8.10- 208- мдк 01.01

8.10. ТО 207 МДК 01.01 Устройство автомобилей

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

Задание выдано 08.10.2021. Задание выполнить до 11.10.2021г.

Литература: Лекция «Источники питания»

Задание :

1. Изучить лецию

2. Ответить на контрольные вопросы (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.