Автоэлектрик

АВТОЭЛЕКТРИК

Сайт об электрооборудовании

КАЛЕНДАРЬ
«»
ПнВтСрЧтПтСбВс
НОВЫЕ СТАТЬИ

Постоянная ссылка на руководства по установке охранно-телематических комплексов StarLine. Выбрать автомобиль


Воспользуйтесь схемой для самостоятельного подключения прицепа к автомобилю


Схема доработки дворников на автобусах Нефаз. Включение прерывистого положения.


SCHER-KHAN MAGICAR 7S РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ


Электрооборудование автобусов ЛиАЗ

Яндекс.Метрика


Рейтинг@Mail.ru


КНИГИ ПО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ

Электрооборудование автомобилей

Авторы: Резник А.М.   Орлов В.П.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Глава 1.Стартерные аккумуляторные батареи.

§1.      Общие сведения.

§2.      Устройство.

§3.      Основные характеристики.

§4.      Подготовка к эксплуатации.

§5.      Методы заряда.

§6.      Эксплуатация аккумуляторных батарей.

Контрольные вопросы.


Глава 2.Генераторные установки.

§7.      Общие сведения.

§8.      Генераторы постоянного тока.

§9.      Генераторы переменного тока.

§10.     Регулирование напряжения генераторов.

§11.     Защита генераторов.

§12.     Генераторные установки постоянного тока.

§13.     Генераторные установки переменного тока.

§14.     Техническое обслуживание генераторных установок.

Контрольные вопросы.


Глава 3.Стартеры.

§15.     Общие сведения.

§16.     Устройство стартеров.

§17.     Характеристики и схемы включения стартеров.

§18.     Техническое обслуживание стартеров.

Контрольные вопросы.


Глава 4.Система зажигания.

§19.     Общие сведения.

§20.     Принцип действия системы зажигания.

§21.     Свечи зажигания.

§22.     Аппараты классической системы зажигания.

§23.     Контактно-транзисторная система зажигания.

§24.     Бесконтактные системы зажигания.

§25.     Техническое обслуживание системы зажигания.

Контрольные вопросы.


Глава 5.Контрольно-измерительные приборы.

§26.     Общие сведения.

§27.     Приборы измерения температуры.

§28.     Приборы измерения давления.

§29.     Приборы измерения уровня топлива.

§30.     Приборы контроля зарядного режима аккумуляторной батареи.

§31.     Спидометры и тахометры.

Контрольные вопросы.


Глава 6.Освещение и световая сигнализация.

§32     Общие сведения.

§33     Осветительные приборы.

§34     Светосигнальные приборы.

§35     Схемы включения светотехнических приборов.

§36     Техническое обслуживание световых приборов.

Контрольные вопросы.


Глава 7.Дополнительное электрооборудование.

§37     Электрические звуковые сигналы.

§38     Электродвигатели постоянного тока.

§39     Стеклоочистители.

§40     Общие коммутационные средства.

Контрольные вопросы.


Глава 8.Схемы электрооборудования автомобилей и основные сведения о технической диагностике.

§41     Схемы электрооборудования автомобилей.

§42     Поиск неисправностей в схемах электрооборудования.

§43     Основные сведения о технической диагностике.

Контрольные вопросы.


ЧАСТЬ ВТОРАЯ

РЕМОНТ

Глава 9.Основные сведения об обработке деталей.

§44     Допуски и посадки, шероховатость поверхности.

§45     Измерительные инструменты и техника измерений.

Контрольные вопросы.


Глава 10.Общие сведения о ремонте.

§46     Дефекты и износы деталей.

§47     Виды ремонта.

§48     Технический процесс ремонта.

Контрольные вопросы.


Глава 11.Ремонт аккумуляторных батарей.

§49     Неисправности.

§50     Разборка и дефектовка деталей.

§51     Ремонт.

§52     Сборка и испытание.

Контрольные вопросы.


Глава 12.Ремонт генераторов постоянного тока.

§53     Неисправности.

§54     Разборка и дефектовка деталей.

§55     Ремонт.

§56     Сборка и испытание.

Контрольные вопросы.


Глава 13.Ремонт генераторов переменного тока.

§57     Неисправности, разборка и дефектовка деталей.

§58     Ремонт.

§59     Сборка и испытание.

Контрольные вопросы.


Глава 14.Ремонт реле-регуляторов и регулировка напряжения.

§60     Неисправности, разборка и дефектовка.

§61     Ремонт.

§62     Сборка, регулировка и испытание.

Контрольные вопросы.


Глава 15.Ремонт стартеров.

§63     Неисправности, разборка и дефектовка деталей.

§64     Ремонт.

§65     Сборка, регулировка и испытание.

Контрольные вопросы.


Глава 16.Ремонт аппаратов зажигания.

§66     Ремонт распределителей.

§67     Ремонт транзисторных коммутаторов.

§68     Ремонт катушек зажигания.

Контрольные вопросы.


Глава 17.Ремонт контрольно-измерительных приборов и дополнительного электрооборудования.

§69     Неисправности контрольно-измерительных приборов.

§70     Ремонт контрольно-измерительных приборов.

§71     Сборка контрольно-измерительных приборов.

§72     Испытание и регулировка контрольно-измерительных приборов.

§73     Ремонт дополнительного электрооборудования.

Контрольные вопросы.


Глава 18.Техника безопастности.

§74     Техника безопастности при техническом обслуживании и ремонте электрооборудования.

§75     Правила техники безопастности при техническом обслуживании и ремонте аккумуляторных батарей.

§76     Правила санитарии и оказание первой помощи.

Контрольные вопросы.


ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия на автомобилях применяется для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах и пуске двигателя внутреннего сгорания, питания контрольно-измерительных приборов и других потребителей, для освещения пути следования автомобиля и передачи различной информации об автомобиле другим участникам движения. Для электрооборудования автомобилей установлено номинальное напряжение 12 и 24 В.

Электрооборудование автомобиля (рис.1) в зависимости от целевого назначения отдельных изделий можно разделить на систему электроснабжения, систему пуска, систему зажигания, систему освещения и световой сигнализации, контрольно-измерительные приборы и дополнительное электрооборудование.

Система электроснабжения включает в себя генераторную установку и аккумуляторную батарею. Генераторная установка состоит из генератора и устройства, обеспечивающего постоянство его напряжения и при необходимости его защиту, — регулятора напряжения или реле-регулятора. Современные автомобили оснащены генераторными установками переменного тока.

Система пуска содержит стартер, аккумуляторную батарею и дополнительное реле стартера ( таким образом, аккумуляторная батарея участвует в работе двух систем. )

С помощью стартера происходит принудительное проворачивание коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания при пуске. Электрическая часть стартера представляет собой электродвигатель постоянного тока, потребляющий при работе ток в сотни ампер. Питание стартера осуществляется от аккумуляторной батареи.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси электрической искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи. Источником высокого напряжения служит катушка зажигания, преобразующая ток низкого напряжения, получаемый от источников питания, в ток высокого напряжения. Система включает в себя также распределитель, который обеспечивает подачу высокого напряжения на свечи отдельных цилиндров и регулирование момента зажигания. В контрольно-транзисторных системах в отличии от классических ( см. рис.1 ) применяется также транзисторный коммутатор.

Система освещения и световой сигнализации объединяет осветительные ( фары головного света, противотуманные фары ), светосигнальные приборы ( габаритные и стояночные огни, световозвращатели, указатели поворота и т.д. ), включатели и переключатели. Основной функцией приборов освещения является освещение пути следования автомобиля, а приборов сигнализации — передача информации об автомобиле другим участникам движения.

Контрольно-измерительные приборы, — это приборы измерения температуры, давления, уровня топлива, скорости движения автомобиля и пройденного пути, частоты вращения коленчатого вала двигателя, контроля зарядного режима аккумуляторной батареи. К контрольно-измерительным приборам относятся также сигнализаторы, реагирующие на определённое, чаще всего предельное, значение измеряемого параметра и информирующие об этом световым или звуковым сигналом.

Дополнительное электрооборудование выполняет вспомогательные функции на автомобиле. К нему относятся звуковые сигналы, стеклоочистители, электрооборудование, обеспечивающего отопление и вентиляцию, и общие коммутационные приборы ( выключатели, предохранители, провода ).

Основной тенденцией развития электрооборудования автомобиля является увеличение числа и мощности потребителей. Это объединяется стремлением улучшить условия труда водителей и повысить безопастность движения. Указанная тенденция вызывает необходимость повышения мощности источников электрической энергии.

Схема электрооборудования автомобиля

Рис. 1. Схема электрооборудования автомобиля:
Г — генератор; АБ — аккумуляторная батарея; РН (РР) — регулятор напряжения ( реле-регулятор ); А — амперметр; ВЗ — выключатель зажигания; К — дополнительное реле стартера; Ст — стартер; КЗ — катушка зажигания; Р — распределитель зажигания; Св — свечи; Пр1 Пр2 Пр3 — термобимиталические предохранители; Кл1 — контрольная лампа указателей поворота; УУ,УТ,УД — указатели уровня соответственно топлива, температуры, давления; ДУ, ДТ, ДД — датчики уровня соответственно топлива, температуры, давления; РП — реле-прерыватель указателей поворота; В1 — переключатель указателей поворота; ПФ1, ПФ2 — передние фонари; В2 — выключатель сигналов торможения; ФП1, ФП2 — задние фонари; Кл2 — контрольная лампа дальнего света фар; ФГ1,ФГ2 — фары головные; В3 — центральный переключатель света; В4 — переключатель света фар; ФН3 — фонарь освещения номерного знака; Зв — звуковой сигнал; Кн — кнопка включения звукового сигнала; Сл — электродвигатель стеклоочистителя; В5 — переключатель электродвигателя стеклоочистителя.

Кроме того, постоянно повышается технический уровень традиционных изделий электрооборудования за счёт применения новых материалов, электронных приборов и совершенствования технологии производства.

Электрооборудование современных автомобилей представляет собой соединённые по определённым достаточно сложным схемам источники и потребители. На детали электрооборудования и соединения схемы в целом приходится 20 — 30% всех неисправностей автомобиля, что свидетельствует о значительном влиянии электрооборудования на надёжность и эффективность работы автомобиля. Поэтому очень важным является поддержание электрооборудования в исправном состоянии на протяжении всего периода эксплуатации автомобиля.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Глава 1.

СТАРТЕРНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

На автомобилях применяют стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Основным потребителем, определяющем тип и конструкцию аккумуляторной батареи, является стартер. Потребляемый стартером ток при пуске двигателя, особенно при низких температурах, достигает нескольких сотен ампер. Аккумуляторные батареи на автомобилях устанавливают в двигательном отсеке, кабине или снаружи.

В любом источнике энергии происходит преобразование одного вида энергии в другой. Свинцовый аккумулятор относится к химическим источникам тока. Так называют устройства, превращающие энергию, выделяемую при химических реакциях, в электрическую.

В свинцовом аккумуляторе процессы протекают обратимо. Активные вещества, израсходованные в процессе реакции, могут восстанавливаться при пропускании через аккумулятор постоянного тока от другого источника электрической энергии. Процесс, при котором происходит преобразование химической энергии в электрическую, называется разрядом, обратный процесс — зарядом.

Активными веществами заряженного аккумулятора являются: двуокись свинца PbO2 тёмно-коричневого цвета на положительном электроде, губчатый свинец Pb тёмно-серого цвета на отрицательном электроде и водный раствор серной кислоты ( H2SO4 + H2O ) — электролит, в котором помещают электроды. Если положительный и отрицательный электроды соединить между собой через какой-нибудь потребитель электрической энергии, например лампочку (рис. 2а), то через потребитель (внешний участок цепи) и аккумулятор (внутренний участок цепи) начнёт протекать разрядный ток.

В процессе разряда аккумулятора активная масса отрицательного и положительного электродов преобразуется в сульфат свинца PbSO4. При этом тёмно-серый цвет отрицательного электрода меняется на светло-серый, а тёмно-коричневый положительного — на светло-коричневый. Так в процессе разряда на протекание реакций расходуется серная кислота и образуется вода, плотность электролита постепенно уменьшается.

В процессе заряда аккумулятора (рис. 2б) ток по цепи протекает в противоположном направлении. При этом происходит восстановление материала электродов. Процесс сопровождается увеличением количества серной кислоты в электролите, отчего плотность его повышается.

После полного восстановления активных веществ положительного и отрицательного электродов плотность электролита перестаёт повышаться. Это служит признаком конца заряда аккумулятора.

Процессы, происходящие в свинцовом аккумуляторе

Рис.2 Процессы, происходящие в свинцовом аккумуляторе:
а — разряд; б — заряд

В конце заряда также начинается процесс разложения воды на кислород и водород,характеризующийся появлением на поверхности электролита пузырьков газа. Этот процесс называют «кипением» аккумулятора.

Химические изменения, происходящие при разряде—заряде в свинцовом аккумуляторе, описываются уравнением:

PbO2 + Pb + 2H2SO4 ⇄ 2PbSO4 + 2H2O

где при чтении слева направо — процесс разряда, а справа налево — заряда.

§2. УСТРОЙСТВО

Стартерная аккумуляторная батарея

Рис. 3 Стартерная аккумуляторная батарея.

Аккумуляторная батарея состоит из последовательно соединённых аккумуляторов. На автомобилях используют стартерные аккумуляторные батареи номинальным напряжением 6 и 12 В, состоящие соответственно из трёх и шести аккумуляторов. При номинальном напряжении бортовой сети 24 В обычно используют две 12-вольтовые аккумуляторные батареи. Следует помнить, что 6-вольтовые аккумуляторные батареи снимаются с производства.

Полюсные выводы стартерной аккумуляторной батареи

Рис. 4.Полюсные выводы стартерной аккумуляторной батареи.

Электрод стартерной аккумуляторной батареи

Рис. 5.Электрод стартерной аккумуляторной батареи.

Сепаратор

Рис. 6. Сепаратор.

Крышка аккумулятора

Рис. 7. Крышка аккумулятора.

Устройство аккумуляторных пробок

Рис. 8. Устройство аккумуляторных пробок.

Автомобильные аккумуляторные батареи (рис. 3) выпускают в едином эбонитовом или пластмассовом моноблоке 11. Моноблок разделён перегородками на ячейки. На дне каждой ячейки имеются призмы 12, служащие опорой для электродов и сепараторов и создающие пространство, предназначенное для накопления шлама, образующегося в результате оплывания активной массы электродов. Это предохраняет разноимённые электроды от замыкания шламом.

В каждой ячейке моноблока помещены отрицательные 1 и положительные 3 электроды, разделённые сепараторами 2, и собранные в блок электродов 13. Электроды одной полярности сварены между собой с определённым зазором свинцовым мостиком 6, к которому приварен борн 4.

Число отрицательных электродов обычно на один больше, чем положительных. Крайними в этом случае являются отрицательные электроды. В некоторых случаях число положительных электродов равно числу отрицательных или на один больше. Над блоком электродов укладывают эбонитовый или пластмассовый щиток 5, предохраняющий верхние кромки сепараторов от механических повреждений. Каждый аккумулятор закрывают отдельной крышкой 7 из эбонита или пластмассы. Крышка снабжена отверстием для заливки электролита, закрытым резьбовой пробкой 9.

Аккумуляторы соединены между собой последовательно межэлементными соединениями 8 следующим образом: выводной борн отрицательных пластин первого аккумулятора соединяется с борном положительных пластин второго аккумулятора. На борны положительных электродов первого аккумулятора и отрицательных электродов последнего наваривают конусные полюсные выводы 10, служащие для присоединения аккумуляторной батареи к внешней цепи.

Места сопряжения крышек 7 с моноблоком, предварительно проложенные резиновыми уплотнительными прокладками или асбестовым шнуром, герметизируют заливочной битумной мастикой. Уплотнения предохраняют от попадания мастики внутрь аккумулятора. Большинство моноблоков имеет специальные посадочные места для крышек и в этом случае уплотнения не применяют. Аккумуляторные батареи, имеющие большую массу, снабжены ручками для переноски.

Размеры полюсных выводов (рис.4), на которых закрепляют разрезные наконечники подводящих проводов, стандартизованы. У некоторых аккумуляторных батарей конструкция полюсных выводов предусматривает крепление болтовым соединением.

Электрод стартерной аккумуляторной батареи (рис. 5) состоит из решётки, ячейки которой заполнены пористой активной массой. Решётка состоит из рамки 1, вертикальных и горизонтальных жилок, токоотводящего ушка 2, за которое электроды приваривают к мостику, и двух ножек 3, которыми электрод опирается на призмы моноблока.

Сепараторы (рис. 6) представляют собой тонкие листы пористого кислотостойкого материала, предназначенные для предотвращения замыкания разноимённых электродов. Материалом сепараторов служит мипор, мипласт, поровинил, порвиг, винипор. Обычно сепараторы имеют, с одной стороны, гладкую поверхность, с другой — ребристую, которая обращена к положительному электроду, что обеспечивает лучшее поступление к нему электролита.

Наиболее широко применяемая конструкция крышек аккумуляторов показана на рис. 7. Крышка снабжена тремя отверстиями. Два отверстия 1 служат для вывода борнов блока электродов, третье резьбовое отверстие 2 — для заливки электролита. В отверстия 1 крышки запрессованы свинцовые втулки 3. При сварке борна с перемычкой или полюсными выводами одновременно сваривается верхняя часть втулок. Этим обеспечивается надёжная герметизация крышки в месте выхода борна.

Пробки (рис. 8.) изготовляют из эбонита или пластмассы. Пробки имеют вентиляционные отверстия 1, обеспечивающие выход газов. Чтобы предотвратить выплёскивание электролита во время движения автомобиля, между пробкой и отверстием устанавливают резиновую шайбу 2, а саму пробку снабжают отражателем 3. Некоторые пластмассовые пробки имеют конусный бортик 4, плотно прилегающий к горловине отверстия. В этом случае резиновая шайба не ставится.

При хранении аккумуляторных батарей, не залитых электролитом, в каждом отверстии под пробкой устанавливают уплотнительный диск или вентиляционное отверстие пробки заклеивают липкой лентой. Таким образом исключается доступ воздуха в аккумуляторы и предотвращается окисление электродов.

В большинстве пластмассовых пробок вентиляционное отверстие заканчивается глухим приливом 5, который перед началом эксплуатации должен срезаться.

В последние годы много внимания уделяется уменьшению внутренних потерь напряжения. Один из путей — уменьшение электрического сопротивления межэлементных соединений и борнов. В некоторых случаях борны имеют залитые в свинцовый корпус медные стержни, а межэлементные соединения — медные планки. Такая конструкция значительно уменьшает электрическое сопротивление этих деталей, так как электропроводимость меди в 12 раз больше по сравнению со свинцово —сурьмянистым сплавом.

Последнее время всё большее распространение получают аккумуляторные батареи с общей крышкой. В этом случае соединение аккумуляторов осуществляется укороченными межэлементными соединениями через перегородки между аккумуляторами, что значительно уменьшает их сопротивление и сокращает расход свинца. Общая крышка соединяется с моноблоком при помощи состава на основе эпоксидных смол. Ремонт батарей с общей крышкой, неразъёмно соединённой с моноблоком, практически невозможен.

§3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

К основным характеристикам стартерных аккумуляторных батарей относятся электродвижущая сила ( э.д.с.), внутреннее сопротивление, напряжение, ёмкость, коэффициент отдачи по ёмкости.

Электродвижущей силой E аккумулятора называется разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи. Электродвижущая сила ( э.д.с.) батареи Eб, состоящей из n аккумуляторов, соединённых последовательно, равна nE.

Э.д.с. аккумулятора зависит от плотности электролита, т.е.

E = 0,85 + γ.

где γ — плотность электролита, г/см3.

Если плотность электролита 1,27 г/см³, э.д.с. аккумулятора равна 0,85 + 1,27 = 2,12 В. На практике э.д.с. можно измерить вольтметром с большим внутренним сопротивлением ( не менее 300 Ом/В ).

Как и любой источник тока, аккумулятор имеет внутреннее сопротивление, которое проявляется при прохождении по аккумулятору зарядного или разрядного тока.

Внутреннее сопротивление аккумулятора:

R = Rо + Rп.

где Rо — омическое сопротивление электродов, электролита, сепараторов и других токопроводящих частей; Rп сопротивление поляризации, которое обусловлено изменением э.д.с. при прохождении тока.

Если омическое сопротивление аккумулятора имеет ту же природу, что и сопротивление всех проводников, то природу сопротивления поляризации следует пояснить особо. Сопротивление поляризации можно представить следующим образом. При прохождении через аккумулятор зарядного или разрядного тока изменяется плотность электролита, находящегося в непосредственном контакте с электродами. Это вызывает изменение э.д.с. аккумулятора. При разряде плотность электролита у электродов уменьшается и уменьшается э.д.с. аккумулятора на величину, которая называется э.д.с. поляризации разряда Eп.р.. При заряде происходит увеличение плотности электролита и, следовательно, э.д.с. аккумулятора на величину э.д.с. поляризации заряда Eп.з.. Поэтому измерить истинное значение э.д.с. аккумулятора, соответствующее состоянию, когда плотность электролита одинакова по всему объёму, непосредственно после заряда или разряда невозможно. Необходима значительная выдержка (несколько часов), чтобы в результате диффузии плотность электролита по всему объёму выровнялась. Следовательно, сопротивление поляризации отражает появление э.д.с. поляризации. Связь между ними определяется формулой Eп = RпI.

Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от степени его разряженности, температуры и силы тока. Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи в заряженном состоянии незначительно и составляет несколько тысячных долей ома. В полностью заряженном состоянии сопротивление возрастает в несколько раз. С понижением температуры сопротивление также возрастает. Например, при изменении температуры от 30 до —40°C сопротивление возрастает почти в 3 раза. С увеличением силы тока (заряда или разряда) внутреннее сопротивление уменьшается. Это связано с уменьшением сопротивления поляризации.

При разряде аккумулятора его э.д.с. распределяется на внутреннем участке цепи, где она преодолевает внутреннее сопротивление, и на внешнем участке цепи, где в результате присоединённого потребителя (нагрузки) электрическая энергия преобразуется в другой вид энергии. Та часть э.д.с., которая при разряде относится к внешнему участку цепи, называется напряжением разряда Uр аккумулятора. Потери же на внутреннем участке цепи носят название внутренних потерь напряжения RIр. Связь э.д.с. напряжения разряда и внутренних потерь напряжения выражается формулой

Uр = ERIр = EEп.р.RоIр.

Напряжение разряда меньше э.д.с. на величину внутреннего падения напряжения, которое определяется суммой э.д.с. поляризации разряда и потерь на омическом сопротивлении аккумулятора. Зная характер изменения э.д.с. и внутреннего сопротивления от ряда факторов, можно сказать, что напряжение разряда уменьшается с увеличением разряженности аккумулятора, с понижением температуры электролита и с увеличением разрядного тока.

При заряде напряжение внешнего источника должно преодолевать э.д.с. аккумулятора и падение напряжения на внутреннем сопротивлении, т.е. должно выполняться условие

Uз = E + RIз = E + Eп.з. + RоIз.

Изменение напряжения аккумулятора при разряде током постоянной величины показано на рис. 9.

Изменение напряжения свинцового аккумулятора

Рис. 9. Изменение напряжения свинцового аккумулятора:
а — разряда; б — заряда.

В начале разряда (рис. 9а) происходит резкое падение напряжения (участок аб) на омическом сопротивлении батареи. Затем происходит быстрое, но плавное снижение напряжения (участок бв) за счёт появления э.д.с. поляризации. Нарастание э.д.с. поляризации происходит до тех пор, пока не установится разность концентраций электролита (у поверхностей электродов и в общем объёме), обеспечивающая поступление к электродам необходимого для реакций количества электролита. Следующий участок вг характеризуется относительно медленным уменьшением напряжения, которое определяется уменьшением э.д.с. аккумулятора, так как происходит снижение плотности электролита во всём объёме. К концу разряда, когда активные вещества электродов на всей поверхности превратились в сульфат свинца, а к находящимся в глубине электрода доступ электролита затруднён, снова нарастает э.д.с.поляризации и напряжение падает (участок гд). При прекращении разряда напряжение повышается скачком на значение омических потерь (участок де), а затем происходит плавное увеличение э.д.с. (участок еж) в результате уменьшения э.д.с. поляризации, вызванного выравниванием плотности электролита у поверхности электродов и в общем объёме.

В начале заряда (рис. 9б) происходят те же процессы, что и в начале разряда, но протекают они в обратном направлении. Сначала (участок аб) происходит резкое увеличение напряжения заряда по отношению к э.д.с. на значение падения напряжения на омическом сопротивлении. Участок бв характеризуется нарастанием э.д.с. поляризации, связанным с быстрым увеличением плотности электролита у поверхности электродов. Затем (участок вг) напряжение нарастает медленно, что обусловлено ростом э.д.с. в результате общего увеличения плотности электролита. К концу заряда, когда в основном весь сульфат свинца превратился в двуокись свинца на положительном электроде и в губчатый свинец на отрицательном, происходит разложение воды. В результате разложения воды увеличивается э.д.с. аккумулятора, что приводит к увеличению напряжения заряда (участок гд). На участке де происходит только разложение воды, проявляющееся в виде пузырьков газа (кислорода и водорода), которые появляются на поверхности электролита. На этом участке напряжение остаётся постоянным.

Обильное газовыделение («кипение» электролита) и постоянство напряжения служат признаком конца заряда. При прекращении заряда напряжение скачком падает на значение падения напряжения на омическом сопротивлении (участок еж). Затем происходит плавное уменьшение э.д.с. поляризации, которое заканчивается при полном выравнивании плотности электролита во всём объёме (участок жз).

Напряжение аккумуляторной батареи при разряде будет равно сумме напряжений её аккумуляторов за вычетом падения напряжения на межэлементных соединениях. При заряде падение напряжения на межэлементных соединениях суммируется с напряжением аккумуляторов.

В зависимости от количества активных веществ и электролита аккумулятор одним и тем же током может разряжаться различное время. Количество электричества, которое аккумулятор отдаёт при разряде, называют ёмкостью. Ёмкость в ампер—часах.

C = Iрtр

где Iр — ток разряда,A; tр — продолжительность разряда,ч.

Стартерные аккумуляторные батареи собирают из аккумуляторов одной ёмкости. Так как аккумуляторы соединяются последовательно, ёмкость батареи равна ёмкости аккумулятора. При определённом количестве активных веществ и электролита ёмкость в значительной степени зависит от коэффициента их использования.

Теоретически для получения количества электричества в 1 А·ч необходимы: 4,46 г двуокиси свинца, 3,87 г свинца и 3,66 г серной кислоты. У современных стартерных аккумуляторных батарей активных веществ расходуется в 2 раза больше.

Важнейшими факторами, определяющими коэффициент использования активных веществ, являются пористость активной массы, толщина электродов, плотность электролита, режим разряда. Повышение пористости активной массы позволяет улучшить условия поступление электролита в глубь электродов и за счёт этого увеличить количество веществ, участвующих в реакциях. Уменьшение толщины электродов позволяет значительно увеличить коэффициент использования активной массы, особенно при больших токах разряда. При этом у тонких электродов внутренние слои активной массы используются эффективнее, нежели у толстых.

С увеличением плотности электролита коэффициент использования активной массы растёт. Однако повышенная плотность приводит к снижению срока службы стартерных батарей. Поэтому основным критерием, определяющим значение плотности электролита, являются условия эксплуатации аккумуляторных батарей.

Различают длительные режимы разряда, при которых разряд происходит небольшими токами в течении нескольких часов ( например, 10— и 20—часовом режиме разряда ), и короткие, или стартерные, при которых разряд токами большой силы длится несколько минут.

Увеличение тока разряда уменьшает коэффициент использования активной массы и, следовательно, ёмкость. Происходит это по следующим причинам. При больших токах разряда поверхностные слои электродов быстро превращаются в сульфат свинца, который закупоривает поры, и внутренние слои активной массы почти не принимают участия в реакциях.

Для сравнения различных стартерных батарей введено понятие номинальной ёмкости. Номинальная ёмкость C20 определяется в 20—часовом режиме разряда при температуре электролита 18 — 27°С током такой силы, при которой через 20 ч напряжение на 12—вольтовой аккумуляторной батарее снижается до 10,5 В.

При стартерных режимах разряда ёмкость не рассчитывают. Для оценки характеристик аккумуляторных батарей в стартерных режимах пользуются значением напряжения и положительностью разряда. Значение разрядного тока обычно задаётся численно равным утроенному значению номинальной ёмкости 3C20 A.

Чтобы восстановить ёмкость аккумуляторной батареи, отданную при разряде, необходимо в режиме заряда сообщить батарее несколько большую ёмкость. Это объясняется тем, что часть энергии при заряде идёт на побочные процессы, например на процесс разложения воды. Отношение числа ампер—часов, отданных при разряде, к числу ампер—часов, полученных аккумуляторной батареей при заряде, называют коэффициентом отдачи по ёмкости. Для стартерных батарей он равен 0,85.

Аккумуляторная батарея, отключенная от разрядной цепи, самопроизвольно разряжается. Такой разряд аккумуляторной батареи, происходящий при отключенных потребителях, называют саморазрядом.

Во время эксплуатации аккумуляторных батарей бывает нормальным и повышенный саморазряд. Нормальный саморазряд — явление естественное и неизбежное в отличии от повышенного. Нормальный саморазряд новых аккумуляторных батарей не должен превышать 10% за 14 суток. Нормальный саморазряд аккумулятора происходит по следующим причинам. Решётка положительного электрода, состоящая из свинца, не полностью контактирует с активной массой ( двуокись свинца ), и между свинцом решётки и активной массой в присутствии электролита из—за различного химического состава материалов электрода возникает разность потенциалов. Иными словами, в этих местах образуются гальванические элементы, которые сами, находясь в состоянии разряда, постепенно разряжают электрод.

Решётка отрицательного электрода, состоящая из свинца, и его активная масса ( губчатый свинец ) представляют собой два электрода, между которыми также возникает разность потенциалов, вызывающая саморазряд. Кроме того, причинами нормального ( естественного ) саморазряда являются трудноудаляемые примеси металлов, содержащиеся в материалах, из которых изготовляют электроды, и примеси, находящиеся в электролите.

Повышенный саморазряд аккумуляторных батарей происходит по следующим причинам. При небрежной заливке электролита в аккумуляторы, а также при бурном газовыделении наружная поверхность аккумулятора может оказаться смоченной электролитом, что значительно увеличивает саморазряд. Значение такого саморазряда в некоторых случаях превышает 5—10% ёмкости аккумуляторной батареи в сутки.

Причиной повышенного саморазряда аккумуляторной батареи может служить также применение дистиллированной воды или электролита, содержащих вредные примеси. Содержание в электролите даже незначительного количества меди и особенно железа намного увеличивает саморазряд батареи.

При соблюдении правил эксплуатации, установленных инструкцией по эксплуатации «Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные», заводами—изготовителями установлены гарантийные сроки службы батарей. Гарантируется нормальная работа аккумуляторной батареи в течении 18 месяцев при наработке не более 60 тыс. км. пробега. Гарантийный срок службы исчисляется со дня приведения аккумуляторных батарей в рабочее состояние, если оно осуществляется не позднее установленных сроков хранения. Срок хранения аккумуляторных батарей, не залитых электролитом, составляет 3 года с момента изготовления.

Фактические сроки службы аккумуляторных батарей, как правило, значительно превышают гарантийные. Они зависят от многих факторов и поэтому неодинаковы даже для одинаковых марок автомобилей при различных режимах и условиях эксплуатации. Ниже приведён минимальный срок службы и наработка батарей при условии согласования применяемости данного типа батареи и соблюдения инструкции по эксплуатации:

Минимальный срок службы, мес. 12 24
Наработка, тыс. км.,не более 150 90

Каждый тип аккумуляторных батарей имеет своё условное обозначение, которое наносится на моноблоке, крышке или перемычке и называется маркировкой.

Типы батарей характеризуются числом аккумуляторов в батарее, назначением батареи, номинальной ёмкостью. В условном обозначении первая цифра определяет число последовательно соединённых аккумуляторов, буквы СТ — назначение батареи — стартерная, число после букв — номинальную ёмкость батареи в ампер—часах при 20—часовом режиме разряда.

В зависимости от материала моноблока после числа, обозначающего номинальную ёмкость, ставятся буквы:

Э — эбонит, Т — термопластмасса.

Затем ставятся буквы, обозначающие материал сепараторов:

М — мипласт, Р — мипор.

Буква Н обозначает несухозаряженное исполнение аккумуляторных батарей, А — исполнение с общей крышкой.

Например, обозначение 6СТ—75ТР даёт следующую информацию: батарея состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторов, т.е. её номинальное напряжение 12 В, стартерная, номинальная ёмкость 75 A•ч, моноблок из термопластмассы, сепараторы из мипора.

§4. ПОДГОТОВКА К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Приспособление для измерения плотности электролита

Рис. 10. Приспособление для
измерения плотности
электролита.

Приведению аккумуляторных батарей в рабочее состояние предшествует процедура приготовления электролита. Особые требования предъявляются к химической чистоте электролита, которая оказывает существенное влияние на характеристики и срок службы аккумуляторных батарей. Поэтому для приготовления электролита используют дистиллированную воду и специальную аккумуляторную серную кислоту сортов А и Б.

Концентрированная серная кислота представляет собой прозрачную маслянистую жидкость без запаха. Наиболее часто применяется кислота плотностью 1,83 г/см³. Серная кислота обладает способностью в значительных количествах поглощать влагу. Если оставить полную бутыль с концентрированной серной кислотой открытой, через некоторое время кислота, поглощая влагу из окружающего воздуха, переполнит бутыль и начнёт выливаться. По той же причине пролитый электролит долгое время не высыхает.

Приготовление электролита. Электролит может быть приготовлен из концентрированной серной кислоты плотностью 1,83 г/см³ и дистиллированной воды. Однако при растворении кислоты в воде выделяется большое количество тепла. Поэтому во избежание излишнего повышения температуры раствора концентрированную серную кислоту рекомендуется разбавить до плотности 1,40 г/см³, а затем из этого раствора приготовлять электролит необходимой плотности.

Для приготовления электролита рекомендуется применять пластмассовую или керамическую посуду. Стеклянная посуда для этой цели непригодна, так как из-за сильного разогрева раствора она может лопнуть.

Запрещается при приготовлении электролита лить воду в кислоту. Вода в месте соприкосновения с концентрированной кислотой быстро нагревается, вскипает и разбрызгивается вместе с кислотой, которая, попадая на кожу человека, может вызвать ожоги. При вливании в воду кислота быстро погружается в её толщу, в следствии чего тепло распределяется в большем объёме и разбрызгивания не происходит.

Раствор серной кислоты плотностью 1,4 г/см³ приготавливают следующим образом. Предварительно в сосуд наливают нужное количество дистиллированной воды. Затем при непрерывном помешивании кислотостойкой палочкой вливают в воду небольшими порциями необходимое количество серной кислоты из расчёта 0,714 л. серной кислоты плотностью 1,83 г/см³ на 1 литр дистиллированной воды. Нормы расхода компонентов для приготовления электролита приведены в таблице 1.

Плотность электролита определяют приспособлением (рис. 10), состоящим из денсиметра 4, стеклянной пипетки 3 с резиновой грушей 1 и пробкой 2 с отверстиями и эбонитового наконечника 6 с пробкой 5.

Таблица 1.
Расход компонентов для приготовления 1 л. электролита различной плотности при температуре 25°C
Плотность электролита, г/см³ Компоненты, л.
Дистиллированная вода Серная кислота плотностью 1,83 г/см³
1,20 0,859 0,200
1,22 0,839 0,221
1,24 0,819 0,242
1,26 0,800 0,263
1,28 0,781 0,285
1,40 0,650 0,423

Для замера плотности электролита необходимо сжать грушу рукой и погрузить наконечник в электролит (рис. 11). Затем отпустить грушу и после того, как уровень электролита в пипетке перестанет повышаться, прочитать значение плотности по шкале денсиметра против нижнего края мениска жидкости. При замере денсиметр не должен касаться стенок пипетки. Одновременно с замером плотности замеряют температуру электролита. Плотность электролита приводится к температуре 25°C. В зависимости от температуры электролита к показаниям денсиметра делается следующая поправка:

Измерение плотности электролита

Рис. 11. Измерение плотности электролита

Температура электролита, °C от 46 до 60 от 31 до 45 от20 до30 от 5   до 19 от —10 до 4 от—25 до11 от—40 до—26 от—55 до—41
Поправка к показанию денсиметра, г/см³ +0,02 +0,01 0,00 —0,01 —0,02 —0,03 —0,04 —0,05

Температура электролита, заливаемого в аккумуляторы, должна быть не выше 25°С в холодном и умеренном районах, не выше 30°С в жарком, сухом и тёплом влажном районах и не ниже 15°С во всех перечисленных районах.

Заливка аккумуляторных батарей электролитом. Плотность электролита, заливаемого в аккумуляторные батареи, зависит от климатического района, в котором эксплуатируется автомобиль (таблица 2).

Таблица 2.
Плотность заливаемого электролита.
Макроклиматические районы ( средняя месячная температура воздуха в январе), °С Время года Плотность электролита приведённая к 25 °С, г/см³
Заливаемого Заряженной батареи
ХОЛОДНЫЙ:
очень холодный (от -50 до -30) Зима 1,28 1,30
Лето 1,24 1,26
холодный (от -30 до -15) Круглый год 1,27 1,29
УМЕРЕННЫЙ:
умеренный (от -15 до -8 Зима 1,24 1,26
тёплый влажный (от 0 до 4) Лето 1,20 1,22
Жаркий сухой ( от -15 до 4 ) Круглый год 1,22 1,24

Непосредственно перед заливкой электролита вывёртывают пробки (см. рис. 8) и удаляют детали, герметизирующие вентиляционные отверстия. Если в горловине под пробкой имеется герметизирующая (резиновая) шайба, её необходимо удалить. Затем постепенно небольшой струйкой заливают электролит до тех пор, пока поверхность электролита не коснётся нижнего торца тубуса горловины крышки. При отсутствии тубуса электролит заливают до уровня на 10 — 15 мм. выше предохранительного щитка. В этом случае уровень проверяют стеклянной трубкой диаметром 3 — 5 мм., имеющей две риски на высоте 10 и 15 мм. от одного из её концов. Погрузив трубку в электролит концом до упора в предохраняющий щиток, зажимают указательным пальцем её верхний конец, затем трубку приподнимают и по уровню электролита в ней определяют уровень электролита в аккумуляторе.

Дальнейшая подготовка аккумуляторных батарей к работе. Аккумуляторные батареи выпускают в сухозаряженном и несухозаряженном исполнении. Сохранение сухозаряженности зависит от длительности и условий хранения аккумуляторных батарей. Для определения потери сухозаряженности после заливки электролита в промежутке времени от 20 мин. до 2 ч. контролируют плотность электролита. Если снижение плотности относительно плотности заливаемого электролита не превышает 0,03 г/см³ аккумуляторная батарея может быть сдана в эксплуатацию. При снижении плотности электролита более чем на 0,03 г/см³ батарею следует зарядить. Заряду подлежат также несухозаряженные батареи.

При необходимости срочного ввода в эксплуатацию сухозаряженных батарей допускается установка их на автомобили без контроля плотности электролита. Такой способ возможен, если срок хранения батарей не более одного года и к моменту введения в действие температура электролита и батареи не ниже 15°С. После возвращения автомобиля с линии такую батарею необходимо зарядить и довести плотность электролита до необходимой.

В особых случаях батареи, хранящиеся при отрицательных температурах до —30°С, допускается заливать электролитом температурой 40°С и плотностью 1,27 г/см³. После одного часа выдержки, если батарея хранилась не более одного года, её можно устанавливать на автомобиль. Если срок хранения более одного года, дальнейшие операции выполняют, как при обычном приведении в действие.

§5. МЕТОДЫ ЗАРЯДА

Заряд аккумуляторных батарей осуществляют от источника постоянного тока. При этом положительный полюс соединяют с положительным выводом аккумуляторной батареи, а отрицательный — с отрицательным. Для протекания зарядного тока необходимо, чтобы напряжение зарядного устройства было больше э.д.с. аккумуляторной батареи. Наиболее широко распространены два способа заряда: при постоянном зарядном токе и при постоянном напряжении. Реже применяют модифицированный заряд, при котором изменяют и ток, и напряжение, и ускоренный заряд, представляющий собой заряд токами большой величины.

При любом способе заряда аккумуляторные батареи можно заряжать, если температура в них не выше 30°С в холодной и умеренной климатических зонах и не выше 35°С в жаркой и тёплой влажной зонах. Не допускается повышение температуры электролита во время заряда выше 45°С в холодной и умеренной зонах и выше 50°С в условиях жаркой и тёплой влажной зонах.

Заряд при постоянном значении зарядного тока. Такой заряд применяют на зарядных станциях и в аккумуляторных отделениях автотранспортных предприятий. Постоянство зарядного тока достигается различными способами: регулированием напряжения зарядного агрегата; изменением сопротивления реостата, включенного в цепь заряда; применением различных стабилизаторов тока.

Сила тока при этом должна быть равна 0,1 C20A (С20 — номинальная ёмкость аккумуляторной батареи). При заряде таким током вначале почти вся электроэнергия идёт на основные реакции. Когда аккумуляторной батарее будет сообщено около 90% ёмкости, которую она отдала при предшествующем разряде, для поддержания тока заряда необходимо повысить напряжение до значения, при котором начинается разложение воды. В конце заряда при положительных температурах электролита напряжение может достигать 2,7 В. При этом наблюдается быстрое повышение температуры электролита. При повышении температуры электролита до критической рекомендуется снизить зарядный ток в 2 раза или прекратить заряд до охлаждения электролита до температуры 30 — 35°С.

Аккумуляторная батарея считается заряженной, если во всех аккумуляторах наблюдается постоянство плотности электролита в течении 2 ч. Обычно на заряд при регулируемом напряжении зарядного агрегата подключают группу последовательно соединённых аккумуляторных батарей (рис. 12а) с одинаковой или близкой по значению ёмкостью.

Схемы включения аккумуляторных батарей на заряд

Рис. 12. Схемы включения аккумуляторных батарей на заряд.

Если зарядный агрегат обеспечивает большие токи, к нему можно подключать параллельно несколько групп батарей ( рис. 2б ) с включёнными последовательно к каждой группе реостатом и амперметром. Аналогичная схема включения используется и при применении зарядного агрегата с нерегулируемым напряжением.

Число последовательно соединённых аккумуляторных батарей подбирают в группы в зависимости от максимального выходного напряжения зарядного агрегата, чтобы на каждый аккумулятор приходилось напряжение 2,7 В.

Число групп батарей, подключаемых параллельно для одновременного заряда, рассчитывают в зависимости от значения тока, который обеспечивает зарядный агрегат, и значения токов заряда отдельных групп. Ниже приведены примеры подбора аккумуляторов в группе для заряда.

Пример 1. Необходимо зарядить аккумуляторные батареи 6СТ—75 от агрегата, который имеет напряжение на выходе 70 В и силу тока 8 А.

Подсчитываем число аккумуляторных батарей, соединяемых последовательно в одну группу, из расчёта напряжения 2,7 В на один аккумулятор:

K = U/(2,7n) = 70/(2,7•6) = 4,32 ≈ 4.

Где U — напряжение на выходе агрегата, В; n — число аккумуляторов в батарее 6СТ—75

Таким образом, в группу можно включить батареи.

Так как зарядный ток батарей 6СТ—75 равен 7,5 А, к агрегату, обеспечивающему ток 8 А, можно подключить только одну группу батарей.

Пример 2. Необходимо зарядить аккумуляторные батареи 6СТ—45 от зарядного агрегата с выходным напряжением 140 В и силой тока 50 А.

Подсчитываем число батарей в группе:

K = U/(2,7n) = 70/(2,7•6) = 8,65 ≈ 8.

Число групп, которое можно подключить параллельно, из расчёта, что ток заряда батарей 6СТ—45 равен 4,5 А.

I/Iз = 50/4,5 = 10,1 ≈ 10

где I — сила тока, которую может обеспечить зарядный агрегат, А; Iз — сила зарядного тока, А.

Таким образом, при зарядном токе 4,5 А можно подключить параллельно 10 групп батарей.

Сопротивление реостата, который включается последовательно каждой группе, определяется из расчёта, что начальное зарядное напряжение на одном аккумуляторе 2 В:

R = (U — 2nK)/Iз = (140 — 2•6•8)/4,5 ≈ 10 Ом

Если в разных группах имеются различные типы батарей, сопротивление реостата рассчитывают отдельно для каждой группы.
Число групп определяют из условия, что сумма токов всех групп не должна превышать допустимого значения для данного зарядного агрегата.

Заряд при постоянстве напряжения. Данный способ заряда применяют в основном на автомобилях и реже на зарядных станциях. При этом способе напряжение в процессе заряда поддерживается постоянным, а зарядный ток изменяется следующим образом. В начале заряда э.д.с. аккумуляторной батареи понижена (из-за низкой плотности электролита) и ток достигает наибольших значений ( до 1 ÷ 1,5 С20 А). В процессе заряда, когда э.д.с. батареи постепенно возрастает, сила тока понижается. К концу заряда сила тока уменьшается до значений, меньших 0,1 С20А. В стационарных условиях напряжение заряда при использовании данного способа должно быть 2,3 — 2,4 В на один аккумулятор.

Продолжительность заряда при постоянном напряжении практически одинакова с продолжительностью заряда при постоянном значении тока. Преимуществом рассматриваемого способа является меньшее газовыделение в конце заряда из-за меньшего напряжения, а недостатком является либо значительная перегрузка зарядного агрегата в начале заряда, либо недоиспользование мощности в конце заряда.

Ускоренный заряд. В процессе эксплуатации в случаях чрезмерного разряда аккумуляторных батарей применяется ускоренный заряд. Причиной чрезмерного разряда является неисправность генераторной установки на автомобиле.

Ускоренный заряд можно осуществлять токами, численно равными 0,7 — 0,9 номинальной ёмкости. При применении ускоренного заряда важно, чтобы количество электричества, получаемое батареей, было не более значения ёмкости, которую батарея потеряла при разряде. В случае перезаряда при ускоренном заряде сильно снижается срок службы батарей. Поэтому применение ускоренного заряда допускается только в случаях, когда известна степень разряженности аккумуляторной батареи.

Уравнительный заряд. Он проводится током 0,1 С20А. При уравнительном заряде преследуется цель полностью обеспечить восстановление активных масс электродов всех аккумуляторов батареи. Заряд ведётся до тех пор, пока пока во всех аккумуляторах плотность электролита не будет постоянной в течении 3 часов.

§6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Обслуживание аккумуляторных батарей. Обслуживание аккумуляторных батарей осуществляется при техническом обслуживании автомобиля.

При первом техническом обслуживании автомобиля (ТО-1) аккумуляторную батарею очищают от пыли и грязи, электролит имеющийся на поверхности батареи, вытирают сухой тряпкой или ветошью , смоченной 10%-ными растворами кальцинированной соды или нашатырного спирта. Проверяют надёжность крепления батареи и соединения наконечников проводов с выводами батареи. Окислившиеся наконечники проводов и выводы зачищают. При этом следует снимать минимальный слой металла, иначе нельзя будет надёжно соединить выводы батареи с наконечниками проводов. Следует также учесть, что провода не должны быть натянуты, так как это может привести к поломке выводов или крышек аккумуляторов. Наконечники проводов и выводы рекомендуется смазать техническим вазелином.

Нагрузочная вилка

Рис. 13 Нагрузочная вилка.

При первом техническом обслуживании автомобиля проверяют и, если необходимо, доводят до нормы уровень электролита во всех аккумуляторах, доливая в них дистиллированную воду. В холодное время года, чтобы избежать замерзания, воду следует доливать непосредственно перед пуском двигателя для быстрого её перемешивания с электролитом. Доливать электролит запрещается, кроме случаев, когда точно известно, что понижение уровня произошло за счёт выплёскивания электролита.

Чрезмерно быстрое снижение уровня электролита является признаком перезаряда батареи, характеризующегося протеканием зарядного тока через полностью заряженную батарею. При перезарядке наблюдается также выбрызгивание электролита на поверхность аккумуляторной батареи. Перезаряд вреден для батарей,так как приводит к снижению их срока службы. При первых признаках перезаряда необходимо проверить исправность генераторной установки.

При втором техническом обслуживании автомобиля (ТО-2), кроме перечисленных работ, дополнительно проверяют степень заряженности аккумуляторов батареи по плотности электролита (до долива воды) и работоспособность аккумуляторной батареи по напряжению аккумуляторов под нагрузкой. Плотность электролита замеряют денсиметром, а напряжение аккумуляторов — нагрузочной вилкой.

Нагрузочная вилка (рис.13) состоит из вольтметра 1 с пределами измерений 3—0—3 В, двух металлических контактных ножек 4, двух нагрузочных резисторов 5 и 6, гаек 3 и 7 включения резисторов, защитного кожуха 8 и пластмассовой рукоятки 2.
Нагрузочная вилка Э 108 обеспечивает проверку аккумуляторов батарей ёмкостью до 190 А•ч. При напряжении под нагрузкой более 1,4 В аккумулятор работоспособен, при напряжении под нагрузкой менее 1,4 В аккумулятор сильно разряжен или неисправен.

В связи с появлением аккумуляторных батарей с общей крышкой выпускается нагрузочная вилка Э 107, обеспечивающая проверку аккумуляторных батарей в целом. После определения плотности электролита в аккумуляторной батарее можно установить её разряженность по таблице 3.

Таблица 3
Плотность электролита, приведённая к 25 °С, г/см³
Плотность заряженной батареи Батарея разряжена на
25% 50%
1,30 1,26 1,22
1,28 1,24 1,20
1,26 1,22 1,18
1,24 1,20 1,16
1,22 1,18 1,14

Если аккумуляторная батарея разряжена более чем на 25% зимой и более 50% летом, её необходимо подзарядить. После заряда поверхность аккумуляторных батарей нейтрализуют содовым раствором и насухо протирают ветошью . Для более точного определения технического состояния определяют фактическую ёмкость батареи и продолжительность стартерного разряда. Батарея считается неисправной при снижении ёмкости до 40% от номинальной или снижение продолжительности стартерного разряда, производимого при температуре электролита 25 ± 2°С, до 1,5 мин.

Перед определением фактической ёмкости аккумуляторную батарею сначала полностью заряжают током 0,1 С20 А до напряжения не менее 2,4 В на каждом аккумуляторе, после чего ток уменьшают на 50% от первоначального и доводят батарею до состояния полного заряда.

Заряд следует проводить до обильного газовыделения, постоянства напряжения и плотности электролита в аккумуляторах, равной 1,28 ± 0,01 г/см³ при температуре 25°С, а затем корректировать уровень электролита.

Разряд можно проводить током 20-часового или 10-часового режима ( таб.4 ). Разряд батарей при 10- и 20-часовых режимах ведётся до конечного напряжения на выводах соответственно: у 6-вольтовых батарей — 5,1 и 5,25 В; у 12-вольтовых — 10,2 и 10,5 В. При разряде температура электролита должна находиться в пределах от 18 до 27°С.

Таблица 4
Параметры разряда аккумуляторных батарей
Тип батареи Ёмкость при 10-часовом режиме разряда, А•ч Разрядный ток, А,
при режимах
Устанавливаются на автомобили
20-часовом 10-часовом Стартерном
6СТ-55 50 2,75 5,0 255 ВАЗ, «Москвич»-2140
6Ст-60 54 3,0 5,4 180 ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-69, РАФ-977Д
6СТ-75 68 3,75 6,8 255 ГАЗ-52, -53А, -63, -66
6СТ-90 81 4,5 8,1 270 ЗИЛ-130 и его модификации
6СТ-105 95 5,25 9,5 315 ЛИАЗ-677, ПАЗ-672
6СТ-132 120 6,6 12,0 396 КрАЗ, МАЗ, БелАЗ
6СТ-190 170 9,5 17,0 570 КамАЗ-5320 и его модификации

Для сравнения с номинальной полученную фактически ёмкость приводят к температуре 25°C.

C   =   C

1 + 0,01(tcp - 25)

где С — ёмкость полученная при испытаниях, А•ч;    tср — средняя температура электролита при разряде, °С, определяемая как среднее арифметическое начального и конечного значений температуры электролита.

Перед определением продолжительности стартерного разряда батареи так же, как и при испытании на определение ёмкости. После заряда температуру электролита доводят до 25°C. Разряд проводят непрерывно токами, значения которых указаны в таблице 4, до конечного напряжения на выводах 4,5 В у 6-вольтовой батареи и 9 В у 12-вольтовой батареи.

В условиях низких температур (климатические районы со среднемесячной температурой в январе от —50 до —30°С) при переходе с летней эксплуатации аккумуляторных батарей на зимнюю и наоборот изменяют плотность электролита в соответствии с таблицей 2. Эту операцию проводят при ТО—2. Уменьшение плотности электролита добиваются отсасыванием части электролита и добавлением дистиллированной воды. При повышении плотности в аккумуляторы добавляют электролит плотностью 1,40 г/см³

Хранение аккумуляторных батарей. Новые, не залитые электролитом аккумуляторные батареи можно хранить в неотапливаемом помещении при температуре окружающего воздуха не ниже —30°С

Батареи следует устанавливать вне зоны действия прямых солнечных лучей на расстоянии не менее 1 м. от отопительных печей или других нагревательных приборов. Максимальный срок хранения батареи в сухом виде не должен превышать 3 лет.

Заряженные аккумуляторные батареи с электролитом следует хранить в сухом прохладном помещении по возможности при температуре не выше 0°C, так как при пониженной температуре процессы саморазряда и коррозии решёток во время бездействия аккумуляторов замедляются. Минимальная температура помешивания должна быть не ниже —30°C.

Батареи, снятые с автомобилей после небольшого срока эксплуатации, а также батареи заряженные, но не бывшие в эксплуатации, устанавливают на хранение только после их заряда.

Батареи, хранящиеся в качестве резерва, который может потребоваться в любой момент для работы на автомобилях, должны поддерживаться в состоянии полной заряженности. Поэтому если батареи хранятся при положительной температуре, то для восстановления ёмкости, потерянной ими от саморазряда, их следует 1 раз в месяц подзаряжать.

Температуру и плотность электролита в аккумуляторных батареях, хранящихся при температуре 0°C и ниже, проверяют ежемесячно и подзаряжают только в тех случаях, когда установлено падение плотности более чем на 0,04 г/см³.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каков принцип действия свинцового аккумулятора?

2. Объясните устройство свинцовой стартерной аккумуляторной батареи.

3. Какие факторы определяют э.д.с., внутреннее сопротивление и напряжение свинцового аккумулятора?

4. Что такое ёмкость аккумулятора и коэффициент отдачи по ёмкости?

5. Каким образом маркируют свинцовые стартерные аккумуляторные батареи?

6. Как приготовить электролит и каковы правила ввода а эксплуатацию свинцовых батарей?

7. Какие методы применяют для заряда аккумуляторных батарей?

8. В чём заключается техническое обслуживание свинцовых стартерных аккумуляторных батарей?

9. Перечислите правила хранения аккумуляторных батарей.

Глава 2.

ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ

§7. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Автомобильная генераторная установка состоит из генератора и устройства, обеспечивающего регулирование напряжения генератора, а при необходимости — защиту генератора от перегрузки и обратного тока (тока разряда аккумуляторной батареи через обмотки якоря генератора).

На автомобилях, выпускаемых в настоящее время, устанавливают генераторы переменного тока. Примерно 20% автомобилей, находящихся в эксплуатации, оснащено генераторами постоянного тока.

преимущественное применение генераторов переменного тока обусловлено следующими причинами: простотой конструкции при большей долговечности и надёжности, меньшими габаритными размерами, массой. Генераторы переменного тока обеспечивают заряд аккумуляторных батарей при меньшей частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Генераторы на автомобилях устанавливают в передней части двигателя внутреннего сгорания, где они крепятся болтами на специальных кронштейнах. Привод генераторов осуществляется от двигателя через клиноременную передачу. Поэтому диапазон изменения частоты вращения ротора генератора достигает 6 — 8-кратной величины.

Потребители, установленные на автомобилях, могут нормально работать только при стабильном напряжении питания, Поэтому напряжение генератора должно быть постоянным независимо от частоты вращения ротора и числа подключенных потребителей. Для обеспечения постоянства напряжения генератора применяются регуляторы напряжения.

Напряжение генератора зависит от климатических условий и режимов эксплуатации автомобиля, а также от места установки аккумуляторной батареи. В зависимости от указанных факторов напряжение генератора, питающего потребители на номинальное напряжение 12 В, может находиться в пределах 13,0 — 15,5 В.

При питании потребителей на номинальное напряжение 24 В напряжение генератора в 2 раза больше.

При установке на автомобиле генератора постоянного тока, кроме регуляторов напряжения, применяют ограничитель тока,предохраняющий генератор от перегрузки, и реле обратного тока, препятствующее протеканию через якорь генератора тока от аккумуляторной батареи.

С генераторами переменного тока реле обратного тока и ограничители тока не применяются. Это объясняется тем, что они обладают свойством самоограничения максимальной силы тока, а встроенные кремниевые выпрямители препятствуют протеканию тока от аккумуляторной батареи по обмоткам статора.

§8. ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Устройство. На автомобилях применяют генераторы постоянного тока (рис. 14) с параллельным возбуждением. Конструктивная схема автомобильных генераторов не имеет принципиальных отличий от стационарных генераторов.

Генератор постоянного тока

Рис. 14 Генератор постоянного тока.

Корпус 1 генератора изготовлен из листовой малоуглеродистой стали или из стальной трубы. При изготовлении корпуса из листовой стали заготовку сгибают в цилиндр, а шов заваривают. Применение малоуглеродистой стали, обладающей остаточным магнетизмом, обеспечивает самовозбуждение генераторов.

К корпусу крепят полюсы 2, на которых устанавливают соединённые последовательно катушки 3 (из медного провода марки ПЭ или ПЭЛ) обмотки возбуждения. Катушки оплетают тафтяной лентой и пропитывают изоляционным лаком, что делает их изоляцию от корпуса более надёжной. Обычно генераторы выпускают двухполюсными.

