Лекция 3.1.44 Источники тока
1. Аккумуляторная батарея, её назначение, устройство и работа.
2. Генератор и регулятор напряжения. Их назначение, устройство и принцип работы. Неисправности генератора (признаки, причины и способы устранения).
Аккумуляторная батарея, ее назначение, устройство и работа
Электрическая энергия в автомобиле используется для :
- зажигания горючей смеси (бензиновые и газовые двигатели);
- пуска двигателя;
- питания приборов освещения, сигнализации, контроля и. т.д.
Источники тока - устройства, преобразующие какой-либо вид энергии в электрический.
В качестве источников тока на автомобиле применяются :
- генератор.
Аккумуляторная батарея (АКБ) служит для пуска двигателя и питания потребителей при неработающем двигателе или работающем на малых оборотах.
В цепях электрического тока на автомобиле, как правило, используется напряжение 12 В.
Свинцовые стартерные АКБ имеют 4 разновидности:
1.моноблок с ячеистыми крышками и внешними перемычками;
2.моноблок с общей крышкой и залитой мастикой перемычками;
3.моноблок с общей крышкой и заливными горловинами (малообслуживаемые);
4.моноблок с общей крышкой, без горловин для залива электролита(необслуживаемая АКБ);
АКБ состоит (Рис.5.1) из 6 кислотных аккумуляторов соединенных последовательно в единый моноблок, разделенный на 6 отделений.
Каждый аккумулятор состоит из:
- блока положительных пластин;
- блока отрицательных пластин (на 1 больше);
- сепараторов (прокладок);
- крышки.
В крышке выполнены заливные отверстия, закрытые пробками с вентиляционными отверстиями.
Пластины выполнены из свинца в виде решеток, заполненных активной массой.
В новых АКБ активная масса состоит из окислов свинца:
Pb3O4- свинцовый сурин
PbO - глет
При первоначальной зарядке АКБ на : “-“ пластинах образуется губчатый свинец(Pb)
“+” - двуокись свинца (PbO2)
Сверху пластины накрыты перфорированным пластиковым щитком (решеткой).
Отдельные аккумуляторы соединены мостиками в АКБ.
Рис. 5.1 Аккумуляторная батарея:
а) общий вид, б) полублоки пластин
Электролит представляет собой раствор серной кислоты(H2SO4) в дистиллированной воде H2O.
Принцип работы аккумулятора определяется следующей химической реакцией:
разряд
PbO2+Pb+2H2SO4 2 PbSO4+2H2O
заряд
Плотность электролита находится в пределах 1,28±0,1 г/см? при 25 ?С
Степень заряда зависит от плотности. Плотность приводится к +20 ?С, г/см?
Полностью Заряженная батарея | Батарея разряжена на: | Батарея разряжена на: |
25% | 50% | |
1,29 | 1,25 | 1,21 |
1,27 | 1,23 | 1,19 |
1,25 | 1,21(зима) | 1,17(лето) |
Требует подзарядки, эксплуатировать нельзя
Снижение температуры аккумулятора на 1?С соответствует разряду на 1%
Маркировка АКБ
Маркировка АКБ в соответствии с ГОСТами следующая:
(ГОСТ 959-91, 959-2002)
6СТ-90ЭМС (ЗИЛ-130)
6 - число аккумуляторов;
СТ – стартерная;
90 - заряд 90 А*ч при 20 часовом цикле разряда;
Э – эбанитовая;
МС - мипластовые сепараторы;
ГОСТ(959-91) “АКБ свинцовые, стартерные для а/м и мотоциклетной техники, U=12В.”
