Käynnistysjärjestelmä

Seuraava tehtävä oli mitata ja ottaa selvää auton käynnistyksestä eli startimottorista.
Starttimoottori pyörittää startatessa iso vauhtipyörää. Startissa on pienempi ja voimakas hammaspyörä joka "avautuu" soledoidin avulla. Startille virta tulee suoraan akulta ja soledoidille virta kulkee lukkopesän kautta, lukkopesä päästää solenoidille virtaa vain käynnistysasennossa jolloin solenoid "vetää" ja päästää startin hammaspyörän pyörimään vauhtipyörää vastaan.

Mittasin myös startti virtaa eli kuinka suuren virran startti ottaa akulta. Virtapihdit startille tulevaan plus kaapeliin ja yleismittari akulle. Käynnistäessä virtaa kulki noin 280-320 ampeeria eli todella suurista ampeereista puhumme, tässä täytyy olla aina huolellinen ja ymmärtää virtaa liittyvät riskin. Näin suuri virta pystyy sulattamaan jo osaa metalleista (esim sormus) joten ennenkuin tekee mitään on pidettävä huolta työturvallisuudesta. Korut pois, hanskat käteen, suoja kengät jalassa ja älä käynnistä kyltti autoon ettei kukaan käynnistä auto kun mittailet tai korjaat starttia.

Jos startti ei käynnisty:

- Akun jännite matala tai akku tyhjä

- Virtalukko viallinen eikä solenoid "vedä"

- Vika johtimissa, sodenoidille tuleva tai akulta tuleva tai maa vika

- Vika käynnistys moottorissa esim solenoid rikki eikä "vedä", hammaspyörä rikki ja luistaa vauhtipyörää vasten.

Hyvä aluksi mitata akun jänniten, sitten käynnistäessä kuuluuko solenoidin "vetäminen" ja mitata jännitehäviöt tai vastukset johdoista. Maksimi jännitehäviö plus-puolella (0,5 voltti) ja maa-puolella (0,2 volttia)

Auton lataus

Tehtävänä oli tutustua auton lataukseen ja laturiin. Ja tehdä mittauksia.
Auton lautausjärjestelmään kuuluu:

- Roottori, joka pyörii apulaitehihnan välityksellä moottorin voimasta. Roottorin pyörintää ei voida rajoittaa tai lisätä. Säädin tekee valinnan kuinka paljon tulevasta jännitteestä käytetään.

- Staattori, joka kehitää magneettikentän roottori pyörinnällä. Magneettikenttä tuottaa vaihtojännitettä. Staattorissa on yleensä kolme käämiä, jolloin saadaan tasainen ja nopeasti sykkivä vaihtojännite.

- Diodit, jotka muuttavat magneettikentästä syntyneen vaihtojänniteen tasajännitteeksi. Diodit "nostavat" vaihtojänniteen miinus puolen ylös, joten jänniteaaltoilu tapahtuu vain plussan puolella. Mitä nopeampi vaihtojännite, sitä tasaisempi diodeilla saadaan siittä tasajännitettä. (kuva 1)

- Säädin, joka säätää lataukselta tulevaa jännitettä, riippuen akun jännitetasosta, kuluttavien laitteiden käytöstä ja uudemmissa autoissa esim myös ilmanlämpötila vaikuttaa.

- Merkkivalo, joka kertoo toimiiko latausjärjestelmä. Valo syttyy jos jännitettä ei lataudu. Ei täysin varma tieto siltikään.

- Virtalukko, josta tulee magnetointi virta ennenkuin latuaus toimii

- Akku, varastointi jännitettä ja virtaa varten

Ylempi aalto dioditasasuuntauksen jälkeen ja alempi maagneettikentällä tuotettu vaihtojänniteaalto

Latausjärjestelmä kuvana

Sitten mittauksista. Tein erilaisia mittauksia, yleismeiitarilla, virtapihdeillä ja oskiloskoopilla.
Yleismittari mittaamaan akun jännitettä, virtapihdit plus-kaapelin ympärille mittaamaan lataus virtaa.
Akku täynnä ja virrankulutus mahdoillisimman pieneksi (esim valot pois, radio pois), jolloin sain lataus jänniteeksi alle 30 ampeeria (14,5 volttia), sitten sama suurella kurmituksella (esim pitkät päälle ja muut virtaa kulluttavat laitteet päälle), nyt säädin sääti latausvirran korkealle ja se nousikin noin 80 ampeeriin (14,0 volttia). Sitten sammutin auton jätin virtaa kuluttavia järjestelmiä päälle ja annoin akun jänniteen tippua (noin 11,0 volttia). Sitten auto käyniin ja virran kulutus suureksi. Nostin kirroksia autosta ja nyt maksimi latausvirta hyppäsi maksimiin joka oli noin 120 ampeeria (14,0 voltti) tällä laturilla. Maksimi tehon pystyin laskemaan 120A * 14V = 1680 W (I * U = P)

Sitten yleismittarilla laskin vielä jännitehäviöt plus-puolelta ja maa-puolelta. Jännitehäviö plus-puolella 0,2 volttia (max sallittu 0,5 volttia) ja maa-puolen häviö 150 mV (sallittu max 200 mV)

Jännitemittaus akulta

 

Virtamittaus pihdeillä plus-kaapelista (punainen valo näkyy konetilassa) 

Tämän jälkeen mittasin vielä oskiloskoopilla kuinka diodit toimivat ja muuttava vaihtojänniteen tasajännitteeksi. Oskiloskoopista miinus runkoon ja plus laturiin.

Valotehon mittaus

Tehtävänä oli  käyttää edellisen tehtävän relekytkentää hyväksi ja mitata valotehoja halogeenillä ja ksenoneilla. Havaita tehoeroja ja jännitteen muutoksien avulla huomata valotehon toimintaa. Valotehoa mitattiin anturilla joka antaa arvoksi tottakai lumeneita (lm). Mittaustulokset alemmassa kuvassa, jota näkee että ksenon valoteho on parempi eikä paljoa muutu vaikka jännitettä laskettiin.

Mittauslaitteet

Ksenon on siis parempi mutta kalliimpi vaihtoehto. Valoteho parempi eikä jänniteen määrä vaikuta paljoa tehoon, kun taas halogeenissä jännitteellä suuri merkitys.

Relekytkentä valoille

Tehtävänä oli tehdä relekytkentä Toyotan harjoitus seinään. jossa releitä hyväksi käyttäen piti saada yhdellä asennolla valot pois, toisella halogeenit palamaan ja kolmannella vain ksenonit palamaan. Releet olivat kaksikäyttöisiä, eli vaihtokosketin rele (CO - Change Over Relay). Tässä kuvia kytkennöistä ja kytkentä kaavio.

Kytkentäkaavio

Nolla asennolla syttyvät halogeenit (ylemmet valot) koska rele ei vedä ja virta pääsee läpi. Ykkös asennolla ylemmät releet vetävät ja alemmat eivät joten mikään ei pala. Kakkos asennolla ylimmät releet vetävät eikä päästä virtaa halogeeneille, mutta myös alemmat releet vetävät ja päästävät virran ksenoneille ja ne syttyvät.

Kytkentä taulussa