Найти и нарисовать принципиальную схему регулятора напряжения генератора, пояснить принцип работы.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции - защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Все регуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератора определяется тремя факторами - частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижение тока возбуждения уменьшает напряжение.

Все регуляторы напряжения, отечественные и зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Блок-схема регулятора напряжения представлена на рис. 1.

Регулятор 1 содержит измерительный элемент 5, элемент сравнения 3 и регулирующий элемент 4. Измерительный элемент воспринимает напряжение генератора 2 U_d и преобразует его в сигнал U_изм., который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением U_эт.

Если величина U_изм. отличается от эталонной величины U_эт, на выходе измерительного элемента появляется сигнал U_o, который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.

Таким образом, к регулятору напряжения обязательно должно быть подведено напряжение генератора или напряжение из другого места бортовой сети, где необходима его стабилизация, например, от аккумуляторной батареи, а также подсоединена обмотка возбуждения генератора. Если функции регулятора расширены, то и число подсоединений его в схему растет.

2. Описать с рисунком систему зажигания.

Эта система предусмотрена в бензиновых двигателях и основная задача ее – своевременная и га­ран­ти­ро­ван­ная подача искры в цилиндр с поршнем в момент завершения такта сжатия и начала ра­бо­че­го хода.

Ис­точ­ни­ком энергии в автомобиле является ав­то­мо­биль­ный аккумулятор. Однако за­па­сов его энер­гии очень мало, чтобы обеспечить дли­тель­ное время работы двигателя автомобиля. Для этого есть другой источник энергии – ге­не­ра­тор автомобиля. Он полностью обес­пе­чи­ва­ет электричеством все системы ав­то­мо­би­ля и при этом еще подзаряжает сам аккумулятор. Работает он только при запущенном дви­га­те­ле, от которого и получает энергию. Эта энергия в нем преобразуется или «генерируется» в элект­ри­чес­кий ток. Но для получения искровых разрядов в цилиндре этой энергии мало. Поэтому вы­ра­ба­ты­ва­е­мый им ток низкого напряжения про­хо­дит через катушку зажигания двигателя, где он преобразуется в ток высокого напряжения. Вот его мощности уже хва­тит для образования искры.

Цилиндров в дви­га­те­ле автомобиля несколько, и ра­бо­та­ют они поочередно. То есть, искру в них надо по­да­вать в разное время и в определенный мо­мент. Для этого в сис­те­ме зажигания дви­га­те­ля предусмотрен распределитель зажигания. К нему пос­ту­па­ет электропровод от катушки зажигания двигателя, а выходит несколько проводов, соответствующих количеству ци­линд­ров в двигателе. Каждый такой провод заканчивается свечой зажигания для двигателя. На конце свечи есть два электрода. Между ними имеется маленький зазор, через который и проскакивает искра, которой достаточно для вос­пла­ме­не­ния рабочей смеси. Для полного восприятия процесса – посмотрите на пьезозажигалку — принцип проскакивания искры в ней аналогичен свече зажигания.

Чтобы ток не поступал постоянно, вместе с распределителем обычно рас­по­ло­жен пре­ры­ва­тель. Это кулачок, рас­по­ло­жен­ный экс­цент­рич­но на валике рас­пре­де­ли­те­ля, который, по­лу­чая вращение, замыкает-размыкает цепь.

Очень важным для эффективности сго­ра­ния смеси является самовозгорание, оно должно произойти только в оп­ре­де­лен­ный момент. По сути, процесс зажигания – это довольно слож­ный с точки механики процесс, ведь в за­ви­си­мос­ти от числа обо­ро­тов двигателя в каждом ци­линд­ре об­ра­зу­ют­ся десятки дуговых разрядов.

Момент зажигания. Определение момента зажигания должно рассматриваться в аспекте выполнения следующих требований:

- мощность двигателя должна быть максимальной;

- расход топлива должен быть минимальным;

- не должна происходить детонация двигателя;

\- выхлоп должен быть максимально чистым.

Как пример можно рассмотреть работу системы зажигания при частичном нажатии на педаль газа. В этом случае топливная смесь сгорает в рабочей камере гораздо медленнее. Однако для использования выделяемой энергии по максимуму из блока управления поступает команда, ведущая к началу возгорания с небольшим упреждением. Экс­пе­ри­мен­таль­ные данные показывают, что самые высокие показатели работы двигателя фиксируются при максимальной компрессии. В четырехтактном двигателе этот момент наступает тогда, когда поршень в ходе такта сжатия достигает максимальной точки и уже готов к ходу вниз.

Момент возгорания. Естественно, что возгорание не происходит именно в верхней мертвой точке, поскольку для воспламенения частиц топлива нужно около трех тысячных секунды. Именно поэтому начало процесса возгорания происходит еще в тот момент, когда поршень движется вверх, то есть зажигание происходит с опережением. В то же время возникающее давление возрастает при сгорании смеси после пересечения поршнем верхней мертвой точки, а поскольку время сгорания смеси одно и то же, то процесс зажигания осуществляется раньше, и этот процесс находится в зависимости от оборотов двигателя.

Стоит остановиться еще на дизельных двигателях (см. устройство дизельного дви­га­те­ля). Там нет системы зажигания двигателя, так как рабочая смесь воспламеняется сама от чрез­мер­но­го сжатия ее в цилиндре. Дизельное топливо по своему составу более чувствительно к большому давлению, особенно когда его пары смешиваются с кислородом. За счет этого свойства и работают дизельные модели ДВС.