Потребители тока

Потребителями тока на автомобиле являются стартер, система зажигания, система освещения (наружного и внутреннего), система сигнализации (звуковая и световая), контрольные электроприборы и дополнительная аппаратура.

Стартер обеспечивает вращение коленчатого вала с частотой, необходимой для пуска двигателя. На автомобиле установлен стартер СТ-221 (рис. 24) с мощностью 1,3 кВт. Стартер представляет собой четырехполюсный, четырехщеточный электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением, с электромагнитным включением шестерни привода и дистанционным управлением.

Рис. 24. Стартер СТ-221

В корпусе 13 стартера имеются четыре полюса 12. Два из них с обмотками возбуждения 11, включенными последовательно с обмоткой якоря 9, и два - параллельно. Вал якоря стартера установлен в двух втулках 10, находящихся в крышках 6 и 8. На переднем конце вала якоря установлен привод стартера, состоящий из роликовой муфты 2 свободного хода и шестерни 1 привода, которые могут перемещаться по шлицам вала. Муфта свободного хода передает вращение с вала якоря стартера на маховик при пуске двигателя и предотвращает передачу вращения с маховика на якорь стартера после пуска двигателя. На передней крышке 6, имеющей резиновую уплотнительную заглушку 4, установлено тяговое реле 7, которое через рычаг 5 и кольцо 3 связано с приводом стартера. При пуске двигателя реле обеспечивает ввод шестерни 1 привода в зацепление с венцом маховика и подключение электрической цепи обмоток стартера к аккумуляторной батарее. На задней крышке 8 стартера закреплены щеткодержатели с четырьмя щетками, которые прижимаются пружинами к коллектору якоря. При работе стартера по его обмоткам проходит ток. Вокруг полюсов создается сильное магнитное поле. Это поле взаимодействует с магнитным полем обмотки якоря и вызывает вращение якоря, которое через привод стартера передается маховику.

Стартер рассчитан на кратковременную работу, поэтому при пуске двигателя его рекомендуется включать не более чем на 10-15 с. Повторное включение стартера следует производить через 20-30 с.

Стартер устанавливается с правой стороны двигателя. Он крепится болтами к картеру сцепления через фланец передней крышки 6.

Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси (горючей смеси, перемешанной с остатками отработавших газов) в цилиндрах в соответствии с порядком и режимом работы двигателя. В систему зажигания входят: катушка зажигания; распределитель зажигания, состоящий из прерывателя тока низкого напряжения и распределителя тока высокого напряжения; свечи зажигания; выключатель зажигания.

На автомобиле применена батарейная система зажигания. Принципиальная схема системы зажигания двигателя автомобиля "Нива" ВАЗ-2121 представлена на рис. 25. Схема системы зажигания состоит из двух электрических цепей: цепи низкого напряжения (первичной) и цепи высокого напряжения (вторичной). В первичную цепь входят: выключатель зажигания 13, дополнительное сопротивление 12, первичная обмотка 10 катушки зажигания 11, прерыватель 8 цепи низкого напряжения и конденсатор 7. Во вторичную цепь входят: вторичная обмотка 9 катушки зажигания, распределитель 3 тока высокого напряжения и свечи 14 зажигания.

Рис. 25. Принципиальная схема системы зажигания

При включенном выключателе зажигания и замкнутых контактах 5 и 6 прерывателя тока низкого напряжения по цепи низкого напряжения проходит ток от аккумуляторной батареи или генератора. Проходя по первичной обмотке катушки зажигания, ток создает сильное магнитное поле. При размыкании контактов прерывателя 8 (кулачок 4 набегает выступом на рычажок с контактом 6) прерывается ток в цепи низкого напряжения, и созданное магнитное поле исчезает. При этом магнитное поле пересекает вторичную обмотку катушки зажигания, и в ней индуктируется ток высокого напряжения. Ток высокого напряжения подводится к ротору 2 распределителя зажигания, который вращается вместе с кулачком 4. В момент размыкания контактов прерывателя ток высокого напряжения поступает к одному из контактов 1 распределителя зажигания, которые соединены со свечами зажигания 14. Искровой разряд между электродами свечи зажигания происходит в том цилиндре двигателя, в котором в это время заканчивается сжатие рабочей смеси, т. е. в последовательности, соответствующей порядку работы двигателя (1-3-4-2).

