Реферат: Аккумуляторная батарея

АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ

Назначение иустройство автомобильных аккумуляторов

Автомобильнаяаккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пускедвигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии принеработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работаяпараллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генератораи возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае нарушениярегулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсациинапряжения генератора, а также обеспечивает питание всех потребителей в случаеотказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счетрезервной емкости. Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареиявляется электростартер. В зависимости от мощности стартера и условий пускадвигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотени даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает приэксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя). Батарея наавтомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но идругих систем электрического и электронного оборудования. После разряда на пускдвигателя, и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторнойустановки. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) — одна изхарактерных особенностей работы батарей на автомобилях. При большомразнообразии выпускаемых моделей автомобилей и климатических условий ихэксплуатации, в массовом производстве батарей наряду с определением оптимальныхэкономических параметров должное внимание уделяется их унификации, повышениюнадежности и сроков службы. Надежность и срок службы аккумуляторных батарейнаходятся в прямой зависимости от технического уровня их конструкций и условийработы на автомобиле. Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пускадвигателя работают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобыразвивать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда принизких температурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установленоэлектро- и радиооборудование повышенного энергопотребления, аккумуляторныебатареи могут подвергаться длительным разрядам токами большой силы. Батареи натаких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам. Условия, в которыхработает аккумуляторная батарея, зависят от типа, назначения, климатическойзоны эксплуатации автомобиля, а также от места установки ее на автомобиле. Режимыработы аккумуляторной батареи на автомобиле определяются температуройэлектролита, уровнем вибрации и тряски, периодичностью, объемом и качествомтехнического обслуживания, параметрами стартерного разряда, силой токов ипродолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности иисправности электрооборудования, продолжительностью работы и перерывов вэксплуатации. Наибольшее влияние на работу аккумуляторных батарей оказываютместо размещения и способ крепления батарей на автомобиле, интенсивность ирегулярность эксплуатации автомобиля (среднесуточный пробег), температурныеусловия эксплуатации (климатический район, время года и суток), назначениеавтомобиля, соответствие характеристик генераторной установки, аккумуляторнойбатареи и потребителей электроэнергии.

Принцип работысвинцового аккумулятора

Свинцовыеаккумуляторы являются вторичными химическими источниками тока, которые могутиспользоваться многократно. Активные материалы, израсходованные в процессеразряда, восстанавливаются при последующем заряде. Химический источник токапредставляет собой совокупность реагентов (окислителя и восстановителя) иэлектролита. Восстановитель (отрицательный электрод) электрохимической системыв процессе токообразующей реакции отдает электроны и окисляется, а окислитель(положительный электрод) восстанавливается. Электролитом, как правило, являетсяжидкое химическое соединение, обладающее хорошей ионной и малой электроннойпроводимости.

Устройство и конструктивные схемы батарей

Различныетипы стартерных аккумуляторных батарей, имеют свои конструктивные особенности,однако в их устройстве много общего. По конструктивно-функциональному признакувыделяют батареи: обычной конструкции — в моноблоке с ячеечными крышками имежэлементными перемычками над крышками; батареи в моноблоке с общей крышкой имежэлементными перемычками под крышкой; батареи необслуживаемые — с общейкрышкой, не требующие ухода в эксплуатации. Свинцовый аккумулятор, какобратимый химический источник тока, состоит из блока разноименных электродов,помещенных в сосуд, заполненный электролитом. Стартерная батарея в зависимостиот требуемого напряжения содержит несколько последовательно соединенныхаккумуляторов. В стартерных батареях собранные в полублоки 3 и 12 (рис 2. 1),положительные 15 и отрицательные16 электроды (пластины) аккумуляторов размещеныв отдельных ячейках моноблока (корпуса) 2.

Разнополярныеэлектроды в блоках разделены сепараторами 9. Батареи обычной конструкциивыполнены в моноблоке с ячеечными крышками 7. Заливочные отверстия в крышкахзакрыты пробками 5. Межэлементные перемычки 6 расположены над крышками. Вкачестве токоотводов предусмотрены полюсные выводы 8. Кроме того, в батарееможет быть размещен предохранительный щиток. В конструкции батареипредусматривают и дополнительные крепежные детали.

Электроды

Электродыв виде пластин намазного типа имеют решетки, ячейки которых заполнены активнымивеществами. В полностью заряженном свинцовом аккумуляторе диоксид свинцаположительного электрода имеет темно-коричневый цвет, а губчатый свинецотрицательного электрода — серый цвет. Решетки электродов выполняют функцииподвода тока к активному веществу и механического удержания активного вещества.Решетки электродов имеют рамку 2 (рис 2. 2), вертикальные ребра и горизонтальныежилки 4, ушки 1 и по две опорные ножки 3 (кроме решеток отрицательныхэлектродов необслуживаемых батарей). Ребра могут быть и наклонными. Профильребер и жилок обеспечивает легкое извлечение решетки из литейной формы. Горизонтальныежилки по толщине обычно меньше вертикальных ребер и располагаются в шахматномпорядке. Рамка, как правило, намного массивнее жилок. Освинцованная сеткаметаллической решетки с увеличенной поверхностью (рис. 2. 2, д) имеет лучшеесцепление с активным веществом электрода, уменьшая действие коррозии иувеличивая срок службы батареи.

Решеткаэлектрода должна обеспечивать равномерное распределение тока по всей массеактивных материалов, поэтому имеет форму, близкую к квадратной. Толщина решетокэлектродов выбирается в зависимости от режимов работы и установленного срокаслужбы аккумуляторной, батареи. Решетки отрицательных электродов имеют меньшуютолщину, так как. они в меньшей степени подвержены деформации и коррозии. Массарешетки составляет до 50% массы электрода. Решетки электродов изготавливаютметодом литья из сплава свинца и сурьмы с содержанием сурьмы от 4 до 5% идобавлением мышьяка (0,1-0,2%). Сурьма увеличивает стойкость решетки противкоррозии, повышает ее твердость, улучшает текучесть сплава при отливке решеток,снижает окисление решеток при хранении. Добавка мышьяка снижает коррозиюрешеток. Однако сурьма оказывает каталитическое воздействие на электролиз воды,содержащейся в электролите, снижая' потенциалы разложения воды на водород икислород до рабочих напряжений генераторной установки. Наличие сурьмы врешетках положительных пластин приводит в процессе эксплуатации батареи кпереносу части сурьмы на поверхность активной массы отрицательных пластин и вэлектролит, что сказывается на повышении потенциала отрицательной пластины ипонижении электродвижущей силы (ЭДС) в процессе эксплуатации. При постоянномнапряжении генератора понижение ЭДС батареи приводит к повышению зарядноготока, расходу воды и обильному газовыделению. Для снижения интенсивностигазообразования решетки электродов для необслуживаемых аккумуляторных батарейизготавливают из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьмянистых (до 2,5%сурьмы) сплавов. Содержание 0,05-0,09% кальция, 0,5-1 % олова, а такжедобавление 1,5% кадмия, обеспечивают повышение напряжения. началагазовыделения до 2,45 В и в 15-17 раз снижает потерю воды от электролиза. Этопозволяет контролировать и корректировать уровень электролита в необслуживаемойбатарее не чаще одного раза в год. Отсутствие выделений взрывоопасных смесейводорода и кислорода облегчает задачу утепления и обогрева батарей. Ячейкирешеток электродов заполнены пористым активным веществом (пастой). Основойпасты электродов является свинцовый порошок, замешиваемый в водном растворесерной кислоты. С целью увеличения прочности активного вещества в пасту дляположительных электродов добавляют полипропиленовое волокно. Уплотнениеактивного вещества отрицательных электродов в процессе эксплуатациипредотвращается благодаря добавлению в пасту расширителей (сажа, дубитель БНФ,гумматы, получаемые из торфа и т. д. ) в смеси с сернокислым барием. Тестообразнуюпасту вмазывают в решетки электродов. После намазки, прессования и сушки электродыподвергают электрохимической обработке (формированию). Пористая структураактивного вещества после формирования электродов обеспечивает лучшеепроникновение электролита в глубинные слои, и повышает коэффициентиспользования активных материалов. Активная поверхность пористого вещества(поверхность, непосредственно контактирующая с электролитом) в сотни разпревышает геометрическую поверхность электрода. Отрицательные и положительныеэлектроды с помощью бареток соединяют в полублоки. Баретки имеют мостики, ккоторым своими ушками привариваются решетки электродов и выводные штыри (борны).Борны являются токоотводами полублоков пластин. Мостики обеспечиваютнеобходимый зазор между электродами. Число параллельно соединенных электродов вполублоках увеличивается с возрастанием номинальной емкости аккумулятора. Полублокиобъединены в блоки электродов. В зависимости от предъявляемых к батареетребований соотношение между количеством положительных и отрицательныхэлектродов может быть различным, однако число разнополярных электродовотличается не более чем на единицу. Число отрицательных электродов в блоках наодин больше, чем положительных. В токообразующих реакциях участвуетотносительно большее количество активного вещества положительных электродов. Находясьмежду двумя отрицательными электродами, положительный электрод при заряде иразряде меньше деформируется. При таком счете пластин положительные электроды,как правило, на 10-20% толще отрицательных, а крайние отрицательные электродыимеют толщину на 40% меньше положительных. В некоторых батареях количестворазнополярных электродов одинаково или больше числа положительных электродов. Вэтих случаях электроды имеют одинаковую толщину. Электродный блок с большимчислом положительных пластин имеет меньшую материалоемкость. В некоторыхконструкциях батарей блок электродов (рис. 2. 3) дополнительно крепится кбаретке 1 с помощью полиуретана 2, что значительно повышает стойкость батареи квибрации.

