автослесарное дело. Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального
 Скачать 6.72 Mb.
|
|
Рис. 110. Тормозные камеры колес 225 кании педали воздух выходит из тормозной камеры через кран в атмосферу, и тормозные колодки освобождают бара- бан, прекращая торможение. Тормозные камеры задних колес работают при включе- нии рабочей, стояночной и запасной тормозных систем. Если камера работает в режиме рабочего тормоза, тормозной ме- ханизм приводится в действие диафрагменным устройством. В режиме стояночного или запасного тормоза — пружин- ным энергоаккумулятором, причем стояночное торможение обеспечивается только полным выпуском воздуха из цилин- дра энергоаккумулятора, а запасное — частичным выпуском воздуха. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Как подразделяются приводы тормозных систем? 2. Какое устройство имеет гидравлический привод тормозов? 3. Как устроен и работает гидровакуумный усилитель ? 4. Какие приборы входят в состав пневмоавтоматического привода тормозов ? 5. Как устроена и работает тормозная камера колес? 226 Г л а в а 5 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ Основные сведения по электротехнике. Современный автомобиль не может работать без электрического тока. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей смеси в карбюраторных и газосмесительных двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и зву- ковая сигнализация, контрольно-измерительные приборы, освещение и дополнительное оборудование. Электрическим током называется направленное движе- ние заряженных частиц в проводнике, а сила, под действи- ем которой в проводниках возникает электрический ток, на- зывается электродвижущей силой (ЭДС). Источниками электрического тока называются такие приборы или агрегаты, которые превращают один из видов энергии в электрическую. Для получения электрической энергии на автомобиле ус- танавливают источники электрического тока — генератор и аккумуляторную батарею. Генератор превращает механичес- кую энергию в электрическую, а аккумуляторная батарея — химическую энергию в электрическую. 227 Источники тока и реле-регуляторы Приборы, которые превращают электрическую энергию в другие виды энергии, называют потребителями. К таким приборам относятся лампы освещения, стартер, электродви- гатели вентилятора, стеклоочистителя и обогрева кабины, указатель температуры воды, давления масла в двигателе и другие приборы. Некоторые материалы создают небольшое сопротивле- ние прохождению по ним электрического тока, их называют проводниками. Хорошо проводят электрический ток метал- лы, уголь, водные растворы кислот и щелочей. В качестве проводников, соединяющих приборы электрооборудования, используют медную или алюминиевую проволоки. Есть материалы, настолько плохо проводящие электри- ческий ток, что их практически применяют как непроводни- ки, или изоляторы; к ним относятся резина, эбонит, пласт- массы, стекло и др. Вещества, занимающие по ряду физических свойств, в том числе и по проводимости, промежуточное положение между проводниками и непроводниками, называют полупро- водниками. Некоторые полупроводники обладают свойством образовывать на граничной поверхности между полупровод- ником и металлом запирающий слой, пропускающий ток только в одном направлении. Полупроводники используют также для изготовления фотоэлементов, термисторов и др. В качестве полупроводников применяют кремний, селен, германий. Источники тока, потребители и соединяющие их прово- да образуют электрическую цепь. Различают внутреннюю и внешнюю электрические цепи: внутренняя электричес- кая цепь образуется в самом источнике тока; к внешней элек- трической цепи относятся потребители тока и провода, со- единяющие приборы. Характерной особенностью электри- ческой цепи на автомобиле является то, что одним прово- дом служит масса (металлические части автомобиля), а другим проводом служат изолированные провода. В связи 228 с этим электрическая цепь на автомобиле называется одно- проводной. Часть ЭДС источника тока, затрачиваемая на преодоле- ние сопротивления внешней цепи, называется напряжени- ем. Единицей измерения напряжения служит вольт (В). Количество электричества, которое проходит через по- перечное сечение проводника за 1 с, называется силой тока Единицей измерения силы тока служит ампер (А). Всякий проводник создает сопротивление прохождению тока. Сопротивление измеряется омами (Ом). Между силой тока, напряжением и сопротивлением су- ществует зависимость, которая определяется законами Ома: сила прямо пропорциональна напряжению и обратно про- порциональна сопротивлению. Работа электрического тока, выполненная за единицу времени, называется мощностью. Мощность измеряется ваттами (Вт). Электрический ток, проходящий через проводник, нагре- вает его. Количество тепла, выделяемое при нагревании, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению про- водника и времени прохождения тока. На автомобилях приборы электрооборудования питают- ся постоянным током. Постоянным называется ток, кото- рый движется в проводнике только в одном направлении в отличие от переменного тока, который движется в провод- нике то в одном, то в другом направлениях. В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (–). Услов- но считают, что во внешней цепи постоянный ток движется от положительного полюса к отрицательному. На автомоби- лях отрицательный полюс источника тока соединяют с мас- сой, т.