Источники тока в автомобиле: Источники электричества в автомобиле

Содержание

Источники тока в автомобиле | Устройство автомобиля

Как и в быту роль электричества в автомобиле неоценима. Необходимо знать, какие источники тока в автомобиле. Позади то время, когда заводная рукоятка была единственным средством пуска двигателя. Сейчас стоит повернуть ключ зажигания и двигатель ожил. С ярким светом фар вам не страшна темная ночь. Забыли спички – не беда, и об этом позаботились конструкторы, придумав прикуриватель. Щелкнул выключатель – и в салоне светло, уютно. В машине можно отдохнуть, послушать хорошую музыку или последние известия, а любители футбола могут поболеть за свою команду.

Благодаря источникам тока на автомобиле, в поездке можно посмотреть телепередачу, воспользоваться электрохолодильником и даже побриться электробритвой, а если нужно, то и завулканизировать камеру. Да разве перечесть все те услуги, которые оказывает автомобильная электростанция. Источниками тока в автомобиле используется генератор и аккумуляторная батарея. С помощью генератора происходит питание всех потребителей электрического тока в автомобиле, а также происходит заряд аккумуляторной батареи при работе двигателя на средних и больших оборотах.

В свою очередь аккумуляторная батарея питает потребители электрического тока, когда двигатель совсем не работает или же работает на малых оборотах холостого хода.

Аккумулятор – накопитель электрической энергии. На автомобилях применяют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, состоящие в основном из 6 аккумуляторов, соединенных последовательно.

Аккумуляторная батарея (рис.1) состоит из эбонитового моноблока 7, в котором установлены аккумуляторы.

Рис.1. Кислотная аккумуляторная батарея:
1 – отрицательная пластина, 2 – сепаратор, 3 – положительная пластина, 4 – защитная сетка, 5, 6 – штыри, 7 – эбонитовый моноблок, 8 – пробка, 9 – крышка, 10 – межэлементная перемычка, 11 – вентиляционное отверстие.

Каждый аккумулятор состоит из блока отрицательных и положительных пластин (отрицательных на одну больше), Пластины изготовлены из сплава свинца с сурьмой в виде решеток, заполненных активной массой, принимающей участие в химических процессах аккумулятора.

Активной массой служит свинцовый сурик (Pb₂O₂) и свинцовый глет (PbO).

Для предотвращения короткого замыкания между положительными и отрицательными пластинами установлены сепараторы из пористой пластмассы, стекловаты или дерева. Сверху пластины закрыты защитной сеткой 4. Через отверстие в крышке 9, закрытое пробкой 8, заливается электролит. Электролитом служит раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Плотность электролита, которая, в зависимости от климатического пояса, для северных районов должна равняться 1,290, для центральных – 1,270 и для южных – 1,250, определяется после зарядки с помощью ареометра. Уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше защитной сетки.

Аккумуляторы в батарее соединены посредством межэлементных перемычек 10, приваренных к выводным штырям. Вентиляционные отверстия сообщают аккумуляторную батарею с атмосферой. Напряжение на клеммах одного аккумулятора в заряженном состоянии равно 2 В. При проверке напряжения нагрузочной вилкой показание шкалы в конце пятой секунды должно быть в пределах 1,7-1,8.

Каждая аккумуляторная батарея имеет определенную маркировку. Аккумуляторная батарея 6-СТ-42 ЭМ устанавливается на автомобиле «Москвич-412».

Первая цифра обозначает число аккумуляторов в батарее, буквы СТ – что батарея стартерная, число, стоящее за СТ, указывает на емкость батареи в ампер-часах, первая буква после цифр означает материал банки. В нашем примере «Э» – эбонит и «М» – материал сепаратора (мипласт).

Генератор (от латинского – производитель) – машина для превращения механической энергии в электрическую. Различают генераторы постоянного и переменного тока. В настоящее время на автомобилях устанавливают в основном генераторы переменного тока, так как они имеют ряд преимуществ перед генераторами постоянного тока.

Генератор (рис.2) состоит из статора 1, представляющего собой пакет пластин из электротехнической стали. В пазах статора уложена трехфазная обмотка 3, состоящая из шести намотанных катушек, образующих одну фазу. Фазы соединяются с тремя изолированными от массы клеммами 2.

