Elektro uredjaji na automobilu

Akumulator

Zadatak akumulatora je da prikuplja jednosmernu struju koju proizvodi alternator i da je zadrži do trenutka kada treba opslužiti pojedinačne potrošače: (elektro pokretač, brisači stakla, sirenu, radio aparat...).

Postoje dve vrste akumulatora u zavisnosti od materijala koji se koristi za izradu ćelija i to:

• olovni akumulatori

• čelični (nikl - kalijumski) akumulatori

Prema naponu akumulatore delimo na:

• akumulatore od 6 volti

• akumulatore od 12 volti

• akumulatore od 24 volti

Akumulatori se sastoje od: suda, ćelije i elektrolita

Slika 1- Akumulator u preseku

1) negativna ploča ćelije, 2) izolator (separator), 3) pozitivna ploča, 4) sud akumulatora, 5) izolator - mrežica, 6) pozitivan pol akumulatora, 7) otvor ćelije, 8) masa za zalivanje ćelija, 9) otvor na ćeliji, 10) spojnica ćelija, 11) poklopac ćelije, 12) negativan pol akumulatora

Sud akumulatora je deo u kome se nalaze svi ostali delovi a izrađuje se od providne plastike i njegova veličina zavisi od kapaciteta akumulatora.

Ćelije su osnovni deo akumulatora i njihov napon je od 2 - 2,1 volta. Ćelija se satoji od određenog broja pozitivnih i negativnih ploča. Pozitivne ploče su izrađene od olovnog oksida, a negativne od čistog olova. Između pozitivnih i negativnih ploča nalazi se separator - izolator koji je izrađen od odgovarajuće plastične materije. Sve ploče istog naelelktrisanja su međusobno povezane i tako čine pozitivan ili negativan pol. Ovako spojene ploče sa separatorima, stavljene u odgovarajuću pregradu suda nalivenu elektrolitima čine ćeliju akumulatora. Željeni napon akumulatora postiže se rednom vezom između ćelija i to tako da se pozitivan (+) pol jedne ćelije spaja sa negativnim (-) polom druge ćelije. U toku eksploatacije dolazi do postepenog pražnjenja akumulatora. Smatra se da je pražnjenje normalno ukoliko napon po jednoj ćeliji ne spadne ispod 1,8 volta. Što je veća gustina elektrolita to je akumulator više napunjen. Ovo je posebno važno u zimskom periodu jer kapacitet akumalatora opada sa smanjenjem temperature. Polovi akumulatora su obeleženi i to tako što je pozitivni (+) pol deblji a negativni (-)pol tanji.

Pod kapacitetom akumulatora podrazumeva se količina električne struje kojom se napaja potrošač za određeno vreme, ako na primer napajamo neki potrošač strujom od 5A i akumulator obezbedi napajanje za 20h, a da mu pritom napon po ćeliji ne spadne ispod 1,8 volta takav akumulator ima kapacitet od 100Ah.

Baterijsko startovanje

Kada se uspostavi kontakt uz pomoć ključa ostvaruje se veza između akumulatora i priključka primarnog namotaja u indukcionom kolenu. Primarna struja tada prolazi kroz primarni namotaj, a zatim preko drugog izlaza na bobini dolazi do priključka razvodnika paljenja. Kada su prekidači sastavljeni struja prelaz sa četkica na nakovanj i dalje na masu i na taj način se zatvara primarno strujno kolo. Za vreme prolaska primarne struje kroz primarni namotaj bobine stvara se magnetno polje jer je namotaji nalaze oko jezgra bobine. U trenutku kada breg razvodnika deluje preko izolacionog oslonca na čekuč dolazi do rastavljanja platinske dugmadi i prekidanja primarno strujnog kola.

