Классификация электрооборудования автомобиля

Примером регулятора напряжения с ШИМ является регулятор Я212А1 IЕ. Регулятор аналогичен регулятору ЕIЛ4П4С фирмы Вос1i. Он изготавливается по гибридной технологии в металлостеклянном корпусе, схожем по конфигурации с корпусом мощного транзистора. Схема регулятора представлена на рис.19.

Основу регулятора составляет микросхема, выполненная на кристалле кремния. Схема содержит входной делитель А1, параметрический стабилизатор напряжения А2, усилитель.-интегратор АЗ, источник опорного напряжения А5, бистабильньтй триггер Аб и выходной усилитель А7. Вне микросхемы в регуляторе располагаются балластное сопротивление параметрического стабилизатора источника питания микросхемы и токоограничивающее сопротивление 12, а также выходной транзистор УТ 1 и гасящий диод У]Э 1.

Питание элементов микросхемы стабилизируется, а эталонное опорное напряжение создается источником А5.

Регулятор работает следующим образом - напряжение генератора через входной делитель А1 подается на неинвертирующий вход усилителя-интегратора АЗ, где сравнивается с опорным напряжением. Если напряжение генератора равно номинальному уровню, то схема выдает через бистабильньтй триггер Аб и выходной усилитель А7 сигнал на переключения выходного транзистора с равенством времен нахождения его в открытом и закрытом состояниях. Чем больше отклонение напряжения генератора от номинального уровня в ту или другую сторону, тем больше или меньше время заряда-разряда конденсатора интегратора.

Напряжение на конденсаторе фиксируется бистабильным триггером Аб,

заставляющим через выходной усилитель А7 выходной транзистор УТ 1 длительнее находиться в открытом или закрытом состояниях. Через компаратор обратной связи А4 на инвертирующий вход АЗ подается добавочное напряжение.

Таким образом, регулятор осуществляет коммутацию в цепи обмотки возбуждения с фиксированной частотой, лежащей в пределах 460 Гц - 2,5 кГц (в зависимости от настройки регулятора). Стабилизация же напряжения, как и в традиционной схеме регулятора, происходит за счет изменения относительного времени включения обмотки возбуждения в цепь питания с соответствующим изменением средней величины тока в ней. Применение регуляторов с ШИМ непрерывно расширяется. Некоторые зарубежные фирмы, особенно японские и американские, подводят в такие регуляторы сигнал от вывода фазы генератора, заставляющий при неработающем генераторе сократить относительное время включения транзистора и, следовательно, доводить ток возбуждения до величины, не опасной для разряда батареи. Регулятор, кроме того, управляет и лампой контроля работоспособности генераторной установки. В настоящее время многие отечественные фирмы выпускают аналоги перечисленных выше регуляторов. Например, аналогом Я212А1 IЕ является регулятор 36.3 702, выполненный в аналогичном корпусе, регуляторы 412.3702, 444.3702 - это аналоги ЯI2ОМIИ; 41.3702, 44.3702, 4302.3702 - аналоги ЯII2АI; 411.3702, 4322.3702 - аналоги ЯII2ВI.

В системах на два уровня напряжения (14/2 8 В) регулятор поддерживает напряжение только на низком уровне, а высокое напряжение получается с помощью трансформаторно-выпрямительного блока, включаемого по схеме рис.5 , г, или электронного преобразователя.

На автомобилях ЗИЛ-4331, ЗИЛ-IЗЗГЯ с генератором 3822.3701, имеющим выводы всех трех фаз генератора, а также ЗИЛ-53014 <Бычок» с генератором 2022.377 1, имеющим такие же выводы, применяется трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ) 12 12.3759, рассчитанный на номинальную силу тока 8 А при массе 3,3 кг. ТВБ представляет собой трехфазный трансформатор с коэффициентом трансформации, равным 1 (по 45 витков провода ПЭТВ - 2 диаметром 1,6 мм в каждой обмотке), и мостовой выпрямитель.

Соединение обмоток в «треугольник». Применение двух уровней напряжения позволяет повысить надежность работы ламп, т.к. при напряжении 12 В лампы

устойчивей выдерживают динамическое воздействие, и уменьшить габариты пусковой системы.

