تحقیق مقاله باطری

باطری

باطری یک مخزن ذخیره ی برق می باشد که برق ذخیره شده را در موقع لزوم پس می دهد. مثلأ در موقع استارت زدن تمام برق مورد مصرف اتومبیل از این منبع تأمین می شود.

ساختمان باطری

باطری مورد استفاده در اتومبیل معمولأ به صورت 12 ولت یا 6 ولت ساخته می شود. باطری 12 ولت دارای 6 خانه و باطری 6 ولت دارای 3 خانه است که در هر خانه 2/2 ولت برق ذخیره می شود که 2/0 ولت آن به مصرف مقاومت داخل باطری می رسد و 2 ولت بقیه ذخیره می شود.

جعبهٴ باطری

 مجموع چندین خانه به صورت یک جعبه پلاستیکی عایق به عنوان جعبه ی باطری ساخته می شود که در مقابل حرکات و ضربات وارده از حرکت اتومبیل مقاوم می باشد.

صفحات باطری

در هر باطری سه نوع صفحه وجود دارد.

1- صفحات مثبت

این صفحات از پر اکسید سرب (pbo2) فعال شده هستند و وقتی باطری به حالت شارژ کامل درآید، رنگ قهوه ای تند پیدا می کند.

2- صفحات منفی

این صفحات از سرب(pb) فعال شده ساخته می شود که وقتی باطری کاملأ شارژ شود، رنگ خاکستری پیدا می کند. تعداد صفحات منفی یکی بیشتر از صفحات مثبت است. وقتی صفحات مثبت و منفی را یک در میان قرار می دهند به خاطر تعداد صفحه ی منفی بیشتر صفحات اول و آخر باطری منفی است، چون باید از دو طرف صفحه ی مثبت استفاده شود.

3- صفحات عایق

جنس این صفحات از عایق هایی چون فیبر، میکا، پشم شیشه و غیره است که در بین صفحات مثبت و منفی کار گذاشته می شود. تعداد این صفحات یکی کمتر از مجموع صفحات مثبت و منفی است. در صفحه ی عایق دو شیار وجود دارد که شیار بزرگتر طرف صفحه ی مثبت و شیار کوچکتر طرف صفحه ی منفی قرار می گیرد. این گونه قرار گرفتن بدین خاطر است که چون صفحه ی مثبت بیشتر ریزش می کند حاصل این ریزش بتواند از مسیر خوبی عبور نماید.

مشخصات باطری

باطری ها به وسیله ی سه عامل مشخص می شوند.

1- ولتاژ (v)

2- آمپر ساعت (Ah)

3- تعداد پلیتها (مجموع تعداد صفحات مثبت و منفی).

مثال : باطری پیکان 12 ولت  60 آمپرساعت  9پلیت.

طرز قرار دادن صفحات

هر کدام از صفحات مثبت و منفی به تفکیک به یک تیغه ی شانه لحیم می شوند که به این ترتیب صفحات منفی به طور جداگانه به طریق موازی به یکدیگر متصل می شوند.

برای هر خانه ی باطری وجود یک شانه حاوی صفحات مثبت و یک شانه حاوی صفحات منفی ضرورت دارد. این صفحات باید به طریقی قرار گیرند که هر صفحه ی مثبت از دو طرف وسیله ی دو صفحه ی منفی محدود شود. پس از این مرحله است که بین هر صفحه ی مثبت و منفی یک عایق قرار می گیرد.

دینام

از حرکت دادن یک سیم هادی در میدان مغناطیسی به طریقی که خطوط قوای میدان مغناطیسی را قطع کند، نیروی محرکه یی القا می شود که این نیرو وسیله ی آمپرمتر در هادی قابل تشخیص است.

با تغییر جهت حرکت هادی جهت حرکت عقربه ی آمپرمتر نیز تغییر می کند. اگر سیم هادی در جهتی حرکت کند که حرکت آن با خطوط قوا موازی باشد، هیچ نیروی محرکه ای در آن القا نمی شود.

در دینام حرکت هادی بصورت دورانی است. حرکت دورانی هادی به این صورت قابل انجام است که سیم هادی بصورت قاب درمی آید. جریان ایجاد شده در قاب بصورت متناوب خواهد بود که در زمان اندازه گیری آن وسیله ی آمپرمتر، عقربه ی آمپرمتر بین صفر و مثبت در نوسان است.