Катушка зажигания преобразует ток низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения, которое может достичь 16- 20 кВ. На автомобиле применяется катушка зажигания Б-117А (рис. 26). На сердечнике 7 катушки зажигания, состоящем из тонких листов электротехнической стали, намотана вторичная обмотка 6, которая имеет большое число витков (~21000) медного изолированного провода диаметром ~0,07 мм. Первичная обмотка 5 имеет ~308 витков медного изолированного провода диаметром ~0,57 мм. Внутренняя полость отлитого из алюминиевого сплава корпуса 3 заполнена трансформаторным маслом 4, улучшающим охлаждение и изоляцию обмоток катушки зажигания. В пластмассовой крышке 2 катушки имеются выводы первичной и вторичной обмоток. Снаружи корпуса катушки находится дополнительное сопротивление 1, последовательно включенное с первичной обмоткой и автоматически регулирующее в обмотке ток в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Рис. 26. Катушка зажигания Б-117А

Катушка зажигания устанавливается в подкапотном пространстве отделения двигателя. Она крепится болтами к верхней части переднего щита.

Распределитель зажигания осуществляет замыкание и размыкание тока низкого напряжения и распределение по цилиндрам двигателя тока высокого напряжения.

На автомобиле применяется распределитель зажигания 30.3706-02 (рис. 27) с центробежным и вакуумным регуляторами угла опережения зажигания. Распределитель зажигания состоит из прерывателя и распределителя, установленных в одном общем корпусе 2, отлитом из алюминиевого сплава. В корпусе распределителя также установлен вал 1 привода кулачка 18 прерывателя, ротора 10 распределителя и центробежного регулятора, автоматически изменяющего угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При вращении вала 1 кулачок 18 размыкает контакты 20 прерывателя. Вместе с валом вращаются ротор 10 и центробежный регулятор. Грузики 17 центробежного регулятора - металлокерамические, установлены на осях на опорной пластине 9, которая связана с кулачком 18 прерывателя. По мере увеличения частоты вращения вала распределителя зажигания под действием центробежных сил грузики расходятся, упираются в пластину 16, преодолевают сопротивление пружин 15 и поворачивают кулачок прерывателя относительно вала, изменяя угол опережения зажигания.

Рис. 27. Распределитель зажигания

Крышка 12 распределителя зажигания имеет четыре боковых электрода 11 и центральный электрод 13. Боковые электроды связаны со свечами зажигания, а центральный электрод - с катушкой зажигания проводами высокого напряжения, которые имеют распределенные по длине сопротивления для уменьшения радиопомех, создаваемых системой зажигания. Ток высокого напряжения через центральный электрод поступает к электроду 14 вращающегося ротора 10, состоящему из сопротивления для подавления радиопомех, центрального и наружного контактов. От электрода ротора ток подводится к боковым электродам 11 в соответствии с порядком работы двигателя.

На корпусе распределителя зажигания установлен конденсатор 3 и вакуумный регулятор 4, автоматически изменяющий угол опережения зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель или разрежения под дроссельными заслонками карбюратора. При увеличении нагрузки на двигатель в полости, находящейся между диафрагмой 5 и крышкой 6 и соединенной с корпусом дроссельных заслонок, возрастает разрежение. Диафрагма, преодолевая сопротивление пружины 7, прогибается и через тягу 8 поворачивает подвижную пластину 19 с контактами относительно кулачка 18 прерывателя, изменяя при этом угол опережения зажигания.

Распределитель зажигания устанавливается в левой передней части двигателя, и его вал приводится во вращение с помощью шестерни от вала привода масляного насоса, который в свою очередь приводится цепной передачей от коленчатого вала двигателя.

Свеча зажигания обеспечивает получение электрической искры в цилиндре двигателя. В системе зажигания двигателя автомобиля применяются неразборные свечи А17ДВ. Буквы и цифры в маркировке свечи означают: А - резьба M14X1,25; 17 - калильное число; Д - длина резьбы, равная 19 мм; В - нижняя часть изолятора выступает из корпуса.

В стальном корпусе 4 (рис. 28) завальцован сердечник, представляющий собой керамический (из хилумина) изолятор 2, внутри которого размещены контактный стержень 1 и центральный электрод 6. Контактный стержень зашит в изоляторе токопроводным стеклогерметиком 10, исключающим прорыв газов через изолятор. На резьбу верхнего конца стержня навертывается контактная втулка для присоединения наконечника провода высокого напряжения. Корпус свечи в верхней части имеет шестигранник 3 под ключ, а в нижней части - наружную резьбу 5, с помощью которой свеча крепится в головке блока цилиндров. К корпусу присоединен боковой электрод 7. Уплотнительное кольцо 8 из мягкого железа исключает утечку газов из цилиндра двигателя через резьбу корпуса свечи. Медная шайба 9, герметизирующая зазор между корпусом и изолятором, одновременно отводит тепло от изолятора к корпусу, поддерживая температуру теплового конуса (юбки) изолятора в определенных пределах - 500...600° С, что необходимо для нормальной работы двигателя.

