ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ, КОМБАЙНОВ И АВТОМОБИЛЕЙ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ, КОМБАЙНОВ И АВТОМОБИЛЕЙЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ, КОМБАЙНОВ И АВТОМОБИЛЕЙ.

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРОВ, КОМБАЙНОВ И АВТОМОБИЛЕЙ. Электрооборудование современных тракторов, комбайнов и автомобилей состоит из ряда различных по конструкции, назначению и принципу действия электрических машин, аппаратов и приспособлений, составляющих системы: электрического зажигания, электрического освещения, электрического пуска двигателя, электрической сигнализации, электрических контрольных приборов. Машины, аппараты и приспособления электрооборудования тракторов, комбайнов и автомобилей соединяются по однопроводной системе, при к-рой обратным проводом (плюс) служит «масса» (корпус) автомобиля или трактора.

Система электрического зажигания имеет в качестве источника электрического тока у одних двигателей (гл. обр. тракторных) магнето, у других двигателей (гл. обр. автомобильных) — аккумуляторную батарею. В соответствии с этим получили названия в первом случае система зажигания от магнето и во втором — система батарейного зажигания.

Система зажигания от магнето имеет магнето (см.), выключатель зажигания, провода и свечи (по числу цилиндров двигателя). Схемы (рис. 1) системы зажигания от магнето в зависимости от числа цилиндров двигателя бывают следующие: а) для одноцилиндровых пусковых двигателей тракторов типа КД-35, ДТ-54; б) для двухцилиндровых пусковых двигателей тракторов типа С-65, С-80, а также двигателя трактора ХТЗ-7; в) для четырёхцилиндровых карбюраторных двигателей тракторов У-1, У-2, СХТЗ, АСХТЗ-НАТИ, а также комбайновых двигателей типа ГАЗ-НАТИ и У-5; г) для шестицилиндровых автомобильных двигателей ЗИС-21.

Рис. 1. Принципиальные схемы соединений системы зажигания от магнето.

Система батарейного зажигания (рис. 2) имеет катушку зажигания, прерыватель-распределитель, выключатель зажигания, запальные свечи (по числу цилиндров двигателя), источник постоянного тока — аккумуляторную батарею и электрический генератор (см.

Катушка зажигания (индукционная катушка, бобина) представляет собой трансформатор, к-рый преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения, необходимого для пробоя искрового промежутка в запальных свечах. Катушка зажигания имеет сердечник из мягкой стали, на к-ром намотаны две обмотки: первичная (с относительно малым числом витков толстого провода) и вторичная (с большим числом витков тонкого провода). Начало первичной обмотки соединяется через выключатель зажигания с одним из зажимов источника тока — аккумуляторной батареи. Конец первичной обмотки соединяется с изолированным контактом прерывателя. Второй контакт прерывателя соединён через корпус машины с другим зажимом аккумуляторной батареи. Начало вторичной обмотки соединяется внутри катушки с концом первичной обмотки. Конец вторичной обмотки соединяется с ротором распределителя.

Рис. 2. Типовая схема соединения приборов батарейной системы зажигания для шестицилиндрового двигателя. Электроды распределителя соединены со свечами в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя: 1-5-3-6-2-4.

Прерыватель. Кулачок прерывателя и ротор распределителя, расположенные на одном валике, приводятся во вращение от распределительного вала двигателя и имеют скорость вдвое меньшую, чем коленчатый вал. В связи с тем что за полный цикл четырёхтактного двигателя валик прерывателя-распределителя совершает только один оборот, число выступов кулачка прерывателя и число электродов распределителя равно числу цилиндров двигателя При вращении кулачка прерывателя контакты прерывателя попеременно замыкаются и размыкаются. Во время замыкания контактов прерывателя по первичной обмотке катушки проходит электрический ток, к-рый создаёт магнитное поле вокруг обмотки При размыкании контактов прерывателя электрический ток в цепи первичной обмотки прекращается и магнитное поле исчезает. При этом во вторичной обмотке возникают электродвижущие силы значительной величины (15000 — 20000 в), вызывающие искрообразование в свечах, соединённых через распределитель с катушкой зажигания.