Сепараторы

Электродыв блоках разделены сепараторами. Сепараторы предотвращают короткое замыканиемежду разнополярными электродами, обеспечивают необходимый для высокой ионнойпроводимости запас электролита в междуэлектродном пространстве и предотвращаютвозможность переноса электролита от одного электрода к другому. Кроме того,сепараторы фиксируют зазор между электродами и исключают вероятность их сдвигапри тряске и вибрации. Качество сепараторов оказывает существенное влияние наработу свинцового аккумулятора. От омического сопротивления сепараторов зависитвнутреннее падение напряжения в батарее и уровень напряжения на выводахэлектростартера. Сепараторы замедляют оплывание активного веществаположительных электродов и скорость сульфатации отрицательных электродов,продлевая срок службы батареи. Сепараторы должны обладать высокой пористостью,достаточной механической прочностью, кислотостойкостью, эластичностью,минимальной гигроскопичностью при длительном хранении батареи в сухозаряженном состояниии сохранять свои свойства в широком диапазоне температур. Электросопротивлениесепаратора, пропитанного электролитом, должно быть минимальным по отношению ксопротивлению такого же по объему и геометрическим размерам слоя электролита. Длямассовых автомобильных батарей важна также дешевизна и доступность сырья,простота изготовления. В свинцовых аккумуляторах применяют сепараторы измипора, мипласта, поровинила, пластипора и винипора. В стартерных свинцовыхаккумуляторных батареях устанавливают сепараторы из мипора и мипласта. Мипор(микропористый эбонит) получают в результате вулканизации смеси натуральногокаучука с силикагелем и серой. К недостаткам сепараторов из ми-пора относятсяхрупкость, малая скорость пропитки электролитом, дефицитность сырья и большаястоимость. Мипласт или микропористый полихлорвинил изготовляют изполихлорвиниловой смолы путем спекания. Технологический процесс изготовлениясепараторов из мипласта проще, сырье менее дефицитно. Мипласт быстропропитывается электролитом, обладает низким относительным электросопротивлениеми достаточной механической прочностью. Имея меньшую пористость и большийдиаметр пор по сравнению с мипором, мипласт менее стоек к образованиютокопроводящих мостиков между электродами. Срок службы аккумуляторных батарей ссепараторами из мипласта меньше. Сепараторы из мипора и мипласта не должныиметь влажность более 2%, а также сквозных микроотверстии, которые можнообнаружить при просвечивании электрической лампой мощностью 100 Вт,расположенной на расстоянии 100 мм от сепаратора. Механическую прочностьсепаратора оценивают по сопротивлению на разрыв, по способности выдерживатьизгиб вокруг валика диаметром 60 мм (сепараторы из мипора) и диаметром 45-60 мм(сепараторы из мипласта). Сепараторы из мипора и мипласта представляют собойтонкие (1-2 мм) прямоугольные пластины с трапециедальными, круглыми илиовальными вертикальными выступами (рис. 2. 4), которые обращены кположительному электроду для лучшего доступа к нему электролита. Небольшиеребра высотой 0,15-0,2 мм со стороны, обращенной к отрицательному электроду,снижают вероятность «прорастания» сепаратора, улучшают условиядиффузии отрицательного электрода. Размеры сепараторов из мипора и мипласта на3-5 мм по ширине и на 9-10 мм по высоте больше, чем у электродов. Это исключаетпоявление токопроводящих мостиков по торцам пластин и сепараторов. Внеобслуживаемых батареях применяют пленочные сепараторы и сепараторы-конверты(рис. 2. 5), образуемые двумя сваренными с трех сторон пластиковымисепараторами. При установке в сепаратор-конверт одного из аккумуляторныхэлектродов,. например, отрицательного, замыкание электродов разноименнойполярности шламом исключается. Это позволяет устанавливать блоки электродовнепосредственно на дно моноблоков без призм и шламового пространства. Присохранении высоты батареи можно более чем в 2 раза увеличить высоту h (рис 2. 6)слоя электролита над электродами в ячейках моноблока и, следовательно, ту частьобъема электролита, которая может быть израсходована в период эксплуатациимежду очередными добавками дистиллированной воды. При исправномэлектрооборудовании и отсутствии нарушений в эксплуатации необходимость вдобавлении воды в батарею может возникнуть не чаще 1 раза в 1-2 года.

Моноблоки. Крышки. Пробки

Моноблокистартерных аккумуляторных батарей изготавливают из эбонита или другойпластмассы. Тяжелые и хрупкие моноблоки из эбонита в настоящее время заменяютсямоноблоками из термопласта (наполненного. полиэтилена), полипропилена иполистирола. Высокая прочность полипропилена позволила уменьшить толщину стенокдо 1,5-2,5 мм и тем самым уменьшить массу моноблока и батареи. Тонкие стенкимоноблока из полипропилена делают более жесткими за счет рационального выбораконструктивных форм моноблоков. Достаточная прозрачность полипропилена упрощаетконтроль уровня электролита в батарее. Внутри моноблок разделён прочныминепроницаемыми перегородками 2 (рис. 2. 7) на отдельные ячейки по числуаккумуляторов в батарее, В ячейках моноблока размещают собранные в блокиэлектроды и сепараторы. В батареях с обычными сепараторами на дне каждой ячейкипредусмотрены четыре призмы 1, образующие пространство для шлама (активныхвеществ электродов, осыпающихся при работе батареи на дно ячеек). На опорныепризмы своими ножками устанавливают электроды (разноименные электроды на своидве призмы), что исключает их короткое замыкание шламом. На перегородкахмоноблока предусмотрены вертикальные (Рис. 2. 8. ) выступы (пилястры) 3 длялучшей циркуляции электролита у электродов прилегающих к перегородкам.

Прииспользовании эбонита для изготовления моноблока, крышки и других корпусныхдеталей, масса их достигает 15-18% от полной массы аккумуляторной батарей. Крометого, эбонит отличается повышенной хрупкостью при низких (отрицательных)температурах. Достаточная механическая прочность моноблока из эбонитадостигается лишь при толщине стенок до 9-12 мм. Соответственно, при большойтолщине стенок масса эбонитового моноблока доходит до 5-12 кг. Применениеморозоустойчивого полипропилена (сополимера пропилена с этиленом), даловозможность при сохранении достаточной механической прочности при,отрицательных температурах существенно уменьшить массу моноблока (более чем в 5раз). Толщина стенок моноблоков из пластмасс уменьшилась до 1,5-3,5 мм. Вкаждом аккумуляторе батареи, кроме необслуживаемых, устанавливаютперфорированные предохранительные щитки из эбонита или пластмассы. Онипредохраняют верхние кромки пластин и сепараторов от повреждений при измеренииплотности, температуры и уровня электролита. Крышки из эбонита или пластмассыразличного конструктивного исполнения могут закрывать отдельные аккумуляторныеячейки. Наиболее распространена конструкция крышки с двумя крайними отверстиямидля вывода борнов блоков электродов и одним средним резьбовым отверстием длязаливки электролита в аккумуляторные ячейки и контроля его уровня. В крайниеотверстия отдельных крышек запрессованы свинцовые втулки. В местах стыкаотдельных крышек со стенками моноблока эбонитовые аккумуляторные батареигерметизируются битумной мастикой. Мастика должна быть химически стойкой иэластичной, иметь низкую температуру плавления, при температурах от -40 до 60°Сне должна отставать от стенок моноблока и крышек, разрываться и трескаться. Общиекрышки из пластмассы приваривают или приклеивают к моноблокам. Контактно-тепловаясварка пластмассового моноблока и общей крышки обеспечивает надежнуюгерметизацию во всем диапазоне температур окружающей среды, на которыйрассчитана эксплуатация аккумуляторной батареи. Такой способ соединения общейкрышки с пластмассовым моноблоком применен в батарее 6СТ-190А для тяжелыхгрузовиков с дизелями. Заливочные отверстия в крышках унифицированы по группамс метрической резьбой М20, М24 и МЗО и закрываются пробками с вентиляционнымиотверстиями. Пробки изготавливают из эбонита, полиэтилена, полистирола илифенолита. Пластмассовые пробки имеют меньшую массу и большую прочность. Чтобыпредотвратить вытекание электролита, между уплотнительным бортиком корпусапробки 1 (рис, 2. 10) и заливной горловиной крышки устанавливают резиновуюшайбу 3. Герметизация может обеспечиваться также конусным бортиком 5, плотноприлегающим к горловине отверстия в крышке. В новых пробках. предусмотренпластмассовый уплотнительный элемент 6, распложенный на бортике пробки. Пробкиимеют встроенные отражатели 4 и 7, которые не позволяют электролиту выплескиватьсячерез вентиляционные отверстия. В пробках новой конструкции отражатель 7выполнен, в виде лепестков. Для хранения в герметичном состоянии всухозаряженных батареях над вентиляционным отверстием пластмассовой пробкипредусмотрен глухой прилив 2. При вводе батареи в эксплуатацию прилив пробкисрезается. Электролит через вентиляционное отверстие не должен выливаться принаклоне аккумуляторной батареи от нормального рабочего положения на угол 45°. Применениеобщей крышки (особенно, из термопластичных материалов) предоставляет широкиевозможности для механизации и автоматизации, производства аккумуляторныхбатарей, а также для конструктивных усовершенствований, позволяющих, облегчитьобслуживание батареи в эксплуатации. Конструкция некоторых крышек из полипропиленаобеспечивает централизованную заливку электролита в батарею и общий газоотвод. Приналичии общей крышки можно устанавливать блок пробок на несколько заливныхгорловин, которые располагаются выше вентиляционных отверстий. Вытекающий иззаливных горловин электролит через вентиляционные отверстия может поступатьобратно в ячейки моноблока. Блок пробок может быть выполнен в видепластмассовой планки 8 (см; рис. 2. 10, г), в которую вставлено необходимоечисло безрезьбовых пробок 9. Пробки могут иметь некоторую свободу перемещения впланке для центрирования их с заливными горловинами. В некоторых конструкцияхпробки выполняются заодно с планкой.

Межэлементные перемычки. Выводы

Дляпоследовательного соединения аккумуляторов в батарее используют межэлементныеперемычки, которые припаивают к борнам бареток полублоков в таком порядке,чтобы соединить между собой полублок отрицательных пластин одного аккумуляторас полублоком положительных пластин рядом расположенного аккумулятора. Присоединении борна с межэлементной перемычкой к ним приваривается верхняя частьсвинцовой втулки, запрессованной в крышке, чем обеспечивается надежноеуплотнение отверстий в местах выхода борнов (рис. 2. 11). Межэлементныеперемычки из свинцово-сурьмянистого сплава устанавливают снаружи над крышкой,через перегородки под крышкой и пропускают через отверстие в пластмассовойперегородке (рис. 2. 12). Аккумуляторы соединяют между собой путем вдавливанияметалла плоских борнов 2, имеющих трапецеидальную форму. Борны располагаютоколо отверстия в перегородке и далее с помощью пуансонов 4 в сварочных клещахчасть металла борнов вдавливается в отверстия до появления электрическогоконтакта между борнами соседних аккумуляторов. После появления контакта междусоседними борнами в отверстии перегородки к сварочным клещам подаетсяэлектрический ток для контактной сварки борнов. Описанный процесс соединенияаккумуляторов через перегородки обеспечивает однородную структуру межэлементнойперемычки и, герметичность между аккумуляторами. Повышенную устойчивость кмеханическим нагрузкам (тряска, вибрация) обеспечивает другой способ,соединения аккумуляторов в батареи, применяемый при производстве батарей6СТ-190А. Процесс осуществляется в две стадии. Перегородки 1 (рис. 2. 14)моноблока имеют в верхней части углубления (пазы) 2, через которые сначала спомощью специальной литейной формы 7 место сварки, борнов герметизируетсяпластмассой, из которой изготовлен моноблок. Bокруг соединения образуетсясвоеобразный чехол, который служит также дополнительным упором для блока,электродов 6. Укороченные межэлементные перемычки через перегородки,полиэтиленовых и полипропиленовых моноблоков позволяют уменьшить внутреннеесопротивление батареи (рис. 2. 15) и расход свинцового сплава. Снижение потерьнапряжения на соединительных деталях позволяет, иметь на 0,1-0, ЗВ большеенапряжение на выводах батареи при ее работе в стартерном режиме. Расходсвинцово-сурьмянистых сплавов снижается на батареях до 100 Ач на 0,5-0,9 кг, ана батареях емкостью свыше 100 Ач на 1,5-3 кг. Стартерные аккумуляторныебатареи с общими крышками и скрытыми перемычками становятсянеремонтопригодными, но это отвечает современным тенденциям, согласно которымкапитальный ремонт экономически нецелесообразен.