Переднюю 6 и заднюю 10 крышки генератора отливают из чугуна или алюминиевого сплава. В крышках делают отверстия, через которые для охлаждения якоря вентилятор 5 нагнетает внутрь генератора поток воздуха. Конструктивно вентилятор выполняется совместно с приводным шкивом генератора.

Шариковые подшипники в крышках генератора являются опорами вала 4 якоря генератора. Подшипники защищены войлочными сальниками, которые перед сборкой пропитывают маслом. Сами подшипники при сборке генератора заполняют консистентной смазкой. Некоторые генераторы имеют в крышках маслёнки, через которые по каналам масло подводится к подшипникам. На вал якоря напресованы сердечник 7 с обмоткой 8 и коллектор 9.

Сердечник якоря для уменьшения потерь на вихревые токи набирают из листов электротехнической стали, изоляционных между собой окалиной или лаком. Обмотка якоря сделана в виде секций, уложенных в пазы сердечника. Для улучшения изоляции обмотки от сердечника перед намоткой обмотки в пазы сердечника вставляют прокладки из электротехнического картона. Для удержания секций обмотки в пазах сердечника при вращении якоря поверх обмотки запрессовывают клинья из дерева или электрокартона. Кроме того, обмотку якоря пропитывают склеивающим лаком.

Концы секций обмотки якоря припаивают к медным пластинам коллектора. Пластины коллектора изолированы между собой меканитовыми прокладками и закреплены пластмассой, которую заливают при сборке коллектора.

При вращении якоря по поверхности коллектора скользят две щётки (отрицательная и положительная), установленные в щеткодержателях. В современных генераторах применяют электрографитовыми щётки, которые изготавливают из сажи и антрацита.

Щёткодержатель реактивного типа

Рис. 15 Щёткодержатель реактивного типа.

В автомобильных генераторах применяются щёткодержатели реактивного типа (рис. 15). Щётка 2 пружиной 4 и рычагом 3 прижимаются к коллектору 6 и направляющей 1 щёткодержателя. Выпаданию щётки препятствует упор 5. Для предотвращения зависания щётки между ней и упором устанавливают зазор 0,5 — 0,7 мм. Нижняя часть щётки повёрнута против вращения коллектора таким образом, что сила трения, действующая на щётку, стремится оттолкнуть её от коллектора к направляющей 1. В результате обеспечивается хороший контакт между коллектором и щёткой, а следовательно, уменьшается искрение.

Щёткодержатель отрицательной щётки, к которому крепят провод щётки, соединён с корпусом задней крышки. К этому щёткодержателю присоединён один конец обмотки возбуждения, второй конец которой заканчивается изолированным выводом Ш на корпусе. Щёткодержатель положительной щётки также установлен на задней крышке, но изолирован от неё прокладкой. К нему крепят провод от щётки и провод от изолированного вывода на корпусе. В корпус генератора ввёрнут винт для соединения с корпусом реле—регулятора.

Характеристики. При подсоединении генератора к схеме электрооборудования автомобиля обмотка возбуждения питается от обмотки якоря самого генератора. Генератор начинает работать в этом случае в режиме самовозбуждения.

Самовозбуждение генератора при вращении якоря происходит в результате остаточного магнитного потока корпуса и полюсов. При этом в обмотке якоря наводится незначительная по величине э.д.с. (2 — 4 В) и в обмотке возбуждения появляется ток. Ток возбуждения подмагничивает генератор. При этом магнитный поток машины возрастает, что приводит к увеличению э.д.с. якоря.

Частота вращения якоря, при которой генератор развивает указанное в технических условиях напряжение, называется начальной частотой вращения. Для генераторов постоянного тока начальная частота вращения задаётся при его работе без нагрузки и при номинальном токе нагрузки. Кроме того, этот параметр контролируют при двух состояниях генератора — холодном и горячем (таблица 5). Температура генератора в холодном состоянии должна быть в пределах 15 — 35°С. Горячее состояние такое, когда температура генератора, работающего в режиме номинальной мощности, достигла установившегося значения.

Таблица 5
Технические данные генераторов постоянного тока.
* В числителе начальная частота вращения якоря без нагрузки, в знаменателе - под нагрузкой.
Тип генератора Номинальное напряжение, В Начальная частота вращения, не более, об/мин. Напряжение при проверке начальной частоты вращения якоря, В Ток при проверке Устанавливаются на автомобили
в холодном состоянии в горячем состоянии начальной частоты вращения якоря, А в режиме двигателя, не более, А
Г 12-Б 12 940/1500 * 940/1650 12,5 18 5 ГАЗ-69М, УАЗ-450
Г 12-Г 12 1000/1600 1000/1750 12,5 18 5 ЗИЛ-157, -164
Г 20 12 825/1450 900/1700 12,5 18 5 ГАЗ-51А, -63
Г 106 24 1150/1650 1220/1750 25 10 3,5 ЗИЛ-157В
Г 107 24 1750/2000 1800/2100 25 16 7,5 МАЗ-200, -205, -502
Г 108-Б 12 1150/1850 1150/1950 12,5 20 5 ГАЗ-20
Г 130 12 1450/2500 1450/2550 12,5 28 6 ЗИЛ-130

Важным параметром генераторов постоянного тока является ток, потребляемый генератором, когда он работает в режиме двигателя. Величина этого параметра определяется механическими потерями в трущихся узлах генераторов. При испытании генератора в режиме двигателя его питают от аккумуляторной батареи или от низковольтного агрегата.

§9. ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Устройство. На автомобилях применяют трёхфазные синхронные генераторы с электромагнитным возбуждением. Так как для подзаряда аккумуляторных батарей на автомобиле необходим постоянный ток, генераторы переменного тока снабжены выпрямителями. Современные генераторы переменного тока оснащены кремниевыми выпрямительными устройствами, размещёнными внутри корпуса генератора.

Генераторы Г250, Г266, Г271, наиболее широко применяемые, имеют одинаковую конструктивную схему (рис. 16).

Генератор переменного тока Г 250

Рис. 16 Генератор переменного тока Г 250:
а — продольный разрез; б — основные узлы

Обмотка 8, в которой индуктируется переменный ток, расположена на неподвижном статоре, а обмотка возбуждения 11 — на вращающемся роторе.

Статор генератора состоит из сердечника 10, набранного из изолированных листов электротехнической стали, и обмотки 8. Сердечник статора закреплен между двумя алюминиевыми крышками 1 и 13, стянутыми винтами. Внутренняя поверхность сердечника статора имеет 18 зубцов, равномерно расположенных по окружности, на которые надеты катушки обмотки статора. Катушки крепятся при помощи текстолитовых клиньев. Изоляция катушек от сердечника выполнена из электротехнического картона. Статор в сборе пропитывают электроизоляционным лаком. Каждая из трёх фаз обмотки статора объединяет по шесть последовательно соединённых катушек. Соединена обмотка статора по схеме «звезда».

Свободные концы фаз обмотки статора присоединены к трём клеммам 2 выпрямительного блока 3. Шесть кремниевых диодов выпрямительного блока соединены по трёхфазной двухполупериодной схеме выпрямления. Выходы трёх диодов прямой проводимости объединены контактной пластиной 16, а выходы трёх диодов обратной проводимости — контактной пластиной 15.

Выпрямительный блок крепится к крышке 1 болтами. Крепёжные болты соединены с контактными пластинами выпрямительного блока и выполняют функцию токопроводов. Три болта замыкают на корпус контактную пластину диодов обратной проводимости. Один болт, соединённый с контактной пластиной диодов прямой проводимости, образует на крышке 1 изолированный от корпуса вывод «+» генератора, а винт, ввёрнутый в крышку 1, служит отрицательным выводом.

Обмотка возбуждения 11 выполнена в виде одной круглой катушки, закрепленной на стальной втулке 12. С боков обмотка закреплена двумя клювообразными половинами 9 сердечника ротора. Клювы одной половины сердечника входят в промежутки между клювами другой. Каждая половина сердечника имеет по шесть клювов, которые при работе генератора образуют 12 полюсов ротора. Сердечник ротора напресован на вал, опорами которому служат два шариковых подшипника закрытого типа. Подшипники установлены в крышках генератора. При сборке подшипники заполняют смазкой и в процессе эксплуатации в смазке не нуждаются. Концы обмотки возбуждения припаяны к двум медным контактным кольцам 4. Контактные кольца закреплены на валу ротора.

На крышке 1 винтами крепится щёткодержатель 6. В направляющих отверстиях щёткодержателя установлены две графитовые щётки 5, которые под действием пружин 7 прижимаются к контактным кольцам. Одна щётка, изолированная от корпуса, соединена с выводом Ш, который выполняется в виде болтового (рис. 16 б) или штекерного зажима. Другая щётка соединена с корпусом генератора.

Генераторы оснащены крыльчаткой 14, создающей поток охлаждающего воздуха. Поток воздуха поступает внутрь генераторов через окна в крышках. Генераторы серии Г250 имеют большое число модификаций ( Г1, Ж1, Е1, И1 и т.д. .) Отличаются друг от друга генераторы этой серии конструкцией шкивов.

Генератор Г272 имеет лишь одно конструктивное отличие от генераторов серии Г 250. У него обе щётки изолированы от корпуса и выведены наружу посредством штекеров.

Генератор Г286 конструктивно аналогичен генераторам серии Г 250, но имеет бóльшие габаритные размеры и массу. Обмотка статора этого генератора соединена по схеме «треугольник.»

Генератор Г 221

Рис. 17. Генератор Г 221

Генератор Г221 (рис. 17) имеет ряд конструктивных особенностей по сравнению с генераторами серии Г 250.

Сердечник 12 статора, закрепленный между двумя алюминиевыми крышками 1 и 14 болтами 2, имеет 36 зубцов. Число катушек обмотки 10 статора — 18. Так как число зубцов вдвое больше числа катушек, они нанизаны на зубцы, с чередованием через один. Нулевая точка обмотки статора, соединённой звездой, выведена наружу посредством изолированного штекера.

Свободные концы фаз обмотки статора присоединены к клеммам 3 выпрямительного устройства.

Выпрямительное устройство генератора Г221 не объединено конструктивно в виде блока, как у генераторов серии Г250. Оно выполнено на базе специальных диодов ВА—20. Диоды 4 обратной проводимости запрессованы своими корпусами, которые являются выводами, в крышку 1. Диоды прямой проводимости (на рисунке не показаны) запрессованы в пластину, изолированную от корпуса генератора и закреплённую на крышке 1 болтами. Один из крепёжных болтов выведен наружу и является положительным выводом 7 генератора.

Обмотка возбуждения 13, выполнена в виде цилиндрической катушки, надета на стальную втулку 16 и скреплена двумя клювообразными половинами 11 сердечника ротора. Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам 5, на которые опираются щётки 6 щёткодержателя 8. Одна щётка соединена с корпусом генератора, другая — со штекером 9, который является выводом обмотки возбуждения. Охлаждение генератора осуществляется крыльчаткой 15 через вентиляционные отверстия в крышках.

Характеристики. Генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением не обладают свойством самовозбуждения. Поэтому в начале работы генератора обмотка возбуждения питается от аккумуляторной батареи. Лишь когда напряжение генератора становится больше напряжения аккумуляторной батареи, питание обмотки возбуждения осуществляется через выпрямитель от обмотки статора.

При протекании тока по обмотке возбуждения вокруг ротора возникает магнитное поле, в области которого находится и обмотка статора. При вращении ротора магнитные силовые линии поля ротора пересекают фазы обмотки статора и в них наводится э.д.с. переменного направления, сдвинутые на 120°. Под действием э.д.с. при подключении к генератору потребителей по обмотке статора протекает переменный ток, который выпрямляется диодами.

Генераторы переменного тока обладают свойством самоограничения максимальной силы тока при увеличении числа подключенных потребителей и возрастании частоты вращения ротора. Это обусловлено следующими причинами. При возрастании числа потребителей увеличивается ток обмотки статора, что приводит к усилению магнитного поля статора. Магнитное поле статора направлено против магнитного поля ротора, поэтому суммарный магнитный поток уменьшается. Благодаря этому в катушках статора наводится меньшая э.д.с. и максимальная сила тока, отдаваемого генератором, ограничивается.

При возрастании частоты вращения ротора увеличивается частота переменного тока в обмотке статора. Вследствие этого возрастает индуктивное сопротивление обмотки статора, что также приводит к ограничению максимальной силы тока, отдаваемого генератором.

Технические данные некоторых типов генераторов переменного тока с электромагнитным возбуждением приведены в таблице 6.

Таблица 6
Технические данные генераторов переменного тока.
* В числителе — начальная частота вращения ротора без нагрузки, в знаменателе — под нагрузкой.
Тип генераторов Номинальное напряжение, В Начальная частота вращения ротора, не более, об/мин. Параметры при проверке начальной частоты вращения ротора Устанавливаются на автомобиль
в холодном состоянии в горячем состоянии Напряжение, В Ток, А
Г250-Б1, Г250-В2, Г250-Г1, Г250-Д1 12 900 / 1950 * 950 / 2100 12,5 28 ЗИЛ-130 и его модификации, ГАЗ-53-А, -24, -66, УАЗ-451Д, -452
Г221 14 — / — 1200 /1900 14 20 ВАЗ
Г266 14 1200 / 2400 1250 / 2600 14 40 ПАЗ-672
Г286 14 — / 800
— / 1500
— / 900
— / 1700
14 30, 63 ЛАЗ-695, -697, -699, ЛИАЗ-677
Г271 24 1050 /2150 1100 / 2350 28 10 МАЗ-500, -5335
Г272 28 — / 1500
— / 2000
— / 1550
— / 2050
28 10, 20 КамАЗ и его модификации

§10. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

Напряжение генератора постоянного и переменного тока зависит от частоты вращения ротора, значения отдаваемого тока, магнитного потока возбуждения, сопротивления обмотки якоря (у генератора постоянного тока) и полного сопротивления обмотки статора (у генератора переменного тока).

Если учитывать (при глубоком приближении) только основные факторы, то можно считать, что

Uг = Eг = cnФ

где Uг — напряжение генератора; Eг — э.д.с. генератора; c — постоянный коэффициент; n — частота вращения якоря (ротора); Ф — магнитный поток генератора.

Таким образом, для обеспечения постоянства напряжения генератора при изменении частоты вращения ротора необходимо обратно пропорционально частоте изменять магнитный поток. Так как магнитный поток определяется силой тока возбуждения, регулирование напряжения осуществляется периодическим включением в цепь возбуждения генератора и отключением из этой цепи добавочного резистора с постоянным сопротивлением. В настоящее время применяются вибрационные и полупроводниковые регуляторы напряжения.

Вибрационный регулятор напряжения. Вибрационный регулятор (рис. 18а) имеет добавочный резистор Rд, который включается последовательно с обмоткой возбуждения ОВ. При замыкании контактов 4, один из которых неподвижен, а другой расположен на якоре 3, добавочный резистор замкнут накоротко. Основная обмотка ОО регулятора, намотанная на сердечнике 5, включена на полное напряжение генератора. Пружина 2 оттягивает якорек вверх, удерживая контакты в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты, якорек и ярмо 1 подключена, минуя добавочный резистор.

Вибрационный регулятор напряжения

Рис. 18. Вибрационный регулятор напряжения:
а — схема регулятора; б — изменение напряжения

При неработающем генераторе в основной обмотке ОО регулятора тока нет и контакты под действием пружины замкнуты. С увеличением частоты вращения сила тока возбуждения генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока основной обмотки ОО регулятора и намагничивание сердечника. При напряжении генератора меньше установленной величины, силы магнитного напряжения якорька к сердечнику недостаточно для преодоления силы натяжения пружины и контакты регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При дальнейшем увеличении напряжения генератора наступает такой момент, когда сила магнитного притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора размыкаются. Вследствие этого в цепь обмотки возбуждения включается добавочный резистор, и напряжение генератора падает.

Уменьшение напряжения приводит к уменьшению тока в обмотке регулятора напряжения и, следовательно, силы притяжения якорька к сердечнику. В результате контакты вновь замыкаются, а затем при увеличении напряжения генератора размыкаются.

Описанный процесс периодически повторяется. В результате этого возникают пульсации напряжения (рис.18, б). Среднее значение напряжения Uср, измеряемое вольтметром, определяет регулируемое напряжение генератора. С увеличением частоты вращения увеличивается время разомкнутого состояния tр и уменьшается время замкнутого состояния tз. Это приводит к уменьшению тока возбуждения Iв (рис. 19).

Характеристики генератора с регулятором напряжения

Рис. 19. Характеристики генератора с регулятором напряжения

Вибрационный регулятор с ускоряющим резистором

Рис 20 Вибрационный регулятор с ускоряющим резистором

Напряжение генератора, поддерживаемое регулятором, зависит от силы натяжения пружины. Изменением силы натяжения пружины осуществляется регулировка напряжения генераторной установки.

Уменьшение пульсаций напряжения происходит следующим образом. Пульсации напряжения генератора зависят от частоты колебаний якорька регулятора. Чтобы пульсации напряжения не оказывали влияния на работу потребителей, якорек регулятора должен колебаться с частотой не менее 30 Гц. Кроме того, с увеличением частоты колебаний якорька уменьшается износ контактов.

Частоту колебаний повышают применением специальных ускоряющих обмоток, которые наматывают на сердечник регулятора, или ускоряющих резисторов. Наиболее часто применяют схему вибрационного регулятора напряжения с ускоряющим резистором (рис. 20). Здесь основная обмотка ОО регулятора подключается к генератору через ускоряющий резистор Rу, который включен последовательно с резистором Rд. Резистор Rу также является добавочным в цепи обмотки возбуждения генератора. Таким образом, напряжение на обмотке регулятора равно разности между напряжением генератора и падением напряжения в ускоряющем резисторе.

Ускоряющее действие резистора Rу заключается в следующем. При замкнутых контактах регулятора через ускоряющий резистор проходит ток только обмотки регулятора, величина которого составляет доли ампера. Напряжение, приложенное к обмотке регулятора, почти равно напряжению генератора, так как падение напряжения в ускоряющем резисторе очень незначительно.

При замыкании контактов ток возбуждения генератора, который в следствии явления самоиндукции не может изменяться скачком, в первый момент сохраняет свою величину и направление. Ток возбуждения проходит по ускоряющему резистору, что приводит к резкому увеличению падения напряжения на нем и резкому уменьшения напряжения на обмотке регулятора. Скачкообразное уменьшение напряжения в основной обмотке ОО регулятора в момент размыкания контактов резко уменьшается в ней ток, а следовательно, и силу притяжения якоря регулятора к сердечнику. Благодаря этому контакты быстро замыкаются вновь. В результате частота колебаний якоря увеличивается до 150 — 250 Гц и, следовательно, уменьшается пульсация напряжения. При применении ускоряющих устройств возникает отрицательное явление, связанное с увеличением напряжения генератора при увеличении частоты вращения ротора. Возрастание напряжения с увеличением частоты вращения ротора предотвращается при помощи выравнивающих обмоток или выравнивающих резисторов.

Для стабилизации напряжения наибольшее распространение получили схемы с выравнивающими обмотками (рис. 21).

Вибрационный регулятор с ускоряющим резистором, выравнивающим резистором и выравнивающей обмоткой

Рис. 21. Вибрационный регулятор с ускоряющим резистором, выравнивающим резистором и выравнивающей обмоткой

Выравнивающую обмотку ВО включают в цепь через контакты регулятора последовательно с обмоткой возбуждения ОВ генератора. Её наматывают на сердечник таким образом, чтобы её магнитный поток противодействовал магнитному потоку основной обмотке ОО регулятора. Магнитный поток, создаваемый выравнивающей обмоткой, значительно меньше магнитного потока, создаваемого основной обмоткой регулятора.

При увеличении частоты вращения ротора в результате увеличении времени разомкнутого состояния контактов уменьшается сила тока не только в основной, но и в выравнивающей обмотке. Поэтому уменьшение магнитного потока, создаваемого основной обмоткой, сопровождается таким же по величине уменьшением магнитного потока, создаваемого выравнивающей обмоткой, и результирующий магнитный поток почти не изменяется. В результате размыкание контактов регулятора происходит независимо от частоты вращения ротора при напряжении, установленной регулировкой.

Рабочая температура регулятора меняется в значительных пределах (от —50 до +125°C). Сопротивление основной обмотки регулятора напряжения, выполняемой из меди, изменяется от температуры (возрастает на 40% при нагреве обмотки на 100°C). Поэтому при повышении температуры основной обмотки уменьшается ток в ней,и следовательно, магнитный поток. В результате регулятор начинает работать при напряжении, большем того, на которое он отрегулирован.

Температурная компенсация осуществляется следующим образом.

Для уменьшения влияния температуры на работу вибрационного регулятора последовательно основной обмотке регулятора, которую выполняют с меньшим сопротивлением, включают добавочный резистор из нихрома и константана. Сопротивление этих материалов практически не меняется от температуры. В результате суммарное изменение сопротивления цепи основной обмотки регулятора от температуры в несколько раз уменьшится. Таким образом, возрастание регулируемого напряжения составит примерно 10% при нагреве на 100°. В ряде регуляторов роль термокомпесационного резистора выполняет ускоряющий резистор.

Для более полной термокомпенсации вместе с резистором применяют биметаллическую пластину, на которой подвешивают якорек регулятора. Биметаллическая пластина имеет два слоя. Материалы слоев обладают резко отличающимися коэффициентами теплового расширения.

Биметаллическую пластину приклёпывают к якорьку и закрепляют на ярме регулятора. При этом слой материала с малым коэффициентом температурного расширения обращён к сердечнику. При повышении температуры пластина изгибается и создаёт усилие, направленное против усилия пружины, и таким образом способствует вступлению регулятора в работу при меньшем напряжении. Таким образом и обеспечивается температурная компенсация.

Для термокомпенсации применяют также магнитные шунты. Магнитный шунт МШ (см. рис. 26) представляет собой пластину из железно-никелевого или иного термомагнитного сплава с магнитным сопротивлением, увеличивающимся при повышении температуры. Пластина закреплена в верхней части регулятора между сердечником и ярмом параллельно якорьку.

При повышении температуры магнитное сопротивление шунта возрастает. При низких температурах магнитное сопротивление шунта мало, и часть магнитного потока сердечника, минуя якорёк, замыкается через магнитный шунт. Таким образом компенсируется изменение магнитного потока, возникающее в результате изменения сопротивления основной обмотки регулятора от температуры. Применение магнитного шунта исключает необходимость в термокомпесационном резисторе и биметаллической пластине.

Недостатки вибрационных регуляторов состоят в следующем. Вибрирующие контакты и пружины являются основным недостатком вибрационных регуляторов, затрудняющим их настройку и повышающим чувствительность к вибрации. В результате изменения характеристик пружин вибрационные устройства подвержены разрегулировкам.

Обычный вибрационный регулятор напряжения может применяться с генераторами, у которых сила тока возбуждения не более 1,5 — 1,8 А. При больших значениях силы тока значительно сокращается срок службы контактов.

Особенно сказываются недостатки вибрационных регуляторов при работе с генераторными установками переменного тока, у которых сила тока возбуждения значительно больше, чем у генераторов постоянного тока. Чтобы получить возможность использовать вибрационный регулятор с мощными генераторами, применяют следующие способы. Часто используют не один, а два регулятора напряжения. Для этого обмотку возбуждения генератора разделяют на две одинаковые по своим параметрам и параллельно включенные ветви. Сила тока каждой ветви регулируется своим регулятором. При этом сила тока, разрываемого контактами, уменьшается вдвое.

Для уменьшения силы тока разрыва применяют также двухступенчатое регулирование напряжения. Двухступенчатый регулятор напряжения имеет две пары контактов и добавочный резистор с меньшим сопротивлением. Подробно работа двухступенчатого регулятора рассмотрена на конкретном примере (§13). Недостатки вибрационных регуляторов вызвали в последние годы применение с мощными генераторами полупроводниковых регуляторов напряжения.

Полупроводниковые регуляторы напряжения. В полупроводниковых регуляторах сила тока возбуждения регулируется при помощи транзисторов, эмиттерно-коллекторная цепь которой включена последовательно с обмоткой возбуждения генератора.

Контактно-транзисторный регулятор напряжения

Рис. 22. Контактно-транзисторный регулятор напряжения

Бесконтактный регулятор напряжения

Рис. 23. Бесконтактный регулятор напряжения

Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор переключается в закрытое состояние (разомкнутые контакты). При понижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние (замкнутые контакты). В состоянии «открыт» сопротивление транзистора составляет доли ома, в состоянии «закрыт» — бесконечно большое значение. Полупроводниковые регуляторы напряжения могут выполняться контактно-транзисторными и бесконтактными.

Контактно-транзисторный регулятор (рис. 22) содержит в своей схеме вибрационное реле, управляющее транзистором Т.

Работает регулятор следующим образом. До момента достижения генератором регулируемого значения напряжения Uг силы тока обмотки вибрационного реле недостаточно, чтобы контакты замкнулись. При этом транзистор открыт, так как через него протекает ток базы по цепи: «плюс» генератора, переход эмиттер-база, резистор Rб, корпус генератора.

Через обмотку возбуждения ОВ в этом случае протекает полный ток возбуждения, и напряжение генератора возрастает с возрастанием частоты вращения ротора. Полное отпирание транзистора осуществляется подборов сопротивления резистора Rб.

При достижении напряжением генератора регулируемого значения ток в основной обмотке ОО реле достигает значения, при котором реле срабатывает. При замкнутых контактах потенциалы базы и эмиттера становятся равными, так как контакты шунтируют переход эмиттер — база. Вследствие этого ток базы становится равным нулю, что приводит к запиранию транзистора.

В результате запирания транзистора ток возбуждения, поддерживаемый э.д.с. самоиндукции обмотки возбуждения, протекая через гасящий диод Дг, уменьшается. При этом уменьшается напряжение генератора Uг, контакты реле размыкаются, и транзистор открывается. Затем процесс повторяется.

Гасящий контур, выполняемый обычно в виде диода Дг, является обязательным элементом любого транзисторного регулятора. Если бы его не было, э.д.с. самоиндукции обмотки возбуждения, возникающая в момент закрытого состояния транзистора и достигающая нескольких сотен вольт, могла бы вызвать пробой коллекторного перехода и отказ транзистора в работе.

В контактно-транзисторном регуляторе напряжение через контакты протекает незначительный ток, благодаря чему увеличивается срок их службы. Однако надёжность работы регулятора по-прежнему определяется усталостной прочностью и возможной разрегулировкой пружины. Указанный недостаток исключён в бесконтактных схемах регулирования напряжения.

Бесконтактный регулятор напряжения (рис. 23) содержит транзистор Т1, который выполняет функции контактов в контактно-транзистором регуляторе. Управление транзисторе Т1 осуществляется резисторами R1, R2 и стабилитроном Д1.

При напряжении генератора меньше регулируемого значения напряжение на резисторе R1, включенном параллельно стабилитрону Д1, меньше значения, соответствующего пробою стабилитрона. Стабилитрон при этом не проводит ток, следовательно, ток базы транзистора Т1 равен нулю. Транзистор Т1 при этом закрыт, что соответствует разомкнутому состоянию контактов, а транзистор Т2 открыт.

При достижении генератором уровня напряжения, соответствующего регулируемому значению, напряжение на резисторе R1 повышается до значения, при котором стабилитрон пробивается, т.е. его сопротивление в обратном направлении резко уменьшается. В результате возникает ток базы транзистора Т1, протекающий по цепи: «плюс» генератора, переход эмиттер—база транзистора Т1, стабилитрон Д1, резистор R2, «минус» генератора. Транзистор Т1 при этом открывается, что соответствует замкнутому состоянию контактов, транзистор Т2 запирается, а ток возбуждения и напряжение генератора уменьшаются. Вследствие этого напряжение на стабилитроне снижается ниже напряжения стабилизации, и он запирается, прерывая ток базы транзистора Т1. Транзистор Т1 запирается, а транзистор Т2 переключается в открытое состояние и т.д. Соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2 определяет уровень регулируемого напряжения.

Схемы бесконтактных регуляторов, применяемых на практике, имеют ряд дополнительных элементов, улучшающих рабочие характеристики. Назначение дополнительных элементов рассмотрено на примерах схем конкретных регуляторов (§13).

§11. ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ

Для защиты генераторов постоянного тока от перегрузки применяют ограничители тока, а для защиты от обратного тока — реле обратного тока.

Ограничитель тока. Ограничитель (рис. 24) работает по принципу регулятора напряжения. На его сердечник намотаны последовательная ПО и ускоряющая УО обмотки. По последовательной обмотке ограничителя проходит весь ток, отдаваемый генератором потребителям, включая ток обмотки возбуждения. Ускоряющая обмотка включена последовательно в цепь обмотки возбуждения, и по ней проходит ток возбуждения генератора. Добавочный резистор Rд, включён параллельно контактам ограничителя. Ток возбуждения проходит через контакты, когда они замкнуты, и через резистор Rд, когда контакты разомкнуты.

Ограничитель тока

Рис. 24 Ограничитель тока

Ограничитель тока отрегулирован так, что при силе тока генератора меньше номинального значения его контакты замкнуты. Ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор. Если сила тока генератора превысит предельное значение, произойдет размыкание контактов. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор, что приведёт к уменьшению силы тока возбуждения и, следовательно, напряжения генератора. В результате уменьшения напряжения уменьшится отдаваемая им сила тока и, когда она станет меньше номинального значения, контакты ограничителя замкнутся.

Ускоряющая обмотка ускоряет намагничивание сердечника при замкнутых контактах и размагничивание его при разомкнутых контактах. Таким образом обеспечивается увеличение частоты колебаний якорька, что уменьшает пульсации тока в цепи нагрузки.

Реле обратного тока. Реле (рис. 25 а) включено своими контактами в цепь между генератором и аккумуляторной батареей АБ. На сердечнике реле обратного тока имеются две обмотки: основная ОО, включенная параллельно генератору, и последовательная ПО, включенная последовательно между генератором и аккумуляторной батареей.

Схема и характеристики  реле обратного тока

Рис. 25 Схема (а) и характеристики (б) реле обратного тока

После пуска двигателя с увеличением частоты вращения якоря растёт напряжение генератора Uг. Пока оно меньше э.д.с. аккумуляторной батареи Eб, контакты реле обратного тока остаются разомкнутыми. По мере увеличения напряжения растёт сила тока в основной обмотке реле и, следовательно, намагничивание сердечника. Ток от генератора в основную обмотку проходит через последовательную обмотку, но она лишь незначительно подмагничивает сердечник. Эьо вызвано тем, что число витков последовательной обмотки значительно меньше числа витков основной.

Когда напряжение генератора становится больше э.д.с. аккумуляторной батареи, контакты реле замыкаются. При этом по последовательной обмотке проходит весь ток генераторов, и сила притяжения якорька к сердечнику возрастет. При замыкании контактов реле обратного тока происходит резкое уменьшение напряжения генератора (рис. 25 б). Вызвано это увеличением падения напряжения в обмотке якоря в результате появления тока Iг, отдаваемого генератором во внешнюю цепь. При дальнейшем увеличении напряжения начинает работать регулятор напряжения, и характеристика изменяется так же, как и на рисунке 19.

При снижении частоты вращения якоря напряжение генератора уменьшается. Когда напряжение генератора станет меньше э.д.с. аккумуляторной батареи, по последовательной обмотке пойдёт ток в обратном направлении (обратный ток). Магнитный поток, создаваемый обратным током в последовательной обмотке, размагничивает сердечник. При этом сила притяжения якорька к сердечнику уменьшается, и под действием пружины контакты реле размыкаются. В автомобильных реле обратного тока значение обратного тока, при котором происходит размыкание контактов реле, не превышает 6 А.

Температурная компенсация реле обратного тока осуществляется двумя способами. Часть основной обмотки выполняется из константановой проволоки, сопротивление которой по сравнению с медной практически не меняется от температуры. Таким образом, частично ограничивается рост сопротивления основной обмотки при повышении её температуры. Для полной компенсации влияния температуры якорёк реле подвешивают на биметаллической пластине.

§12. ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генератор Г108 и реле—регулятор РР24. Эта генераторная установка (рис. 26) долгое время являлась базовой для питания потребителей на номинальное напряжение 12 В. Генератор и реле—регулятор этого типа имеют несколько модификаций и установлены на ряде отечественных автомобилей.

Схема генератора Г108 и реле регулятора РР24

Рис. 26 Схема генератора Г108 и реле—регулятора РР24

Реле—регулятор РР24 состоит из регулятора напряжения РН, ограничителя ОТ и реле обратного тока РОТ, которые установлены на панели из изоляционного материала.

Регулятор напряжения РН имеет основную обмотку ОО, ускоряющий Rу и добавочный Rд резисторы, а также выравнивающий Rв резистор, являющийся одновременно ускоряющей обмоткой УО ограничителя тока. Температурная компенсация в регуляторе осуществляется при помощи магнитного шунта МШ.

Ограничитель тока ОТ имеет две обмотки — последовательную ПО и ускоряющую УО (Rв) и добавочный резистор Rд2. Реле обратного тока РОТ выполнено по обычной схеме с основной ОО и последовательной ПО обмотками. Якорёк реле подвешен на биметаллической пластине БП. Реле—регулятор имеет четыре вывода: Б, Я, Ш, М. Вывод Б присоединён к положительному выводу аккумуляторной батареи, выводы Я, Ш и М реле—регулятора — к выводам Я, Ш и М генератора.

Главная цепь генераторной установки включает в себя: вывод Я генератора — последовательную обмотку ограничителя тока — последовательную обмотку реле обратного тока — корпус и контакты реле обратного тока — вывод Б реле—регулятора — положительный вывод аккумуляторной батареи и потребители — корпус автомобиля — вывод М генератора.

При разомкнутых контактах регулятора напряжения цепь возбуждения от корпуса ограничителя тока к выводу Ш реле—регулятора проходит через включённые последовательно резисторы Rу и Rд1. При разомкнутых контактах ограничителя тока цепь возбуждения от вывода Я реле—регулятора к контактам регулятора напряжения проходит через резистор Rд2.

В регуляторе напряжения и ограничителе тока воздушный зазор между сердечником и якорьком регулируется перемещением стойки неподвижного контакта. В реле обратного тока воздушный зазор при разомкнутых контактах регулируется подгибанием упора УП. У всех элементов реле—регулятора изменение натяжения пружины осуществляется подгибанием её кронштейна.

Генератор Г130 и реле—регулятор РР130. Эта генераторная установка более позднего выпуска. От рассмотренной выше данная генераторная установка отличается в основном схемой регулятора напряжения.

В регуляторе напряжения реле—регулятора РР130 выравнивающий резистор заменён выравнивающей обмоткой, а температурная компенсация осуществляется биметаллической пластиной и термокомпесационным резистором, роль которого выполняет ускоряющий резистор.

Аналогично рассмотренным построены схемы других генераторных установок постоянного тока. Основные параметры, характеризующие работу генераторных установок постоянного тока в зависимости от применяемого реле—регулятора, приведены в таблице 7.

Таблица 7
Параметры генераторных установок постоянного тока
Показатели Тип реле—регулятора
РР24 РР24—Г РР106 РР130
Регулируемое напряжение, В 13,8—14,6 13,8—14,8 27,4—30,2 13,8—14,8
Сила тока при проверке регулируемого
напряжения, А
10 10 5 14
Частота вращения якоря генератора при проверке
регулируемого напряжения и ограничиваемого тока, мин-1
3000 3000 2500 3500
Сила тока, регулируемая ограничителем, А 19—21 19—21 9—11 26,5—29,5
Напряжение включения реле
обратного тока, В
12,2—13,2 12,2—13,2 24,4—27,0 12,2—13,2
Сила тока включения реле
обратного тока, А
0,5—6 0,5—6 0,5—6 0,5—6

§13. ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Генератор Г271 и реле—регулятор РР127. Генераторная установка обеспечивает питание потребителей на номинальное напряжение 24 В.

Регулятор напряжения РР127 (рис. 27) вибрационного типа имеет основную ОО и выравнивающую ВО обмотки.

Схема генератора Г271 и регулятора напряжения РР127

Рис. 27 Схема генератора Г271 и регулятора напряжения РР127

Выравнивающая обмотка через контакты регулятора включена последовательно обмотке возбуждения ОВ генератора. Основная обмотка ОО через ускоряющий резистор Rу и термокомпесационный резистор Rт включена параллельно обмотке возбуждения. Якорёк регулятора подвешен на биметаллической пластине БП, осуществляющей совместно с резистором Rт термокомпенсацию.

Регулятор имеет три вывода: Ш, М и «+», которые соединены с соответствующими выводами генератора. Кремниевый выпрямитель обеспечивает постоянное соединение главной цепи генератора с аккумуляторной батареей.

Ток возбуждения при напряжении генератора, меньшем регулируемого значения, протекает по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — вывод «+» регулятора — выравнивающая обмотка — контакты и корпус реле — вывод Ш регулятора — вывод Ш генератора — обмотка возбуждения — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи. Ток основной обмотки регулятора протекает от вывода «+» через резисторы Rу, Rт и основную обмотку на корпус автомобиля.

При напряжении генератора более регулируемого значения контакты регулятора размыкаются и ток возбуждения от вывода «+» к выводу Ш регулятора протекает через резисторы Rу, Rд1 и Rд2. Вследствие этого уменьшается сила тока возбуждения, напряжение генератора и сила тока в основной обмотке регулятора. Контакты регулятора вновь замыкаются.

Генератор Г221 и регулятор напряжения РР380. Генераторная установка (рис. 28) обеспечивает питание потребителей на номинальное напряжение 12 В. В заводских схемах применяют цифровые обозначения электрических соединений, которые приведены на рисунке в скобках.

Для контроля заряда аккумуляторной батареи в схему включены реле РС 702 и контрольная лампа Кл, свечение которой указывает на разряд аккумуляторной батареи. Обмотка ОО реле РС 702 включена между нулевой точкой обмотки статора и положительным выводом генератора, т.е. она питается от одной фазы генератора.

Схема генератора Г221 и регулятора напряжения РР380

Рис. 28 Схема генератора Г221 и регулятора напряжения РР380

При неработающем двигателе и включенном выключателе зажигания Вз контрольная лампа светится. Она питается от аккумуляторной батареи через замкнутые контакты реле РС702. Ток в обмотку реле от аккумуляторной батареи проходить не будет, так как этому препятствует выпрямитель генератора.

При работающем генераторе по обмотке реле идет ток, контакты реле размыкаются, разрывая цепь питания контрольной лампы. Если лампа продолжает гореть при работе генератора, это свидетельствует о неисправности генераторной установки или реле РС702.

Регулятор напряжения РР380 двухступенчатый вибрационный. Он имеет две пары контактов К1 и К2. Контакты К1 включены между выводами «+» и Ш. Контакты К2 второй ступени включены между выводом Ш и корпусом. Основная обмотка ОО регулятора включена между корпусом и через резистор Rт с выводом «+». Добавочный резистор составной — из двух параллельно соединённых резисторов. Последовательно резистору Rд включен дроссель Др. Вся цепочка включена параллельно контактам К1. Дроссель служит для уменьшения скорости нарастания силы тока, проходящей через контакты К1, облегчая таким образом условия их работы.

Температурная компенсация регулятора осуществляется подвеской якорька на биметаллической пластине БП и включением в цепь основной обмотки регулятора резистора Rт. Ускоряющая схема в регуляторе РР380 отсутствует. Повышение частоты переключений обеспечивается специально выбранными характеристиками биметаллической пластины, на которой закреплен якорек реле и пружины, удерживающей контакты первой ступени в разомкнутом состоянии. Регулятор имеет два вывода: Ш (67) и «+» (15), которые соединены с соответствующими выводами генератора Г221.

При неработающем генераторе обмотка возбуждения через контакты выключателя зажигания питается от аккумуляторной батареи. Путь тока возбуждения: положительный вывод аккумуляторной батареи — вывод «+» (15) регулятора — стойка неподвижного контакта первой ступени — контакты К1 и корпус реле — вывод Ш (67) регулятора — вывод Ш (67) генератора — обмотка возбуждения — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи. При напряжении генератора больше напряжения аккумуляторной батареи обмотка возбуждения питается от генератора. Пока напряжение генератора меньше регулируемого значения, контакты К1 замкнуты, так как магнитный поток, создаваемый обмоткой ОО регулятора, недостаточен для притяжения якорька к сердечнику. Путь тока возбуждения через регулятор тот же, что и при питании от аккумуляторной батареи.

С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора возрастает. Когда оно достигает регулируемой величины, сила притяжения якорька к сердечнику становится достаточной для размыкания контактов К1. При разомкнутых контактах К1 ток возбуждения от вывода «+» (15) к выводу Ш (67) регулятора проходит через дроссель Др и резистор Rд. В результате ток возбуждения и, следовательно, напряжение генератора снижаются, и контакты К1 вновь замыкаются.

Работа первой ступени аналогична работе обычного регулятора напряжения, например РР127. Отличие заключается в том, что сопротивление резистора Rд и дросселя Др, включаемых в цепь обмотки возбуждения при разомкнутых контактах К1, в несколько раз меньше, чем у одноступенчатых регуляторов. Таким образом обеспечивается уменьшение напряжения на контактах, т.е. улучшаются условия их работы.

Если при разомкнутых контактах К1 частота вращения ротора продолжает возрастать, будет возрастать и напряжение генератора. При этом увеличится ток обмотки ОО регулятора и сила притяжения якорька к сердечнику, что приведёт к замыканию контактов К2. В результате вывод Ш (67) регулятора окажется замкнутым на корпус, ток возбуждения снизится до нуля и резко уменьшится напряжение генератора. При уменьшении напряжения уменьшится сила тока в обмотке ОО регулятора и под действием пружины контакты К2 разомкнутся. Затем процесс повторяется.

Таким образом, регулирование напряжения генератора на всём диапазоне изменения частоты вращения ротора обеспечивается попеременной работой первой и второй ступеней регулятора РР380.

Генератор Г250 и реле—регулятор РР362 (модернизированный). Эта генераторная установка (рис. 29) обеспечивает питание потребителей на номинальное напряжение 12 В.

Схема генератора Г250 и реле регулятора РР362

Рис. 29 Схема генератора Г250 и реле—регулятора РР362

Контактно—транзисторный реле—регулятор РР362 состоит из двух устройств: контактно—транзисторного регулятора напряжения и устройство для защиты транзистора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения.

Регулятор напряжения содержит вибрационное реле ВР, управляющее транзистором Т (П217), гасящий диод Дг (КД202В), запирающий диод Дз (Д242). Обмотка ОО вибрационного реле включена по схеме с ускоряющим Rу, добавочным Rд и термокомпесационным Rт резисторами. Кроме того, в схему включены резисторы Rб и обратной связи Rос. Якорёк вибрационного реле подвешен на биметаллической пластине БП. Пружина якорька удерживает контакты К1 в замкнутом состоянии, а контакты К2 — в разомкнутом.

Устройство для защиты транзистора содержит реле защиты РЗ. Обмотка реле защиты ОРЗ включена между неподвижным контактом К1 и выводом Ш реле—регулятора.

При неработающем двигателе в замкнутых контактах выключателя зажигания контакты К1 реле ВР замкнуты, а транзистор Т открыт, так как ток базы протекает по цепи схемы регулятора: вывод ВЗ — диод — переход эмиттер—база транзистора Т — резистор Rб — корпус автомобиля.

В результате через обмотку возбуждения генератора протекает ток по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — вывод ВЗ — диод Дз — переход эмиттер—коллектор транзистора — выводы Ш реле—регулятора и генератора — обмотка возбуждения — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

Обмотка ОО вибрационного реле получает питание через вывод ВЗ по цепи: диод Дз — резистор Rу — обмотка ОО — резистор Rт — вывод М — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

После пуска двигателя при напряжении генератора меньше регулируемого значения контакты К2 реле ВР будут разомкнуты, а контакты К1 — замкнуты. Когда напряжение генератора достигнет регулируемого значения, ток в обмотке ОО реле ВР возрастет до значения, при котором электромагнитная сила преодолевает усилие пружины и контакты К2 замкнутся. При этом потенциал базы транзистора Т станет больше потенциала эмиттера на величину падения напряжения на диоде Дз, ток базы прекратится и транзистор Т закроется. Ток обмотки возбуждения, протекающий от диода Дз через резисторы Rу, Rд, будет уменьшаться. При снижении тока обмотки возбуждения в ней наводится э.д.с. самоиндукции, вызывающая ток самоиндукции, который протекает по контуру обмотка возбуждения — диод Дг.

В результате снижения силы тока возбуждения уменьшится напряжение генератора, разомкнутся контакты К2, откроется транзистор Т, повысится напряжение генератора и контакты К2 вновь замкнутся. Замыкания контактов К1 при этом происходить не будет. Резистор обратной связи Rос включен через контакты К1 параллельно цепи: обмотка ОО — резистор Rу — диод Дз. При замыкании контактов К1 резистор Rос обеспечивает резкое снижение тока в обмотке ОО, при размыкании в ней благодаря резистору происходит более резкое повышение тока. Таким образом обеспечивается чёткость переключения контактов реле.

При замыкании вывода Ш на корпус, когда замкнуты контакты К2, произойдет следующее. Ток в обмотке возбуждения резко уменьшится, так как её оба конца будут соединены с корпусом. При этом резко упадёт напряжение генератора, контакты К2 разомкнутся и замкнутся контакты К1, подключая обмотку ОРЗ к аккумуляторной батарее. Сила тока в обмотке ОРЗ и магнитный поток сердечника резко возрастут, контакты реле защиты замкнутся. Включение реле защиты должно происходить при токе 3,2 — 3,6 А. База транзистора через контакты реле защиты окажется соединённой с положительным выводом аккумуляторной батареи, и транзистор закроется. Транзистор будет заперт до тех пор, пока не будет устранено короткое замыкание.

Генератор Г250 и регулятор напряжения РР350. Эта генераторная установка (рис. 30) обеспечивает питание потребителей на номинальное напряжение 12 В.

Схема генератора Г250 и регулятора напряжения РР350

Рис. 30 Схема генератора Г250 и регулятора
напряжения РР350

Бесконтактный регулятор РР350 устроен аналогично регулятору, показанному на рисунке 23. Отличается он наличием третьего транзистора, что обеспечивает повышенную точность регулирования.

Резисторы R1, R2, R3, R4, R5, Rт и активное сопротивление дросселя Др выполняют функции делителя напряжения. Подбор их осуществляют таким образом, чтобы пробой стабилитрона Д1 (Д814А) происходил в момент, когда напряжение генератора достигает регулируемого значения. Для этой цели при сборке подбирают резисторы R1 и R2, которые являются подстроечными.

Регулятор работает следующим образом. При неработающем двигателе и замкнутых контактах выключателя Вз напряжение между выводами «+» и М регулятора равно напряжению аккумуляторной батареи. Оно меньше регулируемого значения и напряжение на плече делителя резистора R1 и R3 меньше напряжения пробоя стабилитрона Д1. Стабилитрон Д1 закрыт и по резистору R6 ток не протекает. Вследствие этого потенциалы эмиттера и базы транзистора Т1 (П302) одинаковы, и он закрыт. При этом транзистор Т2 (П214В) открыт током базы, протекающим в регуляторе по цепи: вывод «+» — резистор R10 — диод Д2 (КД202Г) — переход эмиттер—база транзистора Т2 — резистор R8 — вывод М.

Транзистор Т3 (П217) открыт вследствие того, что при протекании тока через резистор R10 потенциал базы меньше потенциала эмиттера. В результате по обмотке возбуждения протекает ток по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — диод Д3 — переход эмиттер—коллектор транзистора Т3 — вывод Ш регулятора и генератора — обмотка возбуждения генератора — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

После пуска двигателя, когда напряжение генератора выше э.д.с. батареи, питание всех цепей осуществляется от генератора. При возрастании напряжения генератора до регулируемого значения происходит пробой стабилитрона Д1, по резистору R6 протекает ток, и транзистор Т1 открывается.

Открытый транзистор Т1 шунтирует вход транзистора Т2, и он запирается. При этом прерывается ток базы транзистора Т3, он закрывается и ток возбуждения протекает через резистор Rд. Сила тока возбуждения и напряжение генератора уменьшаются, вследствие чего напряжение на стабилитроне становится меньше напряжения стабилизации. Ток в цепи стабилитрона прекращается, транзистор Т1 переключается в закрытое состояние, а транзисторы Т2 и Т3 — в отрытое. Затем процесс циклически повторяется аналогично тому, как это происходит в вибрационном регуляторе напряжения.

Ток самоиндукции, возникающий в обмотке возбуждения при резком уменьшении тока возбуждения, проходит через гасящий диод Дг, что предохраняет транзистор Т3 от пробоя.

Назначение диодов Д2 и Д3 аналогично назначению запирающего диода Д в реле—регуляторе РР362. Диод Д2 обеспечивает активное запирание транзистора Т2, диод Д3 — транзистора Т3. Дроссель Др служит для сглаживания пульсаций напряжения, подаваемого на стабилитрон Д1. Терморезистор Rт служит для компенсации повышения сопротивления дросселя и изменения характеристик полупроводников при нагреве. С увеличением температуры сопротивление резистора уменьшается таким образом, что суммарное сопротивление плеча делителя, в которое включены резистор Rт и дроссель Др, несколько уменьшается, что приводит к увеличению напряжения на стабилитроне. Благодаря этому уровень регулируемого напряжения при повышенной температуре уменьшается, что улучшает режим заряда аккумуляторной батареи.

Резистор обратной связи R7 обеспечивает уменьшение продолжительности переключения схемы из открытого состояния в закрытое и наоборот, что вызывает уменьшение нагрева транзисторов. Кроме того, наличие обратной связи обеспечивает снижение частоты переключений схемы до необходимого значения. Без резистора обратной связи частота переключений определяется пульсациями напряжения, которые будут воздействовать на стабилитрон даже при наличии дросселя. Частота может достигать нескольких килогерц, что приводит к увеличению потерьв транзисторах. При наличии резистора обратной связи частота переключений схемы уменьшается до 50 — 300 Гц

Недостатком регулятора напряжения РР350 и реле—регулятора РР362 является невысокая температурная стойкость применяющихся в ней германиевых транзисторов.

Генератор Г272 и регулятор напряжения РР356. Данная генераторная установка (рис. 31) предназначена для питания потребителей на номинальное напряжение 24 В.

Схема генератора Г272 и регулятора напряжения РР356

Рис. 31 Схема генератора Г272 и регулятора
напряжения РР356

В регуляторе напряжения РР356 применяют кремниевые транзисторы обратной проводимости. Этим в основном отличается схема этой генераторной установки от рассмотренных выше. У рассмотренных выше генераторов один конец обмотки возбуждения присоединяется на корпус внутри генератора, а другой конец обмотки возбуждения соединён с выводом «+» генератора через регулятор напряжения. У генератора Г272 оба конца обмотки возбуждения имеют изолированные штекерные выводы.

Регулятор напряжения РР356 благодаря кремниевым транзисторам обладает большей тепловой устойчивостью и большей стойкостью к повышенному напряжению по сравнению с реле—регулятором РР362 и регулятором напряжения РР350. Входной делитель напряжения генератора образуется из активного сопротивления дросселя и резисторов R1, R2 и R3. Дроссель и резистор R3 образуют одно плечо делителя, а резисторы R1 и R2 — другое. Резистор R1 является подстроечным и подбирается при сборке.

Работает регулятор следующим образом. До момента достижения уровня регулируемого напряжения генератором на стабилитронах Д1 и Д2 (Д816Б) напряжение еще не достигает значения удвоенного напряжения стабилизации каждого из них. Стабилитроны закрыты, следовательно, заперта цепь протекания тока базы транзистора Т1 (КТ801Б), и он закрыт. При этом выходной транзистор Т2 (КТ805А) открыт током базы, протекающим в регуляторе по цепи: вывод «+» — резистор R7 — диоды Д3 и Д4 (Д226Б) — переход база—эмиттер транзистора Т2 — вывод М.

Через открытый транзистор протекает ток возбуждения по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — выводы Ш генератора и обмотка возбуждения — вывод Ш регулятора — переход коллектор—эмиттер транзистора Т2 — вывод М регулятора — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

Когда напряжение генератора достигает регулируемого значения, стабилитроны Д1 иД2 пробиваются, и по резистору R4 начинает протекать ток. В результате между базой и эмиттером транзистора Т1 возникает разность потенциалов, и он открывается. Ток базы транзистора Т1 протекает в регуляторе по цепи: вывод «+» — дроссель Др — резистор R3 — стабилитроны Д1 и Д2 — переход база—эмиттер транзистора Т1 — вывод М.

Открытый транзистор Т1 шунтирует резистор R5, и ток в нем прекращается. Потенциал базы транзистора Т2 становится равным потенциалу эмиттера, и тран Т2 запирается. Цепь тока обмотки возбуждения прерывается, ток возбуждения снижается. Ток, возникающий под действием э.д.с. самоиндукции обмотки возбуждения, протекает через гасящий диод Дг. В результате напряжение генератора уменьшается. При этом снижается напряжение на входном делителе, закрываются стабилитроны Д1 и Д2 и транзистор Т1, а транзистор Т2 переключается в открытое состояние. Далее процесс повторяется.

Диоды Д3 и Д4 способствуют лучшему запиранию транзистора Т2 в интервале его закрытого состояния. Дроссель Др служит для сглаживания пульсаций напряжения, поступающего на стабилитроны. Резистор обратной связи R6 служит для улучшения частоты переключений схемы регулятора и выходного транзистора Т2 из открытого состояния в закрытое и наоборот, а также для уменьшения частоты переключений схемы.

В схеме регулятора напряжения отсутствует терморезистор, а его роль выполняют стабилитроны Д818Б. У этих стабилитронов при повышении температуры несколько снижается напряжение стабилизации. Это приводит к уменьшению при нагреве регулируемого напряжения.

Генераторная установка Г286В с интегральным регулятором напряжения Я112А. Генераторная установка (рис. 32) предназначена для питания потребителей на номинальное напряжение 12 В.

Схема генераторной установки Г286В

Рис. 32 Схема генераторной установки Г286В

Схема генераторной установки Г273

Рис. 33 Схема генераторной установки Г273

Особенностью генераторной установки является то, что интегральный регулятор напряжения крепится непосредственно на генераторе и представляет собой малогабаритное неразборное устройство.

Интегральный регулятор напряжения имеет два вывода В и один Ш и устанавливается в щеткодержателе генератора так, что его клеммы ложатся на токопроводящие клеммы щеткодержателя. На один вывод В регулятора подается сигнал (напряжение генератора), управляющий работой генератора. Основанием регулятора служит стальная пластина, которая является отрицательным выводом регулятора. Контакт стальной пластины с корпусом генератора осуществляется двумя винтами, которые одновременно крепят регулятор, щеткодержатель и алюминиевый кожух, защищают регулятор от механических повреждений.

Генератор Г273 с интегральным регулятором напряжения Я120М. Генераторная установка (рис.33) предназначена для питания потребителей на номинальное напряжение 24 В.

В генераторе применен ротор, унифицированный с ротором генератора Г250. Поэтому для питания обмотки возбуждения от аккумуляторной батареи, напряжение которой 24 В, в цепь возбуждения включен резистор Rд. При напряжении генератора, большем напряжения аккумуляторной батареи, обмотка возбуждения питается от нулевой точки обмотки статора.

Интегральный регулятор Я120М имеет выводы В, Д, Ш, Р. Вывод В является входом интегрального регулятора, на который подается управляющий сигнал. Выводы Д и Ш через токопроводящие клеммы щеткодержателя соединены с обмоткой возбуждения. Кроме того, вывод Д соединён с точкой обмотки статора и через резистор Rд с положительным выводом аккумуляторной батареи. К выводу Р присоединён переключатель посезонной регулировки ВКпр, который во включенном состоянии соединяет вывод Р с корпусом. Металлическое основание регулятора является «массой» и соединяется с корпусом генератора.

При разомкнутых контактах переключателя ВКпр напряжение генератора должно находиться в пределах 27,2 — 27,8 В. При замкнутых контактах напряжение генератора повышается до 29,0 — 30,0 В.

Основные параметры, характеризующие работу генераторных установок переменного тока, приведены в таблице 8.

Таблица 8
Параметры генераторных установок переменного тока.
Показатели Тип реле—регулятора или регулятора напряжения
РР127 РР350 РР356 РР362 Я120М
Регулируемое напряжение, В 27,4—30,2 13,8—14,2 27,6—29,2 13,8—14,6 27,2—30,0
Сила тока при проверке регулируемого напряжения, А 10 14 15 14 10
Частота вращения ротора генератора
при проверке регулируемого напряжения, мин-1
2500 3000 3000 3000 2500

§14. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК

Первые работы по техническому обслуживанию генераторных установок выполняют перед вводом автомобиля в эксплуатацию, затем генераторные установки обслуживают с периодичностью, равной ТО-2.

Недостаточно жёсткое крепление генератора к двигателю является основной причиной поломки его крышек. Чрезмерно натянутый приводной ремень приводит к перегрузке подшипников и их ускоренному износу. Слабо натянутый приводной ремень проскальзывает, что приводит к ускоренному износу ремня и шкива, а также к уменьшению напряжения генераторной установки. Натяжение ремня проверяют по его прогибу при нажатии на ремень с усилием 30 — 40 Н посередине между шкивами генератора и вентилятора. Этот прогиб должен соответствовать данным, приведенным в инструкции по эксплуатации автомобиля.

При вводе в эксплуатацию нового автомобиля необходимо проверить и при необходимости отрегулировать натяжение приводного ремня и убедиться в надёжном креплении генератора к двигателю.

В дальнейшем при каждом ТО-2 проверяют натяжение ремня и крепление генератора. Кроме этих операций, при ТО-2 очищают от грязи наружные поверхности генераторных установок и проверяют крепление наконечников присоединенных приводов.

Работы, проводимые с периодичностью в несколько ТО-2, имеют специфические особенности в зависимости от типа генератора, реле-регулятора или регулятора напряжения.

Генераторы постоянного тока. Такие генераторы через каждые 25—30 тыс. км при проведении очередного ТО-2 снимают с автомобиля для углублённой проверки и замены изношенных деталей.