Конденсатор С. состоит из двух лент (обкладок) алюминиевой фольги с прокладкой между ними спец (парафинированной) бумаги. Одна обкладка соединена с «массой», а другая с изолированным выводом, к-рым конденсатор присоединяется к изолированному контакту прерывателя. Так. обр. конденсатор включён параллельно контактам прерывателя Конденсатор способствует: 1) значительному ослаблению искрения контактов прерывателя, что удлиняет срок службы контактов; 2) увеличению скорости исчезновения тока в первичной цепи и магнитного поля катушки, что создаёт необходимое повышение напряжения во вторичной цепи системы зажигания.

Момент зажигания в батарейной системе в зависимости от сорта топлива, числа оборотов и нагрузки двигателя регулируется вручную или автоматически. Ручная регулировка момента зажигания имеет применение на старых марках автомобилей, как, напр. ГАЗ-АА, и для установки угла опережения в зависимости от сорта бензина (октан-селектор). Автоматическая регулировка момента зажигания осуществляется: 1) в зависимости от числа оборотов двигателя — центробежным регулятором, расположенным на валу прерывателя распределителя; 2) в зависимости от нагрузки двигателя — вакуумным регулятором.

Запальные свечи (рис. 3) бывают разборные и неразборные. Основные части свечи: корпус 1 с одним или двумя боковыми электродами 2, изолятор 3. центральный электрод 4, зажимная гайка 5, уплотнительное кольцо 6. При повреждении изолятора в неразборной свече заменяют целиком всю свечу. Разборную свечу можно разбирать, очищать детали свечи от нагара и заменять изолятор новым. Корпус свечи изготовляют из стали с нарезкой на нём метрической или дюймовой резьбы. Электроды свечи изготовляют обычно из никелево-марганцевой проволоки диам. 1,5 и 2 мм. Свеча имеет два или три электрода, один центральный и один или два боковых. При наличии второго бокового электрода в свече имеются два искровых промежутка. Искра проскакивает в одном из них — более коротком промежутке. По мере обгорания электродов искровой промежуток между ними увеличивается и искра перебрасывается на другой промежуток. Центральный электрод, в целях экономии никелево-марганцевой проволоки, имеет только нижнюю часть никелево-марганцевую. Форма боковых электродов делается такой, чтобы попадающее на электроды масло не могло стекать в искровой промежуток. Прокладки служат для уплотнения между изолятором и корпусом; делают их из мягкого металла: верхнюю из латуни, нижнюю из красной меди.

Требования, предъявляемые к системе электрического зажигания. 1) Напряжение, развиваемое аппаратом зажигания (магнето или бобиной), должно быть 15000 — 20000 в и обеспечивать бесперебойное искрообразование между боковым и центральным электродом свечи двигателя или на трёхэлектродном игольчатом разряднике с длиной искрового промежутка 7 мм. 2) Энергии искрового разряда между электродами свечи д. б. достаточно для воспламенения рабочей смеси. 3) Момент зажигания должен соответствовать рабочему режиму двигателя. Бесперебойное и своевременное зажигание рабочей смеси в карбюраторных двигателях электрической искрой высокого напряжения является одним из главных факторов лёгкого запуска и эффективной работы двигателя. Сравнительная оценка систем зажигания от магнето и батарейного зажигания. 1) При пуске и на малых оборотах двигателя напряжение, развиваемое катушкой зажигания, выше, чем у магнето, благодаря чему получается хороший запуск двигателя. При увеличении оборотов двигателя напряжение, развиваемое катушкой, понижается. У магнето напряжение повышается в зависимости от числа оборотов двигателя. Поэтому для запуска тракторных двигателей магнето снабжается пусковым ускорителем. 2) Батарейная система зажигания (катушка зажигания и прерыватель-распределитель) дешевле и проще в изготовлении, чем магнето. 3) Надёжность зажигания от магнето больше, чем при батарейной системе.