Выключатель зажигания осуществляет включение и выключение системы зажигания, стартера, контрольно-измерительных и других приборов. На автомобиле устанавливается выключатель зажигания ВК-347 (рис. 29), имеющий противоугонное устройство. В корпусе 1 с помощью стопорного кольца 12 крепится механизм выключателя, который состоит из панели 11 со штекерными зажимами 13 и контактами 10, кулачка 9 и ротора с контактными пластинами 8. Кулачок и ротор выключателя поворачиваются ключом 4 замочного устройства 3. Запорный стержень 6 под действием пружины 2 входит в паз рулевого вала и запирает вал в том случае, когда ключ, установленный в положение "стоянка", вынимается из замочного устройства выключателя. Выступ 5 служит для правильной установки выключателя зажигания в рулевой колонке.

Рис. 29. Выключатель зажигания ВК-347: 1 - корпус; 2 - пружина; 3 - устройство; 4 - ключ; 5 - выступ; 6 - стержень; 7 - ротор; 8 - пластина; 9 - кулачок; 10 - контакты; 11 - панель; 12 - кольцо; 13 - зажим

Выключатель зажигания устанавливается на кронштейне с левой стороны рулевой колонки.

Система освещения обеспечивает работу автомобиля в условиях плохой видимости (ночью, в тумане и т. п.). Система включает в себя наружное и внутреннее освещение. В систему освещения входят: фары, передние и задние фонари, фонари освещения номерного знака, плафоны освещения салона, лампы освещения щитка приборов и отделения двигателя, предохранители и выключатели.

Фары освещают дорогу перед автомобилем в условиях плохой видимости. На автомобиле применена двухфарная система освещения с круглыми фарами типа ФГ-140. В корпусе 5 фары (рис. 30) установлен держатель 6 с пружинами 8 оптического элемента 1.

Рис. 30. Фара ФГ-140

Оптический элемент фары, состоящий из отражателя 7, рассеивателя 2, лампы 9 и экрана 10 крепится к держателю ободком 3 с помощью винтов 11. Лампа фары двухнитевая, мощностью 45 Вт для дальнего света и 40 Вт для ближнего света. Экран 10, установленный перед лампой, задерживает прямой свет от нитей лампы и создает четкую верхнюю границу пучка ближнего света. Это обеспечивает хорошее освещение дороги перед автомобилем и уменьшает возможность ослепления водителей встречного транспорта. Винты 4 к 12 позволяют изменять положение держателя 6, а вместе с ним и оптического элемента 1 в вертикальной и горизонтальной плоскостях при регулировке света фар.

Передние фонари служат для обозначения габаритов автомобиля, стояночного освещения и световой сигнализации при маневрировании.

Передний фонарь (рис. 31, а) двухсекционный, прямоугольный.

В отлитом из цинкового сплава корпусе 1 фонаря находятся две однонитевые лампы. Лампа 2 мощностью 5 Вт предназначена для обозначения габаритов автомобиля, а лампа 3 мощностью 21 Вт - для сигнализации о маневрировании автомобиля. Рассеиватель 5 переднего фонаря пластмассовый, монолитный, двухцветный. Он установлен в корпусе на резиновой прокладке 4. Наружная часть 7 рассеивателя оранжевого цвета и предназначена для сигнализации при маневрировании, а внутренняя часть 6 - бесцветная, предназначена для обозначения габаритов автомобиля. Передние фонари на автомобиле размещаются над фарами, что уменьшает их забрызгивание грязью.

Рис. 31. Фонари: а - передний; б - задний

Задние фонари служат для обозначения габаритов автомобиля, световой сигнализаций при поворотах, торможении и для освещения дороги и сигнализации при движении задним ходом.