Первоначально генератор осматривают, для чего снимают защитную ленту. При осмотре проверяют состояние щеточно-коллекторного узла. Не вынимая щёток из щёткодержателей, необходимо убедиться в том, что щётки свободно перемещаются в щёткодержателях и прилегают к коллектору всей контактной площадью, а также в надёжности крепления канатиков к щёткодержателям. При обнаружении следует устранить перекосы и при необходимости подтянуть винты крепления канатиков. Затем (при помощи проволочного крючка) щётки вынимают из щёткодержателей, осматривают и измеряют. Если при осмотре обнаружены сколы или трещины на щётке или слабое крепление токоведущего канатика в теле щётки, ее заменяют. Щетки, имеющие высоту менее минимально допустимой (она зависит от типа генератора), подлежат замене.

Устанавливаемые в генератор щётки должны быть притерты по коллектору, для чего в электоотделении необходимо иметь запас притертых щёток. Новые щётки притирают к коллектору следующим образом. Полоску мелкой стеклянной шкурки шириной, равной длине коллектора, вводят между щёткой и коллектором. Затем протаскивают полоску против направления вращения якоря. Операцию повторяют до тех пор, пока щётка не будет хорошо прилегать к коллектору.

Более удобно притирать щётки, полностью обмотав коллектор полоской шкурки и закрепив ее в нем. Далее следует вращать крышку со щётками в направлении, противоположном вращению якоря.

При осмотре проверяют состояние пружин щёткодержателей. Пружины, потерявшие упругость, подлежат замене. Давление пружин проверяют динамометром. Между щёткой и коллектором прокладывают бумажную полоску и оттягивают динамометром нажимной рычажок щёткодержателя, фиксируя показания динамометра в момент, когда полоску бумаги можно вытащить лёгким усилием.

Поверхность коллектора должна быть чистой и гладкой. При загрязнении коллектор протирают ветошью, смоченной бензином. Подгар с коллектора удаляют мелкой стеклянной шкуркой, прижимая ее к коллектору и вращая рукой якорь. После прочистки следует продуть внутреннюю полость генератора сжатым воздухом для удаления абразивных частиц. Если подгар значительный и шкуркой не удаляется, коллектор протачивают до получения чистой и гладкой поверхности.

Не следует путать при осмотре коллектора подгорание с образующейся при работе коллектора блестящей плёнкой окислов меди (политурой). Цвет политуры бывает от соломенно-жёлтого до тёмно-коричневого. Подгоревшая же поверхность коллектора матовая, чёрного цвета. Удалять палитуру не следует, так как она улучшает условия коммутации и уменьшает износ щёток.

Консистентная смазка, заложенная в подшипники при сборке генераторов, сохраняет свою работоспособность на протяжении определённого пробега. При применении смазки ЛЗ-158 ее заменяют через 60 — 70 тыс.км пробега. Смазку ЦИАТИМ-201 заменяют через 25 — 30 тыс.км.

Генераторы переменного тока. Они требуют значительно меньших затрат времени при техническом обслуживании. Они не нуждаются в замене смазки подшипников, так как в них применяют закрытые шариковые подшипники с одноразовой смазкой.

Через каждые 25—30 тыс. км пробега при очередном ТО-2 генератор снимают с автомобиля для осмотра щёток и контактных колец. Для этого отвёртывают винты, крепящие пластмассовый щёткодержатель, вынимают его, проверяют, свободно ли перемещаются щётки в направляющих отверстиях, вынимают и осматривают щётки, измеряют их высоту. Если щётка заедает в щёткодержателе, ее и стенки направляющего отверстия протирают ветошью, смоченной бензином. Изношенные щётки заменяют. Грязь и масло с контактных колец удаляют ветошью, смоченной бензином. Кольца с износом более 0,5 мм по диаметру протачивают.

Ключ для подгибания кронштейна пружины реле—регулятора

Рис. 34 Ключ для подгибания кронштейна
пружины реле—регулятора

Реле—регуляторы и регуляторы напряжения. Вибрационные и контактно—транзисторные реле—регуляторы и регуляторы напряжения подвержены разрегулировке в процессе эксплуатации. Эти устройства проверяют через каждые 25—30 тыс. км пробега.

Проверка реле—регуляторов (РР24 РР130 и др.), работающих с генераторами постоянного тока, заключается в измерении регулируемого напряжения, напряжения включения реле обратного тока и тока ограничителя.

Вибрационные регуляторы напряжения (РР127, РР380), работающие с генераторами переменного тока, проверяют на регулируемое напряжение.

У вибрационных устройств возможна значительная эрозия контактов, которая определяется при осмотре и устраняется зачисткой контактов надфилем или абразивной пластиной. После зачистки необходимо протереть контакты ветошью, смоченной бензином, и продуть их воздухом.

Проверка контактно—транзисторного реле—регулятора РР362 и его модификаций состоит из изменения регулируемого напряжения и силы тока срабатывания реле защиты. Если измеренные параметры выходят за установленные пределы (см. таб. 7, 8), выполняют их подрегулировку. У всех вибрационных устройств регулировку осуществляют, изменяя натяжение спиральной пружины подгибанием ключом (рис. 34) хвостовика, на котором крепится нижнее ушко пружины. Соприкасаясь с хвостовиком, ключ находится под напряжением, поэтому при регулировке следует соблюдать осторожность.

Бесконтактные регуляторы напряжения не подвержены разрегулировке и не требуют никакого технического обслуживания, за исключением очистки от грязи. Интегральные регуляторы напряжения также не требуют никаких профилактических работ. Регулируемое напряжение у бесконтактных регуляторов, в том числе и регуляторов на интегральных схемах, проверяют только при предположении о их неисправности.

Регулирующие устройства непосредственно на автомобиле проверяют приборами К301, Э214 и на стендах Э205, К461, а в условиях электроцеха — на стендах 532М, Э211, КИ-968, 532-2М.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните устройство генератора постоянного тока и назначение его основных узлов.

2. Объясните устройство генератора переменного тока и назначение его основных узлов.

3. Объясните отличия характеристик генераторов постоянного и переменного тока.

4. В чём заключается принцип регулирования напряжения генераторов.

5. Объясните принцип действия вибрационного регулятора напряжения и способы улучшения его характеристик.

6. Объясните принцип действия полупроводниковых регуляторов напряжения.

7. Объясните назначение и работу устройств защиты генераторов.

8. Объясните по схеме работу генераторной установки постоянного тока.

9. Объясните по схеме работу генератора Г221 и регулятора напряжения РР380.

10. Объясните по схемам работу генератора Г250 с регуляторами напряжения РР362 и РР350.

11. Объясните по схеме работу генератора Г272 и регулятора напряжения РР356.

12. В чём заключаются особенности схем включения интегральных регуляторов.

13. В чём заключается техническое обслуживание генераторных установок.

Глава 3.

СТАРТЕРЫ

§15. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания начинает самостоятельно работать при условии, что его коленчатый вал вращается с определенной (пусковой) частотой, при которой обеспечивается нормальное протекание процессов смесеобразования, воспламенения и сгорания топлива. Пусковая частота вращения карбюраторных двигателей составляет 40 — 50 об/мин. У дизелей необходимо вращать коленчатый вал с большей частотой (100 — 250 об/мин), так как при медленном вращении сжимаемый воздух не нагревается до необходимой температуры, и топливо, впрыснутое в камеру сгорания, не воспламеняется.

Устройством, обеспечивающим вращение коленчатого вала с пусковой частотой, является стартер. При прокручивании двигателя стартер должен преодолеть момент сопротивления, создаваемый силами трения и компрессией, а при включении — и момент инерции вращающихся частей двигателя. Составляющие, которые определяют развиваемый стартером крутящий момент, зависят от литража и конструкции двигателя, числа цилиндров, степени сжатия, вязкости масла и частоты вращения.

Схема включения стартера

Рис. 35 Схема включения стартера

Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока, механизма привода и механизма управления. Конструкция электродвигателей почти одинакова у всех стартеров. Они изготовляются четырёхполюсными. Наиболее часто применяются электродвигатели последовательного возбуждения. Недостатком этих двигателей является значительная частота вращения якоря в режиме холостого хода. При этом возрастают центробежные силы, действующие на якорь, и может произойти его разрушение (разнос). Для уменьшения частоты вращения якоря в режиме холостого хода применяют электродвигатели смешанного возбуждения.

Передача крутящего момента от стартера к коленчатому валу осуществляется через шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом маховика. Для увеличения крутящего момента на коленчатом валу применяется понижающая передача с передаточным числом 10 — 15.

Шестерня стартера должна находиться в зацеплении с зубчатым венцом только во время пуска двигателя. Для этого шестерня и вал электродвигателя снабжены шлицами, которые допускают осевое перемещение шестерни по валу для сцепления и расцепления ее с зубчатым венцом маховика. Перемещение шестерни в современных стартерах осуществляется электромагнитным реле, подвижной сердечник которого через рычаг передает на шестерню осевое усилие. Работой электромагнитного реле управляет водитель.

После пуска частота вращения коленчатого вала достигает 1000 об/мин. Если при этом вращение будет передаваться на якорь стартера, его частота вращения повысится до 10 000 — 15 000 об/мин. Даже при кратковременном увеличении частоты вращения якоря до такой величины (пока водитель не отключит стартер) возможен разнос якоря. Для предохранения якоря стартера от разноса усилие от вала якоря к шестерне привода у большинства стартеров передается через муфту свободного хода. Муфта обеспечивает передачу крутящего момента только в одном направлении — от вала якоря к маховику.

На современных автомобилях применяют стартеры (рис.35) с электромагнитным включением и дистанционным управлением. Принцип работы стартера заключается в следующем. При замыкании контактов выключателя 1 по обмотке 2 электромагнита протекает ток и якорь электромагнита втягивается, а соединённый с ним рычаг 3 перемещает шестерню 4. Одновременно якорь давит на пластину 5, которая в момент ввода шестерни в зацепление с венцом маховика замыкает контакты 6. Ток через замкнутые контакты 6 поступает в обмотку 7 электродвигателя и якорь начинает вращаться.

После пуска двигателя водитель выключателем 1 разрывает цепь обмотки 2. Под действием пружины размыкаются контакты 6 и шестерня 4 возвращается в исходное положение.

§16. УСТРОЙСТВО СТАРТЕРОВ

Стартеры серии СТ230. Стартеры с электромагнитным включением и дистанционным управлением (рис. 36) получил наиболее широкое распространение. Номинальное напряжение стартеров СТ230 12 В.

Стартер СТ230

Рис. 36 Стартер СТ230
а — общий вид; б — электрическая схема

Электродвигатель стартера представляет собой четырёхполюсную машину постоянного тока последовательного возбуждения. Полюсы и корпус 9 изготавливают из мягкой стали. На каждом полюсе закреплена катушка 10 обмотки возбуждения, состоящая из двух ветвей. В каждую ветвь включены последовательно две катушки, изготовленные из голого медного провода прямоугольного сечения. Межвитковая изоляция выполняется из плотной бумаги. Каждая катушка после намотки оплетается хлопчатобумажной лентой и пропитывается лаком. Два конца паралелльных ветвей обмотки возбуждения соединены вместе и выведены на контактный болт с выводом 16, закрытый резиновым чехлом. Два других конца присоединены к двум изолированным щёткам 15, установленных в щёткодержателях. Щёткодержатели крепятся к крышке 13 винтами и изолированы от неё прокладками из гетинакса. Две другие щётки («массовые») установлены в щёткодержатели, соединённые с корпусом. В крышке 13 имеются окна для осмотра щёточно—коллекторного узла. Герметизация полости корпуса обеспечивается кожухом 12 с резиновой прокладкой 11.

Крышки 13, 31 и промежуточная опора 30 крепятся к корпусу винтами. В крышках и опорной шайбе установлены три бронзовых подшипника скольжения, в которых вращается вал якоря 8. Обмотка якоря состоит из 29 секций. В каждой секции один виток. Концы секций припаяны к пластинам коллектора 14. Секции выполняют из голого медного провода прямоугольного сечения. Для изоляции секций от железа сердечника якоря используется электротехнический картон. Осевой люфт вала якоря регулируют изменением толщины регулировочной шайбы 1, которая удерживается упорным кольцом 2 с замочным кольцом.

Электромагнитное реле стартера имеет втягивающую 21 и удерживающую 22 обмотки, намотанные на латунную втулку. Удерживающая обмотка намотана поверх втягивающей и её сопротивление больше. Обмотки имеют один общий конец, который соединён с выводом 17, закрепленным на пластмассовой крышке 19. Второй конец удерживающей обмотки соединён с корпусом. Втягивающая обмотка вторым концом соеденена с болтом 16. Обмотки защищены от механических повреждений корпусом 23, который является также магнитопроводом реле. Внутри латунной трубки, на которой намотаны обмотки реле, свободно перемещается якорь 24. Пружина 25 удерживает якорь в исходном положении. Контактный диск 20 изолирован от штока, на котором он установлен, изоляционными шайбами и втулкой. Конструкция его такова, что диск может перекашиваться и перемещаться на штоке в результате сжатия пружины. Такое конструктивное решение обеспечивает хороший контакт диска с контактными болтами, имеющими выводы 16 и 32 (болт с выводом 32 на рисунке 36,а не виден). На некоторых стартерах (например СТ 130-А1) на крышке 19, кроме указанных контактов, установлен контакт с выводом КЗ, с помощью которого на период пуска закорачивается добавочный резистор в цепи катушки зажигания. Пружина 18 (см. рис.36,а) удерживает шток с диском 20 в исходном положении (контакты разомкнуты).

Реле стартера воздействует на механизм привода через рычаг 27, на который при втягивании якоря 24 внутрь реле давит палец 26. Рычаг 27 вращается вокруг эксцентриковой оси 29, при помощи которой регулируется положение шестерни 3 привода в момент замыкания диском 20 контактных болтов с выводами.

Нижний конец рычага 27 имеет вид вилки, которая входит в канавку разрезной втулки 6. При включении стартера рычаг 27 давит на правую часть втулки 6 и пружину 5 и перемещает механизм привода по ленточной нарезке на валу якоря до ввода шестерни 3 в зацепление с венцом маховика. Для лучшего зацепления шестерня и венец маховика имеют зубья закруглённой формы со скосами на торце.

Муфта свободного хода

Рис. 37 Муфта свободного хода: а — плунжерная; б — бесплунжерная

Пружина 7 позволяет перемещать рычаг 27 влево для отключения питания стартера в случае, если происходит заклинивание шестерни привода в венце маховика. Механизм привода защищен крышкой 28 и снабжен роликовой муфтой 4 свободного хода (рис. 37,а), которая обеспечивает передачу крутящего момента от вала якоря на маховик. Втулка 1, имеющая на внутренней поверхности шлицы для перемещения на валу якоря, жёстко соеденена с обоймой 4. Цилиндрическая поверхность ступицы шестерни 7 и фигурные углубления обоймы 4 образуют четыре клинообразных паза, в которых размещены ролики 3. Ролики посредством плунжеров 9 слегка прижаты пружинами 10 к суженным концам пазов. С противоположной от плунжеров стороны в пружины вставлены упоры 11. Шайбы 5 и 6 ограничивают осевое перемещение роликов. Весь механизм защищен кожухом 2. Бронзовые втулки 8 установлены для уменьшения трения при вращении шестерни привода на валу якоря.

В конструкции муфты бесплунжерного типа (рис. 37,б) в качестве прижимного устройства использованы специальные Г—образные стальные толкатели 12, подпирающие ролики 3 пружинами 13. При передаче момента от обоймы к ступице шестерни ролики, сильно прижимаясь к поверхностям клиновидных пазов, заклинивают муфту. После пуска двигателя, когда скорость венца маховика превысит скорость шестерни привода, ролики, увлекаемые ступицей шестерни, преодолевают сопротивление пружин и расклинивают муфту. Вращение от двигателя не передаётся на стартер.

Стартер СТ221. Стартер (рис. 38) выполняется с электромагнитным включением и дистанционным управлением. Номинальное напряжение стартера 12 В. Стартер СТ221 существенно отличается от стартера СТ230.

Стартер СТ221

Рис. 38 Стартер СТ221:
а — общий вид: б — электрическая схема

Рис. 38 Стартер СТ221:

1 — корпус; 2 — полюсный сердечник; 3 — якорь; 4 — обмотки возбуждения; 5 — фланец; 6 — запорное кольцо; 7 — упорный фланец; 8 — поводковое кольцо; 9 — поводковая муфта; 10 — буферная пружина; 11 — шлицевая втулка; 12 — муфта свободного хода; 13 — шестерня; 14 — упорное кольцо; 15 — замочное кольцо; 16 — регулировочные шайбы; 17 и 33 — крышки; 18 — рычаг; 19 — резиновая заглушка; 20 — палец поводка; 21 — поводок; 22 — возвратная пружина; 23 — якорёк; 24 — шпилька крепления реле; 25 — тяговое реле; 26 — обмотка; 27 — контактная пластина; 28 — крышка реле; 29 — штекерный вывод обмотки реле; 30 — зажимы; 31 — защитная лента; 32 — щёткодержатель; 34 — тормозной диск; 35 — конус; 36 — коллектор; 37 — шпилька; 38 — изоляционная трубка

Электродвигатель стартера имеет смешанное возбуждение (рис. 38,б). Параллельная обмотка состоит из двух последовательно включенных катушек, которые намотаны тонким изолированным проводом.

Корпус и полюсные наконечники анодированы для предотвращения коррозии. Крышка 33 (рис. 38,а), на который установлены щёткодержатели, для улучшения отвода тепла изготовлена из алюминиевого сплава. Окна в крышке закрыты защитной лентой 31. Передняя крышка 17 из чугуна полностью защищает механизм привода.

Реле стартера имеет только одну обмотку 26, один конец которой соединён с корпусом, а другой выведен на штекерный вывод 29. Реле загерметизировано резиновой заглушкой 19. Поводок 21 приклёпан к якорьку 23 реле.

Пластмассовый рычаг 18 привода нижним концом шарнирно соединён с двумя шипами стального поводкового кольца 8. Усилие от реле рычаг получает через палец 20. При включении реле стартера рычаг 18 через поводковое кольцо передаёт усилие на пластмассовую поводковую муфту 9 и буферную пружину 10. Под действием буферной пружины механизм привода перемещается по червячной нарезке вала якоря.

Для быстрой остановки вала якоря при выключении стартер снабжен тормозным устройством, состоящим из стального конуса 35 и пластмассового тормозного диска 34. Конус напресован на вал якоря, а диск установлен в крышке 33. При включении стартера пластмассовый фланец 7 ударяется о пластмассовый фланец 5, что приводит к смещению якоря по оси назад. При этом вращающийся конус 35 и неподвижный тормозной диск 34 соприкасаются и в результате трения их поверхностей якорь быстро останавливается.

Стартер СТ103. Выполняется с электромагнитным включением и дистанционным управлением. Номинальное напряжение стартера 24 В. Основное отличие стартера СТ103 (рис. 39) от ранее рассмотренных заключается в конструкции механизма привода.

Стартер СТ103

Рис. 39 Стартер СТ103:
а — общий вид; б — электрическая схема

Рис. 39 Стартер СТ103:
1 — зажим траверсы; 2 — проводник; 3 — щётки; 4 — зажимы тягового реле; 5 — контактный диск; 6 — обмотка реле; 7 — якорёк; 8 — винт; 9 — тяга; 10 — рычаг; 11 — возвратная пружина; 12 — шестерня привода; 13 — маслёнка; 14 — сухарь; 15 — упорное кольцо; 16 — вал; 17, 20 — пружина; 18 — ведущая гайка; 19 — шайба; 21 — стакан; 22 — паз; 23 — палец рычага; 24 — опорная шайба; 25 — обмотка якоря;26 — обмотка возбуждения; 27 — якорь; 28 — бандаж; 29 — пружина щёткодержателя; 30 — коллектор; 31 — углубление

На валу 16 якоря нарезана резьба с большим шагом. По наружной поверхности резьбы свободно перемещается своей втулкой стакан 21, в котором профрезерован косой паз 22, в этот паз входят пальцы 23 рычага 10.

По резьбе вала перемещается ведущая гайка 18, выступы которой входят в пазы хвостовика шестерни 12 и передают ей вращающий момент. Шестерня также сидит на резьбе вала, но между боковыми гранями ниток резьбы и шестерни имеется боковой зазор, который облегчает её ввод в зацепление с венцом маховика.

На втулке стакана 21 сидит пружина 20, упирающаяся в шайбу 19. Конец втулки стакана отбортован наружу. Ход шестерни ограничивается кольцом 15, которое закреплено сухарём 14.

Привод работает следующим образом. При втягивании якоря реле стартера рычаг через пальцы передаёт усилие стакану и перемещает его вправо по валу якоря. При движении стакана шайба 19 упирается в хвостовик шестерни, пружина сжимается и стакан нажимает на гайку 18. Преодолевая усилие пружины 17, гайка выходит из углублений 31 в резьбе вала якоря. При этом шестерня, поворачиваясь, перемещается по резьбе до упорного кольца и входит в зацепление с венцом маховика.

В конце хода шестерни диск 5 реле стартера замыкает цепь электродвигателя стартера и вал якоря начинает вращаться, передавая вращающий момент шестерне через резьбу вала якоря и ведущую гайку 18. Стакан, увлекаемый валом якоря, поворачивается и благодаря косому пазу отодвигается в исходное положение, освобождая место для обратного хода шестерни. Шестерня остаётся в зацеплении с венцом маховика до тех пор, пока передаёт вращающий момент от вала якоря маховику двигателя, так как осевое усилие, возникающее в резьбе, прижимает её к упорному кольцу 15.

Как только двигатель начнет работать, шестерня становится ведомой и, вращаясь относительно вала якоря вместе с гайкой 18, получает осевое перемещение влево. Гайка входит в углубления, фиксируя шестерню на валу якоря.

При включении стартера рычаг пружиной 11, установленной на пальце рычага, возвращается в первоначальное положение. При этом палец проходит по пазу в уступ, поворачивая при этом стакан механизма привода.

В настоящее время начался выпуск стартеров 25.3708, которые предназначены для замены стартеров СТ103. Конструкция стартера 25.3708 аналогична конструкции стартера СТ142.

Стартер СТ142. Стартер (рис. 40) выполнен с электромагнитным включением и дистанционным управлением. Номинальное напряжение стартера 24 В.

Стартер СТ142

Рис. 40 Стартер СТ142

Электрическая схема стартера СТ142 аналогична электрической схеме стартера СТ230 (см. рис. 36,б). Конструктивная особенность его заключается в том, что стартер полностью герметизирован и совершенно исключена возможность попадания внутрь пыли, влаги и других посторонних тел и веществ. Такое решение обеспечивает работоспособность стартера в тяжёлых условиях эксплуатации и способствует повышению надёжности и увеличению срока службы. Герметизация осуществляется при помощи уплотнительных колец, установленных в сопряжениях деталей стартера. Уплотнительные кольца установлены в стыках крышки 1 (см. рис. 40) со стороны коллектора и корпуса 7, корпуса и держателя 6 промежуточного подшипника, держателя промежуточного подшипника и крышки 4 со стороны привода, тяговое реле 2 с прилегающим к нему фланцем крышки со стороны привода, изоляционной крышки реле стартера и корпуса последнего. Выводные болты стартера уплотнены резиновыми шайбами. Крышка со стороны коллектора выполнена без смотровых окон. Реле стартера крепится не к корпусу стартера, а к крышке со стороны привода. Кроме того, для предупреждения попадания в стартер посторонних частиц со стороны двигателя якорь реле стартера уплотнен резиновым сильфоном 3, а вал в промежуточном подшипнике — резиновой армированной манжетой 5.

Храповая муфта свободного хода

Рис. 41 Храповая муфта свободного хода

Другой отличительной чертой стартера СТ142 является конструкция привода с храповой муфтой свободного хода (рис. 41). Детали привода сидят на направляющей втулке 1, имеющей шлицы по внутреннему диаметру и многозаходную ленточную резьбу по наружному диаметру. Втулка посажена на шлицы вала якоря и может перемещаться по ним в продольном направлении. На резьбе втулки сидит ведущая половина 8 храповой муфты. Ведомая половина 13 муфты с шестерней привода может вращаться на шейке втулки. Для облегчения вращения в ведомую половину запрессованы две самосмазывающиеся подшипниковые втулки из специального графитированного томпака.

Прилегающие друг к другу торцы половины муфты снабжены храповыми зубцами, допускающими проворачивание ведомой половины относительно ведущей половины в направлении вращения якоря стартера и препятствующие проворачиванию в противоположном направлении. Пружина 7 прижимает ведущую половину муфты к ведомой половине и обеспечивает храповое зацепление. Ведомая половина заперта в корпусе 5 замковым кольцом 10. Корпус выполнен за одно целое с втулкой отводки 3. Замковое кольцо 2 предохраняет корпус от перемещения вдоль втулки 1. В корпусе под пружиной находится стальная шайба 6 и резиновая шайба 4, амортизирующая удар при включении стартера.

Храповая муфта снабжена устройством для автоматической блокировки в расцепленном состоянии при пробуксовке. Внутри ведомой половины муфты находятся три сухаря 12, изготовленные из пластмассы и имеющие форму сегментов втулки. Сухари расположены равномерно по окружности ведомой половины. В сухарях имеются радиальные отверстия, в которые входят направляющие штифты 11, запрессованные в ведомую половину. Наружная поверхность сухарей имеет большую коническую фаску. В ведущую половины муфты установлена стальная втулка 9, имеющая внутреннюю коническую поверхность.

Втулка 9 прилегает своей конической поверхностью к фаскам сухарей и прижимает последние к направляющей втулке 1.

Привод работает следующим образом. В момент включения реле стартера рычаг перемещает привод вдоль шлицев вала и вводит шестерню в зацепление с венцом маховика. При этом замыкаются контакты реле стартера и включается электродвигатель стартера. Крутящий момент от вала якоря передаётся на шестерню привода через шлицевое соединение вала с направляющей втулкой 1, далее через ленточную резьбу на ведущую половину муфты и через храповое зацепление на ведомую половину муфты и шестерню привода. При передаче вращения через ленточную резьбу возникает осевое усилие, плотно прижимающее друг к другу ведущую и ведомую половины муфты.

Когда пуск двигателя уже закончился, но стартер ещё не выключен, происходит пробуксовка храповой муфты. Во время пробуксовки ведущая половина отодвигается от ведомой на высоту зубца храпового зацепления, сжимая пружину. Ведущая половина давит на втулку 9, освобождая сухари. Последние под действием центробежной силы перемещаются вдоль штифтов и блокируют храповую муфту в расцепленном состоянии, предохраняя её зубцы от износа. После выключения стартера ведущая половина муфты под действием пружины вновь прижимается к ведомой половине муфты и втулка 9 возвращает сухари в исходное положение.

Привод стартера СТ142 разборный, что допускает его ремонт и замену деталей. Это является преимуществом по сравнению с неразборными приводами роликовых муфт свободного хода.

§17. ХАРАКТЕРИСТИКИ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СТАРТЕРОВ

Характеристики. Характеристики стартеров (рис. 42) представляют собой зависимости мощности Pст, частоты вращения и крутящего момента Mмех от силы тока I, потребляемого обмоткой якоря.

Характеристики стартеров

Рис. 42 Характеристики стартеров

Крутящий момент, развиваемый электродвигателем стартера,

Mст = cФIMмех,

где    c — коэффициент, зависящий от конструкции стартера;    Ф — магнитный поток возбуждения;    Mмех — потери момента на трение в подшипниках и щётках.

Значение Ммех можно считать постоянным. Таким образом, крутящий момент, развиваемый стартером, определяется магнитным потоком возбуждения и силой тока якоря.

Магнитный поток ограничивается насыщением магнитной цепи. Электродвигатели стартеров рассчитывают так, чтобы в рабочем диапазоне магнитный поток был максимальным, т.е. равным потоку насыщения. Поэтому крутящий момент имеет практически линейную зависимость от тока якоря.

Для увеличения силы тока якоря и, следовательно, крутящего момента обмотки якоря и обмотки возбуждения выполняют из проводников большего сечения, чем достигается малое сопротивление цепи.

Стартер питается от аккумуляторной батареи, являющейся источником ограниченной мощности. Поэтому мощность и крутящий момент в значительной мере зависят от характеристик аккумуляторной батареи. Особенно ухудшаются характеристики стартера при понижении температуры аккумуляторной батареи (см. рис. 42). Причиной этому является повышение внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи и соответствующее уменьшение её напряжения.

Как видно из характеристик, наиболее характерными режимами работы стартера являются следующие:

  1. Режим полного торможения при токе Iт, когда nст = 0, а крутящий момент максимальный. Этот режим является пусковым и соответствует моменту включения стартера.
  2. Режим холостого хода при токе холостого хода Iх, когда частота вращения максимальная.

Режимы холостого хода и полного торможения являются контрольными и их используют для проверки стартеров. При этом стартер питается от аккумуляторной батареи, которая должна быть исправна и полностью заряжена. Режим холостого хода (частота вращения, потребляемый ток) позволяет судить о качестве сборки и механических неисправностях стартера. Наличие дефектов приводит к увеличению потребляемого тока и снижению частоты вращения. Режим полного торможения (крутящий момент, потребляемый ток) позволяет оценить состояние электрической части стартера. При плохом контакте между коллектором и щётками потребляемый ток и вращающий момент уменьшаются ниже нормы (табл. 9). Замыкание обмотки якоря на корпус или замыкание в обмотке возбуждения приводит к снижению вращающего момента при возросшей против нормы (см. табл. 9) потребляемой силе тока.

Таблица 9
Технические данные стартеров
Технические данные стартеров

Схемы включения. На схемах включения принято следующее обозначение выводов стартера: «+» — вывод для подключения к аккумуляторной батарее; 17 или КЗ — вывод, закорачивающий добавочный резистор в цепи катушки зажигания; 50 — вывод обмоток реле стартера.

Схема включения стартера СТ130-А1

Рис. 43 Схема включения стартера СТ130-А1

Схема включения стартера СТ230

Рис. 44 Схема включения стартера СТ230

В современных схемах включения стартеров с дистанционным управлением используется чаще всего дополнительное реле. Выводы дополнительного реле маркируют следующим образом: К — выводы обмотки; Б — вывод контакта для подключения к аккумуляторной батарее; С, С1, С2 — выводы контактов. На автомобилях с карбюраторными двигателями (они имеют систему зажигания) применяют в основном две схемы включения стартеров.

На рисунке 43 показана схема включения стартера (например, СТ130-А1), контакты реле которого закорачивают добавочный резистор катушки зажигания. На рисунке 44 показана схема включения стартера (например, СТ230), в которой контакты дополнительного реле закорачивают добавочный резистор катушки зажигания.

Принцип построения обеих схем одинаков. Вывод Б дополнительного реле подключается к цепи аккумуляторной батареи до амперметра. Это связано с тем, что сила тока, потребляемая реле стартера, превышает максимальное значение по шкале амперметра. Один вывод К дополнительного реле соединён с корпусом автомобиля, другой подключается к выключателю зажигания и через его контакты и амперметр соединяется с положительным выводом аккумуляторной батареи.

Управление стартером в обоих схемах осуществляется следующим образом. При замыкании контактов выключателя зажигания по обмотке дополнительного реле пойдёт ток и замкнёт его контакты. При замыкании контактов дополнительного реле по цепи стартера пойдёт ток по двум параллельным ветвям. В одной ветви включена удерживающая обмотка реле стартера. В другой ветви последовательно включены втягивающая обмотка, обмотка возбуждения и обмотка якоря. Проходящий по обмоткам реле стартера ток намагничивает сердечник, якорь реле стартера втягивается и контактный диск на который он давит, замыкает цепь электродвигателя стартера и закорачивает втягивающую обмотку. Реле стартера остаётся включенным только под действием удерживающей обмотки.

Одновременно или чуть раньше через вывод 17 стартера (см. рис. 43) или через вывод С2 дополнительного реле (см. рис. 44) закорачивается добавочный резистор катушки зажигания.

На автомобилях с дизельными двигателями отсутствует система зажигания. Поэтому в схемах включения стартеров этих автомобилей отсутствует цепь, закорачивающая добавочный резистор. В ряде случаев для включения стартеров на автомобилях с дизельными двигателями устанавливают дублирующий выключатель стартера, который помещают на двигателе. По такой схеме включён стартер СТ142 (рис. 45).

Кроме того, в этой системе пуска применено устройство для автоматического отключения и блокировки стартера. Назначение этого устройства — повысить срок службы стартера, так как при его использовании уменьшается продолжительность включения стартера при пуске. Исключаются также его отказы, являющиеся следствием повреждения зубьев шестерни в случае включения стартера при работающем двигателе, а также разнос коллектора электродвигателя стартера при неисправном выключателе Вз.

Схема включения стартера СТ142

Рис.45 Схема включения стартера СТ142

Принцип работы устройства заключается в следующем. При включении стартера выключателем Вз питание через устройство отключения поступает на обмотку дополнительного реле.

В результате стартер начинает прокручивать коленчатый вал двигателя. Информация о частоте вращения коленчатого вала в виде импульсов напряжения поступает с тахометра на вывод 4 устройства отключения. Устройство сконструировано таким образом, что при частоте вращения коленчатого вала, при которой двигатель может перейти на самостоятельную работу, обесточивается подключенная к выводу 3 обмотка дополнительного реле, и стартер отключается.

Применяют ещё схемы включения стартеров без дополнительного реле (например, схема включения стартера СТ103). В этих случаях для коммутации цепи обмоток реле стартера на щитке приборов в кабине устанавливают кнопочный или рычажный выключатель, рассчитанный на большие силы тока.

§18. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СТАРТЕРОВ

Техническое обслуживание стартеров выполняют через каждые 20 — 30 тыс.км пробега автомобиля при очередном ТО—2. Стартер снимают с автомобиля, его наружную поверхность очищают от масла и грязи.

Состояние щёточно—коллекторного узла проверяют осмотром щёток и коллектора, измерением высоты щёток и усилия щёточных пружин. Если высота щётки меньше допустимого значения для данного типа стартера, щётку заменяют. Замену осуществляют также и при обнаружении механических повреждений щёток или токопроводящих канатиков. Щётки должны свободно и без заедания перемещаться в щёткодержателях. Направление усилия щёточных пружин должно совпадать с осью щёткодержателя. Ослабевшие пружины заменяют. Усилие пружины проверяют динамометром так же, как у генератора постоянного тока.

Поверхность коллектора должна быть чистой, ровной и не иметь следов подгорания. Грязь и масло с коллектора удаляют ветошью, смоченной бензином. Сильно подгоревший коллектор зачищают мелкой стеклянной шкуркой при работе стартера в режиме холостого хода, прижимая шкурку к коллектору деревянной колодкой. Абразивные частицы после зачистки удаляют продуванием коллектора воздухом. При сильном подгарании или значительном износе коллектора его протачивают.

Привод стартера должен свободно, без заеданий, перемещаться по валу и возвращаться в исходное положение под действием возвратной пружины. Ленточную резьбу или шлицы вала необходимо очистить от грязи. Ленточную резьбу стартера СТ103 смазывают графитовой смазкой.

Осевой люфт вала якоря не должен превышать 1 мм. Поперечный люфт вала в подшипниках должен быть почти незаметен. При значительном люфте вала необходима замена втулок в крышках со стороны привода или коллектора.

Состояние контактных болтов и диска реле стартера определяют осмотром. Для этого снимают крышку реле стартера. При незначительном подгарании контактных поверхностей их зачищают. При большом износе или значительном подгарании болты следует повернуть на 180°, а диск перевернуть.

Стартер СТ103, имеющий маслёнки для смазывания подшипников, нуждается в заливке в каждую из трёх маслёнок 10 — 15 капель масла для двигателей. При техническом обслуживании следует проверить регулировку вылета шестерни стартера и характеристики стартера в режиме холострого хода и полного торможения. Характеристики стартеров можно проверить на стендах 532М, Э211, КИ-968 и др.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните назначение и принцип действия стартера.

2. Объясните устройство стартера СТ230.

3. Объясните устройство стартера СТ103.

4. Объясните устройство стартера СТ142.

5. Перечислите основные характеристики стартеров и объясните влияние на них различных факторов.

6. Какие схемы применяют для включения стартеров.

7. В чём заключается техническое обслуживание стартеров.

Глава 4.

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

§19. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Напряжение, необходимое для пробоя искрового промежутка свечи зажигания, зависит от давления, температуры и состава рабочей смеси, расстояния между электродами свечи, материала и температуры электродов, полярности высокого напряжения. Так, при пуске холодного двигателя пробивное напряжение достигает 16 кВ и более, а при работе прогретого двигателя достаточно 12 кВ.

Воспламенение смеси в цилиндре должно опережать момент прихода поршня в верхнюю мёртвую точку (в.м.т.). Это обусловлено тем, что сгорание смеси происходит не мгновенно, а давление газов (продуктов сгорания) должно быть максимальным после перехода поршнем в.м.т. Двигатель развивает максимальную мощность, если наибольшее давление возникает после прохода поршнем в.м.т.

Если смесь воспламеняется позднее, чем это необходимо, её сгорание происходит в такте расширения. Смесь не успевает сгореть полностью в цилиндре и догорает в выпускном трубопроводе. В результате снижается максимальное давление газов и мощность двигателя. Кроме того, происходит перегрев двигателя и увеличивается количество вредных газов, выбрасываемых в атмосферу.

При слишком раннем воспламенении сгорание смеси происходит в такте сжатия, и максимальное давление в цилиндре возникает до прихода поршня в в.м.т. В результате поршень получает сильные встречные удары, определяемые на слух как металлический стук. Раннее воспламенение смеси приводит к уменьшению мощности двигателя и быстрому износу его деталей.

Угол между положением коленчатого вала, соответствующим моменту искрового разряда между электродами свечи, и положением, при котором поршень находится в в.м.т. называется углом опережения зажигания.

Оптимальный угол опережения зажигания зависит от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя. С увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается скорость движения поршня и, чтобы рабочая смесь успевала сгорать, необходимо увеличивать угол опережения зажигания. Рост нагрузки обусловлен увеличением открытия дроссельной заслонки и характеризуется увеличением наполнения цилиндров. В результате продолжительность сгорания смеси уменьшается и, следовательно, необходимо уменьшить угол опережения зажигания.

Автоматическое регулирование угла опережения зажигания при изменении частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя осуществляется центробежным и вакуумным регуляторами. Центробежный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, вакуумный регулятор — в зависимости от степени открытия дроссельной заслонки. Начальный угол опережения зажигания, необходимый для надёжного пуска двигателя, устанавливают вручную при помощи октан—корректора.

Все три механизма скомпонованы в распределителе, который имеет также прерывательный и распределительный механизмы.

§20. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

На современных отечественных автомобилях используется классическая, контактно—транзисторная и бесконтактная системы зажигания.

Схема классической системы зажигания

Рис 46 Схема классической системы зажигания

Основными элементами классической системы зажигания (рис. 46) являются катушка зажигания 1, свечи 6 и распределитель, объединяющий прерыватель и распределитель. Кулачок 4 прерывателя и ротор 5 распределителя закреплены на одном валу, который приводится во вращение зубчатой передачей от распределительного вала двигателя и вращается с частотой, вдвое меньшей, чем коленчатый вал. Кулачок при вращении воздействует на рычажок 3 прерывателя, размыкая контакты 2. Параллельно контактам 2 включен конденсатор С. Ротор распределителя при вращении проходит мимо неподвижных электродов распределителя, число которых равно числу цилиндров двигателя. Каждый электрод соединён проводом с соответствующей свечой.

Катушка зажигания имеет две обмотки — первичную и вторичную. Число витков вторичной обмотки значительно больше числа витков первичной. Соединены обмотки по схеме автотрансформатора. Один конец у них общий, он соединён с подвижным контактом прерывателя. Второй конец вторичной обмотки соединён с ротором распределителя, второй конец первичной обмотки через добавочный резистор Rд (который может отсутствовать) и контакты выключателя зажигания Вз — с положительным выводом аккумуляторной батареи.

Принцип действия классической системы зажигания следующий. При включенном выключателе зажигания и разомкнутых контактах прерывателя в цепи первичной обмотки катушки зажигания появляется ток. Ток протекает от положительного вывода аккумуляторной батареи через резистор Rд, первичную обмотку катушки зажигания, контакты прерывателя, корпус автомобиля к отрицательному выводу аккумуляторной батареи. Ток первичной обмотки катушки зажигания создаёт магнитное поле, линии которого, замыкаясь через сердечник катушки, пронизывают витки обеих обмоток.

При вращении коленчатого вала, когда в одном из цилиндров будет заканчиваться такт сжатия рабочей смеси, кулачок своей гранью разомкнёт контакты прерывателя. При размыкании контактов ток в первичной обмотке катушки зажигания прекращается и исчезает магнитное поле. Исчезающее магнитное поле индуктирует в обеих обмотках э.д.с. Так как число витков вторичной обмотки очень большое, индуктируемая в ней э.д.с. может достигнуть 20 кВ, что достаточно для пробоя искрового промежутка свечи. В момент появления высокого напряжения ротор распределителя проходит под неподвижным электродом, соединённым со свечой того цилиндра, в котором заканчивается такт сжатия. В результате между электродами свечи происходит электрический разряд и воспламенение смеси в цилиндре. Ток высокого напряжения протекает от вторичной обмотки через ротор и неподвижный электрод распределителя, проскакивает в виде искры между электродами свечи и через корпус автомобиля, аккумуляторную батарею и первичную обмотку возвращается на вторичную обмотку катушки зажигания.

При размыкании контактов прерывателя в первичной обмотке индуктируется э.д.с. самоиндукции, достигающая 200 — 300 В. Под действием э.д.с. между контактами может возникнуть ток, проявляющийся в виде дугового разряда. При этом сильно разрушаются рабочие поверхности контактов. Чтобы исключить это вредное влияние, параллельно контактам включают конденсатор С. При наличии конденсатора в момент размыкания контактов происходит его заряд. Затем конденсатор разряжается через первичную обмотку, резистор Rд и аккумуляторную батарею. Таким образом в значительной степени устраняется искрообразование между контактами прерывателя и обеспечивается их долговечность.

Добавочный резистор Rд позволяет улучшить работу системы зажигания при пуске двигателя. При включении стартера напряжение аккумуляторной батареи сильно уменьшается, что приводит к уменьшению тока в первичной и пониженному напряжению во вторичной цепи. Особенно сильно это сказывается при пуске зимой, когда характеристики аккумуляторной батареи ухудшаются, а для пробоя искрового промежутка свечей требуется более высокое напряжение. Поэтому при включении стартера при помощи специальных контактов (см. рис. 43, 44), имеющихся на реле стартера или дополнительном реле, резистор Rд закорачивается. Таким образом на время пуска обеспечивается необходимая сила тока в первичной цепи, несмотря на пониженное напряжение аккумуляторной батареи.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя уменьшается время замкнутого состояния контактов прерывателя, что приводит к уменьшению силы тока первичной цепи в момент размыкания контактов и, следовательно, вторичного напряжения. Такая же закономерность наблюдается с увеличением числа цилиндров.

Чтобы обеспечить высокое вторичное напряжение для высокооборотистых двигателей с большим числом цилиндров, необходимо увеличивать силу первичного тока, Однако при увеличении силы тока разрыва более 3,5 А возникает сильное искрение на контактах прерывателя, что приводит к уменьшению их срока службы и снижению надёжности системы зажигания.

Принципиальная схема контактно-транзисторной и бесконтактной систем зажигания

Рис 47 Принципиальная схема контактно—транзисторной (а) и бесконтактной (б) систем зажигания

Указанные недостатки классической системы зажигания исключаются применением контактно—транзисторной системы зажигания. Основной особенностью такой системы (рис 47, а) является то, что через контакты прерывателя проходит небольшой по силе ток управления транзистором. Ток первичной обмотки при этом прерывается не контактами прерывателя, а переходом эмиттер—коллектор транзистора. Так как транзистор разгружает контакты прерывателя, отпадает необходимость в искрогасящем конденсаторе.

Работает схема следующим образом. При замыкании контактов 1 прерывателя база транзистора 2 через корпус соединяется с отрицательным выводом аккумуляторной батареи. По цепи базы пойдёт ток, и транзистор откроется. Открытый транзистор замкнёт цепь первичной обмотки катушки зажигания 3 и по ней пойдёт ток.

При размыкании контактов прерывателя транзистор закроется, разрывая цепь обмотки катушки зажигания. При этом во вторичной обмотке будет индуктироваться э.д.с. большей величины. Посредством распределителя высокое напряжение подаётся на электроды свечи, происходит пробой искрового промежутка и воспламенение смеси.

В реальной схеме контактно—транзисторной системы зажигания для коммутации первичной цепи применяется транзисторный коммутатор, в котором, кроме транзистора, имеется ряд элементов. Они служат для защиты транзистора от перенапряжений и улучшения условий его переключений.

Контактно—транзисторная система зажигания, исключая износ контактов, не позволяет избежать другого вредного эффекта, пресущего классической системе зажигания. Этот эффект характеризуется дребезгом контактов, который возникает при необходимости подачи высокого напряжения с высокой частотой. При этом дребезг контактов приводит к уменьшению вторичного напряжения. Так, для многоцилиндровых высокооборотных двигателей внутреннего сгорания требуется такая частота искрообразования на свечах, которая при применении контактного прерывателя может быть достигнута при применении двух независимых систем зажигания (двойные прерыватели, две катушки зажигания и т.д.) Применение бесконтактных систем зажигания позволяет получить стабильное искрообразование на свечах и при высоких частотах вращения коленчатого вала. Бесконтактный датчик системы зажигания не подвержен механическим износам, что свойственно контактным узлам ввиду наличия трущихся частей. Поэтому момент зажигания с увеличением пробега в бесконтактной системе не меняется и она не требует обслуживания.

Основной особенностью бесконтактной системы зажигания является тип и конструкция его датчика. Магнитоэлектрический датчик (рис. 47, б) содержит постоянный магнит 2 в виде зубчатого ротора и обмотку статора 1, намотанную на сердечник. При вращении зубчатого ротора в обмотке статора 1 индуктируется переменная э.д.с. Когда один из зубьев ротора приближается к обмотке, э.д.с. в ней возрастает и при совпадении зуба со средней линией обмотки достигает максимума, затем при удалении зуба э.д.с. быстро меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до максимума. При появлении на обмотке 1 положительной полуволны в транзисторе 3 протекает ток базы, он открывается, и по первичной обмотке катушки зажигания 4 пойдёт ток. При изменении знака напряжения в обмотке 1 транзистор закроется, разрывая цепь обмотки катушки зажигания. При этом во вторичной цепи возникает уже рассмотренный процесс образования высокого напряжения, необходимого для появления искры на соответствующей свече зажигания. Число пар полюсов магнита датчика должно соответствовать числу цилиндров двигателя.

Как правило, системы зажигания снабжают устройствами для уменьшения радиопомех. Ими являются подавительные резисторы в наконечниках, соединяющих высоковольтные провода со свечами, или подавительный резистор в роторе и крышке распределителя. Эту роль могут также выполнять высоковольтные провода с распределительным сопротивлением.

§21. СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

На современных карбюраторных автомобилях применяют неразборные свечи зажигания, отличающиеся одна от другой размерами, формой, материалом изоляторов, способом крепления изолятора в корпусе свечи, конструкцией и материалом электродов.

Свеча зажигания

Рис. 48 Свеча зажигания:
а — общий вид; б — разрез

Стальной корпус 4 (рис. 48) с приваренным к нему боковым электродом 6 имеет в нижней части резьбу для ввёртывания свечи в отверстие головки двигателя. Герметичность резьбового соединения обеспечивается уплотнительной прокладкой 7. В корпусе развальцовкой верхнего края закреплен керамический изолятор 3 с центральным электродом 5. Вывод центрального электрода наружу осуществляется через токопроводящий герметик 9 и стальной держатель 2. Для улучшения сцепления с герметиком нижняя часть стержня имеет накатку. На верхнем конце стержня нарезана резьба для соединения с контактной гайкой 1. Теплопроводящая шайба 8 отводит тепло от изолятора и герметизирует корпус свечи.

В некоторых конструкциях свечей герметизация соединения между корпусом и изолятором осуществляется под развальцованной частью корпуса уплотнительной шайбой и тальковым порошком.

Работа свечи зажигания на двигателе характеризуется крайне тяжелыми условиями. Она подвергается действию высокого напряжения (до 25 кВ), тепловых нагрузок, изменяющихся в широких пределах (от 40 до 2500°С), высокого давления газов (до 4,0 МПа).

Наиболее ответственной деталью свечи является изолятор 3, который должен обладать значительной электрической и механической прочностью при высоких температурах. Для изготовления изоляторов отечественных свечей зажигания применяют керамические материалы с высоким содержанием окиси алюминия: уралит, борокоруд, синоксаль и др. Для улучшения изоляционных свойств изоляторы покрывают глазурью.

Стальной корпус свечи для предохранения от коррозии подвергают воронению или цинкованию. Диаметр резьбы ввёртной части корпуса современных свечей 14 мм. На автомобилях раннего производства применяют свечи с диаметром ввёртной части 18 мм.

Центральный электрод 5 свечей зажигания обычно имеет круглое сечение, а боковой электрод 6 — прямоугольное с закруглёнными углами. Центральный электрод подвергается действию более высоких температур, нежели боковой. Поэтому его изготавливают из высокохромистых сплавов, а боковой — из никель—марганцевых. Искровой зазор между электродами в зависимости от характеристик системы зажигания может изменяться в пределах
0,6 — 0,9 мм.

Для бесперебойной работы свечи нижний (тепловой) конус изолятора должен иметь температуру в пределах 500 — 600°C. При такой температуре масло, попадающее на изолятор, сгорает без образования нагара. При температуре теплового конуса ниже указанного значения, масло будет сгорать не полностью, образуя слой нагара. Свеча начнёт работать с перебоями, так как через нагар возникает утечка тока высокого напряжения, в результате чего требуется частая чистка свечи.

При слишком высокой температуре изолятора и центрального электрода (более 800°С) возникает калильное зажигание, когда рабочая смесь воспламеняется от соприкосновения с накалённым концом изолятора и центральным электродом, В результате происходит слишком раннее воспламенение рабочей смеси. Признаком значительного перегрева свечи служат белый цвет нижней части теплового конуса и оплавление глазури изолятора и металла центрального электрода.

Для обеспечения оптимальной температуры изолятора необходимо, чтобы свеча обладала определённой теплоотдачей. Так как в камерах сгорания различных двигателей выделяется различное количество тепла, для них требуются свечи с различной теплоотдачей.

Теплоотдача свечей определяется в основном длиной теплового конуса изолятора. Характеристикой тепловых качеств свечей зажигания является калильное число, которое задаётся из ряда условных единиц: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26. Чем больше калильное число, тем меньше длина теплового конуса изолятора и больше теплоотдача свечи.

Свечи с малой теплоотдачей называют «горячими». Они предназначаются для тихоходных двигателей с небольшой степенью сжатия. Свечи с большой теплоотдачей называют «холодными». Их устанавливают на быстроходные двигатели с высокой степенью сжатия.

Свечи зажигания маркируют буквами и цифрами в следующем порядке.

  1. Первая буква обозначает резьбу на корпусе:
А — М14 × 1,25; М — М18 × 1,5
  1. Цифра означает калильное число
  2. Следующая за цифрой буква обозначает длину ввёртной части:
Н — 11 мм, Д — 19 мм, без буквы — 12 мм
  1. Буква В обозначает, что тепловой конус выступает за торец корпуса.
  2. Буква Т обозначает, что соединение изолятора с центральным электродом герметизировано термоцементом

Например. Марка свечи А17ДВ расшифровывается так: резьба М14 × 1,25; калильное число 17; длина ввёртной части 19 мм; тепловой конус изолятора выступает за торец корпуса.

Марка свечи А9Н расшифровывается так: резьба М14 × 1,25; калильное число 9; длина ввёртной части 11 мм.

§22. АППАРАТЫ КЛАССИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Катушка зажигания. Современные катушки зажигания изготавливают на номинальное напряжение 12 В. Катушки (Б115, Б117 и др.) в основном имеют аналогичное устройство и отличаются одна от другой обмоточными данными, конструкцией отдельных узлов и деталей, наличием дополнительных устройств, габаритными и установочными размерами.

Катушка зажигания

Рис. 49 Катушка зажигания

Основными частями катушки зажигания (рис. 49) являются: сердечник 6 с первичной 4 и вторичной 3 обмотками, крышка 12 с выводами 1, 11, 14 низкого и 13 высокого напряжения. На большинстве автомобилей применяют катушки с добавочным резистором 8, смонтированным в керамическом изоляторе 9.

Сердечник катушки набирают из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга окалиной. Таким образом уменьшаются вихревые токи, образующиеся при пульсациях магнитного потока. Поверх сердечника расположена трубка 10 из электротехнического картона, на которую в несколько слоёв намотана вторичная обмотка. Она выполнена из эмалированного провода марки ПЭЛ диаметром 0,06 — 0,1 мм и имеет большое количество витков (17500 — 26000). Для улучшения изоляции слои вторичной обмотки отделены друг от друга конденсаторной бумагой. Первые и последние восемь рядов, где возникают потенциалы наибольшей величины, изолированы четырьмя — шестью слоями, остальные — двумя слоями бумаги. Для уменьшения напряжения между слоями витки первых и последних четырёх рядов мотают с интервалом 1 — 2 мм.

Поверхность вторичной обмотки изолируют несколькими слоями лакоткани и кабельной бумаги. Фарфоровый изолятор 5 предотвращает возможность пробоя вторичной обмотки на кожух 7. Поверх вторичной наматывают первичную обмотку (из провода марки ПЭЛ диаметром 0,57 — 0,77 мм),имеющую сравнительно небольшое число витков (250 — 300). Межслойная изоляция первичной обмотки выполняется кабельной бумагой. Размещение первичной обмотки ближе к кожуху улучшает охлаждение катушки.

Вокруг первичной обмотки расположен магнитопровод 2, состоящий из двух разрезанных по оси тонкостенных цилиндров из трансформаторной стали.

Герметичность катушки между кожухом и карболитовой крышкой 12 обеспечивается прокладкой. Внутреннюю полость большинства катушек заполняют трансформаторным маслом.

Добавочный резистор выполняют в виде спирали из никелевой проволоки и крепят в двух половинах керамического изолятора. Концы спирали приваривают к дум шинкам 15, посредством которых резистор присоединяется к выводам 11 и 14 катушки зажигания. Все выводы катушки зажигания расположены на карболитовой крышке. Вторичная обмотка присоединена к высоковольтному выводу 13 катушки. Общий конец вторичной и первичной обмоток соединён с выводом 1. Первичная обмотка соединена с выводом 14. К выводу 11 присоединена только шинка от добавочного резистора.

Выводы 1 и 13 не маркируют. Маркировка вывода 14 — ВК, вывода 11 — ВК—Б.

На крышке катушки зажигания Б117, не имеющей добавочного резистора, расположены выводы 1, 13 и вывод +Б, к которому присоединён конец первичной обмотки.

Распределители. Распределители предназначены для размыкания первичной цепи катушки зажигания, распределения импульсов высокого напряжения по цилиндрам двигателя в необходимой последовательности, для установки начального угла опережения зажигания и автоматического регулирования опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

Распределитель Р119

Рис. 50 Распределитель Р119—Б:
а — общий вид; б — вид сверху; в — центробежный регулятор

Распределитель Р119—Б (рис. 50) — 4-искровой, представляет собой компоновку следующих механизмов и деталей: корпуса, прерывательного механизма, высоковольтного распределительного устройства, центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания, октан—корректора, конденсатора.

Вал 32 вращается в двух бронзовых втулках 31, установленных в корпусе 4. Смазывание вала обеспечивается колпачковой маслёнкой 29. Привод вала осуществляется от распределительного вала двигателя через муфту 35, которая одновременно ограничивает его осевое перемещение. Муфта крепится к валу 32 шпилькой 36, которая удерживается пружиной 34, фиксируемой при сборке в канавке муфты.

Пластина 33 октан—корректора через прорезь крепится болтом к корпусу 4. При установке на двигатель распределитель через вторую прорезь пластины октан—корректора, рядом с которой нанесены деления, крепится винтом на блоке двигателя.

На валу 32 закреплена поводковая пластина 46 (рис. 50,в) грузиков 45 центробежного регулятора 1 (рис. 50,а), которые могут вращаться вокруг осей 47 (рис. 50,в). Грузики удерживаются в исходном положении пружинами 44. Каждая пружина закреплена между стойкой 43 одного грузика и осью 47 другого. Поводковая пластина 2 кулачка устанавливается своими прорезями 42 в штифты 48 грузиков. Кулачок 26 напресован на втулку 41, закрепленную в пластине 2. Осевое перемещение кулачка ограничивается шайбой 49 и замковым кольцом 50, которое фиксируется в проточке верхней части вала 32 (см. рис. 50,а). На лыске в верхней части кулачка в строго определённом положении устанавливается ротор 18.

Неподвижная пластина 5 прерывателя, расположенная внутри корпуса, крепится к нему двумя винтами. Подвижная пластина 7 прерывателя установлена нашариковом подшипнике 3, закрепленном в отверстии неподвижной пластины. Подвижная пластина с неподвижной соединены неизолированным канатиком. На оси 37 (рис. 50,б) подвижной пластины установлен держатель 24 неподвижного контакта. Поводок держателя вокруг оси подвижной пластины осуществляется эксцентриком 27. Таким образом обеспечивается изменение угла замкнутого состояния контактов прерывателя. Фиксируется держатель на подвижной пластине винтом 40.

Рычажок 25 с подвижным контактом изолирован от оси 37, вокруг которой может поворачиваться. На рычажке закреплена текстолитовая подушечка, на которую при размыкании контактов давит своими выступами кулачок. Пластинчатая пружина 23, прижимающая подвижной контакт к неподвижному, одним концом закреплена на рычажке, а другим — на изолированном от корпуса кронштейне 17, который проводником 39 соединён с изолированным выводом 28 распределителя. К выводу крепится проводник от конденсатора 30. Пропитанный маслом войлочный фильц 6 (см. рис. 50,а) обеспечивает смазывание кулачка.