Рис. 3. Запальные свечи: а — разборная; б — неразборная.

Система электрического освещения имеет источник тока, осветительные приборы (источники света), выключатели или переключатели и штепсельные розетки. Источником тока в системе электрического освещения тракторов служит генератор, а у автомобилей и самоходных комбайнов — аккумуляторная батарея и генератор. Аккумуляторную батарею (см. Аккумулятор электрический ) применяют как источник тока для освещения только при неработающем двигателе и при работе двигателя на самых малых оборотах холостого хода. На отечественных тракторах с.-х. назначения аккумуляторные батареи не применяются.

Генераторы на автомобилях и самоходных комбайнах, кроме освещения, заряжают аккумуляторные батареи. В автотракторном электрооборудовании применяют генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением и генераторы переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Чтобы поддерживать постоянное напряжение, на генераторах постоянного тока устанавливают автоматический регулятор. В системе электрооборудования, имеющей аккумуляторную батарею, напр. на автомобилях, применяют регулировку не на постоянное напряжение, а с корректировкой напряжения. Необходимость такой регулировки вызвана тем, что при постоянном напряжении генератора аккумуляторная батарея вначале заряжается чрезмерным током, опасным как для аккумуляторной батареи, так и для генератора. Чтобы ограничить ток в начале зарядки аккумуляторной батареи, напряжение генератора ставят в зависимость от величины тока, отдаваемого генератором. Автомобильные генераторы, работающие совместно с аккумуляторной батареей, снабжаются реле обратного тока для отключения генератора от аккумуляторной батареи при малых скоростях вращения, т. е. когда напряжение генератора становится ниже, чем электродвижущая сила аккумуляторной батареи, и возможен разряд батареи на генератор.

Трёхщёточный генератор, в отличие от обычных шунтовых генераторов, имеет автоматическую саморегулировку отдаваемого тока, основанную на реакции якоря. Явление реакции якоря состоит в том, что при работе генератора, наряду с основным магнитным потоком, создаваемым током обмотки возбуждения, действует магнитный поток, создаваемый током в якорной обмотке. Эти два магнитных потока образуют одно результирующее магнитное поле, силовые линии к-рого проходят в воздушном зазоре и в сердечнике якоря, смещаясь по направлению вращения якоря (рис. 4, а). Искажение магнитного поля получается тем больше, чем больше величина тока в обмотке якоря (рис. 4, б, в). Возрастание величины тока в обмотке якоря трёхщёточного генератора (т. е. практически тока заряда аккумуляторной батареи) вызывается увеличением скорости вращения якоря. Вследствие искажения магнитного поля между полюсами напряжение генератора распределяется по коллектору неравномерно, что приводит к уменьшению напряжения между главной и третьей щётками, а следовательно, и к уменьшению тока возбуждения и основного магнитного потока генератора. Такое уменьшение тока возбуждения и основного магнитного потока приводит к тому, что, несмотря на увеличение скорости вращения якоря, напряжение генератора почти остаётся постоянным. Монтажная схема трёхщёточного генератора типа ГБФ-4600 с реле обратного тока типа ЦБ-4118 представлена на рисунке 5.

Рис. 4. Принципиальная схема генератора с ‘третьей’ щёткой: А и В — главные щётки; Б — батарея; Г — ‘третья’ щётка; Д — обмотка возбуждения.

Генераторы переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов получили широкое применение в системе электрического освещения тракторов. Эти генераторы (рис. 6) имеют вращающиеся магниты (на роторе) и неподвижную обмотку (на статоре). Наряду с простотой устройства генераторы переменного тока надёжны в эксплуатации и не требуют особого ухода за ними. Практически величина тока, отдаваемого генератором, начиная с нек-рого числа оборотов остаётся примерно постоянной, т. к. наряду с увеличением электродвижущей силы, вызываемым повышением числа оборотов ротора, увеличивается и реактивное сопротивление цепи. Напряжение на зажимах нагруженного генератора зависит от изменения сопротивления внешней цепи (т. е. числа и мощности включаемых ламп.

