Instalatia de Pornire Electrica Si de Aprindere

NOȚIUNI DE MECANICĂ

Motorul unui vehicul face parte din categoria mașinilor termice motoare (motor termic) în interiorul căruia au loc transformări și transferuri energetice complexe care, în final, duc la obținerea energiei mecanice, care se transformă în lucru mecanic necesar mișcării roților și implicit deplasării vehiculului.

Dat fiind natura întrebărilor din cadrul acestui capitol se vor aborda în lucrarea de față doar noțiunile referitoare la vehicululele ce au în componență motoare cu aprindere internă (MAI) cu ciclul de funcționare în patru timpi, respectiv:

– motoare cu aprindere prin scânteie (MAS) care utilizează drept combustibil benzina;

– motoare cu aprindere prin compresie (MAC) care utilizează drept combustibil motorina.

Întrebările aferente sunt grupate și sistematizate pe subcapitole fiind ierarhizate în funcție de complexitatea lor și de logica învățării graduale, conform conducerii vehiculelor și înțelegerii sistematice a tuturor problemelor legate de mecanismele, dispozitivele, aparatele, instalațiile, etc… care fac parte din componența vehiculelor.

INSTALAȚIA DE PORNIRE, ELECTRICĂ ȘI DE

APRINDERE

Sistemul de pornire servește la asigurarea turației minime de pornire a motorului. Pentru pornirea unui motor este necesar să se rotească inițial arborele cotit ceea ce este posibil numai dacă se dispune de o sursă exterioară de energie. Această sursă inițială de energie este asigurată de bateria de acumulatori (bateria).

Bateria de acumulatori face parte din toate cele trei instalații (pornire, electrică și de aprindere) alături de celelalte componente, după cum urmează:

A. instalația de pornire existentă atât la MAS cât și la MAC, cuprinde:

– bateria de acumulatori;

– contactul de pornire cu cheie;

– electromotorul (motorul electric);

– conductori de legătură.

B. instalația electrică existentă atât la MAS cât și la MAC, cuprinde:

– bateria de acumulatori;

– alternatorul (generatorul de curent), punte diode, condensator;

– relee cu diferite roluri;

– conductori de legătură.

C. instalația de aprindere existentă numai la MAS, cuprinde două circuite:

a) de joasă tensiune:

– bateria de acumulatori;

– înfășurarea primară a bobinei de inducție;

– ruptorul;

– conductori de legătură.

b) de înaltă tensiune:

– înfășurarea secundară a bobinei de inducție;

– distribuitorul;

– fișele;

– bujiile.

1. Instalația de pornire a motorului este alcătuită din:

a. mecanism bielă – manivelă, carburatorul și rezervorul de combustil;

b. demaror, contactul de pornire cu cheie, conductoare de legătură și bateria de acumulatori;

c. roți motoare, punțile, ambreiajul și racul fixat pe arborele motor.

Explicații:

– contactul de pornire cu cheie – este un ansamblu prevăzut cu mai multe borne pentru primirea curentului de la bateria de acumulatori și distribuirea la consumatori. Are o poziție intermediară „ contact pus ” când se poate verifica starea vehiculului înainte de plecare în cursă (funcționarea sistemului de lumini și semnalizare, nivelul combustibilului, temperatura lichidului de răcire, etc);

– conductoare de legătură – de regulă sărmă de cupru multifilar (lițat), izolat, care fac legătura între baterie și demaror sau alte componente din cadrul circutului electric de pornire;

– bateria de acumulatori are rolul de a alimenta consumatorii de energie în raport de necesități atâta timp cât motorul este oprit, (inclusiv electromotorul);

– pinionul de atac care este piesă componentă a demarorului, a electromotorului (motor electric), care dă primul impuls de pornire a motorului, acționând volantul ce este montat pe arborele cotit al motorului. Cuplarea demarorului cu volantul se realizează la acționarea cheii de contact în ultima poziție, iar decuplarea demaror-volant se face automat. Volantul (acumulator de energie cinetică) este cel care uniformizează mișcarea de rotație a arborelui cotit în desfășurarea celor patru timpi ai ciclului motor.