برای تبدیل ولتاژ متناوب به ولتاژ یکسو، حلقه ی هادی را به دو نیم حلقه تبدیل می کنند که بین نیم حلقه ها عایق می شود آنگاه دو ذغال روی حلقه ها قرار می دهند که جریان را از یک طرف (ذغال مثبت) می گیرد و به مصرف کننده انتقال می دهد. ذغال دیگر مدار جریان را مسدودمی کند.

به دو نیم حلقه یی که به منظور یکسو سازی جریان نسبت به هم عایق بندی شده اند کلکتور (کموتاتور) می گویند.

در ساده ترین صورت دینام فقط یک کلاف یا یک سیم پیچ و دو تکه کلکتور به کار رفته است. در این دینام جریان لازم برای بالشتکها از ذغال مثبت تأمین می شود. یعنی مقداری از جریان تولید شده ی دینام برای مغناطیس کردن قطب ها به مصرف می رسد. چنین دینامی را خود تحریک می گویند.

در چنین دینام هایی شدت نوسانات ولتاژ زیاد است و برای کاهش دادن آن به جای استفاده از یک کلاف سیم پیچ از کلاف های متعدد استفاده می کنند و مجموعه ی کلاف ها را در بدنه ی آرمیچر قرار می دهند و در میدان مغناطیسی به دوران درمی آورند.

نوسانات بوجود آمده در واقع همان منحنی هایی هستند که از چرخش هادی در جریان خطوط قوا بوجود می آیند. با اضافه شدن تعداد سیم پیچ تعداد منحنی ها در یک دوره گردش آرمیچر آنقدر زیاد می شود که تواتر آنها حالت خط مستقیم را بوجود می آورد.

در نتیجه ی ازدیاد حلقه های سیم پیچی آرمیچر منحنی ولتاژ و جریان ایجاد شده به خط مستقیم نزدیکتر می شود و این حالت است که به آن کم کردن نوسانات ولتاژ دینام می گویند.

افزایش ولتاژ خروجی دینام

برای افزایش ولتاژ خروجی دینام یعنی رساندن آن به حدی که بتواند پاسخگوی نیاز مصرف کننده ها باشد به نسبت لازم عوامل زیر باید افزایش یابد.

1) طول سیم کلاف.

2) سرعت حرکت آرمیچر.

3) شدت میدان قطبین.

4) زاویه بین خطوط میدان و مسیر حرکت.

در حرکت دورانی، مسیر هادی بین صفر تا 360 درجه است و نمی توان آن را افزایش داد، اما سرعت حرکت آرمیچر تابع سرعت موتور است و به شرایط کار موتور بستگی دارد. شدت میدان قطبین (میدان مغناطیسی) تابع قدرت خروجی دینام است.

با چنین وضعیتی برای افزایش ولتاژ و جریان خروجی دینام بهترین کار ازدیاد طول سیم کلاف های آرمیچر است.

در دینام های 6 ولتی در حدود 8 دور سیم به دور شیار آرمیچر پیچیده می شود که این کار به خاطر ازدیاد طول سیم انجام می گیرد.

درد ینام های 12 ولتی پیچش در بیش از 10 دور انجام می شود.

دلکو

دلکو دو عمل انجام می دهد اول اینکه مدار بین باطری و کوئل را باز و بسته می کند. هنگامیکه مدار بسته می شود جریان از کوئل عبور می کند و یک حوزه ی مغناطیسی به وجود می آورد. موقعی که مدار قطع می شود میدان مغناطیسی در کوئل از بین می رود و یک جریان یا ولتاژ توسط چکش برق و در دلکو در زمان صحیح به شمع مربوطه برساند.

دلکو شامل قسمت های زیر است یک بدنه (پوسته) ، شافت محرک (میل دلکو) ، بادامک میل در دلکو، دستگاه آوانس خلائی و وزنه ای، صفحه پلاتین، خازن و پلاتین، چکش برق در دلکو. شافت دلکو به وسیله دنده مورب میل سوپاپ موتور به گردش درمی آید و سرعت آن نصف سرعت گردش میل لنگ است.

