Instalatia electrica

Echipamentul electric al unui automobil indeplineste urmatoarele functii:
-asigura aprinderea amestecului carburant in cilindrii motorului, la automobilele echipate cu motoare cu aprindere prin scinteie
-asigura pornirea automata a motorului
-asigura iluminatul interior si exterior
-pune in functiune diversele aparate si dispozitive de semnalizare si control.
Echipamentul electric al automobilului cuprinde doua parti principale si anume: -sursele de energie electrica
-consumatorii de energie-electrica.
Consumatorii de energie electrica, la rindul lor, pot fi grupati in:
-echipamentul de aprindere
-electromotorul de pornire
-echipamentul de iluminat si de semnalizare
-aparatele electrice de masura si control.
Legatura intre sursele de energie electrica si diversii consumatori se face printr-un singur conductor, al doilea conductor este constituit din masa metalica a automobilului.
Sursele de energie electrica ale automobilului sunt:
-bateria de acumulatoare
-generatorul de energie electrica.
In cadrul surselor de energie sunt incluse si releele regulatoare care asigura functionarea generatorului impreuna cu bateria de acumulatori.

Bateria de acumulatori are rolul unei surse de energie electrica care alimenteaza pentru scurt timp echipamentul electric, cand generatorul de energie electrica nu lucreaza sau cand acesta nu face fata singur.
Dupa natura materiei active a electrozilor si a electrolitului se cunosc si se folosesc la automobile urmatoarele tipuri de baterii de acumulatori:
-acumulatori cu plumb (electrolitul este un acid)
-acumulatori alcalini (electrolitul este o solutie apoasa a unei baze)
Marimile electrice, cele mai importante, care caracterizeaza bateriile de acumulatori sunt:
-tensiunea la bornele bateriei de acumulatori, care variaza in raport cu gradul sau de incarcare; (tensiunea la sfirsitul incarcarii bateriei de umulatoare trebuie sa fie de maximum 2,7 V pe element, iar tensiunea maxima admisa la descarcare este de 1,7 V pe element;)
-capacitatea bateriei de acumulatori, care reprezinta cantitatea de energie electrica pe care bateria, complet incarcata, poate sa o debiteze unui circuit electric. Capacitatea bateriei se masoara in amperi-ora(Ah) -densitatea electrolitului, este masa electrolitului raportata la unitatea de volum.



Bateria de acumulatori
1- separatoare; 2- nervuri; 3- placi negative;
4- placi pozitive; 5- cutie; 6- bucsa de plumb;
7- borna pozitiva a bateriei; 8- borna elementului;
9- dop; 10- capacul elementului; 11- borna negativa bateriei; 12- mastic; 13- perete de compartimentare; 14- punte de legatura intre elemente;
15- punte de legatura a elementului

Generatorul de curent trebuie sa alimenteze cu energie electrica receptoarele si sa asigure incarcarea bateriei de acumulatori cu care este cuplat in paralel. Incarcarea bateriei se realizeaza in timpul functionarii motorului, numai daca generatorul are o tensiune mai mare.
Generatorul de curent altemativ (alternatorul). Utilizarea generatorului de curent alternativ cu redresoare (alternatorul) poate asigura incarcarea bateriei de acumulatori la turatii mici si chiar la mersul in gol al motorului. Alternatorul alimenteaza cu curent toti consumatorii unui autovehicul atunci cand motorul este in functiune.
Un alternator se compune din doua parti principale:
-statorul (indusul)
-rotorul (inductorul).
Statorul 4 are forma unui inel care prezinta pe suprafata interioara un numar de crestaturi in care se afla o infasurare trifazata legata in triunghi. Capetele libere ale infasurarilor statorului sunt legate, fiecare, la o pereche de redresoare (diode cu siliciu), una directa si una inversata, montate in suportul 2 de aluminiu.
Rotorul 3 este format din doua jumatati simetrice si are patru perechi de poli. Axul rotorului este montat in lagare cu bile sustinute de capacele 1 si 5. Rotorul contine infasurarea de excitatie. Pe capacul 1 sunt montate portperiile, ale caror perii 7 se freaca de inelele colectoare ce sunt legate cu capetele infasurarii de excitatie a rotorului alternatorului. Pe partea capacului 5 este montata, in exterior, fulia 10, iar in interior ventilatorul 9, destinat racirii alternatorului.



