6.10. то207 мдк 01.01

6.10. ТО 207 МДК 01.01 Устройство автомобилей

Преподаватель Великая Г.В. Электронный адрес почты: velikayagal49@mail.ru

Задание выдано 06.10.2021. Задание выполнить до 07.10.2021г.

Литература: Лекция «Источники питания»

Задание :

1. Изучить тему «Аккумуляторная батарея»

2. Составить конспект по контрольным вопросам 1.2.3.4. (в конце лекции)

ЛЕКЦИЯ. Источники тока

Источники тока предназначены для питания током всех электроприборов автомобиля (потребителей тока). Автомобиль имеет два источника тока: аккумуляторную батарею и ге-нератор.

2.1 Аккумуляторная батарея

Назначение. Аккумуляторная батарея (АКБ) обеспечивает током стартер при пуске двигателя и приборы электрооборудования, когда генератор не работает или мощности гене-ратора оказывается недостаточно (при малых оборотах коленчатого вала двигателя или при включении большого числа потребителей).

АКБ обычно расположена в моторном отсеке автомобиля и крепится на специальной полке. «Минус» аккумуляторной батареи соединен с «массой» (кузовом) автомобиля, а плюс соединяется с электрической цепью потребителей тока с помощью проводников. Аккумуля-торная батарея состоит из шести аккумуляторов, объединенных в одном корпусе и соеди-ненных между собой последовательно в единую электрическую цепь. Поскольку каждый ак-кумулятор в результате протекающих в нем электрохимических процессов выдает по 2 В, то в сумме на полюсных штырях батарея имеет напряжение 12 В постоянного тока.

Устройство. АКБ представляет собой батарею аккумуляторов, размещенных в едином корпусе. АКБ состоит из следующих элементов (рис. 6):

корпус (аккумуляторный бак) с крышкой;

отрицательные пластины, собранные в полублок;

положительные пластины, собранные в полублок;

сепараторы;

баретки, связывающие пластины в полублоки;

положительный и отрицательный выводные штыри (борны, клеммы);

заливные пробки;

электролит (раствор серной кислоты и дистиллированной воды).

Рис. 6. Аккумуляторная батарея: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 – «плюсовая» клемма; 4 – один из шести аккумуляторов; 5 – «минусовая» клемма; 6 – пробка; 7 – заливное отверстие; 8 – пластины аккумулятора

Отрицательные и положительные пластины выполнены в виде решетки, отлитой из свинцово-сурмянистого сплава. Решетка заполнена пористым активным материалом. Активный материал: в отрицательных пластинах – губчатый свинец (серого цвета); в положитель-ных пластинах – диоксид свинца (темно-коричневого цвета). Полублоки пластин вставлены друг в друга таким образом, что разнознаковые пластины чередуются. Во избежание замы-кания пластины разделены сепараторами. Полость бака заполнена электролитом.

Принцип действия. Пластины, опущенные в электролит, в результате химической реакции приобретают определенный электрический потенциал по отношению к электролиту и становятся положительными и отрицательными электродами. Потенциалы электродов име-ет разные значения, и при их соединении проводником через него течет электрический ток. При разряде АКБ ток течет от отрицательного электрода к положительному. При заряде АКБ ток от постороннего источника потечет от положительного электрода к отрицательному.

Эксплуатационные параметры АКБ.

1. Напряжение батареи.

2. Плотность электролита (при нормальных условиях – 1,27…1,28 г/см3).

3. Емкость АКБ (количество электричества, которое АКБ отдает при разряде до наименьшего допустимого значения).

4. Зарядный ток (~10 % от емкости).

Маркировка АКБ. Рассмотрим на примере батареи 6СТ-75 ЭМСЗ. В марке АКБ ука-зывается: 6 – число аккумуляторов в батарее; СТ – батарея стартерная; 75 – номинальная ем-кость; Э – материал бака (эбонит); МС – материал сепараторов (микропористая пластмасса со стекловолокном); З – сухозаряженная батарея.

2.2 Генератор

Назначение. Генератор вырабатывает электрический ток, необходимый для питания всех приборов электрооборудования автомобиля, а также для заряда аккумуляторной батареи.

Генератор – это машина, превращающая часть механической энергии работающего двигателя в электрическую. На автомобилях применяются трехфазные генераторы перемен-ного тока с вращающейся обмоткой возбуждения и встроенными выпрямителями. Часто в конструкцию генератора входит и регулятор напряжения.

