Електрическата уредба на автомобила, задвижван от двигател с вътрешно горене, представлява съвкупност от устройства за генериране и съхранение на електрическа енергия, с която се захранват уреди и апарати или се задвижват електрически машини в автомобила. Подобна електрическа уредба имат също и транспортните и строителните машини, тракторите и други мобилни машини или такива в стабилни съоръжения, които се задвижват от ДВГ. Електроуредбата представлява еднопроводна кабелна система, като за втори проводник (обща „маса“) на електрическата верига се използва металната конструкция (електрическо зануляване) – шасито, металните части на двигателя и корпуса на транспортното средство.Илиев, проф. к.т.н. инж. Любен А, к.т.н. Борислав Трайков. Електрически уредби на автомобилите и тракторите, ДИ „Техника“, София 1990, с. 3 – 4 Системите за произвеждане и съхранение на електрическа енергия, системите за първоначален пуск на двигателя и запалването на горивната смес, начинът за осветление и сигнализация почти във всички машини са еднакви. Има и различия, преди всичко наложени от предназначението на конкретната машина и условията на експлоатацията ѝ. Най-много системи и разнообразни консуматори на електрическа енергия има в автомобилите. От края на ХХ век посредством компютъризиране на електрическата уредба и използването на електронни системи, се обезпечава комплексно управление на двигателя и неговата надеждна и икономична работа, осъществява се контрол и управление на трансмисията и ходовата част, на контролните прибори и устройства, на осветлението и сигнализацията. В автомобилите към електрическата уредба се вграждат и използват допълнителни системи, свързани със сигурността, безопасността при експлоатация, охраната на превозното средство, удобството и комфорта на пътуващите.

Системи на електрическата уредба Електрическата уредба на автомобила е изградена от отделни групи електрически машини, апарати, уреди и електронни управляващи устройства, обособени в системи въз основа на функциите си, свързани и допълващи се, и с това са неразделна част от електрооборудването на автомобила. Основните системи на електрическото електрооборудване са: източници на електрическа енергия; система за пускане на двигателя; система за запалване на работната смес; контролно-измервателни уреди; система за осветление и светлинна сигнализация; допълнително електрообзавеждане.

Източници на електрическа енергия Източниците на електрическа енергия в автомобила трябва да обезпечат електрическо захранване на електрическата уредба на превозното средство в покой при неработещ двигател и произвеждане на такава енергия при експлоатацията му, независимо от продължителността на използването на автомобила. Това налага източниците да са два – единият да акумулира и съхранява електрическа енергия и вторият да произвежда такава енергия.

Акумулатор

Автомобилната акумулаторна батерия е вторичен химичен източник на електроенергия, който може да натрупва, да отдава енергия и отново да натрупва, като този обратим процес се провежда непрекъснато и многократно при използването му. Нейното основно предназначение е да приведе в действие двигателя с вътрешно горене и оттам е наименованието ѝ – стартерна.Илиев, проф. к.т.н. инж. Любен А, к.т.н. Борислав Трайков. Електрически уредби на автомобилите и тракторите, ДИ „Техника“, София 1990, с. 5 – 11 В автомобилите и други подобни технически средства се използват оловни акумулаторни батерии предимно от 12 V или свързани последователно две такива батерии за 24 V, необходими за електроинсталацията на тежките транспортни автомобили. Използването на 6-волтови електрически инсталации и на такива акумулатори при автомобилите е преустановено от втората половина на ХХ век. Такова електрическо напрежение се използва в електрическата уредба на мотоциклетите. В акумулатора енергията се съхранява и използва: за ползване при неработещ двигател, като захранва системите за охрана, осветление и допълнителното електрообзавеждане; при стартиране, за първоначално пускане на двигателя; за захранване на електрическата уредба на автомобилите при ниски обороти на двигателя и ниско генерирано напрежение от динамото.

Напълно зареден оловен акумулатор има напрежение без товар 2,13 V, напълно разреден 1,96 V. Електролитът на стартерните акумулаторни батерии е сярна киселина, разредена с дестилирана вода. Плътността на електролита е пропорционална на зареждането на акумулатора. При зареден акумулатор плътността е 1,28 g/cm3 с отклонение до 0,01 g/cm3. При тази плътност той е химически устойчив, активен, не са разрушава неговата активна маса от ускорено саморазреждане, и има ниска точка на замръзване.Илиев, проф. к.т.н. инж. Любен А, к.т.н. Борислав Трайков. Електрически уредби на автомобилите и тракторите, ДИ „Техника“, София 1990, с. 7 В други източници със съвети към автолюбителите се препоръчва проверката да установи плътността на добре зареден акумулатор от 1,32 g/cm3, и разреден да има плътност от 1,10 g/cm3.Фрейгин, З.Э., Р.П. Гнатюк-Данильчук, Справочник автолюбителя, Минск, „Ураджай“ 1984, с. 138 При напрежението от 2,13 V на акумулатор, за използване в автомобилите се прави батерия, като се свързват последователно 6 броя акумулатора поставени в обща кутия от шест самостоятелни клетки. Така се създава източник на електрическа енергия с напрежение над 12 V за т. нар. автомобилен акумулатор. Създаването на този принцип на 24-волтова акумулаторна батерия не се използва, поради липсата на механична устойчивост и здравина на общата конструкция. Основното предназначение на акумулаторите е стартирането на двигателя за първоначалното му пускане. Този процес изисква ток за стартиране на двигателя от 200 до 800 А, обикновено за време от 5 до 10 s. Поради възможността да се черпи постоянен ток с толкова голяма стойност от акумулаторната батерия, с право този вид батерия се нарича още „стартерна“ и за това способстват нейната конструкция и нейните основни електрически параметри: електродвижещо напрежение (напрежение в покой). Измерва се с волт (V); напрежение под товар. Измерва се с волт (V); вътрешно съпротивление. Измерва се с ом (Ω) и се влияе от стойността на вътрешното съпротивление на батерията при експлоатация от разрядния ток, степента на разреденост на електролита, температурата на околната среда и срока на експлоатация на акумулаторната батерия; капацитет. Измерва се в ампер-часове (А.h) и е основен параметър на акумулаторната батерия. Дефинира се като количеството електричество, изразено в амперчасове, което заредена батерия може да отдаде при непрекъснато разреждане с постоянен ток до крайно напрежение и при постоянна температура на електролита. Съгласно БДС, номиналния капацитет се определя при 20 часово разреждане с постоянен ток със стойност IP=0,05.C20 (където IP е разряден ток, C20 е капацитет на акумулатора) до напрежение 10,5 V за 12 волтовите батерии и 5,25 V за 6 волтовите акумулаторни батерии. Конструктивно капацитетът се определя от обема на електролита и активната маса и е свързан с геометричните размери, дебелината и порестостта на акумулаторните плочи и всичко това определя габаритите, обема и теглото на акумулаторната батерия.