Сцелью уменьшения внутреннего падения напряжения в аккумуляторных батареяхбольшой емкости борны и межэлементные перемычки выполняются в видеосвинцованных стержней из меди, имеющей в 12 раз большую электропроводность посравнению освинцово-сурьмянистыми сплавами. Поперечные сечения борнов имежэлементных перемычек автомобильных батарей выбираются из условия ограниченияпадения напряжения на каждом из борнов до 16 мВ и на межэлемёнтных перемычках-до 20 мВ. К выводным борнам крайних аккумуляторов приваривают конусныеполюсные выводы, размеры выводов стандартизованы. Диаметр конуса у основанияположительного вывода на 2 мм больше чем у отрицательного. Этим исключаетсявероятность неправильного включения батареи в систему электрооборудования. Некоторыеаккумуляторные батареи имеют полюсные выводы с отверстиями под болты или обатипа выводов. Узлы пайки и токоведущие детали батарей должны выдерживатьпрерывистый разряд током силой 9С20 (C20 — номинальная емкость батареи придвадцатичасовом разряде), но не выше силы разрядного тока 1700 А в течениечетырех циклов.

Детали крепления и переносные устройства

Дляудобства размещения аккумуляторных батарей на автомобилях необходима унификацияих размеров по ширине и высоте, что связано с унификацией размеров электродов. Внекоторых случаях необходима унификация и по длине батареи.

Этопозволяет без переделки посадочных мест устанавливать на автомобилях одноймодели батареи разной емкости в зависимости от назначения машины и условий ееэксплуатации. В этих же целях желательно применять крепление батарей за выступыв нижней части моноблока вдоль длинной стороны для батарей емкостью до 100 Ач ипо ширине при большей емкости. Выступы отливаются как одно целое с моноблокомили изготавливаются отдельно и соединяются с моноблоком методомконтактно-тепловой сварки. Аккумуляторные батареи большой емкости снабжаютручками для переноски, прикрепленными к моноблоку с помощью специальныхметаллических скоб, накладок и винтов. Такая конструкция требует дополнительнойоснастки для изготовления крепежных деталей переносных устройств и увеличиваеттрудоемкость изготовления батарей. Проще выполнить переносные устройства толькос ручками, расположенными в отверстиях бортика моноблока. Ручки могут бытьжесткими или гибкими, перемещаться в вертикальном направлении и поворачиватьсяна некоторый угол по горизонтали. Переносные устройства и места их креплениядолжны выдерживать нагрузку, равную двукратной массе батареи с электролитом. Конструкциястартерной свинцовой аккумуляторной батареи 6СТ-190А для грузовых автомобилей смоноблоком 7, единой крышкой 1 и пробками 5 из пластических материалов, смежэлементным перемычками 3 через перегородки 4, крепежными выступами 9 внижней части моноблока и переносным устройством с ручкой 6 приведена на рис. 2.18.

Необслуживаемыебатареи

Термином«необслуживаемые» характеризуют стартерные аккумуляторные батареи, нетребующие добавления электролита в процессе эксплуатации, обладающие высокимиэлектрическими характеристиками и большим сроком службы по сравнению с обычнымибатареями. Обычные стартерные свинцовые батареи имеют, достаточно высокиеудельные электрические характеристики, однако обладают рядом существенныхнедостатков. В результате электролиза воды во время эксплуатации свинцовойбатареи снижается уровень электролита, что требует периодического (1 -2 раза вмесяц) добавления дистиллированной воды. Электролитическое разложение водыпроисходит при заряде, особенно интенсивно при перезарядах. Кроме того, вода изэлектролита испаряется при повышенных температурах окружающей среды. Во времяперерывов в эксплуатации автомобилей происходит саморазряд (постепенная потеряемкости при длительном бездействии) батареи. В сутки саморазряд может составить0,5-0,8%. В конце срока службы суточный саморазряд батареи может возрасти до 4%.Это приводит к необходимости ежемесячного подзаряда батареи во время хранениябатарей, залитых электролитом. Потребность в периодическом добавлениидистиллированной вода и подзарядке батарей при длительном хранении увеличиваетобъемы обслуживания их в эксплуатации, требует дополнительных затрат наоборудование, инструмент, материалы, соответствующих производственных площадейи квалифицированного персонала. Все эти трудности с обслуживанием батарейусугубляются при длительной эксплуатации автомобилей вне парков. Срок службысвинцовых аккумуляторных батарей ограничивается в основном коррозией решетокэлектродов. Кроме того, электролиз воды с выделением активного кислородаспособствует ускоренной коррозии решеток положительных электродов. Интенсивностьэлектролиза электролита и сопутствующей ему коррозии решеток возрастает приперезаряде повышении температуры и старении батареи. Следовательно, вэксплуатации необходимо принимать специальные меры для ограничения верхнегопредела регулируемого напряжения генераторной установки. Следует также иметь ввиду, что выделяемая при работе свинцовой аккумуляторной батареикислородно-водородная смесь взрывоопасна, газы и пары электролита могут вызватькоррозию металлических деталей автомобиля, расположенных рядом с батареей, авещества, образующиеся при работе батареи, например, стибин (сурьмянистыйводород) токсичны. Отмеченные недостатки, характерные для обычных(традиционных) аккумуляторных батарей, связаны с наличием 5-7% сурьмы в сплавесвинца, из которого отливаются решетки электродов. Легирование свинца сурьмойобеспечивает необходимую механическую прочность решеток, что очень важно дляавтомобильных батарей, работающих в условиях вибрации и тряски. Добавление 5%сурьмы более чем в 2 раза увеличивает твердость решеток и в 3-4 разасопротивление разрыву. Кроме сурьмы в сплав вводится также 0,1-0,2% мышьяка. Этоспособствует образованию благоприятной кристаллической, структуры сплава иповышает коррозионную стойкость положительных решеток электродов. Выделениеводорода при газообразовании происходит на отрицательных электродах, акислорода — на положительных. Активное газовыделение происходит в основном призаряде, а также при разряде или длительном бездействии аккумуляторной батареи. Газовыделениев процессе разряда и при длительном бездействии связано с реакциями,вызывающими саморазряд батареи. Интенсивность газовыделения зависит отсоотношения между величиной фактического напряжения на электроде и напряжением(перенапряжением), при котором начинается газовыделение. Чем больше напряжениена электроде превышает величину напряжения, при котором начинаетсягазовыделение, тем больше выделяется водорода и кислорода. С другой стороны, нанапряжение начала газовыделения оказывают влияние различные примеси,содержащиеся в решетках и активной массе пластин.

Сурьмав сплаве положительных пластин способствует более интенсивному выделениюкислорода и, одновременно, электрохимическому переносу и отложению сурьмы наповерхности отрицательного электрода. Присутствие даже небольшого количествасурьмы на поверхности отрицательного электрода приводит к заметному ростувыделения водорода. Снижение напряжения начала газовыделения до 14,4 В приналичии сурьмы в решетках пластин является, основной причиной того, что наавтомобилях при рекомендуемых уровнях регулируемого напряжения генераторныхустановок газовыделение начинается до того, как батарея обычной конструкциибудет полностью заряжена. Появление необслуживаемых батарей, стало возможнымблагодаря, применению решеток из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов и свинцово-сурьмянистыхсплавов с уменьшенным содержанием сурьмы. Необслуживаемые батареи сосвинцово-кальциево-оловянистыми и мало-сурьмянистыми сплавами отличаются нетолько малыми газовыделением и саморазрядом, но и рядом других преимуществ. Этибатареи можно устанавливать в местах, не требующих удобного доступа дляобслуживания. Меньше вероятность выхода их из строя вследствие коррозии решетокэлектродов. Батареи имеют лучшие зарядные характеристики и характеристикистартерного режима разряда. Срок эксплуатации необслуживаемых батарей бездобавления электролита может достигать 400-500 тыс. км пробега автомобиля. Естьопределенные трудности изготовления решеток пластин изсвинцово-кальциево-оловянистых сплавов. Кальций в процессе литья выгорает. Поэтомутехнологически трудно обеспечить очень малое оптимальное содержание кальция(0,06-0,09%) в сплаве. Содержание олова составляет 0,5-1 %. От содержаниякальция и олова в сплаве решетки зависят ее прочностные и антикоррозионныесвойства. Снижение газовыделения и улучшение механических свойств решеток изсвинцово-кальциевых сплавов достигается также добавлением 1,5% кадмия. Добавлением1,25% сурьмы в решетки пластин ограничивается образование нежелательныхкристаллов древовидной формы. Из-за технологических трудностей изготовлениярешеток электродов из сплава свинца, кальция и олова применение нашли батареи сограниченным объемом обслуживания на основе электродов с пониженным содержаниемсурьмы в решетках. Интенсивность газовыделения существенно снижается только приуменьшении содержания сурьмы в сплаве решетки до 2,5-3%. Но уже при содержаниисурьмы ниже 4% резко ухудшаются литейные свойства свинцово-сурьмянистогосплава, снижается механическая прочность решетки, возрастает скорость коррозииэлектродов. Для сохранения необходимых технологических и эксплуатационныхсвойств малосурьмянистых сплавов в них добавляют медь (0,02-0,05%), серу иселен (до 0,01 %). На литейных свойствах сплава благоприятно сказываетсяприсадка олова (до 0,01 %). Лучшие батареи с решетками электродов смалосурьмянистыми сплавами, содержащими другие легирующие добавки практическиявляются необслуживаемыми, хотя имеют несколько худшие показатели саморазрядапо сравнению с батареями, в которых решетки выполнены изсвинцово-кальциево-оловянистых сплавов. Такие батареи также имеют достаточновысокий срок службы и малочувствительны к глубоким разрядамВ отечественныхнеобслуживаемых батареях по сравнению с обычными батареями содержание сурьмы всплаве решеток электродов уменьшено в 2-3 раза. Это повысило напряжение началавыделения водорода и кислорода и обеспечило подзаряд батареи без газовыделенияпрактически во всем диапазоне регулируемого напряжения генераторных установокавтомобилей. Примерно в 5-6 раз снизилась интенсивность саморазряда батареи (до0,08-0,1 % в сутки). Необслуживаемые батареи могут выпускаться в герметичномисполнении и не имеют пробок заливных горловин. В этом случае степеньразряженности батареи нельзя определить по плотности электролита. В зимнеевремя возникает опасность замерзания электролита разряженной батареи. Поэтомуна герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи устанавливают индикаторызаряженности. При уменьшении степени заряженности ниже определённого уровняменяется цвет видимого пятна индикатора.