2. Технологическая часть  

2.1 Техническое обслуживание генераторных установок

Обслуживание современных генераторных установок сведено к минимуму, Однако их эксплуатация требует соблюдения некоторых правил, связанных с наличием у них полупроводниковых элементов.

1 .Не допускается работа генераторной установки с отключенной аккумуляторной батареей. Даже кратковременное отключение аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля может привести к выходу регулятора напряжения из строя.

2 .Не допускается подсоединение к бортовой сети автомобиля источников электроэнергии обратной полярности («плюс» на «массе»), что может, например, произойти при попытке запуска двигателя от посторонней аккумуляторной батареи.

З.Не допускаются любые проверки в схеме генераторной установки с подключением источников повышенного напряжения.

4.При проведении на автомобиле сварочных работ клемма «масса» сварочного аппарата должна быть соединена со свариваемой деталью. Провода, идущие к генератору и регулятору напряжения, следует отключить.

Периодичность технического обслуживания генераторных установок обусловлена периодичностью технического обслуживания автомобиля. Различают ежедневное техническое обслуживание (ЕО), первое и второе техническое обслуживание (ТО- 1, ТО-2) и сезонное техническое обслуживание (СТО).

Срок проведения каждого технического обслуживания зависит от условий эксплуатации автомобиля, которые подразделяются на пять категорий. Наиболее комф ортные условия эксплуатации соответствуют 1 категории эксплуатации (в основном, эксплуатация по дорогам с асфальтобетонным и цементобетонным покрытием вне города); наиболее тяжелые - 5 категории (эксплуатация на естественных грунтовых дорогах, отвальных дорогах и т.п.). Периодичность ТО-1 и ТО-2 применительно к 1 категории эксплуатации составляет в среднем у легковых автомобилей соответственно 4000 км и 16000 км, грузовых автомобилей . 3000 и 12000 км.

Сезонное техническое обслуживание проводится два раза в год при подготовке

автомобилей к эксплуатации в зимнее и летнее время. При ежедневном обслуживании перед выездом следует проверять, обеспечивает ли генераторная установка заряд

аккумуляторной батареи при работающем двигателе.

При нормальной работе генераторной установки при повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя амперметр на щитке приборов должен показывать заряд аккумуляторной батареи, вольтметр -- напряжение 13-15 В (стрелка вольтметра находится в зеленой зоне), лампа контроля заряда аккумуляторной батареи должна погаснуть. Такую проверку, а также проверку усилия натяжного приводного ремня генератора следует проводить при каждом ТО- 1. Прогиб нормально натянутого ремня при нажатии на середину наибольшей 1 ветви динамометром должен составлять при усилии 4 кгс (40 Н) у автомобилей КамАЗ - 15-22 мм, ЗИЛ - 8-14 мм, ГАЗ-З 1029, ГАЗ-33021 - 8-10 мм, “Москвич” - 7-9 мм, ГАЗ-66-001 - 10-15 мм, при 10 кгс (100 Н) у моделей ВАЗ - 10-15 мм. Слабо натянутый ремень проскальзывает при передаче вращающего момента от двигателя к генератору, при этом наблюдается усиленный износ ремня и приводных шкивов, генератор не берет на себя нагрузку. Чрезмерное натяжение ремня сокращает срок службы подшипников генератора.