Treba naglasiti da se u trenutku kada počne rastavljanje kontakta prekidača razvodna ruka se nalazi uvek ispod odnosno neposredno naspram odgovarajućeg metalnog segmenta na razvodnoj kapi. Ovim je omogućeno kretanje sekundarne struje iz bobine do razvodne kape, sa razvode kape na razvodnu ruku i sa razvodne ruke ponovo na razvodnu kapu, na taj način se ponovo uspostavlja primarno strujno kolo. Istovremeno oko jezgra bobine stvara se magnetno plje koje traje do ponovnog rastavljanja četkica od nakovnja čime se završava ciklus rada baterijskog paljenja.

Slika 2 - Baterijsko paljenje

10) kondezator, 19) razvodna kapa, 23) telo indukacionog kalema, 24) lamelasto jezgro, 25) primarni namotaj, 26) sekundarni namotaj, 27) tačka u kojoj su spojeni primarni i sekunadarni namotaj, 28) priključak primarnog namotaja, 29) priključak završnog primarnog namotaja, 31-31) provodnici sekundarne struje, 32) svećice, A) akumulator, K)ključ

SASTAVNI DELOVI BATERIJSKOG PALJENJA

I Indukcioni kalem - Bobina

Bobina ima zadatak da struju niskog napona 6 ili 12 V pretvori u struju visokog napona od 13-17 hiljada V.

Bobina se sastoji od:

• tela

• jezgra

• primarnog i

• sekundarnog namotaja

Jezgro se nalazi u centru indikacionog kalema. Debljina žice primarnog namotaja iznosi od 0,5 - 2 mm.Primarni namotaj presvučen je izolacionim materijalima i na taj način izolovan je od jezgra i sekundarnog namotaja.Broj namotaja primarnog kola iznosi od 100 - 200 namotaja. Sekundarni namotaj je obavijen oko primarnog namotaja i debljina žice je oko 0,1 mm, koja je takođe presvučena izolacionim materijalom.Broj namotaja sekundarnog kola iznosi oko 1400.Primarni i sekundarni namotaji međusobno su povezani u jednoj tački.Na indukcionim kalemu nalaze se tri priključka.Kroz prvi priključak dolazi primarna struja iz akumulatora na prstasti namotaj, a preko drugog priključka primarna struja odlazi na razvodnik paljenja tj. na kondenzator i priključak.Treći prekidač povezuje sekundarni namotaj i razvodnu kapu razvodnika. Ova faza je ostvarena pomoću provodnika namenjenog za sekundarnu struju visokog napona u primarnom kolu. Prolaskom primarne struje oko jezgra stvara se magnetno polje koje indukuje u sekundarnim namotajima struju visokog napona. Struja visokog napona je neophodna stvaranje varnice na elektrodama svećica.

II Razvodnik paljenja

Zadatak razvodnika paljenja je da prema rasporedu paljenja razvede struju visokog napona na svećice i da pomoću platinske dugmadi i kondenzatora omogući indukcionom kalemu stvaranje struje visokog napona.

Vratilo razvodnika donjim krajem je u vezi sa bregastim vratilom od koga dobija pogon. Neposredno ispred završnog dela vratila sa gornje strane nalaze se bregovi kojih ima koliko i cilindara u motoru. Neposredno ispred bregova nalazi se centralni regulator čiji je zadatak da u zavisnosti od broja obrtaja motora reguliše momenat paljenja. Ruka provodnika je izrađena od bakelina, koji ne provodi struju. Sa gornje strane ruke nalazi se metalna pločica preko koje se provodi sekundarna struja.

