Электрическая энергия на автомобиле используется для воспламенения рабочей смеси в двигателях с искровым зажиганием, освещения и сигнализации, пуска двигателя, питания контрольно-измерительных приборов.
В связи с этим электрооборудование автомобиля включает в себя источники электрического тока; систему зажигания рабочей смеси; систему освещения и сигнализации; систему электрозапуска двигателя; контрольно-измерительные приборы с электрическим питанием.
К группе источников тока на автомобиле относятся генератор и аккумуляторная батарея. Кроме того, к группе источников тока относятся приборы регулирования работы генератора и контрольные приборы — указатели тока или напряжения и сигнализаторы.
Для питания всех приборов электрооборудования на автомобилях применяют источники тока напряжением 12 или 24 В.
Для соединения источников тока с потребителями на автомобилях применяют однопроводную систему, так как вторым проводом являются металлические части автомобиля — его корпус («масса»). Положительный полюс источников тока соединен с сетью, а отрицательный — с «массой». При рассмотрении цепей электрического тока в схемах электрооборудования автомобиля за направление тока принимают движение электрических зарядов от положительного полюса к отрицательному.
Генератор является основным источником электрического тока на автомобиле и приводится в действие от его двигателя. На современных автомобилях применяются генераторы переменного тока, оборудованные выпрямителями, преобразующими переменный ток в постоянный, который может быть использован для подзарядки аккумуляторной батареи и питания всех приборов электрооборудования.
Для стабилизации напряжения в определенных пределах в зависимости от нагрузки, частоты вращения якоря генератора и температурных режимов применяется автоматический регулятор напряжения.
На современных автомобилях применяют в основном контактно-транзисторные и транзисторные бесконтактные регуляторы напряжения.
Аккумуляторные батареи на автомобилях предназначены для запуска двигателя, освещения, сигнализации и работы контрольно- измерительных приборов, стеклоочистителя и других приборов.
Аккумуляторная батарея является одновременно потребителем и источником электрической энергии. Она накапливает электрическую энергию от генератора при работающем двигателе и служит для питания электрооборудования, если двигатель не работает или работает на малой частоте вращения коленчатого вала.
Работа аккумуляторной батареи основана на электрохимических процессах взаимодействия ее элементов, и в зависимости от этого аккумуляторные батареи подразделяются на кислотные (свинцовые, свинцово-кислотные) и щелочные (железоникелевые). На автомобилях применяются, в основном, свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.
Основными показателями, которые определяют работу аккумуляторной батареи, являются напряжение и емкость.
Напряжение аккумуляторных батарей, применяемых на современных автомобилях, как правило, 12 В.
Емкость аккумулятора — величина, характеризующая его способность поглощать при заряжании и отдавать при разряжении то или иное количество электрической энергии определенной силы до предельно допустимого падения напряжения на выводных штырях.
Стартер является основным пусковым устройством двигателя автомобиля и состоит из электродвигателя, механизма привода и механизма управления. В стартерах применяются электродвигатели постоянного тока. Стартеры автомобилей оборудуются принудительным электромагнитным включением шестерни привода.
Системы зажигания на автомобилях с искровым зажиганием применяются следующие:
- батарейная с механическим прерывателем;
- контактно-транзисторная;
- бесконтактно-транзисторная.
Батарейная система зажигания включает в себя катушку зажигания, питаемую от аккумуляторной батареи или генератора, пре- рыватель-распределитель, свечи зажигания, выключатель зажигания, провода низкого и высокого напряжения.
Рабочая смесь бензина с воздухом, сжатая в цилиндре двигателя с искровым зажиганием, воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. Для получения достаточно мощной искры в среде сжатой рабочей смеси, особенно в холодном двигателе, необходимо иметь высокое напряжение электрического тока — примерно 12… 15 кВ.
Преобразователем тока низкого напряжения 12 В в ток высокого напряжения служит катушка зажигания, которая состоит из двух катушек и массивного сердечника. Первичная обмотка катушки изготовлена из толстой проволоки и имеет небольшое количество витков (примерно 300), вторичная — изготовлена из очень тонкой проволоки и имеет примерно 20 ООО витков.
Для размыкания и замыкания первичной цепи катушки зажигания и распределения электрического заряда по цилиндрам двигателя служит прерыватель-распределитель.
Прерыватель-распределитель зажигания является наиболее ответственным узлом, от которого зависит нормальная работа батарейной системы зажигания.
Контактно-транзисторная система зажигания отличается от батарейной системы тем, что размыкание и замыкание тока первичной катушки зажигания производится через транзисторный коммутатор путем включения большого омического сопротивления выходного транзистора, а контакты прерывателя-распределителя нагружаются небольшим током управления транзистором. При этом прерыватель-распределитель отличается от прерывателя батарейной системы отсутствием конденсатора прерывателя.
Бесконтактная система зажигания отличается от предыдущих систем зажигания полным отсутствием контактов в прерывателе.
В настоящее время на современных автомобилях с искровым зажиганием, в основном, применяют эту систему.
Бесконтактная система зажигания состоит из датчика-распределителя, транзисторного коммутатора, катушки зажигания, свечей зажигания, реле зажигания, выключателя и высоковольтных проводов.
Датчики-распределители, применяемые в этой системе, бывают двух типов: магнитоэлектрические и с датчиком Холла. Магнитоэлектрические датчики применялись в системе зажигания автомобилей ЗИЛ-131, а с датчиком Холла применяются в настоящее время на автомобилях ЗИЛ-433360, ВАЗ-2108, -2109, -1111 и др.
Приборы системы освещения включают в себя передние фары, подфарники, задние фонари, лампы освещения щитка приборов, плафоны внутреннего освещения кабины, кузова (салона), главный и ножной переключатели света, переключатели ламп щитка и кабины, предохранители. На некоторых автомобилях кроме передних фар устанавливают дополнительно специальные противо- туманные фары.
Приборы системы внешней световой сигнализации (стоп-сигнал, указатель поворотов и сигнальный свет заднего хода с выключателями) предназначены для обеспечения безопасности движения автомобиля.