Elementele componente ale unui alternator
1- capac; 2- suport portdiode; 3- rotor; 4- stator; 5- capac; 6- portperie; 7- perie de excitatie; 8- perie masa; 9- ventilator; 10- fulie;

Releul regulator de tensiune are rolul de a mentine cat mai constanta tensiunea la bornele generatorului de curent, independent de tura¬tia motorului sau de sarcina generatorului, in acest scop face sa creasca sau sa scada in mod corespunzator intensitatea curentului de excitatie a generatorului. In consecinta, intensitatea curentului de incarcare a bate¬riei de acumulatori scade pe masura ce aceasta se incarca, reducandu-se la zero atunci cand bateria este complet incarcata. De asemenea, datorita regulatorului de tensiune, curentul de incarcare este mai mic vara, cand bateria se incarca mai usor, si mai mare iarna, cand bateria are o temperalura scazuta si se incarca mai greu.
Reglarea tensiunii are loc prin introducerea si scoaterea rezistentei suplimentare in circuitul infasurarii de excitatie, cu ajutorul unor contacte care o scurtcircuiteaza sau nu.

Echipamentul de aprindere al automobilului serveste la producerea, intr-un anumit moment, a scanteii electrice necesare aprinderii amestecului carburant din cilindrii motorului.
La motoarele cu carburator, dupa aspiratia si comprimarea amestecu¬lui carburant in cilindru, amestecul carburant este aprins de catre o scanteie electrica produsa de bujie.
Pentru producerea scanteii intre electrozii bujiei nu este suficienta o tensiune de 6 sau 12 V ,,respectiv tensiunea pe care o are bateria de acu¬mulatori”. Scanteia nu se poate produce decat daca bujia este alimentata cu tensiunea de
15 000 ... 20 000 V. Pentru a se produce o tensiune atat de puternica, este nevoie de un ansamblu de piese care, lucrand impreuna, sa transforme curentul electric de joasa tensiune in curent electric de inalta tensiune. Acest lucru se poate realiza cu ajutorul unui transformator de tensiune denumit ,,bobina de inductie".

Bobina de inductie este un transformator de curent, care transforma curentul de joasa tensiune de 6 sau 12 V in curent de inalta tensiune, de 15000. .. 20000 V.
Bobina de inductie este constituita dintr-o infasurare primara 3, formata din 200 . . . 300 de spire din sarma de cupru, izolata, de circa 1 mm grosime, infasurate pe un miez de fier moale 1, si o infasurare secundara 2 care are 15 000 ... 20 000 de spire si este facuta dintr-o sarma de cupru izo¬lata foarte subtire (0,1 mm grosime). Aceste infasurari sunt protejate de un invelis de tabla 4, in interiorul caruia se afla fixat, printr-o masa izolanta,. capacul de protectie 5, facut dintr-un material izolant (bachelita).
Capetele infasurarii primare sunt legate la cele doua borne 6 si 7, fixate in capac. Infasurarea secundara are unul dintre capete legat la un capat al infasurarii primare, iar celalalt capat este legat la borna fisei centrale 8 a capacului izolant al bobinei de inductie. Functionarea bobinei de inductie se bazeaza pe fenomenul inductiei electromagnetice potrivit caruia, prin intreruperea curentului de joasa tensiune din infasurarea primara, ia nastere in infasurarea secundara un curent de inalta tensiune.
Acest fenomen se explica prin variatia campului magnetic, creat de infasurarea primara, care scade de la valoarea de regim, la zero si ale carei linii dc camp magnetic (de forta) intretaie spirele infasurarii secundare.



