Файл: Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального.pdf

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