Slika 3 - Razvodnik paljenja, prekidač paljenja i kondezator

1) vratilo razvodnika, 2) bregovi, 3) čekić prekidača, 4) nakovanj prekidača, 5)lisnata opruga čekića, 6) izolator čekića, 7) osovinica čekića, 8) zavrtan za regulisanje zazora prekidača, 9) zavrtanj za spajanje primarnog kola struje i kondenzatora, 10) kondenzator, 11) veza primarne srtuje i čekića prekidača, 12) navrtke za podešavanje momenta paljenja, 13) vakuum-regulator, 14) membrana vakuum-regulatora, 15) poluga izmešu membrane i obrtne ploče prekidača, 16) centrifugalni regulator, 17) ruka razvodnika, 18) metalna pločica na ruci, 19) kapa razvodnika, 20) metalni segment, 21) ugljena četkica, 22) centralni priljučak na razvodnoj kapi

III Prekidač paljenja

Prekidač paljenja ima zadatak da obezbedi prekidanje i uspostavljanje primarnog strujnog kola u bobini. Sastoji se iz čekića - pokretnog dela i nakovnja - nepokretnog dela. Na čekiću se nalazi lisnata opruga koja ima zadatak da vrši pritisak na čekić i na taj način ga primorava da naleže na nakovanj. Na njemu se nalazi pričvršćen oslonac izrađen.

IV Kondenzator

Ima zadatak da u sebe primi primarnu struju u trenuku rastavljanja kontakta prekidača. On omogučava brzo prekidanje strujnog kola što je uslov za stvaranje sekundarne struje visokog napona. Bez obzira na ovo rešenje ipak u manjoj meri dolazi do preskakanja varnice, između čekića i nakovnja. Kondenzator se nalazi narazvodniku, čiji je jedan pol spojen sa masom, a drugi sa primarnim strujnim kolom. Kapacitet kondenzatora iznosi od 0,5 do 0,25 MF. Ukoliko je kondenzator neisparavanneće funkcopnisati baterijsko paljenje primarnog strujnog kola, a time neće biti ni proivodnje struje visokog napona.

V Svećica

Svećica ima zadatak da obezbedi stvaranje varnice u velikom dijafazonu temperture i pritiska koji vladaju u cilindru.

Slika 4 - Svećica u preseku

1) telo svećice, 2) centralna elektroda, 3) telo izolatora, 4)bočna elektroda, 5) navoj, 6)zaptivać između navoja 1 i 3, 7)zaptivač, 8)šestougaonik tela, 9) navrtka za pravougaonike

Gornji deo tela svećice izrađen je u vidu šestougaonika pomoću koga se vrši prićvršćivanje svećice. Na donjem delu se nalazi navoj pomoću koga se svećice uvrte u glavu motora. Telo svećice se od kvalitetnog čelika. Temperatura svećice ne bi trebalo da bude niđa od 500 C°. Ukoliko je temperatura veća od 800 C° dolazi do uvijanja elektroda što ima za posledicu samozapaljenje radne smeše. Kroz središte svećice prolazi centralna elektroda, dolazi struja visokog napoan, dok bočna elektroda prestavlja pol. Zazor između ovih elektroda iznosi 0,5-0,6 mm. Postoje svećice sa dugim i kratkim navojem.

Dinamo mašina

( Generator)

Dinamomašina ima zadatak da proizvede jednosmernu struju kakao bi se obezbedilo napajanje potrošača i punjenje akumulatora.

Za vreme pokretanja rotora dolazi do presecanja magnetnog polja. U polovima statora postoji određena permentna struja koja izaziva namagnetisanje različitih polova, severni N i južni S. Među polovima se stvara magnetno polje koje je definisano magnetnim silama. Okretanjem rotora, između statora dolazi do presecanja magnetnog polja što izaziva neizmenične strue u namotajima rotora. Ova struja je dalje dovodi do kolektora koji se nalazi na krajevima rotora.Nedostatak dinamomašine je u tome što ne proizvodi struju pri manjem broju obrtaja pri čemu je akumulator oštećen, pa mu se zato smanjuje vek trajanja. Praktična dinamomašina je izbačena iz upotrebe.

