08 Pro-Technician Sistemi elettrici Sistemi

Pro-Technician
Sistemi elettrici
Contenuti
•
•
•
•
Elettronica di base
Fari
Sistema di avviamento
Sistema di ricarica
Toyota Motor Italia – A/S Training
Elettronica di base
•
•
•
•
•
Condensatori
Diodi
Diodi Zener
LED
Transistor
Toyota Motor Italia – A/S Training
Condensatori
• Sono in grado di immagazzinare elettricità (carica) e fornire l’elettricità
immagazzinata (scarica) ad un circuito.
Pellicole metalliche
Carta isolante
Capacità C (Farad) = Carica elettrica Q (Coulomb)/ Unità di Tensione V (Volt)
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Condensatori
• Tipo ad isolamento elettrolitico
– Sono quelli con la capacità più elevata da µF a mF
Elettrodo argentato
Rivestimento isolante
Filo
Toyota Motor Italia – A/S Training
Semi-conduttori
• Panoramica sui valori di resistenza
10-6
10-4
conduttori
Toyota Motor Italia – A/S Training
10-2
1
102
104
semi-conduttori
106
108
1010
1012
1014
isolanti
1016
Semi-conduttori
• Tipo N
– Il materiale di Base o substrato (Ge, Si) viene drogato con una piccola quantità di
materiale estraneo (As, Sb or P) che provvede a fornire degli elettroni liberi
Elettroni liberi
Substrato
(Ge o Si)
Materiale estraneo
(As, Sb o P)
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Semi-conduttori
• Semi-conduttori di tipo P
– Il materiale di Base o substrato (Ge, Si) viene drogato con una piccola quantità di
materiale estraneo (Ga, In or Al) che provvede a creare dei ‘vuoti’ o elettroni mancanti
Substrato
(Ge o Si)
Vuoto
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Materiale estraneo
(Ga, In o Al)
Semi-conduttori
• Diodo non sottoposto a caduta di tensione
– La superficie di contatto diventa un’area di blocco
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Semi-conduttori
• Diodo collegato con il flusso di corrente
– La corrente può scorrere dal substrato di tipo P a quello N quando il V è grande
abbastanza (V0,20,6 Volt)
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Semi-conduttori
• Diodo collegato contro flusso di corrente
– La corrente non può scorrere dal substrato di tipo N al substrato di tipo di tipo P
Toyota Motor Italia – A/S Training
Semi-conduttori
• La conducibilità dei materiali semiconduttori dipende da:
–
–
–
–
Quantità di materiale estraneo
Temperatura (NTC)
Luminosità (può emettere luce)
Pressione
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Semi-conduttori
• Diodo
– La corrente può scorrere in una sola direzione
– Agisce come una resistenza provocando una piccola caduta di tensione (0,3 ~1 V)
– Non può scorrere corrente in direzione opposta
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Diodi
• Al fine di determinare come collegare un diodo, vi è un riferimento su un lato
catodo o lato “-”
a
a
k
k
a
punto
Anodo (+)
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striscia
k
simbolo
Catodo (-)
Diodi
• Applicazioni
– Raddrizzatori
Conduzione
Ingresso
Uscita
Blocco
Ingresso
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Uscita
Diodi
• Zener
– Utilizzato nel verso opposto si comporta come un diodo ordinario fino ad una certa
tensione fissa
– Applicata una tensione superiore definita di “Breakdown” conduce corrente
Tensione di
ingresso
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Tensione di
uscita
Diodi
• Zener
– Applicata una tensione superiore definita di “Breakdown” conduce corrente
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LED
• Diodi ad emissione luminosa collegati nella direzione della corrente
– Emettono luce quando attraversati dalla corrente
– Il terminale più lungo è l’anodo o lato “+” e va collegato nel verso della corrente
LED
Involucro trasparente
Luce (rossa, verde, gialla,
ecc.)