Крышка 19 распределителя имеет фиксирующий паз, обеспечивающий её установку на корпусе в определённом положении. Она крепится двумя пружинными защёлками 38 (см. рис. 50,б). Центральный вывод 21 (см. рис. 50,а) крышки, к которому подводится высоковольтный провод от катушки зажигания, соединён с электродом ротора 18 через подавительный резистор 22 с пружиной. Резистор (8 — 14 кОм) обеспечивает снижение уровня радиопомех. В боковых выводах 20, число которых равно числу цилиндров (на данном распределителе четыре), имеются металлические электроды, к которым через электрод ротора подводится высокое напряжение. От боковых выводов высоковольтные провода идут к свечам зажигания.

Вакуумный регулятор 16 закреплен на корпусе двумя винтами. Диафрагма 10 из прорезиненной бензостойкой ткани, закрепленная между корпусом 9 регулятора и крышкой 11, делит камеру регулятора на две полости. В левой полости (см. рис. 50,б) между диафрагмой и штуцером 13 расположена пружина 15, которая поджимает диафрагму. Изменение сжатия пружины осуществляется регулировочными шайбами 12. Соединение между штуцером и крышкой 11 уплотнено прокладкой 14. Левая полость вакуумного регулятора трубкой, идущей от штуцера, соединяется с отверстием в стенке карбюратора над дроссельной заслонкой. Диафрагма со стороны правой полости соединяется тягой 8 с подвижной пластиной прерывателя.

Октан—корректор распределителя служит для установочной регулировки момента зажигания. Для этой цели ослабляют винт крепления распределителя, что даёт возможность поворачивать корпус распределителя. Вместе с корпусом поворачивается подвижная пластина прерывателя относительно кулачка и изменяется по отношению к коленчатому валу момент размыкания контактов прерывателя.

Центробежный регулятор работает следующим образом. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузики под действием центробежных сил, преодолевая усилие пружин, расходятся в стороны. При этом штифты грузиков, входящие в прорези поводковой пластины кулачка, поворачивают её в сторону вращения вала распределителя на некоторый угол, выступы кулачка раньше набегают на подушечку рычажка с подвижным контактом и угол опережения зажигания увеличивается. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузики под действием пружины возвращаются в первоначальное положение.

Зависимость угла опережения зажигания от частоты вращения определяется типом двигателя внутреннего сгорания и поэтому она неодинакова у центробежных регуляторов различных распределителей (таб. 10)

Таблица 10
Характеристики центробежных регуляторов
Тип распределителя Угол опережения зажигания ( по валу распределителя ) в зависимости от частоты вращения вала распределителя, град • мин -1 Устанавливаются на автомобили
Р-4Д; Р-137
1,5 - 4,5

430
9 - 12

900
16 - 19

1400
16 - 19

1600
С двигателем ЗИЛ-130
Р-13Д; Р-133
0 - 2

200
3 - 6

500
7,5 - 10

1000
12,5 - 15,5

1500
С двигателем ЗМЗ-53
Р-118
3 - 5,5

700
7,5 - 10

1500
11 - 13,5

2150
14 - 17

2700
С двигателем УМЗ-412
Р-119-Б
0 - 1

300
0,5 - 4

500
10 - 13

1200
16 - 19

1950
ГАЗ-24
Р-125
0,1 - 5

500
3,5 - 6,5

1000
8,5 - 11,5

1500
14 - 18

2050
ВАЗ

Вакуумный регулятор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от разряжения под дроссельной заслонкой карбюратора (таб. 11). При полностью открытой дроссельной заслонке разряжение невелико и вакуумный регулятор не работает. По мере увеличения прикрытия дроссельной заслонки (при уменьшении нагрузки двигателя) разрежение возрастает, диафрагма регулятора втягивается, поворачивая тягой подвижную пластину прерывателя в сторону увеличения угла опережения зажигания. При холостом ходе двигателя дроссельная заслонка полностью прикрыта и регулятор не работает.

Таблица 11
Характеристики вакуумных регуляторов
Тип распределителя Угол опережения зажигания ( по валу распределителя ) в зависимости от разряжений, град/гП
Р4-Д; Р137
0 - 1

106,4
0 - 2

133
5 - 7

266
7 - 10

332,5
Р13-Д; Р133
0 - 2

133
4 - 7

266
7 - 10

372,4

Р118
0 - 3

106,4
2 - 5

133
6,5 - 9,5

199,5
6,5 - 9,5

266
Р119-Б
0 - 2

146,3
2 - 5

186,2
5,5 - 7,5

239,4
6,5 - 9,5

266

Важным регулировочным параметром распределителей является угол замкнутого состояния (УЗС) контактов. Он равен углу поворота вала распределителя, при котором контакты прерывателя остаются замкнутыми. Этот параметр введён вместо применяемого ранее зазора между контактами прерывателя. С уменьшением угла замкнутого состояния уменьшается сила тока первичной цепи, при которой происходит размыкание контактов и, следовательно, напряжение во вторичной цепи, что приводит к перебоям в работе системы зажигания. Так как угол замкнутого состояния изменяется по мере износа контактов, требуется периодически его подрегулировать. В технические условия на распределители введены следующие значения УЗС: для 8-искровых распределителей — 30 ± 3°; для 6-искровых — 39 ± 3°; для 4-искровых — 44 ± 3° (для распределителей Р119 и Р119-Б — 39 ± 3°).

Распределитель Р125

Рис. 51 Распределитель Р125:
а — общий вид; б — вид сверху

Рис. 51 Распределитель Р125:
1 — вал; 2 — маслоотражательная муфта; 3 — корпус; 4 — опорная пластина из термопласта; 5 — провод низкого напряжения; 6 — неподвижная пластина прерывателя; 7 — корпус маслёнки; 8 — зажим прерывателя; 9 — контакты прерывателя; 10 — кулачок прерывателя; 11 — эксцентриковая головка октан—корректора; 12 — ось эксцентрика; 13 — пружина эксцентрика; 14 — фильц кулачка; 15 — ось грузика; 16 — поводковая пластина кулачка; 17 — грузик центробежного регулятора; 18 — защёлка; 19 — упор грузика; 20 — винт крепления ротора распределителя; 21 — ротор; 22 — крышка распределителя; 23 — электрод крышки; 24 — центральный вывод крышки; 25 — угольный контакт с пружиной; 26 — подавительный резистор и электрод ротора; 27 — ось пружины; 28 — пластина центробежного регулятора; 29 — пружина грузика; 30 — ось рычажка прерывателя; 31 — пружина рычажка; 32 — рычажок прерывателя; 33 — винты крепления держателя неподвижного контакта; 34 — держатель неподвижного контакта; 35 — подвижная пластина прерывателя; 36 — втулка вала; 37 — конденсатор

Распределитель Р125 — 4-искровый (рис. 51) имеет по сравнению с распределителем Р119-Б ряд конструктивных особенностей.Прерывательный механизм и кулачок 10 расположены ниже центробежного регулятора. Таким образом уменьшается износ железокерамических втулок 36, в которых вращается вал 1 распределителя.

Октан—корректор имеет эксцентриковую головку 11, которая фиксируется пружиной 13. На оси 12 эксцентриковой головки закрепляется тяга, соединённая с подвижной пластиной 35 прерывателя. При повороте эксцентриковой головки тяга поворачивает подвижную пластину и в зависимости от направления вращения головки угол опережения зажигания уменьшается или увеличивается. Для уменьшения усилия, прилагаемого к эксцентриковой головке, между подвижной и неподвижной 6 пластинами проложена опорная пластина 4 из термопласта.

Центробежный регулятор расположен над прерывателем. Поводковая пластина 28 грузиков закреплена в верхней части вала 1. Грузики 17 клювообразной формы могут поворачиваться вокруг осей 15, закрепленных на поводковой пластине 16 кулачка.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузики, преодолевая силу натяжения пружин 29, поворачиваются вокруг осей 15 и упираются своими клювами в пластину 28. В результате усилие через оси 15 передаётся на пластину 16, и она поворачивает кулачок в сторону увеличения опережения зажигания. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузики возвращаются в первоначальное положение до упоров 19.

Ротор распределителя шипами фиксируется в отверстии поводковой пластины и крепится к ней двумя винтами. Подавительный резистор 26 (6 кОм) устанавливается в роторе, а соединение электрода ротора с центральным выводом осуществляется угольным контактом 25 с пружиной. В распределителе Р125 отсутствует вакуумный регулятор опережения зажигания.

§23. КОНТАКТНО—ТРАНЗИСТОРНАЯ СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Схема включения. Основной отличительной особенностью схемы контактно—транзисторной системы зажигания от классической является наличие транзисторного коммутатора. Поэтому особенности схемы и работы контактно—транзисторной системы определяются схемным решением коммутатора.

Схема контактно-транзисторной системы зажигания


Рис. 52 Схема контактно—транзисторной системы зажигания

На отечественных автомобилях применяют контактно—транзисторную систему (рис 52) с коммутатором ТК102, добавочным резистором СЭ107, катушкой зажигания Б114 и распределителями ряда типов (Р4-Д, Р13-Д, Р133, Р137 — все 8-искровые).

Основным элементом транзисторного коммутатора ТК102 является мощный германиевый транзистор Т (ГТ701А), эмиттерно—коллекторный переход которого включен в цепь первичной обмотки катушки зажигания Б114. База транзистора через первичную обмотку импульсного трансформатора ИТ соединена с прерывателем распределителя, а через вторичную — с эмиттером.

При включенном выключателе Вз транзистор коммутатора может находится в открытом или закрытом состоянии в зависимости от того, замкнуты или разомкнуты контакты прерывателя.

Если контакты прерывателя разомкнуты, транзистор находится в закрытом состоянии, так как потенциалы базы и эмиттера одинаковы. Сопротивление транзистора при этом составляет сотни ом и тока в первичной обмотке катушки зажигания не будет.

Если контакты прерывателя замкнуты, в схеме ток идёт по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — контакты выключателя зажигания — резистор R коммутатора — первичная обмотка импульсного трансформатора — контакты прерывателя — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи. В результате падения напряжения на резисторе R потенциал базы станет меньше потенциала эмиттера, и транзистор откроется. При этом сопротивление транзистора составляет доли ома, благодаря чему ток, протекающий через первичную обмотку катушки зажигания, достигает максимального значения (около 8 А).

С возрастанием частоты вращения коленчатого вала из-за уменьшения времени замкнутого состояния контактов прерывателя ток уменьшается до 3 А. Через контакты прерывателя проходит лишь ток базы транзистора, не превышающий 0,9 А при неработающем двигателе и уменьшающийся до 0,3 А с увеличением частоты вращения.

При размыкании контактов прерывателя исчезает ток в первичной обмотке импульсного трансформатора ИТ, что приводит к резкому уменьшению магнитного потока в его сердечнике. В результате во вторичной обмотке этого трансформатора индуктируется э.д.с., приложенная к переходу эмиттер—база в обратном направлении, т.е. потенциал базы становится больше потенциала эмиттера, и транзистор закрывается. Применение импульсного трансформатора обеспечивает так называемое активное запирание транзистора, благодаря чему ускоряется процесс переключения транзистора.

Когда транзистор переходит в закрытое состояние, прерывается ток в первичной обмотке катушки зажигания, а во вторичной обмотке индуктируется э.д.с. от 17 до 30 кВ. Высокое напряжение от вторичной обмотки катушки зажигания подаётся через распределитель к очередной свече.

При прерывании тока в первичной обмотке катушки зажигания индуктируется э.д.с. самоиндукции до 100 В. При низкой частоте вращения коленчатого вала при обрыве цепи высокого напряжения э.д.с. самоиндукции значительно возрастает, что может привести к пробою эмиттерно—коллекторного перехода транзистора. Для предохранения транзистора от пробоя параллельно первичной обмотке катушки зажигания включен стабилитрон Д2 (Д817В), напряжение стабилизации которого составляет около 80 В. Если э.д.с. самоиндукции превысит указанное значение, стабилитрон пробивается и ток, вызванный э.д.с. самоиндукции, протекает через стабилитрон Д2 и диод Д1. Диод Д1 (Д220) препятствует прохождению через стабилитрон тока от аккумуляторной батареи.

При величине э.д.с. самоиндукции, меньшей напряжения пробоя стабилитрона Д2, ток, ею вызванный, идёт на заряд конденсатора С1. В результате этого резко уменьшается выделяемая на транзисторе мощность в момент его запирания, а следовательно, и его нагрев.

Электролитический конденсатор С2 служит для сглаживания импульсов, возникающих в источниках питания, и тем самым защищает схему от перенапряжений. Такие импульсные перенапряжения могут достигать значительных величин при неисправности генераторной установки переменного тока.

Добавочный резистор СЭ107 выполнен из двух секций Rд1 и Rд2. Секция Rд2 включена в цепь первичной обмотки катушки зажигания постоянно. Секция Rд1 при пуске закорачивается контактами реле стартера или дополнительного реле. Таким образом компенсируется (как и в классической системе зажигания) уменьшение напряжения аккумуляторной батареи при питании стартера. В наконечниках, соединяющих высоковольтные провода со свечами, устанавливают подавительные резисторы.

Конструкция аппаратов. Катушка зажигания Б114 отличается от катушки классической системы обмоточными данными и имеет электрически разделённые обмотки для предотвращения перегрузки транзистора коммутатора от высокого напряжения вторичной обмотки.

Добавочный резистор СЭ107

Рис. 53 Добавочный резистор СЭ107

Первичная обмотка выполнена из провода большего диаметра и имеет число витков меньше, чем в обычных катушках. Этим достигается понижение сопротивления и обеспечивается повышенная сила тока первичной цепи.

Добавочный резистор СЭ107 (рис. 53) состоит из двух секций, размещенных в металлическом корпусе 1. Каждая секция выполнена в виде спиралей 3 и из константановой проволоки, закрепленных на фарфоровых изоляторах 2. Сопротивление каждой секции составляет 0,5 Ом. Концы секций пластинами 5, к которым они приварены, соединены с тремя изолированными выводами 4. Выводы имеют маркировку К, ВК, ВК-Б (см. рис. 52).

Распределители, которые применяют в контактно—транзисторной системе, в отличии от распределителей классической системы зажигания не имеют конденсатора.

Распределители Р133 и Р 137

Рис. 54 Распределители Р133 и Р 137:
а — общий вид; б — центробежный регулятор; в — вид сверху
1 — вал; 2 — муфта; 3 — болт крепления октан—корректора; 4 — корпус; 5 — бронзовая втулка; 6 — центробежный регулятор; 7 — подшипник; 8 — неподвижный диск; 9 — подвижный диск; 10 — защёлка; 11 и 30 — фильцы; 12 — ротор; 13 — резистор; 14 — крышка; 15 — выводы; 16 — пружина; 17 — контактный уголёк; 18 — электрод крышки; 19 — кулачок; 20 — октан—корректор; 21 — вакуумный регулятор; 22 — тяга; 23 — проводник, соединяющий подвижный диск на корпусе; 24 — гайки; 25 — эксцентрик; 26 — держатель неподвижного контакта; 27 — рычажок; 28 — винт; 29 — контакты; 31 — проводник; 32 — зажим; 33 — втулка кулачка; 34 — пружина; 35 — стойка поводковой пластины; 36 — поводковая пластина кулачка; 37 — поводковая пластина грузиков; 38 — грузик; 39 — ось грузика; 40 — штифт на поводковой пластине кулачка

Конструкция распределителей Р4-Д и Р13-Д не имеют существенных отличий от распределителя Р119-Б. К наиболее современным относятся распределители Р133 и Р137 (рис. 54). У них изменена конструкция ротора и центробежного регулятора. В роторе распределителя установлен проволочный подавительный резистор 13 сопротивлением 4 — 5 кОм.

Конструкция центробежного регулятора изменена коренным образом. Грузики 38 (рис. 54,в) поворачиваются при работе регулятора вокруг осей 39. При этом они давят своим рабочим профилем А на поводковую пластину кулачка 36 и, преодолевая усилие пружин 34 при увеличении частоты вращения коленчатого вала, поворачивают кулачок в сторону увеличения опережения зажигания. Необходимая характеристика центробежного регулятора достигается соответствующей формой рабочего профиля грузиков и жёсткостью пружин. Установка начального регулятора угла опережения зажигания осуществляется гайками 24 октан—корректора.

Транзисторный коммутатор ТК102

Рис. 55 Транзисторный коммутатор ТК102

Транзисторный коммутатор ТК102 (рис. 55) смонтирован в литом алюминиевом корпусе 1, который для лучшего теплоотвода имеет ребристую поверхность. Транзистор 5 укреплён в специальном колодце и первоначально для герметизации заливался эпоксидной смолой 4. В последних конструкциях его герметизация не применяется.

Все остальные элементы схемы размещены внутри корпуса коммутатора. Электролитический конденсатор 6 и импульсный трансформатор 3 расположены отдельно. Остальные элементы объединены в общий блок 2, залитый компаундной массой. Для предотвращения перегрева стабилитрона блок 2 снабжен теплоотводом 8. Снизу коммутатор закрыт металлическим дном 7, которое крепится к корпусу заклёпками.

Колодка с четырьмя выводами (Р, К, М и один вывод без обозначения) закреплена на боковой стенке коммутатора (вывод Р на рис. 55 не показан). Транзисторный коммутатор устанавливают в кабине водителя, температура в которой значительно ниже, чем в отсеке двигателя. Эта мера служит для предохранения транзистора от перегрева.

§24. БЕСКОНТАКТНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

В бесконтактных системах зажигания момент подачи искры определяется моментом подачи сигнала, который вырабатывает бесконтактный датчик. Таким датчиком может быть любой преобразователь угла поворота коленчатого вала двигателя в какой-либо электрический сигнал. На отечественных автомобилях нашли применение бесконтактные системы с двумя типами датчиков: магнитоэлектрическим и полупроводниковым, управляемым магнитным потоком (основанным на эффекте Холла).

Система зажигания с магнитоэлектрическим генераторным датчиком. Эта система (рис. 56) предназначена для 8-цилиндровых двигателей. Она содержит электронный коммутатор 13.3704, датчик—распределитель 24.3706, добавочный резистор 14.3729 и катушку зажигания Б116. Магнитоэлектрический датчик конструктивно объединен с высоковольтным распределителем.

Схема бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком

Рис. 56 Схема бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком

Работает система зажигания следующим образом. При включенном выключателе Вз и неработающем двигателе транзистор Т1 (КТ630Б) закрыт, так как его база и эмиттер имеют одинаковый потенциал. При закрытом транзисторе Т1 потенциал базы транзистора Т2 (КТ630Б) выше потенциала эмиттера и по переходу база—эмиттер протекает ток управления по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — контакты выключателя зажигания — положительный вывод добавочного резистора — положительный вывод коммутатора — дроссель — диод Д6 — резисторы R6 и R5 — переход база—эмиттер транзистора Т2 — резисторы R10 и R11 — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи. Протекающий ток управления открывает транзистор Т2, что в свою очередь приводит к появлению тока управления транзистора Т3 (КТ809А) и его открытию, а затем и открытию транзистора Т4 (КТ808А). При этом через эмиттерно—коллекторный переход транзистора Т4 пойдёт ток по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — контакты выключателя зажигания — добавочный резистор — первичная обмотка катушки зажигания — диод Д7 — переход эмиттер—коллектор транзистора Т4 — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи. При этом в магнитном поле катушки зажигания накапливается электромагнитная энергия.

При прокручивании коленчатого вала двигателя стартером в магнитоэлектрическом датчике вырабатывается переменное напряжение, которое поступает на вывод Д коммутатора. С вывода Д сигнал с датчика через диод Д1 (КД102А) и цепь R1C3 поступает на базу транзистора Т1. Диод Д1 пропускает с датчика импульсы только положительной полярности. Цепь R1C3 служит для исключения электрического угла опережения зажигания, присущего магнитоэлектрическим датчикам при изменении частоты вращения. Поступивший на базу транзистора Т1 положительный импульс вызывает увеличение потенциала базы по отношению к эмиттеру. В результате в транзисторе Т1 будет протекать ток управления по цепи: обмотка датчика — диод Д1 — цепь — переход база—эмиттер транзистора Т1 — корпус автомобиля — обмотка датчика. Транзистор Т1 откроется и зашунтирует переход база—эмиттер транзистора Т2, что вызовет закрытие транзистора Т2, а затем и закрытие транзисторов Т3 и Т4.

Запирание транзистора Т4 приводит к резкому прекращению первичного тока в катушке зажигания и возникновению высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания, которое через распределитель подводится к соответствующей свече зажигания, вызывая искрообразование и воспламенение рабочей смеси. Затем после исчезновения импульса с датчика транзистор Т1 закроется, а транзисторы Т2, Т3 и Т4 откроются и в магнитном поле катушки зажигания будет опять накапливаться электромагнитная энергия.

Транзисторный коммутатор содержит ряд дополнительных элементов, служащих для защиты и улучшения условий работы схемы. Стабилитрон Д5 (КС980А) и конденсатор С7 защищают схему от выходного напряжения катушки зажигания. Диод Д3 (КД102А) ограничивает амплитуду импульса с датчика и, таким образом, защищает переход эмиттер—база транзистора Т1 от пробоя. Диод Д7 защищает транзистор Т4 от обратной полярности источника питания и инверсных токов. Конденсатор С6 и резистор R7 образуют цепь обратной связи, по которой положительная полуволна э.д.с. самоиндукции с первичной обмотки катушки зажигания поступает на базу транзистора Т1, ускоряя его отпирание. Конденсаторы С4 и С5 защищают переходы эмиттер—база транзисторов Т2 и Т3 от всплесков напряжения и исключают ложные срабатывания транзисторов Т2 и Т3. Резисторы R8, R10 и R11, включенные между эмиттерами и базами транзисторов Т2, Т3 и Т4, служат для повышения предельно допустимого напряжения между коллектором и эмиттером транзисторов. Резистор R12 и конденсатор С8 уменьшают мощность, выделяемую на транзисторе Т4 при его закрытии, во время переходного процесса. Конденсаторы С1, С2 уменьшают пульсации в цепи питания коммутатора, а диод Д6 (КД212Б) защищает от обратной полярности.

Защита транзисторного коммутатора от перенапряжений питания осуществляется схемой, состоящей из стабилитрона Д2 (КС515А), стабилитрона Д4 (КС119А) и резисторов R2 и R3. При повышении напряжения питания до 17 — 18 В напряжение на стабилитроне Д2 будет больше напряжения стабилизации и база транзистора Т1 получит положительное смещение относительно эмиттера. Независимо от импульса датчика транзистор Т1 откроется, а транзисторы Т2, Т3 иТ4 закроются. При этом двигатель внутреннего сгорания будет работать с перебоями.

Катушка зажигания Б116 по схеме выполнена с электрически раздельными обмотками, как и катушка Б114 для контактно—транзисторной системы зажигания, и отличается от последней обмоточными данными.

Добавочный резистор 14.3729 состоит из двух нихромовых спиралей (секций), которые размещены в металлическом корпусе. Выводы, к которым присоединены концы секций, имеют маркировку «+», С, К. Сопротивление секции между выводами «+» и С составляет 0,71 Ом, а секции между выводами С и К — 0,52 Ом

Транзисторный коммутатор 13.3734 размещен в ребристом корпусе, отлитом из алюминия. Коммутатор имеет три вывода:

Датчик-распределитель 24.3706

Рис. 57 Датчик—распределитель 24.3706:
а — общий вид; б — конструкция датчика

Датчик—распределитель 24.3706 (рис. 57) предназначен для управления работой транзисторного коммутатора, распределения импульсов высокого напряжения по свечам зажигания в необходимой последовательности, для автоматического регулирования момента искрообразования в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя, а также для установки начального момента зажигания.

Привод датчика—распределителя осуществляется через присоединительный шип 1, который закреплен на валике 18. Для смазывания подшипника 19 валика 18 и упорного подшипника 17 в корпусе установлена маслёнка 4.

Ротор 21 датчика представляет собой кольцевой постоянный магнит 26 с плотно прижатым к нему сверху и снизу 8-полюсными обоймами 25 и 27. Обоймы 25 и 27 жёстко закреплены на втулке 12, на верхнюю часть которой установлен бегунок 11 высоковольтного распределительного устройства. В нижней части втулки 12 имеется паз, в который входит выступ втулки, жёстко закрепленной на поводковой пластине ротора.

Статор 13 датчика представляет собой обмотку 23, заключённую в 8-полюсные пластины 22 и 24. Соединены пластины между собой заклёпками. Статор имеет один изолированный вывод 5, расположенный на корпусе распределителя. Второй конец обмотки электрически связан с корпусом. Статор 13 посредством опор 14 установлен на подвижной пластине, жёстко закрепленной во внутренней обойме подшипника 15. Внешняя обойма подшипника 15 закреплена неподвижно относительно корпуса 3. Подвижная пластина шарнирно связана с тягой вакуумного регулятора 6.

Таким образом центробежный регулятор обеспечивает изменение опережения зажигания, поворачивая ротор датчика относительно статора, а вакуумный регулятор поворачивает статор относительно ротора.

Высоковольтное распределительное устройство имеет крышку 7 с девятью выводами. С внутренней стороны в центральном выводе размещен подвижной комбинированный уголёк 8 типа ДСНК, обеспечивающий электрический контакт между центральным выводом и электродом 10 бегунка 11. Далее через электроды 9 высокое напряжение поступает на восемь высоковольтных выводов, расположенных по окружности крышек и служащих для присоединения проводов высокого напряжения от свечей зажигания. Уголёк 8 обладает активным сопротивлением 6 — 15 кОм и, кроме коммутации тока высокого напряжения, служит для подавления радиопомех.

Для установки начального угла опережения зажигания на роторе и статоре датчика нанесены метки 20. Метки должны совпадать при положении коленчатого вала двигателя, соответствующем моменту искрообразования в первом цилиндре.

Система зажигания с полупроводниковым датчиком. Она предназначена для 4-цилиндровых двигателей, содержит электронный коммутатор 36.3734, датчик—распределитель 40.3706 и катушку зажигания высокой энергии 27.3705.

Основное отличие этой системы зажигания от других отечественных бесконтактных и контактно—транзисторных систем состоит в том, что в катушке зажигания обеспечивается накопление в 1,5 — 2 раза больше электромагнитной энергии. При этом рассеиваемая мощность уменьшена в 2 — 3 раза, что позволило разработать электронный коммутатор в интегральном исполнении с меньшими габаритами и улучшить удельные показатели катушки зажигания. В данной системе энергия искрового разряда увеличена до 50 мДж по сравнению с 20 — 35 мДж в других применяемых системах зажигания. Основная цель, которая преследуется при разработке высокоэнергетических систем зажигания, — обеспечение работы двигателя внутреннего сгорания на сильно объединенных рабочих смесях, что в конечном итоге приводит к уменьшению расхода топлива.

Функциональная схема бесконтактной системы зажигания с полупроводниковым датчиком

Рис. 58 Функциональная схема бесконтактной системы зажигания с полупроводниковым датчиком (а) и диаграмма, поясняющая принцип её работы (б)

Указанные преимущества данной системы зажигания достигнуты в результате регулирования времени накопления энергии в катушке зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и напряжения бортсети автомобиля.

Функциональная схема бесконтактной системы зажигания показана на рис. 58,а, а диаграмма, поясняющая принцип работы, — на рис. 58,б.

В применяемой системе зажигания используется эффект, открытый в начале нашего века Э.Г. Холлом и названный его именем. Эффект Холла наблюдается у пластины, через которую протекает электрический ток. Если под прямым углом на пластину воздействует магнитное поле, то на пластине, по геометрической оси перпендикулярной направлению протекания тока, возникает напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля. Наиболее сильно этот эффект проявляется у пластин из полупроводникового материала. Кроме чувствительного элемента — элемента Холла, полупроводниковый датчик содержит стабилизатор напряжения, усилитель, схему температурной компенсации, формирователь сигнала, выходную цепь. Все элементы датчика в интегральном исполнении размещаются на едином монолитном полупроводнике.

Датчик имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположены чувствительные элементы со схемой, а с другой стороны — постоянный магнит. В щели движется шторка с прорезями, которая периодически перекрывает магнитный поток, действующий на чувствительный элемент датчика. В реальной конструкции шторка имеет цилиндрическую форму и вращается вокруг оси. Привод осуществляется от коленчатого вала двигателя. При вращении шторки с выхода датчика (точка а на рис. 58,а) на вход инвертирующей схемы 1 поступает прямоугольный сигнал (диаграмма а на рис. 58,б). Инвертор 1 (см. рис. 58,а) формирует сигнал б (диаграмма б на рис. 58,б), который управляет процессом заряда—разряда конденсатора С1 и интегратора 2. Включение конденсатора в цепь обратной связи операционного усилителя обеспечивает линейный характер зарядно—разрядного процесса. На второй вход интегратора 2 подаётся постоянный опорный сигнал, знак которого противоположен знаку сигнала, поступающего с инвертора 1. Пока с инвертора 1 поступает сигнал, происходит заряд конденсатора. Процесс заряда заканчивается в момент, соответствующий спадающему фронту управляющего сигнала б инвертора 1, и начинается заряд конденсатора. Процесс разряда заканчивается раньше, чем появляется новый управляющий сигнал б на заряд. Изменение напряжения на выходе интегратора (точка в на рис. 58,а) проиллюстрировано диаграммой в на рис. 58,б. Сигнал с интегратора 2 (см. рис 58,а) поступает на вход компаратора 3, где он сравнивается с опорным сигналом Uоп. В момент, когда сигнал с интегратора становится больше опорного сигнала, на выходе компаратора 3 (точка г на рис. 58,а) появляется прямоугольный сигнал г (диаграмма г на рис. 58,б). Сигнал с компаратора поступает на вход схемы совпадения 4 (см. рис.58,а), на который поступает также сигнал 6 с инвертора 1, сигнал д со схемы ограничителя тока 9 и сигнал со схемы отключения в состоянии покоя 8. На выходе схемы совпадения 4 формируется сигнал е, управляющий выходным каскадом 5, выходной транзистор которого коммутирует Iк (см. рис. 58,б) первичной обмотки катушки зажигания. Мощный транзистор выходного каскада имеет защиту 6 (см. рис. 58,а) от импульсов перенапряжения в первичной цепи катушки зажигания.

Схема отключения в состоянии покоя 8 работает так же, как и интегратор 2. Отличие заключается в том, что конденсатор С2 заряжается значительно медленнее, т.е. постоянная времени заряда конденсатора С2 является большой величиной. Выбирается она большей периода следования импульсов с датчика, соответствующего минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому при наличии входных импульсов б на входе схемы отключения на её выходе успевает появится небольшое напряжение, которое практически не влияет на работу схемы совпадения 4. При отсутствии входных импульсов на входе схемы отключения, т.е. при неработающем двигателе и замкнутых контактах выключателя Вз, на выходе схемы отключения благодаря плавному заряду конденсатора С2 через 2 — 5 сек. формируется напряжение, которое блокирует схему совпадения. При этом схема совпадения выключает выходной каскад 5, который обеспечивает первичную цепь катушки зажигания.

Для ограничения первичного тока служит ограничитель тока 9, выполненный как компаратор. На ограничителе тока сравнивается падение напряжения на индикаторном резисторе 7, которое пропорционально току первичной цепи, и опорное напряжение Uоп3, которым задаётся требуемый ток ограничения. Когда уровень падения напряжения на индикаторном резисторе достигает напряжения Uоп3, на входе схемы ограничения появляется сигнал д (диаграмма д рис. 58,б), который несколько уменьшает сигнал е со схемы совпадения (диаграмма е). При эьом выходной транзистор каскада 5 (см. рис. 58,а) частично запирается, т.е. увеличивается сопротивление его перехода эмиттер—коллектор, что приводит к ограничению тока в первичной цепи катушки зажигания.

Регулирование времени накопления энергии в катушке зажигания происходит следующим образом. Как видно из диаграммы в (см. рис. 58,б), с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя(nогр > n1 > n0) напряжение на выходе интегратора 1 в функции угла поворота коленчатого вала двигателя нарастает медленнее. Это объясняется тем, что с увеличением частоты вращения коленчатого вала увеличивается частота вращения шторок и становится меньше продолжительность заряда конденсатора С1 (см. рис. 58,а). По указанной причине в момент перехода конденсатора С1 из режима заряда в режим разряда напряжение на нём будет уменьшаться с увеличением частоты вращения. Следовательно, как видно из диаграммы в (см. рис. 58,б), с увеличением частоты вращения разрядная ветвь раньше ( по углу поворота ) уменьшится до значения опорного напряжения Uоп2, раньше исчезнет сигнал г, появится сигнал д, откроется выходной транзистор каскада 5 и начнёт протекать ток Iк в первичной цепи катушки зажигания.

Регулирование времени накопления осуществляется до частоты вращения nогр. При дальнейшем увеличении частоты напряжения заряда конденсатора не превышает напряжения Uоп2. При этом компаратор 3 блокируется и сигнал е на выходе схемы совпадения 4 совпадает по фазе с сигналом датчика а и инвертированным сигналом б.

Датчик-распределитель 40.3607

Рис. 59 Датчик—распределитель 40.3607

Схема коммутатора 36.3734 реализована на дискретных элементах с применением специально разработанной микросхемы К14014Д1, в которую входят четыре усилителя. В качестве выходного применен также специально разработанный транзистор КТ848А. Коммутатор имеет шесть рабочих выводов, которые не маркируются. Три вывода предназначены для присоединения к датчику и по одному на корпус автомобиля, к катушке и для питания коммутатора.

Датчик—распределитель 40.3607 (рис. 59) горизонтального типа имеет корпус 5, отлитый из алюминиевого сплава. Привод датчика—распределителя осуществляется через муфту 1 и вал 2, на противоположном конце которого установлен бегунок 11. Высокое напряжение по свечам зажигания распределяется пятью выводами, расположенными на крышке 10. Крышка 10 крепится к корпусу 5 тремя винтами 12. Высоковольтная часть устройства отделена от остальной конструкции перегородкой 9. Вал 2 вращается во втулке 3 и шаровом вкладыше 6. Сальник 4 препятствует попаданию масла во внутреннюю часть корпуса. Шаровой вкладыш установлен на неподвижной пластине 8. Подвижная пластина 7, к которой присоединена тяга от вакуумного регулятора 18, может поворачиваться вместе с внутренней обоймой подшипника, наружная обойма которого закреплена в неподвижной пластине 8. На подвижной пластине закреплен полупроводниковый датчик 13 с магнитом. Три вывода датчика проводами соединены с выводами штекера 17. В прорези датчика 13 вращается замыкатель (шторка) 14, которая втулкой 15 жёстко соединена с поводковой пластиной центробежного регулятора 16.

Таким образом при работе центробежного регулятора поводковая пластина поворачивает замыкатель относительно датчика, а при работе вакуумного регулятора датчик вместе с подвижной пластиной поворачивается относительно замыкателя.

Катушка зажигания 27.3705 аналогична по конструкции катушки зажигания классической системы зажигания. Имеет автотрансформаторную схему соединений обмоток. Особенностью конструкции является относительно низкое сопротивление первичной обмотки (0,5 Ом), что позволяет получать стабильные выходные характеристики при уменьшении напряжения питания до 6 В. В конструкции предусмотрена защита катушки зажигания от взрыва при отказе электронного коммутатора.

Все высоковольтные детали системы изготовлены из специальной пластмассы типа полибутилентерефталат стеклонаполненной, дугостойкой, которая выдерживает с запасом высокое напряжение, развиваемое системой.

§25. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ

Техническое обслуживание системы зажигания осуществляется при каждом очередном ТО—2.

Распределитель. Этот прибор требует наибольшего ухода, так как его трущиеся детали подвержеы износам и нуждаются в систематическом смазывании. Нарушение нормальной работы автоматов опережения зажигания оказывает существенное влияние на работу двигателя и расход топлива. Загрязнение крышки распределителя и плохая посадка высоковольтных проводов в гнезде выводов могут привести к поверхностному разрушению или пробою изоляции крышки.

Частые разрывы тока значительной величины (3 — 4 А) вызывают эрозию и подгорание контактов прерывателя, работающего в классической системе зажигания. Это приводит к увеличению переходного сопротивления и изменению угла замкнутого состояния. Интенсивность износа контактов увеличивается при их загрязнении.

Распределители, работающие в классической и контактно—транзисторных системах, имеют неодинаковые объёмы обслуживания. Распределитель, работающий в классической системе зажигания, при техническом обслуживании снимают с двигателя, затем очищают наружную и внутреннюю поверхности крышки от пыли, грязи и масла, проверяют состояние контактов, угол замкнутого состояния и работу автоматов опережения зажигания, смазывают подшипники, фильц, ось рычажка и кулачковой втулки. Распределитель, работающий в контактно—транзисторной системе зажигания, очищают от пыли, грязи и масла снаружи. Сняв крышку, очищают её внутреннюю поверхность, протирают контакты, смазывают подшипники, фильц, ось рычажка и кулачковой муфты, проверяют работу автоматов опережения зажигания.

Внутреннюю поверхность крышки целесообразно протирать чистой ветошью, смоченной бензином. Контакты прерывателя должны быть чистыми и не иметь подгара; при необходимости их зачищают абразивной пластинкой. При этом углубления на рабочей поверхности контактов полностью выводить не рекомендуется. После зачистки рабочие поверхности контактов должны оставаться параллельными. Частицы абразива и вольфрама удаляют обязательно, протирая контакты чистой ветошью, смоченной бензином.

При большом износе контактов или значительном их обгорании рычажок прерывателя и стойку неподвижного контакта заменяют.

Распределитель смазывают чистым маслом для двигателя. Маслёнкой капают одну—две капли масла на ось рычажка и фильц и четыре—пять капель во втулку кулачка. При смазывании необходимо избегать попадание масла на контакты. Для смазывания подшипников поворачивают на один—два оборота крышку колпачковой маслёнки на корпусе распределителя.

Все распределители через каждые 25 — 30 тыс. км пробега при очередном ТО—2 снимают с автомобиля для проведения углубленного технического обслуживания. При этом (кроме рассмотренных операций) разбирают и осматривают подшипник подвижного диска. Внешняя обойма подшипника подвижного диска должна легко проворачиваться относительно внутренней обоймы. При замене смазки необходимо промыть подшипник в керосине. Рекомендуется применять смазки типа ЛЗ—158 или ЦИАТИМ—201, —202.

Проверка при углубленном техническом обслуживании заключается в определении натяжения пружины рычажка прерывателя, угла замкнутого состояния контактов, асинхронизма, бесперебойности искрообразования, характеристик центробежного и вакуумного регуляторов. При значительном расхождении величин, полученных при проверке, с параметрами, приведенными в технических условиях для данного типа распределителя, изношенные детали и узлы регулируют или заменяют.

Распределители, снятые с автомобиля, проверяют на стендах СПЗ—6, СПЗ—8 или КИ—968. Методика проверок изложена в разделе ремонта.

После технического обслуживания при установке распределителя на двигатель обязательно устанавливают начальный угол опережения зажигания в соответствии с указаниями по эксплуатации автомобиля. При установке начального угла опережения зажигания целесообразно использовать приборы (ПАС—2, Э102) со стробоскопическим методом измерения.

Ключ для проверки и регулировки зазора между электродами свечи

Рис. 60 Ключ для проверки и регулировки зазора между электродами свечи

Проверка зазора между электродами свечи

Рис. 61 Проверка зазора между электродами свечи: а — правильно (круглый щуп); б — неправильно (плоский щуп)

Свечи зажигания. Их подвергают техническому обслуживанию при каждом ТО—2. Перед вывёртыванием свечей необходимо очистить вокруг них грязь, чтобы она не попала в камеру сгорания. Вывёртывать и завёртывать свечу следует только при помощи специального ключа из комплекта инструментов.

Осмотром проверяют состояние изолятора и наличие на нем нагара. Нагар красновато—коричневого цвета свидетельствует о нормальном состоянии свечи. Такой нагар имеет высокое электрическое сопротивление и не нарушает работу свечи. Нагар в виде твёрдой корки чёрного цвета образуется в результате низкой температуры теплового конуса, когда не происходит самоочищение свечи. Причиной образования чёрного нагара может быть также слишком богатая рабочая смесь. Чёрный нагар нарушает нормальную работу свечи, так как имеет сравнительно небольшое электрическое сопротивление и по нему происходит утечка тока высокого напряжения. Свечи с чёрным нагаром необходимо очищать прибором Э203—0, обеспечивающим очистку свечей пескоструйным способом и обдув после очистки сжатым воздухом.

После очистки проверяют и при необходимости регулируют искровой промежуток между электродами. Для этой цели используют ключ (рис. 60) для подгибания бокового электрода, имеющий щупы из стальной проволоки для проверки зазора. Плоским щупом проверять зазор между электродами свечи нельзя, так как при этом не учитывается образующаяся в процессе эксплуатации выемка на боковом электроде (рис. 61).

После регулировки свечу необходимо проверить на бесперебойность искрообразования и герметичность. Такую проверку выполняют на приборе Э203—П.

Техническое обслуживание катушки зажигания, добавочного резистора и транзисторного коммутатора. Техническое обслуживание этих приборов сводится к очистке наружной поверхности от грязи и проверке надёжности контактов в местах соединения с проводами. Особое внимание следует обращать на соединения проводов высокого напряжения с выводами распределителя и катушки зажигания. Наличие зазора в соединении провода высокого напряжения с выводом неизбежно приводит к образованию искры, и как следствие, к разрушению поверхности изолятора вывода или его пробою.

Оголённые провода низкого напряжения необходимо изолировать, а провода высокого напряжения с повреждённой изоляцией заменять.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 1. Объясните требования, которым должны удовлетворять системы зажигания.

 2. Объясните принцип действия и назначение основных узлов классической системы зажигания.

 3. Объясните принцип действия контактно—транзисторной системы зажигания.

 4. Объясните принцип действия бесконтактной системы зажигания.

 5. Объясните назначение и устройства свечи зажигания.

 6. Какие факторы определяют работу свечи зажигания.

 7. Каким образом маркируют свечи зажигания.

 8. Объясните назначение и устройство катушек зажигания.

 9. Объясните назначение и устройство распределителя зажигания.

10. Объясните принцип действия устройств (центробежного и вакуумного автоматов, октан—корректора), регулирующих момент зажигания.

11. Какие параметры системы зажигания можно регулировать.

12. Объясните устройство транзисторного коммутатора ТК102.

13. Дайте сравнительную оценку классической, контактно—транзисторной и бесконтактной систем зажигания.

14. В чём заключается техническое обслуживание систем зажигания.

Глава 5.

КОНТРОЛЬНО—ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

§26. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Автомобильные контрольно—измерительные приборы предназначены для контроля параметров, характеризующих работу автомобиля в целом и отдельных его агрегатов. По характеру информации, получаемой водителем, приборы подразделяются на две группы: указывающие и сигнализирующие.

Приборы первой группы снабжаются стрелочными приборами, которые показывают значение измеряемого параметра. Это позволяет водителю наблюдать изменение состояния узла или агрегата автомобиля.

Приборы второй группы (сигнализаторы) передают водителю информацию о критическом значении какого—либо параметра, о функциональном состоянии (включен, выключен) узла или агрегата автомобиля. Информация передается световым или звуковым сигналом.

На автомобилях применяют механические и электрические контрольно—измерительные приборы. В механических — воздействие к стрелочному прибору передается с помощью той среды, в которой производится измерение. Принцип действия большинства электрических приборов основан на измерении неэлектрических величин электрическими методами. Наибольшее распространение на автомобилях получили электрические приборы, позволяющие проще измерять параметры при значительном удалении места наблюдения от контролируемого объекта.

Электрический контрольно—измерительный прибор состоит из датчика и указателя. Датчик устанавливают на объекте в контролируемой среде, указатель — на панели приборов в кабине водителя. В процессе измерения датчик преобразует неэлектрическую величину контролируемого параметра (давление, температуру и т.д.) в пропорциональную ей электрическую. Электрический сигнал датчика передается по проводам в измерительную схему указателя, стрелка которого отклоняется пропорционально величине поступающего сигнала. Шкала указателя градуируется в единицах измерения контролируемого параметра.

В сигнализирующих приборах указателем служит сигнальная лампа, снабженная светофильтром определенного цвета. Датчики сигнализаторов работают как выключатели, замыкающие цепь сигнальных ламп при определенных условиях.

Основные контрольно—измерительные приборы подразделяются на следующие группы: измерение температуры (термометры); измерение давления (манометры); измерения уровня топлива; контроля зарядного режима аккумуляторной батареи (амперметры); измерения скорости движения автомобиля и пройденного пути (спидометры); измерения частоты вращения (тахометры).

В основном контрольно—измерительные приборы не требуют профилактического обслуживания. Проверка работоспособности приборов входит в состав ежедневного обслуживания. Проверка приборов проводится при возникновении сомнений в правильности показаний.

§27. ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Автомобильные термометры и сигнализаторы температуры предназначены для контроля температуры охлаждающей жидкости. Таким образом контролируется тепловой режим двигателя. На некоторых автомобилях контролируется также тепловой режим системы смазки, гидротрансмиссии и т.д.

Термометры. На современных автомобилях применяют два типа термометров: термобиметаллические импульсные и логометрические с терморезисторными датчиками (рис. 62)

Логометрический термометр

Рис. 62 Логометрический термометр:
а — устройство; б — электрическая схема; в — определение положения стрелки при различной температуре охлаждения жидкости

Приборы второго типа обладают большой чувствительностью, надежностью и не создают радиопомех, в связи с чем получают большее распространение.

Логометрический термометр состоит из терморезисторного датчика и логометрического указателя. Терморезисторный датчик (рис. 62,а) представляет собой латунный баллон 4 с резьбой для крепления в контролируемой системе. Таблетка терморезистора 1 прижимается ко дну баллона токоведущей пружиной 3, изолированной от стенки баллона бумажной втулкой 2. Через пружину терморезистор соединен со штекерным (датчик ТМ101—А) или винтовым (датчик ТМ100) выводом 5, посредством которого датчик соединяется с указателем. Через дно баллона терморезистор соединяется с корпусом автомобиля.

Датчики ТМ100 и ТМ101—А аналогичны по основным характеристикам. Датчик ТМ106 (для автомобилей ВАЗ) отличается от них по своим характеристикам. Датчик устанавливают в резьбовое отверстие головки цилиндров или насоса системы охлаждения.

Логометрический указатель представляет собой магнитоэлектрический прибор, в котором на состоящем из двух половин, скрепленных винтами, пластмассовом каркасе 9 намотаны (проводом ПЭВ диаметром 0,1 мм) три измерительные катушки W1, W2, W3. Общий конец катушек W1 и W2 соединен с выводом Б (см. рис. 62, а и б). В указателях для схем с напряжением питания 24 В соединение катушек с выводом Б осуществляется через добавочный резистор Rд (120 Ом). Зажим Б через выключатель Вз и амперметр соединяется с положительным выводом аккумуляторной батареи.

Второй конец катушки W1 через вывод Д соединен с датчиком. Конец катушки W3, являющийся продолжением катушки W2, через термокомпенсационный констатановый резистор Rт сопротивлением 100 Ом соединен с корпусом автомобиля.

Катушки W1 и W2 намотаны навстречу друг к другу и магнитные потоки Ф1 и Ф2, создаваемые токами этих катушек, направлены в противоположные стороны.

Третья катушка расположена под углом 90° к двум другим и создает магнитный поток Ф3.

Внутри каркаса 9 на оси помещен постоянный магнит 8 со стрелкой 6. Магнит под воздействием результирующего магнитного потока Ф, создаваемого катушками, может поворачиваться вокруг оси. При этом стрелка по шкале прибора показывает температуру контролируемой среды. Перемещение магнита со стрелкой ограничивается длиной прорези 10, в которой перемещается ограничитель 11.

При отсутствии тока в катушках магнит со стрелкой ориентируется в исходном положении магнитным полем постоянного магнита 12, встроенного в каркас. Вся конструкция указателя для исключения влияния на показания прибора посторонних магнитных полей помещена в экранирующий цилиндр 7 из низкоуглеродистой стали.

Работа термометров. Работают термометры с логометрическим указателем и терморезисторным датчиком следующим образом. При увеличении температуры окружающей среды увеличивается температура терморезистора датчика, что приводит к уменьшению его сопротивления. В результате увеличивается ток в катушке W1 (см. рис. 62,б) и создаваемый ею магнитный поток Ф1 (рис. 62,в). Токи катушек W2 и W3 и создаваемые ими магнитные потоки Ф2 и Ф3 остаются неизменными. При этом увеличивается разность потоков Ф1 — Ф2 и изменяется направление результирующего магнитного потока Ф. Под воздействием результирующего магнитного потока магнит со стрелкой поворачивается относительно шкалы прибора.

Логометрические указатели УК101, УК105, УК112, УК120, УК143, УК145, УК270 работают в комплексе с датчиком ТМ100. Их изготавливают на напряжение 12 и 24 В и они имеют пределы измерения температуры 40 — 120°С.Измерительные механизмы этих указателей аналогичны рассмотренному выше. Указатель УК270 отличается тем, что резистор Rд выполнен в виде реостата. Это позволяет регулировать указатель в процессе эксплуатации.

Указатель УК171 (пределы изменения температуры 40 — 110°С) работает в комплекте с датчиком ТМ101—А (автомобиль КамАЗ).

Указатели УК191 и УК193 работают в комплекте с датчиком ТМ106 (автомобили ВАЗ). Эти указатели имеют некоторые конструктивные отличия от указателей рассмотренных типов и аналогичный принцип действия.

Сигнализаторы аварийной температуры. Их устанавливают в дополнение к термометрам для того, чтобы привлечь внимание водителя световым сигналом при повышении температуры в контролируемом объекте до критического значения.

Датчики сигнализаторов температуры

Рис. 63 Датчики сигнализаторов температуры:
а — датчик ТМ104 и схема включения; б — датчик ТМ111; в — датчик РС403—Б

Датчики сигнализаторов температуры по своей конструкции могут быть разделены на три группы: датчики типа ТМ104, ТМ111 и РС403—Б.

В датчике ТМ104 (рис. 63,а) биметаллическая пластина 4 с контактом 5 помещена в латунным баллоне 3 изолированно от корпуса. Пластиной 9 она соединена с выводом 1, который вмонтирован в изолятор 2. Ограничитель 6 не допускает контакта пластины 4 с баллоном. Неподвижный контакт 7, закрепленный на контактной пластине 8, соединен с корпусом.

С увеличением температуры контролируемой среды через баллон нагревается и воздух внутри него, в результате чего деформируется биметаллическая пластина 4. При достижении критического значения температуры в результате деформации пластины 4 замыкаются контакты 5 и 7. В этом случае при включенном выключателе зажигания через сигнальную лампу 10, снабженную красным светофильтром, пойдет ток, и она загорится.

Датчики типа ТМ104 (ТМ102, ТМ103, ТМ104—Т) отличаются друг от друга только температурой замыкания контактов, которая регулируется изменением расстояния между контактами 5 и 7 с помощью винта. Все детали этого датчика унифицированы с деталями датчика импульсного термометра ТМ101, поэтому внешне датчики аналогичны.

Датчик ТМ111 (рис. 63,б) имеет массивный латунный корпус 5, ко дну которого прижимной шайбой 7 прижата биметаллическая пластина 8 с контактом 6. Тарельчатый контакт 4 с винтом 3 перемещается по резьбе вывода 1 (со штекером 9), вмонтированного в изолятор 2. Изменением расстояния между контактами 4 и 6 устанавливается температура замыкания контактов, равная 92 — 98°С (датчик применяют на автомобилях КамАЗ).

Датчики типа ТМ104 и ТМ111 применяют в сигнализаторах температуры охлаждающей жидкости. Устанавливают датчики в резьбовое отверстие верхнего блока радиатора.

Датчик РС403—Б (рис. 63,в) применяют в сигнализаторах температуры масла (автобусы ЛАЗ и ЛиАЗ). Биметаллическая пластина 7 с контактом 9 присоединена к корпусу 8, а контакт 6, установленный на регулируемой пластине 5, соединен с выводом 1, вмонтированным в изолятор 2. Температура включения (127 — 143°С) устанавливается регулировочным винтом 3 посредством упора 4 после полной сборки датчика.

§28. ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Автомобильные манометры. Их применяют для контроля давления масла или воздуха. Давление масла контролируют в системе смазки двигателя, в гидромеханической передаче. На автомобилях, оснащенных пневматической тормозной системой, контролируют давление воздуха в тормозных камерах, в централизованной системе подкачки шин и т.д. Для усиления контроля дополнительно к манометрам устанавливают сигнализаторы аварийного давления. В некоторых случаях применяют только сигнализатор.

Манометры. Манометры, применяемые на автомобилях, делятся на приборы непосредственного действия и на электрические. При использовании приборов непосредственного действия контролируемая среда подводится по трубопроводу к прибору и непосредственно воздействует на его измерительный механизм.

Электрические манометры бывают двух типов: термобиметаллические импульсные и логометрические с реостатным датчиком. Наибольшее распространение получили электрические манометры с реостатным датчиком и логометрическим указателем. Указатель и датчик включаются между собой последовательно. Питание к ним подается через выключатель зажигания.

Реостатный датчик давления и электрическая схема логометрического манометра

Рис. 64 Реостатный датчик давления (а) и электрическая схема логометрического манометра (б)

Реостатный датчик (рис. 64,а) снабжен гофрированной мембраной 2, закрепленной на основании 1 с помощью стального ранта 3, на котором размещен реостат 4 и передаточный механизм.

В центре мембраны установлен толкатель 12, на который опирается регулировочным винтом 11 рычажок 10. Рычажок, воздействуя на опорную площадку 8, поворачивает ползунок 5 реостата вокруг оси 7, преодолевая при этом усилие пружины 9. Для уменьшения влияния пульсаций давления на работу датчика в штуцере основания установлена дюза 13. В дюзе имеется стержень для прочистки отверстия при необходимости.

Реостат имеет сопротивление около 170 Ом, а при полном ходе ползунка его сопротивление изменяется от 163 Ом при отсутствии давления на диафрагму до 20 Ом при максимальном давлении. Реостат одним концом через ползунок соединен с корпусом, другой его конец соединен с изолированным выводом 6 на крышке датчика. Вывод датчика проводником соединен с выводом Д указателя (рис. 64,б).

Логометрический указатель манометра имеет такую же конструкцию, что и логометрический указатель термометра. Различие заключается в другой схеме соединения элементов и отличных обмоточных данных. Добавочный резистор Rд включают в цепь питания манометра только при напряжении 24 В.

Работает манометр следующим образом. При увеличении давления контролируемой среды (масла или воздуха) мембрана выгибается и через передаточный механизм давит на ползунок и перемещает его по реостату, уменьшая его сопротивление. С уменьшением сопротивления реостата, включенного параллельно катушке W1 указателя, изменяются силы тока, протекающего по катушкам W1, W2 и W3. В результате изменения силы токов результирующий магнитный поток, создаваемый токами катушек, меняет свое направление. При этом происходит перемещение магнита со стрелкой относительно шкалы в сторону больших значений давления.

При уменьшении давления мембрана под действием собственных упругих сил уменьшает выгиб, а ползунок под действием пружины перемещается по реостату в обратную сторону, увеличивая его сопротивление.

При изготовлении манометров на разные пределы измерения меняют лишь толщину мембраны датчика. Поэтому все датчики (ММ352, ММ350—Б, ММ370) имеют одинаковый внешний вид и размеры. Лишь у датчика ММ370 электрический вывод сделан в виде штекера вместо вывода под винт. Различные логометрические указатели давления (УК113, УК130, УК139, УК144, УК170) отличаются внешним исполнением, способом крепления, диапазоном шкалы.

Отличающуюся от остальных указателей конструкцию имеет комплект указателя УК194 и датчика ММ393—А устанавливаемый на автомобили ВАЗ.

Сигнализаторы аварийного давления. Эти приборы сообщают водителю о снижении давления в контролируемой системе ниже установленной нормы.

Основным элементом сигнализатора давления является датчик, который устанавливают в контролируемую систему и содержит контакты, включенные в цепь сигнальной лампы. Схема включения сигнализаторов давления аналогична схеме сигнализаторов температуры.

Датчики сигнализаторов аварийного давления

Рис. 65 Датчики сигнализаторов аварийного давления:
а — ММ10; б — ММ120

Мембранный датчик ММ10 (рис. 65,а) состоит из основания 2 со штуцером 1 и мембраны 3, с которой через толкатель связан рычаг 4 контакта 6. На кожухе 9 установлен изолированный вывод 7, с которым соединена изолированная от корпуса пластина с контактом 5.

При номинальном давлении в контролируемой системе мембрана выгнута, и контакты разомкнуты. При снижении давления ниже нормы мембрана уменьшает выгиб, и контакты замыкаются, включая цепь сигнальной лампы. Датчик на давление размыкания реагируют при помощи упора 8.

Конструкцию, аналогичную описанной, имеют также датчики ММ100, ММ102, ММ106, ММ111. Между собой датчики различаются лишь давлением размыкания и габаритами.

Датчики давления ММ120 (рис. 65,б), ММ125—Б, ММ111—А, ММ111—Б имеют принципиально иную конструкцию. Чувствительным элементом этих датчиков является тарированная пружина 5, которая при отсутствии давления прижимает подвижной контакт 1 к неподвижному контакту 7 и через толкатель 6 препятствует перемещению диафрагмы 8, изолированной от тонкой полиэфирной пленки. Вся конструкция закреплена в корпусе 9. Сверху датчик закрыт изолятором 4, в котором закреплен штекерный вывод 2, соединенный через пружину с подвижным контактом. Полость над диафрагмой сообщается с атмосферой через фильтр 3. Датчики рассмотренной конструкции отличаются между собой давлением размыкания и конструкцией вывода. Датчики с диафрагмой и тарированной пружиной более стабильны и надежны в работе по сравнению с мембранными датчиками.

§29. ПРИБОРЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА

Измерители уровня топлива позволяют водителю оценить запас топлива в баке и приблизительно рассчитать расстояние, которое автомобиль может проехать без заправки.

Датчик уровня топлива

Рис. 66 Датчик уровня топлива

Измерители уровня топлива состоят из датчика, который устанавливается в топливный бак, и указателя на приборной панели. На шкале указателя наносят метки в долях объема бака: 0,1/4, 1/2, 3/4 П (полный). В ряде случаев применяют также сигнализатор минимального резерва.