Slika 5 - Dinamo mašina u preseku

1) osovina rotora, 2) kuglični ležaj, 3) prednji poklopac, 4) stator, 5) polovi statora, 6) rotor, 7) priključci strujnog kola, 8) spiralna opruga četkica, 9) nosač četkice, 10) provodnik četkice, 11) četkica, 12) kolektor

Osnovni delovi su :

• stator sa polovima

• rotor sa namotajima

• kolektor

• četkice

Stator se izrađuje od livenog gvožđa. Polovi statora se nalaze pričvršćeni sa unutrašnje strane statora odgovarajućim zavrtnjima. Jezgro polova sastoji se od lamela livenog gvožđa. Oko jezgra se nalaze odgovarajući namotaji.

Rotor je deo koji se okreće između polova statora, a nalazi se u osovini koja se okreće u kotrljajućim ležajevima. Rotor je izrađen u obliku valjka od lamela livenog gvožđa koje su međusobno izolovane. Izmešu lamela naleze se kanali u kojima su namotaji provodnika.

Kolektor je deo rotora i zadatak mu je da sakupi proizvedenu struju. Sastoji se od bakarnih lamela međusobno izolovanih i izolovanih u odnosu na osovinu rotora.

Četkice su deo dinamomašine koje naležu na kolektor. Preko njih se odvodi struja s tim što jedan četkica odvodi pozitivnu a druga negativnu struju. Izrađuje se od preparirane ugljene mase pomešane sa određenom količinom bakarne prašine.

Mogući kvarovi dinamomašine su:

• probijanje izolacije na namotaje statora

• probijanje izolacije na namotaje rotora

• istrošenost četkica

• usled trošenje četkica zapušavaju se kanali kolektora ugljenom prašinom pa je poremećena izolovanost između lamela kolektora i onemogućeno je pretvaranje neizmenične struje u jednosmernu.

Alternator

Slika 6 - Alternator u preseku

1) remenica, 2) kuglični ležaj,3) poklopac sa perajama, 4) kućište, 5) kandžasti pol, 6) pobudni namotaj, 7) namotaj statora, 8) stator, 9)kućište, 10) ugljene četkice

Alternator kao proizvođač električne struje našao je primenu mnogo kasnije od dinamomašine. Njegov koeficijent korisnog dejstva veći je nego kod dinamomašine jer i pod najmanjim obrtajem motora proizvodi električnu struju. U odnosu na dinamomašinu lakši je i maji. Alternator je proizviđač neizmenične struje koja se pomoću dioda pretvara u jednosmernu. Diode po svojoj konstrukciji omogućavaju propuštanje proizvedene struje samo u jednom smeru. Kod alternatora struja se za potrošače na automobilu dobija sa namotaja statora. Za vreme rada alternatora stvara se toplota, koja se odvodi strujanjem vazduha kroz alternator.

Kućište alternatora sastoji se iz dva dela koji su međusobno spojeni zavrtnjima. U središnjem delu nalazi se jezgro rotora u vidu kandži, a oko njih su namotaji. U neposrednoj blizini rotora nalazi se jezgro statora okruženih namotajima. Na kružne prstenove naležu četkice pričvršćene pomoću nosača. Alternator je lakši za održavanje s obzirom da nema kolektor, jer tu ulogu kod njega obavljaju diode. Zahvaljujući tome što su diode male i alternator je u celini manji od dinamomašine. Zbog konstruktivnih prednosti alternatora proizvedenu struju ne treba posebno regulisati jer se jačina struje automatski reguliše preko dioda pa zato treba regulisati samo veličinu napona.

Princip rada alternatora

Kada se kontakt ključem zatvori strujno kolo, iz akumulatora poteče jednosmerna struja i preko automatskog regulatora dolazi na pozitivnu četkicu odnosno klizni prsten. Druga četkica predstavlja negativan pol i naleže nadrugi klizni prsten. S obzirom d ačetkice predstavljaju različite polove, prstenovi na koje naležu međusobno su izolovani u odnosu na osovinu rotora. Preko četkica protiče struja male jačine. Zbog toga su i dimanzije četkica male, a i vek trajanja im je veoma dug jer se one veoma sporo troše. Proizvedena trofazna struja odvodi se preko dioda koje predstavljaju pozitivan pol i dioda koje predstavljaju negativan pol.