6СТ55
ГОСТ(959-2002) вместо ГОСТ(959-91)
6СТ55АЗ
А - с общей крышкой;
Н - не сухозаряженная;
З - не обслуживаемая, залитая электролитом, заряженная;
Кроме того, АКБ должна содержать следующие данные:
- товарный знак; дату изготовления; ТУ; напряжение(U); разрядный ток в амперах (ток холодной прокрутки); массу в килограммах;
Неисправности аккумуляторной батареи
Повышенный саморазряд:
Причины:
- загрязнение электролита; загрязнение крышки АКБ; применение для приготовления электролита обычной вводы;
Сульфатация пластин:
Признаки - быстрое повышение напряжения и температуры при заряде, плотность при этом повышается незначительно.
Причины - длительная эксплуатация АКБ в разряженном состоянии (при хранении):
- эксплуатации, при низком уровне электролита;
- слишком высокая плотность электролита;
Короткое замыкание:
Признаки:
- малая Э. Д.С. аккумклятора ; “кипение” электролита; снижение плотности;
Причины:
- осыпание активной массы; разрушение сепараторов; коробление пластин;
Генератор и регулятор напряжения
Генератор - основной источник тока при работающем двигателе.
В настоящее время применяются генераторы переменного тока, как более компактные, надежные и простые.
Генератор состоит из следующих основных деталей и элементов (Рис. 5.2):
- ротор(подвижная часть) – вращающийся электромагнит; статор(неподвижная часть); передняя и задняя крышки; приводной шкив с вентилятором; выпрямитель;
Рис. 5.4. Генератор переменного тока
Напряжение к обмотке возбуждения ротора подается через медно-графитовые щетки. Одна щетка присоединена к корпусу (-) а другая - к (+)АКБ.
При включенном зажигании по обмотке возбуждения проходит ток от АКБ, что вызывает намагничивание стальных наконечников ротора. При вращении его, под каждым зубцом статора проходит попеременно северный и южные полюса ротора, магнитные линии пересекают обмотки катушки статора, индуцируя в них переменный ток.
Регулятор напряжения - служит для поддержания постоянного напряжения, создаваемого генератором, при изменении частоты вращения коленчатого вала.
Регуляторы могут быть следующих типов:
- -вибрационные (релейные) (ВАЗ-2101); -контактно-транзисторные (ГАЗ); -бесконтактно-транзисторные (ЗИЛ); -интегральные - малогабаритные неразборные электронные приборы, смонтированы на щеткодержателе, не требуют обслуживания и регулировки(МАЗ, КамАЗ, современный легковой автомобиль);
Принцип действия регуляторов заключается в периодическом включении (и выключении) в цепь обмотки возбуждения дополнительного сопротивления, регулируя силу тока и величину создаваемого магнитного поля, что обеспечивает поддержание напряжения генератора в заданных пределах (13,5-14,5 В).
Неисправности генератора и регулятора напряжения:
- обрыв и КЗ в обмотках;
- повышенный износ щеток и контактных колец;
Техническое обслуживание АКБ и генератора.
Ежедневное техническое обслуживание:
- осмотр АКБ и генераторной установки; проверка натяжения приводных ремней генератора; очистка клемм АКБ, их смазка;
1 раз в 10 дней - контроль плотности электролита. Проверка уровня электролита и напряжения на клеммах АКБ.
Техническое обслуживание №1(ТО-1):
- очистка АКБ от грязи и электролита; прочистка вентиляционных отверстий; проверка крепления и надежность контакта наконечников проводов с клеммами; проверить уровень электролита;
Техническое обслуживание №2(ТО-2):
- проверка крепления АКБ, генератора; проверить плотность электролита (СО); продувка генератора сжатым воздухом; очистка и регулировка щеткодержателя.
Контрольные вопросы
1. Какие основные приборы входят в систему электрооборудования автомобиля.
2. Как устроена стартерная АКБ.
3. Устройство и работа генератора переменного тока.
4. Как устроен и работает регулятор напряжения.
Система зажигания
1. Назначение системы зажигания. Общая схема батарейного зажигания. Цепи тока низкого и высокого напряжения.
3. Особенности устройства транзисторной и бесконтактной систем зажигания.