В комплект измерителя входит реостатный датчик (рис. 66). Чувствительным элементом датчика является капроновый поплавок 1, закрепленный на рычаге 7. Рычаг закреплен снаружи корпуса на оси 2. Корпус состоит из двух половин 3 и 4 из цинкового сплава, скрепленных винтами 6. Внутри корпуса на той же оси закреплен бронзовый ползунок 9 реостата, соединенный с корпусом через проволочную петлю 8. При изменении уровня топлива ползунок скользит по обмотке реостата 12, которая навита на текстолитовой пластине 10 из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм и имеет полное сопротивление 60 Ом (БМ117—А, БМ118—А, БМ132—А и т.д.) или 90 Ом (БМ120—А, БМ125—А, БМ128—А и т.д.). Другие значения сопротивления реостата имеют датчики БМ150 и БМ154 автомобилей ВАЗ. Конец 11 обмотки реостата соединен с изолированным выводом 5, а другой конец — с корпусом. Внешний вид датчиков аналогичен, и различаются они разной длиной рычагов с поплавком.

Датчик уровня и резерва топлива Электромагнитный указатель измерения уровня топлива

Рис. 67 Датчик уровня и резерва топлива:
1 — металлическое основание; 2 — пластмассовый корпус; 3 — обмотка реостата; 4 — ползунок; 5, 8 — упоры рычага поплавка; 6 — поплавок; 7 — втулка рычага; 9 — контактные пластины; 10 — выводы

Схемы логометрических приборов измерения уровня топлива при номинальном напряжении 12 и 24 В

Рис. 68 Электромагнитный указатель измерения уровня топлива

Рис. 69 Схемы логометрических приборов измерения уровня топлива при номинальном напряжении 12 и 24 В

Когда применяется сигнализатор резерва (датчик автомобилей ВАЗ и датчик БМ158—А автомобилей КамАЗ), в датчик (рис. 67) встраивают специальные контактные пластины, которые включают цепь сигнальной лампы на щитке прибора, когда топлива остается на 50 — 100 км пути. Конструкция и внешний вид этих датчиков отличаются от датчиков без дополнительной контактной пары.

В качестве указателей применяют электромагнитные и магнитоэлектрические (логометрические) приборы. В комплект с электромагнитными приборами входят датчики с полным сопротивлением 60 Ом, с логометрическим — 90 Ом.

Электромагнитный указатель (рис. 68) имеет две катушки 5 и 7, сердечники которых изготовленны из мягкой стали. Катушки вместе с магнитопроводами 6 и 8 закреплены под углом 90° на основании 4. Магнитный поток, создаваемый катушками, замыкается через стальной якорек 2, закрепленный на оси вместе с латунным противовесом 1 и стрелкой 3. Вывод Б указателя через выключатель зажигания Вз соединен с положительным выводом аккумуляторной батареи. К выводу Д присоединяется провод от датчика. Ток от зажима Б проходит по обмотке катушки 5, а затем на выводе Д разветвляется. Часть тока проходит по обмотке катушки 7 на корпус, другая часть — через реостат 9 датчика на корпус. При такой схеме обмотка катушки 7 присоединена параллельно к реостату датчика, в результате чего значительно уменьшается искрение между обмоткой реостата и ползунком. Все электромагнитные указатели (УБ200, УБ251, УБ26—Д, УБ250 и т.д.) выполняются с одинаковыми обмоточными данными и отличаются лишь внешним исполнением.

При полном топливном баке реостат датчика имеет наибольшее сопротивление, и результирующий магнитный поток катушек, воздействуя на якорек, поворачивает его до положения стрелки против отметки П. С уменьшением запаса топлива сопротивление реостата уменьшается, что приводит к увеличению силы тока и магнитного потока катушки 5 и уменьшению силы тока и магнитного потока катушки 7. При этом якорек перемещает стрелку в сторону отметки 0.

Логометрические указатели (УБ103, УБ126, УБ106, УБ107 и т.д.) уровня по конструкции не отличаются от логометрических указателей температуры и давления. Они отличаются лишь обмоточными данными и схемным решением. Неодинаковы схемы 12- и 24- вольтовых указателей (рис. 69). Особые отличия в конструкции имеют указатели УБ191 и УБ193, применяемые на автомобилях ВАЗ. Основным преимуществом логометрического указателя уровня является меньшая (примерно в 2 раза) погрешность измерения.

§30. ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ЗАРЯДНОГО РЕЖИМА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Контроль зарядного режима применяют для оценки состояния аккумуляторной батареи и правильности регулировки напряжения генераторной установки. Зарядный режим аккумуляторной батареи контролируют амперметром или световым сигнализатором разряда.

Магнитоэлектрический амперметр с неподвижным магнитом

Рис. 70 Магнитоэлектрический амперметр с неподвижным магнитом

Схема амперметра с подвижным магнитом

Рис. 71 Схема амперметра с подвижным магнитом

Амперметры. Применяемые на автомобилях амперметры показывают зарядный или разрядный ток аккумуляторной батареи. Амперметр включают последовательно с аккумуляторной батареей. Через него проходит зарядный или разрядный ток аккумуляторной батареи, за исключением тока стартера, прикуривателя и звуковых сигналов.

Наибольшее распространение получили магнитоэлектрические амперметры (рис. 70) с неподвижным магнитом (АП112, АП251, АП109, АП170 и т.д.). Они имеют принципиально одинаковую конструкцию.

В основании 5 с помощью опоры—подпятника 8 установлена ось 7, на которой закреплены якорек 6 и стрелка 2. Ток аккумуляторной батареи протекает через основание 5, включенное в цепь с помощью двух выводов 1 (второй вывод на рисунке не показан). При отсутствии тока якорек ориентируется постоянным магнитом 4 так, что стрелка располагается вертикально. При прохождении электрического тока по основанию в зоне якорька возникает магнитный поток, направленный под углом 90° к потоку постоянного магнита. Результирующий поток поворачивает якорек со стрелкой на некоторый угол. Чем больше протекающая сила тока, тем больше угол поворота стрелки. При изменении направления тока якорек со стрелкой отклоняются в другую сторону. Магнитный шунт 3 устанавливается и компенсирует изменение и температуры окружающей среды.

Магнитоэлектрические амперметры (АП100, АП105) с подвижным магнитом (рис. 71) устанавливают на автомобилях с задним расположением двигателя и при большой мощности генератора (автобусы ЛАЗ и ЛиАЗ), т.е. там, где необходимо измерять значительной силы тока и где генераторная установка достаточно удалена от панели приборов. Для этой цели в цепь аккумуляторной батареи устанавливают стандартный шунт 3, параллельно которому при помощи калиброванных по сопротивлению проводов включают обмотку 2 амперметра. При отсутствии тока подвижной измерительный магнит 1, закрепленный на одной оси со стрелкой, ориентируясь относительно неподвижного противодействующего магнита 4, устанавливает стрелку напротив отметки 0 на шкале амперметра. При прохождении по шунту тока вокруг обмотки 2 возникает магнитный поток, пропорциональный силе тока и направленный под углом 90° к потоку магнита 4. Результирующий магнитный поток поворачивает магнит 1 со стрелкой на угол, пропорциональный силе тока, протекающего через шунт. При изменении направления тока стрелка отклоняется в противоположную сторону.

Световые сигнализаторы. Они информируют водителя о том, что аккумуляторная батарея работает в режиме разряда.

На автомобилях с генераторными установками постоянного тока контрольную лампу присоединяют параллельно контактам реле обратного тока. При неработающем генераторе контакты реле обратного тока разомкнуты, и ток аккумуляторной батареи проходит через контрольную лампу и якорь генератора. Контрольная лампа при этом горит. При напряжении генератора больше э.д.с. батареи контакты реле обратного тока замыкаются, закорачивая цепь контрольной лампы, и она гаснет.

Схема включения контрольной лампы на автомобилях с генераторными установками переменного тока рассмотрена в § 13.

§31. СПИДОМЕТРЫ И ТАХОМЕТРЫ

Спидометры и тахометры, применяемые на современных автомобилях, можно подразделить по принципу действия на магнитоиндукционные (наиболее широко применяемые) и электронные. Магнитоиндукционные приборы изготовляют с двумя типами приборов: с гибким валом и с электроприводом.

Гибкие валы для привода спидометров и тахометров применяют, если длина трассы, по которой прокладывается гибкий вал, не превышает 3,55 м. При большей длине трассы рекомендуется применять электропривод.

Спидометры устанавливают на всех автомобилях, а тахометры только в случаях, когда необходимо контролировать частоту вращения коленчатого вала двигателя. Привод спидометра осуществляется от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки. Привод тахометра — от распределительного вала двигателя.

Спидометр магнитоиндукционного типа. Этот спидометр (рис. 72) конструктивно объединяет два узла: скоростной и счетный. При использовании привода от гибкого вала вращение от него передается на валик 1 спидометра. Для смазывания валика в хвостовой части установлена масленка из пропитанного маслом фетрового фитиля 2, который удерживается заглушкой 3.

Спидометр с приводом от гибкого вала

Рис. 72 Спидометр с приводом от гибкого вала

Скоростной узел содержит постоянный магнит 5 и магнитный шунт 4, жестко закрепленные на валике 1. Магнит 5 вращается внутри чашеобразной алюминиевой катушки 6. Магнитный экран 7, выполненный из мягкой стали, концентрирует магнитное поле, создаваемое магнитом 5, в зоне картушки. Ось 8 со стрелкой 12 жестко закреплена на картушке. Пружина 11 одним концом закреплена на втулке 10, другим — на рычажке 9.

При вращении постоянного магнита 5 его магнитный поток пронизывает картушку, в результате чего в ней возникают вихревые токи, создающие собственное магнитное поле картушки. Взаимодействие магнитных полей магнита и картушки создает вращающий момент, действующий на картушку. В следствии этого картушка, преодолевая упругую силу пружины 11, поворачивается на определенный угол. Вместе с картушкой на определенный угол относительно шкалы поворачивается и стрелка. Чем больше частота вращения постоянного магнита, тем больше угол поворота картушки и связанной с ней стрелкой прибора.

С изменением температуры картушки изменяется ее сопротивление, что может привести к появлению погрешностей. Для уменьшения влияния температуры на работу прибора устанавливается магнитный шунт.

Счетный узел спидометра приводится в действие с помощью понижающих червячных передач от валика 1 через валики 14 и 13. По конструкции счетные узлы бывают с внешним и с внутренним зацеплением барабанчиков. Обычно счетные узлы спидометров содержат шесть барабанчиков. Через каждые 100 тыс. оборотов начального барабанчика, полный оборот которого соответствует расстоянию в 1 км, все другие возвращаются в исходное положение и отчет показаний счетного узла начинается с нуля.

Спидометры с приводом от гибкого вала (СП116, СП201, СП104 и др.) имеют описанный выше принцип действия. Отличаются они конкретным исполнением скоростного и счетного узлов, типом указателя (стрелочный или ленточный) и внешним исполнением. Спидометры с приводом от гибкого вала требуют периодического смазывания валика. Через 50 — 100 тыс. км пробега, или один раз в год, в масленку необходимо залить три — пять капель вазелинового масла.

Смазку, заложенную в оболочку гибкого вала, рекомендуется заменять через 50 — 60 тыс. км пробега. У разборных конструкций гибкий вал вынимают из брони, промывают в керосине и наносят на него слой смазки ЦИАТИМ—201 или ЛЗ—158. Неразборные конструкции заполняют смазкой при помощи специального шприца или опусканием в ванну со смазкой, расплавленной до жидкого состояния.

Схема контактного привода электрического спидометра

Рис. 73 Схема контактного привода электрического спидометра

Электрический привод спидометра. Он бывает двух типов: контактный и бесконтактный. Контактный привод менее надежен, и его применяемость сокращается.

Контактный привод (спидометры СП134, СП125, СП119) состоит из двух частей: датчика, который преобразует постоянное напряжение бортовой сети в трехфазное переменное напряжение, и приемника — трехфазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов. Приемник и магнитоиндукционный узел спидометра представляют собой единую конструкцию.

Контактный привод спидометра (рис. 73) имеет следующие особенности. Основным узлом датчика является коллектор, к двум изолированным друг от друга кольцам 5 которого через щетки 7 подводится напряжение бортовой сети. Через три токосъемные щетки 6, расположенные под углом 120°, питание подается на соединенные звездой обмотки статора электродвигателя (приемника) 4. В датчике установлены резисторы 8, снижающие искрообразование на коллекторе. Приводной валик 3 скоростного узла является одновременно валом ротора (на схеме не показан) электродвигателя. Ротор представляет собой двухполюсный постоянный магнит.

Частота вращения коллектора датчика пропорциональна скорости автомобиля, так как он приводится от ведомого вала коробки передач. При вращении коллектора токосъемные щетки 6 попеременно подключаются то к положительной, то к отрицательной щеткам 7. За один полный оборот коллектора датчика потенциалы токосъемных щеток дважды меняют знак, проходя через нуль.

Схема спидометра с бесконтактным приводом

Рис. 74 Схема спидометра с бесконтактным приводом

В результате в обмотках статора приемника протекает пульсирующий ток, меняющий через каждые 120° поворота коллектора свое направление. Токи обмоток статора создают вращающееся магнитное поле, частота которого равна частоте вращения коллектора датчика. Под действием магнитного поля вращается с той же частотой ротор электродвигателя приемника, на одном валу с которым вращается постоянный магнит 2. Это вызывает поворот картушки 1 и стрелки спидометра на определенный угол. Счетный узел спидометра приводится через червячную передачу.

Бесконтактный привод применяется в спидометре СП155 (рис. 74), который устанавливается на автомобилях КамАЗ.

Датчик МЭ307 спидометра СП155 представляет собой трехфазный генератор переменного тока, ротором которого служит постоянный магнит. Привод ротора осуществляется от ведомого вала коробки передач, в результате чего частота импульсов напряжения в обмотках датчика пропорциональна скорости движения автомобиля.

Импульсы напряжения от каждой обмотки датчика подаются по проводам на базы транзисторов Т1, Т2, Т3 (КТ801А). В результате транзисторы работают в ключевом режиме, подавая через выключатель зажигания питание в статорные обмотки электродвигателя приемника (указателя). Резисторы R1 — R6 служат для улучшения условий переключения транзисторов. При отпирании очередного транзистора напряжение бортовой сети подается к соответствующей обмотке статора электродвигателя. В результате создается вращающееся магнитное поле, приводящее во вращение ротор (постоянный магнит) электродвигателя, на валу которого закреплен постоянный магнит скоростного узла. Через червячную передачу приводится счетный узел.

Тахометры магнитоиндукционного типа. Они отличаются от спидометров того же принципа действия отсутствием счетного узла.

Принцип действия электронного тахометра ТХ193 (устанавливается на автомобилях ВАЗ—2103 и ВАЗ—2106 «Жигули») следующий. В нем частота вращения коленчатого вала измеряется магнитоэлектрическим прибором в результате регистрации импульсов тока, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании контактов прерывателя. Кроме измерительного прибора, тахометр содержит электронную схему, формирующую импульсы определенной формы, необходимой для точного измерения.

Схема включает блоки формирования управляющих и измерительных импульсов. Поступающий на вход схемы синусоидальный сигнал с прерывателя преобразуется в прямоугольные импульсы, которые и поступают на милиамперметр магнитоэлектрической системы, являющийся измерительным прибором.

Электронная схема выполнена на печатной плате и прикреплена к корпусу прибора.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каким образом классифицируются контрольно—измерительные приборы по принципу действия и назначению.

2. Объясните устройство и принцип действия термометра.

3. Объясните устройство и принцип действия сигнализаторов аварийной температуры с датчиками типа ТМ104, ТМ11 и РС403—Б.

4. Объясните устройство и принцип действия манометра.

5. Объясните устройство и принцип действия сигнализатора аварийного давления.

6. Объясните устройство и принцип действия измерителя уровня топлива с электромагнитным и логометрическим указателями.

7. Объясните устройство и принцип действия амперметра.

8. Объясните устройство и принцип действия спидометра и тахометра.

Глава 6.

ОСВЕЩЕНИЕ И СВЕТОВАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

§32. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Основную информацию о дороге, придорожной обстановке и о самом автомобиле водитель получает по зрительному каналу. Поэтому каждое транспортное средство оснащено набором приборов, обеспечивающих получение и передачу необходимой водителю информации.

В соответствии с характером решаемых водителем зрительных задач различают следующие группы световых приборов:

Лампы, применяемые в фарах

Рис. 75 Лампы, применяемые в фарах:
а — с цоколем 2ФД—42; б — с цоколем Р451—41; в — галогенная для противотуманных фар; г — галогенная для фар головного освещения; 1 — колба; 2 — нить дальнего света; 3 — нить ближнего света; 4 — экран; 5 — фокусирующий фланец; 6 — цоколь; 7 — выводы

Лампы, применяемые в фонарях

Рис. 76 Лампы, применяемые в фонарях:
1 — штифтовые; 2 — софитные

В принципе каждый световой прибор состоит из трех основных элементов: лампы, отражателя и рассеивателя.

Лампы бывают одно— и двухнитевые (рис. 75 и 76). Каждая лампа характеризуется мощностью, потребляемой от источника, и расположением нити накала относительно оси и цоколя.

Отражатель обычно представляет собой параболоид с отверстием в вершине. Это отверстие оформляется так, что в него может быть установлена лампа только одного типа. При этом нить накала занимает вполне определенное конкретное положение относительно отражателя. При подключении лампы к источнику питания вольфрамовая нить накаляется и излучает световой поток почти во всех направлениях.

Для того чтобы полезно использовать большую часть светового потока, внутреннюю поверхность отражателя, предварительно обработанную до 10 кл. чистоты, в вакууме покрывают тонким (десятки микрон) слоем алюминия. В этом случае каждая точка внутренней поверхности отражателя является как бы маленьким зеркалом.

Рассеиватель светового прибора представляет собой прозрачное тело, на внутренней поверхности которого выполнены призмы и линзы, перераспределяющие световой поток, идущий от отражателя. Кроме того, рассеиватель предохраняет внутренний объем светового прибора от загрязнения.

На наружней поверхности рассеивателей наносят нестираемые надписи, которые дают информацию о типе светового прибора, его качестве, применяемой лампе, расположении прибора на транспортном средстве и о заводе—изготовителе этого прибора.

§33. ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Чтобы транспортное средство безопасно двигалось в темное время суток, необходимо обеспечить водителю возможность оценки дорожной обстановки на расстояниях, больших полного остановочного пути. Для этого используется дальний свет фар.

Известно, что если луч света проходит через фокус параболоида, то после отражения от точки внутренней поверхности он выйдет параллельно оси. Поэтому для того чтобы получить наибольшую дальность действия фары, ее конструируют таким образом, что одна нить накала лампы располагается в районе фокуса.

Во время ночного движения глаза водителя приспосабливаются (адаптируются) к освещенности дороги, которые обеспечивают его фары. Если навстречу ему движется другой автомобиль и свет его фар попадает на глаза водителя, то защитный «механизм» глаз уменьшает диаметр зрачка и количество света, попадающее на сетчатку, уменьшается. Это явление чрезвычайно опасно и поэтому оба водителя должны во время встречного разъезда включать второй режим освещения, так называемый ближний свет, при котором свет от фары не должен попадать в глаза водителя встречного автомобиля.

Ход лучей в фаре

Рис. 77 Ход лучей в фаре

Световые пятна на дороге при ближнем свете фар

Рис. 78 Световые пятна на дороге при ближнем свете фар

Ближний свет обеспечивает освещение дороги и правой обочины при минимальном ослеплении встречного водителя. На рис. 77 показана схема формирования пучка дальнего и ближнего света фар «европейского» типа.

Экран 5 расположен внутри колбы лампы 2 в непосредственной близости от нити 4 ближнего света и перекрывает нижнюю часть отражателя 1 от попадания на него светового потока. Так как нить 4 выведена из фокуса вперед по оси, то выходящий световой пучок отклоняется вниз и не ослепляет встречного водителя. Нить 3 дальнего света расположена в районе фокуса отражателя. Экран 6 устанавливается в отражателе для того, чтобы перекрыть свет, идущий от лампы непосредственно на рассеиватель. Таким образом, рассеиватель перераспределяет световой поток, идущий только от отражателя. Экран 5 вместе с рассеивателем формирует светотеневую границу. На дороге световое пятно выглядит так, как показано на рис. 78,а.

В эксплуатации встречается еще «американская» система светораспределителя. Ближний свет в ней создается за счет смещения нити в фокусной плоскости вверх и влево и, следовательно, световой поток излучается в основном вниз и вправо, исключая тем самым излучение в направлении глаз водителя встречного транспорта. Световое пятно на полотне дороги при ближнем свете с «американской» системой светораспределения показано на рис. 78,б.

Конструкция фар головного света
Рис. 79 Конструкция фар головного света:
а — круглая:
1 — оптический элемент (рассеиватель и отражатель); 2 — ободок; 3, 10 — регулировочные винты; 4 — держатель оптического элемента; 5 — корпус; 6 — выводы; 7 — кронштейн; 8 — пружины; 9 — винт крепления ободка

б — прямоугольная:
1 — лампа габаритного огня; 2 — корпус фары; 3 — пластинчатая пружина; 4 — подводящие провода; 5 — присоединительная колодка; 6 — пружина; 7 — отражатель; 8 — основная лампа; 9 — корпус оптического элемента;
10 — заклепки; 11 — пластины; 12 — ободок; 13 — рассеиватель; 14 — винт; 15 — регулировочные винты

Фары головного освещения устанавливают на транспортные средства в различных комбинациях:

На рис. 79 показаны элементы, из которых состоит фара.

Наряду с фарами головного света используются противотуманные фары, световой пучок которых имеет резкую горизонтальную светотеневую границу в пределах угловой ширины пучка.

§34. СВЕТОСИГНАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Обмен информацией между участниками дорожного движения происходит практически только при помощи фонарей. Традиционно принятые на транспорте запрещающие сигналы красного цвета используют для обозначения габарита автомобиля сзади и включения тормоза. Для того чтобы различить эти сигналы между собой, их интенсивности должны отличаться по меньшей мере в 5 раз.

Белый цвет сигнала обозначает, что транспортное средство движется на наблюдателя. Поэтому белым цветом в большинстве случаев кодируются передние габаритные огни. Разрешено использовать и оранжевый цвет для обозначения передних габаритных огней.

Известно, что одним из самых опастных маневров автомобиля является изменение направления движения. Световой сигнал о начале такого маневра должен быть очень заметен. Поэтому фонари—указатели поворота (и их боковые повторители) работают в проблесковом режиме. Для того чтобы гарантировать заметность сигнала в пределах времени оценки водителем дорожной обстановки (1 сек.), частота следования проблесков должна быть по меньшей мере 60 имп/мин.

Известно, что если частота светового проблеска слишком велика, то глаза эти проблески воспринимают слитно. Чтобы исключить подобное явление при оценке дорожных ситуаций, частота следования проблесков фонарей—указателей поворота не должна быть больше 120 имп/мин. Цвет сигналов фонарей—указателей поворота оранжевый.

Принцип действия световозвращателя

Рис. 80 Принцип действия световозвращателя:
1 — световозвращатель; 2 — фара; 3 — глаз водителя

Фонари—указатели поворота при определенном схемном решении могут передавать остальным участникам движения информацию о неисправности автомобиля или о внезапном ухудшении состояния водителя. В этом случае работают одновременно указатели поворота обоих бортов автомобиля.

В качестве устройства (прибора), как бы страхующего работу габаритных огней, на транспортных средствах используют световозвращатели (рис. 80) — катафоты. Катафот представляет собой оптически прозрачное тело, на внутренней поверхности которого расположено большое число трехгранных пирамид. Стороны пирамид выполнены по 12 — 14 кл. точности. Оси пирамид параллельны между собой и направлению движения автомобиля. Основное свойство каждой пирамиды — возвращать световой поток.

В последнее время находят все большее применение противотуманные фонари красного цвета, которые отличаются от сигналов торможения более концентрированным и интенсивным излучением. Располагаются они сзади автомобиля и включаются только при недостаточной метеорологической видимости.

§35. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Схема включения светотехнических приборов при помощи центрального переключателя света

Рис. 81 Схема включения светотехнических приборов при помощи центрального переключателя света

Центральный переключатель света. В большинстве случаев управление работой светотехнических приборов (рис. 81) осуществляется при помощи центрального переключателя света. Применяют центральные переключатели ползункового типа с установкой рукоятки штока в трех положениях. Положение 0 соответствует выключенному состоянию потребителей. В положении I включаются лампы габаритных огней, освещения номерного знака и контрольно—измерительных приборов. Кроме того, подается питание в цепь ламп противотуманных фар, которые могут быть включены специальным выключателем. В положении II отключается цепь ламп противотуманных фар, а остальные потребители остаются включенными. В этом же положении питание подается на контакт Б переключателя (обычно ножного) дальнего и ближнего света. При замыкании контактов Б и БС включается ближний свет, а при замыкании контактов Б и ДС включается дальний свет и одновременно на щитке приборов загорается контрольная лампа.

Цепь ламп освещения контрольно—измерительных приборов включается через встроенный в центральный переключатель реостат, сопротивление которого реализуется поворотом рукоятки штока. Это позволяет водителю изменять освещенность приборов на щитке. На автомобилях применяют также центральные переключатели, имеющие схему коммутации, отличающуюся от рассмотренной выше.

Работа указателей поворота характеризуется проблесковым режимом. Для осуществления такого режима работы в цепь ламп указателей поворота включают специальные прерыватели. Широко применяемые прерыватели теплового действия (типа РС57) заменяются на ряде автомобилей прерывателями контрольно—транзисторного типа.

Прерыватель указателей поворота РС57. Прерыватель (рис. 82) имеет следующее устройство. На стальном сердечнике 13 намотана обмотка 14. Один конец обмотки соединен с выводом Сл прерывателя, а с другой — через резистор 8, нихромовую струну 7, якорек 9 и сердечник (к нему крепится якорек) с выводом Б прерывателя. Контакты 10 в исходном положении разомкнуты под действием струны, оттягивающей якорек. Винт 6 служит для регулирования натяжения струны. Контактная пара 11 также разомкнута под действием пружины, приклепанной к якорьку 12. Неподвижный контакт пары соединен с выводом Кл прерывателя.

Вывод Б прерывателя через выключатель зажигания 16 и амперметр соединен с положительным выводом аккумуляторной батареи. К выводу Кл присоединена контрольная лампа 15, расположенная на щитке приборов. К выводу Сл подключен один из выводов переключателя 1 указателей поворота (типа П105).

Схема включения указателей поворота при помощи прерывателя теплового действия РС57

Рис. 82 Схема включения указателей поворота при помощи прерывателя теплового действия РС57

С помощью переключателя к выводу Сл посредством пластины 6 подключаются лампы 3 и 19 переднего и заднего указателей левого поворота и лампы 2 левого бокового повторителя поворота или посредством пластины а — лампы 4 и 18 переднего и заднего указателей поворота и лампа 5 правого бокового повторителя поворота. Переключатель указателей поворота устанавливается на рулевой колонке под рулевым колесом, а переключение осуществляется ручкой. Ручка может находиться в трех фиксированных положениях: среднем, соответствующем разомкнутой цепи, и в двух крайних, в одном из которых включаются левые указатели поворота, а в другом — правые.

При замкнутых контактах выключателя 16 и положении переключателя, соответствующем, например, включенным указателям левого поворота, к выводу Сл прерывателя подключаются лампы 2, 3, 19. При этом от положительного вывода аккумуляторной батареи идет ток по цепи: амперметр — выключатель зажигания — вывод Б — сердечник — якорек 9 — струна — резистор — обмотка — вывод Сл — пластина 6 переключателя — лампы 2, 3, 19 — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

Так как в цепь включен резистор, ток в ней невелик и накал нитей ламп указателей поворота неполный, а сила притяжения сердечника недостаточна для замыкания контактных пар 10 и 11.

Протекающий по струне ток вызывает ее нагрев, в следствии чего струна удлиняется и уменьшается ее натяжение. При этом сила притяжения якорька 9 к сердечнику недостаточна для замыкания контактов 10. При замыкании контактов 10 ток в цепи обмотки и ламп 2, 3 и 19 резко возрастает, так как он проходит, минуя резистор. В результате нити ламп светятся полным накалом, возрастает сила притяжения якорька 12 к сердечнику и контакты 11 замыкают цепь контрольной лампы 15, которая загорается.

При замыкании контактов 10 ток в струне прекращается, она остывает и уменьшается в длине. Через некоторое время сила натяжения струны становится такой, что контакты 10 размыкаются и ток в цепи обмотки и ламп уменьшается. При этом нити ламп начинают снова светиться неполным накалом, а контакты 11 размыкают и выключают цепь контрольной лампы. Затем весь процесс повторяется.

При перегорании одной из ламп указателей поворота уменьшается сила тока в обмотке прерывателя, что вызывает значительное уменьшение продолжительности горения ламп (до полного отсутствия) и отсутствие включения контрольной лампы.

Схема переключателя указателей поворота позволяет использовать для задних указателей поворота лампы сигнала торможения. При среднем (нейтральном) положении переключателя лампы 18 и 19 подключены к выключателю 17, контакты которого замыкаются при торможении автомобиля.

Контактно—транзисторный прерыватель указателей поворота РС951А. Контактно—транзисторный переключатель (рис. 83) предназначен для работы в схемах электрооборудования с направлением питания 24 В. Для коммутации ламп в режиме указателей поворота используется переключатель П1. Контроль за работой указателей поворота осуществляется двумя контрольными лампами, установленными на щитке приборов. При перегорании одной из ламп указателей поворота автомобиля или прицепа перестает мигать контрольная лампа автомобиля (лампа, присоединенная к выводу КТ прерывателя) или прицепа (лампа, присоединенная к выводу КП) соответственно.

Схема включения указателей поворота при помощи контактно-транзисторного прерывателя РС951А

Рис. 83 Схема включения указателей поворота при помощи контактно—транзисторного прерывателя РС951А:
1 — лампы передних указателей поворота автомобиля—тягача; 2 — лампы боковых повторителей поворота; 3 — лампы задних указателей поворота автомобиля—тягача; 4 — лампы указателей поворота прицепа

Применение контактно—транзисторного прерывателя позволяет включать одновременно лампы всех указателей поворота, что соответствует включению аварийной сигнализации. Такое включение осуществляется специальным выключателем П2 (ВК422), когда его ручка находится в положении 1. При этом оба указателя поворота работают синхронно в мигающем режиме независимо от положения переключателя П1. Одновременно с указателями поворота в ручке выключателя мигает контрольная лампа.

Прерыватель РС951А содержит: задающее устройство — генератор импульсов тока; исполнительное электромагнитное реле Р1; реле Р2 контроля исправности ламп указателей поворота автомобиля и реле Р3 контроля ламп указателей поворота прицепа; схему электронной защиты. Все эти элементы смонтированы на плате с помощью печатного монтажа и заключены в пластмассовый кожух. В цепь контактов исполнительного реле через переключатель П1 включены лампы указателей и обмотки реле Р2 и Р3.

Генератор импульсов тока прерывателя собран по схеме астабильного генератора с электромеханической положительной обратной связью. При включении зажигания прерыватель находится под напряжением. Если переключатель П1 указателей поворота находится в нейтральном положении, генератор импульсов не генерирует и прерыватель не коммутирует цепь указателей. В этом состоянии транзистор Т1 (КТ315) закрыт напряжением, определяемым резисторами моста R1, R2 и R4, R5.Закрытыми являются и транзисторы Т2, Т3 (МП25А). База транзистора Т3 имеет принудительное смещение в обратном направлении за счет включения в эмиттер диода Д3 (КД105). Исполнительное реле Р1 обесточено, его контакты разомкнуты.

При включении указателей поворота через холодные нити ламп,обмотку реле Р2 и Р3, переключатель П1 и диод Д1 (КД105) резистор R6 подключается параллельно резистору R4. Мост, состоящий из резисторов R1, R2 и R4, R5, получает дополнительный разбаланс. На базе транзистора Т1 образуется положительный потенциал по отношению его эмиттера, и он открывается. Открываются транзисторы Т2 и Т3. Срабатывает реле Р1, контакты Р1 через переключатель П1 подключают лампы указателей к положительному выводу аккумуляторной батареи. Конденсатор С1 начинает заряжаться по цепи: положительный вывод аккумуляторной батареи — резисторы R3 и R1, а также переход база—эмиттер транзистора Т1 и резистор R4.

При заряде конденсатора транзисторы удерживаются в открытом состоянии. Резистор R6 в это время не подключен параллельно резистору R4, так как диод Д1 создает смещение в обратном направлении по отношению положительного потенциала на контактах исполнительного реле. По мере заряда конденсатора С1 его сила тока уменьшается до такого значения, что оказывается недостаточным для удержания транзистора Т1 в открытом состоянии. Транзисторы Т1, Т2, Т3 закрываются, цепь ламп указателей обесточивается.Схема прерывателя возвращается в исходное состояние, за исключением конденсатора С1, который оказывается заряженным. Разряд конденсатора происходит по цепи: контакты переключателя П1 — холодные нити ламп указателей — аккумуляторная батарея — выключатель Вз — контакты переключателя П2 — вывод «+» прерывателя — резисторы R2, R3. При этом на базе транзистора Т1 образуется отрицательный потенциал по отношению к эмиттеру, который и удерживает его в закрытом состоянии некоторое время, соответствующее времени негорения ламп. После разряда конденсатора процесс генерирования импульсов тока (коммутирования цепи ламп указателей) повторяется. Емкость конденсатора С1 совместно с перезарядными резисторами определяет время горения и негорения ламп указателей, которое регулируется раздельно переменными резисторами R2 и R1.

Цепочка R10, Д2 (КД105) служит для гашения обратных токов обмотки реле Р1. Диод Д4 (КД105) служит для шунтирования обратных импульсов токов, появляющихся в схеме электрооборудования при переходных процессах.

Схема электронной защиты включает тиристор Т5 (КУ101А), транзистор Т4 (КТ203), диод Д5 (КД105), конденсатор С2 и резисторы R12, R13, R14. Введение в схему прерывателя электронной защиты позволяет при наличии коротких замыканий в цепи сигнальных ламп предотвратить перегорание обмоток реле Р2 и Р3 контрольных ламп.

Схема защиты работает следующим образом. При коротком замыкании падение напряжения на базе транзистора Т4 становится достаточным для его открытия. В результате на управляющем электроде тиристора Т5 появляется напряжение, и тиристор открывается. При этом уменьшается разбаланс моста R1, R2, R4, R5. На эмиттере транзистора Т1 образуется положительный потенциал по отношению к его базе, и он закрывается.

Конденсатор С2 служит для предотвращения срабатывания защиты от одиночных импульсов тока. Диод Д5 ограничивает максимальное смещение на базе транзистора Т4 на уровне 0,7 — 0,8 В.

Прерыватель указателей поворота РС950. Применяется в схемах электрооборудования с напряжением 12 В. Он отличается от прерывателя РС951А отсутствием схемы защиты, сопротивлениями резисторов и обмоточными данными реле.

§36. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СВЕТОВЫХ ПРИБОРОВ

Световые приборы не сложны по конструкции, но их эффективная работа в большей мере зависит от правильного обслуживания и грамотной эксплуатации.

При ежедневном обслуживании (ЕО) необходимо обеспечить чистое состояние рассеивателей световых приборов. Промывать и протирать их следует осторожно, чтобы песком, оставшимся в протирочном материале, не повредить поверхности рассеивателя. Кроме того, при ежедневном обслуживании необходимо последовательным включением убедиться в исправности всех световых приборов и их щитковых сигнализаторов.

Контрольно—регулировочные работы при ТО—2 предусматривают дополнительно к операциям ЕО проверку правильности установки фар, измерение силы света фар, проверку состояния ламп, проводов, контактов, винтовых соединений.

Наиболее распространенной неисправностью, резко снижающей эффективность осветительных приборов и резко повышающей вероятность дорожно—транспортного происшествия, является неправильная установка фар. Возникает эта неисправность из-за ослабления крепящих элементов, смещения центра тяжести автомобиля и при замене лампы в фаре. Для того чтобы выявить и устранить неисправную установку фар, применяют специальное оборудование. Наиболее распространенным является настенный экран (рис. 84), на котором выполнена разметка в соответствии с расположением фар на данном автомобиле.

Разметка контрольного экрана и площадки для расположения автомобиля при проверке и регулировке фар

Рис. 84 Разметка контрольного экрана и площадки для расположения автомобиля при проверке и регулировке фар

Автомобиль устанавливают напротив экрана так, чтобы плоскость симметрии совпадала с плоскостью, образуемой линиями О — О и О —А. Расстояние l от автомобиля до экрана может быть от 5 до 12 м. Площадка, на которой установлен автомобиль, должна быть достаточно ровной, а плоскость экрана — строго перпендикулярна площадке.

На экране нанесены линии:

Расстояния h и h1 выбирают в зависимости от высоты установки фар H и расстояния h. Из значения приведены в справочниках или в инструкции на автомобиль.

При регулировке фар «американского» типа одна фара перекрывается непрозрачной заслонкой, а вторая регулировочными винтами поворачивается до тех пор, пока центр светового пятна дальнего света не совпадет с точкой пересечения линий Л — Л и Д — Д или П — П и Д — Д соответственно для правой и левой фар.

При проверке фар «европейского» типа добиваются, чтобы левая (горизонтальная) часть светотеневой границы ближнего света располагалась по линии Б — Б, а точка перегиба границы совпадала с точками пересечения линий Л — Л и П — П с линией Б — Б. При проверке фар «европейского» типа линия Б — Б должна проходить по экрану на расстоянии 0,9 H от уровня площадки.

В последнее время для экономии производственных площадей и повышения производительности работ при регулировке фар применяют специальные оптические приборы, которые называются реглоскопами.

Большинство подобных приборов позволяют, кроме регулировки, определять силу света фар.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите приборы освещения и световой сигнализации и объясните их назначение?

2. Объясните принцип действия светового прибора?

3. С какими системами светораспределения применяются фары на автомобиля?х

4. Объясните устройство фары?

5. Объясните схему включения световых приборов при помощи центрального переключателя света?

6. Объясните по схеме управление указателями поворота при помощи прерывателя РС57?

7. Объясните по схеме управление указателями поворота при помощи прерывателя РС951А?

8. В чем заключается техническое обслуживание световых приборов?

Глава 7.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

§37. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗВУКОВЫЕ СИГНАЛЫ

Рупорный сигнал

Рис. 85 Рупорный сигнал

Безрупорный сигнал

Рис. 86 Безрупорный сигнал:
1 — крышка; 2 — шлиц для регулировки; 3 — прижимная шайба; 4 — шпоночный выступ; 5 — пружина прерывателя; 6 — пружина регулировочного винта; 7 — регулировочный винт; 8 — кожух; 9 — контакты прерывателя; 10 — центрирующая пружина; 11 — упор стержня; 12 — стержень; 13 — сердечник электромагнита; 14 — конденсатор; 15 — обмотка; 16 — пружинная подвеска; 17 — якорек; 18 — мембрана; 19 — резонатор

Звуковые сигналы, применяемые на автомобилях для оповещения пешеходов и водителей, по виду потребляемой энергии подразделяются на электрические и пневматические.

Основными характеристиками звуковых сигналов являются уровень звукового давления, выраженный в децибелах, и спектральный состав звука. Электрические сигналы по конструктивному исполнению подразделяются на рупорные и безрупорные.

Рупорный (тональный) сигнал. Сигнал (рис. 85) состоит из электромагнитной системы, которая создает колебания мембраны 1, и рупора 12, который выполняет роль резонатора.

Электромагнитная система имеет электромагнит, основными элементами которого являются обмотка 3 и сердечник 6. Один конец обмотки соединен с изолированным выводом 2, второй конец (на рис. не показано) соединен с пружиной 9 подвижного контакта. В исходном положении контакты 8 замкнуты и цепь обмотки электромагнита через пластину 5 неподвижного контакта, корпус 10, подвеску 1 и корпус автомобиля соединена с отрицательным выводом аккумуляторной батареи. Мембрана закреплена между корпусом и рупором. На мембране жестко закреплен якорек 13 с упорным штифтом 7.

При соединении вывода 2 с положительным выводом аккумуляторной батареи по цепи обмотки электромагнита идет ток. В результате якорек, преодолевая упругую силу мембраны, притягивается к сердечнику электромагнита. При этом штифт давит на пружину и размыкает контакты, которые разрывают цепь обмотки электромагнита.

Когда электрическая цепь размыкается, сердечник перестает притягивать к себе якорек и мембрана под действием своих упругих сил возвращается вместе с якорьком в исходное положение. При этом контакты вновь замыкаются, и процесс повторяется. В результате якорек колеблется с частотой 200 — 400 Гц. Работа мембраны характеризуется более сложным колебательным процессом, поэтому в спектре звука, создаваемого воздухом при колебаниях мембраны, присутствуют высокочастотные составляющие порядка 2000 — 3500 Гц. Эти составляющие оказывают наибольшее воздействие на слуховые органы человека и хорошо слышны в кабине обгоняемого автомобиля.

Определенный тон сигнала обеспечивается подбором толщины мембраны и конфигурацией рупора. Регулировка высоты тона и громкости звука осуществляется перемещением пластины 5 неподвижного контакта с помощью гаек 4. В рупорных сигналах для уменьшения искрения на контактах параллельно им включается резистор или конденсатор.

Безрупорный (шумовой) сигнал. Этот сигнал (рис. 86) имеет резонатор 19 в виде чашеобразного диска, который колеблется вместе с мембраной 18.

У безрупорных сигналов зазор между контактами 9 регулируют винтом 7, головка которого выведена наружу, а зазор между якорьком 17 и сердечником 13 регулируют поворотом стержня 12, положение которого фиксируется гайкой.

Обычно на автомобили устанавливают комплект из двух сигналов (один высокого, другой низкого тона). В зависимости от потребляемого тока применяют две схемы включения сигналов (рис. 87). Безрупорные сигналы, которые потребляют токи меньшие, чем рупорные, включаются непосредственно механической кнопкой включения сигналов (рис. 87,а).

Схемы включения безрупорных и рупорных сигналов

Рис. 87 Схемы включения безрупорных (а) и рупорных (б) сигналов

Рупорные сигналы потребляют ток, превышающий допустимое значение для механических кнопок. Для включения сигналов в этом случае применяют промежуточное реле (реле сигналов). При такой схеме (рис. 87,б) через кнопку протекает небольшой ток, потребляемый обмоткой промежуточного реле.

Звуковые сигналы не требуют профилактического обслуживания, кроме содержания их в чистоте, а также периодической проверки крепления, плотности и чистоты контактных присоединений проводов.

§38. ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Малогабаритные электродвигатели постоянного тока предназначены для привода на автомобилях механизмов стеклоочистителей, вентиляторов, выдвижения антенн.

Электродвигатель постоянного тока

Рис. 88 Электродвигатель постоянного тока

Схемы электродвигателей постоянного тока

Рис. 89 Схемы электродвигателей постоянного тока

В зависимости от режима работы электродвигатели делятся на следующие типы: односкоростные, двухскоростные и реверсивные. Наибольшее применение на автомобилях получили электродвигатели с электромагнитным возбуждением от постоянных магнитов.

Электродвигатели с электромагнитным возбуждением имеют в принципе одинаковое устройство (рис. 88). Якорь 1 закреплен на валу 15, который вращается в двух самоустанавливающихся керамических подшипниках 7. Подшипники смазываются маслом, которым пропитана набивка 6, и центрируются пластинчатыми пружинами 5 и 14. Левый подшипник установлен в крышке 2, правый — в корпусе 11. Крышка и корпус стянуты винтами 3. Секции обмотки якоря выведены на коллектор 8, к которому пружинами 10 прижимаются щетки 9. Щеткодержатели закреплены на изоляционной пластине 4. Статор с полюсами 12, на которых закреплены катушки 13 обмотки возбуждения, крепится на внутренней поверхности корпуса.

В электродвигателях большой мощности вал якоря устанавливается в шариковых подшипниках. Кроме того, некоторые электродвигатели выполняются в одном корпусе с редуктором, имеющим понижающую передачу.

На автомобилях применяют электродвигатели с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением (рис. 89).

Электродвигатели с последовательным возбуждением (рис. 89,а, б, в) обычно применяют там, где в момент пуска необходимо преодолевать значительное сопротивление приводимых в движение механизмов. У этих двигателей в момент пуска крутящий момент имеет наибольшее значение, а частота вращения возрастает с уменьшением нагрузки.

В электродвигателях с параллельным возбуждением (рис. 89,г, д) частота вращения практически не зависит от нагрузки.

В реверсивных электродвигателях (см. рис. 89,в, д) применяют две обмотки возбуждения, включенные параллельно друг другу. Одновременно работает только одна обмотка, а для изменения направления вращения осуществляют переключение на другую. Намотаны обмотки таким образом, что создаваемые ими магнитные потоки противоположны друг другу.

Электродвигатели со смешанным возбуждением (рис. 89,е) применяют ограниченно. Более широко применяют электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов (рис. 89,ж).

Для присоединения электродвигателей используют изолированные от корпуса выводы или выведенные наружу провода. У ряда двигателей вторым (отрицательным) токопроводом является корпус.

§39. СТЕКЛООЧИСТИТЕЛИ

Стеклоочистители применяют для очистки ветрового стекла автомобиля от атмосферных осадков, пыли и грязи.

Электрический стеклоочиститель (рис. 90,а)состоит из электродвигателя 9 постоянного тока параллельного или смешанного возбуждения (для привода стеклоочистителя на автомобилях ВАЗ используют двигатель с возбуждением от постоянных магнитов), червячного редуктора, рычажного механизма, одной или двух резиновых щеток 2 и выключателя 11 (или переключателя в двухскоростных конструкциях).

Стеклоочиститель

Рис. 90 Стеклоочиститель:
а — устройство; б — электрическая схема

Электродвигатель монтируется на корпусе 8 редуктора, где расположен также термобиметаллический предохранитель 12 и контакт с пружиной 13 (рис. 90,б) концевого выключателя, который служит для остановки щеток при выключении стеклоочистителя вне поля очистки стекла. Концевой выключатель подключается параллельно переключателю 11.

У двухскоростных стеклоочистителей на корпусе редуктора монтируется также добавочный резонатор Rд, который включается последовательно с параллельной обмоткой возбуждения при повороте ручки переключателя в положение II.

Привод щеток осуществляется следующим образом. Вращение вала электродвигателя через карданный вал 7 передается червяку 6, который приводит во вращение шестерню 5 редуктора. На валу шестерни жестко закреплен кривошип 10. Вращение кривошипа рычажного механизма преобразуется в качение рычагов 1, на которых закреплены держатели щеток 3. При вращении шестерни контакт на пружине концевого выключателя скользит по контактному диску 4. При вращении диск размыкает или замыкает контакт на корпус. Существуют также концевые выключатели, конструкции которых отличны от рассмотренной.

При замкнутых контактах выключателя зажигания и ручке переключателя, находящейся в положении I, ток по параллельной обмотке возбуждения протекает, минуя резистор Rд. Вал электродвигателя вращается при этом с определенной частотой.

При переключении ручки переключателя в положение II в цепь параллельной обмотке возбуждения включается резистор. При этом ток в обмотке возбуждения уменьшается. Это вызывает уменьшение магнитного потока и, следовательно, увеличение частоты вращения вала электродвигателя.

Чтобы выключить стеклоочиститель, ручку переключателя необходимо перевести в положение 0. При этом электродвигатель продолжает работать до тех пор, пока вращающийся диск замыкает контакт концевого выключателя на корпус. Как только контакт концевого выключателя попадет в разрыв контактного диска, цепь питания электродвигателя прерывается и механизм стеклоочистителя останавливается. Щетки при остановке должны находиться в крайних положениях. Такое соответствие достигается регулировкой положения рычагов щеток.

Термобиметаллический предохранитель служит для отключения питания электродвигателя при появлении недопустимых механических нагрузок в деталях стеклоочистителя или при стопорении щеток.

Техническое обслуживание стеклоочистителей заключается в ежедневной проверке их действия. При этом следят, чтобы рычаги стеклоочистителя равномерно, без заеданий, перемещали щетки в обе стороны, плотно прижимая их к стеклу.

§40. ОБЩИЕ КОММУТАЦИОННЫЕ СРЕДСТВА

К общим коммутационным средствам можно отнести выключатели зажигания, предохранители и провода.

Выключатель зажигания. Этот прибор предназначен для коммутации самых различных приборов электрооборудования. Такое название сложилось еще на заре автомобилестроения, когда выключатель зажигания коммутировал только цепь первичной обмотки катушки зажигания. На современных автомобилях, кроме указанной функции, выключатель зажигания обеспечивает включение контрольно—измерительных приборов, стартера, радиоприемника, электродвигателей, отопителя, стеклоочистителя и т.д. На автомобилях с дизельными двигателями аналогичное устройство называют выключателем приборов и стартера.

Выключатели зажигания ВК330 и ВК350 имеют одинаковое устройство (рис. 91)

Выключатель зажигания ВК330 (ВК350)

Рис. 91 Выключатель зажигания ВК330 (ВК350):
а — общий вид; б — вид со стороны выводов; в — схема коммутации

В корпусе 9 закреплена пластмассовая панель 14, имеющая выводы АМ, КЗ, ПР и СТ. К выводу АМ присоединен провод от положительного вывода аккумуляторной батареи, к выводу КЗ — цепь первичной обмотки катушки зажигания, к выводу СТ — цепь управления стартером, к выводу ПР — цепь питания контрольно—измерительных приборов, радиоприемника и некоторые другие потребители. Выводы КЗ, ПР и СТ соединены с пружинящими контактами 2, а вывод АМ — с контактной пластиной 1, поводки 15 которой входят в прорези пластмассового ротора 11. С другой стороны ротор соединен с хвостовиком цилиндра 4, продольное перемещение которого в корпусе ограничено стопорным кольцом 6. Пружина 3 ротора, обеспечивающая противодействующее усилие повороту ротора, упирается в кольцо 10. Шарики 13 под действием пружины 12 входят в лунки на корпусе, обеспечивая фиксацию ротора в определенных положениях при повороте. Гайкой 7 крепят выключатель зажигания, ключом 8, который вводится в прорезь цилиндра определенной конфигурации, осуществляется поворот цилиндра, а вместе с ним и ротора с контактной пластиной.

При вынутом из прорези ключе запирающие пластины 5, находясь в замочном пазе корпуса, стопорят цилиндр от поворота. При установке ключа в прорезь запирающие пластины выходят из замочного паза корпуса, что позволяет поворотом ключа соединять в определенных положениях пластину 1 (вывод АМ) через пружинящие контакты с выводами КЗ, СТ, ПР. Механизм выключателя может быть установлен в три фиксируемых и одно нефиксируемое положения. В нулевом фиксируемом положении (нейтральном) пластина 1 располагается так (рис. 91,в), что вывод АМ не соединен с другими выводами. При повороте ключа по часовой стрелке в первое (фиксируемое) от нейтрального положение вывод АМ через пластину 1 и контакты 2 соединяется с выводами КЗ и ПР. При дальнейшем повороте ключа по часовой стрелке механизм устанавливается в нефиксируемое положение, при котором вывод АМ соединен с выводами КЗ и СТ. Если в этом положении снять усилие с ключа, механизм под действием пружины 3 возвращается в предшествующее фиксируемое положение. При повороте ключа против часовой стрелки от нейтрального положения механизм устанавливается в фиксируемое положение, при котором вывод АМ соединяется с выводом ПР. В этом положении обеспечивается питание потребителей (например, радиоприемника) при стоянке автомобиля.

Выключатель зажигания ВК347

Рис. 92 Выключатель зажигания ВК347:
а — общий вид; б — вид со стороны выводов

Условные обозначения выключателей зажигания

Рис. 93 Условные обозначения выключателей зажигания

Выключатель зажигания ВК347 (рис. 92), кроме одинаковых функций, выполняет роль противоугонного устройства. Панель 2 с выводами 1 крепится в корпусе 3 стопорным кольцом. Коммутация выводов осуществляется контактным устройством с контактами 4.

Противоугонное устройство срабатывает в определенном положении механизма при вынутом из замка ключе. При этом запорный стержень 5 под действием пружины 7 входит в паз вала рулевого механизма, обеспечивая его запирание. Выступ 6 обеспечивает правильную ориентацию выключателя зажигания при его установке.

На выключателе ВК347 применяются буквенное и цифровое обозначения выводов (рис. 92,б). На схемах выключатели зажигания изображаются различным образом (рис. 93). Существуют изображения, не раскрывающие схемы коммутации выводов (рис. 93,а), и изображения, по которым можно определить, каким образом соединяются выводы при различных положениях механизма (рис. 93,б).

Предохранители. Они предназначены для защиты электрических цепей и приборов при коротких замыканиях и перегрузках. На автомобилях широкое применение получили плавкие и термобиметаллические предохранители.

Плавкие предохранители имеют вставку из легкоплавкого металла или из луженой медной проволоки небольшого сечения. Рассчитываются плавкие вставки на длительное протекание тока номинальной величины. При увеличении силы тока на 50% плавкая вставка расплавляется в течении 1 мин. Для удобства эксплуатации плавкие предохранители объединяют в блоки, состоящие из трех и более предохранителей.

Термобиметаллические предохранители отключают цепь в случаях, когда нагрузка превышает номинальную на 150%. Время срабатывания предохранителя не более 20 сек. На автомобилях применяют термобиметаллические предохранители (рис. 94) многократного или однократного действия. Предохранители многократного действия чаще всего устанавливаются в цепи освещения и стеклоочистителя.

Предохранители многократного и однократного действия

Рис 94 Предохранители многократного (а, б) и однократного (в) действия

Предохранитель в цепи освещения (рис. 94,а) рассчитан на предельную силу тока 20 А и устанавливается на центральном переключателе. Он подключается в цепь выводами 1. Контактные пластины 2 изолированы друг от друга плотной бумагой 3. Контакт пластин осуществляется через серебряные контакты 4, замкнутые усилием упругой биметаллической пластины 5. Пластина 5 изолирована от упора 7 пластмассовыми шайбами 6.

Предохранитель в цепи стеклоочистителя (рис. 94,б) рассчитан на предельную силу тока 10 А. Он подключается в цепь выводами 1, установленными в пластмассовом корпусе 4. Цепь от правого вывода к левому проходит через биметаллическую пластину 5, контакт 6, регулировочный винт 2 (им предохранитель регулируют на заданную силу тока) и токоведущую пластину 3.

Работают предохранители многократного действия следующим образом. При силе тока меньше предельной нагрев биметаллической пластины мал, она деформируется незначительно и контакты остаются замкнутыми. При токе, равном предельному значению, биметаллическая пластина нагревается и, деформируясь, размыкает контакты.

При разомкнутой цепи ток по биметаллической пластине не проходит, она охлаждается и вновь замыкает контакты. Процесс размыкания и замыкания контактов будет повторяться до тех пор, пока не устранена причина, вызвавшая увеличение силы тока.

Термобиметаллические предохранители однократного действия изготовляют на предельные значения силы тока 5, 10, 15, 20 и более ампер. Их устанавливают в цепях различных потребителей.

Предохранитель (рис. 94,в) подключается в цепь выводами 1. Ток протекает по пластинам 2, контактам 3, 4 и биметаллической пластине 5. Конструкция монтируется на пластмассовом корпусе 6.

При перегрузке или коротком замыкании пластина 5 нагревается и выгибается в другую сторону, размыкая контакты 3 и 4. После охлаждения пластина не возвращается в первоначальное положение. Для замыкания цепи необходимо нажать на кнопку 7 и пластина примет первоначальную форму, а возврат кнопки осуществляется пружиной 8.

Значение тока размыкания регулируют винтом 10, снабженным контргайкой 9.

Провода. Применяемые на автомобилях провода для передачи электрической энергии от источников к потребителям находятся под постоянным воздействием тряски и нефтепродуктов, большого перепада температур. В связи с этим к проводам, применяемым на автомобилях, предъявляют высокие требования.

Для монтажа цепей низкого напряжения на автомобилях применяют провода марок ПГВА и ПВА (провода гибкие с изоляцией из поливинилхлоридного пластика, автомобильные). Гибкость этих проводов достигается тем, что их жилу делают не из одной толстой, а из нескольких тонких проволок, свитых в один пучок. Изоляция из поливинилхлоридного пластика не подвержена действию нефтепродуктов, истиранию, эластична. Изоляция проводов марки ПГВА работоспособна при температуре от —40 до —70°C, а проводов марки ПВА — от —40 до +105°C.

Выбор сечения жилы провода определяется током нагрузки, поэтому применяют провода различных сечений. Необходимо, чтобы при заданном токе нагрузки провод нагревался не выше определенной температуры и падение напряжения на нем не превышало допустимого значения. Исходя из этих требований на автомобилях для питания стартеров применяют провода сечением 16 — 70 мм2, а провода, питающие другие потребители, имеют сечение от 0,5 до 6 мм2.

Для удобства монтажа провода объединяют в пучки, оплетенные хлапчатобумажной изоляцией. Поэтому для отыскания нужного провода изоляция каждого имеет свою окраску. Пучки при прокладывании крепят металлическими или пластмассовыми скобками.

При эксплуатации необходимо периодически проверять крепления проводов, так как в случае неплотного крепления провода перетираются в местах крепления при тряске. Это может привести к замыканию на корпус и в ряде случаев к неисправностям отдельных приборов

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Поясните работу сигналов рупорного и безрупорного типов

2. Объясните область применения и устройство двигателя постоянного тока

3. Объясните устройство и работу (по схеме) стеклоочистителя

4. Объясните устройство выключателей зажигания

5. Объясните назначение и устройство предохранителей

6. Перечислите марки применяемых на автомобилях проводов и их характеристики

Глава 8.

СХЕМЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ

§41. СХЕМЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ

Связующим звеном между потребителями и источниками энергии, установленными на автомобиле, служит электрическая сеть. Электрическая сеть включает в себя соединительные провода, защитную аппаратуру, контрольные приборы и различные распределительные устройства. Автомобильная электрическая сеть выполняется в большинстве случаев по однопроводной схеме, вторым проводом служит корпус автомобиля. При такой схеме уменьшаются затраты меди, сокращается трудоемкость монтажа проводки. Недостатком является большая возможность возникновения коротких замыканий между проводом и корпусом автомобиля.

Источники электрической энергии на автомобиле (генератор и аккумуляторная батарея) соединяют параллельно. В цепь, соединяющую положительные выводы генератора и аккумуляторной батареи, обычно включают амперметр.

Потребители в зависимости от места подключения к источникам подразделяются на две группы.

В первую группу входят потребители, подключаемые в линии амперметр — аккумуляторная батарея. К ним относятся приборы, потребляющие большой ток и работающие кратковременно (стартер, прикуриватель, приборы термостата и предпускового подогрева и др.), а также приборы, работающие в аварийных случаях (например, аварийная сигнализация указателями поворотов).

Во вторую группу входят потребители, подключаемые к линии амперметр — генератор. Потребители второй группы подразделяются на следующие подгруппы:

На автомобилях, не оснащенных амперметром, потребители подключаются к линии аккумуляторная батарея — генератор.

Для защиты электрических цепей от перегрузок в них устанавливают предохранители. Кроме цепей пуска (стартера) и зажигания, все цепи защищаются предохранителями. Установка предохранителей в цепь заряда аккумуляторной батареи не является обязательной. Как правило, на современных автомобилях применяется раздельная защита цепей внешних световых приборов правой и левой стороны.

Для единообразия предусмотрена маркировка (буквенно—цифровая) выводов приборов электрооборудования, которая использовалась при рассмотрении конструкции и схем включения конкретных приборов.

Графические изображения схем электрооборудования подразделяются на принципиальные, схемы соединений и совмещенные схемы.

Принципиальная схема. Такая схема дает полное представление о взаимодействии всех изделий электрооборудования. Она предназначена для облегчения поиска неисправностей и понимания взаимосвязей приборов.

Принципиальная схема электрооборудования автомобиля КамАЗ 5320

Рис. 95 Принципиальная схема электрооборудования автомобиля КамАЗ—5320:
1 — регулятор напряжения; 2 — реле отключения обмотки возбуждения генератора; 3 — генератор; 4 — амперметр; 5 — кнопка выключателя аккумуляторной батареи; 6 — аккумуляторная батарея; 7 — выключатель аккумуляторной батареи; 8 — дополнительное реле стартера; 9 — дублирующий выключатель; 10 — стартер; 11 — выключатель приборов и стартера; 12 — реле выключения электрофакельных свечей; 13 — выключатель электрофакельного подогревателя; 14 — реле; 15 — выключатель предпускового подогревателя; 16 — контактор электродвигателей предпускового подогревателя; 17 — электродвигатель предпускового подогревателя; 18 — реле электронагревателя топлива; 19 — электромагнитный клапан; 20 — электронагреватель топлива; 21 — транзисторный коммутатор и искровая свеча; 22 — дополнительный топливный клапан; 23 — электрофакельные штифтовые свечи; 24 — электромагнитный топливный клапан; 25 — кнопочный термобиметаллический предохранитель; 26 — датчик межосевого дифференциала; 27 — блок контрольных ламп; 28 — реостат; 29 — лампы освещения приборов (устанавливаются в корпусах приборов); 30 — указатель давления масла; 31 — контрольная лампа красного цвета аварийного падения давления масла (устанавливается в указателе давления масла); 32 — датчик контрольной лампы аварийного давления масла; 33 — датчик указателя давления масла; 34 — датчик падения давления в баллоне стояночного тормоза ; 35 — датчик падения давления в баллоне аварийного растормаживания; 36 — датчик включения стояночного тормоза ; 37 — датчик падения давления в баллоне задних тормазов; 38 — датчик падения давления в баллоне передних тормазов; 39 — блок контрольных ламп; 40 — термобиметаллический предохранитель; 41 — реле—прерыватель контрольной лампы включения стояночного тормоза ; 42 — указатель уровня топлива; 43 — контрольная лампа красного цвета, минимального уровня топлива (устанавливается в указателе уровня топлива); 44 — датчик указателя уровня топлива; 45 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 46 — сигнальная лампа сигнализатора температуры охлаждающей жидкости (устанавливается в указателе температуры воды); 47 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 48 — датчик сигнальной лампы сигнализатора температуры охлаждающей жидкости; 49 — указатель спидометра; 50 — сигнальная лампа синего цвета дальнего света фар (устанавливается в спидометре); 51 — датчик спидометра; 52 — указатель тахометра; 53 — датчик тахометра; 54 — прерыватель указателей поворота; 55 — выключатель аварийной сигнализации; 56 и 82 — штепсельные розетки; 57 — выключатель сигнала торможения; 58 — реле сигналов торможения; 59 — выключатель электромагнита моторного тормоза прицепа; 60 — выключатель плафонов; 61 — плафон вещевого ящика; 62 — плафон кабины; 63 — боковой повторитель указателя поворота; 64 — передний фонарь; 65 — подкапотная лампа; 66 — задний фонарь; 67 — фара передняя; 68 — противотуманная фара; 69 — переключатель ближнего света и противотуманных фар; 70 — фонарь автопоезда; 71 — выключатель фонарей автопоезда; 72 — комбинированный переключатель света; 73 — выключатель фонарей света заднего хода; 74 — фонарь заднего хода; 75 — электромагнит включения пневмосигнала; 76 — выключатель электродвигателей отопителя; 77 — резистор электродвигателей отопителя; 78 — электродвигатель отопителя; 79 — зуммер; 80 — реле сигналов; 81 — звуковые сигналы.

Принципиальная схема электрооборудования автомобиля ГАЗ-24

Рис. 96 Принципиальная схема электрооборудования автомобиля ГАЗ—24:
1 — противотуманная фара; 2 — фара; 3 — габаритный фонарь; 4 — фонарь указателя поворота; 5 — лампа бокового указателя поворота; 6 — сигналы; 7 — реле сигналов; 8 — выключатель сигналов; 9 — штепсельная розетка; 10 — электродвигатель стеклоочистителя; 11 — переключатель электродвигателя стеклоочистителя; 12 — электродвигатель стеклоомывателя; 13 — электродвигатель антенны; 14 — переключатель электродвигателя антенны; 15 — подкапотная лампа и ее выключатель; 16 — датчик сигнализатора аварийного давления масла; 17 — датчик манометра; 18 — датчик сигнализатора неисправности гидравлического привода тормазов; 19 — свечи зажигания; 20 — распределитель; 21 — катушка зажигания; 22 — выключатель контрольной лампы тормоза ; 23 — датчик термометра; 24 — датчик сигнализатора перегрева двигателя; 25 — переключатель электродвигателя обдува ветрового стекла; 26 — переключатель электродвигателя вентилятора отопителя; 27 — электродвигатель вентилятора отопителя; 28 — дополнительное реле стартера; 29 — аккумуляторная батарея; 30 — стартер; 31 — генератор; 32 — регулятор напряжения; 33 — выключатель света заднего хода; 34 — выключатель противотуманной фары; 35, 36, 37, 38 — предохранители; 39 — переключатель света стоянки; 40 — лампы освещения часов; 41 — часы; 42 — контрольная лампа противотуманных фар; 43 — контрольная лампа указателей поворота; 44 — лампы освещения измерительных приборов; 45 — указатель манометра; 46 — контрольная лампа сигнализатора аварийного давления масла; 47 — контрольная лампа стояночного тормоза и неисправности гидравлического привода тормазов; 48 — контрольная лампа дальнего света фар; 49 — указатель термометра; 50 — контрольная лампа сигнализатора перегрева двигателя; 51 — указатель измерителя уровня топлива; 52 — амперметр; 53 — выключатель зажигания; 54 — выключатель плафона; 55 — плафон; 56 — прикуриватель; 57 — датчик измерителя уровня топлива; 58 — электродвигатель обдува ветрового стекла; 59 — лампа света стоянки; 60 — лампа габаритного света и стоп—сигнала; 61 — лампа указателей поворота; 62 — лампа света заднего хода; 63 — лампа освещения багажника; 64 — фонарь освещения номерного знака; 65 — контрольная лампа аварийной сигнализации; 66 — выключатель аварийной сигнализации; 67 — переключатель указателей поворота; 68 — прерыватель указателей поворота; 69 — предохранители аварийной сигнализации и указателей поворота; 70 — главный переключатель света; 71 — выключатель стоп—сигнала; 72 — дополнительный (ножной) переключатель света; 73 — таксометр.
А — провод питания радиоприемника (цвета проводов):
Г — голубой; О — оранжевый; КОР — коричневый; Ж — желтый; Б — белый; З — зеленый; К — красный; Ч — черный; Ф — фиолетовый; С — серый; Р — розовый

На принципиальной схеме (рис. 95, 96) изображаются все изделия и взаимосвязи между ними. Разрешается изображать на схеме механические и конструктивные связи, если это необходимо для лучшего понимания и принципа работы.

Изображения отдельных изделий на принципиальной схеме осуществляется в виде развернутых условных графических обозначений, раскрывающих внутреннюю схему соединений элементов. Изделия со сложными внутренними схемами (регуляторы напряжения, радиоприемники и т.д.) или с общеизвестными схемами (контрольно—измерительные приборы, звуковой сигнал и т. п.) могут изображаться без указания внутренней схемы.

Корпус (второй провод) автомобиля изображается как общей линией, так и отдельными обозначениями около изделий. Буквенно—цифровые или цифровые обозначения изделий проставляются на схеме рядом или внутри изображений. Вместо цифрового обозначения изделия может быть написано его наименование.

Линии электрической связи (провода) маркируют цифровым способом лил указывают цвет монтажного провода. Линии электрической связи, являющиеся продолжением одной цепи, маркируют одним номером или цветом.

Схема соединений. Она включает все изделия электрооборудования с внешними соединениями между ними и предназначается для облегчения монтажа и ремонта электрооборудования в процессе эксплуатации.

Пример выполнения схемы соединений

Рис. 97 Пример выполнения схемы соединений (показана только часть общей схемы)

Изделия на схеме соединений (рис. 97) изображаются в виде схематических внешних очертаний, которые строятся на принципе их соответствия контуру реального изделия. Обозначения такие же, как на принципиальной схеме. Располагаются изделия на схеме в соответствии с их фактическим размещением на автомобиле. При этом предусматривается горизонтальное расположение продольной оси автомобиля.

Провода изображаются отдельными линиями или (упрощенная схема) общей линией. Общей линией изображаются провода, идущие в одном пучке. Группировку проводов в пучки, место выходов проводов из пучков изображают в соответствии с их действительным расположением на автомобиле.

Провода на схеме могут быть обозначены номерами, присвоенными цепям. Провода, являющиеся продолжением общей цепи, обозначаются одинаковыми номерами с буквенными индексами, которые меняются в алфавитном порядке по ходу цепи от вывода питания к корпусу изделия. Обязательно указывается расцветка проводов.

По рассмотренным принципам строятся и изображаются схемы отечественных автомобилей. Схемы различных автомобилей отличаются наличием или отсутствием конкретных изделий, их схемами и особенностями включения, коммутационными устройствами.

§42. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СХЕМАХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Неисправности электрооборудования могут возникать по разным причинам. Они могут явиться результатом невыполнения или неполного выполнения операций технического обслуживания, неправильного проведения обслуживания, а также результатом нарушения технологического процесса при изготовлении и ремонте. Возникновение неисправности чаще всего сопровождается комплексом явных признаков, по которым можно определить место и как минимум систему, в которой возникла неисправность.

Инструментом для определения неисправного изделия служит диагностическое оборудование. Однако можно проводить поиск неисправного изделия при помощи обычной контрольной лампы и вольтметра. Так как большинство изделий электрооборудования являются электромеханическими устройствами, неисправности могут быть механические и электрические. Механические неисправности определяют, как правило, осмотром или по характерным шумам при работе. Проявлением электрической неисправности может быть изменение показаний контрольно—измерительных приборов, а в ряде случаев внешних характерных признаков работы.

Различные неисправности могут иметь одинаковые внешние признаки. Поэтому поиск должен вестись по определенной системе. При поиске не следует без необходимости разбирать изделия, так как при этом может измениться характер взаимодействия сопряженных деталей. Конкретные операции поиска зависят от системы электрооборудования, в которой он проводится.

Система электроснабжения. С точки зрения поиска неисправностей систему электроснабжения можно разделить на следующие элементы: генератор, регулятор напряжения (реле—регулятор), цепь заряда и цепь возбуждения. Неисправности в системе электроснабжения обычно приводят к изменению показаний амперметра.

При нормальной работе сразу после пуска двигателя амперметр показывает значительный зарядный ток, который затем быстро снижается до 1 — 3 А. Рассмотрим изменения в показаниях амперметра, которые могут появиться в результате неисправности системы.

Амперметр не показывает зарядного тока, и в этом случае, кроме неисправностей выделенных выше элементов системы, возможна неисправность амперметра, полная заряженность аккумуляторной батареи или неисправность выключателя аккумуляторной батареи (если он установлен). Для проверки амперметра при неработающем двигателе включают потребители, например фары. Исправный амперметр должен показать разрядный ток. Если разряжать батарею некоторое время на фары, а затем пустить двигатель и при средней частоте вращения коленчатого вала двигателя амперметр покажет зарядный ток, который быстро уменьшается до нуля, это будет означать полную заряженность аккумуляторной батареи. Выключатель аккумуляторной батареи проверяют подключением контрольной лампы между положительным выводом батареи и корпусом автомобиля. Если он исправен, контрольная лампа должна гореть.

На следующем поиска необходимо проверить натяжение приводного ремня генератора.

Дальнейший поиск зависит от типа применяемого на автомобиле генератора и особенностей схемы цепи возбуждения.

Системы с генератором постоянного тока (см. рис. 26) проверяют следующим образом. Контрольную лампу подключают между выводом Б реле—регулятора и корпусом автомобиля. Если она горит, неисправностей в цепи от аккумуляторной батареи до реле—регулятора нет.

Затем проверяют генератор и реле—регулятор при работающем на средней частоте вращения коленчатого вала двигателе. Для определения неисправности агрегата коротким проводником соединяют на 1—2 с выводы Я и Ш реле—регулятора. Такое соединение соответствует подключению питания от якоря генератора к обмотке возбуждения, минуя реле—регулятор. Если при этом амперметр покажет зарядный ток, значит, неисправен реле—регулятор. Отсутствие зарядного тока указывает на неисправность генератора или реле обратного тока, контакты которого не замыкаются. Уточнение производят подключением контрольной лампы к выводу Я реле—регулятора и корпусу автомобиля. Если она загорится, неисправно реле обратного тока.

Системы с генератором переменного тока могут иметь обмотку возбуждения, один конец которой присоединен на корпус в генераторе (см. рис. 27—30), и обмотку, у которой это присоединение осуществляется через регулятор напряжения (см. рис. 31).

В первом случае поиск неисправности ведется следующим образом. Цепь заряда проверяют, подключая контрольную лампу к выводу «+» генератора. Цепь возбуждения проверяют при замкнутых контактах выключателя зажигания. Контрольная лампа должна гореть при подключений ее к выводам «+» или ВЗ регулятора напряжения и выводу Ш генератора. Второй конец контрольной лампы присоединяют на корпус. Затем, если исправность не обнаружена, при работающем на средней частоте вращения коленчатого вала двигателе соединяют проводником выводы «+» или ВЗ регулятора с выводом Ш. При появлении зарядного тока неисправен регулятор напряжения, в противном случае неисправен генератор.

При втором варианте присоединения обмотки возбуждения ее цепь проверяют подключением контрольной лампы между выводами «+» и Ш регулятора напряжения и корпусом автомобиля. Если контрольная лампа не горит в обоих случаях подключения, наиболее вероятен обрыв цепи в выключателе зажигания. Если контрольная лампа не горит только при подключении к выводу Ш, необходимо искать обрыв в цепи возбуждения.

В цепь возбуждения могут быть установлены дополнительные коммутационные приборы. Например, в схеме автомобилей семейства КамАЗ (см. рис. 95) установлено реле отключения обмотки возбуждения. Если при такой схеме контрольная лампа не горит при подключении ее к выводу Ш (при проверке цепи возбуждения), проверяют исправность реле, соединив проводником его выводы, включенные в цепь возбуждения.

При отсутствии обрыва в цепи возбуждения при работающем на средней частоте вращения коленчатого вала двигателе проверяют исправность генератора и регулятора напряжения. Для этого проводником соединяют с корпусом автомобиля вывод Ш регулятора напряжения, т. е. выключают его из цепи возбуждения. Появление зарядного тока свидетельствует о неисправности регулятора на пряжения, в противном случае неисправен генератор.

Амперметр длительное время показывает большой зарядный ток (более 8 — 10 А) при полностью заряженной аккумуляторной батарее и дополнительным признаком неисправности служит необходимость частой доливки воды в аккумуляторную батарею. Это признаки повышенного напряжения генератора. В этом случае могут быть следующие неисправности: увеличение сопротивления цепи от вывода «+» генератора до вывода «+» или ВЗ регулятора напряжения или реле—регулятора, нарушение регулировки у контактного или контактно—транзисторного регулятора напряжения, отказ в работе регулятора напряжения.

Увеличение сопротивления цепи приводит к увеличению падения напряжения. В результате напряжение, подводимое к стабилитрону бесконтактных и к основной обмотке контактных регуляторов напряжения, становится меньше напряжения генератора. Это приводит к тому, что регулятор размыкает цепь возбуждения при больших значениях напряжения генератора. Если в цепь включен выключатель зажигания, наиболее вероятно увеличение переходного сопротивления его контактов в результате их окисления. Кроме того, возможно увеличение сопротивления в местах соединения проводов. Для проверки необходимо соединить проводником вывод «+» генератора с выводом «+» или ВЗ регулятора напряжения или реле—регулятора. Если при этом зарядный ток не уменьшится, причину повышенного напряжения следует искать в регуляторе напряжения.

Контактный или контактно—транзисторный регулятор напряжения можно попытаться подрегулировать уменьшением натяжения пружины. Бесконтактный регулятор напряжения необходимо заменить или отремонтировать.

Стрелка амперметра колеблется, поэтому в этом случае необходимо во всей системе электроснабжения проверить надежность контактов в местах присоединения проводов. При неплотных соединениях в этих местах могут происходить колебания переходного сопротивления, вызывающие колебания зарядного тока.

При установке в схемах термобиметаллических предохранителей многократного действия колебания стрелки амперметра происходят при появлении короткого замыкания в цепи потребителя. Признаком короткого замыкания в этом случае являются колебания стрелки, выходящие за пределы шкалы амперметра.

Система пуска. При поиске неисправностей в электропусковой системе (см. рис. 43—45) ее целесообразно разделить на следующие элементы: аккумуляторная батарея, стартер, силовая цепь (от положительного вывода батареи до вывода «+» стартера и от отрицательного вывода батареи до корпуса автомобиля), цепи управления и коммутирующие устройства (выключатель зажигания, дополнительное реле).

Возникновение неисправности в электропусковой системе можно установить по характерным признакам, которыми сопровождаются попытки пуска двигателя.

Стартер не включается (не срабатывает реле стартера)поэтому в этом случае возможна неисправность в любом из элементов.

Место неисправности определяют следующим образом. Проводом соединяют выводы Б и С дополнительного реле.

Если стартер включился, конец провода с вывода С переносят на вывод К, соединенный с выключателем зажигания Вз. Включение стартера в этом случае указывает на неисправность цепи управления от амперметра до вывода К (возможен обрыв цепи или увеличение переходного сопротивления между контактами выключателя Вз). Если при соединении выводов Б и К стартер не включился, неисправно дополнительное реле.

Если стартер не включился при соединении выводов Б и С, вольтметром измеряют напряжение на выводе Б. При напряжении на выводе Б, большем напряжения включения реле стартера, проводником соединяют выводы Б и 50. Включение стартера при таком соединении означает обрыв провода между выводами С и 50. В противном случае неисправен стартер. Если напряжение на выводе Б дополнительного реле меньше напряжения включения реле стартера, последовательно проверяют напряжение на соединениях цепи от вывода Б до положительного вывода аккумуляторной батареи (наиболее вероятен плохой контакт на выводе аккумуляторной батареи, возможна ее неисправность или разряженность) . Если на выводе Б на пряжения нет, это означает обрыв цепи между выводом «+» стартера и выводом Б (наиболее вероятен обрыв на участке от амперметра до вывода Б).

Стартер включается (слышно срабатывание реле стартера), но не вращает или вращает очень медленно коленчатый вал двигателя причинами этого явления могут быть: разряженная или неисправная аккумуляторная батарея, плохой контакт в силовой цепи, неисправность стартера.

Проверку аккумуляторной батареи целесообразнее всего осуществлять нагрузочной вилкой. Возможна также проверка включением электрического сигнала (при сильно разряженной или неисправной батарее сигнал звучит хрипло).

При исправной батарее поиск неисправности осуществляют измерением и сравнением напряжений при включенном стартере между выводами аккумуляторной батареи (напряжение батареи) и между выводом «+» стартера и корпусом автомобиля (падение напряжения на стартере). Если разность измеренных напряжений превышает 1,5 В, это указывает на плохое качество контактов в силовой цепи. Если падение напряжения на стартере более 6 В для стартеров с номинальным напряжением 12 В и более 12 В для стартеров с номинальным напряжением 24 В, неисправен стартер.

При включении стартера слышны частые щелчки причинами которых могут быть: сильная разряженность или неисправность аккумуляторной батареи, разрегулировка дополнительного реле, обрыв удерживающей обмотки стартера.

При сильно разряженной аккумуляторной батарее реле стартера может включаться под действием магнитного поля, создаваемого втягивающей обмоткой. Однако при замыкании силовой цепи стартера напряжение на аккумуляторной батарее может уменьшиться настолько, что сила магнитного притяжения, создаваемая удерживающей обмоткой, окажется меньше силы возвратной пружины. В результате реле стартера отключит силовую цепь, напряжение батареи увеличится, процесс включения и выключения повторится.

Разрегулировка дополнительного реле заключается в повышении напряжения его выключения. Для проверки необходимо проводом соединить выводы Б и С дополнительного реле. Если при этом стартер будет работать нормально, дополнительное реле неисправно.

Если замыкание выводов Б и С не привело к нормальной работе стартера, это означает обрыв удерживающей обмотки. Создаваемая втягивающей обмоткой сила магнитного притяжения достаточна для включения реле стартера. В момент замыкания контактов реле стартера втягивающая обмотка отключается (закорачивается) и под действием возвратной пружины контакты реле стартера размыкаются. При этом включается втягивающая обмотка, и процесс повторяется.

При включении стартера слышен характерный металлический скрежет, причинами которого могут быть: ослабленные крепления стартера к двигателю, разрегулировка вылета шестерни привода, забоины на зубьях шестерни привода или венца маховика.

Якорь электродвигателя стартера вращается, но не проворачивает коленчатый вал двигателя, что указывает на неисправность стартера, точнее, его привода. Возможны пробуксовка муфты свободного хода, отсоединения или поломки в рычажной системе привода.

Стартер не выключается после пуска двигателя, причинами чего могут быть: заедание механизма выключателя зажигания или неисправности стартера.

Система зажигания. Внешними признаками неисправности системы зажигания являются отказ или ненормальная работа двигателя.

Стартер прокручивает коленчатый вал двигателя с нормальной частотой, но двигатель не пускается и нет признаков даже отдельных вспышек рабочей смеси в цилиндрах, что наблюдается также при нарушениях работы системы питания двигателя топливом

Для определения неисправности, системы зажигания от наконечников свечей зажигания одновременно или поочередно отсоединяют два—три высоковольтных провода. Затем высоковольтные провода устанавливают таким образом, чтобы между их наконечниками и корпусом можно было изменить зазор от 2 до 8 мм. При прокручивании стартером коленчатого вала двигателя между наконечником и корпусом двигателя при увеличении зазора может наблюдаться проскакивание искр синего или красного цвета или искры могут отсутствовать.

Искры синего цвета означают, что высокое напряжение поступает к свечам зажигания. В этом случае необходимо проверить свечи, что можно сделать на специальных приборах . Работоспособность свечей может быть нарушена также при конденсации на наружных частях изоляции значительного количества влаги. Исправность свечей указывает на исправность всей системы зажигания, и причину отказа в пуске надо искать в другом месте.

Отсутствие высокого напряжения на свечах указывает на неисправность системы зажигания. В этом случае необходимо проверить крепление высоковольтных проводов в гнездах крышки распределителя и катушки зажигания. Необходимо также внимательно осмотреть крышки катушки зажигания и распределителя. Если при осмотре обнаружены следы пробоя, поверхностного разряда или обгорания наружной изоляции, необходимо заменить катушку зажигания или крышку распределителя. Если операция осмотра и проверки не дала положительного результата, проверяют наличие высокого напряжения на катушке зажигания. Для этого отсоединяют центральный провод от распределителя и указанным выше способом определяют на нем наличие высокого напряжения. Если на центральном проводе есть высокое напряжение, это означает неисправность распределителя.

При отсутствии высокого напряжения на центральном проводе проверяют катушку зажигания. Для этого наконечник центрального высоковольтного провода устанавливают на расстоянии 2—3 мм от корпуса двигателя, отсоединяют от распределителя провод низкого напряжения (в контактно—транзисторной системе провод от безымянного вывода транзисторного коммутатора) и касаются им корпуса двигателя. При отрыве провода от корпуса в промежутке между наконечником центрального провода и корпусом двигателя должна проскакивать искра. Отсутствие искры указывает на неисправность катушки зажигания, наличие искры — на неисправность цепи низкого напряжения в распределителе. В контактно—транзисторной системе возможен также пробой эмиттер—коллекторного перехода транзистора.

Коммутатор на пробой транзистора проверяют подключением контрольной лампы между безымянным выводом и корпусом автомобиля при отсоединенном от вывода Р (см. рис. 52) проводе и включенном зажигании. Если при соединении проводом вывода Р с корпусом автомобиля контрольная лампа гаснет, а при отсоединении провода от корпуса горит, коммутатор исправен.

Искры красного цвета свидетельствуют о недостаточно подводимом к свечам высоком напряжении. В этом случае указанным выше способом проверяют высокое напряжение на катушке зажигания. Если между наконечником центрального провода и корпусом двигателя проскакивают искры синего цвета, это означает пробой изоляции крышки распределителя.

Если на катушке также наблюдается недостаточно высокое на пряжение, проверку повторяют при отсоединенном от вывода ВК—Б проводе. Если при этом высокое напряжение на катушке вообще исчезает, значит, добавочный резистор при пуске не закорачивается контактами реле стартера или дополнительного реле. Если при отсоединении провода от вывода ВК—Б на катушке имеется высокое напряжение, неисправна катушка зажигания или распределитель. В распределителе возможно сильное загрязнение или подгорание контактов прерывателя, значительное уменьшение угла замкнутого состояния контактов, пробой конденсатора.

Работоспособность катушки зажигания и конденсатора можно определить, заменив их.

Если двигатель не пускается, возникают отдельные вспышки рабочей смеси в цилиндрах или при работе двигателя наблюдаются перебои, вначале проверяют бесперебойность высокого напряжения на свечах. Если высокое напряжение поступает на свечи без перебоя, это свидетельствует о неисправности свечей или подавительных резисторов. Если высокое напряжение поступает на свечи с перебоями, необходимо проверить бесперебойность высокого напряжения на катушке зажигания. Проверка бесперебойности в обоих случаях осуществляется визуальным наблюдением искрообразования между наконечниками высоковольтных проводов и корпусом двигателя.

Если на катушке зажигания искрообразование бесперебойное, перебои в работе двигателя могут быть вызваны следующими неисправностями в цепи высокого напряжения повреждение, загрязнение изоляционных деталей распределителя или попадание на них влаги; повреждение изоляции высоковольтных проводов. Эти неисправности вызывают утечку тока высокого напряжения.

Если искрообразование в зазоре между высоковольтным проводом катушки зажиг ания и корпусом двигателя происходит с перебоями, это означает неисправность катушки зажигания или цепи низкого напряжения. В катушке зажигания возможен пробой изоляции вторичной обмотки или обгорание центрального вывода. В цепи низкого напряжения такой эффект могут вызывать следующие факторы: попадание масла или грязи на контакты прерывателя, эрозия или коррозия контактов прерывателя, разрегулировка угла замкнутого состояния контактов прерывателя, ослабление пружины рычажка, большой люфт валика распределителя, обрыв провода между подвижной и неподвижной пластинами прерывателя, пробой конденсатора, неисправность транзисторного коммутатора. Большая часть перечисленных неисправностей может быть определена внимательным осмотром узлов цепи низкого напряжения.

При неисправности транзисторного коммутатора перебои в искрообразовании вызываются пробоем стабилитрона и плохим контактом вывода М с корпусом .автомобиля. Стабилитрон проверяют, подключая контрольную лампу между выводом К коммутатора и корпусом автомобиля при отсоединенных от выводов Р и К проводах и включенном зажигании. Если контрольная лампа горит, стабилитрон пробит.

Двигатель пускается, но после отключения стартера останавливается, что свидетельствует об обрыве в цепи низкого напряжения до катушки зажигания. В этом случае питание в катушку зажигания поступает только при пуске через контакты реле стартера или дополнительного реле.

В первую очередь проверяют обрыв добавочного резистора. Для этого соединяют проводником его выводы, и, если двигатель не глохнет, резистор неисправен.

Двигатель не развивает нормальной мощности, перегревается, перерасходует топливо, что является следствием нарушений в работе регуляторов опережения зажиг ания (центробежного или вакуумного) или неправильной установки начального угла опережения.

Контрольно—измерительные приборы. Отказ в работе указывающих приборов приводит, как правило, к отсутствию в изменении показаний при явном изменении состояния контролируемой среды.

Если при отключении питания стрелка указателя не возвращается в исходное состояние, это означает его неисправность. Если все указатели (давления, температуры, уровня топлива) при включенном питании и работающем двигателе не дают никаких показаний, это означает обрыв цепи между амперметром и местом присоединения к первому указателю. Это может быть вызвано срабатыванием биметаллического или перегоранием плавкого предохранителя в результате короткого замыкания в одном из указателей или в цепях других потребителей, питающихся через этот же предохранитель. При отсутствии обрыва в предохранителях его ищут контрольной лампой.

Если стрелка какого-либо указателя при включенном питании и явном изменении состояния контролируемой среды (повышение температуры охлаждающей жидкости, давление масла и т. д.) находится в исходном состоянии, возможны неисправности указателя, датчика или обрыв провода между ними. Для локализации неисправности отсоединяют провод от датчика и касаются его наконечником корпуса автомобиля. Стрелка исправного указателя уровня топлива отклонится до отметки нуль (стрелка указателя автомобилей ВАЗ отклоняется до отметки полного уровня). Стрелки всех других указателей от клоняются до максимального значения измеряемого параметра (подобные признаки наблюдаются при замыкании на корпус провода между датчиком и указателем). Если указанного эффекта не происходит (стрелка не отклоняется), возможен обрыв провода или неисправность указателя. Для уточнения присоединяют вольтметр между выводом указателя, к которому присоединен провод от датчика, и корпусом автомобиля. Если при включении питания вольтметр не показывает напряжения, неисправен указатель. В противном случае цепь нарушена в результате обрыва провода.

В указывающих приборах с реостатным датчиком встречается неисправность, связанная с увеличением переходного сопротивления между контактом ползунка и обмоткой реостата. Обычно ухудшение контакта имеет местный характер (не по всей длине реостата) и проявляется в колебаниях стрелки указателя при ее нахождении в определенной зоне.

Неисправности сигнализирующих приборов определяют проверкой электрической цепи и заменой датчика.

Система освещения и световой сигнализации. Признаками неисправности являются нарушения функционирования приборов, наблюдаемые визуально. При этом можно выделить два состояния: прибор или группа приборов не работает и нарушено нормальное функционирование прибора или группы приборов.

Неисправности первой группы можно подразделить с учетом дополнительных признаков следующим образом: не работает один световой прибор; не работает группа приборов, имеющая общую цепь питания.

Отказ в работе одного светового прибора может быть вызван перегоранием нитей ламп, плохим контактом в патроне лампы, обрывом подводящих проводов. Определение вида неисправности в этом случае проводится осмотром и контрольной лампой.

Когда не работает целая группа приборов, это может быть следствием обрыва цепи до ее разветвления по отдельным приборам, результатом срабатывания (термобиметаллического) или перегорания (плавкого) предохранителя или неисправности в коммутационном устройстве. Место обрыва цепи ищут контрольной лампой. Неисправности коммутационных приборов определяют подключением контрольной лампы к их выводам.

При срабатывании или перегорании предохранителя возможно наличие в цепи замыкания на корпус. Для его определения вместо предохранителя включают контрольную лампу большой мощности (40—50 Вт), а затем включают световые приборы. Если контрольная лампа горит неполным накалом, значит, короткого замыкания нет. Если контрольная лампа горит полным накалом, в цепи приборов есть замыкание. Для определения конкретной цепи, в которой имеется замыкание, поочередно отсоединяют цепи приборов в месте их р а з ветвления. Если при отключении всех цепей лампа горит полным накалом, значит, замыкание на корпус имеется в общем проводе между предохранителем и местом разветвления.

Нарушение нормального функционирования приборов освещения и световой сигнализации заключается в значительном уменьшении силы света приборов, которое может явиться следствием ухудшения оптических свойств деталей оптического элемента или увеличения падения напряжения в цепях питания.

Если напряжение на световом приборе в пределах нормы, неисправен оптический элемент. При этом осмотром можно определить загрязнение отражателя и рассеивателя, потемнение колбы лампы, плохой контакт в патроне.

Падение напряжения в цепях определяется разностью напряжения на источнике и на потребителе (световом приборе). Для цепей световых приборов установлены нормы на падение напряжения. Его величина в цепях фар, сигналов торможения, указателей поворота не должна превышать 0,9 В для систем с номинальным напряжением 12 В и 0,5 В — для 24—вольтовых систем. В цепях габаритных огней, освещения номерного знака и салона падение напряжения ограничено 0,6 В для 12—вольтовых и 0,4 В для 24—вольтовых систем. Причинами увеличения падения напряжения при эксплуатации являются сильное окисление наконечников проводов в местах соединений окисление выводов светового прибора, которые легко устраняются.

На практике встречаются особые случаи отказа световых приборов, которые характеризуются дополнительными признаками. К этим случаям следует отнести потерю контакта между корпусом автомобиля и корпусом фонаря или фары.

При двухфарной системе освещения фара, потерявшая контакт с корпусом автомобиля, светит очень слабым светом. При внимательном осмотре обнаруживается, что светят сразу обе нити (дальнего и ближнего света) лампы. Объясняется это тем, что изменяется путь электрического тока. Так, при включении ближнего света электрический ток протекает через нити ближнего и дальнего света фары, потерявшей контакт с корпусом, затем по проводу, соединяющему нити дальнего света фар, и нить дальнего света другой фары на корпус автомобиля. При этом получает питание и загорается контрольная лампа дальнего света, что также является признаком рассматриваемой неисправности.

Потеря контакта с корпусом автомобиля в одном из задних фонарей обнаруживается следующим образом. При включении указателей поворота той стороны, в которой возникла неисправность, оба задних фонаря начинают работать (могут гореть лампы других огней) в проблесковом режиме. Сила света фонарей при этом уменьшается.

Дополнительное электрооборудование. Принципы поиска неисправности в схемах включения дополнительного электрооборудования аналогичны рассмотренным для других систем электрооборудования. Есть лишь некоторые особенности, обусловленные спецификой схем.

Электрические сигналы включаются по двум схемам: с промежуточным реле и без него (см. рис. 87). Цепь сигналов обязательно защищается предохранителями. Поэтому при коротких замыканиях цепь разрывается предохранителем. Наличие короткого замыкания и его локализацию проверяют включением в схему вместо предохранителя контрольной лампы (40—50 Вт) и последовательным отсоединением участков цепи. Неисправность промежуточного реле определяют так же, как дополнительного реле стартера.

Стеклоочистители имеют несколько разновидностей схем включения. Практически для всех схем можно отметить следующие характерные признаки неисправностей. Если при включении стеклоочисти теля щетки не перемещаются по стеклу, то возможны обрыв электрической цепи, окисление контактов предохранителя, неисправность электродвигателя или переключателя, неисправность червячной передачи.

Если при включении стеклоочистителя слышны характерные щелчки, которые происходят при размыкании и замыкании контактов предохранителя, это означает замыкание на корпус или обрыв параллельной обмотки возбуждения.

Если в обои рабочих положениях переключателя щетки перемещаются с одинаковой скоростью, это означает обрыв провода, присоединенного к общей точке параллельной обмотки возбуждения и добавочного резистора, или плохой контакт в переключателе.

§43. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ

Для качественного выполнения технического обслуживания и ремонта необходимо иметь информацию о состоянии автомобиля и его агрегатов . Определение технического состояния автомобиля без их разборки и заключение о необходимости их ремонта или обслуживания составляет сущность технической диагностики.

Схема организации диагностики автомобилей на АТП

Рис. 98 Схема организации диагностики автомобилей на АТП (сплошные линии — основные маршруты, пунктирные — возможные)

Диагностика технического состояния автомобилей разделяется на общую Д—1 и поэлементную (углубленную) Д—2 (см рис. 98). Дополнительным видом является диагностика Др, предназначенная для обнаружения неисправностей при техническом обслуживании и текущем ремонте.

Общее диагностирование Д—1 проводится перед ТО—1. Оно предназначается в основном для определения технического состояния узлов и агрегатов, обеспечивающих безопасность движения автомобилей. В процессе Д—1 выполняют необходимые регулировочные работы.

В состав Д—1 включены следующие работы по электрооборудованию: проверка действия стеклоочистителя, звукового сигнала, приборов освещения и световой сигнализации, проверка крепления генератора и натяжения приводного ремня, проверка осмотром состояния выводов аккумуляторной батареи и уровня электролита.

Поэлементное диагностирование Д—2 предназначено для выявления скрытых неисправностей, определения их места, причины и характера, При этом выявляются работы, которые рационально выполнять до ТО—2 в зоне текущего ремонта, и работы, которые целесообразно совмещать с ТО—2. Д—2 выполняют за 1 — 2 дня до ТО—2. Это позволяет заранее планировать работу технической службы. В состав Д—2 включены следующие работы по электрооборудованию: проверка действия стеклоочистителя, звукового сигнала, приборов освещения и световой сигнализации, контрольно-измерительных приборов, правильности установки фар, состояния аккумуляторной батареи, крепления генератора и стартера, уровня регулируемого напряжения, работы системы зажигания.

Организация технологического процесса технического обслуживания автомобилей с диагностированием основывается на обеспечении взаимосвязи между операциями диагностирования и технического обслуживания (рис. 98).

Автомобили, подлежащие Д—1, при возвращении с линии проходят контрольно—пропускной пункт КПП и при необходимости подвергаются уборочно—моечным работам, после чего через зону ожидания поступают в зону Д—1. Исправные автомобили после Д—1 направляют на стоянку (если периодичность Д—1 и ТО—1 не совпадает) или через зону ожидания в зону ТО—1 для выполнения обязательного объема крепежных и смазочных работ. Автомобили, признанные при Д—1 неисправными, подвергают регулировочным работам, а при необходимости направляют в зону текущего ремонта ТР или в зону ТО—1

Автомобили, подлежащие Д—2, при возвращении с линии подвергают уборочно—моечным работам и направляют на Д—2 через зону ожидания. После Д—2 работоспособные автомобили, как правило, 1 — 2 дня эксплуатируют. За это время техническая служба проводит подготовку к проведению ТО—2 и сопутствующих текущих ремонтов по результатам диагностики. Автомобили, которые по результатам Д—2 не могут быть допущены к эксплуатации, направляют в зону ТР и ТО—2. После ТО—2 при котором проводились регулировочные или ремонтные работы по тормозам или переднему мосту, автомобили направляют на Д—1 для проверки качества работ и проведения дополнительных регулировок.

В зону ТР автомобили направляют не только по результатам Д—1 и Д—2, но и в тех случаях, когда потребность в ремонте очевидна.

При ТО и ТР для уточнения объема регулировок и контроля качества применяют специализированные диагностические средства.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объясните принцип построения схем электрооборудования.

2. Какие графические изображения схем электрооборудования применяют и в чем их особенности?

3. Каким образом отыскать неисправность в системе электрооборудования?

4. Перечислите особенности поиска неисправностей в системе пуска при различных признаках.

5. Поясните сущность поиска неисправности в системе зажигания.

6. Объясните назначение и задачи технической диагностики.

7. Каким образом техническая диагностика согласуется с мероприятиями технического обслуживания и текущего ремонта?

8. Каким образом построена организационная структура службы диагностики?

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

РЕМОНТ

Глава 9.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ

§44. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ, ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

Важнейшим моментом обеспечения нормальных условий сборки и разборки изделий электрооборудования при производстве, эксплуатации и ремонте является взаимозаменяемость деталей. Полностью взаимозаменяемыми называются такие детали, которые при сборке узла или изделия в целом не требуют дополнительной механической или ручной пригонки. При неполной, ограниченной или частичной взаимозаменяемости необходим подбор деталей по месту либо дополнительная обработка одной из деталей, входящих в комплект.

Для обеспечения взаимозаменяемости и нормальной работы деталей в сопряжениях необходимо, чтобы они были изготовлены с определенной степенью точности. Отклонения размеров деталей регламентируются государственным стандартом.

Номинальным размером называется основной размер, определенный исходя из функционального назначения детали и служащий началом отсчета отклонений. Общий для отверстия и вала (рис. 99), составляющих соединение, номинальный размер называется номинальным размером соединения.

Графическое изображение основных размеров и допусков вала и отверстия

Рис. 99 Графическое изображение основных размеров и допусков вала и отверстия

Действительным размером называется размер, полученный в результате непосредственного измерения с допустимой погрешностью.

Предельными размерами называются два предельных значения размера, между которыми должен находиться действительный размер. Большее значение из них называется наибольшим предельным размером, меньшее — наименьшим предельным размером.

Допуском размера называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Допуск указывают в виде двух отклонений от номинального размера — верхнего и нижнего.

Верхним предельным отклонением называется алгебраическая разность между наибольшим предельным размером и номинальным, а нижним предельным отклонением — алгебраическая разность между наименьшим предельным размером и номинальным.

Нулевой линией называется линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок (см. рис. 99). Положительные отклонения откладывают вверх от нулевой линии, отрицательные — вниз.

Полем допуска называется интервал значений размеров, ограниченный предельными размерами; оно определяется допуском и его расположением относительно номинального размера. Графически поле допусков изображается зоной между линиями, соответствующими верхнему и нижнему предельным отклонениям. Верхняя граница поля допуска соответствует наибольшему предельному размеру, нижняя граница — наименьшему предельному размеру.

На рабочих чертежах номинальный размер обозначают целыми числами, а отклонения в виде десятичной дроби проставляют после номинального размера одно над другим: верхнее — вверху, нижнее — внизу, например, 30 +0,03−0,02 Перед цифрой положительного отклонения ставят знак «+», перед цифрой отрицательного отклонения — знак «−». Если отклонения одинаковы по своему численному значению, но одно из них положительное, а другое отрицательное, значение отклонения указывают 1 раз после знаков, например, 17 ±0,006. Из приведенных примеров следует, что после изготовления детали ее размер должен находиться в пределах от 29,98 до 30,03 мм и от 16,994 до 17,006 мм. Если это условие не соблюдено, деталь бракуется.

Зазором называется положительная (со знаком « + ») разность между размерами отверстия и вала (при условии, что размер отверстия больше размера вала), создающая свободу относительного перемещения сопрягаемых деталей. Наибольшим зазором называется положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным' размером вала. Наименьшим зазором называется положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала.

Натягом называется положительная разность между диаметрами вала и отверстия до сборки деталей (размер вала больше размера отверстия), обеспечивающая неподвижность соединения сопрягаемых деталей. Наибольшим натягом называется разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия. Наименьшим натягом называется разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия.

В соединениях двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую (внешнюю) и охватываемую (внутреннюю) поверхности соединения. У цилиндрических соединений охватывающая поверхность называется отверстием, а охватываемая — валом. Названия отверстия и вал условно применимы также и к другим охватывающим и охватываемым поверхностям.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый получающимися в нем зазорами или натягами. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительно перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и валалпосадки подразделяют на три группы:

Кроме допусков размера вала и отверстия, существует также допуск посадки.

Допуском посадки называется разность между наибольшим и наименьшим зазорами (в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим натягами (в посадках с натягом). В переходных посадках допуск посадки равен алгебраической разности между наибольшим и наименьшим натягами или сумме наибольшего натяга и наибольшего зазора.

Система допусков и посадок подразделяется на две основные системы: систему отверстия и систему вала.

В системе отверстия нижнее предельное отклонение размера отверстия всегда равно нулю, следовательно, наименьший предельный размер отверстия совпадает с номинальным. При одинаковом номинальном размере нескольких сопрягаемых деталей и при изготовлении их по одному и тому же классу точности различные посадки получают изменением полей допусков вала, а поле допуска отверстия остается неизменным. Отверстие в этой системе допусков называется основной деталью или основанием и обозначается буквой А с добавлением обозначения класса точности.

В системе вала верхнее предельное отклонение размера вала всегда равно нулю и, следовательно, наибольший предельный размер вала совпадает с номинальным. Посадки в системе вала получают изменением предельных размеров отверстия, а размер вала для данного класса точности остается постоянным. В этой системе допусков основанием называют вал и обозначают буквой В с добавлением класса точности.

Система отверстия имеет большее распространение, чем система вала.

Численные значения отклонений деталей, проставляемые на рабочих чертежах, выписывают из справочных таблиц, которые составлены для каждого класса точности по системе вала и по системе отверстия отдельно.

Для выбора отклонений необходимо знать номинальный размер сопряжений, систему допусков, класс точности и посадки. Если обработка проводится по системе отверстия А, отклонения размеров диаметра отверстия и вала находят по таблицам для системы отверстия соответствующего класса точности. При обработке по системе вала В отклонения вала и отверстия находят по таблицам системы вала соответствующего класса точности.

На сборочных чертежах отклонения указывают буквенными символами, присвоенными той или иной посадке с добавлением индекса, указывающего класс точности сопряжения. Буквенные обозначения, относящиеся к отверстию, пишутся над чертой дроби, а относящиеся к валу — под чертой дроби, например formula. В приведенном случае сопряжение имеет номинальный размер 15 мм и выполнено по системе вала В (основной деталью является вал), а сопрягаемая деталь (отверстие) изготовлено с допуском, соответствующим плотной П посадке. Отверстие изготовлено по классу точности 2а, а вал — по 3-му.

Государственными стандартами установлен ряд степеней точности обработки деталей, называемых классами точности, которые отличаются допусками. Самым высоким классом точности является 1-й, а самым грубым 11-й, у которого самый большой допуск, по нему изготовляют литые или кованые детали. По мере уменьшения класса точности уменьшается и допуск. Самый малый допуск у 1-го класса точности, по нему изготовляют, например, плунжерные пары топливных насосов дизельных двигателей. При составлении технологии следует помнить, что обработать деталь при малых допусках сложнее и дороже.

При обработке деталей различными способами (сверление, развертывание, опиливание, протирка и т. д.) на поверхности образуются микронеровности (гребешки), которые можно определить с помощью специального прибора — профилометра, применяемого главным образом в измерительных лабораториях. В производственных условиях шероховатость поверхности определяют методом визуального сравнения обработанной поверхности со специальными эталонными наборами образцов, изготовленными из того же металла.

Для обозначения шероховатости поверхности на чертежах принята следующая символика:

1 — параметр (параметры) шероховатости;
2 — вид обработки поверхности и (или) другие дополнительные указания;
3 — базовая длина;
4 — условное обозначение направлений неровностей.
Обозначения на схеме

В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак Угол.

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована удалением слоя материала, например точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т. п., применяют знак Знак

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала, например литьем, ковкой, объемной штамповкой, прокатом, волочением и т. п. или не обрабатываемой по данному чертежу, применяют знак Знак

При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке:

§45. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ

Технические измерения в машиностроении занимают важное место, так как ни одна технология изготовления или ремонта деталей не обходится без измерений. Под измерением понимают сравнение длины, угла, площади и т. д. с одноименной величиной, принятой за единицу. Единицы измерения установлены ГОСТом.

В основном в машиностроении необходимая точность измерений колеблется от 0,1 до 0,001 мм. В соответствии с этим требованием разработаны и конструкции измерительных инструментов.

Ни одно измерение не может быть проведено с абсолютной точностью. Между измеренным и действительным значением всегда существует некоторая разница, которая называется погрешностью измерения. Чем меньше погрешность измерения, тем выше точность.

Понижение точности измерений может происходить вследствие:

Погрешность измерения может быть уменьшена многократным измерением детали в одном и том же месте с последующим определением среднеарифметического размера.

Для грубых измерений применяют металлические линейки, складные металлические метры, измерительные металлические рулетки с различными пределами измерений. Наиболее распространенными являются штангенинструменты, которые применяют для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин и т. д. Все они основаны на применении нониусов, по которым отсчитывают дробные доли делений основных шкал.

Штангенциркуль. Штангенциркуль типа ШЦ-I имеет штангу 1 (рис. 100), на которой нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На конце штанги и подвижной рамки 3 имеются измерительные губки 2 и 7. В углублении штанги передвигается линейка 6 для измерения глубин, которая одним концом неподвижно соединена с рамкой. При измерении рамка передвигается по штанге и фиксируется на ней винтом 4. Губки 7 служат для измерения наружных размеров, а губки 2 — для внутренних размеров. На скошенной грани рамки нанесена шкала нониуса 5, предназначенная для определения дробной доли миллиметра. Шкала нониуса длиной 19 мм разделена на 10 равных частей; следовательно, каждое деление нониуса равно 19:10=1,9 мм, т. е. оно короче расстояния между каждыми двумя делениями шкалы на 0,1 мм (2,0—1,9 = 0,1). При сомкнутых губках начальное деление нониуса совпадает с нулевым штрихом шкалы штангенциркуля, а последний — 10-й штрих нониуса — с 19-м штрихом шкалы.

Штангенциркуль ЩЦ-1 и примеры отчета показаний

Рис. 100 Штангенциркуль ЩЦ-1 и примеры отчета показаний:
а — 39 + 0,1 • 7 = 39,7 мм;   б — 61 + 0,1 • 4 = 61,4 мм.

Перед измерением проверяют положение нулевых штрихов нониуса и штанги, которые при сомкнутых губках должны совпадать. При измерении деталь держат левой рукой, а правой, держась за штангу, захватывают ее между губками. При этом большой палец правой руки с нормальным усилием перемещает рамку до соприкосновения с проверяемой поверхностью без перекоса губок. Рамку на штанге закрепляют винтом, вращая его большим и указательным пальцами правой руки, удерживая остальными пальцами этой руки рамку от перемещения.

При чтении показаний штангенциркуль держат прямо перед собой. Целое число миллиметров отсчитывают по шкале штанги слева направо до нулевого штриха нониуса. Десятые доли миллиметра определяют умножением значения отсчета (0,1 мм) на порядковый номер штриха нониуса, не считая нулевого, совпадающего со штрихом штанги (рис. 100,а,б).

При измерении отверстий губками 2 и глубин с помощью линейки 6 показания отсчитывают по шкале штанги и нониусу аналогичным способом.

Промышленность выпускает штангенциркуль более точный со значением отсчету по нониусу 0,05 мм для наружных и внутренних измерений и разметки. Шкала нониуса у этого инструмента имеет длину 39 мм и разделена на 20 равных частей.

У штангенциркуля типа ШЦ-II одни из губок заострены и используются для разметочных работ. Штангенциркуль ШЦ-III имеет одну пару губок и применяется редко. Конструкция этих штангенциркулей дополнена рамкой микрометрической подачи измерительной рамки.

При отсчете показаний в отличие от вышеуказанного дробное значение показаний получают умножением величины отсчета (0,05 мм) на порядковый номер штриха нониуса, совпадающего со штрихом штанги, не считая нулевого деления. При измерении внутренних размеров к показаниям штангенциркуля добавляют толщину губок, указанную на них.

Штангенглубиномер. Он служит для измерения высоты, глубины глухих отверстий, канавок, пазов, выступов. Штангенглубиномеры изготовляют с различными пределами измерений и величиной отсчета по нониусу 0,05 и 0,1 мм. В отличие от штангенциркуля у штангенглубиномера отсутствуют губки, а рамка с нониусом закреплена на основании.

Нулевое положение инструмента проверяют при соприкосновении измерительных поверхностей основания и штанги с поверочной плитой или лекальной линейкой. При этом нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать.

При измерении основание ставят на поверхность детали, от которой выполняют отсчет и, удерживая основание левой рукой, правой рукой передвигают штангу до упора в поверхность, до которой измеряют расстояние. В этом положении рамку на штанге стопорят винтовым зажимом. Результат измерения отсчитывают так же, как и по штангенциркулю: по шкале штанги целые миллиметры и по нониусу дробные доли миллиметра.

Штангенрейсмас. Он служит для измерения высот от плоских поверхностей и точной разметки; изготовляется с различными пределами измерений и величиной отсчета по нониусу 0,05 и 0,1 мм. У штангенрейсмаса измерительная штанга жестко соединена с массивным основанием, а на выступе рамки с помощью державки закреплены сменные ножки для разметки с острием и для измерения высоты.

Для проверки нулевого отсчета штангенрейсмас устанавливают на поверочную плиту и рамку опускают вниз до соприкосновения измерительной поверхности ножки с плитой, при этом нулевой штрих нониуса должен совпадать с нулевым штрихом шкалы штанги. Если же при установке нулевого положения ножка не касается плиты, то расстояние между ними устанавливают с помощью плоскопараллельных плиток.

При измерении левой рукой прижимают основание к плите и подводят ножку к проверяемой поверхности, а правой рукой с помощью микрометрической подачи доводят измерительную плоскость ножки до соприкосновения с проверяемой поверхностью. При разметке правой рукой устанавливают необходимый размер и, прижимая левой рукой основание к плите, перемещают штангенрейсмас относительно детали, нанося острием ножки разметочные риски.

Нониус с величиной отсчета 0,02 мм

Рис. 101 Нониус с величиной отсчета 0,02 мм (а) и примеры отсчета показаний (б)

Микрометр МК

Рис. 102 Микрометр МК (а) и примеры отсчета показаний (б)

Показания штангенрейсмаса читаются так же, как и штангенциркуля. При необходимости следует к измеренной величине прибавить высоту ножки и расстояние до нее от поверочной плиты.

Штангензубомер. Он служит для измерения толщины зубьев цилиндрических зубчатых колес с различными модулями. Штангензубомер имеет две взаимно перпендикулярные штанги, по которым перемещаются две рамки с нониусами. Рамка вертикальной штанги жестко соединена с высотной линейкой, а другая — с губкой. С помощью вертикальной штанги устанавливают заданную высоту, а другой штанги — толщину зуба по хорде на этой высоте.

При измерении высотную линейку устанавливают при помощи нониуса на заданный размер, как глубиномер, и фиксируют рамку на штанге. Штангу высотной линейки ставят на окружность выступов зуба, который надо измерить, сдвигают губки до соприкосновения с профильной поверхностью зуба и фиксируют винтовым зажимом, после чего по шкале нониуса и горизонтальной штанги отсчитывают размер толщины зуба.

Нониус на штангензубомере имеет длину 49 мм, разделен на 50 частей. Одно деление нониуса составляет: 49:50 = 0,98 мм, что на 0,02 мм меньше миллиметра (рис. 101).

Показания на штангензубомере при измерении толщины зуба по хорде читают так же, как по штангенциркулю.

Микрометры. Выпускают следующие типы микрометров:

Микрометры с верхним пределом измерений более 300 мм имеют передвижные или сменные пятки, обеспечивающие возможность определения любого размера в пределах измерений данного микрометра.

Микрометры с верхним пределом измерений 50 мм и более снабжены установочными мерами.

Микрометр типа МК (рис. 102,а) на одном конце имеет скобу 1 с пяткой 2, на другом — втулку-стебель 5, внутрь которой ввернут микрометрический винт 3. Торцы пятки и микрометрического винта являются измерительными поверхностями. На наружной поверхности стебля проведена продольная линия, ниже которой нанесены миллиметровые деления, а выше нее — полумиллиметровые. Винт жестко связан с барабаном 6, на конической части которого по окружности нанесена шкала с 50 делениями.

На головке микрометрического винта имеется трещотка 7, обеспечивающая постоянное измерительное усилие. При увеличении измерительного усилия свыше 900 г трещотка не вращает винт, а проворачивается. Шаг микрометрического винта равен 0,5 мм. Так как коническая часть барабана разделена на 50 равных частей, то при повороте его на одно деление шкалы микрометрический винт перемещается вдоль оси на 1/50 шага, т. е. 0,5 мм:50 = 0,01 мм.

Нулевое положение микрометра проверяют при соприкосновении измерительных поверхностей между собой или с измерительными поверхностями установочной меры 8. При этом нулевой штрих б арабана должен совпадать с продольным штрихом стебля, а край барабана должен открывать нулевой штрих стебля.

Перед измерением необходимо протереть измерительные поверхности и установить микрометр на размер, несколько больший проверяемого. Затем, взяв микрометр левой рукой за скобу, зажимать измеряемую деталь между пяткой и торцом микрометрического винта, плавно вращая винт с помощью трещотки до тех пор, пока она не начнет проворачиваться и пощелкивать, после чего стопором 4 зафиксировать положение механизма во избежание случайного сбоя показаний.

При измерении диаметра цилиндрической детали линия измерения должна быть перпендикулярна к образующей и проходить через центр.

При чтении показаний микрометра целые миллиметры отсчитывают по краю скоса барабана по нижней шкале, полумиллиметры — по числу делений верхней шкалы стебля. Сотые доли миллиметра определяют по порядковому номеру (не считая нулевого) штриха барабана, совпадающего с продольным штрихом стебля. При чтении показаний микрометр держат прямо перед собой.

Микрометры типа МЛ отличаются от обычных большим вылетом скобы и наличием циферблата со стрелкой для отсчета сотых долей миллиметра.

