Elektrické vybavenie automobilu zahŕňa zdroje a spotrebiče elektrického prúdu. Jednovodičový systém sa používa na pripojenie zdrojov prúdu a spotrebiteľov. Druhý drôt je hmotnosť auta (jeho kovové časti), s ktorým sú spojené záporné póly elektrických spotrebičov. Elektrické spotrebiče sú napájané jednosmerným prúdom 12 V.
Zjednodušená schéma všeobecného elektrického obvodu elektrického systému a pripojenie zariadení bez zohľadnenia ich skutočného umiestnenia na vozidle je znázornené na obr. 16.
Ryža. 16. Schéma elektrického zariadenia:
1 - batéria; 2 - štartér; 3 - zariadenia zapaľovacieho systému; 4 - zariadenia osvetľovacieho systému; 5 - zariadenia poplašného systému; 6 - ovládanie elektrických spotrebičov; 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 všetkým spotrebiteľom elektrický prúd, keď motor beží. Autom «Niva» nainštalovaný alternátor G-221 (ryža. 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 alternátora klinovým remeňom od kľukového hriadeľa motora.
Ryža. 17. Generátor G-221:
1 - zadný kryt: 2 - usmerňovacia jednotka; 3 - ochranný kryt; 4 - predĺženie kontaktnej skrutky; 5 - kontaktná skrutka; 6 - drôty; 7 - držiak kefy s kefami; 8 - kladka s ventilátorom; 9 - guľkové ložisko; 10 - predný kryt; 11 - rotor; 12 - stator; 13 - puzdro na nárazník; 14 - puzdro; 15 - upínacie puzdro; 16 - spojovacia skrutka.
Generátor má usmerňovaciu jednotku 2, ktorá premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd. Generátor je chladený ventilátorom remenice generátora.
Akumulátorová batéria premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu. Batéria dodáva spotrebiteľom elektrický prúd, keď motor nebeží. V aute je nainštalovaná batéria 6ST-55P. Olovený akumulátor, štartér, napätie 12 V, kapacita 55 Ah.
Puzdro na batériu je vyrobené z plastu odolného voči kyselinám a je delené priečkami na šesť sekcií. Každá sekcia má samostatný prvok pozostávajúci z pozitívnych a negatívnych platní a oddeľovačov (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 krytu s priečkami karosérie sú pri montáži utesnené tmelom, ktorý eliminuje pretekanie elektrolytu z jednej sekcie do druhej. Pre každú sekciu v kryte je 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 generované generátorom pri premenlivých otáčkach kľukového hriadeľa motora. Auto používa regulátor napätia RR-380. Jedná sa o dvojstupňový regulátor typu elektromagnetických vibrácií.
Keď napätie generátora stúpne na 13-14 V, do obvodu budiaceho vinutia je zahrnutý dodatočný odpor. Toto je prvý stupeň regulácie napätia generátora. Keď napätie stúpne nad 14 V, budiace vinutie generátora sa uzavrie so zemou. Toto je druhý stupeň regulácie napätia. V dôsledku toho je napätie generátora regulované v rámci špecifikovaných limitov.
Súčasní spotrebitelia
Súčasnými spotrebičmi v aute sú štartér, zapaľovací systém, osvetľovací systém (vonkajšie a vnútorné), alarmový systém (zvuk a svetlo), ovládanie elektrických spotrebičov a doplnkových zariadení.
Štartovací motor otáča kľukovým hriadeľom s požadovanou frekvenciou na spustenie motora.
Štartér ST-221 je nainštalovaný na aute (ryža. 18). Štartér je štvorpólový, štvorkefový jednosmerný motor so zmiešaným budením s elektromagnetickým záberom hnacieho prevodu a diaľkovým ovládaním.
Ryža. 18. Štartér ST-221:
1— hnacie koleso; 2 - voľnobežka; 3 - hnací krúžok; 4 - gumová zátka; 5 - páka pohonu; 6 - predný kryt; 7 - trakčné relé; c - zadný kryt; 9 - kotva; 10 - puzdro; 11 - vinutie sto hôr; 12 - pól statora; 13 - telo.
V skrini 13 štartéra sú štyri póly 12. Dva z nich sú s budiacimi vinutiami zapojené sériovo s vinutím kotvy 9 a dva paralelne. Hriadeľ kotvy štartéra je inštalovaný v dvoch puzdrách 10y umiestnených v krytoch € 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. Volnobežná 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 štartéra 6 je inštalované trakčné relé 7. Pri naštartovaní motora relé zaisťuje, že ozubené koleso 1 pohonu je v zábere s korunou zotrvačníka a elektrický obvod vinutí štartéra je pripojený k batérii. Na zadnom kryte 8 štartéra sú upevnené držiaky kief so štyrmi kefami, ktoré sú pružinami pritlačené ku kolektoru kotvy.