3. Неисправности системы зажигания (признаки, причины и способы устранения).
4. Установка зажигания. Проверка правильности установки зажигания.
Назначение системы зажигания. Схема батарейного зажигания. Цепи тока низкого и высокого напряжения
Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах в соответствии с порядком работы двигателя.
Рабочая смесь в карбюраторах двигателях воспламеняется электрической искрой, проскакивающей между электродами свечи зажигания. Однако источники тока обеспечивают напряжение 12 В, а для преодоления электрического сопротивления рабочей смеси, сжатой до 10 кг/см? (1,0МПа) необходимо на электроды подать напряжение более 20 000 В.
Назначение
Таким образом, система зажигания предназначена для:
1) преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения;
2) распределения тока высокого напряжения по цилиндрам.
В зависимости от способа прерывания тока в первичной цепи батарейные системы зажигания подразделяются на:
- контактные; контактно-транзисторные; бесконтактно-транзисторные;
Схема батарейного зажигания показана на рис. 6.1.
Рис.6.1. Схема батарейного зажигания: цепь низкого напряжения;
цепь высокого напряжения
К контактной батарейной системе зажигания (Рис. 6.2) относятся:
1. источники тока низкого напряжения (АКБ, генератор с РР);
2. включатель зажигания, размыкающий тип низкого напряжения при неработающем двигателе;
3. катушка зажигания, преобразующая ток низкого напряжения (в первичной обмотке) в импульсы тока высокого напряжения (во вторичной обмотке), необходимые для искрового разряда на свечах зажигания;
4. прерыватель – распределитель, состоящий из прерывателя, разрывающего в нужный момент цепь низкого напряжения, и распределителя, подводящего импульсы высокого напряжения к свечам в порядке работы двигателя.
К прерывателю относятся (Рис.6.3):
- кулачок;
- подвижный и неподвижный контакты;
- конденсатор
К распределителю (Рис. 6.4):
- крышка с контактами
- ротор
Привод во вращательное движение кулачка и ротора (установлены на едином приводном валике) от распределительного вала двигателя.
Прерыватель оборудован рядом автоматических и ручных регуляторов угла опережения зажигания:
- центробежным (Рис.6.5)– для корректировки угла опережения в зависимости от числа оборотов; вакуумным (Рис.6.6) – в зависимости от нагрузки; ручным октан-корректором (Рис.6.7)– в зависимости от применяемого бензина.
5. Конденсатор, включенный параллельно контактам прерывателя, уменьшает искрение и их обгорание
6. Свечи зажигания – для образования искрового разряда (рис. 6.8).
7. Провода низкого и высокого напряжения.
На корпусе (или внутри) катушки зажигания располагается дополнительное сопротивление, предохраняющее обмотку (первичную) от перегрева при работе на малых оборотах. При пуске дополнительное сопротивление отключается.
Особенности устройства транзисторной и бесконтактной
систем зажигания
Контактно-транзисторная система зажигания (КТСЗ) ЗиЛ-130 (Рис.6.9, 6.10) позволяет увеличить вторичное напряжение (т. е. более надежное воспламенение смеси) и одновременно уменьшить силу тока, протекающего через контакты прерывателя (т. е. уменьшить искрение на них и, соответственно, увеличить срок их службы).
Помимо обычных приборов такая система дополнительно имеет:
- транзисторный коммутатор;
- блок добавочных резисторов (обычно два).
Прерыватель размыкает не первичную цепь, а цепь тока небольшой силы (0,7А), управляющую транзистором.
Катушка зажигания КТСЗ (Б114) отличается меньшим сопротивлением, поэтому сила тока не превышает 4А.
Бесконтактная система зажигания (БКСЗ). Устанавливается на все современные автомобили, не обладает недостатками контактных батарейных систем зажигания (малый срок службы, необходимость ТО контактов прерывателя; резкое снижение напряжения во вторичной цепи при малой частоте вращения – при пуске).
