Приветствуем вас в третьей части цикла статей об устройстве автомобиля, посвящённой системе питания. Если вы пропустили начало, рекомендуем ознакомиться с предыдущими материалами:
В этой статье мы подробно разберём два ключевых источника электроэнергии в автомобиле: аккумуляторную батарею и генератор, а также процесс запуска двигателя с помощью стартера. Сначала рассмотрим общий принцип их взаимодействия, а затем углубимся в устройство и работу каждого компонента.
Процесс запуска двигателя и роль источников питания
Всё начинается с поворота ключа в замке зажигания. В этот момент электрическая энергия от аккумулятора подаётся на стартер — мощный электродвигатель. Стартер раскручивает коленчатый вал двигателя, приводя в движение поршни. Они всасывают топливно-воздушную смесь, а система зажигания в нужный момент подаёт на свечи искру, воспламеняя её. Так происходит запуск.
Как только двигатель начинает работать самостоятельно, водитель отпускает ключ, и стартер отключается. На этом этапе в работу вступает генератор. Именно он становится основным источником электроэнергии, питая систему зажигания, фары, магнитолу, кондиционер и все другие электроприборы в автомобиле.
Генератор можно назвать «обратным» электродвигателем. Он механически связан с коленчатым валом двигателя через ременную передачу. Вращаясь, коленвал приводит во вращение ротор генератора, который вырабатывает электрический ток. Помимо питания бортовой сети, генератор восполняет энергию, которую аккумулятор потратил на запуск двигателя. После полной зарядки аккумулятор переходит в режим ожидания, выполняя роль резервного источника.
Аккумуляторная батарея: устройство и принцип работы
Аккумулятор — это сердце электросистемы при неработающем двигателе. Все потребители энергии (освещение, аудиосистема, отопитель) в этот момент питаются исключительно от него. Поэтому важно избегать их длительного использования на заглушённой машине, особенно в холодное время года, чтобы не посадить батарею.
Стандартное напряжение автомобильного аккумулятора — 12 Вольт. Однако не менее важной характеристикой является его ёмкость, измеряемая в ампер-часах (А·ч). Этот параметр показывает, какое количество электричества полностью заряженная батарея может отдать при разряде до минимально допустимого напряжения (около 10.5 В для 12-вольтовой). Например, аккумулятор ёмкостью 55 А·ч теоретически сможет питать потребитель током в 1 Ампер в течение 55 часов при температуре +25°C. На практике, особенно зимой, реальная ёмкость снижается, поэтому батарея на 60 А·ч будет более надёжным выбором.
Химические основы работы. Принцип действия свинцово-кислотного аккумулятора основан на обратимой химической реакции. В простейшем виде он состоит из двух пластин (электродов), погружённых в электролит — раствор серной кислоты в дистиллированной воде.
- Разряд: При подключении потребителя начинается химическая реакция. Серная кислота из электролита расходуется, на пластинах образуется сульфат свинца, а плотность электролита падает.
- Заряд: При пропускании через батарею тока от генератора или зарядного устройства происходит обратная реакция. Сульфат свинца на пластинах преобразуется, серная кислота возвращается в электролит, и его плотность повышается.
Современный автомобильный аккумулятор — это сборка из шести таких последовательно соединённых элементов (банок), что в сумме и даёт 12 В. Каждая банка имеет заливную горловину с пробкой. Для контроля состояния батареи важно проверять уровень и плотность электролита. Уровень должен быть выше пластин, а плотность в умеренном климате — около 1.27-1.28 г/см³. Для измерения плотности используется ареометр — прибор с пипеткой и поплавками внутри. Со временем из аккумулятора испаряется вода, поэтому периодически необходимо доливать дистиллированную воду до нормы.
Генератор: основной источник энергии на ходу
Генератор переменного тока — это устройство, преобразующее механическую энергию от двигателя в электрическую. Он подключён к бортовой сети параллельно с аккумулятором и выполняет две ключевые функции: питание всех потребителей и заряд батареи. Обычно он крепится на двигателе и приводится в действие ремнём от шкива коленвала.
Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции. Основные компоненты генератора:
- Ротор: вращающаяся часть, создающая магнитное поле. В начале работы для создания начального магнитного поля на его обмотку (обмотку возбуждения) подаётся ток от аккумулятора через щёточный узел.
- Статор: неподвижная часть с трёхфазной обмоткой, в которой при вращении ротора наводится переменный электрический ток.
- Выпрямительный блок (диодный мост): преобразует переменный ток от статора в постоянный, необходимый для бортовой сети автомобиля и зарядки аккумулятора.
- Регулятор напряжения: поддерживает выходное напряжение генератора в строгих пределах (обычно 13.8–14.5 В), независимо от скорости вращения ротора и нагрузки.
Как только генератор начинает вырабатывать напряжение, превышающее напряжение аккумулятора, он переходит на самовозбуждение и питает обмотку ротора самостоятельно. Для охлаждения во время работы на валу генератора установлена крыльчатка вентилятора.
Информация частично основана на материалах книги «Всё об автомобилях».
На этом мы завершаем третью часть обзора системы питания автомобиля. В следующей статье цикла мы продолжим изучение этой важной темы. Спасибо за внимание!
Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, если материал был полезен, и делитесь своим мнением в комментариях!
Также читайте:
Устройство автомобиля (Система питания, Часть 4)
Устройство автомобиля (Система питания, Часть 2)
Значение слова «Автомобиль», также из чего состоит автомобиль
Устройство автомобиля (Двигатель, Часть 1)
Больше интересных статей здесь: Обзор.
Источник статьи: Устройство автомобиля (Система питания, Часть 3).