Keď je štartér v chode, jeho vinutím preteká prúd. Okolo pólov sa vytvára silné budiace magnetické pole. Toto pole interaguje s magnetickým poľom vinutia kotvy a spôsobuje rotáciu kotvy, ktorá sa prenáša cez pohon štartéra na zotrvačník.
Systém zapaľovania slúži na zapálenie pracovnej zmesi vo valcoch v súlade s poradím a režimom činnosti motora.
Systém zapaľovania obsahuje: zapaľovaciu cievku, rozdeľovač zapaľovania vrátane nízkonapäťového prerušovača prúdu a rozdeľovača vysokonapäťového prúdu, zapaľovacie sviečky a spínač zapaľovania.
Schematický diagram zapaľovacieho systému motora automobilu «Niva» VAZ-2121 je znázornený na obr. 19.
Ryža. 19. Schéma zapaľovacieho systému:
1 - kontakt; 2 - rotor; 3 - vysokonapäťový rozdeľovač prúdu; 4 - vačka; 5 - pevný kontakt; 6 - pohyblivý kontakt; 7 - kondenzátor; 8 - nízkonapäťový prerušovač prúdu;, 9 - sekundárne vinutie; 10 - primárne vinutie; 11 - zapaľovacia cievka; 12 - dodatočný odpor; 13 - spínač zapaľovania; 14 - supresívny odpor; 15 - zapaľovacia sviečka.
Schéma zapaľovacieho systému obsahuje: dva elektrické obvody - nízkonapäťový obvod (primárny) a vysokonapäťový obvod (sekundárne). Primárny obvod obsahuje: spínač zapaľovania 13, prídavný odpor 12, primárne vinutie 10 zapaľovacej cievky, istič 8 nízkonapäťového obvodu: napätie a kondenzátor 7 Sekundárny obvod obsahuje: sekundárne vinutie 9 zapaľovacej cievky, vysokonapäťový rozdeľovač prúdu 3 a zapaľovacie sviečky 15.
Keď je spínač zapaľovania zapnutý a svorky 5 a 6 nízkonapäťového ističa sú zatvorené, nízkonapäťový obvod prenáša prúd z batérie alebo alternátora. Prúd prechádzajúci primárnym vinutím zapaľovacej cievky vytvára silné magnetické pole. Pri otváraní kontaktov ističa 8 (vačka 4 beží s lištou na páke s kontaktom 6) prúd v nízkonapäťovom obvode sa preruší a vytvorené magnetické pole zmizne. 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 okamihu otvorenia kontaktov prerušovača prúdi vysokonapäťový prúd na jeden z kontaktov 1 rozdeľovača zapaľovania, ktorý sú spojené so sviečkami 15. K iskrovému výboju medzi elektródami zapaľovacej sviečky dochádza v tom valci motora, v ktorom v tomto čase končí stláčanie pracovnej zmesi, teda v poradí zodpovedajúcom poradiu chodu motora (1-3-4-2).
Zapaľovacia cievka konvertuje nízke napätie (12 V) do vysokonapäťového prúdu, ktorý môže dosiahnuť 16-20 kV.
Na aute je použitá zapaľovacia cievka B-117A. Na jadre zapaľovacej cievky, pozostávajúcej z tenkých plechov z elektroocele, je navinuté sekundárne vinutie, ktoré má veľký počet závitov (~21000) medený izolovaný drôt s priemerom ~ 0,07 mm. Primárne vinutie má ~308 závitov izolovaného medeného drôtu s priemerom ~0,57 mm. Vnútorná dutina puzdra je naplnená transformátorovým olejom, ktorý zlepšuje chladenie a izoláciu vinutí! zapaľovacie cievky. V kryte cievky sú vývody primárneho a sekundárneho vinutia. Mimo tela cievky je dodatočný odpor zapojený do série s primárnym vinutím a automaticky upravuje prúd vo vinutí v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa motora.
Rozdeľovač zapaľovania zatvára a otvára nízkonapäťový prúd a rozvádza vysokonapäťový prúd do valcov motora.
Auto používa rozdeľovač zapaľovania R125-B (ryža. 20). Rozdeľovač zapaľovania pozostáva z ističa a rozdeľovača inštalovaných v jednom spoločnom kryte. V skrini 3 rozdeľovača je inštalovaný aj hriadeľ 1 vačkového pohonu prerušovača, rotor rozdeľovača 14 a odstredivý regulátor, ktorý automaticky mení časovanie zapaľovania v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa motora. Keď sa hriadeľ 1 otáča, vačka 8 otvorí kontakty 7 ističa. Spolu s hriadeľom sa otáča rotor 14 a odstredivý regulátor 20, ktorých závažia sa pri prekonaní sily pružín 21 pôsobením odstredivých síl rozchádzajú. Závažia odstredivého regulátora sú spojené s vačkou choppera a pri zvyšovaní rýchlosti hriadeľa otáčajú vačku vzhľadom na hriadeľ, čím sa mení časovanie zapaľovania. V závislosti od oktánového čísla použitého paliva sa časovanie zapaľovania mení manuálne pomocou excentrického 9 oktánového korektora pripojeného cez tyč s pohyblivou doskou 24, na ktorej sú namontované kontakty 7 prerušovača.
