2. Система электрооборудования

2.1 Опишите конструкцию и принцып действия генератора

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор - устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям. Требования, предъявляемые к генератору:

• выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи;

• напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

Последнее требование вызвано тем, что аккумуляторная батарея весьма чувствительна к степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение вызывает недозаряд батареи и, как следствие, затруднения с пуском двигателя, слишком высокое напряжение приводит к перезаряду батареи и, ускоренному выходу ее из строя. Принцип работы генератора и его принципиальное конструктивное устройство одинаковы для всех автомобилей, отличаются только качеством изготовления, габаритами и расположением присоединительных узлов. Основные части генератора:

1. Шкив – служит для передачи механической энергии от двигателя к валу генератора посредством ремня;

2. Корпус генератора состоит из двух крышек: передняя (со стороны шкива) и задняя (со стороны контактных колец), предназначены для крепления статора, установки генератора на двигателе и размещения подшипников (опор) ротора. На задней крышке размещаются выпрямитель, щеточный узел, регулятор напряжения (если он встроенный) и внешние выводы для подключения к системе электрооборудования;

3. Ротор - стальной вал с расположенными на нем двумя стальными втулками кпювообразной формы. Между ними находится обмотка возбуждения, выводы которой соединены с контактными кольцами. Генераторы оборудованы преимущественно цилиндрическими медными контактными кольцами;

4. Статор - пакет, набранный из стальных листов, имеющий форму трубы. В его пазах расположена трехфазная обмотка, в которой вырабатывается мощность генератора;

5. Сборка с выпрямительными диодами - объединяет шесть мощных диодов, запрессованных по три в положительный и отрицательный теплоотводы;

6. Регулятор напряжения - устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды;

7. Щеточный узел – съемная пластмассовая конструкция. В ней установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора;

8. Защитная крышка диодного модуля.

Рассмотрим электрическую схему соединения элементов генератора. Принципиальная электрическая схема генераторной установки: 1. Включатель зажигания; 2. Помехоподавляющий конденсатор; 3. Аккумуляторная батарея; 4. Лампа-индикатор исправности генератора; 5. Положительные диоды силового выпрямителя; 6. Отрицательные диоды силового выпрямителя; 7. Диоды обмотки возбуждения; 8. Обмотки трех фаз статора; 9. Обмотка возбуждения(ротор); 10. Щеточный узел; 11. Регулятор напряжения; B+ Выход генератора "+"; B- "Масса" генератора; D+ Питание обмотки возбуждения, опорное напряжение для регулятора напряжения. В основе работы генератора лежит эффект электромагнитной индукции. Если катушку, например, из медного провода, пронизывает магнитный поток, то при его изменении на выводах катушки появляется электрическое напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока. И наоборот, для образования магнитного потока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Таким образом, для получения переменного электрического тока требуются источник переменного магнитного поля и катушка, с которой непосредственно будет сниматься переменное напряжение.

2.2 Диагностирование и устранение неисправностей ротора и выпрямителя блока

Чтобы осуществить проверку ротора распределителя-прерывателя нет необходимости снимать его.

Инструменты и материалы:

1. Сначала вам необходимо подвести конец центрального провода высокого напряжения от катушки зажигания на расстояние 3 мм от бокового контакта ротора.

2. Рукой разомкните контакты прерывателя.

3. Обратите внимание, если в зазоре между боковым контактом ротора и центральным проводом при размыкании контактов появляется искра, то это говорит о наличии трещины в роторе, он замыкает на «массу» автомобиля.

4. При наличии такой неисправности ротор нужно поменять.

Проверка выпрямительного блока генератора

Схемы для проверки диодов выпрямительного блока

а – проверка одновременно “положительных” и “отрицательных” диодов; б – проверка “отрицательных” диодов; в – проверка “положительных” диодов; 1 – аккумуляторная батарея;

2 – контрольная лампа; 3 – генератор; 4 – вывод “Б” регулятора напряжения; 5 – провод общего вывода дополнительных диодов

Исправный диод пропускает ток только в одном направлении. Неисправный – может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), либо пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание).

В случае повреждения одного из диодов выпрямительного блока необходимо заменять целиком выпрямительный блок.

Короткое замыкание диодов выпрямительного блока можно проверить, не снимая генератор с автомобиля, предварительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи и генератора. Проверить можно омметром или с помощью лампы (1–5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи.

Обрыв в диодах без разборки генератора можно обнаружить либо осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20–30%) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным. Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в диодах нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в диодах выпрямительного блока.

порядок выполнения :

1. У генератора 37.3701 перед проверкой надо отсоединить вывод “Б” регулятора напряжения от клеммы “30” генератора и провод от вывода “В” регулятора напряжения. У генераторов с новым регулятором напряжения вывод “Б” отсутствует и у него надо отсоединять только провод вывода “В”.

2. Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно в “положительных” и “отрицательных” диодах. Для этого “плюс” батареи через лампу подсоедините к зажиму “30” генератора, а “минус” к корпусу генератора. Если лампа горит, то “отрицательные” и “положительные” диоды имеют короткое замыкание.

3. Короткое замыкание только “отрицательных” диодов можно проверить, соединив “плюс” батареи через лампу с одним из болтов крепления выпрямительного блока, а “минус” с корпусом генератора.

4. Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких “отрицательных” диодах. Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть и следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора. Однако такая неисправность встречается реже, чем короткое замыкание диодов.

5. Для проверки короткого замыкания только в “положительных” диодах “плюс” батареи через лампу соедините с зажимом “30” генератора, а “минус” – с одним из болтов крепления выпрямительного блока. Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких “положительных” диодов.

2.3 Обоснуйте иделальное напряжение зарядки для батареи с номиналом 12в

Заряд АКБ

Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного (выпрямленного) тока. Можно использовать любые выпрямители, допускающие регулировку зарядного тока или напряжения. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую батарею полностью (до 100% ее фактической емкости).

Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным.

В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи. При выборе зарядного устройства следует руководствоваться информацией, приведенной ниже.

Заряд при постоянстве тока

Заряд батареи производится при постоянной величине зарядного тока, равной 0,1 х С20 (0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда). Это значит, что для батареи емкостью 60 А•ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.

Недостаток такого способа — необходимость постоянного (каждые 1-2 часа) контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда.

Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А•ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А•ч).

Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита.

Заряд при постоянстве напряжения

При заряде этим методом степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%. Полностью зарядить батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В.

В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда до 20-25 А.

По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда (если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения). Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Обычно критерием окончания заряда в подобных устройствах является достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако, для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых батарей с помощью выпускаемых промышленностью зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется более суток.