Задний фонарь (рис. 31,б) четырехсекционный, прямоугольный. В отлитом из цинкового сплава корпусе 8 находятся четыре однонитевые лампы. Три лампы 9 имеют мощность по 21 Вт, а лампа 10 - 5 Вт. Первые три являются лампами стоп-сигнала, указателя поворота и света заднего хода, а последняя - лампой габаритного света. Корпус фонаря закрыт рассеивателем 12. Рассеиватель пластмассовый монолитный, многосекционный, трехцветный. Он установлен в корпусе на резиновой прокладке 11. Наружная часть 14 рассеивателя оранжевого цвета и предназначена для сигнализации при маневрировании автомобиля. Секция центральная 13 - бесцветная, служит для сигнализации о движении задним ходом. Остальные секции рассеивателя имеют красный цвет и предназначены для сигнализации при торможении и обозначения габаритов автомобиля.

Фонари освещения номерного знака установлены вплотную к задним фонарям со стороны их внутренних торцов. Корпус фонаря освещения номерного знака изготовлен из черной пластмассы и имеет камеру, в которой находится лампа мощностью 5 Вт. К корпусу приварен ультразвуковой сваркой бесцветный пластмассовый рассеиватель.

Система сигнализации обеспечивает безопасность движения автомобиля. Система включает в себя световую и звуковую сигнализации.

К световой сигнализации относятся: передние, задние, боковые указатели поворотов и их переключатель, а также сигналы торможения (стоп-сигнал), заднего хода и их выключатели. Передние указатели поворотов находятся в передних фонарях автомобиля. Задние указатели поворотов, сигналы торможения и заднего хода находятся в задних фонарях автомобиля. Боковые указатели, поворотов расположены на передних крыльях кузова автомобиля. Боковой указатель поворота состоит из пластмассового корпуса, пластмассового рассеивателя оранжевого цвета и лампы мощностью 4 Вт, Лампа находится внутри корпуса указателя, а рассеиватель приварен к корпусу.

К звуковой сигнализации относятся звуковые сигналы, которые 7, оповещают при необходимости пешеходов и водителей транспортных средств о присутствии автомобиля. На автомобиле устанавливаются два электрических вибрационных, безрупорных звуковых сигнала шумового типа: один высокого, а другой низкого тона. Сигналы настраиваются в гармонический аккорд и действуют одновременно. Ток, проходящий по обмотке 8 сигнала (рис. 32), намагничивает сердечник 7, который притягивает якорь 9 и вызывает прогиб упругой стальной мембраны 1, закрепленной между корпусом 6 и кольцом 4. При этом якорь воздействует на упругую пластину 5 и размыкает контакты 2. Ток в обмотке 8 прерывается, и сердечник 7 размагничивается. Мембрана 1 возвращается в исходное положение, и контакты 2 замыкаются. Работа сигнала повторяется с частотой вибрации контактов ~400...500 Гц. Колебания воздуха, вызванные мембраной, и создают звук, а диффузор 3 (резонатор) обеспечивает мелодичное его звучание. Соответствующий тон и тембр звука зависят от толщины и диаметра мембраны, а также диаметра резонатора. В сигнале высокого тона мембрана тоньше, чем в сигнале низкого тона. Звуковые сигналы находятся в отделении двигателя, где они устанавливаются на кронштейнах на передней панели передней части корпуса кузова автомобиля.

Рис. 32. Звуковой сигнал

Контрольно-измерительные приборы предназначены для контроля за состоянием и действием отдельных систем и механизмов автомобиля.

Контрольно-измерительные приборы включают в себя: указатели уровня топлива в топливном баке, температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения и давления масла в системе смазки двигателя. Кроме того, имеется целый ряд контрольных ламп: резерва топлива, давления масла, заряда аккумуляторной батареи, воздушной заслонки карбюратора, наружного освещения, указателей поворота, дальнего света фар, блокировки дифференциала раздаточной коробки, уровня тормозной жидкости и стояночного тормоза. К контрольно-измерительным приборам также относятся спидометр и электронный тахометр. Спидометр, измеряющий скорость движения автомобиля и пройденный путь (суточный и общий с начала эксплуатации), приводится в действие гибким валом от редуктора, установленного на раздаточной коробке. Тахометр контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя. Спидометр и тахометр установлены в кронштейнах на щитке приборов.

Дополнительная аппаратура, потребляющая электрический ток, включает в себя: стеклоочистители и омыватель ветрового стекла, очистители и омыватель фар, отопитель и прикуриватель. Стеклоочистители и омыватели очищают ветровое стекло и фары от загрязнения и атмосферных осадков. Отопитель осуществляет обогрев салона автомобиля при холодной погоде, а также обдув внутренней поверхности ветрового стекла с целью предохранения стекла от запотевания и обмерзания.