2. Instalația de aprindere are următoarele componente:

a. sursa de curent, lămpile pentru farurile luminilor de drum și semnalizatoarele;

b. sursa de curent,bobina de inducție, ruptorul-distribuitor, fișele și bujiile;

c. conductorii electrici, întrerupătoarele și releele de comandă.

Explicații:

– se referă la MAS și reprezintă circuitul general de pornire al motorului, incluzând și cel de joasă tensiune și cel de înaltă tensiune. Delimitarea celor două circuite are loc în cadrul bobinei de inducție între inductor și indus.

3. Instalația de alimentare cu energie electrică este alcătuită:

a. din conductori electrici, conectori, întrerupătoare și relee de comandă;

b. din bateria de acumulatori, generatorul de curent, conductori și relee cu diferite roluri;

c. din transformator, distribuitor de tensiune și consumatori electrici.

Explicații:

– bateria de acumulatori – sursa de energie a vehiculului când motorul este oprit;

– generatorul de curent (alternatorul) – sursa de energie a vehiculului când motorul este pornit;

– conductorii fac legatura între piesele componente;

– reele cu rolul de a regla tensiunea la bornele bateriei de acumulatori, sau alte relee din cadrul circuitului electric al motorului.

4. Rolul bateriei de acumulatori este de a:

a. transforma curentul de joasă tensiune în curent de înaltă tensiune;

b. alimenta consumatorii cu energie electrică în raport de necesități;

c. transforma energia chimică în energie mecanică.

Explicații:

– bateria de acumulatori are rolul de a produce curentul necesar la pornire, de a alimenta diverși consumatori când nu funcționează alternatorul și de a alimenta cu curent electric consumatorii atunci când generatorul nu poate debita curent suficient (pe timp de noapte, ploaie, iarnă, etc). În interiorul bateriei sunt plăci galvanice între care și peste care există un lichid numit electrolit (amestec de apă distilată și acid sulfuric, foarte toxic – coroziv).

5. Alternatorul de curent are rolul de a:

a. alimenta consumatorii electrici când motorul este oprit;

b. asigura încărcarea bateriei de acumulatori și alimenta cu energie electrică consumatorii;

c. alimenta cu energie electrică farurile.

Explicații:

– alternatorul (generatorul de curent), este mecanismul care transformă energia mecanică produsă de motorul termic – motorul vehiculului, în curent electric și care face posibilă functionarea unui vehicul pe o perioadă nelimitată de timp;

Părțile componente ale unui alternator auto sunt:

– vilbrochenul (arborele motor sau cotit), conectat printr-o curea la roata de transmisie (fulie), învârte rotorul magnetic din interiorul ansamblului fix al statorului, generând un curent alternativ;

– ansamblul diodelor (puntea de diode) redresează curentul alternativ, producând curent continuu, care este utilizat pentru satisfacerea necesităților sistemului electric al mașinii, inclusiv încărcarea bateriei de acumulatori;

– un releu regulator auxiliar care menține tensiunea redresată la o valoare egală cu cea a bateriei, în condițiile variațiilor de turație a motorului. Tensiunea generată de alternator trebuie menținută în jurul valorii de 14.2 V.

6. Sulfatarea bateriei de acumulatori este determinată de:

a. oxidarea bornelor bateriei;

b. legăturile slabe ale bateriei cu alternatorul;

c. nivelul scăzut al electrolitului în baterie.

Explicații:

– nivelul electrolitului în bateria de acumulatori trebuie să fie 10-15 mm deasupra plăcilor. Nivelul scăzut sub această valoare conduce la sulfatarea bateriei, ceea ce reprezintă depunerea pe plăcile galvanice din interiorul bateriei a sulfatului de plumb cristalizat, care nu se mai desprinde de pe acestea în cadrul procesului reversibil de încărcare-descărcare a bateriei. Unei baterii sulfatate îi scade tensiunea, se descarcă repede și își diminuiază capacitatea de înmagazinare a curentului electric și a curentului de pornire.

7. Sulfatarea plăcilor bateriei de acumulatori este cauzată de:

a. nivelul scăzut al electrolitului sub partea superioară a plăcilor;

b. prezența impurităților în electrolit;

c. scurtcircuitarea acumulatorului în interiorul elementelor.