Рис.2. Генератор переменного тока:
1 – статор, 2 – клеммы, 3 – обмотка статора, 4 – вал ротора, 5 – контактное кольцо, 6 – шарикоподшипник, 7, 8 – клинообразные полюсные наконечники, 9 – крышка, 10 – вентилятор, 11 – обмотки возбуждения, 12 – графитовая щетка, 13 – щеткодержатель.

Ротор генератора включает в себя электромагнит, имеющий два штампованных клинообразных полюсных наконечника 7 и 8, напрессованных на вал 4, и два контактных кольца, изолированных от вала, к которым припаяны оба конца обмотки возбуждения. Ротор вращается в двух шарикоподшипниках 6, установленных в крышках генератора (на рисунке видна только передняя крышка 9). На задней крышке расположены щеткодержатели с двумя графитовыми щетками 12 и блок-выпрямитель, состоящий из шести диодов. Передняя и задняя крышки стянуты тремя шпильками. На валу ротора на шпонке закрепляется шкив с вентилятором 10.

Генератор работает так: при вращении ротора магнитное поле, созданное его электомагнитами (полюсные наконечники 7 и 8), пересекает обмотки статора 1, в которых индуктируется переменный электрический ток. Переменный ток выпрямляется в постоянный блоком выпрямителей и поступает в сеть.

Так как привод генератора осуществляется от шкива коленчатого вала двигатели, у которого обороты меняются в очень широких пределах, то соответственно меняются и обороты ротора, а это приводит к изменению напряжения на зажимах генератора, что очень нежелательно. Для поддержания постоянного напряжения генератора, независимо от числа оборотов коленчатого вала двигателя, служит электромагнитный регулятор напряжения.

Регулятор напряжения монтируется в общем корпусе с полупроводниковым транзистором и реле защиты транзистора от коротких замыканий в цепи возбуждения генератора, образуя прибор – реле-регулятор.

автомобиль, аккумулятор, аккумуляторный, батарея, генератор

Смотрите также:

Устройство автомобиля: источники тока

Электрооборудование автомобиля делится на источники и потребители тока (рис. 19.1).

Рассмотрим сначала источники тока: аккумуляторную батарею и генератор. Рис. 19.1. Источники и потребители электрического тока 1 — аккумуляторная батарея; 2 — генератор; 3 — выключатели потребителей Рис. 19.2. Аккумуляторная батарея 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — «плюсовая» клемма; 4 — один из шести аккумуляторов; 5 — «минусовая» клемма; 6 — пробка; 7 — заливное отверстие; 8 — пластины аккумулятора

Аккумуляторная батарея (рисунок 19.2), являясь источником тока питает потребителей тока, когда двигатель не работает или работает на малых оборотах. Батарея размещена в моторном отсеке на специально предназначенной полке. Минус батареи соединен с массой, плюс – с потребителями тока через проводники. Аккумуляторная батарея объединяет шесть аккумуляторов в одном корпусе. По сути это последовательная электрическая цепь. На полюсных окончаниях батарей возникат напряжение равное 12-ти вольтам. Рис. 19.3. Генератор 1 — корпус генератора; 2 — обмотка статора; 3 — ротор; 4 — шкив привода генератора; 5 — ремень; 6 — кронштейн крепления; 7 — контактные кольца; 8 — щетки; 9 — регулятор напряжения; 10 — вывод «30» для подключения потребителей; 11 — вывод «61» для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12 — выпрямитель

Генератор (рисунок 19. 3) выполняет более широкие функции. Он питает все потребители тока и подзаряжает аккумулятор при работе двигателя на средних и больших оборотах, и располагается на кронштейне двигателя. Работать начинает под воздействием шкива через ременную передачу.