Помимо всех этих операций, при ТО-2 следует очистить наружные поверхности генераторов и регуляторов напряжения от пыли и грязи и проверить крепление проводов на их выводах, подтянуть при необходимости гайку крепления шкива и стяжные шпильки, а также проверить надежность крепления генератора на двигателе. При установке зазор между кронштейном двигателя и посадочными плоскостями лап генератора не допускается. Болты крепления должны быть надежно затянуты и предохранены от самоотворачивания. После первых 50-60 тыс. км пробега автомобиля, а в дальнейшем через одно ТО-2, проверяется высота щеток, а также состояние контактных колец и подшипников. Для этого генератор снимают с двигателя, отворачивают винты крепления щеткодержателя, вынимают щеткодержатель из генератора, проверяют легкость перемещения щеток в щеткодержателе. Затем щетки извлекают из щеткодержателя и замеряют их высоту. Там, где доступ к генератору это позволяет, например, на автомобиле хМосквич»-2 140, снятие щеткодержателя можно производить без снятия генератора с двигателя. Щетки первоначального размера б,5хбхIЗ мм, износившиеся до высоты 8 мм, и размера 5х8х18 мм, в свободном состоянии выступающие из щеткодержателя менее чем на 5 мм, подлежат замене. В случае заедания щетки в щеткодержателе при ее перемещении отверстие щеткодержателя следует протереть ветошью, смоченной в неэтилированном бензине. Если поверхность контактных колец содержит следы масла и грязи, их также следует протереть аналогичным образом. При окислении контактных колец из-за длительного хранения или перерыва в работе их зачишают мелкой шкуркой. Кольца, износ которых превышает 0,5 мм, ттротачивают. Состояние подшипников проверяют, вращая вал генератора от руки при снятых щетках. При нормальном состоянии подшипников вращение вала должно происходить плавно, без заеданий, шумов и щелчков.

Сезонное техническое обслуживание сводится в основном к переводу переключателя посезонной регулировки напряжения там, где он есть, например, на

генераторе Г273В автомобилей КамАЗ весной - в летнее положение (положение

«Л»), осенью - в зимнее (положение «3»). Этот перевод генератора Г273 производят отверткой, вставляемой в шлиц переключателя.  

2.2 Характерные неисправности геНераТОрНь'х установок и методы

их обнаружения

Генераторная установка исправна, если она обеспечивает заряд аккумуляторной батареи, развивает напряжение, достаточное для питания и не опасное для потребителей, и работает без шума. Современные генераторные установки являются высоконадежными агрегатами, и часто за их отказ принимают отсутствие контакта или короткое замыкание в проводке автомобиля, срабатывание предохранителя, отказ амперметра и т.п.

Некачественное соединение между выводами генератора и регулятора напряжения приводит к изменению выходного напряжения системы электроснабжения. В частности, повышенное сопротивление на участке между выводами «масса» генератора и регулятора (у автомобилей ВАЗ оно не должно превышать 0,01 Ом) вызывает перезаряд аккумуляторной батареи из-за роста напряжения генераторной установки. На автомобилях ВАЗ с генератором Г22 1 А и регулятором напряжения 12 1.3702 повышенное сопротивление участков цепи между генератором и регулятором вызывает мигание лампы контроля заряда на щитке приборов при работе двигателя на малых оборотах. Повышенное сопротивление может возникнуть из-за ослабления пружины держателя предохранителя в цепи регулятора напряжения, плохого контакта в выключателе зажигания или в штекерных соединениях, нарушения соединения регулятора с «массой» автомобиля.

Если амперметр при работающем двигателе автомобиля показывает малую силу тока или вообще на нуле, это еще не значит, что генераторная установка неисправна - аккумуляторная батарея может быть просто полностью заряжена. В этом случае нужно следить за показаниями амперметра сразу после пуска двигателя. Постепенное уменьшение зарядного тока характеризует исправную генераторную установку.

Характерные неисправности генераторных установок и методы их устранения приведены в табл.5.

Определенную информацию о работоспособности генераторной установки, выполненной по одной из схем (рис.5, а, в, д, ж, з), т.е. снабженной лампой контроля заряда аккумуляторной установки, можно получить по поведению этой лампы. Прежде всего, конечно, следует убедиться, что сама лампа и реле ее включения, а также все соединения схемы, в том числе контакты выключателя зажигания исправны. В этом случае, если лампа не горит при неработающем двигателе при включении включателя зажигания, причиной в схемах рис. 5 а, в может являться замыкание обмотки статора на массу» или замыкание минусовых диодов. После запуска и выхода двигателя на нормальный режим работы у исправной генераторной установки лампа должна погаснуть. Тем не менее, контрольная лампа не контролирует отказ регулятора напряжения, связанный с незакрыванием выходного транзистора, главным образом с коротким замыканием внутри выходного транзистора регулятора. В этом случае напряжение генераторной установки не регулируется и достигает недопустимо высоких значений, но лампа после запуска гаснет, как и у нормально работающей установки. Наиболее полную и правильную ин формацию о работоспособности генераторной установки может дать вольтметр с пределами измерений до 15-30 В (для генераторных установок дизелей с номинальным напряжением 28 В предел измерений вольтметра должен быть выше).