Bobina de inductie
1- miez de fier; 2- infasurarea secundara; 3- infasurarea primara; 4- carcasa exterioara;
5- carcasa interioara; 6, 7- borne laterale; 8- borna centrala

Ruptor-distribuitorul se compune din: -ruptorul propriuzis care intrerupe curentul primar,
-distribuitorul inaltei tensiuni catre bujii
-condensatorul
-regulatoarele de avans.
Ruptorul. Momentul exact al producerii scanteii electrice de catre bobina de inductie este determinat de momentul intreruperii curentului in circuitul primar al bobinei. Aceasta intrerupere este produsa de catre ruptor. Ruptorul 18 este format din doua contacte: unul mobil 19 si unul fix 20. Contactul fix este legat la masa, iar contactul mobil este izolat de masa masinii.
In momentul in care contactul mobil se departeaza de contactul fix, curentul se intrerupe si apare tensiunea inalta in infasurarea secundara a bobinei de inductie. Contactul mobil este ridicat de pe contactul de catre cama ruptorului 5, care este fixata pe axul distribuitorului si are un numar de proeminente, egal cu numarul cilindrilor. Contactul mobil este fixat pe o mica parghie ce oscileaza in jurul unui ax si intrerupe circuitul atunci cand o proeminenta vine in dreptul sau si roteste aceasta parghie desfacand contactele.
Readucerea in pozitie initiala a contactului mobil pentru restabilirea circuitului primar se face cu ajutorul unei lamele arc, care este montata in spatele contactului mobil

Distribuitorul are rolul de a distribui curentul de inalta tensiune la bujii, in conformitate cu ordinea de aprindere a amestecului carburant in cilindrii motorului.
Distributia curentului de inalta tensiune la bujii se realizeaza astfel: curentul de inalta tensiune ajunge de la bobina de inductie prin intermediul unui conductor, la borna centrala a distribuitorului; contactul intre borna centrala si rotor se face prin intermediul periei de car¬bune 16, care este metinuta in contact cu lama metalica a ruptorului de un arc 15. In timpul rotatiei rotorului 17, lama va trece la o distanta de 0,2 mm de bornele laterale. Miscarea de rotatie a rotorului rezulta din antrenarea acestuia de catre axul distribuitorului 1.
Deci transmiterea curentului de inalta tensiune de la lama rotorului la bornele laterale (ploturi) din capac nu se face prin contact, ci prin scantei. In continuare, transmiterea curentului de inalta tensiune de la bor¬nele laterale la bujii se face prin intermediul unor fise.



Ruptor-distribuitor
1…..8- regulator de avans centrifugal; 9…..11- borna izolata;
12- condensator; 13- bucsa; 14- capacul distribuitorului; 15- arc;
16- carbune; 17- rotor (lulea); 18- ruptor; 19- contact mobil; 20- contact fix; 21- conducta de legatura cu borna izolata;
22- regulator de avans cu depresiune; 23…..28- corpul ruptorului-distribuitor; 29- ax de antrenare;

Condensatorul ruptorului. La deschiderea contactelor ruptorului apare intre acestea o scanteie. Aceasta scinteie se produce din cauza bobinei de inductie, care se opune intreruperii bruste a curentului. Rolul condensatorului este de a inmagazina energia electrica provocata de inductia proprie a infasurarii primare.
Condensatorul electric 12 este format din doua placute metalice foarte subtiri (citeva sutimi de milimetru grosime), izolate intre ele cu o foita de hartie parafinata. Cele doua placute metalice se numesc armaturile condensatorului. Ele sunt stranse sul si introduse intr-o capsula metalica. O armatura este legata la carcasa metalica a condensatorului (care se fixeaza la masa ca si contactul fix al ruptorului), iar cealalta arma¬tura este legata la un conductor ce iese prin capacul izolator al condensa¬torului, aceasta se leaga la contactul mobil al ruptorului.

Regulatoarele de avans. In timpul functionarii motorului, avansul la aprindere se regleaza automat in functie de turatie si sarcina cu ajutorul regulatorului de avans centrifugal si a celui prin depresiune (vacuumatic).
In afara acestor regulatoare de avans automate, ruptorul-distribuitor este prevazut si cu un dispozitiv de reglare manuala a avansului, numit regulator de avans octanic sau corector de cifra octanica.
Regulatorul de avans centrifugal 1...8, modifica automat avansul la aprindere, in functie de turatia arborelui cotit..
Regulatorul de avans prin depresiune (vacuumatic) este comandat de depresiunea care exista in conducta de aspiratie a motorului. Depresiunea provoaca miscarea unei membrane, care printr-o tija deplaseaza la stanga sau la dreapta, placa pe care este asezat ruptorul.
Regulatorul de avans octanic stabileste avansul la aprindere in functie de cifra octanica a combustibilului.