Питает потребители и заряжает аккумуляторную батарею генератор только тогда, когда его напряжение превышает напряжение аккумуляторное. Это связано с тем, что генератор включен в электрическую цепь параллельно аккумулятору. Он включен в электрическую цепь автомобиля параллельно аккумуляторной батарее. Повышение напряжения происходит при начале работы двигателя на оборотах, превышающих холостые, так как напряжение генератора зависит от скорости, с которой вращается его ротор. Когда обороты ротора увеличиваются, может произойти превышение требуемого напряжения в генераторе. Чтобы этого не произошло, существует регулятор напряжения. Он поддерживает напряжение генератора равное 13,6 — 14,2 вольтам.

система зажигания,
система пуска двигателя,
система освещения и сигнализации,
контрольно-измерительные приборы,
дополнительное оборудование.

Карбюраторные и дизельные двигатели
Кривошипно-шатунный механизм
Газораспределительный механизм
Система питания
Система выпуска отработавших газов
Система зажигания
Система охлаждения

Система смазки
Сцепление
Коробка передач
Карданная передача
Главная передача и дифференциал
Подвеска автомобиля
Углы установки передних колес (развал-схождение)
Колеса и шины
Рулевое управление
Тормозная система
Источники тока
Система пуска двигателя
Приборы освещения
Контрольно-измерительные приборы
Кузов

Автомобиль — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Энергетическое образование содержит несколько страниц, которые помогут понять науку об энергетике, лежащую в основе их автомобилей .

Эта страница является отправной точкой для тех, кто хочет узнать больше об автомобилях, чтобы выбрать то, что им интересно. Во всем мире автомобили используют много энергии — посетите страницу использования энергии на транспорте для получения дополнительной информации.

Типы автомобилей

Автомобили с двигателем внутреннего сгорания (наиболее распространенный тип во всем мире)
Гибридные автомобили
Электромобили

Что приводит в действие транспортное средство?

Рис. 1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выпуск. ^[1]

Большинство транспортных средств во всем мире полагаются на сжигание углеводородов ископаемого топлива для обеспечения энергией остальных частей транспортного средства. Новые технологии позволяют использовать аккумуляторы для питания автомобиля. На следующих страницах этот процесс рассматривается более подробно.

Источник энергии / Тип двигателя

Бензин / Бензиновый двигатель
Дизель / Дизельный двигатель
Электричество / Электродвигатель
Водород / топливный элемент

Особые конструкции двигателей

Поршневой двигатель
Двигатель Стирлинга
Роторный двигатель

Для обеспечения воспламенения в бензиновых двигателях используются свечи зажигания , которые преобразуют низкое напряжение аккумуляторной батареи в очень высокое напряжение, чтобы обеспечить искру бензина. Дизельные двигатели используют для этого другую технику, поскольку они полагаются на сжатие, чтобы обеспечить достаточное давление для воспламенения топлива.

Автомобильные детали и распределение мощности

см. также: трансмиссия

Когда энергия преобразуется из ее химического состояния, содержащегося в топливе, существуют различные детали, предназначенные для передачи этой энергии колесам.

Блок цилиндров представляет собой прочный кожух цилиндров двигателя, в котором находятся поршни и свечи зажигания.

Поршни содержат рабочее топливо и расширяются от повышенного давления внутри камеры. Это расширение обеспечивает работу следующего компонента.

Коленчатый вал соединен непосредственно с поршнями и преобразует их прямолинейное движение во вращательную энергию.

Трансмиссия состоит из ряда шестерен, приводимых во вращение коленчатым валом. Водитель может выбирать эти передачи с помощью вилки переключения передач в автомобиле с механической коробкой передач, чтобы определить величину крутящего момента, передаваемого на следующий компонент.

Приводной вал представляет собой вращающийся вал, который передает мощность от трансмиссии к колесам.

Дифференциал представляет собой сеть шестерен, передающих конечную мощность на колеса. Эта часть позволяет колесам вращаться с разной скоростью, полезной для поворотов или обеспечения неравномерного крутящего момента для отдельных колес, когда это необходимо.

Рис. 2. Привод современного автомобиля, включая двигатель. Видимые части включают трансмиссию (серебристая коробка), приводной вал (длинный стержень посередине), дифференциал (между дальними колесами сзади) и многое другое. ^[2]

Рекуперация энергии

В некоторых транспортных средствах целесообразно рекуперировать часть кинетической энергии транспортного средства при торможении. Эти системы включают

Системы рекуперативного торможения и
Системы рекуперации кинетической энергии.

