pohyblivá lámacia doska; 25 - Objímka hriadeľa; 26 - kondenzátor.
Kryt rozdeľovača zapaľovania 15 má štyri bočné elektródy 16 a centrálnu elektródu 17. Bočné elektródy sú pripojené k zapaľovacím sviečkam vysokonapäťovými vodičmi a centrálna elektróda je pripojená k zapaľovacej cievke. Vysokonapäťový prúd tečie cez centrálnu elektródu k doske na rozdeľovanie prúdu rotujúceho rotora 14 a cez ňu k bočným elektródam v súlade s prevádzkovým poriadkom motora.
Zapaľovacia sviečka zabezpečuje produkciu elektrickej iskry vo valci motora. Systém zapaľovania motora automobilu používa zapaľovacie sviečky A17DV. Zapaľovacia sviečka (kresba 21) je nerozoberateľná. V kovovom kryte 4 je zrolované jadro, ktorým je keramický izolátor 2, vo vnútri ktorého je umiestnená kontaktná tyč 1 a centrálna elektróda 6. Kryt sviečky má vonkajší závit 5, pomocou ktorého je sviečka pripevnená k hlave valca. Bočná elektróda 7 je pripojená k telu. Hrot spájajúci zapaľovaciu sviečku s vysokonapäťovým vodičom má supresorový odpor, ktorý znižuje rádiové rušenie vytvárané zapaľovacím systémom.
Kresba 21. Zapaľovacia sviečka A17DV:
1 - kontaktná tyč; 2 - izolátor; 3 - vrúbkovanie; 4 - telo; 5 - závit; 6 - centrálna elektróda; 7 - bočná elektróda; 8 - tesnenie; 9 - podložka; 10 - tmel.
Spínač zapaľovania. zapína a vypína zapaľovací systém, štartér, ovládacie a meracie prístroje a iné prístroje.
Vozidlo je vybavené spínačom zapaľovania VK-347 (kresba 22). Spínač má ochranu proti krádeži. V skrini 1 je pomocou poistného krúžku 12 upevnený spínací mechanizmus, ktorý sa skladá z panelu 11 so zásuvnými svorkami 13 a kontaktmi 10, vačky 9 a rotora 7 s kontaktnými doskami 8. Vačka a rotor spínača sa otáčajú kľúčom uzamykacieho hriadeľa 3. Blokovacia tyč 6, pôsobením zámku 2, zapadne do nastavovacieho kľúča riadenia "parkovacia" poloha, sa odstráni z blokovacieho zariadenia spínača. Výstupok 5 slúži na správnu inštaláciu spínača zapaľovania v stĺpiku riadenia.
Kresba 22. Spínač zapaľovania VK-347:
1 - telo; 2 - pružina; 3 - uzamykacie zariadenie; 4 - kľúč; 5 - montážny výčnelok; 6 - uzamykacia tyč; 7 - rotor; 8 - kontaktné dosky; 9 - vačka; 10 - kontakty; 11 - panel; 12 - poistný krúžok; 13 - svorky.
Systém osvetlenia zaisťuje prevádzku vozidla pri zhoršenej viditeľnosti (v noci, v hmle a pod.). Systém zahŕňa vonkajšie a vnútorné osvetlenie. Systém osvetlenia obsahuje: svetlomety, predné a zadné svetlá, osvetlenie ŠPZ, vnútorné osvetlenie, osvetlenie prístrojovej dosky a motorového priestoru, poistky a spínače.
Svetlomety osvetliť cestu pred vozidlom pri zhoršenej viditeľnosti (v noci, v hmle a pod.). Vozidlo využíva systém osvetlenia dvoch svetlometov s okrúhlymi svetlometmi typu FG-140. V puzdre 5 svetlometu (kresba 23) je inštalovaný držiak 6 optického prvku 1 Optický prvok svetlometu pozostávajúci z reflektora 7, difúzora 2 a svietidla 9 je pripevnený k držiaku lemom 3 pomocou skrutiek 10. Svetlomet je dvojvláknové stretávacie svietidlo s príkonom W diaľkového svetla a 45W. Skrutky 4 a 11 umožňujú meniť polohu držiaka 6 a s ním aj optického prvku vo vertikálnej a horizontálnej rovine pri nastavovaní svetlometov.
Kresba 23. Svetlomet FG 140:
1 - optický prvok: 2 - difúzor; 3 - ráfik; 4, 11 - nastavovacie skrutky; 5 - telo; 6 - držiak optického prvku; 7 - reflektor; 8 - pružina; 9 - lampa; 10 - skrutka.
Predné svetlá používajú sa na označenie rozmerov vozidla, parkovacích svetiel a svetelných signálov pri manévrovaní.
