Техническое обслуживание и ремонт приборов злектрооборудования автомобилей

Рис. 2 Электрическая схема  генератора: а – постоянного тока; б переменного тока с постоянным магнитом; 1 – якорь; 2 – коллектор; 3 – обмотка возбуждения; 4 и 5 – щётки; 6 – регулятор напряжения; 7 – 9 – выводы обмоток; 10 – магнитный ротор; Я и Ш – клеммы.

Магнитное поле создается  электромагнитами. Обмотки электромагнитов, которые называются обмотками возбуждения 3, питаются током, вырабатываемым генератором. Концы обмотки возбуждения подключены к щёткам генератора 4 и 5, т.е. параллельно обмоткам якоря. Такие генераторы называются генераторами с параллельным самовозбуждением (шунтовым). В начале работы генератора, пока ток в обмотках возбуждения отсутствует, магнитное поле, в котором вращается якорь, создается за счет остаточного магнетизма в сердечниках электромагнитов.

Генератор переменного тока (рис. 2,б) состоит также из двух основных частей: статора с неподвижной обмоткой, в которой индуцируется переменный ток, и ротора, создающего подвижное магнитное поле. Полюсы ротора 10 поочередно проходят мимо неподвижных катушек, размещенных в пазах pa. При этом в сердечниках катушек, расположенных с внутренней стороны корпуса генератора, изменяется направление магнитного потока, а следовательно, и направление индуцируемой, в катушке ЭДС. Обычно число полюсов магнита на роторе и число катушек в корпусе такое, которое необходимо для получения трехфазного тока. У трехфазных генераторов обмотки часто имеют одну общую точку — в ней соединяются их концы. Такая схема соединения называется «звезда», а общая точка обмоток — «нулевой». Вторые концы 1 — 3 обмоток присоединяют к двухполупериодному выпрямителю. Магнитное поле ротора может создаваться постоянным магнитом или электромагнитом. В последнем случае к обмотке возбуждения электромагнита необходимо подводить постоянное напряжение. Применение в роторе электромагнитов усложняет конструкцию генератора, так как требуется подводить напряжение к вращающейся детали, однако в этом случае возможно регулирование напряжения при изменении частоты вращения ротора.

Аккумуляторные  батареи. Источником энергии для питания потребителей тока на автомобиле при неработающем двигателе или работающем с малой часто вращения коленчатого вала является аккумуляторная батарея. Получили распространение свинцовые (кислотные) аккумуляторные батареи, состоящие из нескольких последовательно соединенных    аккумуляторов.    Применение кислотных аккумуляторов объясняется тем, что они обладают небольшим внутренним сопротивлением  и  способны в течение короткого промежутка времени (несколько секунд) отдавать ток силой  в несколько  сотен ампер,  который необходим для питания стартера при пуске двигателя.

Свинцовый аккумулятор представляет собой сосуд, заполненный электролитом, в который опущены свинцовые электроды. Электролитом является раствор чистой серной кислоты в дистиллированной воде. Электроды выполнены в виде пластин, одна из которых изготовлена из губчатого свинца РЬ, а вторая — из двуокиси свинца РЬ0₂. В результате взаимодействия электролита с электродами на них возникает разность потенциалов.

При подключении к электродам потребителя в аккумуляторе возникает разрядный ток. При этом ионы сернокислотного остатка S0₄ соединяются со свинцом электродов, образуют на них сернокислый свинец PbS0₄, а ионы водорода — с кислородом, который выделяется на положительной пластине, и образуют воду. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора электроды покрываются сернокислым свинцом в результате соединения с серной кислотой электролита, который разбавляется образующейся водой. Таким образом, при разряде аккумулятора плотность электролита уменьшается, поэтому по плотности электролита можно определить степень заряженности аккумуляторной батареи.

Рис. 3 Свинцовая аккумуляторная батарея: а – детали батареи; б – пластины аккумулятора; в – крышка с вентиляционным отверстием.

При подводе тока к аккумулятору протекают обратные электрохимические  процессы. Ионы водорода, образующиеся в результате распада воды, взаимодействуют с сернокислым свинцом электродов. Водород, соединяясь с сернокислым остатком, образует серную кислоту, а на электродах восстанавливается губчатый свинец. Выделяющийся из воды кислород соединяется со свинцом положительной пластины, образуя перекись свинца, содержание воды в электролите уменьшается, а содержание кислоты увеличивается, в результате чего плотность электролита повышается.