Признаки и причинынеисправности аккумуляторной батареиПроизводственные дефекты

Разрушениеэлектрода от короткого замыкания в результате повреждения сепаратора при сборке.

Низкиесепараторы-конверты, приводящие к короткому замыканию.

Неполностью формированная активная масса электрода.

Электродбез осыпавшейся активной массы

Дефект Признаки Возможная причина Разрыв электрической цепи внутри АКБ Напряжение на выводах батареи есть, но стартер не вращается Разрушение мостиков* между банками. Плохая сварка полюсных клемм и т. п. Короткое замыкание между положительными и отрицательными электродами (пластинами) В дефектной банке плотность ниже, чем в остальных. При заряде зарядным устройством дефектная банка не «кипит». При работе стартера в банке происходит интенсивное газовыделение Повреждение сепаратора или неправильное его размещение в процессе сборки (фото 5). Низкое качество материала сепаратора или отклонение его размеров от допустимых (фото 6). Перекос электродов Недоформованная активная масса электродов Полностью заряженная батарея не может обеспечить более двух – трех пусков двигателя, а при заряде и разряде интенсивно «кипит» Нарушена операция формования – процесс заряда электродов Отрыв электродов (пластин) от соединительных мостиков При работе стартера электролит в такой банке «кипит». При бездействии батареи плотность электролита не снижается

Еслигарантийный срок не истек и есть подозрение, что неисправность батареипоявилась по вине производителя, необходимо обратиться в специализированнуюмастерскую. При этом надо иметь кассовый или товарный чек, а также гарантийныйталон с датой продажи и наименованием организации-продавца. К тому жеобязательно, чтобы в нем были указаны характеристики батареи на момент продажи— плотность электролита, напряжение на выводах без нагрузки и т. д. Это поможетпроведению экспертизы. В мастерской должны установить причину неработоспособностиАКБ или снижения ее характеристик. Результаты исследования батареи заносят вгарантийный талон, и если дефект производственный — АКБ подлежит замене нановую.

Эксплуатационныедефекты

Возникаютв результате небрежной эксплуатации батареи на автомобиле. Основные нарушения —не осуществляется контроль за уровнем электролита и состояниемэлектрооборудования. Дефекты, делают батарею практически непригодной кдальнейшему применению. Исключение составляет только оплывание активной массыэлектродов, да и то лишь в начальной стадии. Поскольку значительное образованиешлама (оплывшей активной массы) приводит к оголению решеток пластин и потереработоспособности АКБ при включении стартера.

Фото9. Разрушение корпуса из-за замерзания электролита сильно разряженной батареи.

Фото10. Разрушение корпуса из-за взрыва смеси кислорода и водорода при уровнеэлектролита ниже электродов.

Фото11. Коррозия (полная) решетки положительного электрода.

Фото12. Разрушение и спекание сепараторов-конвертов из-за длительной эксплуатации снизким уровнем электролита.

Эксплуатационные дефекты АКБ, их признаки и возможные причинывозникновенияДефект Признаки Возможная причина Сильное окисление полюсных клемм Напряжение на выводах батареи есть, а стартер не крутится. Клеммы греются Не проводилась очистка полюсных клемм Оплывание активной массы – оголение решеток электродов (фото 8) Темный цвет электролита. Быстрое снижение напряжения батареи при работе стартера Длительная эксплуатация батареи с низкими степенью заряженности и уровнем электролита. Вибрация незакрепленной батареи Замерзание электролита при отрицательных температурах Вздутие стенок корпуса или его разрушение (фото 9). Очень низкие степень заряженности (табл. 7) и плотность электролита из-за глубокого разряда АКБ Взрыв смеси кислорода и водорода (гремучего газа) Трещины на крышке и стенках или полное разрушение корпуса (фото 10) Уровень электролита ниже верхних кромок электродов приводит к накоплению гремучего газа, который взрывается при малейшем искрении Коррозия (полная) решеток положительных электродов (фото 11) Батарея плохо заряжается*. Быстрое снижение напряжения батареи при работе стартера Постоянный перезаряд из-за большого напряжения (более 14,6 В). Интенсивная эксплуатация автомобиля (более 60 тыс км. в год) Короткое замыкание между электродами В дефектной банке плотность ниже, чем в остальных. При заряде дефектная банка не выделяет газ и не «кипит». При работе стартера в банке происходит интенсивное газовыделение ольшое количество оплывшей активной массы**. Разрушение сепараторов из-за низкого уровня электролита (фото 12).

Причиныэксплуатационных дефектов: Низкая степень заряженности (менее 75 %) можетявляться результатом: • слабого натяжения ремня привода генератора; •неисправности генератора и регулятора напряжения. При работающем двигателе навыводах батареи напряжение составляет менее 13,6 В; • неисправности стартера,приводящие к увеличению силы тока, которую он потребляет, или повторениюпопыток пуска двигателя; • окисление клемм соединений силовых проводов, чтоухудшает работу стартера или заряд батареи; • постоянное использование пристоянии в пробке мощных потребителей электроэнергии (например, обогревателязаднего стекла). Генератор не всегда может обеспечить их работу на холостыхоборотах двигателя, поэтому АКБ разряжается; • регулярные многократныепрокручивания коленвала двигателя (неудачные попытки пуска) при последующемкратковременном движении. Генератор не успевает достаточно зарядить батарею. Уровеньэлектролита будет ниже нормы, если: • своевременно не проводить контроль егоуровня. В жаркую погоду желательно производить проверку чаще, поскольку высокаятемпература способствует быстрому испарению воды; • на выводы батареи подаетсянапряжение более 14,6 В из-за неисправности регулятора напряжения. Приинтенсивной эксплуатации автомобиля в режиме «такси» (более 60 тыс. кмв год) необходимо как можно чаще (через 3–4 тыс. км пробега) проверять уровеньэлектролита. Также желательно, чтобы напряжение на клеммах АКБ находилось впределах 13,8 –13,9 В. Рекомендации

Вслучае сильного разряда можно попытаться самостоятельно установить его причину,воспользовавшись ориентировочной схемой действий, приведенной в таблице №8Признаки неисправности батареи могут появляться не только из-за ее дефектов. Например,низкая плотность электролита в одной из банок возникает при доливе в неедистиллированной воды больше уровня. Добавлять электролит, а тем более кислотув банку ни в коем случае недопустимо. Перед зимним сезоном будет не лишним снятьбатарею с автомобиля и зарядить постоянным током равным 0,1 от численногозначения номинальной емкости. Для батареи номинальной емкостью 55 А. ч силазарядного тока должна составлять 5,5 А. В зимних условиях эксплуатации, когдачасто включены мощные потребители (фары, отопитель, обогреватель заднего стеклаи т. п. ), желательно раз в месяц проверять степень заряженности батареи поплотности электролита (табл. 5, рис. 7) с учетом температурной поправки (табл. 6).Это поможет своевременно принять решение: • необходимости заряда батареистационарным зарядным устройством; • рациональном использованииэлектроприборов; • поиске неисправности в электрооборудовании.

Генераторныеустановки

Генераторнаяустановка состоит из электрогенератора и регулятора напряжения. Они, вместе сэлементами контроля работоспособности и защиты от возможных аварийный режимов,образуют систему электроснабжения автомобиля. Генераторная установкаобеспечивает питанием электропотребители, включенные в бортовую сетьавтомобиля, и заряжает его аккумуляторную батарею при работающем двигателе. Дажена холостом ходу двигателя генератор должен развивать мощность, достаточную дляэлектропитания наиболее важных потребителей. В мировой практике генераторныеустановки на холостом ходу двигателя развивают 40-50% от номинальной мощности. Напряжениев бортовой сети автомобиля должно быть стабильно в широком диапазоне изменениячастоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузок. Стабильностьнапряжения, обеспечиваемая работой регулятора, является непременным условиемнадежной работы аккумуляторной батареи и других электропотребителей. Превышениенапряжения сверх допустимых пределов служит причиной перезаряда аккумуляторнойбатареи с последующим выходом ее из строя, пониженное напряжение вызываетнедозаряд батареи. Увеличение напряжения на 10% сверх номинального снижает срокслужбы ламп примерно на 50%. Генераторные установки рассчитаны на номинальноенапряжение 14 и 28 В. Напряжение 28 В характерно для автомобилей с дизелем. Однакона дизельных автомобилях, например, на автомобилях ЗИЛ 5301 («Бычок»),ЗИЛ 4331, ЗИЛ 133ГЯ возможна и двухуровневая система: 14 В непосредственно нагенераторе для электроснабжения основных потребителей, 28 В — на выходетрансформаторно-выпрямительного блока для подзарядки аккумуляторной батареи. Генераторныеустановки выполняются по однопроводной схеме, в которой с корпусом соединенотрицательный полюс системы отечественной нормативной документациейпредусматривается изготовление установок и по двухпроводной схеме, но практическитакое исполнение не реализуется. Генераторная установка питает ботовую сетьавтомобиля постоянным током. Однако известно, что механическую энергию можнопреобразовать в электрическую только Посредством переменного тока. Поэтомуранее автомобили снабжались выпрямителем-коллектором со щетками в генераторахпостоянного тока, а теперь — полупроводниковым выпрямителем в повсеместноприменяющихся автомобильных вентильных генераторах. Для питания вспомогательныхустройств, например, реле блокировки стартера, трансформаторно-выпрямительногоблока систем на два уровня напряжения, тахометра и т. п., используетсяпеременный ток, вырабатываемый генератором. В последнее время наблюдаетсятенденция использовать переменный ток и для управления работой регуляторанапряжения самой генераторной установки. Генераторная установка — достаточнонадежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокуюподкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и т. п. Принципдействия вентильного электрогенератора и его принципиальное конструктивноеустройство одинаковы как у отечественных, так и у зарубежных образцов.