Микрометры типа МТ имеют поверхность пятки в форме сферы радиусом 5 мм для измерения стенок труб с внутренним диаметром 12 мм и более.

Микрометры типа М3 отличаются от других наличием плоских пяток.

Микрометры типов МВМ, МВТ и МВЦ используют для измерения среднего диаметра резьб различного профиля, для чего они снабжены сменными вставками, устанавливаемыми в отверстия пятки и микрометрического винта. Каждая пара вставок служит для измерения резьб с определенными углом профиля и шагом.

Микрометричекий глубиномер применяют для измерения глубины пазов, отверстий и уступов, амикрометрический нутромер — для измерений внутренних диаметров. Для расширения пределов измерений у этого инструмента применяют сменные удлинительные стержни. Нутромером измеряют отверстия по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Показания отсчитывают, как у обычного микрометра, с учетом длины удлинительного стержня.

Индикаторы. Для проверки плоскостей отдельных деталей, овальности, конусности, биения валов, цилиндров и других поверхностей с точностью 0,01 мм служат индикаторы. Широкое распространение получил индикатор часового типа ИЧ (рис. 103) с металлическим корпусом 1, в котором заключен механизм прибора. Через корпус индикатора проходят измерительный стержень 8 с выступающим наружу наконечником 9, находящимся под действием пружины. Если нажать на стержень снизу вверх, он переместится в осевом направлении и повернет стрелку 5 относительно циферблата, имеющего шкалу в 100 делений, каждое из которых соответствует перемещению стержня на 0,01 мм. При перемещении стержня на 1 мм стрелка сделает по циферблату полный оборот. Для отсчета целых оборотов служит указатель 6 со стрелкой.

Индикатор часового типа

Рис. 103 Индикатор часового типа

При измерениях индикатор должен быть жестко закреплен за гильзу 7 относительно проверяемой поверхности с помощью стойки с универсальным или магнитным основанием. После этого измерительный наконечник 9 со съемным шариком 10 подводят к проверяемой поверхности так, чтобы стрелка индикатора сделала 1—2 оборота. Таким образом, стержню индикатора дается натяг, чтобы в процессе измерения индикатор мог показать как положительное, так и отрицательное отклонение от начального положения. Стрелка в этот момент устанавливается против какого-либо деления шкалы, от которого в дальнейшем ведется отсчет показаний. Для облегчения отсчетов индикатор устанавливают на нуль поворотом циферблата 3 за рифленый ободок 4 или поворотом головки 11 (при неподвижном циферблате). Установку ободка относительно стрелки фиксируют стопором 2.

Если требуется найти отклонение действительного размера деталей от заданного размера, то первоначально индикатор на этот размер устанавливают с помощью набора плоскопараллельных концевых мер.

При измерении индикатор со стойкой перемещают по поверочной плите относительно измеряемой поверхности детали или измеряемую деталь перемещают относительно индикатора.

Отклонение стрелки 5 от первоначального положения показывает отклонение в сотых долях миллиметра, а отклонение стрелки указателя 6 — в целых миллиметрах.

Для замера биения цилиндрических поверхностей проверяемую деталь устанавливают в центрах. Применяя специальные приставки и сменные стержни, индикатор используется как нутромер или глубиномер с различными пределами измерений.

Прямолинейность и плоскостность контролируют с помощью лекальных линеек, которые бывают трех видов: Л Д — с двусторонним скосом, ЛТ — трехгранные, ЛЧ — четырехгранные.

Скоба и листовые пробки

Рис. 104 Скоба (а) и листовые пробки (б)

Прямолинейность лекальными линейками проверяют по способу световой щели (на просвет) или по способу следа. В первом случае линейку острой кромкой накладывают на проверяемую поверхность, а источник света размещают сзади линейки и детали. Линейку держат строго вертикально на уровне глаз, наблюдая за просветом между линейкой и проверяемой поверхностью в разных местах по длине линейки. Наличие просвета между линейкой и деталью свидетельствует об отклонении от прямолинейности.

При проверке способом «следа на краску» рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски (сажа, сурик), затем линейку накладывают на деталь и плавно перемещают по проверяемой поверхности. После этого линейку осторожно снимают и по расположению и числу пятен на поверхности судят о ее прямолинейности. При хорошей плоскостности пятна краски располагаются равномерно по всей поверхности.

При необходимости образовавшийся просвет между линейкой и контролируемой поверхностью можно измерить с помощью набора плоских щупов.

В массовом производстве диаметры сопрягаемых поверхностей, как правило, проверяют методом сравнения предельными калибрами (скобами или пробками), имеющими определенный размер, обозначенный на калибрах. Калибры-скобы (рис. 104,а) применяют для проверки валов, а калибры-пробки (рис. 104,б)— для проверки отверстий. Для проверки наружной резьбы применяют резьбовые кольца или резьбовые скобы, а для внутренней резьбы — резьбовые калибры.

Для обеспечения требуемой точности измерений весь поверочный и измерительный инструмент периодически проверяется метрологической службой, что в определенной степени гарантирует высокое качество выполняемых ремонтных и контрольных операций.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Для чего необходимо изготовлять детали с определенной степенью точности (допуском)?

2. Какие виды посадок применяют в машиностроении?

3. Чем отличаются детали, изготовленные по системе отверстия и вала?

4. Как обозначаются на рабочих чертежах допуски, посадки и чистота поверхности деталей?

5. С помощью каких измерительных инструментов оценивают размеры деталей и с какой степенью точности?

Глава 10.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕМОНТЕ

§46. ДЕФЕКТЫ И ИЗНОСЫ ДЕТАЛЕЙ

При эксплуатации первоначальные качества деталей автомобиля изменяются из-за изнашивания, появления усталостных напряжений, коррозии и других причин.

Изнашиванием называют процесс постепенного изменения размеров деталей при трении.

Износ — это результат изнашивания. Он выражается в изменении размеров , формы, объема и массы сопряженных деталей.

Трением называют соприкосновение, возникающее при относительном перемещении двух сопряженных между собой тел. Различают следующие виды трения: сухое, жидкостное и граничное.

Сухим называется такое трение, когда трущиеся поверхности непосредственно соприкасаются и взаимодействуют между собой. При сухом трении металлов сила трения возникает из-за сопротивления соприкасающихся микронеровностей сопряженных деталей и происходящего при этом молекулярного сцепления. Молекулярное сцепление, или микросваривание происходит в контактах поверхностей благодаря высокому давлению, при котором разрушается окисная пленка. Примером сухого трения разнородных материалов может служить трение между тормозными накладками и барабанами в колесах автомобиля.

Жидкостным трением называется такое, когда толщина масляного слоя между трущимися поверхностями превышает их микронеровности и трение возникает только в результате перемещения молекул в слое масла . Согласно теории жидкостной, гидродинамической смазки при вращении валов в подшипнике смазка втягивается в зазор, образуя масляный клин, и при некоторых условиях цапфа вала как бы всплывает в подшипнике. Всплывание цапфы зависит от скорости вращения вала, вязкости масла , нагрузки на цапфу и зазора между нею и подшипником. Жидкостное трение наблюдается в подшипниках коленчатого вала двигателя в период установившегося режима работы.

Граничным называется такое трение, когда трущиеся детали разграничены лишь теми слоями молекул масла, которые находятся на поверхности этих деталей из-за полярной активности и сил молекулярного притяжения.

Примером граничного трения может служить трение в шариковых подшипниках, т. е. в условиях высоких удельных нагрузок.

Существуют промежуточные виды трения: полусухое (среднее между сухим и граничным) и полужидкостное (среднее между жидкостным и граничным или сухим). Практически при работе механизмов автомобиля наблюдаются смешанные, периодически изменяющиеся виды трения.

По одной из классификаций механические износы деталей подразделяют на следующие виды.

Износ схватыванием возникает при отсутствии смазки и защитной пленки окислов при трении с малыми скоростями, равными 1 м/с для стали с давлениями, превышающими предел текучести металла в местах действительного контакта. Износ схватывания возникает в результате большой пластической деформации поверхностных слоев металла и образования металлических связей между контактными участками поверхностей при их сближении. Перемещение поверхностей контакта после возникновения металлической связи приводит к упрочнению металла в месте схватывания и вырыванию стружки из менее прочного металла или царапанию его упрочненным участком. Износ схватыванием сопровождается наиболее высокими коэффициентами трения и наибольшей интенсивностью изнашивания.

Окислительный износ характеризуется протеканием одновременно двух процессов: пластической деформации микроскопических объемов металла поверхностных слоев деталей и диффузии кислорода из воздуха в деформируемые слои.

В первой стадии окислительного износа происходит разрушение непрерывно образующихся пленок и удаление их в виде мельчайших частиц. Вторая стадия окислительного износа характерна периодическим образованием и выкрашиванием хрупких окислов. Износостойкость деталей при окислительном износе зависит от пластичности металла, скорости окисления и природы окислов. Мягкие стали более подвержены окислению и пластическому деформированию, чем твердые, и поэтому являются менее износостойкими.

Окислительный износ имеет место при трении скольжения и качения. При трении скольжения он является ведущим, при трении же качения — сопутствующим основному износу.

Тепловой износ появляется под воздействием теплоты, возникающей в результате трения деталей при больших скоростях скольжения и больших давлениях. При этом большое количество теплоты не успевает отводиться в глубь металла, в результате чего поверхностные слои деталей нагреваются до высоких температур, изменяя структуру.

Высокая температура поверхностных слоев способствует их размягчению, контактному схватыванию, смятию и налипанию и в конечном счете разрушению малых объемов трудящихся поверхностей деталей. Большое значение для износостойкости деталей имеет теплоустойчивость металла.

Абразивный износ характерен наличием микропластических деформаций и срезанием металла поверхностных слоев трущихся деталей твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения. Попадают ли эти частицы извне или содержатся в одном из трущихся тел, как, например, в чугунных деталях, или, наконец, образуются в самом процессе трения, характер износа не меняется.

Изменение размеров деталей при абразивном износе зависит от материала и механических свойств деталей, режущих свойств абразивных частиц, давления, скорости скольжения при трении.

По своей природе и механизму протекания абразивный износ близко подходит к явлениям, происходящим при резании металлов, отличаясь от последнего геометрией абразивных частиц и малым сечением стружки.

Осповидный износ возникает при трении качения на рабочих поверхностях подшипников качения и зубьях шестерен. При осповидном износе трущихся деталей происходят микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла. В результате упрочнения возникают остаточные напряжения сжатия. Повторно-переменные нагрузки, превышающие предел текучести металла, вызывают явления усталости и разрушение поверхностных слоев. Разрушение поверхностных слоев происходит из-за возникающих макро- и микроскопических трещин, которые по мере работы развиваются в одиночные и групповые осповидные углубления и впадины. Глубина трещин и впадин зависит от механических свойств металла деталей, давлений при контакте и размера контактных поверхностей.

Из сказанного очевидно, что износ автомобильных деталей зависит от многих факторов. К числу наиболее существенных относятся качество металла , поверхностная твердость и качество поверхности деталей сопряжения, качество смазки, давление и скорость относительного перемещения трущихся поверхностей, условия эксплуатации, своевременность проведения технического обслуживания и др.

Изменение геометрических размеров и формы деталей в процессе изнашивания приводит к нарушению заданных сопряжений посадки. Протекание износа у сопряженных деталей во времени изображается кривой, представленной на рис. 105.

Изменение зазора в сопряжении по мере износа деталей

Рис. 105 Изменение зазора в сопряжении по мере износа деталей

Износ на участке Т1 характеризует начальную фазу работы сопряжения — период приработки. Увеличение зазоров в этот период происходит от начальных значений (Sнач) до значения Sпр (конец приработки сопряжения). Величина и нарастание износа приработки зависят от первоначальных качеств поверхности сопряженных деталей: чем чище обработаны и пригнаны трущиеся поверхности деталей, тем меньше их износ.

Участок Т2 характеризует нормальную работу сопряжения. Износ на этом участке нарастает постепенно и приводит к увеличению зазора до максимально допустимого Smax д.

В общей продолжительности Т работы сопряжения участок Т2 имеет решающее значение, поэтому желательно уменьшить интенсивность изнашивания на этом участке за счет обработки и смазывания рабочих поверхностей сопряженных деталей.

За участком Т2 следует участок Т3 — область интенсивного нарастания износа, когда зазоры в сопряжении резко увеличиваются. Работа деталей сопряжения в этом случае сопровождается разного рода шумами и стуками. Переход от участка Т2 к участку Т3 выражает предельный износ, при котором детали сопряжения подлежат восстановлению или замене.

Одним из способов восстановления дефектных деталей является ремонт под ремонтный размер. При этом способе при помощи механической обработки изношенный слой детали удаляют и деталь получает новый размер (ремонтный), который больше или меньше первоначального. При удалении изношенного слоя начальные размеры изменяются, поэтому использовать в качестве сопряженных детали с начальными размерами нельзя. Сопряженные детали должны иметь также новые размеры применительно к восстанавливаемой основной детали.

В авторемонтном производстве применяют следующие виды ремонтных размеров: стандартные, регламентированные и свободные.

Непременным условием при обработке деталей под стандартные и регламентированные ремонтные размеры является то, что приходится снимать, не только дефектный, образовавшийся в результате износа поверхностный слой металла и восстанавливать геометрическую форму детали, но и вести механическую обработку до тех пор, пока не будет достигнут ремонтный размер. Применительно к стандартным ремонтным размерам проводится восстановление сопряженных деталей.

Свободные ремонтные размеры предусматривают обработку до получения правильной геометрической формы и чистоты рабочей поверхности деталей. В зависимости от характера и износа детали можно обрабатывать под различные размеры. Сопряженную деталь подгоняют к восстановленной до свободного ее размера. Сборка сопряженных деталей со свободными ремонтными размерами применяется в мелкосерийном и индивидуальном ремонтном производстве. При свободных ремонтных размерах деталь изготовляют в полуобработанном виде с оставлением припуска на окончательную подгонку по месту.

Преимущество стандартных и регламентированных ремонтных размеров перед свободными заключается в том, что они позволяют иметь детали готовыми и осуществлять ремонт методом частичной взаимозаменяемости, сокращая продолжительность ремонта.

§47. ВИДЫ РЕМОНТА

В результате неизбежных износов, поломок, нарушений изоляции деталей возникает необходимость в ремонте электрооборудования. В зависимости от объема и характера выполняемых при этом работ ремонт электрооборудования подразделяется на текущий и капитальный.

При текущем ремонте электрооборудования автомобиля выполняют разборку прибора или агрегата на отдельные узлы, контроль и дефектовку узлов и деталей, замену мелких негодных деталей (втулок, подшипников, щеток, контактов), зачистку и проточку коллектора (колец) и фрезерование изоляции между пластинами коллектора, восстановление поврежденной изоляции соединительных проводов и выводов катушек, напайку наконечников проводов, сборку прибора или агрегата. При текущем ремонте аккумуляторных батарей напаивают выводы, перемычки, возобновляют заливочную мастику, заменяют крышки и т. д. Объем разборочных и сборочных операций зависит от расположения дефектной детали.

При капитальном ремонте предусматривается выполнение работ, связанных с полной разборкой прибора или агрегата электрооборудования и заменой негодных основных узлов и деталей, включая их перемотку. При капитальном ремонте аккумуляторных батарей заменяют блоки электродов обеих полярностей, а также при необходимости моноблоки и крышки.

В условиях автотранспортных предприятий целесообразно выполнять текущий ремонт. Дл я этого на автотранспортных предприятиях должен быть запас необходимых деталей и узлов, пополняемый по мере расходования, количество и номенклатура которых определяются численностью и марками автомобилей.

Капитальный ремонт, связанный с восстановлением базовых узлов, а также ремонт отдельных деталей и узлов целесообразно осуществлять в мастерских или в цехах авторемонтных предприятий, оснащенных специальным ремонтным оборудованием. После к аждого ремонтного воздействия прибор или агрегат электрооборудования испытывают и регулируют в соответствии с техническими условиями на ремонт, сборку и испытание агрегатов и автомобилей. Правила сдачи изделий в ремонт и выдачи из ремонта также регламентируются соответствующей документацией.

§48. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС РЕМОНТА

Технологический процесс ремонта электрооборудования состоит из следующих работ.

  1. Наружная очистка обычно осуществляется сухим или слегка смоченным в керосине обтирочным материалом. Аккумуляторные батареи хорошо очищаются теплым или горячим раствором кальцинированной соды или горячей водой.
  2. Внешний осмотр дает возможность оценить состояние агрегатов электрооборудования. Осмотр генератора, стартера проводится при снятой защитной ленте, что позволяет оценить состояние коллектора и щеток. Реле-регулятор, реле сигналов и другие реле осматривают при снятой крышке.
  3. Предварительная проверка проводится с применением контрольного оборудования и стендов для выяснения электрических дефектов. Генераторы проверяют на частоту вращения при номинальном напряжении без нагрузки и с полной нагрузкой, а также в режиме электродвигателей. Стартеры и электродвигатели проверяют в режиме холостого хода, фиксируя потребляемую силу тока и частоту вращения вала якоря , распределители и катушки зажигания на бесперебойность искрообразования и т. д. С учетом выявленных дефектов приступают к ремонту, который может быть произведен с частичной или полной разборкой.
  4. Разборка на узлы и детали (для предупреждения повреждения деталей и сокращения времени на разборку) требует применения специально предназначенных для выполнения этих работ инструментов и приспособлений (съемники, торцовые ключи, прессовые отвертки и т. п.), а в условиях специализированного производства — механического разборочного инструмента (гайковерты, специализированные разборочные стенды и т. д. ). Детали укладывают на стеллажи или в специальную тару.

Следует иметь в виду, что в условиях специализированного производства (мастерские, авторемонтные предприятия) , где ремонт проводится обезличенным методом, работы, перечисленные в пунктах 1, 2, 3, не выполняют, а сразу же приступают к разборке поступивших в ремонт агрегатов электрооборудования.

  1. Очистка и сушка деталей — важные операции ремонта. Промывку деталей осуществляют волосяными кистями в бензине или керосине в моечных ваннах, размещенных под вытяжными колпаками с отсосом паров топлива. В условиях специализированного производства целесообразно применять машинную мойку с применением моечных растворов. Сушку деталей желательно выполнять в потоке горячего воздуха при температуре до 110°С.

Войлочные и фетровые защитные уплотнители подшипников и смазочные фитили тщательно промывают в чистом бензине с последующим отжатием и сушкой на воздухе. Детали с обмотками протирают обтирочным материалом, смоченным в бензине, с последующим обдувом сжатым воздухом.

  1. Контроль состояния узлов и деталей осуществляется внешним осмотром или специальной аппаратурой и инструментами. Электрическую прочность изоляции обмоток проверяют под напряжением 220—550 В.

В результате проверок в соответствии с техническими условиями детали и узлы сортируют на годные к дальнейшему использованию без ремонта, требующие ремонта и негодные.

  1. Ремонт узлов и деталей включает перемотку обмоток и замену изоляции.
  2. Сборка агрегатов и приборов осуществляется в соответствии с техническими условиями с последующей приработкой подшипников, щеток и других сопряжений.
  3. Контрольные испытания позволяют определить качество ремонта и сборки, а также получить данные, характеризующие надежную работу в дальнейшем агрегата или прибора электрооборудования.
  4. Регулировка проводится в соответствии с техническими условиями на определенную модель агрегата или прибора.
  5. Окраска наружной поверхности электрических агрегатов и приборов необходима для обновления вида выпускаемой из ремонта продукции.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие бывают виды трения и как они влияют на износ сопряженных деталей?

2. С помощью каких мероприятий можно уменьшить износ и продлить работу сопряженных деталей?

3. Какие виды ремонтных размеров применяются в авторемонтном производстве?

4. Чем отличается капитальный ремонт агрегатов электрооборудования от текущего?

5. Назовите последовательность операций при ремонте агрегатов электрооборудования.

Глава 11.

РЕМОНТ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

§49. НЕИСПРАВНОСТИ

В практике ремонта аккумуляторных батарей встречаются следующие дефекты: уменьшение конусной поверхности вывода по диаметру вследствие износа при затяжке клеммы, оплавления или коррозии; расшатывание вывода во втулке крышки; обрыв между выводом или перемычкой и блоком электродов; образование цвета побежалости и пузырей на перемычках из-за перегрева в результате чрезмерно больших токов разряда; сквозные кольцевые и радиальные трещины крышек вокруг выводов; деформация или срыв резьбы у заливочной горловины крышки или пробки; нарушение крепления ручек (скоб) для транспортирования аккумуляторных батарей или их деформация; сколы на кромках моноблока или образование сквозных трещин в стенках; растрескивание, вспучивание или затекание заливочной мастики. Перечисленные неисправности определяют внешним осмотром или простейшими контрольными операциями.

Износ полюсного вывода контролируют шаблоном или штангенциркулем. Диаметр вывода, измеренный в верхней части, должен быть не менее 16,8 мм для положительной полярности и 15,5 мм — для отрицательной. Прочность пайки вывода и перемычки проверяют ударами деревянной киянки или действуя отверткой как рычагом с усилием 20—30 Н (рис. 106).

Проверка прочности крепления выводов и перемычки

Рис. 106 Проверка прочности крепления выводов и перемычки

Измерением напряжения и э.д.с. каждого аккумулятора и емкости определяют замыкание или обрыв внутренней цепи в аккумуляторах батареи, снижение емкости.

Состояние аккумуляторных батарей проверяют нагрузочной вилкой с включенным или выключенным нагрузочным резистором. Для этих же целей используют вольтметр класса точности 1 со шкалой на 3 В и ценой деления 0,2 В или вольтметр со шкалой деления на 30 В и с ценой деления 0,2 В для замера напряжения у батареи со скрытыми перемычками.

Места контактов ножек вилки или проводов вольтметра с выводами аккумуляторной батареи должны быть очищены от окислов. Если стрелка вольтметра при замере не отклоняется, то можно предполагать короткое замыкание внутри аккумулятора или отсутствие контакта между борном, мостиком или выводом.

Аккумуляторы под нагрузкой проверяют только в случае, если они имели напряжение не менее 2,0 — 2,2 В, замеренное без нагрузки. При этом на нагрузочной вилке используется резистор, соответствующий номинальной емкости проверяемого аккумулятора. Ножки нагрузочной вилки должны быть плотно прижаты к полюсам каждого аккумулятора в течение 5 с. Если напряжение аккумулятора батареи в процессе проверки падает, то проверяемый аккумулятор разряжен. Низкие значения напряжений всех аккумуляторов батареи после заряда свидетельствуют о ее износе в процессе эксплуатации.

Обычно снятие контрольной емкости при приемке аккумуляторной батареи в ремонт из-за ее большой продолжительности по времени не проводят, а сведения по снижению емкости или повышенному саморазряду получают от лица, сдающего аккумуляторную батарею в ремонт. При снижении емкости 20-часового режима разряда менее 40% от номинальной, а также если саморазряд батареи за 14 сут превышает 10% при температуре окружающей среды 20 ± 5°С, аккумуляторную батарею направляют в ремонт для разборки.

После разборки могут быть определены неисправности:

§50. РАЗБОРКА И ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ

Высверливание перемычек

Рис. 107 Высверливание перемычек

Трубчатое сверло

Рис. 108 Трубчатое сверло

Схема электросварочного аппарата

Рис. 109 Схема электросварочного аппарата

По результатам внешнего осмотра, показаниям вольтметра, нагрузочной вилки и сведениям, полученным от заказчика, определяют вид и объем ремонта аккумуляторной батареи. Если для ее восстановления требуется только приваривать перемычки, выводы, заменить крышки или заливочную мастику, то ремонт оценивают как текущий и аккумуляторную батарею после замены дефектных деталей направляют на сборку, предварительно разрядив. Во всех остальных случаях аккумуляторные батареи полностью разбирают. Перед разборкой из батареи сливают электролит. Для полного стекания электролита батарея должна быть установлена над ванной в опрокинутом положении на 2—3 мин. Начинать разборку надо со снятия перемычек. Для этого необходимо накернить центры на выводах и перемычках аккумуляторной батареи. Высверливание выполняют обычным (рис. 107) или специальным сверлом при ввернутых пробках крышек во избежание попадания свинцовой стружки внутрь аккумуляторов. Применение специального трубчатого сверла (рис. 108), состоящего из корпуса 1, центрирующего пальца 2, штифта 3 и пружины 4, позволяет существенно упростить эту операцию. Глубина сверления должна быть равна толщине перемычки или высоте вывода. При неисправных крышках моноблока допускается удаление перемычек и выводов свинцерезом, ножовкой и т. п. Перемычку удаляют (см. рис. 106) отверткой, используя ее как рычаг.

Удаление выводов и перемычек практикуется также расплавлением узла вывод — перемычка — втулка — борн с помощью электросварочного аппарата (рис. 109). Аппарат состоит из угольного электрода 1, вставленного в держатель 2, который соединяется проводом 3 с выводом вторичной обмотки 5 трансформатора. Другой вывод вторичной обмотки проводом 6 через зажим 7 соединяют со свариваемой деталью 9 или со свинцовым прутиком 8. Первичная обмотка 4 трансформатора включается через рубильник в сеть переменного тока напряжением 127—220 В. Подводимое к угольным электродам напряжение составляет 12 В. В качестве источника тока вместо трансформатора может быть использована аккумуляторная батарея большой емкости. Однако разбирать таким методом аккумуляторные батареи, у которых в перемычках применяются медные вкладыши, а у борнов медные стержни, не рекомендуется. При такой разборке батарей затрудняется съем крышек с борнов, возникают трещины в крышках и оголяются медные стержни.

Нагревательный колпак для размягчения мастики

Рис. 110 Нагревательный колпак для размягчения мастики

Разборка аккумуляторной батареи

Рис. 111 Разборка аккумуляторной батареи:
а — удаление мастики;  б — снятие крышки съемником;  в — извлечение блока электродов из моноблока

Затем следует разогреть мастику до температуры 80—120°С с помощью нагревательного колпака (рис. 110), который состоит из отражателя 5, электронагревательной спирали 7, укрепленной на роликах 6. Для предупреждения провисания при нагреве спираль проходит через керамические трубки 3, укрепленные пластинками 4 на планке 2. В нижней части отражателя имеются пазы 1, в которые входит щиток 10, ограничивающий площадь обогрева у батареи различной длины. Для удобства перемещения колпака и его установки предусмотрена ручка 8. К сети переменного тока напряжением 127—220 В нагревательный колпак подсоединяют с помощью штепсельной розетки 9.

Время разогрева мастики зависит от мощности электронагревателя и от температуры самой батареи. При разогреве обгорание поверхности крышек и стенок моноблока аккумуляторной батареи не допускается.

Мастику удаляют электростамеской (рис. 111,а), которую предварительно включают в электрическую сеть для нагрева до температуры 180—200°С. Снятую мастику собирают в ящик для повторного ее использования после нейтрализации в 2—3%-ном растворе щелочи или соды.

Крышки с моноблока аккумуляторной батареи снимают (рис. 111,б) с помощью приспособления реечной конструкции. При выполнении этой операции скобы съемника устанавливают на борт верхней части моноблока так, чтобы нижний конец рейки с захватами находился против заливного отверстия крышки аккумулятора. Запорную втулку захватов приподнимают и вводят их в отверстие крышки, предварительно сжав рукой. Опустив запорную втулку, фиксируют захваты в рабочем положении. Плавко нажимая на рычаг, снимают крышку моноблока. При этом не следует прилагать усилие более 50 Н во избежание поломки крышки. Если же для снятия требуется прилагать усилие более 50 Н, то необходимо дополнительно разогреть или расчистить мастику. На рис. 112 приведена другая конструкция съемника, у которого захват, изготовленный с учетом диаметра и шага резьбы, ввертывают в заливное отверстие крышки.

Съемник крышек аккумуляторов

Рис. 112 Съемник крышек аккумуляторов:
1 — скоба;  2 — рычаг;  3 — захват;  4 — барашек

Экстрактор для извлечения блоков электродов

Рис. 113 Экстрактор для извлечения блоков электродов

Крышки и пробки деформированные, имеющие трещины, сколы, сорванную резьбу, выбраковывают и направляют в утиль. Вентиляционные отверстия в пробках должны быть прочищены. Наличие старой мастики на поверхности крышек не допускается.

В дальнейшем при помощи экстрактора или другого приспособления вынимают блоки электродов из моноблока (рис. 111,в). Экстрактор (рис. 113) состоит из двух пар левых и правых рычагов 2, соединенных шарнирно при помощи оси 4. Нижние концы рычагов имеют захваты 1, а верхние заклепками 9 шарнирно соединены с планками 3. Верхние концы планок связаны шарнирно общей осью 5, на которую надета резиновая трубка 6. Для предотвращения коротких замыканий через металлические части экстрактора захваты изолированы друг от друга капроновыми втулками 7 и шайбами 8, сделанными из гетинакса.

Для стекания остатков электролита извлеченные блоки устанавливают на края моноблока наклонно.

Ремонтируют электроды только в случае облома ушка. Во всех остальных случаях их заменяют. После снятия блоков электродов моноблок промывают для удаления со дна опавшей активной массы.

На моноблоке допускаются сколы на углах глубиной до 2 мм общей площадью 1 см2; сколы на ребрах отделки глубиной до 2 мм общей площадью 5 см2.

Достаточно прост и удобен способ испытания моноблоков аккумуляторных батарей на герметичность (рис. 114) проверкой электрической цепи через стенки и перегородки. Наличие электрической цепи, которую определяют по отклонению стрелки прибора, свидетельствует о сквозных трещинах. В качестве измерительного прибора используют вольтметр, подключая его к сети переменного тока напряжением 127—220 В. Недостатком данного способа проверки является то, что для его проведения необходимо заполнять моноблок и бак подкисленной водой.

Годные моноблоки, крышки и пробки промывают в чистой воде и сушат на стеллаже при температуре 15—20°С в течение 3—4 ч. Для ускорения процесса сушку ведут в шкафах при температуре не выше 60°С.

Другой прибор для проверки сухих стенок и перегородок моноблока на герметичность (рис. 115) состоит из катушки зажигания Б-17 электрокафельного подогревателя со встроенным электромагнитным вибраторов 3. Катушка обеспечивает повышение низкого напряжения 12-вольтового источника питания постоянного или переменного тока и пробой искрового промежутка между двумя сменными щупами (наконечниками) 1. Наконечники имеют ручки 2, изготовленные из эбонита. Высоковольтными проводами, проходящими через сверления в ручках, наконечники соединяют с выводами а и b катушки. Питание подводится к выводам b и с прибора. Для включения в цепь питания прибор имеет выключатель Вк.

Моноблок проверяют при помощи высокого напряжения, подводимого к наконечникам. При этом оба наконечника подводят к проверяемой стенке моноблока на расстоянии 3—4 мм с таким расчетом, чтобы плоскости наконечников были параллельны. Если стенка моноблока имеет трещину или какое-либо другое сквозное повреждение, то между наконечниками, подведенными к поврежденному участку стенки, произойдет пробой высокого напряжения в виде искры. Аналогично проверяют и внутренние перегородки моноблока.

Проверка стенок и перегородок моноблока на герметичность

Рис. 114 Проверка стенок и перегородок моноблока на герметичность

Электрическая схема прибора для проверки стенок и перегородок моноблока на герметичность

Рис. 115 Электрическая схема прибора для проверки стенок и перегородок моноблока на герметичность

§51. РЕМОНТ

Электроды с отломанными ушками ремонтируют наваркой в шаблоне (рис. 116). Для этого электрод укладывают в шаблон и с помощью газовой горелки нагревают обломанную кромку до плавления. Не отводя пламя горелки от ушка, подносят к нему присадочный пруток, который, плавясь, заполняет свободную часть шаблона. Наваренный слой свинца должен быть выше верхней плоскости шаблона на 0,5—1 мм. Обработав ушко до номинальных размеров, направляют отремонтированный электрод на сборку.

Наварка ушка электрода

Рис. 116 Наварка ушка электрода

Замена сепараторов

Рис. 117 Замена сепараторов

В блоках электродов, не имеющих выбраковочных дефектов, при ремонте следует сменить сепараторы (рис. 117) и направить их на сборку. Для этого следует установить блок на подставку, осторожно развести электроды в стороны и удалить сепараторы так, чтобы не допустить выпадения активной массы из ячеек под ушками электродов и не вызвать поломку решеток. При ремонте аккумуляторных батарей используют новые сепараторы, которые должны устанавливаться рифленой стороной к положительному электроду и выступать над верхними кромками электродов на 3—4 мм. Иногда допускают повторное использование сепараторов, бывших в эксплуатации. Предварительно эти сепараторы промывают в дистиллированной воде и обрабатывают 0,5%-ным раствором сульфанола.

Обычно моноблоки с трещинами, нарушающими герметичность аккумуляторов, выбраковывают, так как после ремонта нельзя гарантировать надежность их работы в эксплуатации.

Перемычки, борны и свинцовые прутки, используемые в качестве присадочного материала во время сварки при сборке аккумуляторных батарей, отливают на специализированных предприятиях. Материалом для отливки служат выбракованные детали батарей или свинцово-сурьмянистый сплав. Для приготовления сплава применяют свинец марок СО, С 1, С2 и СЗ и сурьму марок СуО, Су1, Су2 и СуЗ или сурьмянистый свинец марки ССуА.

Свинцово-сурьмянистый сплав приготовляют обычно в стальных котлах или тиглях. Вначале котел загружают кусками свинцовых чушек и нагревают его до температуры 400°С. Спустя 15 мин после начала плавления снимают слой окислов, доводят температуру до 450—500°С и в котел загружают 3—4% сурьмы от общей массы свинца. Окислы удаляют черпаком с отверстиями. При использовании сурьмянистого свинца, в котором уже содержится необходимое количество сурьмы, температуру в котле сразу же устанавливают равной 400—450°С и по достижении полного расплавления сплава приступают к отливке деталей или прутков. Для уменьшения окисления сплава и выгорания сурьмы поверхность сплава в котле покрывают массивной стальной шайбой, которая, плавая на поверхности, изолирует сплав от кислорода воздуха. С этой же целью рекомендуется покрывать поверхность сплава мелким древесным углем. Этот способ более предпочтителен, так как не требует дополнительных усилий для снятия шайбы и гарантирует от последующего попадания окислов железа в аккумуляторную батарею.

Перед отливкой деталей поверхности литейных форм покрывают тальком или теплоизоляционной суспензией, состоящей из 40 г пробковой муки и 40 г жидкого стекла, растворенных в 1 л воды. Эту смесь после кипячения и отстоя наносят на поверхность нагретых форм кистью или пульверизатором (рис. 118, а). При отливке деталей формы нагревают до температуры 150—200°С. Для нагрева может быть использован горячий сплав, который предварительно заливают в форму, оставляя его там на несколько минут.

Отливка деталей

Рис. 118 Отливка деталей;
а — подготовка литейных форм;  б — отливка борнов;  в — отливка перемычек;  г — отливка присадочных прутков

При отливке деталей сплав зачерпывают из котла стальным черпаком и заливают форму до полного заполнения (рис. 118,б,в,г). Убедившись в том, что сплав в форме полностью затвердел, удаляют из# нее отлитую деталь. При зачерпывании сплава необходимо следить за тем, чтобы в ковш не попадали частицы угля и шлака, так как это может привести к дефектам литья. Сплав в форму следует заливать быстро, непрерывной струей. Струя должна быть возможно короче и толще в сечении, чтобы не происходило остывание сплава.

Изготовление борнов и перемычек, у которых применены медные стержни и вкладыши, требует строгого соблюдения технологического процесса, так как при эксплуатации ненадежный контакт свинцового сплава с медью может привести к искре и взрыву гремучего газа в аккумуляторной батарее. Для изготовления токоведущих деталей с медными вкладышами используют свинцовосурьмянистый сплав, медные прутки, медную ленту, цинк, соляную кислоту, припой ПОССу-ЗО-2, пробковую суспензию, тальк.

Изготовленные в соответствии с чертежами или образцами медные детали травят в растворе хлористого цинка, который получают растворением цинка в соляной кислоте. Для этого медные детали погружают в приготовленный раствор на 30—60 с. Обработанные в растворе детали вынимают и после стекания его погружают в котел с оловянно—свинцово—сурьмянистым сплавом. Длительность лужения в припое ПОССу—ЗО—2 30—60 с при температуре 425 ± 25°С. Облуженные детали охлаждают в ванне с водой. При загрузке в ванну деталей необходимо следить за тем, чтобы они не касались друг друга, иначе образуется спай между ними. Сушат детали в помещении в течение 18—20 ч.

Температура сплава в котле при отливке деталей с медными вкладышами должна быть 525 ±25°С, а содержание сурьмы в сплаве 4,5—6,5%.

Отлитые детали должны иметь ровную, чистую поверхность, без наплывов, раковин и посторонних включений. Геометрические размеры деталей должны соответствовать размерам рабочих чертежей или эталонов. Годные детали направляют на сборку, а бракованные — на переплавку.

Для герметизации крышек аккумуляторов в моноблоке применяют мастику, которую приготовляют из полупродукта и специального масла (табл. 12). Полупродукт — это смесь шинного регенератора с нефтяным битумом. Для приготовления мастики марки БР—20ПТ используют 28,6 части регенератора и 74,4 части битума; мастика марки БРТ—1 содержит 33,3 части регенератора и 66,7 части битума. Приготовляют мастику с маслами марок МТ—16П, МК—22, М—20, МС—14.

Таблица 12
Содержание полупродукта и масла в мастиках различных марок
Компоненты Марка мастики
БР-20ПТ БРТ-1
Полупродукт, % 83 ± 1 75 ± 1
Масло МТ-16П, % 17 ± 1 25 ± 1

Мастика БР—20ПТ преимущественно используется для заливки аккумуляторных батарей, эксплуатируемых в холодной и умеренной климатических зонах, а мастика БРТ—1 — в районах с жарким климатом.

Для приготовления мастики в котел заливают необходимое количество масла и нагревают его до температуры 50—70°С. Затем в котел кладут половину указанного полупродукта в виде мелких кусков. По мере повышения нагрева и расплавления полупродукта в смесь добавляют вторую половину полупродукта. Разогрев смеси ведут при постоянном перемешивании в течение 30—40 мин.

Мастику БР—20Г1Т варят 3—3,5 ч, а БРТ—1 — 2,5 ч при температуре 180—200°С. При варке необходимо придерживаться среднего значения указанного диапазона температур. На период слива разрешается повысить температуру мастики в котле до 220—230°С.

Для лучшей прилипаемости мастики к крышкам и стенкам моноблока заливку следует осуществлять при температуре 190—220°С в эбонитовые моноблоки и при температуре 210—230°С — в полиэтиленовые.

Работы по травлению, лужению и отливке деталей должны выполняться при строгом соблюдении требований техники безопасности и промышленной санитарии.

§52. СБОРКА И ИСПЫТАНИЕ

Блоки электродов сваривают при помощи шаблон-кондуктора (рис. 119,а), который состоит из опорной плиты 5, раздвижных стоек 4, комплектов сменных гребенок 3, вилочных изложниц 1 и запорно-выталкивающего устройства 2. Опорная плита служит основанием, на котором крепятся все детали. На плите установлены раздвижные стойки, позволяющие регулировать расстояние между гребенкой и опорной плитой. В комплект приспособления входят сменные гребенки и вилочные изложницы, позволяющие сваривать положительные и отрицательные блоки электродов для различных типов аккумуляторных батарей.

Сборка блоков электродов

Рис. 119 Сборка блоков электродов:а — шаблон—конструктор с установлеными электродами;  б — сварка электродов

Свариваемые электроды устанавливают параллельно друг другу (см. рис. 119,а) ушками в прорези гребенки. Во избежание образования протеков сплава свинца между зазорами ушки должны плотно сидеть в пазах гребенки и выступать на 3—5 мм. Затем на приспособлении закрепляют вилочную изложницу и вертикально устанавливают борны.

Для получения блоков электроды сваривают с мостиком борна (рис. 119,б). Сварку ведут водородным или бензовоздушным пламенем до образования прочного контакта ушек с борном. При этом пламя горелки направляют на выступающие ушки электродов и нагревают их до плавления. Одновременно туда же вводят свинцовый присадочный пруток, который по мере плавления заполняет свободный объем вилочной изложницы, образуя надежное соединение с ушками электродов и основанием борна. Сваренные блоки электродов после снятия вилочной изложницы вынимают из гребенки шаблон-кондуктора, визуально проверяют качество сварки и направляют на сборку.

В сваренных блоках электродов не допускаются наплывы сплава свинца толщиной более 0,5 мм на верхней части мостика; протеки сплава под мостиком и между электродами; повреждения основания борна глубиной более 0,5 мм; смещение электродов в блоках относительно друг друга более 2 мм по ширине электродов.

Имеющиеся наплывы свинца удаляют (рис. 120) специально заточенной отверткой или столярной стамеской. Ширина рабочей части стамески должна быть на 1,5—2,0 мм меньше расстояния между электродами, чтобы не вызвать выкрашивания активной массы и повреждения решетки электродов.

Удаление наплывов свинца

Рис. 120 Удаление наплывов свинца

При сборке блоки вставляют друг в друга так, чтобы отрицательные электроды отрицательного блока чередовались с положительными электродами положительного блока. Собранные блоки прокладывают сепараторами. Для этого блок укладывают на подставку и, слегка разведя электроды, вставляют сепараторы рифленой поверхностью к положительному электроду при вертикальном расположении ребер.

Установленные сепараторы выравнивают легкими ударами нижней частью блока о верстак. Сепараторы должны выступать равномерно по обеим сторонам блока. Перекрытие сепараторами верхних кромок электродов менее чем на 4 мм и боковых — менее чем на 1 мм не допускается. Снизу блока сепараторы должны быть в одной плоскости с ножками электродов.

Правильно собранные блоки вставляют (рис. 121,а) в моноблок без резких ударов о призмы на дне моноблока. Моноблок, поступающий на сборку, должен быть чистым и сухим. Блоки электродов в ячейках моноблока необходимо расположить так, чтобы борн положительного блока электродов одного аккумулятора находился рядом с борном отрицательного блока электродов соседнего аккумулятора.

Сборка аккумуляторной батареи

Рис. 121 Сборка аккумуляторной батареи:а — установка блоков электродов в моноблок;  б — сварка перемычек;  в — наварка выводов;  г — заливка мастики

Правильность сборки блоков электродов и установки их в моноблок при влажных сепараторах определяют нагрузочной вилкой при отключенных нагрузочных резисторах. Отклонение стрелки вольтметра от нулевого положения свидетельствует об отсутствии коротких замыканий в аккумуляторе, а направление отклонения стрелки указывает на расположение блоков в моноблоке.

Правильность сборки блоков при сухих сепараторах можно проверить вольтметром. При этом вольтметр через аккумулятор подключают к борнам. Отсутствие показаний вольтметра свидетельствует о правильности сборки. Если стрелка вольтметра отклоняется, необходимо найти и устранить причину короткого замыкания электродов.

Сверху на каждый блок накладывают винипластовый защитный щиток так, чтобы его края находились под мостиками борнов.

При сборке крышки моноблока должны свободно надеваться на штыри борнов. Допускается рихтовка борнов и посадка крышек с помощью легких ударов деревянного или резинового молотка. Крышки должны плотно лечь на выступы моноблока. Разность по высоте между соседними крышками должна быть не более 3 мм. Для герметизации крышек по месту посадки в моноблоке применяют уплотнительные резиновые прокладки или асбестовый шнур.

Перемычки при сварке без перекоса надевают на выступающую часть борнов до упора в свинцовые втулки крышек. Сварку (рис. 121,б) ведут с помощью шаблона, который надевают на перемычку. Пламенем горелки нагревают выступающую часть борна, перемычку и свинцовую втулку крышки до плавления. Не отводя пламя горелки от свариваемых деталей, вводят в зону нагрева присадочный пруток, который, плавясь, соединяет детали в единое целое. После остывания качание перемычек не допускается. Качество сварки должно быть обеспечено по всему периметру втулки и борна. В местах сварки не должно быть раковин, расслоений, посторонних включений и пережога свинца. Наплывы свинца под перемычки не допускаются.

Затем наваривают выводы (рис. 121,в) и делают на них оттиски знаков полярности «+» и «—». При наварке шаблон устанавливают на выводные борны крышки и пламенем горелки доводят до плавления верхнюю часть борна и свинцовой втулки. Не прекращая нагрева, вводят в зону пламени горелки присадочный пруток, который по мере плавления заполняет весь объем шаблона.

Знак полярности на верхнюю часть выводов наносят с помощью стального штампа до застывания сплава. Непараллельность перемычек и выводов относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей допускается не более 2 мм. Место соединения борна и свинцовой втулки крышки с выводом или перемычкой должно быть герметичным.

После сварки батарею заливают мастикой (рис. 121,г) при помощи стального ковша с оттянутым сливным носиком. Поверхность слоя мастики должна быть ровной, блестящей, без вздутостей, пузырей и подтеков. Каждую батарею после сборки испытывают на герметичность созданием повышенного или пониженного давления (по сравнению с атмосферным на 200±13 гП).

Герметичность аккумуляторов без вентиляционных штуцеров в крышках проверяют специальной пробкой с мундштуком, на который надевают резиновый шланг, соединенный с вакуум-насосом. Завернув пробку в заливную горловину крышки и открыв вентиль, соединяющий систему с вакуум-насосом, доводят разряжение по показанию вакуумметра до 200 ±13 гП, после чего вентиль вакуумной линии закрывают. Аккумулятор считается герметичным, если созданный в нем вакуум не падает в течение 3—5 с. Таким образом поочередно проверяют все ячейки батареи моноблока.

Аналогично проверяют и батареи с вентиляционными штуцерами в крышках. Разница заключается лишь в том, что испытуемые ячейки присоединяют к аккумуляторной линии надеванием специальной пробки на вентиляционный штуцер и проверку выполняют при плотно завинченных пробках в горловинах.

Батареи, не выдержавшие испытания на герметичность, возвращают в ремонт с последующей повторной проверкой.

Отремонтированные аккумуляторные батареи по своим габаритным размерам, комплектности и соединению аккумуляторов должны соответствовать новым батареям. В зависимости от требований заказчика аккумуляторные батареи выдаются или не залитые электролитом, или залитые электролитом и полностью заряженные.

Заливка капитально отремонтированных аккумуляторных батарей электролитом и их заряд осуществляются аналогично приведению в рабочее состояние новых аккумуляторных батарей.

На каждом аккумуляторе заряженной батареи при проверке э.д.с. должна быть в пределах 2,1 ±0,1 В. При проверке нагрузочной вилкой с включенным для данного типа нагрузочным резистором напряжение на каждом аккумуляторе должно быть не ниже 1,7 В в течение 5 с. Плотность электролита, приведенная к температуре 25°С, зависит от климатической зоны эксплуатации (см. табл. 2).

Емкость аккумуляторной батареи после капитального ремонта должна быть не ниже 80—85% номинальной емкости.

Предъявленные к выдаче аккумуляторные батареи по требованию заказчика могут быть проверены и испытаны на соответствие параметрам, указанным в технической документации ремонтных предприятий. При обнаружении каких-либо дефектов или отклонений от технических требований ремонтное предприятие обязано устранить дефекты или предъявить к сдаче другую капитально отремонтированную аккумуляторную батарею.

Ремонтные предприятия в зависимости от ведомственного подчинения гарантируют различные сроки службы аккумуляторных батарей после капитального ремонта. Срок гарантии исчисляется со дня выдачи аккумуляторных батарей заказчику после ремонта. Ремонтное предприятие указанные сроки службы гарантирует только при условии исправности электрооборудования автомобиля, использования аккумуляторных батарей на тех марках автомобилей, для которых они предназначены, и соблюдения правил эксплуатации.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие дефекты характерны для стартерных аккумуляторных батарей и какова методика их определения?

2. Какова технология разборки аккумуляторной батареи?

3. Какие сплавы применяют дл я изготовления деталей и присадочных прутков? Как и с помощью каких приспособлений это делают?

4. Можно ли применять один сорт заливочной мастики для ремонта аккумуляторных батарей, работ ающих в различных климатических зонах?

5. Ка к осуществляется сборка блоков электродов?

6. Назовите последовательность операций при сборке аккумуляторной батареи.

7. Какие гарантии должно обеспечить ремонтное предприятие при сдаче отремонтированной аккумуляторной батареи заказчику?

Глава 12.

РЕМОНТ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

§53. НЕИСПРАВНОСТИ

При эксплуатации возникают дефекты в следующих узлах генератора.

Корпус. Короткое замыкание витков, обгорание или повреждение изоляции обмотки возбуждения; повреждение изоляции соединительных или выводных проводов; отпайка, обрыв или замыкание на корпус выводных проводов якоря или обмотки возбуждения. В большинстве случаев эти неисправности возникают из-за перегрева генераторов.

Надиры на поверхности полюсов появляются из-за трения о них железа якоря при разрушении подшипников.

Повреждение прорезей под отвертку на винтах крепления полюсов, забоины и заусенцы на корпусе в местах посадки крышек являются результатом небрежного обращения или разборки генератора без применения соответствующего инструмента.

Якорь. Повреждение изоляции обмотки якоря возникает чаще всего из-за перегрева, а иногда и вследствие случайных механических воздействий. Повреждение изоляции неизбежно приводит к замыканию секций, витков обмотки или замыканию на корпус. Секционные замыкания возникают также в результате нарушения изоляции между соседними пластинами коллектора, к которым припаяны выводы секций.

Обрывы обмотки якоря могут происходить из-за плохой припайки выводов к пластинам коллектора, а также вследствие выплавления припоя при перегреве генератора от перегрузки.

Износ поверхностей вала якоря в местах установки шариковых подшипников возникает в результате проворачивания его обойм при разрушении подшипников. При этом образуются задиры на поверхности сердечника якоря в результате трения о полюсные сердечники.

Интенсивный износ коллектора и щеток наблюдается при загрязнении их рабочих поверхностей.

Крышки. Повреждение установочного штифта на крышках является результатом небрежного обращения при разборке и сборке генератора. Преждевременный отказ в работе подшипников происходит из-за отсутствия смазки или при значительно превышающем норму натяжении приводного ремня. В этом же случае изнашиваются отверстия в крышках под посадку подшипников. Вмятины на шайбах крепления войлочного сальника, повреждение стоек щеткодержателей и поломка их пружин являются следствием небрежной разборки.

Повреждение изоляционных прокладок щёткодержателей и потеря упругости их пружин происходят из-за местного нагрева вследствие образования токопроводящих мостиков при загрязнении.

Обломы ушков крышки и трещины в перемычках между вентиляционными отверстиями возникают в результате недостаточно жесткой установки генератора на двигателе. Характерными дефектами крышек являются также износы отверстий в ушках под болты крепления и срыв резьбы в ушке под болт крепления натяжного кронштейна.

Шкив. Износ бортов канавки шкива может явиться следствием увеличенного противнормального натяжения приводного ремня. Износ краев канавки под шпонку происходит из-за недостаточной за тяжки гайки, крепящей шкив на валу якоря генератора.

§54. РАЗБОРКА И ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ

Очищенный от грязи и масла генератор поступает на посты разборки и дефектовки. Сначала его разбирают на узлы, а при необходимости и на отдельные детали.

Для разборки генератора следует:

Применение съемника при снятии крышки со стороны коллектора

Рис. 122 Применение съемника при снятии крышки со стороны коллектора

Применение пресс-отвертки для отвертывания полюсных винтов

Рис. 123 Применение пресс—отвертки для отвертывания полюсных винтов

Схема проверки обмотки якоря на приборе ППЯ

Рис. 124 Схема проверки обмотки якоря на приборе ППЯ

Перед дефектовкой все детали, не имеющие обмоток, промывают в керосине или бензине, после чего их насухо протирают и обдувают сжатым воздухом. Детали, имеющие обмотки, протирают смоченной в бензине ветошью с последующей протиркой насухо.

Детали рекомендуется просушивать в сушильных шкафах с принудительной вентиляцией в течение 30—60 мин при температуре 80— 100°С.

Детали разобранного генератора подвергают дефектовке внешним осмотром. С применением лупы 2,5- или 4-кратного увеличения обнаруживают трещины, забоины, задиры и повреждения резьбы. При внешнем осмотре выявляют также обрывы выходных проводов и повреждение изоляции.

Износы вала и железа якоря определяют при помощи штангенциркуля и микрометра. Износы мест посадки подшипников в крышках определяют индикаторным нутромером или калибрами.

Вал якоря генератора на изгиб проверяют при помощи индикатора на стойке, устанавливая якорь на призмы в местах посадки подшипников. Биение коллектора проверяют в центрах. Упругость пружин щеткодержателей проверяют при помощи динамометра.

Изоляцию обмотки возбуждения и других деталей, изолированных от массы, проверяют током напряжением 220 В. Дл я выполнения этой операции один из зажимов источника тока через контрольный вольтметр присоединяют к изолированной детали, а другой — к корпусу. Если состояние изоляции хорошее, го показания вольтметра при выдержке в течение одной минуты будут равны нулю. В случае повреждения изоляции или плохого ее состояния стрелка вольтметра отклонится.

На некоторых приборах контрольный вольтметр заменен лампочкой, которая на горит при нормальной изоляции и загорается, если она нарушена.

Короткозамкнутые витки в обмотках возбуждения можно обнаружить, измерив сопротивление каждой катушки омметром или прибором ППЯ. Измеренное сопротивление катушек должно быть в пределах величин, указанных в технических условиях.

Для снятия обмоток корпус генератора устанавливают на подставку пресс-отвертки и с ее помощью ослабляют крепление полюсных винтов (рис. 123).

Электрические повреждения обмотки якоря определяют с помощью прибора Э236 или индукционного прибора ППЯ (рис. 124) для проверки якорей. Прибор ППЯ снабжен трансформатором, обмотку которого включают в сеть напряжением 220 В. Уложенный на призмы сердечника трансформатора якорь находится в переменном магнитном поле, благодаря чему в секциях обмотки индуктируется э.д.с. Присоединив к двум смежным пластинам коллектора щупы и замкнув с их помощью проверяемую секцию обмотки якоря, поворотом ручки реостата устанавливают стрелку индикатора (миллиамперметра) на середину шкалы. Миллиамперметром измеряют ток, создава емый э.д.с. в одной секции. Затем якорь повертывают на угол, ра в ный одной пластине коллектора, а щупами замыкают следующую секцию обмотки якоря и т. д., проверяя таким образом последовательно все секции обмотки (рис. 125,а ). При отсутствии замыканий витков в испытываемых секциях и отсутствии замыкания пластин коллектора ток, измеренный индикатором, для каждой отдельной секции не должен отличаться более чем на ±1 деление шкалы. Проверку выполняют при одном выбранном положении пластин коллектора для всех секций. При этом щупы индикатора должны оставаться неподвижными, а якорь необходимо поворачивать, так как при несоблюдении этого условия миллиамперметр может регистрировать неодинаковый ток при исправных секциях и отсутствии замыканий пластин коллектора.

Если стрелка индикатора не отклоняется, то в проверяемой секции имеется обрыв. При замыкании щупами короткозамкнутой секции показания миллиамперметра будут значительно ниже, чем на исправных секциях, а в случае замыкания пластин коллектора между собой стрелка индикатора будет оставаться на нулевом делении шкалы.

Проверка обмотки якоря

Рис. 125 Проверка обмотки якоря на:
а — обрыв и короткое замыкание;  б — короткое замыкание секций

Короткозамкнутую секцию обмотки якоря на приборе ППЯ можно определить с помощью стальной пластины, слегка касаясь поверхности железа (рис. 125,б), укладывая ее последовательно на каждый паз сердечника. В короткозамкнутых секциях индуктируемая э.д.с. образует ток, который, создав свое переменное магнитное поле, вызовет притяжение и дребезжание стальной пластины.

Приборы ППЯ имеют контактное устройство и контрольную лампу для определения замыкания обмотки якоря на корпус. Коснувшись поочередно пластин коллектора, проверяют отсутствие замыканий обмотки и коллектора на корпус. Горение лампы указывает на наличие замыкания.

Аналогичным способом можно проверить замыкание на корпус любых изолированных деталей генератора.

§55. РЕМОНТ

Ремонт корпуса генератора в основном сводится к снятию забоин и заусенцев личным напильником или шабером.

Катушки возбуждения, имеющие межвитковые замыкания, обрывы, поврежденную изоляцию, заменяют новыми.

Намотку катушек возбуждения выполняют в оправке на специальном намоточном станке. Намотку катушек можно осуществлять также и на токарном станке. Перед намоткой сердечник оправки натирают парафином и обертывают в один слой прессшпановой лентой. На прессшпановую ленту укладывают хлопчатобумажную тесьму, оставляя снаружи оправки в прорезях концы, которыми перевязывают катушку после намотки в каждом из четырех углов. Намотку ведут виток к витку в несколько слоев. Число витков определяется при помощи счетчика. После намотки провод обрезают и зачищают, катушку снимают с оправки, к концам обмотки припаивают выводные концы из медного многожильного провода марки ПЩО сечением 1,5 мм2. Место пайки изолируют хлорвиниловой трубкой соответствующего диаметра.

Для предупреждения повреждения изоляции витков катушки при опрессовке по радиусам R и r (рис. 126) их опускают в расплавленный парафин на 15—20 с, после чего обматывают тафтяной лентой шириной 15 мм. Обмотку ведут так, чтобы каждый последующий виток перекрывал половину ширины предыдущего (вполуперекрышу). Места скрутки проводов должны находиться под витками ленты.

Шаблон для выгибания катушек

Рис. 126 Шаблон для выгибания катушек

Для придания катушке необходимой формы ее выгибают по шаблону (см. рис. 126) под прессом. При этом катушку надевают на сердечник 2 и прижимают к основанию 1 накладкой 3. Перемещение накладки ограничивает сердечник. При закладке катушки в шаблон необходимо следить за тем, чтобы выводы обмотки находились с выпуклой стороны.

После придания катушке необходимой формы ее пропитывают в течение нескольких минут в глифталевом № 1154, водоэмульсионном 321-В или другом лаке, дают возможность остаткам лака стечь и сушат в течение 2—3 ч при температуре 90— 100°С в сушильном шкафу. После просушки пленка должна быть прочной, нелипкой. После этого катушку снова опускают в изоляционный лак и окончательно просушивают в течение 3 ч в сушильном шкафу при постепенном повышении температуры до 115°С.

