Знакомьтесь - автомобиль - Иван Максимович Серяков
Выше говорилось, что напряжение вырабатываемого генератора тока зависит от работы двигателя. На малых оборотах оно будет ниже напряжения аккумулятора, и генератор станет потреблять его электроэнергию. Если это продлится долго, то обмотка генератора может перегреться. Да и сама батарея понесет урон, разрядится.
На высоких же оборотах генератор даст больше напряжения, и часть тока пойдет в обратном направлении, к аккумулятору, для зарядки его. Получается, как в сообщающихся сосудах. Стоит поднять какой-либо из сосудов, и вода из него потечет в другой. Очень высоко поднимем, и вода заполнит второй сосуд, даже перельется через край. Но перекроем соединяющую сосуды резиновую трубку, и течение воды прекратится, хотя уровни в банках будут разные.
Принцип перекрытия «электрической дороги» между генератором и аккумулятором использован и в приборе реле обратного тока, который «контролирует» работу источников питания. Он отключает от сети генератор, когда тот не работает или дает напряжение меньше 12 вольт. В это время потребителей питает аккумуляторная батарея.
Устройство реле обратного тока довольно простое. Представьте металлический сердечник с двумя обмотками. Причем одна из них подключена параллельно щиткам генератора, а другая – последовательно в общую цепь. Над сердечником установлен подвижной мостик с пружиной, которая оттягивает его от сердечника. На мостике имеется контакт, связанный со щетками генератора. Под ним находится контакт от электросети автомобиля.
Схема реле обратного тока
Когда двигатель не работает или работает на малых оборотах, пружина оттягивает мостик и разобщает контакты. Генератор оказывается отключенным от сети.
Но мы знаем, что и во время работы на малых оборотах генератор вырабатывает ток. От щеток этот ток пойдет в реле и станет намагничивать сердечник.
По мере увеличения оборотов двигателя напряжение в обмотке повысится настолько, что сила магнита преодолеет натяжение пружины. Мостик притянется к сердечнику и замкнет контакты. Теперь ток генератора свободно пойдет в сеть и к аккумулятору. Так будет, пока двигатель работает на средних или больших оборотах.
Но вот автомобиль подъехал к перекрестку, водитель сбросил газ, в результате чего двигатель снизил обороты. Естественно, напряжение генератора упадет настолько, что ток пойдет от батареи аккумуляторов к нему. Но как раз в этот момент реле обратного тока и отключит генератор, ток от аккумулятора не попадет в генератор.
Как это происходит? Проходя по второй обмотке сердечника реле в обратном направлении, аккумуляторный ток размагнитит сердечник. Пружина оттянет мостик, и контакты разомкнутся. Теперь питать цепь будет батарея.
И так все время. Меняются обороты двигателя, а автоматический сторож – реле обратного тока – бдительно охраняет безопасность аккумулятора и генератора.
Границу переходить нельзя
Все электрические приборы автомобиля рассчитаны на ток определенного напряжения и силы. Мы уже говорили, что в отечественных машинах чаще всего применяется ток в 12 вольт. А ведь на больших оборотах двигателя генератор даст много больше. И тогда могут выйти из строя предохранители, перегореть лампочки, провода. Чтобы этого не случилось, напряжение и силу тока надо держать в определенных границах.
От чего зависит напряжение и сила тока генератора? Мы уже знаем – от скорости вращения якоря, а в связи с этим и от силы магнитного поля, создаваемого обмоткой возбуждения.
Можно, конечно, остановить рост показателей тока путем снижения оборотов коленчатого вала. Но это нецелесообразно – снизится мощность двигателя.
А нельзя ли регулировать силу магнитного поля, чтобы по достижении определенного уровня она не росла? Оказывается, можно. И выполняет это небольшой прибор – регулятор напряжения.
По устройству он напоминает реле обратного тока. В нем так же имеется сердечник, мостик с подвижным контактом, стойка с неподвижным контактом и обмотка. Кроме того, регулятор напряжения имеет добавочное сопротивление.
Реле-регулятор
Только в реле обратного тока, как мы знаем, контакты обычно разомкнуты и соединяются, когда сердечник намагнитится и притянет мостик. В отличие от этого в регуляторе напряжения контакты обычно соединены и ток идет нормальным путем. Но когда двигатель начнет развивать большие обороты и напряжение тока, вырабатываемого генератором, возрастет до 14-15 вольт, сердечник намагнитится, притянет мостик и разомкнет цепь в обмотке возбуждения. Ток вынужден будет идти по другой дороге, через добавочное сопротивление. Дорога эта трудная, на преодоление сопротивления ток тратит часть напряжения. Попадая после этого в обмотку возбуждения, он создает более слабое магнитное поле. И теперь, как бы якорь не увеличивал обороты, напряжение вырабатываемого тока остается в допустимых пределах.
Для регулирования силы тока служит прибор, ограничитель тока, который работает подобно регулятору напряжения.
Реле обратного тока, регулятор напряжения и ограничитель тока соединены в один общий прибор. Он называется реле-регулятором.
Молнии в цилиндрах
Почему в грозовых тучах возникают молнии? Да потому, что в верхних слоях атмосферы накапливаются колоссальные заряды электричества, в одних местах положительные, в других – отрицательные. Они притягиваются друг к другу. Если бы источники грозовых зарядов соединили проводником, ток пошел бы спокойно, как он идет по проводам, без вспышки.
Но когда ток идет по воздуху (а воздух плохой проводник), преодолевая его сопротивление, заряды проделывают большую работу. Мы видим при этом яркие вспышки света, слышим грохот, вызываемый сотрясением воздуха. Электрическая энергия превращается в световую и тепловую. Попадая на землю, грозовая электроэнергия может причинить ущерб, вызвать пожар.
Нечто подобное грозам происходит и в цилиндрах двигателя. Там так же сверкают молнии, грохочут громы. Только все это в миниатюре. К тому же в цилиндрах грозы создаются искусственно. «Молния» нужна здесь, чтобы воспламенить горючую смесь. Производит же ее электрическая свеча.
Свеча зажигания служит для получения электрической искры
Свеча имеет сердечник в виде керамического изолятора, через который проходит металлический стержень. К стержню подводится электрический ток.
Сердечник свечи закрепляется в стальном корпусе, имеющей резьбу для крепления в блоке цилиндров. К нижней части корпуса приварен металлический усик, назначение которого принять заряд электричества со стержня.
Между кончиком стержня – центральным электродом и усиком – боковым электродом – имеется зазор величиной 0,5-0,7 миллиметра.
Обязателен зазор такой величины? Обязателен. Будет меньше – электрическая энергия без труда преодолеет расстояние между электродами и теплоты выделится мало. А такая, «холодная», искра смесь не воспламенит. Но и слишком большой зазор не пригоден – ток не сможет его преодолеть и искры просто не будет, а если она и появится, то через относительно длительные промежутки времени. В этом случае двигатель либо не будет работать, либо станет работать с перебоями.
Высокое напряжение
Мы уже знаем, что для получения искры в свече к центральному электроду необходимо подвести ток. И не любой, а способный преодолеть сопротивление слоя воздуха между электродами. А значит, это должен быть ток высокого напряжения, практически около 20 тысяч вольт.
Но ведь и батарея аккумуляторов, и генератор нашего автомобиля вырабатывают