Когда прекращается восстановление свинца на электродах, процесс зарядки  аккумулятора заканчивается. При дальнейшем подводе зарядного тока начинается процесс электролиза (распада) воды — аккумулятор «закипает», образуется взрывоопасная смесь газообразного водорода с кислородом.     Устройство аккумуляторной батареи показано на рис. 3, а. Аккумуляторная батарея представляет собой моноблок 2, выполненный из кислотостойкой пластмассы. Моноблок разделен перегородками на отдельные банки, число которых равно числу аккумуляторов в аккумуляторной батарее. Каждая банка сверху закрывается эбонитовой крышкой 5 (рис. 3, в) с отверстиями 14 и 15 соответственно для заливки электролита и для сообщения с атмосферой. В каждой банке установлено несколько положительных и отрицательных пластин. Пластины одной полярности соединены между собой в одну группу — полублок.

Положительных пластин 12 (рис. 3,б) на одну меньше, чем отрицательных 11, так как во избежание коробления каждую положительную пластину помещают между двумя отрицательными. Для устранения возможности непосредственного контакта двух соседних пластин разной полярности между ними установлены кислотоупорные вставки из изоляционного материала — сепараторы 3. Сепараторы изготовляют из древесного шпона, пористых пластмасс или комбинированные. Для циркуляции электролита между пластинами сепараторы должны быть пористыми.

Пластина представляет собой  решетку 13, ячейки которой заполнены активной массой. Решетки отлиты из свинца с небольшой примесью сурьмы (5—13%), что увеличивает прочность пластин. Активная масса состоит из порошкообразного сурика и свинцового глета, замешанных на растворе серной кислоты. В активной массе положительных пластин больше сурика, и поэтому они имеют красноватый оттенок. Отрицательные пластины содержат больше свинцового глета и имеют серую окраску. После заполнения ячеек решетки активной массой пластины просушивают, а затем подвергают формованию, т. е. нескольким последовательным циклам заряда-разряда.

Выступы пластин одной  полярности приваривают к общей  перемычке 4 с выводным штырем, образуется полублок. Два полублока разной полярности соединяют в блок, между пластинами устанавливают сепараторы, после чего блоки помещают в банки моноблока. Края крышки каждой банки заливают кислотоупорной мастикой 10. Штыри полублоков разной полярности, расположенные в соседних банках моноблока, соединяют перемычками 7, что обеспечивает последовательное включение аккумуляторов. Один из штырей у каждого из крайних аккумуляторов снабжают полюсными наконечниками 9, к ним присоединяют провода внешней сети. Блоки пластин опираются на выступы 1, сделанные на дне банок, чтобы активная масса, выпадающая из пластин в процессе работы, не соединяла между собой пластины, имеющие разную полярность. Сверху блоки пластин закрыты пластмассовыми кислотостойкими щитками 8. Отверстие 15 в крышке, служащее для заливки электролита, закрыто резьбовой пробкой 6 с уплотнительной прокладкой. Для сообщения аккумулятора с атмосферой имеется отверстие в пробке или в специальное выступе на крышке рядом с заливные отверстием.

Уровень электролита в  аккумуляторе должен быть на 10—15 мм выше кромки пластин. При заливке или пополнении дистиллированной водой современных аккумуляторов уровень электролита автоматически устанавливается на необходимой высоте (по нижней кромке заливной горловины).

В маркировке аккумуляторной батареи указывается: число последовательно соединенных аккумуляторов (элементов), что определяет ее напряжение; назначение батареи (СТ — стартерная); емкость батареи в ампер-часах при режиме разряда 20 ч; материал моноблока (Э — эбонит, Т — термопласт); материал сепараторов (М — мипласт, С — стекловолокно, Р — мипор). Буква Н в конце обозначения указывает, что батарея несухозаряженная. Например, автомобильная батарея марки 6СТ-60ЭМ-Н — стартерная, несухозаряженная, напряжение 12 В, емкость 60 А/ч, моноблок эбонитовый, сепараторы из мипласта.

Система зажигания. В цилиндре карбюраторного двигателя рабочая смесь воспламеняется электрической искрой, образующейся между электродами свечи зажигания. Для этого к ним в определенные моменты подводится высокое напряжение. Величина напряжения пробоя тем больше, чем больше зазор между электродами и чем выше давление в цилиндре, составляет примерно 8 — 12 кВ, но для повышения надежности воспламенения рабочей смеси создают напряжение 16 — 20 кВ.

Совокупность приборов и  устройств, обеспечивающих воспламенение  рабочей смеси в цилиндрах в соответствии с порядком и режимом работы двигателя, называется системой зажигания.

Рис. 4 Схема контактной системы зажигания двигателя  ЗИЛ-130: 1 – свечи зажигания; 2 – контакт распределителя зажигания; 3 – ротор; 4 – распределитель зажигания; 5 – кулачёк прерывателя; 6 – ось; 7 – прерыватель; 8 – конденсатор; 9 и 10 – соответственно подвижный и неподвижный контакты прерывателя; 11 – вторичная обмотка; 12 – катушка зажигания; 13 – первичная обмотка; 14 – вариатор; 15 – выключатель зажигания; 16 – генератор; 17 – аккумуляторная батарея; 18 – стартер.