Explicații:

– în interiorul bateriei sunt mai multe celule legate în serie, formate din plăci pozitive și negative (anod și catod), între care se desfășoară, prin intermediul electrolitului, reacțiile chimice care generează curent electric. Substanțele solide care pătrund și se depun în interiorul acumulatorului pot cauza scurtcircuite între celule care afectează buna funcționare a bateriei datorită sulfatării plăcilor.

8. Descărcarea bateriei de acumulatori este cauzată de:

a. siguranțele farurilor arse;

b. defectarea releului regulator;

c. folosirea excesivă a demarorului.

Explicații:

– releul regulator este o componentă a instalației electrice ce reglează curentul debitat de generatorul de curent (alternatorul). Dacă se defectează alternatorul sau releul regulator, curentul necesar încărcarii bateriei nu mai este generat, deci bateria nu va mai fi incarcărcată;

– încercarea repetată de a porni motorul termic de către motorul electric prin folosirea în mod repetat a demarorului, când motorul pornește greu sau nu pornește, consumă energia electrică din baterire pâna la descarcarea completă a acesteia.

9. Pe timp de iarnă, în ce poziție intră în funcțiune elementul de pornire?

a. deschis;

b. dezaburire;

c. preâncălzire.

Explicații:

– se referă la motoarele cu aprindere prin compresie, numite și motoare diesel, care au nevoie de sisteme auxiliare de încălzire a amestecului aer-combustibil pentru pornirea la rece. Asistarea pornirii la rece a unui motor diesel se face cu ajutorul unei bujii de preâncălzire, numită și bujie incandescentă. La temperaturi scăzute bujia este alimentată cu curent electric și degajă căldură în cilindru pentru a facilita pornirea motorului. Se transformă astfel enegia electrică a bateriei de acumulatori în enegie termică prin intermediul unei rezistențe electrice.

10. Faptul că motorul are o putere insuficientă se poate datora:

a. instalației de direcție;

b. instalației de răcire;

c. instalației de aprindere.

Explicații:

– instalatia de aprindere are rolul de a produce scânteile electrice în camera de ardere pentru a aprinde amestecul carburant într-un moment bine stabilit. Se intâlnește doar la MAS. Sistemul electric de aprindere – indiferent de soluția constructivă – trebuie să asigure între electrozii bujiei (situați în camera de ardere) o tensiune electrică suficient de mare pentru amorsarea și întreținerea arcului electric. De asemenea, energia scânteiei trebuie să fie suficient de puternică pentru a putea produce aprinderea amestecului carburant în toate regimurile de funcționare ale motorului și în orice condiții termice ale mediului ambiant. O scânteie declanșată de către bujie prea devreme sau cu întârziere față de momentul optim, face ca lucrul mecanic să fie diminuat, cu consecințe nefavorabile asupra creșterii consumului de combustibil și scăderii puterii motorului.

11. Cele mai frecvente pene ale motoarelor pe benzină sunt cauzate de:

a. instalația de aprindere;

b. instalația de iluminare;

c. sistemul de evacuare a gazelor arse.

Explicații:

– faptul că instalația de aprindere la motorul MAS este alcătuită din mai multe elemente componente și circuite ale căror funcții trebuie corelate în vederea inițierii procesului de aprindere, face ca probabilitatea apariției unor defecțiuni la această instalație să fie mai mare decât la alte instalații din componența motorului.

12. Circuitul de joasă tensiune al motoarelor cu aprindere prin scânteie cuprinde:

a. bateria de acumulatori și conductorii electrici aferenți;

b. luminile de întâlnire, de drum și de poziție;

c. contactul aprinderii, înfășurarea primară a bobinei de inducție, ruptorul condensatorului.

Explicații:

– joasă tensiune înseamnă tensiunea bateriei care se regăsește și în înfășurarea primară a bobinei de inducție: 6; 12; 24V;

– contactul aprinderii – contactul de pornire;

– bobina de inducție – componentă a instalației de aprindere care transformă curentul de joasă tensiune din circuitul primar în curent de înaltă tensiune în circuitul secundar, deci este un transformator de curent. Funcționarea bobinei se bazează pe principiul inducției electromagnetice unde, datorită numărului diferit de spire și grosimii acestora din înfășurarea primară și cea secundară, se ajunge de la tensiunea normală a bateriei, la o tensiune de 15.000-20.000 V necesară producerii scânteii între electrozii bujiei;

– ruptorul – are rolul de a întrerupe curentul electric din circuitul primar al bobinei în vederea obținerii efectului inducției în circuitul secundar;

– condensatorul – are rolul de a înmagazina energia electrică provocată de inducția proprie a înfășirării primare.