Ryža. 20 Rozdeľovač zapaľovania R-125B:
1 - hriadeľ; 2 - odlučovač oleja: 3 - telo; 4 - nízkonapäťový drôt; 5 - pevná doska ističa; 6 - olejnička; 7 - kontakty prerušovača; 8 - vačka; 9 - excentrický oktánový korektor; 10 - vačkový filter; 11 - doska pohonu vačky; 12 - hmotnosť odstredivého regulátora; 13 - západka; 14 - rotor; 15 - kryt; 16 - krycia elektróda; 17 - centrálna elektróda; 18 - uhlíkový kontakt; 19 - rotorová elektróda; 20 - odstredivý regulátor; 21 - pružina závažia; 22 - páka ističa; 23 - držiak pevného kontaktu; 24 - pohyblivá lámacia doska; 25 - puzdro hriadeľa; 26 - kondenzátor.
Kryt 15 rozvádzača zapaľovania má štyri bočné elektródy 16 a centrálnu elektródu 17. Bočné elektródy sú spojené so zapaľovacími sviečkami vysokonapäťovými vodičmi a centrálna elektróda je pripojená k zapaľovacej cievke. Vysokonapäťový prúd cez centrálnu elektródu je privádzaný do dosky na rozdeľovanie prúdu rotujúceho rotora 14 a cez ňu do bočných elektród v súlade s poradím činnosti motora.
Zapaľovacia sviečka poskytuje elektrickú iskru vo valci motora. Zapaľovacie sviečky A17DV sa používajú v zapaľovacom systéme motora automobilu. Zapaľovacia sviečka (ryža. 21) neoddeliteľné. V kovovom obale 4 je zrolované jadro, ktorým je keramický izolátor 2, vo vnútri ktorého je umiestnená kontaktná tyč 1 a stredová elektróda 6. Telo sviečky má vonkajší závit 5, ktorým je sviečka pripevnená k valcu hlavu. K telu je pripevnená bočná elektróda 7. Hrot spájajúci zapaľovaciu sviečku s vysokonapäťovým vodičom má potlačujúci odpor, ktorý znižuje rádiové rušenie vytvárané zapaľovacím systémom.
Ryža. 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 systém zapaľovania, štartér, prístrojové vybavenie a ďalšie zariadenia.
Spínač zapaľovania VK-347 je nainštalovaný na aute (ryža. 22). Spínač má ochranu proti krádeži. V tele 1 je pomocou prídržného krúžku 12 upevnený spínací mechanizmus, ktorý pozostáva 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 blokovacieho zariadenia 3. Blokovacia tyč 6 je ovládaná pružinou 2 vstupuje do drážky hriadeľa riadenia a zablokuje hriadeľ, keď je kľúč nastavený do polohy «parkovisko», sa odstráni z blokovacieho zariadenia spínača. Očko 5 sa používa na správnu inštaláciu spínača zapaľovania v stĺpiku riadenia.
Ryža. 22. Spínač zapaľovania VK-347:
1 - telo; 2 - pružina; 3 - blokovacie zariadenie; 4 - kľúč; 5 - montážna rímsa; 6 - blokovacia tyč; 7 - rotor; 8 - kontaktné dosky; 9 - vačka; 10 - kontakty; 11 - panel; 12 - poistný krúžok; 13 - svorky.
Systém osvetlenia zabezpečuje prevádzku vozidla v podmienkach zlej viditeľnosti (v noci, v hmle a pod.). Systém zahŕňa vonkajšie a vnútorné osvetlenie. Systém osvetlenia obsahuje: svetlomety, predné a zadné svetlá, osvetlenie ŠPZ, osvetlenie interiéru karosérie, osvetlenie prístrojovej dosky a motorového priestoru, poistky a spínače.