Рис. 5. Схема трёхщёточного генератора типа ГБФ с реле типа ЦБ: 1 — сердечник реле; 2 — якорёк; 3 — подвижной контакт; 4 — неподвижной контакт; 5 — ярмо; 6 — сериесная обмотка реле; 7 — шунтовая обмотка реле; 8 — пружина; 9 — крышка реле; 10 — аккумуляторная батарея; 11 — обмотка возбуждения; 12 — третья щётка.

Осветительные приборы. Наиболее широко распространёнными осветительными приборами являются фары. Оптические элементы фар бывают разборные и неразборные, у последних лампа, рефлектор и рассеиватель изготовлены в виде единой детали. Фары применяют для освещения в ночное время пути впереди автомобиля и трактора, а также для освещения прицепных и самоходных с.-х. машин. Основные части фары (рис. 7): стальной корпус 1, стальная или латунная оправа, оптический элемент, состоящий из рефлектора 2, одного или двух патронов с лампами, прокладки и рассеивателя. В фарах, устанавливаемых на автомобилях и тракторах старых типов, один патрон выполнен подвижным, для регулировки фокусного расстояния. На автомобилях, кроме фар, применяют подфарники с малыми (3 свечи) лампами. Подфарники служат габаритными фонарями, т. е. в ночное время при встрече с машинами указывают ширину данной автомашины. На нек-рых автомобилях устанавливают габаритные фонари, имеющие красные стёкла, также и сзади для указания идущей следом машине в ночное время ширины автомобиля. На автомобиле применяют также задний фонарь с одной или двумя электролампами. Задний фонарь служит для освещения номерного знака и вместе с тем является световым стоп-сигналом при торможении, предупреждающим идущую следом автомашину. Для освещения внутри кузова легкового автомобиля и внутри кабины грузовых автомобилей и тракторов установлен потолочный фонарь — плафон. Кроме указанных выше приборов освещения, на автомобилях имеется лампочка для освещения щитка приборов автомашины. подкапотная лампочка для осмотра двигателя, переносная лампа для осмотра механизмов автомобиля или трактора при неисправности.

Рис. 6. Генератор переменного тока типа Г-30: 1 — шестиполюсный постоянный магнит (ротор); 2 — обмотка генератора; 3 — зажимы генератора; 4 — приводной шкив; 5 — сердечник статора.

Уход за осветительными приборами заключается в ежедневном удалении с них пыли и грязи, в проверке крепления и исправности их, в проверке надёжности соединения проводов, а также в устранении выявленных недостатков. Периодически (примерно после 6000 км пробега) рекомендуется разобрать осветительные приборы, промыть стёкла и очистить рефлектор. Неисправности осветительных приборов чаще всего бывают вследствие плохого ухода (нарушение контакта в цепи, обрыв проводов или повреждение изоляции проводов, ослабление крепления фар, потускнение рефлектора). Такие неисправности могут и должны устраняться при проведении технического ухода за автомобилем или трактором.

Рис. 7. Фара тракторная.