13. Din ce este alcătuit circuitul de joasă tensiune a instalației de aprindere?

a. bateria de acumulatori, contactul, înfășurarea secundară a bobinei de inducție, ruptor – distribuitorul, masa;

b. bateria de acumulatori, voltmetru, ampermetrul, înfășurarea secundară a bobinei de inducție;

c. bateria de acumulatori, contactul, înfășurarea primară a bobinei de inducție.

Explicații:

– sunt enumerate, simplificat, elementele din componența circuitului de joasă tensiune dintre care lipsesc ruptorul și condensatorul.

14. Circuitul de înaltă tensiune din cadrul instalației de aprindere prin scânteie, cuprinde:

a. conductorii electrici marcați cu izolatori de culoare roșie și siguranțele;

b. înfășurarea secundară a bobinei de inducție, distribuitorul, rotorul, fișele și bujiile;

c. condensatorul, bobinajul rotorului demarorului și releul electroventilatorului.

Explicații:

– circuitul de înaltă tensiune este în continuarea circuitului de joasă tensiune;

– în înfășurarea secundară a bobinei de inducție curentul electric provenit de la bateria de acumulatori este transformat, având o tensiune de 15-20.000 V;

– distribuitorul, prin mișcarea circulară a rotorului, trimite curentul electric deja transformat, către bujii, prin intermediul fișelor, în ordinea desfășurării timpilor ciclului motor dîn interiorul fiecărui cilindru al mașinii termice.

15. Încălzirea puternică a bobinei de inducție poate fi cauzată de:

a. bateria de acumulatori;

b. exploatarea motorului la turații mari;

c. defecțiunile înfășurării secundare.

Explicații:

– scurtcircuitarea înfășurării secundare a bobinei de inducție, de regulă, în urma deteriorării izolației dintre spire, are ca efect supraâncălzirea bobinei, provocând o micșorare considerabilă a energiei disipată prin scânteie.

16. „Valoarea termică” a bujiilor reprezintă:

a. însușirea bujiei de a conecta și deconecta funcționarea termostatului;

b. timpul în secunde până când bujia ajunge la temperatura de autocurățare a electrozilor;

c. capacitatea bujiei de a lucra mai bine la temperaturi înalte:

Explicații:

– dat fiind faptul că la motoarele MAS numărul scâteilor ce au loc între electrozii bujiilor este foarte mare, ele sunt concepute să se autocurățe. Timpul după care bujia este capabilă să genereze din nou scânteia electrică necesară aprinderii amestecului carburant reprezintă valoarea ei termică.

17. Cele mai importante caracteristici ale bujiilor sunt:

a. termenul de garanție și constanța scânteiei;

b. dimensiunea filetului și valoarea termică;

c. grosimea izolatorului ceramic și culoarea acestuia.

Explicații:

– dimensiunea filetului: – lungă – bujii calde;

– scurtă – bujii reci;

– valoare termică – timpul de autocurățare a bujiilor si de disipare a căldurii din interiorul cilindrului către exterior;

– distanța între electozii bujiei are importanță în procesului de producere a scânteiei și de pornire a motorului, fiind reglată la o valoare de 0,5 – 0,7 mm.

18. Controlul bujiilor și reglarea distanței între electrozi se recomandă la un rulaj de:

a.10.000 km.;

b. 5.000 km.;

c. 15.000 km.

Explicații:

– pentru o bună funcționare, bujiile trebuie verificate bupă 5.000 km și trebuie ajustată distanța dintre electrozi, care în utilizare poate suferi modificări.

19. Se recomandă schimbarea bujiilor la un rulaj de:

a. după 15.000- 18.000 km;

b. după fiecare 5.000 km.;

c. după 30.000- 35.000 km.

Explicații:

– pentru evitarea unor căderi funcționale și de consum ale motorului, după 15.000- 18.000 km., se recomandă schimbarea bujiilor, cu altele noi, având aceleași caracteristici și aceeași calitate ca cele prescrise de producătorul autovehiculului.