Схема контактной системы  зажигания восьмицилиндрового двигателя  представлена на рис. 4. В систему  входят свечи 1 зажигания, установленные в камере сгорания каждого цилиндра; катушка 12 зажигания, представляющая собой трансформатор с первичной 13 и вторичной 11 обмотками; прерыватель 7 цепи тока .низкого напряжения; распределитель 4 тока высокого напряжения; конденсатор 8 и вариатор 14 (дополнительный резистор), источники тока — генератор 16 и аккумуляторная батарея 17. Включается система зажигания замком 15.

Конструкция аппаратов зажигания. Искровая свеча зажигания (рис. 5) состоит из металлического корпуса 5 с наружной резьбой и боковым электродом 8 и сердечника, представляющего собой керамический изолятор 7, внутри которого размещены контактный стержень 2 и центральный электрод 9. Сердечник уплотнен в корпусе медной теплопроводящей шайбой 6 и тальковым герметиком 4. Для крепления сердечника в корпусе его края развальцовывают. Керамический изолятор изготовляют из уралита, борокорунда, синоксоля и других материалов и покрывают глазурью; центральный электрод — из хрома или хромотитанового сплава, а боковой электрод — из никельмарганцевого сплава. Центральный электрод 9 соединен с контактным стержнем 2 токопроводящим стеклогерметиком , 3. Свечу ввертывают в отверстие в головке блока цилиндров так, чтобы ее электроды омывались рабочей смесью. Под свечу помещают уплотнительную медно-асбестовую шайбу 7. Зазор между электродами может изменяться в пределах 0,5-1,0 мм.

Рис. 5 Искровая свеча зажигания.

Свечи маркируют группой  букв и цифр, например А20ДВ. Первая буква  означает диаметр и шаг резьбы (А — 14 х 1,25 или М - 18 х 1,5); одна или две цифры указывают калильное число свечи; следующая за цифрой буква определяет длину резьбы на корпусе (Н — 11 мм, Д — 19 мм; если длина резьбы равна 12 мм, то она не указывается); последующие буквы — соответственно выступает ли нижняя часть изолятора из корпуса (В) и применяется ли в свече герметизация термогерметиком (Т).

Катушка зажигания (рис. 6) имеет сердечник, который для уменьшения вихревых токов набран из пластин электротехнической стали толщиной 0,35 мм, изолированных одна от другой окалиной. Сердечник заключен в картонную трубку 5, на которую намотана вторичная обмотка 6, содержащая обычно 18 — 26 тыс. витков эмалированной проволоки диаметром 0,07 — 0,09 мм. Между слоями обмоток проложена изолирующая конденсаторная бумага.

Рис. 6 Катушка зажигания  Б-115 с вариатором.

 На вторичную обмотку  намотана первичная обмотка 5, содержащая 270 — 330 витков эмалированной проволоки диаметром 0,72 — 0,86 мм. Между обмотками проложена картонная трубка 7. Такое расположение обмоток улучшает отвод теплоты от первичной обмотки, которая сильнее нагревается. Снаружи первичная обмотка обернута трансформаторной бумагой. На дне корпуса 2 катушки уложен керамический изолятор 9. Между корпусом и первичной обмоткой помещен магнитопровод 3 из электротехнической стали. Катушка сверху закрыта карболитовой крышкой 13. В крышке укреплены три клеммы низкого напряжения 17—19 и клемма высокого напряжения 16. К клеммам 17 и 18 подведены концы первичной обмотки. Между клеммами 17 и 19 включен вариатор 10. К клемме 16 через латунную пластину 1 подведен один из концов  вторичной   обмотки   катушки. Второй конец вторичной обмотки соединен с концом первичной обмотки. Крышка в корпусе уплотнена резиновым кольцом 12. Для лучшего те-плоотвода в корпус заливается трансформаторное масло (маслонаполненные катушки). Пружина 15 прижимает пластину / к клемме 16, а сердечник к изолятору 9. Место подключения проводов к клемме 16 в крышке дополнительно защищено изоляционной втулкой 14.

Вариатор представляет собой  резистор 11, размещенный между двумя керамическими держателями. Вариатор прикреплен к кронштейну катушки. Клемма 19 катушки соединяется с источником тока, а клемма 18 — с распределителем. Во время пуска двигателя ток подводится к первичной обмотке катушки непосредственно через клемму 17, минуя вариатор.

Распределитель  зажигания (рис. 7) обычно выполнен в одном общем кор-

пусе с прерывателем. Они расположен один над другим и приводятся в движение от общего вала 12.