Svetlomety osvetľujú cestu pred vozidlom pri zhoršenej viditeľnosti (v noci, v hmle a pod.). Auto má osvetľovaciu sústavu s dvomi svetlometmi s okrúhlymi svetlometmi typu FG-140. V karosérii je 5 svetlometov (ryža. 23) je nainštalovaný držiak 6 optického prvku 1. Optický prvok svetlometu pozostávajúci z reflektora 7, difúzora 2 a žiarovky 9 je pripevnený k držiaku lemom 3 pomocou skrutiek 10. Lampa svetlometu je výkon dvojvlákna 45 W pre diaľkové svetlo a 40 W pre stretávacie svetlo. Skrutky 4 a 11 umožňujú meniť polohu držiaka 6 a s ním aj optického prvku vo vertikálnej a horizontálnej rovine pri nastavovaní svetlometov.
Ryža. 23. Svetlomet FG 140:
1 - optický prvok: 2 - difúzor; 3 - obruba; 4, 11 - nastavovacie skrutky; 5 - telo; 6 - držiak optického prvku; 7 - reflektor; 8 - pružina; 9 - lampa; 10 - skrutka.
Predné svetlá slúžia na označenie rozmerov auta, parkovacích svetiel a svetelnej signalizácie pri manévrovaní.
Predné svietidlo je dvojdielne, obdĺžnikové. V lisovanom tele svietidla sú dve jednovláknové žiarovky. 5 W svietidlo sa používa na označenie rozmerov auta a 21 W svietidlo na signalizáciu manévrovania vozidla. Difúzor predného svietidla plastový monolitický, dvojfarebný. Vonkajšia časť difúzora je oranžová a je určená na signalizáciu pri manévrovaní a vnútorná časť je bezfarebná, určená na označenie rozmerov auta.
Koncové svetlá slúžia na označenie rozmerov auta a svetelnú signalizáciu pri odbočovaní, brzdení a cúvaní.
Zadné svetlo je obdĺžnikové. Kryt zadného svetla má štyri časti obsahujúce tri 21W žiarovky a jednu 5W žiarovku. Prvé tri sú brzdové, smerové a cúvacie svetlá a posledné je pozičné svetlo. Telo lampáša je uzavreté difúzorom. Difúzor plastový monolitický, viacdielny, trojfarebný. Vonkajšia časť difúzora je oranžová a slúži ako signál pri manévrovaní s autom. Stredová časť je bezfarebná a slúži na signalizáciu cúvania. Zvyšné časti difúzora sú červené a sú určené na signalizáciu pri brzdení a označenie rozmerov auta.
Alarmový systém zaisťuje bezpečnosť vozidla. Súčasťou systému sú svetelné a zvukové alarmy.
Svetelná signalizácia zahŕňa predné, zadné, bočné smerové svetlá a ich spínač, ako aj brzdové signály (stop signál), cúvanie a ich spínače. Predné smerové svetlá sú umiestnené vo svetlometoch vozidla. Zadné smerovky, brzdové a cúvacie signály sú umiestnené v zadných svetlách auta. Bočné smerovky sú umiestnené na predných blatníkoch karosérie auta.
Zvukové alarmy zahŕňajú zvukové signály. Zvukový signál v prípade potreby upozorní chodcov a vodičov vozidiel na prítomnosť auta. Vozidlo je vybavené dvoma elektrickými vibračnými zvukovými signálmi bezrohého typu: jeden vysoký a druhý nízky tón. Signály sú naladené do harmonického súzvuku a pôsobia súčasne. Prúd prechádzajúci vinutím 8 signálu (ryža. 24), zmagnetizuje jadro 7, ktoré pritiahne kotvu 10 a spôsobí vychýlenie 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. Činnosť signálu sa opakuje s frekvenciou kontaktných vibrácií 200–400 Hz. Vibrácie vzduchu spôsobené membránou vytvárajú zvuk a difúzor (rezonátor) 3 poskytuje melodický zvuk. Vhodný tón a timbre zvuku závisí od hrúbky a priemeru membrány, ako aj od priemeru rezonátora. V signáli s vysokým tónom je membrána tenšia ako v signáli s nízkym tónom.
Ryža. 24. Pípnutie:
1 - membrána; 2 - kontakt; 3 - difúzor; 4 - krúžok; 5 - doska; 6 - telo; 7 - jadro; 8 - vinutie; 9 - doska na upevnenie signálu; 10 - kotva.
Prístrojové vybavenie určený na sledovanie stavu a činnosti jednotlivých systémov a mechanizmov automobilu.
Kontrolné a meracie prístroje zahŕňajú: ampérmeter, ktorý meria silu nabíjacích a vybíjacích prúdov, ukazovatele 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. Súčasťou prístrojového vybavenia je aj rýchlomer, ktorý meria rýchlosť vozidla a prejdenú vzdialenosť, a otáčkomer, ktorý monitoruje otáčky motora.
Dodatočné vybavenie, spotrebúva elektrický prúd, zahŕňa: stierače a ostrekovače čelného skla, čističe 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, ako aj ofukuje vnútorný povrch čelného skla, aby chránil sklá pred zahmlievaním a zamrznutím.