Catodo
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Anodo
Transistor
• Ci sono due tipi di di transistor: NPN e PNP
– Il transistor può essere utilizzato come amplificatore o come interruttore
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Transistor
• Possono essere paragonati ai relè
– La corrente di comando che attraversa la bobina è rappresentata dalla corrente di
base (IB)
– La corrente di alimentazione dell’utilizzatore è detta di collettore (IC) che diventa di
emettitore dopo
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Transistor
• Tipo PNP
– Quando viene superata la tensione minima (VEB) inizia a circolare la corrente (IB) che
permette a IC di scorrere nel circuito dell’utilizzatore
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Transistor
• Tipo NPN
– Quando viene superata la tensione minima (VBE) inizia a circolare la corrente (IB) che
permette a IC di scorrere nel circuito dell’utilizzatore
Nota: dal momento che i circuiti induttivi di commutazione
creano elevati picchi di induzione, per proteggere il transistor,
viene collegato come in figura un diodo in parallelo con
l’avvolgimento
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Elettromagnetismo
•
•
•
•
•
•
Magnetismo
Elettromagnetismo
Forza elettromagnetica
Induzione
Autoinduzione
Mutua induzione
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Elettromagnetismo
• Magnetismo
– Un magnete permanente convenzionale ha due polarità Nord e Sud
– Tra questi poli vengono a crearsi delle linee di flusso magnetico
Linee di flusso magnetico
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Elettromagnetismo
• Elettromagnetismo
– Un elettromagnete è composto da un conduttore attraversato da una corrente,
avvolto intorno ad un cilindro metallico
– Il verso delle linee di flusso dipende dal verso della corrente
Corrente
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Elettromagnetismo
• Forza elettromagnetica (forza di Lorenz)
F=l∙IxB
Forza elettromagnetica (F)
Corrente (I)
Flusso magnetico (B)
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Elettromagnetismo
• Induzione
– Forza elettromotrice (FEM) indotta
E=l∙vxB
Movimento del
conduttore
Verso della corrente
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Elettromagnetismo
• Autoinduzione
Corrente I
Corrente
– Una FEM viene anche creata in un conduttore immerso in un campo magnetico
variabile (aumenta o si riduce di intensità, o varia la sua direzione)
Tempo
Interruttore Batteria
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Interruttore chiuso
Interruttore aperto
Elettromagnetismo
• Mutua induzione
– Viene utilizzata negli avvolgimenti di alta tensione dei sistemi di accensione
Nucleo
Nucleo
ON
dispositivo di
accensione
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OFF
dispositivo di
accensione
Sistema di
avviamento
Sistema di avviamento
•
•
•
•
Principio
Circuito di avviamento
Componenti e disposizione
Riparazione e sostituzione
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• Principio di funzionamento
Forza elettromagnetica
Flusso magnetico
Corrente
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Sistema di avviamento
• La maggior parte dei motorini utilizza elettromagneti per il campo magnetico
Bobina di eccitazione avvolgimenti di Avvolgimento indotto
campo
Bobina di eccitazione avvolgimenti di
campo
Spazzola
Commutatore
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• EWD
Commutatore di accensione
Interruttore avviamento in
folle. Modelli A/T
Collegamento fusibile
Batteria
Toyota Motor Italia – A/S Training
Relè motorino di
avviamento
Motorino di avviamento
Morsetto 50
Morsetto 30
Sistema di avviamento
• Fasi di funzionamento
– Avvicinamento del pignone (bassa velocità motorino)
Bobina di mantenimento
Pistoncino
Molla di
richiamo
Bobina di eccitazione
Leva di comando
Perno
Morsetto 30
Morsetto 50
Morsetto C
Commutatore di accensione
Bobina di eccitazione
Pignone
Batteria
Indotto
Corona conica
Toyota Motor Italia – A/S Training
Scanalature vite
Frizione motorino di
avviamento
Sistema di avviamento
• Fasi di funzionamento
– Bobine di campo e indotto alimentate direttamente (alta velocità motorino)
Bobina di mantenimento
Pistoncino
Molla di
richiamo
Bobina di
eccitazione
Leva di comando
Morsetto 30
Morsetto 50
Morsetto C
Commutatore di accensione
Perno
Bobina di eccitazione
Pignone
Batteria
Indotto
Corona conica
Scanalature vite
Frizione motorino di
Toyota Motor Italia – A/S Trainingavviamento
Sistema di avviamento
• Motorino di avviamento del tipo ad ingranaggio di riduzione
Ingranaggio di
comando
Bobina di
eccitazione
Forcella
Indotto
Molla della spazzola
Spazzola
Ingranaggio folle
Pistoncino
Pignone
Toyota Motor Italia – A/S Training
Interruttore magnetico
Frizione motorino di
avviamento
Sistema di avviamento
• Tipo ad ingranaggi planetari
relè
Leva di comando
spazzole
commutatore
frizione
indotto
Gruppo ingranaggi satellite
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• Tipo ad ingranaggi planetari
Ingranaggio Interno
Albero dell’indotto
Pignone
Ingranaggio satellite
Albero dell’ingranaggio satellite
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• Le ultime versione sono del tipo a magnete permanente
Relè
Leva di comando
Magneti permanenti
Spazzole
Frizione
Indotto
Gruppo ingranaggi satellite
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Commutatore
Sistema di avviamento
• Rimozione
– Scollegare il terminale negativo della batteria
– Scollegare morsetto 30
– Scollegare il filo STA di accensione (morsetto 50)
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Sistema di avviamento