БКСЗ (Рис. 6.11, 6.12) состоит из:
- источников тока; датчика-распределителя; электронного коммутатора; катушки зажигания; свечей зажигания; выключателя зажигания.
При включении включателя зажигания и вращении коленчатого вала датчик выдает импульс, определяющий момент искрообразования и управляющий коммутатором, который прерывает ток в первичной обмотке катушки.
Неисправности системы зажигания.
К неисправностям системы зажигания следует отнести:
1. Позднее зажигание
Признаки:
- снижение мощности перегрев «выстрелы из глушителя» увеличение расхода топлива
Определяется при движении на прогретом двигателе по ровной дороге, v=50км/час на прямой передаче. Необходимо резко увеличить подачу топлива.
- слабые, непродолжительные стуки>норма отсутствие стуков>позднее зажигание непрекращающиеся стуки>раннее зажигание
2. Раннее зажигание
Признаки:
- снижение мощности увеличение расхода топлива стуки при работе двигателя
3. Перебои в одном из цилиндров
Причины:
- неисправность свечи зажигания
- повреждение изоляции провода высокого напряжения.
Неисправность свечи зажигания:
- нарушенный зазор отложение нагара замасливание трещина в изоляторе.
Обнаружение – поочередное отключение цилиндров, снимая наконечники проводов с электрода свечи.
При исправной свече – падение оборотов, увеличение перебоев, остановка двигателя.
4. Перебои в работе нескольких цилиндров.
- обгорание и загрязнение контактов нарушение зазора в контактах периодическое замыкание рычажка прерывателя на «массу» неисправность конденсатора повреждение обмотки КЗ трещины в крышке и роторе распределителя
ТО системы зажигания
ЕТО – проверить внешним осмотром состояние и чистоту приборов.
ТО-1 – проверка контактов прерывателя чистой тряпкой смоченной в бензине.
ТО-2
- очистка поверхностей коммутатора, КЗ, изоляторов свечей, проводов
от грязи и масла
- протереть внутреннюю поверхность крышки распределителя проверить состояние контактов отрегулировать зазор 0,35-0,45 мм
Смазать:
- ось рычажка прерывателя
- втулку привода моторное масло, несколько капель
- фильц кулачка
СО:
- вывернуть свечи, проверить их состояние очистить от загара отрегулировать зазор между электродами 0,85-1,0 летом
0,6-0,7 зимой
Установка зажигания.
Проверка правильности установки зажигания
При необходимости регулируется угол опережения зажигания в следующей последовательности:
- подключить лампу 12В между «М» и контактами низкого напряжения прерывателя
- установить поршень 1-ого цилиндра в положение ВМТ в конце такта сжатия;
(вывернуть свечу, вставить пробку, отвертку, закрыть пальцем)
- поворачивая коленчатый вал установить по меткам, т. е. совместить их
- ослабить крепление корпуса прерывателя
- включить зажигание
- поворачивать корпус по часовой стрелке до замыкания контактов
- поворачивать корпус против часовой стрелки до начала размыкания контактов – лампа загорится
- выключить зажигание
- закрепить корпус
- присоединить провода высокого напряжения, начиная с первого.
Контрольные вопросы
1. Устройство и работа системы батарейного зажигания.
2. Цепи тока низкого и высокого напряжения.
3. Для чего предназначен угол опережения зажигания, как он регулируется.
4. Чем отличается контактно-транзисторная система зажигания от обычной системы батарейного зажигания.
Потребители тока
1. Назначение, устройство и работа системы пуска двигателя.
2. Неисправности стартера, причины и способы их устранения.
3. Устройство внешних световых приборов. Их неисправности, причины и способы устранения.
Назначение, устройство и работа системы пуска двигателя
Стартер служит для пуска двигателя. Представляет собой четырехполюсный электродвигатель постоянного тока.
