1.Uzasadnij wartości napieć w instalacji elektrycznej.

Występują następujące wartości napięć: 6, 12, 24, 36 V
Początkowo stosowano napięcie 6 V (w akumulatorze 3 ogniwa 2 V
połączone szeregowo), jednak wzrastająca liczba odbiorników i wzrost
zapotrzebowania mocy spowodowały zwiększenie napięcia instalacji do
12 V. Aktualnie napięcie 6 V stosuje się w motocyklach, napięcie 12 V w
samochodach z rozrusznikiem o mocy do 3 kW, natomiast napięcie 24 V
w samochodach z rozrusznikami o większej mocy. 36 V stosuje się w
samochodach hybrydowych Dla akumulatorów 12V napięcie ładowania
powinno się mieścić w przedziale od 13,6 do 14,5 V i powinno
pozostawać stałe niezależnie od obrotów. Przy wyłączonym zapłonie
powinno ono wynosić około 12,5 V. Minimalne dopuszczalne napiecie na
celę 1,75 V Podczas rozruchu 1V na celę W czasie ładowania 2,4 V na
celę. aku 6v : teoria: 6v, praktyka: 6,6v ładowanie 7,2v (aku ma 3 cele
[1=2,2V])aku 12V : teoria: 12V, praktyka 13,6-14,5V
aku 36V: teoria 36V, ładowanie 42 V
Obecnie podstawowym typem instalacji są instalacje elektryczne
jednoprzewodowe, zwane również dwuprzewodowymi nieizolowanymi
od masy. W instalacjach tych biegun dodatni akumulatora połączony jest z
odbiornikami, a ujemny z tzw. masą pojazdu, czyli ze wszystkimi
elementami metalowymi nadwozia i podwozia pojazdu. Dzięki takiemu
rozwiązaniu do zasilania każdego odbiornika wystarczy jeden przewód –
zamknięcie obwodu uzyskuje się przez połączenie jednego z zacisków
odbiornika również z masą. Korzyść jest oczywista – w ten sposób o
połowę ograniczono liczbę przewodów w instalacji.
Uproszczony schemat takiej instalacji wygląda następująco:

2. Akumulatory samochodowe:

Statycznym źródłem energii w

pojazdach samochodowych jest zazwyczaj akumulator. Zadaniem jego jest
zasilanie odbiorników elektrycznych w przypadku, gdy silnik spalinowy, a
tym samym prądnica jest unieruchomiony. Dotyczy to głównie
rozrusznika, oświetlenia i systemów alarmowych. Rodzaje
akumulatorów: -kwasowe; -zasadowe; -żelowe. Akumulator kwasowy:
ma elektrolit w postaci rozcieńczonego kwasu siarkowego o stężeniu 36%.
Gęstość 1,28g/cm^3 przy dobrym naładowaniu. Przy rozładowywaniu
traci sprawność, gęstość coraz mniejsza. Graniczną wartością jest
1,14g/cm^3. Akumulator żelowy: też kwasowy, tyle że, elektrolit jest w
postaci żelu. We wszystkich pojazdach które zmieniają położenie np.
motocykl- stosujemy akumulator żelowy- otwory wietrzące (wydziela się
tlen i wodór). Jeżeli płyty ogniw nie są przykryte, to po ładowaniu przy
rozruchu dochodzi do przeskoku ładunku elektrycznego pomiędzy
płytami, akumulator wybuchnie. Po ładowaniu akumulator musi zostać
przewietrzony. BUDOWA AKUMULATORA: -kratka: spełnia tę
samą funkcję w zarówno ujemnych, jak i dodatnich płytach. Jest
szkieletem konstrukcyjnym, oraz przewodnikiem prądu elektrycznego. W
nowoczesnych modelach akumulatorów kratki są znacznie cieńsze niż
kiedy, aby maksymalnie wykorzystać dostępną energię w akumulatorach,
równocześnie obniżając ich ciężar; -płyta dodatnia: po naładowaniu
brązowa, oraz płyta ujemna po naładowaniu szara; -separator: jego
zadaniem jest zapobieganie stykaniu się ze sobą płyt ujemnych i
dodatnich. Zetknięcie tych płyt doprowadziłoby do zwarcia. Separator
musi być porowaty tak, aby prąd mógł przepływać z jak najmniejszym
oporem (płyty w postaci tworzywa sztucznego, papier, bawełna);
-ogniwo: zestaw płyt dodatnich i ujemnych oddzielony separatorami;
-obudowa akumulatora: jest to blok z kwasoodpornego materiału
obudowujący zestawy płytowe – najczęściej z polipropylenu lub ebonitu;
-elektrolit: rozcieńczony czysty kwas siarkowy, w którym zostają
zanurzone płyty dodatnie i ujemne. Poza uczestnictwem w procesie
aktywacji materiału czynnego płyt, elektrolit przewodzi także pomiędzy
nimi prąd elektryczny. W jednym ogniwie akumulatora znajduje się
zwykle zestaw płyt dodatnich i ujemnych. Liczba płyt i ich powierzchnia
decydują o zdolności akumulowania energii chemicznej przez akumulator.
Dzienny spadek pojemności akumulatora: 1-1,5%. Pojemność
minimalna zależy od stanu akumulatora. Masa czynna (dodatnie i
ujemne) - Ogniwa zbudowane są z płyt dodatnich i ujemnych
rozdzielonych separatorami, zanurzonych w elektrolicie będącym
roztworem kwasu siarkowego. Płyty pokryte są tzw. masą czynną, czyli na
płycie dodatniej tlenkiem ołowiu, a na ujemnej pastą zawierającą ołów z
różnymi domieszkami. Jeśli akumulator jest naładowany, gęstość
elektrolitu wynosi ok. 1,28 kg/l. Im bardziej bateria się rozładowuje, tym
bardziej gęstość elektrolitu spada, nawet do 1,1 kg/l. Roztwór kwasu robi
się coraz bardziej wodnisty, a produkt uboczny tej reakcji – siarczan
ołowiu – osiada na płytach akumulatora. Podczas ładowania reakcja
zachodzi w odwrotnym kierunku: na płycie dodatniej ponownie zbiera się
tlenek ołowiu, a na ujemnej odkłada się ołów. Jeśli akumulator zostanie
całkowicie rozładowany, proces może się okazać nieodwracalny.
Dochodzi wtedy do trwałego zasiarczenia płyt, a siarczan ołowiu bardzo
słabo przewodzi prąd. Jeśli więc zależy nam na trwałości akumulatora,
musimy zadbać o to, żeby był właściwie naładowany. Akumulatory
sucho ładowane - to akumulatory które są formowane bez udziału
elektrolitu. Nie zalane kwasem płyty są ładowane fabrycznie do uzyskania
oczekiwanych parametrów. Produkt taki jest zalewany przez jedno z
ostatnich ogniw sprzedaży (po zalaniu kwasem akumulator nabiera
parametry w bardzo krótkim czasie i praktycznie nie wymaga już
ładowania). Suchoładowanie pozwala też na znacznie wydłużenie okresu
magazynowania, nie powodując spadku jakości produktu, gdyż
samorozładowanie takich akumulatorów jest minimalne
Odczego zalezy pojemność - zależy od ilości cel w akumulatorze.
Ładowanie aku - Akumulator może być ładowany tylko prądem stałym.
Podczas tego procesu jony wodoru 2H+ zdążają ku katodzie i pobierają z
niej brakujące elektrony, ulegając zobojętnieniu, następnie wchodzą w
reakcję z białym siarczanem ołowiawym PbSO4 tych płyt, co w wyniku
powoduje powstanie ołowiu metalicznego o barwie szarostalowej oraz
kwasu siarkowego. Podczas ładowania zwiększa się gęstość elektrolitu,
ponieważ wzrasta liczba cząsteczek kwasu siarkowego w elektrolicie.
Siarczan ołowiawy zostaje zamieniony w obojętny ołów metaliczny na
płycie ujemnej oraz dwutlenek ołowiu na płycie dodatniej. Między
różnoimiennymi płytami powstaje wzrastająca w miarę ładowania siła
elektromotoryczna, aż do osiągnięcia wartości ok. 2,7V na ogniwo. W
miejscach gdzie cały siarczan ołowiawy zostaje przetworzony na ołów lub
dwutlenek ołowiu, reakcje te już nie zachodzą. Następuje rozkład wody
zawartej w elektrolicie. Na płycie ujemnej wydziela się wówczas wodór, a
na dodatniej tlen. Samowyładowanie aku - Samowyładowanie wywołują
liczne czynniki uboczne, m.in.:* zanieczyszczenia powierzchni pokrywy
(wieczka) akumulatora),* obecność w płytach ołowianych domieszek
antymonu,* zanieczyszczenia elektrolitu lub masy czynnej, np. związkami
chloru lub wapnia,* uszkodzenie separacji międzypłytowej (drobne
prześwity lub jednostronne przesunięcie). Samowyładowanie zwiększa się
w miarę upływu czasu eksploatacji akumulatora. Przyczyną są
zanieczyszczenia, które w czasie eksploatacji dostały się do elektrolitu.
Ponadto pogarsza się jakość izolacji zarówno przekładek, jak i masy
zalewowej. Wartość samowyładowania mierzona w procentach
pojemności akumulatora wynosi w przybliżeniu od 0,3 do 1,5% dziennie,
przy tempera-turze elektrolitu od 20 do 30°C.