При полностью заряженной аккумуляторной батарее, включенных фарах дальнего света и средних частотах вращения коленчатого вала двигателя напряжение генераторной установки между выводом «+» (вывод «30» у генераторов автомобилей ВАЗ) и «массой» должно быть в пределах 13-15 В (26-30 В у системы на напряжение 28 В ). Более точные цифры приведены в табл. 2. Низкое напряжение может быть вызвано отказом как генератора, так и регулятора, высокое - только отказом регулятора или повышенным падением напряжения в цепи включения регулятора в бортовую сеть. Причиной низкого напряжения может быть слабое натяжение приводного ремня, которое следует проверить. Соответствие генераторных установок предъявляемым к ним техническим требованиям и их исправность можно проверить на стенде, сняв генераторную установку с двигателя и собран схемы рис. 20(а - для генератора со встроенным регулятором, б - с вынесенным). При проверке генераторов и регуляторов напряжения их параметры должны соответствовать данным табл. 1 и 2

У генераторных установок, работающих по схеме рис.5, д, ж, между выводами основного и дополнительного выпрямителя должны быть включены контрольная лампа 12 В - 1,2 Вт и подпиточный резистор, как показано на рис.20, а. для генератора 37.3701 подпиточный резистор имеет сопротивление 50 Ом, при испытании генератора Г222 перемыкаются его выводы «15» и «30», как показано пунктиром на рис.20, а.

Конечно, в эти схемы могут быть внесены некоторые изменения в соответствии со схемами генераторной установки по рис. 5.

Исправность регулятора напряжения можно проверить и отдельно от генератора по схемам рис.21. В качестве источника напряжения ИП можно использовать любой источник, у которого постоянное напряжение изменяется в пределах 12-16 В (у системы на номинальное напряжение 28 В - вдвое больше).

Можно использовать и две аккумуляторные батареи -. одну напряжением 12-12,5 В и последовательно с ней включенные две аккумуляторные банки другой батареи на общее напряжение 15-16 В. Контрольную лампу i-IЪ мощностью не более б Вт включают так же, как обмотку возбуждения генератора, с которым работает регулятор напряжения: либо между выводами «Ш» (67) и «+» (В), как показано на рис.22, а, либо между выводом «Ш» и «массой» (рис.22, 6). у регулятора 17.3702 (генератор 37.370) контрольная лампа включается между щетками встроенного в него щеткодержателя (рис.22, в). По поведению лампы в зависимости от подводимого напряжения оценивается исправность регулятора (табл.6). При проверке интегрального регулятора Я1 12В его выводы «Б» и «В» должны быть соединены перемычкой.для проверки элементов, из которых набирается схема регулятора напряжения - диодов, транзисторов, стабилитронов, резисторов и конденсаторов, следует их сначала отсоединить от схемы, отпаяв в месте их установки от печатной платы. Производить эти операции с полупроводниками следует осторожно, чтобы не вывести их из строя высокой температурой, рекомендуется при отпайке придерживать ножку полупроводника пинцетом. Неисправный резистор часто можно определить по следам почернения на корпусе. Проверку резистора производят измерением величины его сопротивления омметром. Конденсаторы проверяют омметром, включенным на шкалу МОм, у исправного конденсатора в момент подключения омметра к выводам должно происходить отклонение стрелки в сторону уменьшения сопротивления. Затем стрелка возвращается обратно. Таким образом проверяется и помехоподавительный конденсатор 2,2 мкФ, устанавливаемый на некоторые типы генераторов. Полупроводниковые диоды и стабилитроны также проверяются омметром. При этом концы омметра подсоединяются к их выводам. Если при пересоединении концов резко меняется показание прибора, то диод исправен. Проверка транзисторов аналогична проверке исправности диодов, т.к. их переходы эмиттер - база и коллектор - база имеют характеристики полупроводникового диода, т.е. пропускают ток только в одном направлении. При проверке переходов эмиттер -