• Rimozione
– Allentare i bulloni che tengono in posizione il motorino
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• Rimuovere
– conduttore dal relè al motorino
– il relè del motorino di avviamento dall’alloggiamento
– i bulloni sulla copertura, la copertura ed il nucleo del motorino di avviamento
dall’alloggiamento
Alloggiamento motorino di
avviamento
Relè
Conduttore isolato
Coperchio di
chiusura
Gancio pistoncino
Leva di
comando
Toyota Motor Italia – A/S Training
Alloggiamento motorino di
avviamento
Forcella motorino di
avviamento
Sistema di avviamento
• Smontaggio
– Pressare le molle delle spazzole e rimuovere le spazzole dal porta spazzole e il porta
spazzole
– Battere il collare di arresto dall’anello elastico con un giravite
– Far leva sull’anello elastico e rimuovere la frizione del motorino di avviamento
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Sistema di avviamento
• Revisione bobina indotto
– Controllare che l’avvolgimento dell’indotto non sia interrotto o in corto a massa
Avvolgimento indotto
Nucleo
indotto
Commutatore
Albero dell'indotto
Assenza di continuità
Toyota Motor Italia – A/S Training
Presenza di continuità
Sistema di avviamento
• Revisione
– Misurare il diametro del commutatore
– Misurare la profondità dei segmenti
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• Revisione bobina di campo
– Controllare l’isolamento tra i terminali delle spazzole e la massa
– Controllare che la continuità tra i terminali delle spazzole
In continuità
Isolamento
Bobina di eccitazione
Indotto
Conduttore isolato
spazzola (gruppo A)
Conduttore
isolato
Conduttore isolato
Conduttore isolato
spazzola
(gruppo B)
Conduttore isolato spazzola (gruppo
A)
Forcella motorino di avviamento
Toyota Motor Italia – A/S Training
Conduttore isolato
spazzola
(gruppo B)
Sistema di avviamento
• Revisione
– Misurare la lunghezza spazzole
– Controllare la frizione
Libero
Bloccato
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Sistema di avviamento
• Solenoide di mantenimento
– Verificare la continuità tra il terminale 50 e la massa
• Solenoide di ritorno al pignone
– Verificare la continuità tra il terminale 50 e C
Avvolgimento di
mantenimento
Morsetto 30
Corpo relè
Avvolgimento di
eccitazione
Morsetto C
Morsetto 50
Toyota Motor Italia – A/S Training
Presenza di continuità
Presenza di continuità
Sistema di avviamento
• Montaggio del motorino d’avviamento
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Sistema di avviamento
• Istallazione
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di avviamento
• Verifica di corretto funzionamento
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Sistema di ricarica
• Principio
• Posizione dei componenti
• Riparazione e sostituzione
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Sistema di ricarica
• Funzione
– Fornisce alimentazione elettrica quando il motore è avviato
Commutatore di accensione
Alternatore
Batteria
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Principio di funzionamento
– Si basa sul fenomeno dell’induzione magnetica
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Sistema di ricarica
• Principio
E=l∙vxB
B
C
B
A
D
A
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Sistema di ricarica
• Produzione di corrente elettrica
– In realtà al posto dei magneti permanenti si utilizzano elettromagneti che consentono
di controllare il livello di tensione prodotta
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Produzione di corrente elettrica
– Nelle applicazioni reali è il campo magnetico a ruotare mentre gli avvolgimenti
sottoposti ad induzione costituiscono l’indotto
raddrizzatore
batteria
Anelli di contatto
spazzole
Avvolgimento dello
statore
Avvolgimento del rotore
campo
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Piastra diodi
– La tensione AC generata viene trasformata in tensione DC dal raddrizzatore, in modo
da consentire la ricarica la della batteria e l’alimentazione di tutti i dispositivi elettrici
della vettura
1
1
2
3
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2
3
Sistema di ricarica
• Regolatore
– Mantiene costante la tensione prodotta che varia al variare della velocità
dell’alternatore
Avvolgimento dello
statore
Regolatore di
tensione IC
Avvolgimento rotore
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Spia ricarica batteria
insufficiente
Sistema di ricarica
• Alternatori SC (Sezione di Conduzione)
– Avvolgimenti dello statore a sezione quadrata piuttosto che circolare
– Il risparmio di spazio consente di alloggiare due gruppi statorici piuttosto che uno
Alternatore con regolatore
Circuito di comando
Interruttore IG
Spia di ricarica
Batteria
Regolatore IC
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Rimozione
Alternatore
Toyota Motor Italia – A/S Training
Staffa
(lato motore)
Sistema di ricarica
• Smontaggio
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Verificare
– La continuità della bobina di eccitazione e il suo isolamento da massa
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Verifica
– Degli anelli di contatto e delle spazzole
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Verifica della piastra diodi
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Montaggio
Coperchio terminale posteriore
Rotore
Coperchio terminale di comando
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Istallazione
Braccio di supporto
Alternatore
Cinghia di trasmissione
Toyota Motor Italia – A/S Training
Sistema di ricarica
• Verifica di corretto funzionamento
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Grazie