Другие полезные страницы

Октановое число
Стук в двигателе
Цетановое число
Повышение топливной экономичности

Ссылки

↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Subaru_Liberty_powertrain_%282010-10-16%29.jpg

Использование энергии для транспорта

Соединенные Штаты — это нация в движении. Около 28% общего потребления энергии в США в 2021 году приходилось на транспортировку людей и товаров из одного места в другое. ¹

Нажмите, чтобы увеличить

Различные виды источников энергии (или топлива) используются для транспорта в США

Основные виды энергии, используемые для транспорта в Соединенных Штатах:

Нефтепродукты – продукты, полученные из сырой нефти и переработки природного газа, включая бензин, дистиллятные топлива (в основном дизельное топливо), реактивное топливо, мазут и пропан
Биотопливо — этанол и дизельное топливо/дистилляты на основе биомассы
Природный газ
Электроэнергия (производимая из множества различных источников энергии)

Источники энергии используются несколькими основными способами

Бензин используется в автомобилях, мотоциклах, легких грузовиках и лодках. Авиационный бензин используется во многих типах самолетов.
Дистиллятное топливо используется главным образом в грузовиках, автобусах и поездах, а также в лодках и кораблях.
Топливо для реактивных двигателей используется в реактивных самолетах и некоторых типах вертолетов.
Остаточный мазут используется на судах.
Биотопливо добавляют в бензин и дизельное топливо.
Природный газ, как сжатый природный газ, так и сжиженный природный газ, используется в автомобилях, автобусах, грузовиках и кораблях. Большинство транспортных средств, использующих природный газ, находятся в государственных и частных автопарках.
Природный газ также используется для работы компрессоров для перемещения природного газа по трубопроводам.
Пропан (жидкий углеводородный газ) используется в автомобилях, автобусах и грузовиках. Большинство транспортных средств, использующих пропан, находятся в государственных и частных автопарках.
Электроэнергия используется системами общественного транспорта и электромобилями.

Нефть является основным источником энергии для транспорта

В 2021 году на долю нефтепродуктов приходилось около 90% общего энергопотребления в транспортном секторе США. Биотопливо составило около 6%. На долю природного газа приходилось около 4%, большая часть которого использовалась в компрессорах газопроводов. Потребление электроэнергии системами общественного транспорта обеспечивало менее 1% от общего энергопотребления транспортного сектора. ¹

Щелкните, чтобы увеличить

Бензин является наиболее часто используемым топливом для транспортных средств в США

Бензин является основным топливом для транспортных средств в Соединенных Штатах, за ним следуют дистиллятные топлива (в основном дизельное топливо) и реактивное топливо. Бензин включает авиационный бензин и автомобильный бензин. Готовый автомобильный бензин включает нефтяной бензин и топливный этанол. Топливный этанол включает этанол (биотопливо) и денатуранты нефти. С точки зрения содержания энергии, на готовый автомобильный бензин приходилось 58% от общего потребления энергии на транспорте в США в 2021 году, в то время как на дистиллятное топливо, в основном дизельное, приходилось 24%, а на реактивное топливо — 11%. На приведенной выше диаграмме (Источники энергии / топлива для транспорта в США, 2021 г.) энергоемкость бензина, дистиллятов и реактивного топлива не включает энергоемкость биотоплива, смешанного с этим топливом. Энергосодержание биотоплива исключает любое содержание нефтяного топлива, такого как денатуранты топливного этанола. ¹

Биотопливо добавляют к нефтяному топливу

Этанол и биодизель фактически были одними из первых топлив для автомобилей, но были заменены бензином и дизельным топливом, изготовленным из сырой нефти. Сегодня большая часть готовых автомобильных бензинов содержит до 10% этанола по объему. Большая часть потребления биодизеля и возобновляемого дизельного топлива приходится на смеси с нефтяным дизельным топливом. В 2021 году общее потребление биотоплива составляло около 5% от общего потребления энергии транспортным сектором США, при этом доля этанола составляла около 4%, а совокупная процентная доля биодизеля, возобновляемого дизельного топлива и другого биотоплива составляла около 1%.