خازن دلکو

خازن را معمولأ به طور موازی به پلاتین وصل می کنند تا از خال افتادن آنها جلوگیری کند. البته وجود خازن کیفیت عملکرد کوئل را نیز بهتر می سازد. خازن معمولأ از ورق های بسیار نازکی از جنس قلع که لایه های مختلف آنها به وسیله صفحات عایق نازک که به پارافین یا میکا آغشته شده ساخته می شود. صفحات مزبور به صورت یک در میان و به طور موازی به هم وصل می شوند و در مجموع دو ترمینال از خازن خارج می شود که یکی برای اتصال آهن که به بدنه دلکو پیچ می شود و ترمینال مثبت به طور موازی به پلاتین متصل می گردد.

پلاتین دلکو

وظیفه اصلی پلاتین قطع و وصل جریان مدار اولیه است تا در سر شمع ها به دقت و سرعت جرقه بزنند. لذا لازم است که قطعات متحرک این مجموعه سبک و در عین حال محکم بوده و از مواد درجه یک و با دقت ساخته شده باشندو کنتاکت های پلاتین قطعات بسیار کوچکی هستند که یکی از آنها ثابت و دیگری متحرک است. بازوی کنتاکت متحرک فنری بوده و در حالت عادی آن را به کنتاکت ثابت تکیه می دهد. کنتاکت ها را معمولأ از جنس تنگستن می سازند تا در برابر باز و بسته شدن سریع و در نتیجه حالت چکشی مقاوم باشند. تعداد برجستگی های بادامک طوری است که بازوی متحرک را به تعداد مورد نیاز برای هر دور از دوران محور بادامک،باز و بسته می نماید.

به این ترتیب هر بار که شمع یکی از سیلندرهای اتومبیل به جرقه نیاز داشته باشد سیم پیچ اولیه کوئل قطع و وصل می شود.

چکش برق

چکش برق دلکو در قسمت بالایی محوری که بادامک پلاتین نیز روی آن نصب شده قرار می گیرد. در قسمت بالایی چکش برق یک تیغه هادی نصب شده که در موقع گردش محور دلکو اتصال الکتریکی لازم بین ترمینال مرکزی و وایر یکی از شمع ها را برقرار می سازد. پایه چکش برق از ماده کاملأ عایقی ساخته شده تا از رد کردن جریان پر فشاری که دائمأ از طریق آن باید به شمع توزیع شود و به بدنه جلوگیری نماید این قطعه طوری ساخته شده که نصب شدن نادرست آن غیر ممکن است.

دستگاه آوانس جرقه

هنگامیکه موتور با دور آرام کار می کند جرقه طوری تنظیم شده است که درست قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا، در زمان تراکم، ایجاد شود. در سرعت های بالاتر لازم می شود که جرقه قدری زودتر در اطاق احتراق موتور ایجاد گردد. این آوانس به مخلوط هوا و سوخت فرصت کافی می دهد تا به طور کامل بسوزد و حداکثر قدرت خود را به پیستون وارد سازد. برای ایجاد این آوانس از دستگاه های آوانس اتوماتیک استفاده شده است. این دستگاهها شامل آوانس وزنه ای (لنگری) و آوانس مکشی (خلائی) می باشند.

ساختمان استارت

موتور استارت

موتور استارت یک دستگاه کوچک الکتریکی است که برای راه اندازی موتور خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه کوچک با جریان باطری به کار می افتد و کار آن به این ترتیب است که استارت با محور موتور درگیر می شود.برای به وجود آوردن امکان این درگیری، چرخ کوچکی که استارت بروی آن نصب شده است، با شروع کار استارت با چرخ لنگر موتور ارتباط پیدا می کند. لازم به توضیح است که در حالت عادی هیچ تماسی بین آنها نیست. فقط زمانی که جریان برق باطری که از آرمیچر عبور می کند چرخ دنده به طرف چرخ لنگر موتور حرکت می کند و پس از فرو رفتن دندانه های هر دو چرخ در هم، از نتیجه ی چرخش دنده، لنگر به حرکت در می آید.

طرز کار استارت

اتوماتیک استارت دو رشته سیم پیچ یا دو عدد بویین دارد که یکی از آنها ضخیم تر است و سیم پیچ کشنده نامیده می شود. به سیم پیچی نازک تر سیم پیچ نگهدارنده گفته می شود. یک کابل ضخیم نیز از باطری مستقیمأ به سر اتوماتیک استارت می رسد.