е. с металлическими частями автомобиля. Потребители или источники тока могут быть соединены между собой последовательно и параллельно. При последо- вательном соединении отрицательный полюс одного источ- 229 ника соединяют с положительным полюсом другого. В ре- зультате такого соединения общее напряжение будет равно сумме напряжений всех источников тока. При напряжении источника тока 2 В (в свинцовых акку- муляторах) для получения 12 В нужно соединить последова- тельно шесть аккумуляторов (рис. 111, а). При параллельном соединении источников тока необхо- димо соединить между собой одноименные полюса — поло- жительный с положительным, а отрицательный с отрица- тельным (рис. 111, б). При таком соединении источников тока общее напряжение будет таким же, как у одного источ- ника тока. Несколько аккумуляторов, соединенных между собой, образуют батарею. Рис. 111. Способы электрических соединений: а — последовательное соединение источников тока; б — парал- лельное соединение источников тока; в — последовательное соеди- нение потребителей тока; г — параллельное соединение потребите- лей тока 230 При последовательном соединении потребителей весь ток проходит через каждый потребитель (рис. 111, в). При па- раллельном соединении ток, разветвляясь, поступает к каж- дому потребителю отдельно (рис. 111, г). На автомобиле при- меняют последовательное и параллельное соединения. Магнетизм и электромагнетизм. В природе встречается железная руда, которая обладает свойством притягивать к себе стальные и чугунные предметы. Такая руда называется природным магнитом. Если приложить к магниту стальные или чугунные предметы, то они намагничиваются. Предме- ты из углеродистой стали сохраняют магнитные свойства и после воздействия на них магнита. Такие стальные предме- ты называются искусственными магнитами. Магнит притя- гивает к себе стальные предметы не только при непосред- ственном соприкосновении, но и на расстоянии, что свиде- тельствует о наличии вокруг магнита магнитного поля. Каж- дый магнит имеет два полюса: северный и южный. При сбли- жении одноименных полюсов двух магнитов они отталки- ваются, а при сближении разноименных полюсов — притя- гиваются. Магнитное поле вокруг магнитов состоит из маг- нитных силовых линий, направленных от северного полюса к южному. С удалением от магнита напряженность магнит- ного поля уменьшается. Если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него создается кольцевое магнитное поле без выра- женных полюсов (рис. 112, а) При прохождении тока по проводнику, свернутому в виде спирали, магнитное поле, складываясь, образует на концах спирали полюса — северный и южный (рис. 112, б). Если в середину такой спирали поме- стить сердечник из малоуглеродистой стали, обладающий хорошей магнитной проводимостью, то образуется электро- магнит (рис. 112, в), имеющий свойства природного магни- та. Магнитное поле электромагнита можно увеличивать или уменьшать, изменяя силу тока или число витков спирали. С увеличением силы тока или витков электромагнита усили- 231 Рис. 112. Конфигурация магнитного поля вокруг проводника с током: а — обычного; б — свернутого в спираль; в — с сердечником внутри спирали вается электромагнитное поле. Электромагниты имеют ши- рокое применение в приборах электрооборудования (генера- торе, стартере, звуковом сигнале, стеклоочистителе, конт- рольно-измерительных приборах) автомобиля. Если проводник с током поместить в магнитном поле магнита (электромагнита), то в результате взаимодействия магнитных полей проводника и магнита проводник будет выталкиваться. На этом явлении основана работа электро- двигателей (рис. 113). В рассмотренном случае электрическая энергия превра- щается в механическую. Для превращения механической энергии в электрическую используют явление электромаг- нитной индукции. Если замкнутым проводником пересекать магнитные силовые линии, то в таком проводнике возника- ет электрический ток. Сила индуктированного тока зависит от длины провод- ника, скорости пересечения им магнитного поля, плотности 232 Рис. 113. Взаимодействие магнитных полей: а — постоянного магнита и электропривода с током; б — постоянного магнита и рамки с током магнитного поля и угла, под