Генератори за постоянен ток

Електрическата уредба на автомобилите се захранва с постоянен ток от автомобилния акумулатор или от генератор, задвижван от работещия двигател. Използват се генератори от два типа – генератори за произвеждане на прав ток и генератори за произвеждане на променлив ток с вграден токоизправител.

Генераторът за постоянен ток (популярен с наименованието динамо) има две основни части – котва и индуктор. Конструктивно генератора се изпълнява с неподвижен индуктор (статора на конструкцията) и въртяща се котва (ротора на конструкцията). С неподвижна четкова контактна система се извежда възбудения постоянен ток от въртящата се система.Ананиев, инж. Любен Г., к.п.н. инж. Михаил К. Чаушев. Електротехника, Държавно издателство „Техника“, София, 1983, с. 185 Генераторите са с паралелно възбуждане. Индукторът, като основен елемент на динамото, е разположен в корпуса на статора и се реализира като бобина – електромагнит за създаване на магнитно поле. През намотките на електромагнита протича постоянен ток от котвата през шунт (паралелно свързан резистор). Така свързан, постояннотоковият генератор работи в режим на самовъзбуждане. В началото на развъртането на динамото за генериране на електрически ток се използва остатъчния магнетизъм в стоманената сърцевина. Генерираният ток, чрез електрическата верига с индуктора увеличава неговото магнитно поле. Непрекъснато увеличаващото се магнитното поле в индуктора води до увеличаване на генерирания ток в котвата на ротора, което увеличава тока през електромагнита и увеличава изходното напрежение на клемите на генератора. При въртенето на ротора, възбуденият в него ток е пулсиращ от пресичане силовите линии на електромагнита на статора и въртящите се навивки на котвата. За да се получи прав пулсиращ ток, котвата на динамото има много навивки, изместени една спрямо друга под известен ъгъл. Така всяка намотка има край, свързан с многопластинков колектор. От колектора с четки от графит се снема прав пулсиращ ток, с максимуми само в една посока. Поради многото на брой навивки, отделните върхове на максимумите са плътно един до друг, така че с ниско ниво на пулсациите постоянният ток на динамото се включва към инсталацията на електрическата уредба на автомобила.

Генерираното напрежение от автомобилния генератор зависи от оборотите на двигателя. Колкото по-високи са оборотите, толкова по-високо е генерираното напрежение. За да се ограничи напрежението до 14 V, се налага чрез регулиране на възбуждането на електромагнита, постоянното напрежение да се контролира и регулира от реле-регулатор, друг елемент от електрическата уредба на автомобила.

Недостатък и неизправности Генераторът за постоянен ток има по-големи габарити и маса в сравнение с вече масово използвания автомобилния генератор за променлив ток. Специфичната му мощност е 45 W/kg, което като показател е 6 пъти по-малко от генераторите на променливо напрежение. При ниска честота на въртене на коляновия вал – работа на празен ход на двигателя около 600 оборота в минута, генераторът не зарежда акумулаторната батерия. Основен недостатък при експлоатацията е комутирането на електрическата верига от въртящия се колектор и четките. При въртенето, колкото по-голям ток се черпи от електрическата уредба, толкова по-голямо е искренето, което износва и поврежда както четките, така и повърхността на колектора. Основната неизправност се корени в комутирането на електрическата енергия и механичната връзка колектор-четки. Дори изместване от няколко десети от милиметъра на позицията на елементите, води до повишено искрене и разрушаването на този тоководещ възел в генератора.Илиев, проф. к.т.н. инж. Любен А, к.т.н. Борислав Трайков. Електрически уредби на автомобилите и тракторите, ДИ „Техника“, София 1990, с. 27 Роторът на динамото лагерува в бронзови втулки, които изискват периодичен контрол включващ демонтаж, разглобяване и смазване. Въпреки това втулките се износват по-бързо от сачмените лагери, особено при натегнат ремък на задвижването му.

Генератори за променлив ток