Система электрического пуска имеет стартер (рис. 8), аккумуляторную батарею, выключатель и многожильные провода большого сечения. Стартер, в отличие от генератора, имеет якорную обмотку и обмотку возбуждения с небольшим количеством витков медного провода большого сечения. Якорная обмотка и обмотка возбуждения стартера соединены между собой последовательно, что позволяет обеспечить большой вращающий момент при пуске. При включении стартера ток от аккумуляторной батареи проходит одновременно через обмотку возбуждения и через обмотку якоря, вследствие чего в полюсах статора и в якоре создаются магнитные потоки. В результате взаимодействия этих магнитных потоков якорь стартера вращается. Вращение от стартера к коленчатому валу двигателя передаётся посредством шестерни 4, расположенной на валу якоря стартера, и зубчатого венца, помещённого на маховике двигателя. Шестерня стартера входит в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя автоматически при включении стартера и также автоматически выходит из зацепления после того, как заработает двигатель. Стартеры делятся на след. типы. 1) По способу включения тока: а) с непосредственным включением тока (когда шофёр замыкает главную цепь стартера педалью или кнопкой); б) с дистанционным включением посредством электромагнита (когда шофёр включает кнопкой ток в обмотку электромагнита, тем самым замыкает главную цепь стартера). 2) По способу ввода шестерни в зацепления зубчатым венцом маховика двигателя: а) с инерционным приводом (используются силы инерции шестерни с противовесом); б) с рычажным приводом (от ноги водителя); в) с электромагнитным приводом.

Электрические сигналы (рис. 9), применяемые на автомобилях, электромагнитного действия, вибрационного типа. Сигнал состоит из след. частей: кнопки сигнала 1, контактов прерывателя 2, конденсатора 3, якоря 4, обмотки электромагнита 5, мембраны б, резонаторного диска 7 и рупора 8. На большинстве типов сигналов конденсатор заменён искрогасящим сопротивлением. Прерывистое действие электромагнита, при включении кнопки сигнала, вызывает вибрацию мембраны, вследствие чего создаётся звук. Резонаторный диск и рупор усиливают звук и придают ему необходимый тембр. Кроме электромагнитного вибрационного звукового сигнала, на автомобилях применяют и другие сигналы, напр. указатель поворота, указатель торможения (стоп-сигнал) и др.

Рис. 8. Электрический стартер: 1 — корпус; 2 — выключатель; 3 — пружина; 4 — шестерня стартера; 5 — зубцы венца маховика; 6 — якорь.

Измерительные приборы . применяемые в автотракторном электрооборудовании, весьма различны как по назначению и принципу действия, так и по внешнему оформлению. К таким основным приборам относятся: амперметр, или указатель заряда и разряда аккумуляторной батареи во время работы двигателя, спидометр (см.), указатель уровня бензина, указатель темп-ры масла (электротермометр), указатель величины давления в системе смазки и др.

Рис. 9. Принципиальная схема электрического сигнала.

Технический уход за электрооборудованием тракторов, комбайнов и автомобилей в эксплуатации заключается: в систематической очистке его от пыли и грязи; в периодической смазке подшипников и др. трущихся частей (напр. частей пусковых ускорителей); в периодической очистке контактов и регулировке зазоров между контактами прерывателей; периодической очистке свечей и электродов распределителей зажигания батарейной системы и магнето, а также регулировке зазоров между электродами. Перед каждым выездом из МТС или автогаража и между сменами необходимо проверять надёжность соединения зажимов в цепи магнето или батарейной системы зажигания, генератора, реле, регулятора напряжения, фар и выключателей, стартера и аккумуляторной батареи. При остановке автомобильного двигателя обязательно нужно выключать зажигание, чтобы избежать бесполезной разрядки аккумуляторной батареи и чрезмерного нагрева катушки зажигания, к-рый может привести к выходу её из строя.

Литература: Галкин Ю . Автотракторное электрооборудование, 2 изд. М. 1948; Можаев В . Электрооборудование тракторов и автомобилей, 2 изд. М.- Л. 1951; Рабочий Л . Ремонт автотракторного; электрооборудования, 2изд. М. 1955; Технические условия на ремонт электрооборудования тракторов и комбайнов. Сост. Л. Рабочий, М. ВИМ, 1950; Альбом технологических карт на ремонт и контроль деталей и на разборку и сборку электрооборудования тракторов КД-35, ДТ-54, С-80 и самоходного комбайна С-4,0. Под ред. П. С. Кучумова, М. 1952.

Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 5 (Т — Я)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное — М. Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, М. 1956, с. 663.