Стартер (рис. 71.) состоит из:
корпуса с 4 полюсами и обмотками возбуждения; якоря с обмоткой и коллектором; крышек; щеток в щеткодержателе (медно-графитовые).
Так как стартер потребляет большой ток (до 600А), обмотки выполнены из толстой проволоки прямоугольного сечения.
На корпусе расположен включатель с двумя контактами для замыкания цепи стартера и два – для выключения дополнительного сопротивления системы зажигания.
5) Механизм включения стартера дистанционный и состоит из:
- реле включения; тягового реле, расположенного на корпусе (втягивающая и удерживающая обмотки, якорь с подвижными контактами) (рис.7.2); рычага с вилкой; шлицевой втулки; пружины; муфты свободного хода, предотвращающая “разнос” якоря после пуска: шлицевая муфта, совмещенная с ведущей обоймой;
- наружная ведомая обойма выполненная заодно с шестерней (внутри ведомой обоймы размещены 4 ролика).
Принцип работы стартера
При повороте ключа включателя зажигания ток от АКБ поступает в тяговое реле, в котором под воздействием магнитного поля якорь смещается в сторону контактных болтов.
Одновременно якорь тянет рычаг, который сдвигает шлицевую муфту и вводит в зацепление шестерню с зубчатым венцом маховика двигателя.
В конце хода якорь контактным диском замыкает контактные болты силовой цепи стартера, который начинает вращать коленчатый вал.
При пуске ролики заклинивают ведомую обойму муфты свободного хода, после запуска двигателя (Nдвигателя > Nстартера) ролики сдвигаются – ведомая шестерня вращается свободно.
Неисправности стартера, причины и способы их устранения
Характерные неисправности:
- обрыв, замыкание в электрических цепях стартера или тягового реле; износ щеток или коллекторных пластин; ослабление щеточных пружин и зависание щеток; подгорание силовых контактов тягового реле; ослабление крепления стартера; нарушение регулировки тягового реле;
Стартер не включается (АКБ заряжена):
- короткое замыкание, обрыв обмоток реле или стартера;
Повторяющиеся щелчки при включении стартера:
- обрыв удерживающей обмотки;
Стартер не проворачивает коленчатый вал:
- зависание щеток или подгорание коллектора; подгорание контактов реле; межвитковое замыкание в стартере;
Металлический скрежет при включении стартера:
- ослабление крепления; забоины на зубьях маховика;
Техническое обслуживание
ТО-2:
- очистить наружные детали от грязи и масла; проверить крепление стартера к картеру маховика двигателя;
СО:
- проверить состояние щеточного узла;
Устройство внешних световых приборов и световой сигнализации
Наиболее рассредоточенной частью электрического оборудования автомобиля является система освещения. К ней относится:
- фары(блок-фары) (рис.7.3.); подфарники (рис.7.4); задние фонари (рис.7.5); указатели поворотов (рис.7.6); фонари освещения номерного знака и багажника (легковой автомобиль); плафоны освещения салона; подкапотная лампа; лампа освещения щитка приборов; контрольные лампы; фонари заднего хода;
Цепи приборов освещения и сигнализации имеют переключатели и выключатели. Они защищены предохранителями.
Неисправности и ТО световых приборов и сигнализации
Неисправности:
- обрыв проводов; плохой контакт; перегорание нитей ламп; механические повреждения;
ЕО:
- удалить грязь; проверить работу приборов освещения и указателей поворотов;
ТО-1:
- проверить крепление фар; проверка состояния ламп;
ТО-2
- проверка и при необходимости регулировка направления луча света фар (рис.7.8).
Контрольные вопросы
Каким образом устроен и работает стартер. Для чего в приводе стартера установлена муфта свободного хода. Какие осветительные приборы имеются на автомобиле и как они работают. Основные неисправности приборов освещения, причины их вызывающие и способы устранения.