которым пересекаются магнит- ные силовые линии. В генераторах тока проводники выполнены в виде пе- тель. Если такую петлю поместить в магнитное поле и вра- щать, то в проводнике индуктируется ЭДС. На автомобилях устанавливают генераторы, вырабаты- вающие однофазный или трехфазный ток. Если проводники генератора, в которых индуктируется ток, образуют одну обмотку (даже состоящую из большего числа витков), то будет вырабатываться однофазный ток. Если проводники образуют три одинаковые обмотки, расположенные по ок- ружности под углом 120°, будет индуктироваться трехфаз- ный ток. Индуктирование ЭДС может также осуществляться вза- имоиндукцией. При прохождении тока в обмотке одной из катушек (первичной) вокруг нее создается магнитное поле, которое охватывает витки обмотки катушки (вторичной). Когда замыкают и размыкают цепь первичной обмотки, вок- 233 руг нее появляется и исчезает магнитное поле, появляющее- ся или исчезающее магнитное поле первичной обмотки пе- ресекает витки вторичной обмотки и в ней возникает ЭДС, которую называют ЭДС взаимоиндукции. На этом явлении основана работа катушки зажигания. Наряду с пересечением витков вторичной обмотки исчезающее и появляющееся маг- нитное поле пересекает также витки первичной обмотки, в которых возникает дополнительная ЭДС самоиндукции. Полупроводниковые приборы. В системе электрообору- дования автомобиля применяют полупроводниковые прибо- ры — диоды и триоды (транзистор). Полупроводниковый диод обладает свойством пропускать ток в одном направле- нии. Диод (рис. 114, а) состоит из пластинки германия или кремния, в которую вплавлена капелька алюминия или ин- дия. На границе между ними образуется переходный слой, имеющий одностороннюю направленность. Такие диоды при- меняют в качестве выпрямителей переменного тока. Полупроводниковый триод, называемый транзистором (рис. 114, б), состоит из полупроводниковой пластинки — базы (например, германия или кремния) и двух наплавленных капель, образующих две зоны проводимости. Тот электрод (капля), к которому подводится напряжение, называется эмиттером, а другой, с которого снимается напряжение, на- зывается коллектором. Управление проводимостью транзи- стора осуществляется при помощи тока, подводимого к базе. Транзисторы можно применять для усиления или прерыва- ния тока. Аккумуляторная батарея, состоящая из шести свинцо- Рис. 114. Полупроводниковые приборы: а — диод; б — триод 234 во-кислотных аккумуляторов, является химическим источ- ником постоянного тока и служит для питания электричес- ким током приборов электрооборудования при неработаю- щем двигателе, при пуске двигателя стартером, а также при работе двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала. Устройство и принцип действия простейшего аккуму- лятора. Простейший аккумулятор состоит из емкости с по- мещенными в нее двумя свинцовыми пластинами, не со- прикасающимися друг с другом. В сосуд заливается элект- ролит, состоящий из дистиллированной воды с добавлени- ем химически чистой серной кислоты в определенной про- порции. Уровень электролита должен превышать высоту пластин, что обеспечивает полное использование их поверх- ности. Подготовленный таким образом аккумулятор заря- жается от источника постоянного тока — генератора путем соединения одной пластины с положительным, а другой — с отрицательным полюсом (рис. 115). При прохождении тока через пластины и электролит (за- ряд) в аккумуляторе происходит процесс преобразования электрической энергии в химическую, что выражается в об- разовании налета активной массы на поверхности пластин. На положительной пластине образуется перекись свинца ко- ричневого цвета, а на отрицательной — губчатый свинец се- рого цвета. При этом плотность электролита значительно увеличивается — аккумулятор зарядился. Напряжение заря- женного аккумулятора составляет 2 В. При включении в цепь аккумулятора какого-либо потре- бителя (лампы) происходит обратный процесс превращения химической энергии в электрическую, и аккумулятор посте- пенно разряжается. При этом активная масса на той и дру- гой пластинах превращается в сернокислый свинец (рис. 115), а плотность электролита уменьшается. После полного раз- ряда аккумулятор снова заряжается и работоспособность его восстанавливается. Для увеличения емкости аккумулятора (запаса электро- 235 Рис. 115. Принцип действия аккумулятора: а — заряд; б — разряд; в — по- лублоки отрицательных и поло- жительных пластин; 1 — барет- ка полублока отрицательных пла- стин; 2 — отрицательные плас- тины; 3 — положительные плас- тины; 4 — сепараторы энергии) в нем устанавливают большое количество решетча- тых пластин, заполненных активной массой и составляю- щих два полублока (рис. 115). При этом для изоляции меж- ду положительными и отрицательными пластинами уста- навливаются сепараторы. Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-кис- лотных двухвольтовых аккумуляторов, соединенных меж- ду собой последовательно, что обеспечивает получение в электрической цепи рабочего напряжения 12 В, необходимо- го для питания всех потребителей на автомобиле. Устройство аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея имеет полипропиленовый полупрозрачный корпус, разделенный перегородками на шесть отсеков, представля- ющих собой отдельные аккумуляторы. Сверху аккумулято- ры закрыты общей полипропиленовой крышкой, приварен- ной к корпусу ультразвуковой сваркой. В крышке имеются отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор 236 Рис. 116. Аккумуляторная батарея и ее обслуживание: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 и 5 — соответственно положительный и отрицательный полюсные выводы; 4 — межэлементное соединение (борн); 6 — пробка; 7 — индикатор для проверки уровня электроли- та (тубус); 8 — сепаратор; 9 и 10 — положительная и отрицательная пластины; 11 — выступ корпуса; 12 — кронштейн с болтом крепле- ния батареи и для прохода двух полюсных выводов батареи (плюсового и минусового). Каждый аккумулятор состоит из двух полублоков чере- дующихся пластин: положительных и отрицательных. Пла- стины одинаковой полярности приварены к межэлементным соединениям (борнам), которые служат для крепления пла- стин и выводов тока и соединяют аккумуляторы батареи меж- ду собой. Решетки пластин отлиты из сплава свинца с до- бавлением кальция и сурьмы, что замедляет процесс разло- жения электролита и саморазряд аккумуляторов. Для увеличения емкости в решетку пластин впрессовы- вают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца — свинцового сурика (Pb 3 O 4 ) и свинцового глета (PbO) — для положительных пла- стин и свинцового порошка — для отрицательных пластин. Одноименные пластины соединяются в полублоки, закан- 237 чивающиеся выводными полюсными штырями. Полублоки с положительными и отрицательными пластинами собира- ют в блок таким образом, что положительные пластины рас- полагаются между отрицательными, поэтому последних обычно на одну больше. Это позволяет лучше использовать двустороннюю активную массу крайних положительных пластин и предохраняет их от коробления и разрушения. Положительные пластины аккумулятора помещаются в сепараторы, изготовленные в виде конвертов из тонкого пла- стикового микропористого материала. Это исключает их ко- роткое замыкание отрицательными пластинами, а малая тол- щина и большая пористость сепараторов облегчают прохож- дение через них электролита, снижают внутреннее сопро- тивление и обеспечивают получение разрядного тока боль- шой силы. Кроме того, это исключает короткое замыкание пластин выпадающей активной массой, позволяет устанав- ливать блоки пластин непосредственно на днище бака без ребер и значительно увеличить объем электролита над плас- тинами и тем самым увеличить срок доливки дистиллиро- ванной воды при эксплуатации автомобиля. Для облегчения проверки уровня электролита в каждом аккумуляторе у заливных отверстий снизу имеются трубча- тые индикаторы (тубусы). Нижний срез индикатора нахо- дится на требуемой высоте от уровня пластин. При нормаль- ном уровне поверхность электролита образует четко види- мый через наливное отверстие мениск (эллипс). Кроме того, на полупрозрачном пластмассовом корпусе аккумуляторной батареи могут быть метки «ΜΙΝ» и «МАХ», между которы- ми должен находиться уровень электролита. Полублоки положительных и отрицательных пластин отдельных аккумуляторов соединены между собой межэле- ментными соединениями, проходящими через пластмассо- вые перегородки. И соединяются соответственно с положи- тельным и отрицательным выводами батареи. Выводы большинства отечественных и импортных акку- муляторных батарей имеют конусную форму, обеспечиваю- 238 щую сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их в процессе эксплуатации, и имеют стандарт- ные размеры. Причем положительный вывод батареи по диаметру больше отрицательного, что исключает возмож- ность нарушения полярности при установке батарей на авто- мобиль. На верхней поверхности батареи расположены отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор батареи, закрываемые пробками. Пробки имеют вентиляционные от- верстия для выхода газов, образующихся в процессе работы батареи. У новых не залитых батарей вентиляционные от- верстия закрыты специальными герметизирующими прили- вами, которые при заливке в батарею электролита удаляют- ся (срезаются). Электролит, заливаемый в аккумуляторную батарею, пред- ставляет собой раствор химически чистой аккумуляторной кис- лоты с дистиллированной водой. Для предотвращения замер- зания электролита при эксплуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических условий эксплуатации (табл. 2). Т а б л и ц а 2 |