Elektropokretač

(Alanser)

Alanser ima zadatak da pokrene zamajac i na taj način obezbedi startovanje motora tj. uključivanje. Pri startovanju motora elektropokretač mora raspolagati velikim obrtnim momentima kako bi savladao inerciju mase delova koje pokreće, otpore trenja kao i otpor koji se stvara za vreme takta sabijanja. Elektropokretač je najveći potrošač elelktrične energije.

Prema načinu uključivanja elektropokretače možemo podeliti na:

- elektropokretače sa elktričnom spojnicom i navojem,

- elektropokretače sa pomičnim rotorom,

- elektropokretače sa navojem,

- elektropokretače sa mehaničkim uključivanjem

Elektropokretač sa elektromagnetnom spojnicom i navojem

Slika 7 - Uključivanje elektropokretača

• stator, 2) osovina rotora, 3) pogonski zupčanik, 4) zupčanik na zamajcu, 5)spojnica (bendiks), 6) dvokraka poluga, viljuška, 7) okretna tačka poluge (6), 8)elektromagnet, 9) namotaji elektromagneta, 10) vod od prekidača, 11) polovi strujnog kola, 12) kontakt pločica negativnog pola

Davanje kontakta ključem, zatvara se strujno kolo u elektromagnetnom prekidaču. Prolaskom struje kroz namotaje stvara se magnetno polje koje uslovljava povlačenje kotve prema polovima strujnog kola. U trenutku kada se bakarna pločica spoji sa kontaktima realizuje se zatvaranjem strujnog kola, pa struja dolazi na pobodne namotaje polova statora. Istovremeno se pomeranjem kotve vrši pomeranje poluge koja dalje pomera spojnicu i zupčanik elektropokretača prema zamajcu. Zupčanik elektropokretača pokreće zamajac sve dok ne upali. Kada se auto upali broj obrtaja na zamajcu se naglo povećava pa se zbog povećanja obimne brzine zupčanik elektropokretača isključuje.

Eleltropokretač sa pomoćnim rotorom

Slika 8 - Elektropokretač sa pomičnim rotorom

1) stator, 2) namotaji pola, 3) jezgro pla, 4) osovina rotora, 5) rotor sa podužnim žlebovima, 6) kolektor, 7) četkice, 8) pogonski zupčanik, 9) zupčanik na zamajcu

Ovaj elektropokretač namenjem je za pokretanje motora veće snage. Kod njega je pogonski zupčanik kruto spojen sa osovinom motora pa se ne može nezavisno pomeriti duž osovine niti rotirati oko nje.Lamele kolektora su duže u odnosu na druga rešenja, jer se ceo rotor, a samim tim, i kolektor podužno pomera prema zamajcu.Polovi rotora i statora se nalaze na istoj vertikalnoj osi jer se osa polova ortora pomera prema zamajcu.Uključivanje elektropokretača vrši se tako što se kontakt ključem zatvori strujno kolo pa se u pomoćnim namotajima polova statora stvara magnetno polje koje uslovljava podužno pomeranje rotora prema zamajcu. Podužno pomeranje rotora dovodi do naprezanja zupčanika rotora i zupčanika zamajca. U trenutku kada su zupčanici međusobno spregnuti ose polova i rotora se poklapaju, pa rotor počinje da se okreće i dolazi do startovanja motora. Pri startovanju motora povećava se broj obrtaja zamajca i to zbog velike razlike u obimnim brzinama spregnutih zupčanika. S obzirm na to što treba da obezbedi veliki obrtni momenat ovaj elektropokretač se napaja strujom od 24V.