وقتی سوئیچ را روی ST قرار می دهیم جریان برق باطری از طریق سوئیچ به فیش سیم پیچ کشنده و نگهدارنده می رسد. جریان سیم پیچ بوبیو را آهن ربا کرده و پلانجر یا پیستون به عقب می کشد و دو شاخه ی اتوماتیک را به جلو می راند. وقتی مدار کامل شد (مثبت و منفی را گرفت) ، پلانجر یا پیستون به ته اتوماتیک و استارت به سر بالشتکها می رسد و در بالشتکها میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

سر دیگر بالشتکها به ذغال مثبت متصل است. ذغال مثبت از طریق کلکتور جریان برق را به آرمیچر انتقال می دهد و در نتیجه این کار در آرمیچر نیز میدان مغناطیسی ایجاد می شود که در این صورت قطب های N  بالشتکها با N آرمیچر و قطب های S بالشتکها با S آرمیچر روبروی هم قرار می گیرند و بنا بر قانون فیزیکی دفع قطب های همنام و جذب قطب های غیر همنام، باعث دوران می شود.

هم زمان با جلو آمدن اتوماتیک، دنده استارت آرمیچر نیز می چرخد و دنده استارت را نیز می چرخاند که دنده استارت هم زمان با دنده فلایول و بر اثر چرخش خود باعث می شود که دنده فلایول را بچرخاند که با چرخانیدن  دنده فلایول موتور اتومبیل روشن می شود. استارت اتومبیل های ژاپنی مانند تویوتا – گالانت نیسان پاترول و غیره نیز دارای دو نوع سیم پیچ هستند :

1) سیم پیچ کشنده

2) سیم پیچ نگهدارنده

عیوب استارت

1) خراب شدن بوش ها.     2) کوتاه شدن ذغال ها.

3) سوختن اتوماتیک استارت. (منظور از سوختن اتوماتیک استارت سوختن بوبین کشنده یا بوبین نگهدارنده است.)

4) سوختن بالشتکها.                   5) سوختن آرمیچر.

6) شکستن دو شاخه ی جلو برنده.

باید توجه داشت که استارت زدن بیش از حد باعث سوختن سیم پیچ بالشتکها می شود.

کوئل

 کوئل ترانسفور افزایش دهنده ی فشار قوی است که برق را یک به هزار می کند. انواع کوئل معمولأ برق را بین 5000 تا 25000 ولت افزایش می دهند. علت ولتاژ زیاد و کم تغییرات این دو عدد مربوط به شرایط موتور است کوئل عمل تبدیل فشار ضعیف باطری را به ولتاژ قوی در شمع برای جهش جرقه انجام می دهد. کوئل دارای یک هسته آهن ربائی است که از تعدادی ورقه ی هادی اکلیل شده تشکیل شده است. روی این هسته سیم پیچ هایی قرار دارد که به آنها بویین گفته می شود. یکی از این بویین ها دارای سیم پیچ با سیم ضخیم است.

قطر تقریبی سیم آن 1 میلیمتر و تعداد حلقه های آن 200 تا 300 حلقه بالایی عایق می باشد و آن را سیم پیچ اولیه کوئل می گویند. سیم پیچ ثانویه بویین دیگری است که قطر سیم آن 1/0 میلیمتر و تعداد حلقه های آن بین 15000 تا 25000 حلقه بالایی عایق است. هر لایه نیز با کاغذ مخصوص که بین لایه ها فاصله ایجاد می کند عایق گذاری شده است.

بویین سیم پیچ اولیه و ثانویه کاملأ عایق بندی شده و با عبور جریان الکتریسیته از مدار اولیه یک حوزه مغناطیسی در هسته آهنی تشکیل می شود.هر چه زمان عبور جریان بیشتر باشد حوزه مغناطیس قوی تر می شود. حال اگر جریان برق در مدار اولیه به طور ناگهانی با باز شدن دهانه ی پلاتین قطع شود حوزه مغناطیس کوئل به سرعت به وضع اولیه باز می گردد. هنگام بازگشت حوزه در سیم پیچ های ثانویه یک جریان القایی زیاد ایجاد می شود که از طریق وایر به سر چکش برق و از آنجا توسط وایرها به سر شمع می رسد.

برای عبور جریان از فاصله هوایی شمع ولتاژ زیادی لازم است زیرا وجود مخلوط هوا و سوخت بین الکترودهای شمع مقاومت زیادی ایجاد می کند و ولتاژ باید خیلی بالا برود تا بتواند جریان (الکترون) را از الکترود مرکزی وارد الکترود بدنه بنماید.