Predné svetlo je dvojdielne, obdĺžnikové. Liate telo baterky obsahuje dve jednovláknové žiarovky. 5 W svietidlo sa používa na označenie rozmerov vozidla a 21 W svietidlo sa používa na signalizáciu manévrovania vozidla. Predný difúzor svetla je vyrobený z pevného plastu, dvojfarebný. Vonkajšia časť difúzora je oranžová a je určená na signalizáciu pri manévrovaní a vnútorná časť je bezfarebná a slúži na označenie rozmerov vozidla.
Zadné svetlá slúžia na označenie rozmerov vozidla a zabezpečujú svetelnú signalizáciu pri odbočovaní, brzdení a cúvaní.
Zadné svetlo má obdĺžnikový tvar. Kryt zadného svetla má štyri časti obsahujúce tri 21W žiarovky a jednu 5W žiarovku. Prvé tri sú žiarovky brzdového svetla, smerovky a spiatočky a posledná je žiarovka parkovacieho svetla. Telo baterky je kryté difúzorom. Plastový difúzor, monolitický, viacdielny, trojfarebný. Vonkajšia časť oranžového difúzora svetla slúži ako signál pri manévrovaní s vozidlom. Stredová časť je bezfarebná a slúži na signalizáciu cúvania. Zvyšné časti difúzora sú červené a sú určené na signalizáciu pri brzdení a na označenie rozmerov vozidla.
Poplašný systém zabezpečuje bezpečnosť pohybu vozidla. Súčasťou systému sú svetelné a zvukové alarmy.
K svetelnej signalizácii obsahuje predné, zadné, bočné smerovky a ich spínač, ako aj brzdové svetlá (stop signál), spiatočku a ich spínače. Predné smerovky sú umiestnené v predných svetlách auta. Zadné smerovky, brzdové svetlá a cúvacie svetlá sú umiestnené v zadných svetlách vozidla. Bočné smerovky sú umiestnené na predných blatníkoch karosérie auta.
Zvukové signály zahŕňajú zvukové signály. Na prítomnosť vozidla v prípade potreby upozorní chodcov a vodičov vozidiel zvukový signál. Vozidlo je vybavené dvoma elektrickými vibračnými zvukovými signálmi bez zvukovodu: jeden s vysokým tónom a druhý s nízkym tónom. Signály sú naladené do harmonického súzvuku a pôsobia súčasne. Prúd prechádzajúci signálnym vinutím 8 (kresba 24) magnetizuje jadro 7, čo priťahuje kotvu 10 a spôsobuje ohyb elastickej oceľovej membrány 1. V tomto prípade kotva pôsobí na pružnú dosku 5 a otvára kontakty 2. Prúd vo vinutí 8 je prerušený a jadro 7 je demagnetizované. Membrána 1 sa vráti do svojej pôvodnej polohy a kontakty 2 sa zatvoria. Operácia signálu sa opakuje s frekvenciou kontaktných vibrácií 200–400 Hz. Vibrácie vzduchu spôsobené membránou vytvárajú zvuk a difúzor (rezonátor) 3 zabezpečuje jeho melodický zvuk. Zodpovedajúci tón a zafarbenie zvuku závisí od hrúbky a priemeru membrány, ako aj od priemeru rezonátora. Pri vysokom signáli je membrána tenšia ako pri nízkom signáli.
Kresba 24. Zvukový signál:
1 - membrána; 2 - kontakt; 3 - difúzor; 4 - krúžok; 5 - tanier; 6 - telo; 7 - jadro; 8 - navíjanie; 9 - doska na upevnenie signálu; 10 - kotva.
Kontrolné a meracie prístroje sú určené na sledovanie stavu a činnosti jednotlivých systémov a mechanizmov vozidla.
Kontrolné a meracie prístroje zahŕňajú: ampérmeter merajúci silu nabíjacích a vybíjacích prúdov, indikátory hladiny paliva v nádrži, teplotu chladiacej kvapaliny v chladiacom systéme a tlak oleja v systéme mazania motora. Okrem toho je tu množstvo kontroliek: rezerva paliva, tlak oleja, nabitie batérie, sýtič karburátora, vonkajšie osvetlenie, smerovky, diaľkové svetlá, uzávierka diferenciálu prevodovky, hladina, brzdová kvapalina a parkovacia brzda. Medzi kontrolné a meracie prístroje patrí aj rýchlomer, ktorý meria rýchlosť vozidla a prejdenú vzdialenosť, a otáčkomer, ktorý sleduje frekvenciu otáčania kľukového hriadeľa motora.
Dodatočné vybavenie, spotrebúva elektrický prúd, zahŕňa: stierače a ostrekovače čelného skla, stierače a ostrekovače svetlometov, ohrievač a zapaľovač cigariet.
Stierače a ostrekovače čelného skla čistia čelné sklo a svetlomety od nečistôt a zrážok. Ohrievač ohrieva interiér karosérie v chladnom počasí a tiež fúka vzduch na vnútorný povrch čelného skla, aby sa zabránilo zahmlievaniu a zamrznutiu skiel.