Принцип действиявентильного генератора

Преобразованиемеханической энергии, которую автомобильный генератор получает от двигателявнутреннего сгорания через ременную передачу, в электрическую происходит, как ив любом генераторе, в соответствии с явлением электромагнитной индукции. Сутьявления состоит в том, что, если изменять магнитный поток, пронизывающийкатушку, витки которой выполнены из проводящего материала, например, медногопровода, то на выводах катушки появляется электрическое напряжение, равноепроизведению числа ее, витков на скорость изменения магнитного потока. Совокупностьтаких катушек образует в. генераторе обмотку статора. Возможны два вариантаизменения магнитного потока: по величине и направлению, что обеспечивается вщеточной конструкции вентильного генератора, или только по величине, чтохарактерно для индукторного бесщеточного генератора. Для образования магнитногопотока достаточно пропустить через катушку электрический ток. Эта катушкаобразует обмотку возбуждения. Сталь, в отличие от воздуха, хорошо проводитмагнитный поток. Поэтому основные узлы генератора, в которых происходитпреобразование механической энергии в электрическую, состоят из стальныхучастков и обмоток, в которых создается магнитный поток при протекании в нихэлектрического тока (обмотка возбуждения), и возникает электрический ток приизменении этого потока (обмотка статора). Обмотка статора с его магнитопроводомобразует собственно статор, главную неподвижную часть, а обмотка возбуждения сполюсной системой и некоторыми другими деталями, (валом, контактными кольцами)- ротор, главную вращающуюся часть. Питание обмотки возбуждения осуществляетсяот источника постоянного тока, например, от аккумуляторной батареи или отсамого генератора. В последнем случае генератор работает на самовозбуждении,его первоначальное напряжение образуется за счет остаточного магнитного потока,который создается стальными частями ротора даже при отсутствии тока в обмоткевозбуждения. Это напряжение вызывает появление электрического тока в обмоткевозбуждения, в результате чего магнитный поток усиливается и вызывает лавинныйпроцесс возбуждения генератора. Однако самовозбуждение генератора происходит наслишком высоких частотах вращения ротора. Поэтому в схему генераторнойустановки, если обмотка возбуждения не, соединена с аккумуляторной батареей,вводят такое соединение через контрольную лампу мощностью 2-3 Вт., Небольшойток, поступающий через эту лампу в обмотку возбуждения, обеспечиваетвозбуждение генератора при низких частотах вращения ротора. При работегенератора напротив катушек обмотки статора устанавливается то южный, тосеверный полюс ротора, при этом направление магнитного потока, пронизывающегокатушку, изменяется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения.

Принцип действиярегулятора напряжения

Регуляторнапряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всехрежимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрическойнагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнятьдополнительные функции — защищать элементы генераторной установки, от аварийныхрежимов и перегрузки, автоматически включать, в бортовую сеть цель обмоткивозбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки. Всерегуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератораопределяется тремя факторами — частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемойгенератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой токомобмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка нагенератор, тем выше напряжение, генератора. Увеличение силы тока в обмоткевозбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижениетока возбуждения уменьшает напряжение. Все регуляторы напряжения, отечественныеи зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Еслинапряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает илиувеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Конструкциягенераторов

Отечественныеи зарубежные генераторы в принципе имеют идентичную конструкцию, в основукоторой положена клювообразная полюсная система ротора (рис. 3. 8). Такаясистема позволяет создать многополюсную систему с помощью одной катушкивозбуждения. По организации системы охлаждения генераторы можно разделить надва типа — традиционной конструкции, с вентилятором на приводном шкиве (рис. 3.9, а) и компактной конструкции, с двумя вентиляторами у торцевых поверхностейполюсных половин ротора (рис. 3. 9, б). В первом случае охлаждающий воздухзасасывается вентилятором через вентиляционные окна в крышке со стороныконтактных колец, во втором — через вентиляционные окна обеих крышек. Компактнуюконструкцию отличают наличие вентиляционных отверстий на цилиндрических частяхкрышек и усиленное оребрение. Малый диаметр внутренних вентиляторов позволяетувеличить частоту вращения ротора генераторов компактной конструкции, поэтомуряд фирм называет их высокоскоростными. Последние годы как в России, так и зарубежом новые разработки генераторов имеют обычно компактную конструкцию. Дляавтомобилей с высокой температурой воздуха в моторном отсеке или работающих вусловиях повышенной запыленности, применяют конструкцию с поступлениемзабортного воздуха через кожух с патрубком и воздуховод (рис. 3. 9, в). Пообщей компоновке генераторы разделяются на конструкции, у которых щеточный узелразмещен во внутренней полости генератора, и конструкции с размещением егоснаружи под специальным пластмассовым кожухом. В последнем случае контактныекольца ротора имеют малый диаметр, т. к. при сборке генератора они должныпройти через внутренний диаметр подшипника задней крышки. Уменьшение диаметраколец способствует повышению ресурса работы щеток.

Отечественныегенераторы традиционной конструкции в основном выполняются либо с конструктивнойпреемственностью генераторов автомобилей ВАЗ, либо длительное времяприменявшихся на автомобилях многих марок генераторов Г250. На рис. 3. 10представлен генератор 37. 3701, установленный на автомобили ВАЗ-2108 и др. Нарис. 3. 13 представлен генератор компактной конструкции фирмы Bosch. Аналогичнуюконструкцию имеет генератор 9422,3701 автомобиля ВАЗ-2110 с электроннымвпрыском топлива; генератор 26. 37?1 автомобилей ВАЗ и АЗЛК. В этих генераторахщеточный, выпрямительный узлы и регуляторы напряжения закреплены на заднейкрышке под пластмассовым колпаком. Статор генератора устанавливается междукрышками, причем их посадочные места контактируют с наружной поверхностьюпакета статора. Чем глубже статор утоплен в крышке, тем меньше вероятность,появления перекоса подшипников, установленных в крышках. Некоторые зарубежныефирмы выпускают генераторы, у которых статор полностью утоплен в переднююкрышку. Существуют конструкции, у которых средние листы пакета выступают надостальными и они являются посадочным местом для крышки. Крепежные лапы инатяжное ухо отливаются заодно с крышками. Отличаем генераторов ВАЗ являетсяналичие шпильки вместо натяжного уха. Отечественные генераторы традиционнойконструкции имеют двухлапное крепление, крепежные лапы выполнены заодно скрышками. Зарубежные генераторы легковых автомобилей крепятся на двигателеобычно за одну лапу, которую имеет передняя крышка. Впрочем, однолапноекрепление может осуществляться стыковкой приливов обеих крышек. Наотечественных генераторах компактной конструкции расширяется применениеоднолапного крепления. Пакет статора отечественных генераторов набирается изстальных листов толщиной 0,5 — 1 мм. Однако более прогрессивной технологиейявляется навивка пакета из ленты или набор его из стальных подковообразныхсегментов, т. к. при этом снижается расход стали. Листы скреплены между собойсваркой. Генераторы устаревших конструкций имели 18 пазов на статоре подразмещение обмотки, в настоящее время практически все генераторы массовыхвыпусков имеют 36 пазов. Пазы изолированы пленкоэлектрокартоном,полиэтилентерефталатной пленкой или напылением изоляции, обмотки выполняютсяпроводами ПЭТ-200, ПЭТД-180, ПЭТВМ, ПЭСВ-3 и др. Схемы обмотки статорапредставлены на рис. 3. 14. У распределенной обмотки секция разбивается на двеполусекции, исходящие из одного паза, причем одна полусекция отходит влево,другая вправо. Петлевая обмотка имеет секции иди полусекции в виде катушек слобовыми соединениями по обе стороны пакета статора, волновая же действительнонапоминает волну, т к. ее лобовые соединения расположены поочередно то с одной,то с другой стороны статора. Соединение фаз производится, как правило, в «звезду»,однако автоматическая намотка провода большого сечения затруднена, поэтому вгенераторах повышенной, мощности применяют соединение в «треугольник»или две «звезды» параллельно («двойная звезда»). В табл. 3.4 приведены обмоточные данные некоторых типов отечественных генераторов. Посленамотки обмотки пропитывается специальным лаком, что повышает их механическую иэлектрическую прочность, а также улучшает теплоотвод. Катушечная обмоткавозбуждения имеет сопротивление которое определяется максимально допустимойвеличиной тока регулятора напряжения, наматывается на каркас илинепосредственно на втулку ротора. Полюсные половины при сборке напрессовываютсяна вал ротора под давлением, чтобы уменьшить паразитные воздушные зазоры поторцам втулки, ухудшающие характеристики генератора. При запрессовке материалполюсных половин затекает в проточки вала, делая полюсную систему роторатрудноразборной. В конструкции, где втулка разделена на две части, выполненныезаодно с полюсными половинами, паразитный зазор всего один. У генераторовлегковых автомобилей значительную проблему составляет магнитный шум генератора.Для уменьшения этого шума клювы полюсной системы имеют небольшие скосы по краям.Некоторые фирмы применяют специальное немагнитноё противошумовоё кольцо,расположенное под острыми краями клювов и приваренное к ним. Кольцо не даетклювам приходить в колебание и излучать звук. Отечественные генераторыоборудованы цилиндрическими медными кольцами, к которым припаяны или привареныконцы обмотки возбуждения. В мировой практике встречаются кольца из латуни илинержавеющей стали, что снижает их износ и окисление, особенно во влажной среде.Встречаются также кольца, расположенные по торцу вала. Щеточный узел — этопластмассовая деталь, в которой установлены щетки двух типов — меднографитные иэлектрографитные. В отечественных генераторах применяются электрографитные щеткиЭГ51А размером 5х6х18мм и меднографитные М1 размером 6х6,5х13 мм. Электрографитныещетки имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцами, чтонеблагоприятно сказывается на выходных характеристиках генератора, но ониобеспечивают меньший износ колец. Выпрямительные узлы, применяющиеся наавтомобильных генераторах, разделяются на два типа: либо этопластины-теплоотводы, в которые запрессовываются или к которым припаиваютсядиоды, а как вариант — в которых загерметизированы кремниевые переходы, либоэто сильно оребренные конструкции, к которым припаиваются диоды таблеточноготипа.