3. Czujniki rezystancyjne -

czujniki, w których decydującą wartością

jest zmiana rezystancji wraz ze zmianą temp., uchylenia klapy
przepływomierza, pedału gazu lub przepustnicy. Są tu rezystory nastawne
(przepustnica, pedał gazu, przepływiomierz). W celu określenia sygnału
wyjściowego prąd o stałej wartości przepuszczany jest przez rezystor oraz
mierzony jest spadek napięcia. Rezystory te produkowane są z platyny,
niklu oraz miedzi. Czujniki rezystancyjne stosowane są do pomiaru
temperatury: paliwa, oleju, płynu chłodzącego, powietrza. Składa się z
obudowy ochronnej, rezystora termometrycznego, przewody łączeniowe
oraz zaciski zewnętrzne.

4. Czujniki magnetyczne

wykorzystywane m.in.

przez system ABS i inne systemy kontroli trakcji, których zadanie polega
na przekazywaniu jak najdokładniejszych danych na temat prędkości
obracania się kół samochodu. Czujniki aktywne (magnetyczno -
rezystancyjne), w odróżnieniu od starszych generacyjnie czujników
pasywnych, diagnozują prędkość obrotu koła już od 0 km/h, podczas gdy
czujniki pasywne działały dopiero od 3 km/h. Czujniki aktywne
dostarczają gotowych do analizy danych (w postaci sygnału
czworokątnego), a czujniki pasywne dostarczały danych (w postaci
sygnału sinusoidalnego), które przed analizą musiały być przekształcane
przez czujniki ABS w sygnały czworokątne.

5.Ch. rozrusznika:

Rozrusznik elektryczny to silnik prądu stałego, który

służy do obracania wału korbowego silnika i nadawania mu odpowiedniej
prędkości obrotowej, przy której silnik może rozpocząć samodzielną
pracę. Rozrusznik elektryczny jest odbiornikiem pobierającym najwięcej
en. elektrycznej z akumulatora, lecz tylko w krótkich okresach podczas
uruchamiania silnika. Pobór prądu w chwili uruchamiania silnika w
samochodach osobowych wynosi 200-600 A. W zależności od rodzaju
pojazdu moc rozrusznika wynosi 0,4-10 kW. Aby rozrusznik spełniał swe
zadania, musi pokonać opory: sprężanie czynnika roboczego w cylindrach,
zasysanie mieszanki paliwowej (lub powietrza), tarcie tłoków o
powierzchnie cylindrów, tarcie w łożyskach wału silnika, opory związane
z pracą mechanizmów pomocniczych. Na czas rozruchu wirnik
rozrusznika zostaje sprzęgnięty z kołem zamachowym silnika za pomocą
przekładni zębatej. Rozrusznik powinien zapewnić minimalną prędkość
obrotową silnika, przy której może on rozpocząć samodzielną pracę (40-
100 obr/min dla 4suw ZI i 100-200 obr/min w ZS). Budowa rozrusznika
elektrycznego to: uzwojenie wzbudzenia, wirnik z uzwojeniami i
komutatorem, szczotki komutatora, urządzenie załączające i sprzęgające.
Stosunkowo najczęstszą, ale i najprostszą do usunięcia usterką rozrusznika
są zużyte szczotki. Zazwyczaj defekt objawia się coraz gorszym
działaniem rozrusznika, po jakimś czasie urządzenie całkiem przestaje
działać.Przerwa w rozruszniku lub zły styk między szczotką a
pierścieniem(w silniku pierścieniowym), należy sprawdzić obwody

induktorem lub lampką kontrolną, usunąć przerwę w rozruszniku oraz
oczyścić pierścienie.

6. charakterystyki alternatora

Do charakterystyk eksploatacyjnych alternatorów należą:
− charakterystyka elektromechaniczna (zwana również charakterystyką
samowzbudzenia) przedstawiająca zależność: E, U = f(n), przy Iobc =
const i Rf = const; [wykres: U[V] od n[obr/min], krzywe: a’la tangens,
I) -charakterystyka obciążenia (prądowo-prędkościowa)
przedstawiająca zależność: Iobc = f(n) dla U = const oraz If = const; przy
czym przyjmuje się za punkt wyjścia zależność opisującą siłę
elektromotoryczną, która przy pracy maszyny w stanie jałowym jest
równa napięciu maszyny: E=U0=c*Φ*n przy czym Uo- napięcie
alternatora przy pracy w stanie jałowym [wykres: Iobc[A] od
n[obr/min], krzywe: a’la pierwiastek; U,If=const] w początkowej
części charakterystyki prąd obciążenia jest proporcjonalny do prędkości
obrotowej.[Iobc=c2*n] Ze zwiększeniem prędkości obrotowej wirnika
zwiększa się reaktancja indukcyjna i przy dużych wartościach prędkości
obrotowej wartość prądu obciążenia jest prawie stała.− charakterystyka
regulacyjna przedstawiająca zależność: If = f(n) dla U = Un = const oraz
Iobc = const, Charakterystyki te pozwalają na ocenę warunków pracy
regulatora napięcia. [wykres Ir[A] od n[Obr/min], krzywe: a’la 1/x;
U=const, Iobc{0,In}]

7. Generowanie prądu stałego

: źródła

elektrochemiczne produkują prąd stały, a źródła elektromechaniczne nie.
W prądnicach prądu stałego jest prostownik mechaniczny zawierający
komutator i szczotki. Prąd zmienny generowany jest poprzez alternator.
Prąd stały z akumulatora, płynie przez uzwojenie wirnika powodując
wytworzenie wokół tego uzwojenia pola magnetycznego. Pole to wiruje
względem stojana powodując indukowanie się w jego zwojach sił
elektromotorycznych. Prądnica prądu stałego to poruszające się uzwojenie
wokół magnesów. Urządzenie jednofazowe. Z tej jednej fazy (jednego
uzwojenia) czerpiemy tyle mocy ile ta prądnica ma. Jedno uzwojenie
przepalone- urządzenie do wyrzucenia. Komutator składa się z końców
uzwojeń na wirniku. Napięcie: (długość, średnica, prędkość obrotowa,
natężenie pola magnetycznego); Natężenie: Prądnica prądu stałego:
n=6000 obr/min U=12V I=12A P=144W Alternator: urządzenie
trójfazowe. Pracuje w układzie gwiazdowym. Każda faza przesunięta co
120°. Moc wyjściowa jest sumą mocy poszczególnych faz. Prąd
prostowany za pomocą elektronicznego układu prostownikowego. Dioda
przewodzi prąd tylko w jednym kierunku. Jest to półprzewodnik typu PN.
Uzwojenia nabudowane na stojanie. Znacznie pewniejszy odbiór mocy.
Uzwojenia są nieruchome, można zastosować stałe połączenie, brak
iskrzenia.

8. Układ zapłonowy

- jest częścią składową silników o

zapłonie iskrowym. Jego zadaniem jest wytworzenie iskry elektrycznej
pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej w odpowiednim położeniu
tłoka podczas pracy silnika, w celu zapalenia znajdującej się w cylindrze
mieszanki paliwowo-powietrznej.Klasyczny układ zapłonowy jest
układem elektryczno-mechanicznym zwykle zasilanym z akumulatora.
Napięcie na stykach akumulatora (zwykle 12 V) podnoszone jest do kilku
tysięcy woltów w cewce wysokiego napięcia. Między akumulatorem i
cewką zamontowany jest przerywacz obwodu niskiego napięcia. Wysokie
napięcie w silniku wielocylindrowym rozdzielane jest do poszczególnych
świec zapłonowych przez rozdzielacz zapłonu, który jest sterowany przez
wał silnika (zwykle wałek rozrządu) tak, by moment zapłonu w
poszczególnych cylindrach był zsynchronizowany z cyklami pracy
poszczególnych tłoków. Elektroniczny - W czasie obrotu wałka
rozdzielacza następuje zmiana strumienia magnetycznego, co powoduje
wyindukowanie w cewce czujnika odpowiednich impulsów napięciowych,
których przebiegi są zbliżone do impulsów napięciowych przebiegu
sinusoidalnego. Na miejscu przerywacza umieszczony jest magneto -
indukcyjny czujnik, czyli generator impulsów. Czujnik ten składa się z
wirnika czterobiegunowego, który jest umieszczony na wałku rozdzielacza
zamiast krzywki przerywacza, namagnesowanego stojana o kształcie
pierścienia wraz z czterema nabiegunnikami, oraz współosiowej cewki
indukcyjnej z wirnikiem.Iskrownik – urządzenie do generowania iskier
elektrycznych (np. do zapłonu w silnikach). Iskrownik
elektromagnetyczny, magneto, składa się z jednej lub kilku cewek oraz
młoteczka i kondensatora. Prąd płynący w cewce indukuje pole
magnetyczne. Krzywka magneta odpycha młoteczek i dochodzi do
przerwania obwodu o dużej indukcyjności, co powoduje wytworzenie
wysokiego napięcia. Z braku prądu znika pole magnetyczne, młoteczek
znowu zwiera obwód, powodując przepływ prądu itd. Łącząc dwie cewki
za pomocą 1 młoteczka, otrzymamy na wyjściu prąd przemienny. W
nowszych rozwiązaniach zamiast przerywacza młoteczkowego stosuje się
przełącznik elektroniczny. Układy zespolone- (bezprzerywaczowe) to
układy, w których nie ma rozdzielacza. Charakteryzują się mniejszym
hałasem, większą trwałością, mniejszą ilością połączeń, brakiem iskrzenia
zewnętrznego, możliwością sekwencyjnego sterowania zapłonem.