Устройство генератора. Автомобильный генератор состоит из следующих основных деталей (рис. 7 и 8):

 ротора, имеющего вал с шариковыми подшипниками, обмотку возбуждения и клю-вообразные полюса;

 щеток и контактных колец, посредством которых постоянный ток подается к обмот-ке возбуждения;

 статора с трехфазной обмоткой, выполненной в виде отдельных катушек, насажен-ных на зубцы статора;

 передней и задней крышек генератора, которые имеют кронштейны для крепления генератора к двигателю;

 стяжных болтов, соединяющих в единый корпус статор и крышки;

 выпрямительного блока, установленного в задней крышке;

 вентилятора для охлаждения обмоток и шкива привода генератора, установленных на выступающем конце вала ротора.

На рис. 7 представлена схема конструкция автомобильного генератора.

Рис. 7. Схема устройства генератора: 1 – корпус генератора; 2 – обмотка статора; 3 – ротор; 4 – шкив привода генератора; 5 – ремень; 6 – кронштейн крепления; 7 – контактные кольца; 8 – щет-ки; 9 – регулятор напряжения; 10 – вывод «30» для подключения потребителей; 11 – вывод «61» для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12 – выпрямитель

На вал ротора напрессованы клювообразные полюсы из электротехнической стали – вместе с валом они образуют своеобразный сердечник электромагнита. Между полюсами помещена обмотка возбуждения. Ее концы выведены через отверстия в полюсе и припаяны к контактным кольцам. Питание к кольцам подведено через угольные щетки. На валу ротора обязательно закреплена крыльчатка охлаждения генератора; в некоторых конструкциях она объединена со шкивом привода генератора.

Статор имеет следующую конструкцию. Основа корпуса – это набор из тонкихпла-стин электротехнической стали, связанных сваркой. На внутренней стороне корпуса полузакрытые пазы, в которые уложена трехфазная обмотка, закрепленная чаще всего пластмассо-выми трубками, иногда деревянными клинышками. Обмотка изолированная. В каждой фаз-ной обмотке шесть катушек, которые соединены в «звезду».

На рис. 8 представлено устройство генератора.

Рис. 8. Устройство генератора: 1 – кожух; 2 – вывод «В+» для подключения потребителей; 3 – конденсатор; 4– наконечник провода для подсоединения к выводу регулятора напряжения; 5 – вы-вод «W»; 6 – пластины выпрямительного блока; 7, 8 – диоды выпрямительного блока; 9 – регулятор напряжения; 10 – задняя крышка; 11 – стяжной винт; 12 – передняя крышка; 13 – обмотка статора; 14 – дистанционное кольцо; 15 – передний подшипник вала ротора; 16 – шкив; 17 – гайка; 18 – вал рото-ра; 19 – пружинная шайба; 20 – упорная втулка; 21 – клювообразные полюсные наконечники ротора; 22 – сердечник статора; 23 – втулка; 24 – обмотка ротора; 25 – задний подшипник ротора; 26 – втулка подшипника; 27 – контактные кольца; 28 – щеткодержатель; 29 – выводы обмотки статора; 30 – до-полнительный диод; 31 – вывод «D» (общий вывод дополнительных диодов)

Привод генератора осуществляется от шкива коленчатого вала через ременную пере-дачу. Генератор устанавливается на специальном кронштейне двигателя и приводится в дей-ствие от шкива коленчатого вала через ременную передачу (рис. 9).

Принцип действия генератора. Вал ротора приводится во вращение от коленчатого вала двигателя через клиноременную передачу. Магнитное поле создается обмоткой возбуж-дения и двенадцатиполюсным магнитом, которые находятся в роторе. Обмотка возбуждения закреплена на втулке ротора, а ее выводы припаяны к контактным кольцам. Постоянный ток в обмотку возбуждения подается от АКБ через выключатель зажигания, реле-регулятор, щетки и контактные кольца. При вращении ротора его магнитное поле пересекают силовые линии проводников обмотки статора, и в них индуктируется переменный электрический ток. Переменный ток поступает в трехфазный выпрямительный блок. В выпрямительном блоке происходит преобразование переменного тока в постоянный, и во внешнюю цепь подается постоянный ток. Контроль за работой генератора водитель осуществляет с помощью сиг-нальной лампы или амперметра, установленных на щитке приборов. При включении зажига-ния лампа загорается красным светом, а когда двигатель запустится, она должна погаснуть, что означает начало работы генератора. Если же лампочка не погасла, то генератор не дает заряд на АКБ.