Типичныйотечественный выпрямительный блок БПВ11-60 генератора 37. 3701, блокигенераторов фирм Bosch (Германия), NipponDenso (Япония), относящиесяк первому типу, а также блок генераторов фирмы MagnetiMarelli (Италия) второго типавместе с применяющимися на них диодами изображены на рис. 3. 15. Стабилитроныприменяются в основном там, где на генераторы установлены регуляторы смикросхемой на монокристалле кремния или с использованием полевых транзисторов.Диоды и стабилитроны выполняются в корпусе диаметром 12,77 мм, в модификациях санодом или катодом на корпусе, для запрессовки соответственно в отрицательныйили положительный теплоотводы. В трехфазных генераторах максимальный токгенератора не должен превышать утроенную величину максимально допустимого токачерез диод, установленный в выпрямителе. Если это происходит, применяютпараллельное включение диодов или выпрямителей. В дополнительном выпрямителеустанавливаются диоды на ток 2 А. Основные параметры выпрямительных блоков,наиболее широко применяющихся в отечественных генераторах, приведены в табл. 3.5. Подшипниковые узлы генераторов — это, как правило, радиальные шариковыеподшипники со встроенными в подшипник уплотнениями и одноразовой закладкойсмазки. Посадка шариковых подшипников со стороны контактных колец на валплотная, в крышку — скользящая, со стороны привода, наоборот, плотная посадка вкрышку и скользящая на вал. Такая посадка оставляет возможность проворотанаружной обоймы подшипника со стороны контактных колец в гнезде с последующимвыходом его из строя. Для предотвращения проворота применяют резиновые кольца впосадочном месте (Г221А, Г222, 37. 3701), пластмассовые стаканчики (94. 3701),гофрированные стальные пружины и т. п. Привод генератора осуществляетсяклиновым или поликлиновым ремнем через шкив, установленный на валу ротора. Качествообеспечения питанием потребителей, в том числе заряд аккумуляторной батареи,зависит от передаточного числа ременной передачи, равного отношению диаметровручьев шкивов коленчатого вала двигателя и генератора. Чем больше это число,тем больший ток может отдать потребителям генератор. Однако при большихпередаточных числах происходит ускоренный износ ремня. Поэтому для клиновидныхремней это число не превышает 2,5. Более высокое передаточное число (до 3)возможно у поликлиновых ремней, применение которых расширяется вместе сгенераторами компактной конструкции. Поликлиновый ремень способен, кромегенератора, приводить во вращение еще ряд агрегатов, в то время как клиновойремень надежно работает лишь при индивидуальном приводе. На генераторах сдиаметром вала под установку шкива до 17 мм (17 мм — наиболее распространенныйв мире диаметр под шкив генераторов легковых автомобилей) шпонка под шкивобычно не устанавливается. Об отсутствии шпонки видно по шестиугольной выдавкев торце вала, за которую ключом удерживают вал при затяжке гайки шкива.

Бесщеточныегенераторы

Бесщеточныегенераторы обладают повышенной надежностью и долговечностью, т. к. у нихотсутствует щеточно-контактный узел, подверженный износу и загрязнению, аобмотка возбуждения неподвижна. Однако масса и габариты этих генераторов больше.Зарубежные бесконтактные генераторы выполняются на базе клювообразнойконструкции. Наиболее широко бесконтактную схему использует фирма Delco-Remy(рис. 3. 16, б). Отличие этих генераторов состоит в том, что одна полюснаяклювообразная половина посажена на вал, как у обычного щеточного генератора, адругая в урезанном виде приваривается к ней по клювам немагнитным материалом. Каркасобмотки возбуждения помещен на магнитопровод (индуктор), закрепленный на крышкегенератора. Между этим магнитопроводом и полюсной, системой имеется воздушныйзазор. При вращении вала сидящая на ней полюсная половина вместе с привареннойк ней другой полюсной половиной вращаются при неподвижной обмотке возбуждения.

Схемное иконструктивное исполнение регуляторов напряжения

Конструкция,технология изготовления и схемное исполнение регуляторов напряжения тесносвязаны друг с другом. Основные тенденции развития конструкций и схемобуславливаются стремлением миниатюризировать регулятор, чтобы при встраиваниив генератор Он занимал меньше места, увеличить число выполняемых им функции(например, наряду со стабилизацией напряжения сообщать о работоспособностигенераторной установки, предотвращать разряд аккумуляторной батареи принеработающем двигателе), а также повысить качество выходного напряжения. Вибрационныереле-регуляторы и контактно-транзисторные регуляторы и настоящее времяполностью заменены электронными транзисторными регуляторами напряжения. Сразвитием электроники наметились существенные изменения в схемном иконструктивном решениях электронных регуляторов. Теперь их можно разделить надве группы — регуляторы традиционного схемного исполнения с частотойпереключения, меняющейся с изменением режима работы генератора, и регуляторы состабилизированной частотой переключения, работающие по принципу широтно-импульсноймодуляции (ШИМ). По конструкции регуляторы традиционного схемного исполнениявыполняются либо на навесных элементах, расположенных на печатной плат, либо ввиде гибридных схем, регуляторы с ШИМ могут быть гибридного исполнения илиполностью выполненными на монокристалле кремния. Число транзисторов втрадиционных схемах невелико, обычно значительно меньше десятка, в регуляторахс ШИМ это число составляет несколько десятков. Последнее стало возможно сразвитием электроники, так как в микросхемах, выполненных на монокристаллекремния, стоимость схемы мало зависит от числа транзисторов. Применение же ШИМпозволяет повысить качество стабилизации напряжения и предотвратить влияние нарегулятор внешних воздействий. Современные регуляторы выполняются в основномвстроенными в генератор. Тем не менее, отечественная промышленность выпускаетцелую серий малогабаритных регуляторов напряжения для размещения вне генератора.Эти регуляторы выполняются в идентичных корпусах, по практически одинаковойсхеме, на унифицированной крепежной панели с набором отверстий, позволяющихустанавливать регуляторы на разные модели автомобилей.

Стартер

Классический электростартер — это устройство,состоящее из электродвигателя (ЭДВ) постоянного тока с последовательнойобмоткой возбуждения, который на время пуска двигателя внутреннего сгорания(ДВС) подключается к аккумуляторной батарее (АКБ) с помощью пускового тяговогореле (ПТР). Это же реле посредством рычага с вилкой перемещает по оси стартерамуфту свободного хода (МСХ) и тем самым механически сочленяет шестерню на валустартерного электродвигателя непосредственно с венечной шестерней маховика ДВС(см. далее рис. 8. 8). Конструкция стартера, при которой вал электродвигателясоединяется прямо с маховиком ДВС, имеет ряд недостатков. Так, передаточноечисло главного редуктора, состоящего из венечной Шестерни маховика и шестерниМСХ, не может быть достаточно высоким. Ограничения накладываются расчетнымразмером диаметра маховика, а также числом, размером и прочностью зубцовшестерни МСХ. В такой редукторной паре соотношение зубцов не может быть более16—18. Это приводит к необходимости использовать в стартере такойэлектродвигатель, у которого обороты якоря «мягко» сочетаются смеханической нагрузкой на валу. К таким относятся электродвигатели споследовательной обмоткой возбуждения, обладающие мягкой механическойхарактеристикой (рис. 8. 1, а). Именно такие ЭДВ широко применяются вклассических электростартерах. Конструктивным недостатком ЭДВ споследовательным возбуждением является то, что в нем ток возбуждения, равныйтоку якоря, делает обмотку возбуждения громоздкой, сильно нагревающейся, амагнитную систему статора недостаточно эффективной и с низким КПД. Даже призаданном ограничении на время работы стартер получается тяжелым и большихразмеров. Кроме того, ЭДВ с последовательным возбуждением в режиме холостогохода может пойти «вразнос». От указанных недостатков свободны ЭДВ снезависимым (от тока якоря) возбуждением.

Независимое возбуждение магнитного поля на статореЭДВ можно получить тремя способами:

— обмоткой возбуждения,которая подключена к отдельному от якоря источнику электрической энергии(управляемое независимое возбуждение — рис. 8. 1, б);

— обмоткой возбуждения,подключенной параллельно якорю ЭДВ (параллельное возбуждение — рис. 8. 1, в);

— постоянными магнитамина статоре (возбуждение от постоянных магнитов относится к неуправляемомунезависимому возбуждению — рис. 8. 1, д).

Электродвигатель с питанием обмотки возбуждения отнезависимого источника (рис. 8. 1, б) в автомобильной системеэлектростартерного пуска не используется, так как на борту автомобиля одинпусковой источник электрической энергии — аккумуляторная батарея. Электродвигателис чисто параллельным возбуждением (рис. 8. 1, в) в автомобильных электростартерахнеэффективны, так как напряжение АКБ при пуске ДВС в зимнее время (притемпературе ниже -20°С) резко падает до 8-9 В. При этом намагничивающая силапараллельной обмотки возбуждения, а следовательно, и крутящий момент стартеразначительно ослабевают, пуск ДВС становится невозможным. Кроме того,характеристика ЭДВ с параллельным возбуждением жесткая, что недопустимо принизком передаточном соотношении между оборотами стартерного ЭДВ и оборотамиколенвала ДВС, так как это может привести к ударным перегрузкам и поломки взубцах механического привода.

Однако жесткость характеристики ЭДВ обеспечиваетплавность хода стартера, а также ограниченность оборотов холостого хода, ипоэтому параллельное возбуждение иногда вводится в ЭДВ классическогоэлектростартера дополнительно к последовательному (рис. 8. 1, г). Такоевозбуждение обеспечивает ЭДВ усредненную (умеренно жесткую) механическуюхарактеристику и называется смешанным. Используется, например, в стартерах дляавтомобилей ВАЗ.

Исключительно удачным техническим решением дляавтомобильного электростартера является наличие в его конструкцииэлектродвигателя с независимым возбуждением от постоянных магнитов (рис. 8. 1,д) и дополнительного понижающего планетарного редуктора, установленногонепосредственно внутри корпуса стартера между валом электродвигателя и осью, покоторой перемещается муфта свободного хода.

Такие стартеры имеют следующие преимущества.

Во-первых, главное магнитное поле электродвигателя спостоянными магнитами на статоре не зависит ни от тока якоря, ни от падениянапряжения АКБ при пуске ДВС.

Во-вторых, система постоянных магнитов на статореэлектродвигателя делается многополюсной (не менее шести полюсов), что позволяетзаметно уменьшить габариты магнитной системы (постоянные магниты значительноменьше электромагнитов), а следовательно, и всего стартера в целом. КПД иобороты стартерного электродвигателя с многополюсным статором также выше.

В-третьих, сами постоянные магниты выполняются не изсплавов дорогостоящих металлов, а из спекаемых ферритовых порошков с большойкоэрцитивной силой, что делает магниты легкими, прочными, технологичными и, какследствие, дешевыми.

В-четвертых, наличие дополнительного понижающегоредуктора в электростартерной системе пуска позволяет оптимально согласоватьжесткую механическую характеристику электродвигателя независимого возбуждения сминимальной пусковой частотой вращения коленвала ДВС при максимальноймеханической нагрузке стартера.

И наконец, в-пятых, стартерный ЭДВ с независимымвозбуждением от постоянных магнитов и с дополнительным редуктором можетработать в режиме повышенных оборотов при пуске холодного двигателя, потребляяпри этом от АКБ меньший ток по сравнению с классическим стартером. КПДстартерного режима АКБ и надежность пуска ДВС увеличиваются.