Bujia serveste la producerea scanteilor electrice, necesare aprin¬derii amestecului carburant. Scanteia se produce intre electrozii bujiei, aceasta fiind insurubata in chiulasa motorului, intr-un orificiu filetat ce patrunde in camera de ardere a motorului.
Bujia este formata dintr-un corp metalic 1, prevazut cu o portiune filetata si un cap hexagonal pentru actionare cu cheia. Pe cor¬pul metalic este fixat unul dintre electrozii bujiei. Acest electrod lateral 2 face contact cu masa prin intermediul corpului metalic al bujiei ce se insurubeaza in chiulasa motorului. Al doilea contact al bujiei, electrodul central 3, este fixat intr-un izolator 4, prins la randul sau in corpul metalic. Electrodul central are la capatul exterior borna de care se leaga fisa ce aduce curentul de inalta tensiune.
Pentru asigurarea etanseitatii camerei de compresie, intre corpul bujiei si chiulasa se asaza o garnitura metalo-plastica 5.
Distanta intre electrozii bujiei este de 0,5... ... 0,7 mm.
Curentul adus prin fise trece de la electro¬dul central la electrodul lateral sub forma de scanteie si de aici ajunge prin corpul bujiei la masa. Fiind vorba de curent de inalta tensiune, izolatorul bujiei care este facut din portelan trebuie sa fie in buna stare, fara crapaturi sau fisuri, si curat, altminteri curentul trece direct la masa fara sa mai produca scanteia intre electrozi.
Caracteristicile principale ale unei bujii sunt:
-diametrul si lungimea partii filetate ce se insurubeaza in chiulasa motorului;
-felul filetului;
-valoarea termica a bujiei.



Bujia
1- corp metalic; 2- electrod lateral;
3- electrod central; 4- izolator;
5- garnitura metalica;

Diametrul partii filetate poate fi de 10 ... 12 mm sau 14…18 mm.
Lungimea partii filetate este variabila si depinde de grosimea chiulasei in care se insurubeaza bujia.
Valoarea termica a unei bujii reprezinta o cifra de comparatie, care arata comportarea bujiei fata de solicitarea termica. Din punct de vedere al valorii termice, bujiile pot fi calde sau reci. La motoarele cu turatie mare si raport de compresie ridicat, se folosesc bujii reci, iar la motoarele cu turatie mica si raport de compresie scazut, se folosesc bujii calde.
Bujiile calde au partea interioara a izolatorului mai lunga, iar bujiile reci au izolatorul mai scurt la partea interioara., din aceasta cauza caldura se evacueaza mai incet la bujiile calde si mai repede la bujiile reci.
Daca bujia este bine aleasa din punct de vedere al valorii termice, atunci la mersul indelungat al motorului, in conditii normale, temperatura interioara a bujiei trebuie sa fie de 500 ... 600°C. In acest caz, daca si amestecul carburant este normal, cand se demonteaza si se examineaza bujia, ea trebuie sa fie curata, cu izolatorul usor colorat in castaniu. Cand amestecul carburant este prea bogat, bujia va fi afumata, din cauza arderii incomplete a benzinei. Carbonul nears depunandu-se ca o funingine pe bujie.
Daca bujia este prea calda, atunci electrodul central se incalzeste exagerat, pana la alb, putandu-se chiar topi, Daca in acest caz se opreste motorul, acesta continua sa functioneze catva timp din cauza aprinderilor ce au loc la aceste puncte foarte calde ale bujiei.
Daca bujia este prea rece, temperatura ei fiind prea mica, uleiul se depune cu. timpul pe ea, nu poate fi ars, ci numai carbonizat si astfel, bujia este scoasa din functiune din cauza cocsarii sale, (se zice ca bujia este ancrasata). Ancrasarea se poate produce si in cazul in care bujia este bine aleasa, dar motorul este uzat si consuma ulei.
Valoarea termica a bujiilor se noteaza prin numere incepand de la 10 (la bujiile cele mai calde) si pina la 450 (la bujiile cele mai reci).