Рис. 9. Привод генератора: 1 – ремень привода генератора; 2 – генератор; 3 – натяжная план-ка; 4 – гайка; 5 – шкив коленчатого вала; А – прогиб ремня

Генератор включен в электрическую цепь автомобиля параллельно аккумуляторной батарее. Поэтому питать потребителей и заряжать батарею генератор будет только в том случае, если вырабатываемое им напряжение превысит напряжение аккумуляторной батареи. А произойдет это тогда, когда двигатель автомобиля начнет работать на оборотах выше хо-лостых, так как напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от скорости вращения его ротора. Однако по мере увеличения частоты вращения ротора генераторавырабатыва-емое им напряжение может превысить требуемое. Для поддержания в сети постоянного напряжения, вырабатываемого генератором, независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя и для защиты генератора от перегрузок служит реле-регулятор. Реле-регулятор старых моделей автомобильных генераторов состоит из регулятора напряжения, реле обратного тока и ограничителя тока.

Регулятор напряженияподдерживает заданное напряжение генератора независимо от изменения частоты вращения вала, нагрузки генератора и изменения температуры.

Реле обратного тока включает генератор в систему электрооборудования, когда его напряжение выше, чем напряжение АКБ, и отключает, когда его напряжение ниже напряже-ния АКБ.

Ограничитель тока необходим для защиты генератора от перегрузки (при коротком замыкании, разряженной АКБ и т.п.).

Существует четыре типа реле-регуляторов: контактно-вибрационные; контактно-транзисторные; бесконтактные транзисторные; интегральные. Недостатком контактных реле-регуляторов является наличие в их конструкции механической (контактной) системы разры-ва электрической цепи. В процессе эксплуатации это требует систематической проверки и настройки реле-регулятора. В настоящее время все большее распространение получают бес-контактные (транзисторные и интегральные) реле-регуляторы: они более надежны в работе, просты в эксплуатации и меньше по размеру и весу. Бесконтактные реле-регуляторы состоят из измерительного и регулирующего устройств.

Принцип действия реле-регулятора. Измерительное устройство вырабатывает сигнал, необходимый для закрывания выходных транзисторов после получения регулируемого напряжения. Регулировочное устройство усиливает сигналы измерительного устройства и регулирует силу тока возбуждения генератора.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя напряжение, выраба-тываемое генератором, возрастает. При достижении верхнего предела регулируемого напря-жения реле-регулятор уменьшает ток в обмотке возбуждения, и напряжение, вырабатывае-мое генератором, уменьшается. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала двига-теля напряжение уменьшается, реле-регулятор увеличивает ток в обмотке возбуждения гене-ратора, и напряжение, вырабатываемое генератором, возрастает.

Современные генераторы обладают свойством самоограничения и имеют кремниевые выпрямители, что позволяет убрать из конструкции реле-регулятора ограничитель тока и ре-ле обратного тока, т.е. реле-регулятор современных генераторов имеет в конструкции только регулятор напряжения. Регулятор напряжения – это электронный прибор, который ограни-чивает вырабатываемое генератором напряжение и поддерживает его в пределах 13,6...14,2 В. В зависимости от модели автомобиля регулятор монтируется в корпусе генератора («таблетка» на щеточном узле) или устанавливается отдельно в подкапотном простран-стве.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначена АКБ?

2. Из каких элементов состоит АКБ?

3. Опишите принцип действия АКБ.

4. Расшифруйте маркировку следующих моделей АКБ: 6СТ-75; 6СТ-190ЭМС; 6СТ-55 З.

5. Для чего предназначен генератор?

6. Из каких элементов состоит автомобильный генератор переменного тока?

7. Опишите принцип действия автомобильного генератора.

8. Какой прибор генератора преобразует переменный ток в постоянный?

9. Для чего предназначен реле-регулятор?

10. Какие типы реле-регуляторов применяются на автомобилях? Опишите принцип их действия.

11. Перечислите преимущества и недостатки различных типов реле-регуляторов.