Как и любая новая техника, электростартеры спланетарным редуктором и с возбуждением от постоянных магнитов на начальномэтапе внедрения обладали некоторыми недостатками: они были значительно дорожеклассических за счет высокой стоимости постоянных магнитов и планетарногоредуктора; в них быстрее изнашивались щетки из-за более высоких оборотов; ихработа сопровождалась повышенным шумом.

Современная технология изготовления стартеров новогопоколения исключает эти недостатки. Так, постоянные магниты, как ужеотмечалось, стали ферритовыми. Главная шестерня планетарного редуктораизготавливается литьем под давлением из термореактивной пластмассы. Пластмассуармируют бронзой, что делает планетарную шестерню прочной, износостойкой,технологичной и дешевой. Остальные детали дополнительного редуктора обычногоисполнения. Планетарный редуктор с пластмассовой шестерней не шумит. Быстрыйизнос коллекторных щеток устранен применением в них более жесткого графита иудалением из него порошковой меди. Последнее стало возможным за счет понижениявеличины якорного тока. Уменьшена сила прижатия щеток к коллектору.

Устройство стартера

1 – вал привода;

2 – втулка передней крышки;

3 – ограничительное кольцо;

4 – шестерня с внутренним кольцом обгонной муфты;

5 – ролик обгонной муфты;

6 – опора вала привода с вкладышем;

7 – ось планетарной шестерни;

8 – прокладка;

9 – кронштейн рычага;

10 – рычаг привода;

11 – передняя крышка;

12 – якорь реле;

13 – удерживающая обмотка;

14 – втягивающая обмотка;

15 – тяговое реле;

16 – шток тягового реле;

17 – сердечник тягового реле;

18 – контактная пластина;

19 – крышка тягового реле;

20 – контактные болты;

21 – вывод «положительных» щеток;

22 – скоба;

23 – щеткодержатель;

24 – «положительная» щетка;

25 – вал якоря;

26 – стяжная шпилька;

27 – задняя крышка с втулкой;

28 – коллектор;

29 – корпус;

30 – постоянный магнит;

31 – сердечник якоря;

32 – опора вала якоря с вкладышем;

33 – планетарная шестерня;

34 – центральная (ведущая) шестерня;

35 – водило;

36 – шестерня с внутренними зубьями;

37 – кольцо отводки;

38 – ступица с наружным кольцом обгонной муфты

Звуковой сигнал

Принципработы автомобильных сигналов основан на циклическом замыкании и размыканииконтактов. При этом происходит колебание мембраны. Громкость, тон и силапотребляемого тока определяются зазором между якорем (подвижным контактом) исердечником (неподвижным контактом). В зависимости от потребляемого токасигналы могут включаться непосредственно включателем или через реле. Звуковыесигналы в автомобиле бывают безрупорными (шумовыми) или рупорными (тональными).Комплект звуковых сигналов включает шумовые и тональные сигналы, настроенные насовместную работу. Основное назначение звукового сигнала – обратить на себявнимание других участников движения, особенно, когда не хватает видимости.

Звуковойсигнал вибрационного типа, безрупорный. Включатель с кольцевой кнопкойустановлен на рулевом колесе. На автомобиле ВАЗ-2101 устанавливаются двасигнала — низкого и высокого тона. Сигнал состоит из корпуса, электромагнита 3,якорька 4, контактов 6, мембраны 7 и резонаторного диска 5. При нажатии накнопку замыкается электрическая цепь, и ток из аккумуляторной батареи поступаетпо замкнутым контактам 6 в обмотку электромагнита 3. При этом электромагнитпритягивает якорек 4, который прогибает мембрану 7 и одновременно размыкаетконтакты 6. Электрическая цепь прерывается, электромагнит размагничивается, иякорек под действием упругости мембраны отходит обратно,, вследствие чегоконтакты смыкаются, снова образуется замкнутая электрическая цепь, якорек вновьпритягивается, и процесс повторяется. При этом создаются частые колебаниямембраны (до 100 колебаний в секунду) и появляется звук. Тон звука каждогосигнала регулируется винтом 1, расположенным на задней стенке. При вращениивинта по часовой стрелке сила звука увеличивается, а при вращении противчасовой стрелки — уменьшается.

Рис.Звуковые сигналы:

а- автомобиля Mocквич-412; б — ВA3-2101; 1 — регулировочный винт; 2 — конденсатор;3 — электромагнит; 4 — якорёк; 5 — резонаторный диск; 6 — контакты;7 — мембрана;

Неисправностизвукового сигналаНе работают звуковые сигналы Устранение неисправности а) Перегорел предохранитель. Заменить предохранитель, предварительно устранить причину перегорания предохранителя. б) Обрыв цепи в схеме звуковых сигналов: окислены или разъединены наконечники проводов в разъемных соединениях, повреждены провода. Проверить последовательно наличие цепи в разъемных соединениях согласно схеме включения звуковых сигналов в) Окисление, загрязнение контактного кольца на рулевом колесе. При замыкании контактной пластины центрального переключателя на «массу» звуковые сигналы работают. Зачистить контактное кольцо, отрегулировать. г) Перекос арматуры рулевого колеса, накладки сигнальной кнопки или не отрегулирован зазор включения звуковых сигналов. При замыкании контактной пластины центрального переключателя на «массу» звуковые сигналы работают. Зачистить контактное кольцо, отрегулировать. Заменить поврежденные детали, отогнуть накладку рулевого колеса, отрегулировать. д) Отогнута пластина включателя звуковых сигналов центрального переключателя или ее излом. При замыкании контактной пластины центрального переключателя на «массу» звуковые сигналы работают. Зачистить контактное кольцо, отрегулировать. Отогнуть пластину или заменить центральный переключатель. е) Не работает реле включения звуковых сигналов. Проверить реле на работоспособность, в случае поломки заменить аналогичным ж) Неправильно установлена перемычка в месте установки реле включения звуковых сигналов на монтажном блоке. Проверить и установить правильно перемычку: на блоке. и) Обрыв цепи монтажного блока: перегорание дорожек, ложная пайка. Проверить цепь согласно схеме монтажного блока. Заменить монтажный блок. к) Не работает звуковой сигнал: разрегулировка, обрыв цепи обмотки катушки, отпадание «таблетки» контакта, попадание влаги. Отрегулировать или заменить звуковой сигнал. При регулировке сигнала винтом возможно постоянное замыкание контактов и перегорание предохранителя. Некачественное звучание звуковых сигналов Устранение неисправности а) Неисправность звуковых сигналов: разрегулировка, трещина мембраны. Отрегулировать сигналы или заменить. Указательтемпературы воды

Указательтемпературы служит для контроля температуры воды в головке блока цилиндровдвигателя в пределах от +40° до 100°С или 110°С. Указатель температуры импульсный,электротеплового типа и состоит из приемника, расположенного на щитке приборов,и датчика типа ТМЗ-А, установленного на двигателе. Схематически конструкцияуказателя температуры показана на фиг. 370. Главной деталью приемника являетсябиметаллическая П-образная плоская пружина 8, на которой намотана обмотка изпроволоки высокого сопротивления 7. Один конец пружины прикреплен к корпусуприемника, другой связан со стрелкой 6. Концы обмотки выведены клеммами накорпус приемника. Датчик представляет собой герметичный баллон с наружнойрезьбой. Внутри баллона имеется также биметаллическая пружина с обмоткой. Обмоткаприемника и датчика соединены последовательно в цепь.

Активныйслой биметаллической пружины датчика расположен так, что при нагреве пружиныэлектрическим током, проходящим по обмоткам, она поднимается вверх и разрываетцепь. Охладившись, пружина возвращается в первоначальное положение и замыкаетэлектрическую цепь. Процесс размыкания и замыкания электрической цепимногократно повторяется, и в цепи устанавливается определенный режим импульсовтока. При повышении температуры воды в головке блока биметаллическая пружинаостывает дольше, чем при> низкой температуре. Следовательно, число импульсовс повышением температуры за единицу времени уменьшится, а следовательно,уменьшится и величина тока в цепи обмоток. С понижением температуры числоимпульсов тока за единицу времени увеличится, и ток в цепи обмоток увеличится. Изменениевеличины тока вызывает различный нагрев биметаллической пружины в приемнике, иона, изгибаясь от нагрева, устанавливает стрелку в определенном положении. Указательтемпературы воды работает только при включенном зажигании. При выключенномзажигании стрелка указателя температуры устанавливается несколько правееделения 100° С или 110° С. Указатель -температуры воды не требует никакогоухода. Ремонт приемника и датчика в эксплуатационных условиях невозможен. Поэтомув случае выхода прибора из строя следует проверить только электрическиесоединения, целость предохранителя и исправность проводки и, если они впорядке, сменить приемник или датчик. Исправность указателя температуры водыможет быть проверена па специальном стенде или путем сравнения показанийприбора и ртутного термометра. Для этого следует вывернуть датчик прибора,удлинить с помощью дополнительного отрезка его провод, соединить корпус прибораотдельным отрезком провода с клеммой М (масса) генератора и погрузить датчик иртутный термометр в банку с кипятком, расположив их ближе к ее центру (вдали отстенок). Клемму при этом погружать в кипяток не следует. Затем сравнитьпоказания прибора и ртутного термометра, доводя постепенно температуру воды вбаке до требуемой величины доливкой холодной воды. Погрешность в показанияхприбора при 1!0°С на 4°С, при 80°С на 5°С и при 40°С на 10°С являетсядопустимой. Если погрешность прибора выше указанных пределов, то необходимосменить датчик. Если датчик исправен, то следует проверить приемник и при необходимостизаменить его. При проведении ремонта электропроводки или смене приборов(приемника и датчика) нельзя допускать замыкания их клемм на массу. Даженепродолжительное замыкание приводит к потере прибором регулировки, а болеепродолжительное (5—8 мин. ) может привести к сгоранию обмотки. Необходимопостоянно следить за температурой и уровнем воды в системе охлаждения. Запуск ипрогрев двигателя при отсутствии воды в радиаторе, применяемый некоторымиводителями в зимнее время, может вызывать выход из строя датчика температурыводы. Контрольная лампа предельной температуры воды в радиаторе. При повышениитемпературы воды в радиаторе выше 92—98°С контрольная лампа загорается… Вслучае загорания лампы автомобиль следует остановить и устранить причину, вызвавшуюперегрев (ослабление ремня вентилятора, чрезмерное закрытие жалюзи или теплогокапота и др. ). Если причиной перегрева было чрезмерное закрытие жалюзи,движение приостанавливать не нужно. Сигнальная лампа может загореться и настоянке, сразу после остановки. В этом случае движение можно возобновить, недожидаясь пока лампа погаснет, так как загорание лампы вызвано местнымперегревом вследствие прекращения циркуляции воды. При возобновлении движениятемпература воды быстро выравняется до нормальной, и контрольная лампа погаснет.Контрольная лампа предельной температуры воды в радиаторе работает только привключенном зажигании. Особого ухода в эксплуатации контрольная лампа и датчикне требуют.

Датчики давления

Обязательнымэлементом датчика давления является мембрана — плоская или гофрированнаяпластина, выполненная из бронзы или какого-либо иного упругого материала,жестко зажатая по краям. Герметичная полость, расположенная под мембраной,должна соединяться через штуцер с полостью измерения давления. В большинствеслучаев мембрану снабжают жестким центром, на котором укрепляют устройство,связывающее мембрану с передающим механизмом. С изменением давления мембранапрогибается и ее жесткий центр перемещается. Связь перемещения жесткого центраП с величиной измеряемого давления Р, как показано на рис. 9. 4, а, нелинейна,причем гофрированная мембрана при прочих равных условиях более чувствительна кизменению давления, чем плоская. Отличие датчиков давления друг от друга восновном состоит в том, как в них перемещение жесткого центра преобразуется вэлектрический сигнал. Это зависит от системы измерения, в которой используетсядатчик. На рис. 5. 5, б, изображен датчик давления масла, снабженный реостатнымдатчиком. Толкатель, закрепленный в жестком центре мембраны, через качалкувоздействует на ползунок реостата, который при этом поворачивается вокруг своейоси. Возвратное движение ползунка происходит под действием пружины. Дроссель,запрессованный в штуцер датчика, создает большое сопротивление протеканию маслаи препятствует возникновению колебаний ползунка реостата при резком изменениидавления. Ползунок соединен с массой датчика, и изменение сопротивленияреостата происходит между его выводом и «массой». В датчикеимпульсной системы (рис. 5. 5, в) на жесткий центр мембраны опирается выступомупругая пластина с контактом, соединенным с «массой». Другой контактзакреплен на плече П-образной биметаллической пластины, с навитой на немспиралью, один конец спирали приварен к пластине, другой соединен через упругийтоковод с выводом датчика. Второе плечо П-образной биметаллической пластинызакреплено на упругом держателе, положение которого можно изменить поворотомвоздействующего на него регулятора. Это позволяет осуществлять настройкудатчика, изменяя первоначальное усилие прижатия контактов друг к другу. Изменениедавления перемещает жесткий центр мембраны, при этом меняется усилие прижатияконтактов друг к другу и соответственно изменяется относительное времянахождения их в замкнутом состоянии.

Датчиксигнализатора аварийного давления (рис. 5. 5, г) имеет простую конструкцию. Нажесткий центр мембраны опирается рычаг выключателя, который и замыкаетконтакты, если давление превышает заданные пределы или, в зависимости отназначения датчика, если давление падает ниже допустимых пределов.

Измерителиуровня топлива

Визмерителях уровня топлива используется реостатный датчик, помещенный втопливный бак (рис. 5. 13). С выработкой топлива поплавок перемещается и черезрычаг воздействует на ползунок реостата, который соответственно меняет своеположение. Если автомобиль имеет два бака, то датчики помещают в каждый бак,при этом водитель с помощью переключателя может определить уровень топлива вкаждом баке. Специальные контакты, установленные в некоторых типах датчиков,замыкаются при снижении уровня топлива до минимального уровня, позволяющегопроехать ограниченное расстояние. Контакты включают контрольную лампу на щиткеприборов, т. е. образуют сигнализирующий прибор выработки топлива. В указателяхуровня топлива используются магнитоэлектрические приборы (логометры) или, реже,электромагнитные указатели. Электромагнитные указатели соединяются с датчикомпо схеме на рис. 5. 9, магнитоэлектрические — по схемам на рис. 5. 13. Схема нарис. 5. 13, б, характерна для системы 24 В, поэтому имеет добавочный резисторRe, гасящий напряжение. Сопротивление Rт — термокомпенсационное, Rд — сопротивление датчика, HL — лампа контроля минимального уровня топлива. Электромагнитныеуказатели используются с датчиками на максимальное сопротивление 60 Ом,магнитоэлектрические — на 90 Ом или 350 Ом (в основном, на автомобилях ВАЗ).

Освещениеавтомобиля

Системаосвещения автомобиля состоит из фар, ближнего и дальнего света, габаритныхогней, задних опознавательных огней, указателей поворотов, предупреждающихогней и огней сигнала торможения (стоп-сигналов). Строение, неисправности и Т. Орассмотрим на примере ВАЗ 2170.

Наавтомобилях Lada Priora применяют блок-фары, объединяющие в себе фары ближнегои дальнего света (с однонитевыми лампами), а также указатели поворота. Крометого, в фарах находятся лампы габаритного света. Ближний свет фар включаетсяпереключателем наружного освещения, дальний свет — переключателем света фар спомощью реле, расположенного в монтажном блоке. Управляющее напряжение подаетсяна обмотки реле включения дальнего света фар от переключателя света фар, еслипереключатель наружного освещения находится в положении включения света фар. Независимоот положения переключателя наружного освещения можно кратковременно включитьдальний свет фар, перемещая на себя рычаг переключателя света фар. Фарыавтомобилей Lada Priora оснащены электрокорректором света фар, которыйпозволяет с места водителя регулировать по высоте направление световых пучковфар в зависимости от степени загрузки автомобиля.

1.Если фары вдруг стали гореть тускло, а при включении сигнала поворота начинаетмигать лампа габаритного света, восстановите контакт «массового»провода с кузовом.

2.Возьмите себе в привычку регулярно менять лампы (особенно головного света фар).Со временем колба лампы мутнеет, яркость лампы уменьшается. Причем этот процесспроисходит довольно медленно, поэтому водитель не замечает постепенногоухудшения освещенности дороги.

3.В последнее время появляется все больше машин, у которых фары сияют, какновогодняя елка, различными оттенками голубого цвета. Все это называется словом«ксенон» и считается очень крутым. Спору нет, ксеноновые фары,установленные штатно на последние модели иномарок, намного лучше освещаютдорогу, да и автомобиль с ними смотрится значительно эффектнее. Неудивительно,что многие тоже стараются улучшить свой автомобиль, тем более что сейчас наприлавках появилась масса «ксеноновых» ламп различного изготовления(чаще всего китайского). Не покупайтесь на дешевку — такие лампы не имеютничего общего с настоящими ксеноновыми газоразрядными лампами без нитей накаливания.Это обычные лампы с окрашенным стеклом. Светопропускная способность такогостекла значительно ниже, чем у стандартных ламп, нити у фальшивок, как правило,установлены не в фокусе, и фара с такой лампой при внешней эффектностипрактически ничего не освещает, причем дополнительно нещадно слепит встречныхводителей. К тому же производители таких ламп, чтобы компенсировать снижениесветового потока, увеличивают их мощность сверх нормы. Часто установка подделокприводит к оплавлению изоляции проводов и соединительных колодок. А возможен ипожар. Лучше не приобретайте за свои деньги «головную боль», а купитеобычные лампы хорошего качества.

Коммутационнаяаппаратура

Коммутационнаяаппаратура связывает электропотребителей и бортовую сеть и делится накоммутационную аппаратуру прямого действия – выключатели, переключатели, кнопкии аппаратуру дистанционного действия реле, контакторы. Аппаратура прямогодействия может объединяться в комбинированные многофункциональные устройства. Врукоятки элементов коммутационной аппаратуры прямого действия в ряде случаеввстраиваются лампы со светофильтрами, цвет которых зависит от функциональногоназначения аппаратуры: красный, предупреждающий о необходимости принятия мердля предотвращения аварийной ситуаций, оранжевый — необходимо принять меры дляобеспечения нормальной работы, зеленый -нормальная работа, синий — включендальний свет, двигатель находится в холодном состоянии, а также лампыподсветки, облегчающие поиска темноте. Условные обозначения, поясняющие функциональноеназначение включаемого устройства, стандартизованы. По конструктивномуисполнению выключатели и переключатели делятся на кнопочные, клавишные,поворотные, в том числе со съемным ключом, рычажные.

Клавишныевыключатели и переключатели широко распространены на автомобилях. Они имеют двапереключатели три фиксированных положения. В перекидной конструкции при нажатииклавиши пружинный толкатель перекидывает контактную пластину, замыкающуюконтакты. В ползунковой конструкции рис. 4. 3, б, толкатель перемещаетконтактную пластину. При этом происходит самоочищение контактов. Падениенапряжения на контактах выключателей и переключателей не должно превышать 0,1 В.Поворотные конструкции применяются в выключателях зажигания и подрулевыхпереключателях. Выключатель зажигания коммутирует системы зажигания, пуска,стеклоочистителей, указателей поворота, фонаря заднего хода, а в некоторыхслучаях фар головного света и радиоприемника. Основой выключателя являетсяконтактный узел, состоящий из подвижных и неподвижных контактных дисков. Некоторыевыключатели зажигания оборудованы противоугонным устройством, блокировкой Отповторного включения стартера и сигнализацией об оставленном ключе зажигания. Втаком случае повторное включение стартера возможно лишь после возвратавыключателя в нулевое положение.

Подрулевыепереключатели имеют несколько отдельных контактных узлов, управляемыхсобственными рукоятками. Переключатель наружного освещения и световойсигнализации, управляет переключением фар с близкого на дальний свет и обратно,указателями поворота, стояночными огнями. Переключатель стеклоочистителя,изменяет режим работы стеклоочистителя ветрового стекла: работа на большой,малой скорости, прерывистый режим, включен омыватель, а также включенстеклоочиститель заднего стекла и его смыватель, Положения выключателяпредусмотрены фиксированные и нефиксированные, например, для включениясмывателя ветрового стекла. Конструкция. кнопочных выключателей аналогичнаобщепромышленным. В них нажатие кнопки переводит подвижный контакт из одногоположения в другое. Кнопочный выключатель без фиксации замыкает контакты,отжимаемые затем пружиной.

Устранениенеисправностей переключателей заключается в полной их замене!

Яознакомился с особенностью строения электрооборудования дизельных, газобалоных,специальных, грузовых автомобилей, автобусов, легковых автомобилей, пикапов.

еще рефераты

Еще работы по транспорту

Реферат по транспорту

Аэродинамическая компенсация рулей (элеронов)

26 Июня 2015

Реферат по транспорту

Аэродинамический проект

26 Июня 2015

Реферат по транспорту

Балансировка роторной системы

26 Июня 2015

Реферат по транспорту

Балансировка роторной системы

1 Сентября 2013