Electromotorul de pornire (demarorul) este un motor electric de curent continuu, care serveste la rotirea arborelui cotit pentru pornirea motorului automobilului, transformind energia electrica in energie mecanica.
Arborele cotit este antrenat de un pinion montat pe axul demarorului, care angreneaza o coroana dintata dispusa pe volant.
Cuplarea pinionului cu volantul se realizeaza la actionarea cheii de contact pe pozitia demaror, iar dupa pornirea motorului decuplarea trebuie sa se faca automat.
Mecanismul de cuplare al demarorului poate fi cu actionare prin inertie, mecanica sau electromagnetica.
La M.A.S. pornirea motorului rece este mai usoara datorita volatilitatii ridicate a benzinei si ajutorului oferit de dispozitivele de pornire ale carburatorului care imbogatesc amestecul carburant.
La M.A.C. pentru a se usura pornirea motorului se folosesc procedee auxiliare care permit preincalzirea aerului care intra in cilindrii. Preancalzirea se poate realiza cu ajutorul bujiilor incandescente sau a unei instalatii cu termostat, aceasta din urma se foloseste la autovehiculele mari.
Bujia incandescenta este de fapt o spirala din nichel-crom care se inroseste atunci cand se inchide circuitul electric, permitand incalzirea aerului care intra in cilindrii.

Echipamentul de iluminare si semnalizare al automobilului are rolul de a asigura iluminarea eficienta a drumului pe timp de noapte sau atunci cand vizibilitatea este scazuta datorita conditiilor atmosferice nefavorabile precum si iluminatul interior al autovehicului in conformitate cu reglementarile legale..
Energia electrica de alimentare a echipamentului de iluminare si semnalizare este primita de la alternator si de la bateria de acumulatori.
Echipament pentru iluminarea exterioara:
-farurile
-lampile de pozitie din fata si din spate
-lampile de frana (stop)
-lampile de semnalizare
-lampa pentru mersul inapoi
-lampi pentru ceata
-lampa de iluminare a numarului de inmatriculare
-lampi de gabarit
Echipament pentru iluminarea interioara:
-plafoniere pentru iluminarea caroseriei sau a interiorului autovehiculului
-lampi pentru iluminarea aparatelor de bord

Farurile. Cea mai mare importanta la un far o are reflectorul acestuia, care are rolul de a concentra si dirija razele de lumina ale becului. Becul este montat in dulie in asa fel incat filamentul principal sa fie asezat in focarul reflectorului, iar filamentul secundar, prevazut cu paravan metalic, in fata focarului.
Filamentul principal ilumineaza puternic si la distanta (faza de drum), iar filamentul secundar ilumineaza in jos datorita paravanului (faza scurta).
Geamul dispersor asigura distribuirea uniforma a fluxului luminos.
Farurile (proiectoarele) de ceata sunt montate sub farurile normale si sunt inclinate in jos astfel incat asigura o ilumunare mai buna a drumului in fata autovehiculului.
Lampile de pozitie (lanternele) indica prezenta autovehicului atat in timpul deplasarii, cat si in timpul stationarii.
Lampa de iluminarea numarului de inmatriculare se monteaza in asa fel incat sa asigure citirea numarului de inmatriculare pe timp de noapte.
Lampile de semnalizare indica atat ziua cat si noaptea intentiile conducatorului de a schimba directia de mers.
Lampile stop permit conducatorului autovehicului din spate sa observe intentia de a reduce viteza sau de a opri a celui din fata.

Claxonul face parte din instalatia de semnalizare acustica si are rolul de a semnaliza din timp potentialele pericole.
Claxonul trebuie sa indeplineasca unele cerinte cum ar fi:
-sa se auda de la distanta de cel putin 150 m
-sa nu fie prea strident
-sa claxoneze instantaneu cu comanda
-sa se recunoasca directia de unde vine
-sa nu se ia mana de pe volan cand se actioneaza


Aparatele electrice pentru masura si control cu care este echipat un autovehicul sunt:
-vitezometrul
-ampermetru
-indicatorul de presiune a uleiului (manometrul)
-indicatorul de temperatura a lichidului de racire (termometrul)
-indicatorul nivelului combustibilului
-etc.