Изготовленные катушки соединяют между собой скручиванием выводов и погружением места спая в расплавленный припой. На соединение надевают изоляционную трубку.

Катушки возбуждения , имеющие поврежденную внешнюю изоляцию, при целой изоляции обмоточного провода и при отсутствии межвитковых замыканий и обрывов, а также катушки с оборванными выводными проводами ремонтируют. При этом всю поврежденную изоляцию удаляют, вместо оборванных выводных концов припаивают новые, затем обматывают тафтяной лентой, пропитывают лаком и сушат так, как это указывалось выше.

Винты крепления полюсных сердечников с поврежденными шлицами заменяют новыми.

При наличии задиров на поверхности полюсных сердечников их заменяют новыми или кладут прокладки из мягкой стали толщиной до 0,5 мм между полюсом и корпусом генератора. Подтянув винты крепления с помощью пресс-отвертки, полюсные сердечники растачивают на токарном станке до номинального размера.

Крышки генератора имеют следующие дефекты. Трещины и обломы крышек ремонтируют газовой или электрической сваркой. Перед сваркой трещины и места обломов разделывают под углом 60— 70° с одной (при толщине до 12 мм) или двух сторон (при толщине более 12 мм).

Сварку ведут как в холодном состоянии, так и с предварительным подогревом до температуры 550—600°С. В качестве присадочного материала при ацетилено-кислородной сварке применяют чугунные прутки или поршневые кольца. В качестве флюса лучше использовать буру. При электросварке можно применять медно-стальные электроды с меловой обмазкой. Можно заваривать трещины в крышках электросваркой, применяя чугунный электрод диаметром 3 мм с толстой обмазкой. После сварки шов зачищают в заточном станке, а при необходимости подвергают токарной обработке.

У крышек со стороны коллектора переклепывают или осаждают заклепки, крепящие щеткодержатели, заменяют изоляционные втулки, прокладки и шайбы. При необходимости заменяют пружины и правят щеткодержатели.

При повреждении изоляции щеткодержателя головки заклепок и оси удаляют с помощью абразивного круга, выбивают заклепки и ось. На новые заклепки и ось рычага щеткодержателя надевают новые изоляционные втулки и прокладки, после чего их расклепывают и покрывают головки цапонлаком или глифталевой нитроэмалью № 1201.

Осадку заклепок и осей прижимного рычага щеток, клепку новых осей и установку новых заклепок осуществляют с помощью специальных оправок, изготовляемых из стали 45 для каждой модели генератора. Оправки термически обрабатывают до твердости HRC 55—60. Осадку ведут пуансоном с сетчатой или полукруглой головкой (рис. 127). Собранный щеткодержатель вновь проверяют на прочность его изоляции.

Осадка заклепок щеткодержателя с применением оправки

Рис. 127 Осадка заклепок щеткодержателя с применением оправки
1 — тиски;  2 — оправка;  3 — щеткодержатель;  4 — крышка генератора;  5 — пуансон;  6 — заклепка;  7 — ось щеткодержателя

Так как щетки должны прилегать к коллектору не менее чем на 75% своей рабочей поверхности, необходимо их притирать с помощью электродвигателя, на валу которого крепятся сменные барабаны, соответствующие диаметру коллектора генератора. На подставке по направляющим к барабану, на цилиндрической поверхности которого закреплена шкурка абразивной стороной вверх, подводится щетка для притирки.

При износе отверстия под посадку подшипника крышку с помощью оправки устанавливают в патрон токарного станка и растачивают с учетом толщины стенки ремонтной втулки. Втулку изготовляют из трубы соответствующего диаметра с припусками для обеспечения прессовой посадки в расточенном отверстии крышки.

Более дешевым является способ ремонта с помощью разрезного кольца, согнутого вальцами из полосы листовой стали необходимой длины. Втулку или кольцо запрессовывают в расточенное отверстие крышки и шлифуют под номинальный размер.

Изношенные отверстия в ушках крышек под болты крепления и натяжной кронштейн ремонтируют заваркой с последующим сверлением с помощью кондуктора отверстий нужного диаметра или нарезанием резьбы. Кроме того, изношенные отверстия крышек под болты крепления ремонтируют сверлением отверстий увеличенного диаметра и запрессовкой в них ремонтных втулок.

Изношенный штифт крышки бородком выбивают из отверстия и на его место устанавливают новый, изготовленный из проволоки нужного диаметра.

Ремонт шкива генератора в условиях АТП и специализированного производства практически не делают.

Незначительные задиры на поверхности сердечника якоря зачищают напильником. Более значительные устраняют шлифованием по всей длине на станке. Допускается уменьшение диаметра якоря не более чем на 1 мм. Для сохранения нормального воздушного зазора между сердечником якоря и полюсными сердечниками в этом случае обязательна постановка прокладок под полюсные сердечники и последующая их проточка.

Если расхождение, качку, смещение пластин не удается устранить опрессовкой, то весь комплект сердечника заменяют новым.

Забитую резьбу на валу якоря исправляют плашкой или резцом на токарном станке. Сорванную резьбу восстанавливают, удаляя старую и нарезая новую уменьшенного размера. Дефектную резьбу ремонтируют также наплавкой с последующей обточкой и нарезанием новой резьбы.

При незначительном обгорании коллектор зачищают стеклянной шкуркой зернистостью 240—300. Изношенную поверхность коллектора обтачивают до полного удаления следов износа. Обточку и зачистку коллектора выполняют на токарном станке или на станках моделей 2155, Р-105 для проточки коллекторов и фрезерования изоляции между пластинами. В технических условиях на ремонт или инструкции по эксплуатации обычно оговаривается предельный диаметр, до которого можно обтачивать коллектор.

После обточки углубляют изоляцию между пластинами коллектора на глубину 0,6—0,8 мм. Эту операцию выполняют на специализированных станках с помощью фрезы толщиной 0,3 — 0,5 мм, диаметром 10 мм или вручную ножовочным полотном шириной 0,5 — 0,7 мм. Углубление изоляции следует делать так, чтобы не задевать при этом меди пластин.

После проточки и углубления изоляции коллектор шлифуют мелкой стеклянной шкуркой зернистостью 240—300.

При обточке коллектора следует иметь в виду, что биение его относительно шеек подшипников не должно превышать 0,05 мм общего отклонения индикатора. Поэтому, если центры вала якоря повреждены или сам вал погнут, необходимо исправить центры резцом, а вал выправить на прессе. При правке центров один конец вала зажимают в патрон станка, а другой должен вращаться в люнете. Биение средней части сердечника якоря относительно диаметров шеек под посадку подшипников не должно быть более 0,1 мм.

Изношенные шейки вала якоря под посадку подшипников восстанавливают хромированием или накаткой. Хромирование применяют при износе до 0,1 мм на диаметр, накатку— при износе 0,1 — 0,25 мм.

Перед хромированием шейки вала шлифуют до полного удаления следов износа. После изоляции мест, не подлежащих хромированию, обезжиривания и декапирования изношенные якоря заве шивают в ванну для хромирования. Рекомендуемый состав электролита: хромовый ангидрид С2О3—250 г/л; серная кислота плотностью 1,83—2,5 г/л. Температура хромирования 50—55°С, плотность тока 20 А/дм2. Слой хрома наращивают на 0,1—0,15 мм больше номинального диаметра шейки.

Извлеченные из ванны детали промывают в дистиллированной воде, которую впоследствии используют для доливки в электролит ванны, затем в холодной проточной и горячей воде. Сушат детали в сухих опилках. После снятия восстановленные таким способом шейки шлифуют до номинального размера.

Более дешевым способом восстановления шеек вала якоря является накатка. Накатку изношенных шеек вала выполняют роликом, диаметр которого должен быть не менее 60 мм, ширина 6—8 мм. Ша г зубцов накатки должен быть 1,5— 1,75 мм, а скорость обработки детали — 1,5—2,5 м/мин. Накатку ведут до увеличения диаметра на 0,35—0,5 мм больше номинального, после чего шейки шлифуют до номинального размера.

Замена обмотки якоря генератора сводится к следующим основным операциям.

С помощью отрезного резца на токарном станке обрезают концы секций обмотки у пластин коллектора. Оставшуюся в коллекторе часть обмотки удаляют лезвием отвертки, предварительно нагрев обмотку паяльником, или фрезерованием. При помощи выколотки и молотка выбивают удерживающие клинья из пазов сердечника, после чего удаляют с якоря провода обмотки. Для облегчения разматывания обмотки якорь обрабатывают агрессивными растворами или выжигают изоляцию в печи (предварительно сняв коллектор с вала якоря) .

Для намотки якорь закрепляют в центрах приспособления. Чтобы не повредить изоляцию обмоточного провода, необходимо напильником и абразивной бумагой зачистить заусенцы пазов якоря. Необходимо также проверить под напряжением 220 В пластины коллектора на замыкание с корпусом и между собой.

Вместо поврежденных торцовых изоляционных пластин сердечника якоря и изоляционных втулок устанавливают новые. После этого в пазы якоря кладут изоляцию (прессшпан, электроизоляционный картон и т. п.) и наматывают обмотку. Изоля ция должна закрывать всю поверхность паза.

Обмотку якоря выполняют по петлевой (рис. 128,а) или волновой (рис. 128,б) схеме намотки. Автомобильные генераторы чаще всего имеют петлевую схему намотки.

Схема намотки якоря

рис. 128 Схема намотки якоря

При ремонте генераторов применяют как машинную, так и ручную намотку. Иногда применяют шаблонную намотку, при которой отдельные секции предварительно наматывают на оправки специальной конструкции, по форме напоминающие оправки катушек обмоток возбуждения.

При намотке якоря генератора необходимо иметь следующие основные данные обмотки: диаметр провода и вид его изоляции, шаг намотки секции по пазам (зубцовый шаг) , шаг по коллектору, число витков в секции, занос начала секции по коллектору.

Объем работ по намотке якоря в основном сводится к двум операциям: укладке проводов обмотки в пазы сердечника якоря и присоединению и пайке концов обмотки к пластинам коллектора.

На авторемонтных заводах и в специализированных мастерских применяют следующий способ петлевой намотки якоря (рис. 129). На сердечнике якоря выбирают произвольный паз и отмечают его. Расположенную против этого паза пластину коллектора считают первой. При намотке счет пазов и пластин ведут по часовой стрелке, если смотреть на якорь со стороны коллектора.

Схема петлевой обмотки якоря генератора

Рис. 129 Схема петлевой обмотки якоря генератора

Отрезав два провода необходимой длины, зачищают их концы на длине 5— 7 мм и забивают начало первого провода в прорезь петушка первой пластины, а второго — в прорезь второй пластины. Отсчитав вправо и влево от отмеченного паза, не считая его, число пазов, равное половине шага, закладывают в эти пазы необходимое число витков обмотки. Концы проводов закрепляют на валу якоря. Аналогично укладывают и вторую секцию, при этом начало проводов секции закрепляют в третьей и четвертой пластинах, а обмотку укладывают в пазы, смещенные по отношению к первым на один паз по часовой стрелке. Таким образом укладывают обмотки во все пазы якоря. Во время укладки секций необходимо с помощью обжимки и молотка делать опрессовку проводов в пазах якоря , а после укладки — забить удерживающие клинья. Материалом клиньев может служить дерево, плотный картон и т. п.

Поверх проводов начала секций накладывают воротничок из бумажной и бязевой лент в один слой, затем забивают в шлицы петушков пластин коллектора концы секций следующим образом: конец первого провода первой секции — ко второй пластине, конец второго провода первой секции — к третьей пластине. Для нахождения концов секций пользуются контрольной лампой. Дл я этого один провод лампы подсоединяют к началу секций, другой — поочередно к концам секций. Тот конец провода, при присоединении к которому контрольная лампа загорается, и является найденным концом секции. Поверх концов секций укладывают воротничок из бязевой ленты шириной 15—20 мм, который укрепляют тремя-четырьмя витками суровой или кордной нитки.

Пайку концов секций в шлицах петушков пластин лучше осуществлять погружением коллектора в расплавленный припой ПОС-40 или ПОС-50, нагретый в тигле. Флюсом служит раствор канифоли в спирте. Кислотные флюсы при пайке применять нельзя.

Если коллектор имеет пластмассовую втулку, то пайку можно выполнять только паяльником. Дл я ускорения прогрева пластин коллектора применяют паяльник повышенной мощности с укороченным сердечником.

Чтобы предохранить части коллектора и вала якоря от облуживания при пайке в тигле, их покрывают мелом или обмазывают техническим вазелином с последующим обвертыванием в два слоя конденсаторной бумагой.

Для обеспечения надежности пайки обмотки в петушках пластин коллектора якорь выдерживают в тигле в течение 30—40 с. Затем якорь вынимают и стальной щеткой очищают коллектор от шлака и излишков припоя.

После этого обмотку якоря генератора пропитывают изоляционным лаком для предохранения проводов от окислительных процессов и придания обмотке большей механической прочности. Для пропитки обмотки якорь погружают до высоты коллекторных пластин на 30 мин в ванну с водоэмульсионным лаком 321-В, ФЛ-8В или глифталевым ГФ-95 при температуре 25—30°С. Затем на 25—30 мин якорь подвешивают над ванной коллектором вверх для стекания излишков лака. Сушка якоря генератора аналогична сушке обмоток возбуждения. Пленка лака по всей поверхности якоря после сушки должна быть прочной и нелипкой. Лак с железа, вала и коллектора якоря смывают растворителями.

После пропитки коллектор якоря обтачивают на специальном или токарном станке, углубляют изоляцию между пластинами и полируют поверхность абразивной бумагой, затем контролируют с помощью ППЯ обмотку на отсутствие короткого замыкания с корпусом и между секциями. Порядок и режимы выполнения этих операций описаны выше.

§56. СБОРКА И ИСПЫТАНИЕ

Генератор собирают в порядке, обратном разборке. При установке катушек возбуждения на полюсные сердечники корпуса необходимо проверить их магнитную полярность: в двухполюсных генераторах противоположные полюсы сердечников должны быть разноименными, а в четырехполюсных разноименными должны быть каждые соседние полюсы.

Для определения магнитных полюсов применяют компас, подключая обмотку возбуждения генератора к аккумуляторной батарее (рис. 130). Перед постановкой резьбу полюсных винтов смазывают натуральной олифой.

Схема проверки катушек возбуждения при помощи компаса

Рис. 130 Схема проверки катушек возбуждения при помощи компаса

В шариковые подшипники крышек закладывают смазку ЛЗ-158 или ЦИАТИМ-201. Притертые щетки должны прилегать к поверхности коллектора всей плоскостью. Остатки абразива и угольной пыли после притирки удаляют с коллектора сжатым воздухом. Герметизирующие войлочные шайбы шариковых подшипников пропитывают в индустриальном масле 45.

Якорь в собранном генераторе при поднятых щетках должен свободно вращаться от руки. Продольный люфт вала якоря не должен превышать 0,25 мм, а зазор между якорем и полюсными сердечниками — 0,5 мм. Люфт регулируют установкой шайб.

Щетки должны прижиматься к коллектору с усилием, оговоренным в технических условиях.

Генераторы, прошедшие капитальный ремонт, обкатывают в течение 10— 15 мин в режиме электродвигателя, питая их от аккумуляторной батареи или выпрямительного устройства. Для этой цели в специализированных предприятиях имеются обкаточные стенды. При этом по силе потребляемого электрического тока, частоте, плавности вращения якоря и шумности работы можно судить о качестве ремонта генератора.

Испытание генератора в режиме электродвигателя на частоту вращения при номинальном напряжении без нагрузки и с полной нагрузкой на повышенную частоту вращения проводят с помощью контрольно-испытательных стендов моделей 2214, 532М, Э-211, КИ-968 и др.

Схема включения генератора при стендовых испытаниях

Рис.131 Схема включения генератора при стендовых испытаниях:
1 — генератор;  2 — амперметр;  3 — выключатель;  4 — нагрузочный реостат;  5 — вольтметр

При проверке генератора в режиме электродвигателя выводы Ш и Я соединяют между собой и к ним подводят питание от аккумуляторной батареи или от низковольтного агрегата постоянного тока напряжением 12 В.

Потребляемый при этом ток не должен превышать величины, установленной техническими условиями (см. табл. 7) для данного типа генератора, а вращение вала должно быть плавным, без рывков и заеданий.

Для измерения частоты вращения якоря без нагрузки и с полной нагрузкой генератор устанавливают в зажимное устройство стенда (рис. 131), вал якоря соединяют при помощи переходной муфты с валом стенда, зажимы Я, Ш и М генератора подсоединяют к зажимам стенда (контакты выключателя разомкнуты). Включив электродвигатель стенда, плавно повышают частоту вращения якоря, наблюдая за показаниями вольтметра. Когда напряже ние достигнет значения 12,5 или 25 В, по тахометру отмечают частоту вращения якоря генератора, которая не должна быть ниже ука занной в технических условиях (см. табл. 5).

Не выключая электродвигателя стенда, определяют частоту вращения якоря при полной нагрузке (контакты выключателя 3 замкнуты) . Для этого включают нагрузочный реостат и увеличивают скорость вращения и нагрузку, добиваясь того, чтобы нагрузка была равна установленной техническими условиями для данного типа генератора при напряжении 12,5 или 25 В. Показание тахометра при этом должно быть не больше указанного в технических условиях. В процессе этих испытаний определяют степень искрения щеток, которая должна наблюдаться в виде отдельных светящихся точек по линии контакта коллектора со щеткой.

Кроме перечисленных испытаний, генераторы, у которых в процессе ремонта заменялась обмотка якоря, испытывают в течение 2 мин на повышенную частоту вращения . Генераторы, выдержавшие испытания, окрашивают нитроэмалью № 2660, предварительно установив на них защитную ленту, и сдают на склад.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите характерные дефекты деталей генераторов постоянного тока.

2. Какова последовательность операций при разборке генератора?

3. Как определяют дефекты обмотки якоря с помощью прибора ППЯ?

4. Как ремонтируют корпус, крышки, вал , якорь генератора?

5. Какова технология восстановления обмоток возбуждения и якоря генератора?

6. Каким требованиям должен удовлетворять собранный после ремонта генератор?

Глава 13.

РЕМОНТ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

§57. НЕИСПРАВНОСТИ,РАЗБОРКА И ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ

К неисправностям генераторов переменного тока, вызывающим необходимость в ремонте, можно отнести: нарушение контакта щеток с контактными кольцами в результате износа или зависания щеток, поломки или ослабления щеточных пружин; замыкание на массу изолированных выводов обмоток статора или ротора; обрыв или межвитковое замыкание обмоток статора или ротора; обрыв или пробой диодов у генераторов со встроенными выпрямителями; износ поверхности контактных колец; трещины или сколы щеткодержателя.

Механические повреждения подшипников, статора, крышек, шкива, вала ротора аналогичны механическим повреждениям этих деталей у генераторов постоянного тока.

Генераторы, поступившие в ремонт, разбирают в такой последовательности:

Проверка обмотки статора генератора на отсутствие межвитковых замыканий

Рис. 132 Проверка обмотки статора генератора на отсутствие межвитковых замыканий

Проверка состояния блока диодов

Рис. 133 Проверка состояния блока диодов

Пружины щеток, потерявшие упругость, заменяют. Давление пружин на щетки проверяют динамометром. Давление должно соответствовать техническим условиям для данного типа генератора.

Замыкание на массу изолированных выводов и обмоток проверяют контрольной-лампой, питаемой от аккумуляторной батареи или от сети напряжением, 127 или 220 В. При нарушении изоляции лампа горит.

Обрыв обмотки возбуждения или статора проверяют прикосновением щупов к контактным кольцам или поочередно к выводам фаз обмотки статора. В случае обрыва лампа гореть не будет.

Межвитковые замыкания обмотки ротора определяют по сопротивлению катушки возбуждения, которое должно соответствовать данным, приведенным в технических условиях. Обмотки статора на межвитковые замыкания проверяют (рис. 132) омметром и сравнивают измеренные значения сопротивлений между выводами. При отсутствии межвитковых замыкании сопротивления между выводами должны быть одинаковыми.

Исправность диодов проверяют при помощи какого-либо источника постоянного тока напряжением не выше 24 В. Напряжение прикладывают к выводам диода через контрольную лампу. Для этих целей можно использовать лампу автомобильную типа А12-1 или А2-1. К одному выводу диода подводят провод от положительного вывода источника питания, а к другому — от отрицательного. Затем провода меняю1- местами.

Исправный диод проводит ток только в одном направлении. При приложении напряжения в прямом направлении (плюс источника соединен с плюсом диода) контрольная лампа должна гореть, а при приложении напряжения в обратном направлении она гореть не должна. Если лампа горит при приложении напряжения в обоих направлениях, диод негоден из-за короткого замыкания в нем (пробоя). Если лампа не горит при приложении напряжения в обоих направлениях, диод негоден из-за обрыва.

В блоках диодов плюс диода выведен на внутреннюю шину блока, а минус — на внешнюю. Общие точки каждой пары последовательно соединенных диодов выведены на зажимы. Проверку осуществляют (рис. 133), прикладывая положительное и отрицательное напряжения поочередно к зажиму каждой пары диодов и шинам обеих полярностей.

Все механические повреждения — износ шеек вала ротора, раз рушение подшипников, разработка шпоночной канавки в шкиве, смятие шпонки, выработка в крышках посадочных мест под подшипники и другие дефекты — выявляют осмотром и измерением.

§58. РЕМОНТ

Поврежденную изоляцию выводов заменяют исправной.

Для снятия отказавшей в работе катушки возбуждения разбирают ротор с помощью съемника или пресса. У генераторов типов Г250, Г270 половину клювообразных полюсов снимают в сторону контактных колец после отпайки концов обмотки и снятия контактных колец.

Намотку катушки возбуждения делают на оправку проводом соответствующего диаметра аналогично намотке катушек возбуждения у генераторов постоянного тока.

Приспособление для намотки фазных обмоток статоров

Рис. 134 Приспособление для намотки фазных обмоток статоров

Исправную катушку возбуждения устанавливают на втулку между двумя изоляционными шайбами, напрессовывают на вал половину полюсов и контактные кольца, закрепляют полюсы с помощью гайки, выводы катушки припаивают к контактным кольцам. Для предотвращения самоотвертывания стяжную гайку после затяжки у генераторов Г2Б закренивают в четырех местах. Затем ротор пропитывают изоляционным лаком.

Обычно при отказе в работе одной из фазных обмоток статора заменяют все фазные катушки. У дефектного статора выжигают изоляцию, после чего фазные катушки легко снимают с выступов железа. Новые катушки каждой фазы наматывают проводом соответствующего диаметра с помощью приспособления (рис. 134) на специальную разборную оправку. Приспособление состоит из подставки 1 , на столе которой закреплены основание 6 натяжного устройства, обеспечивающего подачу намоточного провода от катушки 19 с усилием натяжения 20—30 Н, и стойка 8 с оправкой 4 и рукояткой 9. С основанием натяжного устройства жестко соединен кронштейн 5, на котором расположены направляющие 7, 17, натяжные 14, 16 и прижимной 10 ролики. Направляющий ролик 3 может перемещаться при намотке по оси, закрепленной на стойках 2. Торможение провода осуществляется изменением натяжения пружины ремня 13 с помощью болта 18 и смещением оси прижимного ролика, закрепленного на подвижно.м кронштейне болтом 11 с пружиной 12. Оси всех роликов смазывают с помощью масленок 15.

Провод от катушки направляющими роликами подается на оправку, на которую вращением рукоятки последовательно наматывают фазную обмотку. По окончании намотки откусывают конец провода, отвинчивают гайку оправки и разъединяют секции для снятия катушек фазы. Затем оправку собирают по порядку номеров, выбитых на каждой секции, для намотки следующей фазной обмотки.

При сборке в углубления очищенного и окрашенного нитроэмалью статора вставляют изогнутую П-образную изоляцию из электротехнического картона марки ЭВ или ЭВС, а на выступы статора поочередно надевают катушки каждой фазы. Для фиксации катушек в пазах забивают текстолитовые удерживающие клинья. Начала фаз ных катушек зачищают, скручивают и спаивают в тигле припоем ПОС-40, а на выводные концы надевают изоляционные хлорвиниловые трубки и закрепляют присоединительные наконечники.

При пропитке статоры погружают в ванну с лаком ГФ-95 на 1 — 2 мин так, чтобы лак не попал на наконечники выводов, и выдерживают на воздухе 15—20 мин. Сушку осуществляют в шкафу при температуре 100—120°С в течение 4 ч.

Поврежденные диоды в блоках отпаивают от соединительных шин и на их место устанавливают исправные. Диоды ВА20 выпрессовывают ручным прессом, а не ударами молотка, так как это приводит к порче посадочного отверстия. Отверстие под запрессовку необходимо развернуть до диаметра 13+0,04 мм, так как посадочный диаметр у диодов, выпускаемых в запасные части, увеличен на 0,5 мм.

Перед припайкой диодов к шинам необходимо проверить полярность с помощью контрольной лампы так, как это указывалось выше. Пайку ведут электрическим паяльником, применяя припой ПОС-61 и в качестве флюса — спиртовой раствор канифоли. Продолжительность пайки не должна превышать 15 с.

Контактные кольца протачивают аналогично коллекторам генераторов постоянного тока до выведения следов износа и размера не менее оговоренного в технических условиях. Если в результате значительного износа окажется, что диаметр колец после проточки меньше допустимого, то кольца заменяют новыми, предварительно отпаяв от них выводы обмотки возбуждения.

Щеткодержатели, имеющие сколы, трещины и деформацию корпуса, заменяют.

Вместо дефектной шпоночной канавки на валу ротора фрезеруют новую в месте, противоположном старой.

Шейки вала ротора под посадку подшипников ремонтируют аналогично шейкам вала якоря генераторов постоянного тока.

Изношенное отверстие в крышках под посадку подшипника растачивают на токарном станке с помощью оправки под втулку. Изготовленную из стальной трубы ремонтную втулку запрессовывают в расточенное отверстие. После этого установленную втулку растачивают или шлифуют под номинальный размер.

Изношенные отверстия в ушках крышек под болты крепления растачивают с помощью кондуктора под втулку. Ремонтную втулку накатывают по внешнему диаметру и запрессовывают в подготовленное отверстие ушка. Вместо сорванной резьбы в ушке под натяжной кронштейн нарезают резьбу увеличенного диаметра.

§59. СБОРКА И ИСПЫТАНИЕ

Генератор собирают в порядке, обратном разборке. При этом должны быть соблюдены следующие технические требования: изоляция выводов крышек должна выдерживать испытание переменным током напряжением 220 В; катушка обмотки возбуждения ротора должна быть проверена на отсутствие межвитковых замыканий и замыканий на корпус; контактные кольца не должны замыкаться между собой и на корпус; катушка возбуждения должна плотно зажиматься в свободном пространстве ротора под полюсами; собранный ротор должен быть пропитан изоляционным лаком.

Схема включения приборов при проверке электрических характеристик генератора

Рис. 135 Схема включения приборов при проверке электрических характеристик генератора:
1 — генератор;  2 и 6 — вольтметры;  3 — амперметр;  4 и 8 — выключатели;  5 — нагрузочный реостат;  7 — реостат в цепи возбуждения;  9 — аккумуляторная батарея

При сборке в шариковые подшипники должна быть заложена специальная смазка (ЛЗ-158, ЦИАТИМ-201 и т. д.). Фетровые шайбы сальников пропитывают индустриальным маслом 45, а затем отжимают. Биение контактных колец относительно посадочных мест под шариковые подшипники не должно превышать 0,05 мм.

После сборки генераторов ротор должен вращаться свободно от руки. Продольный люфт ротора должен быть в пределах 0,15—0,25 мм.

Размеры, зазоры и натяги в сопряжениях отдельных деталей при сборке генераторов должны соответствовать технической документации на ремонт данного типа генератора.

Каждый генератор, прошедший ремонт, должен быть проверен на соответствие его выходных параметров техническим характеристикам, приведенным в технических условиях (см. табл. 6). Испытания генератора можно проводить на контрольно-испытательном (типов 2214, Э-211, 532, КИ-968 и др.) или специальном стенде, позволяющем плавно изменять скорость вращения ротора и нагрузку закрепленного на стенде генератора. Для создания нагрузки и замера электрических величин на стенде устанавливают вольтметры и амперметры класса точности не ниже 1,5 и нагрузочные реостаты. При этом приборы соединяют с испытуемым генератором по схеме, Приведенной на рис. 135, а частоту вращения контролируют тахометром.

При испытании проверяют частоту вращения ротора, при которой генератор развивает определенное напряжение без нагрузки и под нагрузкой (см. табл. 6).

Техническими условиями рекомендуется проверять некоторые генераторы при питании их обмотки возбуждения от постороннего источника тока. Это связано с необходимостью иметь на стенде дополнительно регулируемый источник постоянного тока.

Обычно генераторы проверяют при соединении выводов «+» и Ш между собой, т. е. питают обмотку возбуждения от самого генератора. В этом случае частота вращения ротора генератора может превышать указанную в технических условиях на 10 %.

Во время проверки на испытательном стенде частоту вращения ротора генератора регулируют в зависимости от конструкции стенда либо изменяя частоту вращения вала приводного электродвигателя, либо шкивоременным вариантом. При этом обеспечивается плавное изменение частоты вращения ротора генератора.

Направление вращения ротора генератора у разных генераторов различно. Чаще всего вращение происходит по часовой стрелке, если смотреть со стороны шкива.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите характерные дефекты деталей генераторов переменного тока?

2. В какой последовательности разбирают генератор?

3. Как определяют исправность элементов выпрямителя генератора?

4. Какие операции проводят при замене статорной обмотки генератора?

5. По каким параметрам проверяют генератор на стенде после ремонта?

Глава 14.

РЕМОНТ РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРОВ И РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

§60. НЕИСПРАВНОСТИ, РАЗБОРКА И ДЕФЕКТОВКА

Поступившие в ремонт контактно-вибрационные реле-регуляторы, бесконтактные регуляторы напряжения очищаются от масла, пыли и грязи. Перед разборкой для определения состояния отдельных деталей реле внешним осмотром необходимо снять крышку.

Если проверяемые реле не имеют явно выраженных поломок и повреждений в виде обрывов проводов и наконечников, нарушения изоляции, загрязнения или полного обгорания рабочих поверхностей контактов, а также механических или тепловых повреждений обмоток, то они перед разборкой должны быть проверены на стенде или при помощи аккумуляторной батареи и вольтметра.

На основании результатов испытаний и внешнего осмотра ус т ана вливают необходимость разборки неисправных реле и ремонта отдельных деталей. При ремонте встречаются следующие характерные поломки и повреждения деталей: погнутость, трещины или обломы крышек и оснований; срыв резьбы в отверстиях контактных выводов и на винтах крепления; повреждение амортизационных и герметизирующих прокладок; ослабление заклепок и шпилек крепления деталей; корродирование отдельных деталей; обгорание и загрязнение контактов; потеря упругости, повреждение витков пружин якоря ; повреждение пружинящих пластин якорей реле-регуляторов; механические и термические повреждения изоляции деталей и обмоток; межвитковое замыкание катушек; обрывы выводных наконечников обмоток; замыкание на корпус обмоток и выводных зажимов; разрушение транзисторов, резисторов и других элементов схемы.

Ремонт реле заключается в смене перегоревших резисторов, замене поврежденных обмоток и якорей, замене поврежденных соединительных проводов и изолирующих прокладок.

Дл я того чтобы сменить обмотку у реле, необходимо отвернуть гайку крепления сердечника к основанию и отпаять концы обмоток.

При смене сгоревших или поврежденных резисторов необходимо освободить сердечник, на котором намотан резистор, от держателя. Отпайку концов проводов, замыкающих обмотки с корпусом или выводами, а также вывертывание винтов и отвертывание гаек, крепящих наконечники проводов, необходимо делать осторожно , чтобы не вызвать обрывов и повреждений проводов.

Исправность резисторов и обмоток определяют при помощи омметра. Если сопротивление отличается от номинального, то обмотку или резистор следует заменить исправными. Обрывы обмоток, особенно в местах пайки, можно обнаружить осмотром или с помощью контрольной лампы. Сопротивление обмоток обычно проверяют отдельно от добавочных резисторов.

Сопротивления обмоток измеряют при помощи обычного переносного омметра или омметра контрольно-испытательного стенда, на котором проводится проверка. Обмотки и резисторы проверяют на отсутствие обрывов, а также на исправность изоляции напряже нием 220 В через контрольную лампу мощностью не более 60 Вт. Если проверяемая обмотка или резистор не имеют обрывов, то лампа горит.

Зазоры между контактами, между якорем и сердечником реле изменяют при помощи набора плоских щупов.

При проверке полупроводниковых приборов, применяющихся в электронных регуляторах напряжения, следует помнить, что перегрузка как по току, так и по обратному напряжению, приложенному к переходу, приводит к отказу прибора в работе. Поэтому при проверке диодов по простейшей методике, приведенной выше, нельзя использовать сетевое напряжение. В качестве источника электрической энергии должна служить аккумуляторная батарея с последовательно включенной маломощной автомобильной лампой.

Стабилитроны, применяющиеся в автомобильных схемах, рассчитаны на очень малые токи, поэтому их нельзя проверять даже при помощи маломощной контрольной лампы. Дл я проверки стабилитрона на обрыв и короткое замыкание измеряют сопротивление в прямом и обратном направлениях при помощи тестера. Таким же способом можно проверять диоды и выпрямительные блоки. Сопротивление в обратном направлении должно во много раз превышать сопротивление в прямом направлении.

Транзистор проверяют, измеряя сопротивление между выводами эмиттера и базы, базы и коллектора в прямом и обратном направлениях. Определить положение каждого вывода можно по меткам на теплоотводе: Э — эмиттер; Б — база; К — коллектор. При отсутствии меток положение выводов определяют по следующим признакам. Вывод коллектора легко отличить, т ак как он соединен с корпусом транзистора. Мысленно проведя окружность через все три вывода и обходя эту окружность по часовой стрелке, начиная с вывода коллектора, встречают у транзисторов Р302, ГТ701А и КТ805А сначала вывод базы, потом вывод эмиттера; у транзисторов Г1214В, П217 и КТ801Б — сначала вывод эмиттера, затем вывод базы.

У исправного транзистора должна быть значительная разница в сопротивлениях переходов, измеренных в прямом и обратном напра влениях. Если сопротивление между выводами равно нулю или бесконечности, транзистор неисправен.

§61. РЕМОНТ

Погнутости на крышках и основаниях реле устраняются правкой. Желательно для этой цели изготовить специальные оправки по форме крышек или оснований.

Крышки с обломами и трещинами, при наличии которых пыль и грязь могут попадать на внутренние элементы реле, а также основания с трещинами или обломами лапок крепления выбраковывают. Оставшиеся годные детали используют в качестве запасных частей.

При срыве резьбы в отверстиях контактных выводов ее высверливают и вместо нее нарезают новую, большего диаметра.

Поврежденные резиновые амортизаторы и герметизирующие прокладки заменяют новыми. Для изготовления прокладок можно применять камерную резину автомобилей, использовав старую прокладку в качестве выкройки.

Ослабевшие заклепки расклепывают , а головки закрашивают глифталевой нитроэмалью или цапонлаком. У поврежденных заклепок спиливают головки, стержни заклепок выбивают бородком и на их место устанавливают новые. Головки заклепок расклепывают пуансоном с сетчатой или полукруглой головкой. У токоведущих заклепок головки припаивают к деталям крепления припоем ПОС-40 с применением канифоли.

Корродированные детали (ярмо, якорек и т. п.) очищают стальной щеткой или в пескоструйном аппарате, а затем цинкуют.

При незначительном повреждении рабочие поверхности контактов зачищают надфилем с бархатной насечкой или абразивными брусками с обязательной доводкой поверхности бывшей в употреблении шкуркой зернистостью 140— 170, добиваясь при этом, чтобы контакты соприкасались по всей плоскости. После зачистки и доводки контакты надо тщательно протереть замшей или салфеткой, смоченной в бензине, для удаления остатков абразивной пыли.

Сильно поврежденные контакты заменяют новыми. Для удаления контакта при помощи абразивного круга сошлифовывается головка заклепки и бородком выбивается стержень. Вместо удаленной устанавливается новая заклепка с приваренным к ней вольфрамовым контактам (у серебряных контактов в отверстие детали устанавливают стержень контакта) , после чего при помощи молотка и пуансона с сетчатой головкой расклепывают головку и з акрашивают цапонлаком.

Вольфрамовые контакты на заклепки (контактодержатели) напаивают латунными и медными припоями. В качестве флюса применяют порошкообразную буру. Перед пайкой тщательно зачищают надфилем или абразивным бруском спаиваемые поверхности заклепки и контакта. Затем эти поверхности покрывают тонким слоем буры, слегка смоченной водой, а между ними пинцетом кладут тонкую латунную или медную пластину. Прижима я стальным прутком заклепку и контакт друг к другу, нагревают их пламенем горелки или паяльной лампы до спаивания. Остатки буры после пайки удаляют погружением контакта на 3—4 мин в слабый раствор соляной кислоты, после чего его промывают водой.

Приспособление для напайки вольфрамовых контактов

Рис. 136 Приспособление для напайки вольфрамовых контактов

Вольфрамовый контакт на заклепку лучше напаивать, применяя нагрев электрическим током на приспособлении (рис. 136) от аккумуляторной батареи 9. Для этого зачищают и покрывают бурой спаиваемые поверхности так, как это указывалось выше, и устанавливают заклепку или пластину 7 с закрепленной на ней заклепкой на нижний электрод 10 приспособления, а затем латунную или медную пластину 6 или припой ПСр-70 и контакт 5. Включателем 8 подключают аккумуляторную батарею к приспособлению и, перемещая рычагом 1 верхний электрод 4 в направляющей 3 до зажима контактов, замыкают электрическую цепь. Как только припой расплавится, рычаг отпускают и под действием пружины 2 верхний электрод поднимается вверх. Время нагрева контактов до расплавления припоя 4—6 с. Концы электродов выполнены из меди. В качестве источника тока для питания приспособления может быть использована сеть напряжением 220 В через понижающий трансформатор.

Для замены негодной упругой пластины якоря необходимо спилить головки заклепок, снять пластину и приклепать новую к якорю и кронштейну крепления якоря.

Взамен поврежденных изоляционных пластин изготовляют новые из листового текстолита толщиной 1— 1,5 мм с применением в качестве выкройки выбракованной изоляционной пластины. При изготовлении изоляционных прокладок и шайб отверстия в них просверливают, а при толщине менее 2 мм просекают просечкой с острыми кромками.

Нарушение цепи обмоток чаще всего происходит из-за обрыва выводных концевых проводников. При замене концевых проводников тонких обмоток применяют провод ПЩ или ПЩО поперечным сечением 0,3 мм2. При спайке проводников необходимо удалить с их концов изоляцию, хорошо зачистить, покрыть спиртоканифольным раствором и облудить окунанием в припой ПОС-40 . После этого следует надеть на один конец провода линоксиновую или полихлорвиниловую трубку, скрутить облуженные концы проводников, пропаять место скрутки и сдвинуть трубку на место спая.

Обмотки, имеющие витковые замыкания, обрывы, а также повреждения или обгорания изоляции, заменяют новыми.

Неисправные резисторы заменяют. При необходимости можно на мотать на исправный сердечник резистор из нихромовой проволоки соответствующего сечения, длины и сопротивления.

При использовании старых резисторов необходимо осуществлять не только их внешний осмотр, но и точно измерять сопротивления, так как в процессе эксплуатации происходит естественное старение резисторов, в результате которого сопротивление сильно изменяется.

Ремонт электронных регуляторов напряжения (бесконтактных) сводится в основном к замене отказавших в работе элементов схемы.

§62. СБОРКА, РЕГУЛИРОВКА И ИСПЫТАНИЕ

Сборка регуляторов напряжения, реле-регуляторов ведется в соответствии с чертежами заводов-изготовителей с учетом особенностей их конструкции. Объем сборки зависит от произведенного объема разборочных операций при устранении той или иной неисправности. При сборке следует учитывать следующее. Зазор между контактами реле в разомкнутом состоянии должен находиться в пределах, рекомендуемых техническими условиями для данного типа реле. Если реле-регуляторы имеют несколько контактов на одном элементе, то зазоры у всех контактов должны быть одинаковы. Несовпадение осей верхних контактов допускается до 0,25 мм. Воздушный зазор между якорем и сердечником у реле должен быть в пределах требований технических условий. Рабочие поверхности контактов должны быть гладкими. Концы намотанных на теплоизоляционный стержень проволочных резисторов должны быть плотно обжаты в держателях кронштейна.

Основание и крышка снаружи должны быть окрашены черной нитроэмалью. У реле-регуляторов внутренние поверхности основания и крышки не окрашивают.

Крышка реле должна свободно надеваться на установочные выступы и плотно крепиться при помощи лапок или винтов к основанию, равномерно прижимая герметизирующую прокладку.

Места регулировки и замера зазоров

Рис. 137 Места регулировки и замера зазоров:
а — реле обратного тока, реле стартера и сигнала;  б — регулятора напряжения и ограничителя тока

Все прошедшие ремонт реле-регуляторы, регуляторы напряжения после сборки должны быть отрегулированы и подвергнуты контрольным испытаниям на соответствие электрических характеристик требованиям технических условий. Проверку и регулировку реле-регуляторов, регуляторов напряжения проводят совместно с генераторами, в комплекте с которыми их устанавливают на автомобиле, на специальных стендах. Каждый электромагнитный узел реле-регулятора (реле обратного тока, регулятор напряжения и ограничитель тока) для генератора постоянного тока проверяют и регулируют в отдельности.

На стенде реле-регулятор закрепляют так, чтобы его положение соответствовало установке на автомобиле.

Зазор А между якорем и сердечником реле обратного тока (рис. 137, а) при разомкнутых контактах регулируют подгибанием ограничителя хода 1, в который упирается якорь, когда реле не включено. Зазор Б между контактами 2 и 3 регулируют, перемещая стойки неподвижного контакта.

У реле обратного тока реле-регулятора РР130 зазор устанавливают в момент замыкания контактов, когда плоская пружина, к которой приклепан якорь, еще не прогнулась. Дл я этого между якорем и сердечником вставляют щуп толщиной 0,3 мм и прижимают якорь до упора в него. При этом контакты не должны замкнуться. Затем проводят такую же проверку со щупом толщиной 0,2 мм. При этом контакты должны сомкнуться. Момент замыкания контактов можно контролировать с помощью лампы, включенной параллельно контактам.

Зазор А между якорем и сердечником регулятора напряжения и ограничителя тока (рис. 137, б) регулируют, перемещая стойки 4 неподвижного контакта, ослабив винты 5.

Проверка регулируемого напряжения. Реле-регулятор закрепляют на контрольно-испытательном стенде и соединяют согласно схеме, приведенной на рис. 138, а, б.

Вибрационные регуляторы напряжения регулируют при силе тока нагрузки генератора, равной половине номинальной, и при частоте вращения якоря (ротора), указанной в технических условиях для данного типа.

Нагрузку создают реостатом стенда и частоту вращения якоря (ротора) генератора контролируют тахометром.

Если при проверке регулируемое напряжение выходит за пределы установленных величин (см. табл. 7, 8), то необходимо подрегулировать вибрационный регулятор напряжения специальным ключом (см. рис. 34). Следует помнить, что кронштейн и пружина находятся под напряжением относительно основания корпуса реле-регулятора, поэтому во избежание короткого замыкания на стержень регулировочного ключа рекомендуется надеть полихлорвиниловую втулку или обмотать изоляционной лентой.

У вибрационных реле-регуляторов при повышенном напряжении необходимо подгибанием кронштейна ослабить натяжение пружины якоря, а при пониженном — увеличить. У бесконтактных регуляторов напряжение регулируют заменой и подбором подстроенных резисторов. При регулировке должна быть обеспечена точность в пределах ± 0,2 В. При наличии у реле-регуляторов двух регуляторов напряже ния регулировка их проводится поочередно. При проверке одного из регуляторов напряжения якорь второго заклинивают с помощью заточенной спички, которую следует осторожно вставить между якорем и сердечником.

Проверка и регулировка ограничителя тока. Схема соединения остается той же, что и при проверке регулятора напряжения (см. рис. 138, а ) . Не изменяя частоту вращения привода стенда, с помощью нагрузочного реостата увеличивают нагрузку на генератор и одновременно следят за показаниями амперметра и вольтметра.

Схема соединений при проверке регулятора напряжения и ограничителя тока реле-регулятора, работающего с генератором постоянного тока

Рис. 138 Схема соединений при проверке:
а — регулятора напряжения и ограничителя тока реле—регулятора, работающего с генератором постоянного тока;  б — регулятора напряжения, работающего с генератором переменного тока;  в — реле защиты;  г — реле выключения

При увеличении нагрузки наступит момент, когда, несмотря на дальнейшее уменьшение сопротивления реостата (увеличение нагрузки), стрелка амперметра остановится, а напряжение начнет снижаться. Максимальное значение силы тока, предшествующее снижению напряжения, будет соответствовать регулировке ограничителя тока и должно находиться в пределах , указанных в технических условиях (см. табл. 7). Уменьшение или увеличение силы ограничиваемого тока выполняется так же, как и при регулировке регулятора напряжения.

Проверка напряжения включения реле обратного тока. Для этого (см. рис. 138, а ) необходимо с помощью реостата стенда установить нагрузку на генератор, равную 5— 10 А, отсоединить провод вольтметра от зажима Б и присоединить к зажиму Я проверяемого реле-регулятора; плавно увеличивая частоту вращения привода стенда, следить за показаниями вольтметра. Вначале напряжение будет плавно расти, но в момент замыкания контактов реле обратного тока стрелка вольтметра резко отклонится влево. Максимальное напряжение, показанное вольтметром в момент включения контактов реле обратного тока, должно соответствовать данным, указанным в технических условиях (см. табл. 7).

При несоответствии напряжения включения установленным пределам следует отрегулировать реле обратного тока следующим образом: если замыкание контактов происходит при повышенном напряжении, необходимо подгибанием кронштейна уменьшить натяжение пружины якорька и наоборот.

Напряжение включения реле обратного тока должно быть ниже регулируемого напряжения на величину не меньше 0,5 В при номинальном напряжении электрооборудования 12 В и на 1 В при напряжении 24 В.

У реле обратного тока проверяют и регулируют обычно только напряжение включения. Если зазоры реле соответствуют рекомендуемым значениям, то после того, как отрегулировано напряжение включения, обратный ток включения, как правило, не выходит за допустимые пределы. При необходимости обратный ток включения может быть проверен при замене в схеме (см. рис. 138, а) нагрузочного реостата аккумуляторной батареей. После проведенных регулировок следует проверить регулируемое напряжение и напряжение включения реле обратного тока при закрытой крышке реле-регулятора.

Проверка реле защиты. Реле защиты контактно-транзисторных реле-регуляторов типа РР362 предназначено для предотвращения отказа в работе транзистора при коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора. Реле защиты должно замыкать контакты и запирать транзистор при силе тока в цепи обмотки возбуждения, достигающей предельных значений. Отклонения регулировки реле защиты могут приводить к ложному срабатыванию или отказу транзистора в работе.

Для проверки реле защиты необходимо собрать схему, приведенную на рис. 138, в. При этом сопротивление реостата должно быть полностью введено.

Замкнув выключатель и плавно уменьшая сопротивление реостата, наблюдают за показаниями амперметра. Момент срабатывания определяется резким отклонением стрелки амперметра на нуль и характерным щелчком при замыкании контактов реле защиты. Максимальное значение измеренного тока соответствует силе тока срабатывания реле защиты, которая должна быть в пределах 3,2—3,6 А. При изменении силы тока срабатывания от допустимой величины в большую сторону необходимо ослабить натяжение пружины реле защиты или увеличить натяжение при пониженной силе тока.

Контакты реле защиты под действием удерживающей обмотки должны находиться в замкнутом состоянии до момента размыкания выключателя.

Проверка реле включения. У реле-регуляторов для проверки напряжения, при котором замыкаются контакты реле включения, следует собрать схему, приведенную на рис. 138, г. При этом сопротивление реостата должно быть полностью введено. Плавно уменьшая сопротивление реостата, заметить показание вольтметра в момент загорания лампы. Измеренное таким образом напряжение соответствует напряжению замыкания контактов реле включения и должно находиться в пределах 6—9 В.

При необходимости реле включения регулируется натяжением пружины в случае малого напряжения или ослаблением ее в случае большого напряжения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите характерные дефекты деталей реле-регуляторов, регуляторов напряжения.

2. Как проверить исправность транзистора или другого полупроводникового прибора?

3. Какова технология замены контактов и обмоток катушек реле?

4. Какие регулировки выполняют у контактно-вибрационного реле-регулятора?

5. Как и по каким параметрам проверяют реле-регуляторы, регуляторы напряжения?

Глава 15.

РЕМОНТ СТАРТЕРОВ

§63. НЕИСПРАВНОСТИ, РАЗБОРКА И ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ

При ремонте стартеров устраняют следующие дефекты и повреждения: забоины и заусенцы на посадочных местах крышек; срыв внутренней и внешней резьбы на отдельных деталях стартера; срыв шлицев головок винтов крепления полюсных сердечников; задиры на внутренней поверхности полюсных сердечников из-за задевания их железом якоря при износе подшипников; повреждение изоляции обмоток якоря и возбуждения из-за перегрева или загрязнения; нарушение изоляции изолированных щеткодержателей; износ якоря под втулки подшипников в крышках и промежуточной опоре и износ самих втулок; отказ в работе из-за замыканий или обрыва обмоток катушек реле стартера или окисления контактных болтов и диска; повреждение муфты привода (заклинивание или проскальзывание роликов, трещины на одной из полумуфт, износ зубьев или забоины торцов шестерни и т. д.); износ роликов, отверстий под пальцы рычага привода.

Стартеры разбирают в следующей последовательности:

В зависимости от конструкции стартера последовательность операций разборки может несколько отличаться от указанной.

Приспособление для проверки муфты свободного хода

Рис. 139 Приспособление для проверки муфты свободного хода:
1 — динамометрический рычаг;  2 — втулка;  3 — шестерня;  4 — шлицы основания;  5 — основание

Износы отдельных деталей стартера определяют, измеряя изношенные поверхности универсальным (микрометром, штангенциркулем, линейкой) или специальным (шаблонами, калибрами) измерительным инструментом.

Обрыв обмоток реле легко выявляется с помощью контрольной лампы. При отсутствии обрыва лампа, включенная между выводом реле и корпусом, должна гореть.

Без перемотки катушек реле можно устранить лишь обрыв в месте соединения вывода удерживающей обмотки с корпусом. Для этого достаточно пропаять это соединение или осадить заклепку, крепящую провод к корпусу.

Межвитковые замыкания обмоток реле стартера выявляют, измеряя сопротивления втягивающей и удерживающей катушек. Если измеренные сопротивления окажутся меньше указанных в технических условиях, значит, имеется межвитковое замыкание. При обрыве обмоток в других местах (обычно в соединении катушек с выводами) так же, как и при межвитковых замыканиях, реле стартера следует заменить исправным.

Состояние контактных болтов и диска реле или включателя проверяют осмотром. Изношенные медно-графитовые втулки крышек стартера заменяют новыми.

Наиболее часто встречающейся неисправностью привода является заклинивание или пробуксовка муфты свободного хода. Проверку муфты на пробуксовку проводят, прокручивая шестерни привода относительно шлицевой втулки в приспособлении (рис. 139) при помощи динамометрического рычага. При этом шестерня в одном направлении проворачиваться не должна (при моменте, превышающем в 2,5 раза номинальный крутящий момент стартера при полном торможении), в другом направлении должна проворачиваться свободно. Привод, имеющий пробуксовку или заклинивание муфты свободного хода, разбирают, а все детали дефектуют. При разборке муфту со снятой пружиной зажимают в патрон токарного станка и развальцовывают кожух специальным резцом. Кожух муфты можно развальцовывать в тисках с помощью специально заточённого зубила.

Изоляцию щеткодержателей крышки, обмотки якоря и других деталей контролируют аналогично методике, приведенной в разделе «Ремонт генераторов постоянного тока».

§64. РЕМОНТ

Забоины и заусенцы на посадочных местах корпуса и крышек удаляют личным напильником.

Винты крепления полюсных сердечников с сорванными шлицами заменяют новыми.

Задиры на внутренней поверхности полюсных сердечников корпуса, нарушение изоляции щеткодержателей восстанавливают аналогично ремонту этих деталей у генераторов постоянного тока.

У стартеров обмотки катушек возбуждения и якоря выполнены из медного провода большого сечения, поэтому ремонт их сводится в основном к замене изоляции. В качестве изоляции применяют прессшпан, кабельную бумагу, литероид толщиной 0,25—0,4 мм и хлопчатобумажную ленту.

У катушек возбуждения удаляют поврежденную изоляцию, полоски изоляции вставляют между витками, а сверху плотно обматывают хлопчатобумажной лентой. Выводные концы катушек соединяют между собой и спаивают припоем ПОС-40 с применением канифоли. Пайку выводов лучше проводить в тигле. Отремонтированные катушки пропитывают изоляционным лаком и просушивают в сушильном шкафу. В готовые и проверенные катушки вставляют полюсные сердечники и закрепляют в корпусе полюсными винтами с помощью пресс-отвертки.

Поврежденную изоляцию обмотки якоря стартера заменяют. Перед снятием проводов секций обмотки концы проводов отпаивают от коллектора. Эту операцию лучше проводить в расплавленном припое в тигле. Отпаянные концы секций при помощи выколотки выбивают из пластин коллектора и снимают верхний слой проводов обмотки. Перед снятием нижнего слоя проводов следует проверить, отпаялись ли концы обмотки от пластин коллектора, после чего снять провода. При извлечении проводов обмотки из пазов железа якоря форму изгиба секций следует сохранить. Если обмотка деформирована, то eе правят на плите деревянным или медным молотком, проверяя форму выгиба секций по шаблону.

Старую изоляцию полностью удаляют из пазов, которые зачищают и обдувают сжатым воздухом. Вместо поврежденной торцовой изоляции на клею или изоляционном лаке устанавливают новую. Перед укладкой проводов в пазы устанавливают изоляцию, которой с помощью приспособления придают форму паза. В изолированный паз укладывают провод с таким расчетом, чтобы начало секции располагалось в прорези соответствующей пластины коллектора с учетом шага по пазам. Между верхним и нижним проводниками в пазу укладывают изоляцию из электроизоляционного картона, а у якорей стартеров повышенной мощности — хлопчатобумажный шнур диаметром 3 мм. При укладке проводов обмотки в пазы применяют молоток, текстолитовую оправку и тупое зубило. После укладки нижних концов секций в шлицы пластин коллектора на проводники накладывают воротничок из плотной бумаги, затем запрессовывают в шлицы пластин коллектора верхние концы секций.

Для предупреждения выброса обмотки якоря из пазов при работе стартера необходимо при помощи специально заточенного зубила и молотка зачеканить края зубцов сердечника по обе стороны паза. У якорей стартеров повышенной мощности (CТ-103, СТ-142 и т. д.) выброс проводов обмотки предотвращается установкой бандажей, состоящих из бумажных прокладок, скоб и луженой проволоки. Бандажную проволоку укладывают на токарном станке, после чего витки проволоки скрепляют скобами и пропаивают припоем ПОС-90. После укладки секций концы проводов обмотки припаивают к пластинам коллектора в расплавленном припое в тигле.

Проверка изоляции обмотки, пропитка и сушка якоря аналогичны этим операциям при ремонте якоря генератора постоянного тока.

Перемотанный якорь устанавливают в центрах токарного станка и обтачивают коллектор с последующим шлифованием стеклянной шкуркой. Допустимое уменьшение диаметра коллектора не должно превышать размера, указанного в технических условиях. Обточку осуществляют подрезным резцом из твердого сплава ВК-3 или ВК-8. После обточки изоляция между пластинами коллектора у якорей стартеров не углубляется.

Если пластины коллектора имеют замыкание на корпус или ослабло их крепление на втулке, то коллектор заменяют новым. Удаляют старый и напрессовывают на вал якоря новый коллектор с помощью пресса и полукруглых подкладок при передаче усилия на втулку коллектора.

Погнутые стальные крышки стартеров правят на плите молотком. Трещины и отколы чугунных и алюминиевых крышек устраняют электродуговой или газовой сваркой.

Изношенные втулки подшипников заменяют новыми. Дефектные втулки удаляют с помощью пресса или инерционного съемника. Новые втулки перед запрессовкой высушивают при температуре 80— 120°С в течение 1 ч, после чего выдерживают в авиационном масле МС-14 в течение 2 ч при температуре плюс 180—190°С. После запрессовки втулку развертывают под номинальный или ремонтный размер шейки вала якоря.

После удаления втулки бронзового подшипника у стартера дизельного двигателя следует вынуть маслопроводящий фитиль, промыть его в бензине и вновь пропитать маслом. Перед запрессовкой нового подшипника фитиль устанавливают на свое место.

Дефектные шейки вала якоря под крышки ремонтируют шлифованием в центрах под ремонтный размер.

Ремонт втулки с муфтой свободного хода привода стартера сводится в основном к замене изношенных деталей (роликов, толкателей роликов, пружин и т. д.) и зачистке забоин и заусенцев на зубьях шестерни. При сборке детали муфты привода смазывают смазкой 1-13 с добавлением графита. Толкатели роликов и пружины смазывают индустриальным маслом 45.

На собранную муфту надевают стальной кожух, закрепляют привод в патроне токарного станка и завальцовывают кожух путем обкатки и роликом.

При незначительном подгаре болтов и диска у реле включения контактирующие поверхности зачищают личным напильником. При большом подгаре контактные болты следует повернуть на 180° или заменить, а контактный диск перевернуть на другую сторону.

§65. СБОРКА, РЕГУЛИРОВКА И ИСПЫТАНИЕ

Стартер собирают в порядке, обратном разборке. Собранный стартер должен удовлетворять следующим требованиям: