Аккумуляторные батареи

ВАРИАНТ № 14

1. Аккумуляторные батареи.

1.1. Требования, предъявляемые к автомобильным батареям.

Аккумуляторные батареи, применяемые в системе электрооборудова­ния, являются источниками электрической энергии, обеспечивающими пи­тание потребителей при неработающем ДВС или при недостаточной мощ­ности, развиваемой генератором. Тип и конструкция аккумуляторной батареи определяются условиями ее разряда в стартерном режиме при пуске двигателя. Поскольку эти режимы наиболее тяжелые (максимальный ток и мощность), автомобильные аккумуляторные батареи называются стартерными.

Стартерный аккумулятор представляет собой химический источник тока, т. е. устройство, в котором происходит непосредственное преобразо­вание энергии химической реакции двух реагентов (окислителя и восста­новителя) в электрическую энергию. Причем он является так называемым вторичным химическим источником тока, допускающим многоразовое ис­пользование. После разряда производится его повторный заряд путем пропускания тока от внешней зарядной цепи в обратном направлении. При этом из продуктов реакции разряженного аккумулятора регенерируются исходные активные материалы. Таким образом, при заряде в аккумуляторе с некоторым КПД, зависящим от физико-химических процессов, аккуму­лируется энергия от внешнего источника. В отличие от аккумуляторов первичные химические источники тока (гальванические элементы) допу­скают лишь однократный разряд и в дальнейшем не восстанавливаются.

К стартерным аккумуляторным батареям предъявляются следующие основные требования:

максимальное рабочее напряжение, которое определяется ЭДС одного аккумулятора батареи и их количеством в последовательном соединении; минимальная общая масса;

минимальное внутреннее сопротивление (особенно при пониженных температурах);

малое изменение напряжения в процессе разряда;

максимальное количество энергии, отдаваемой с единицы массы;

быстрое восстановление емкости в процессе заряда;

малые габаритные размеры и большая механическая прочность;

надежность и простота обслуживания в эксплуатации;

малая стоимость при массовом производстве.

1.2. Из каких материалов изготовляются детали батарей?

Наиболее полно перечисленным требованиям удовлетворяют свинцово-кислотные аккумуляторы, получившие самое широкое распространение в качестве стартерных для автомобилей. Помимо них, в различных обла­стях техники также применяются щелочные аккумуляторы: никель-кадми­евые, никель-железные, никель-цинковые, серебряно-цинковые и т. д.

Щелочные аккумуляторы имеют на 20...25 % меньшую ЭДС по сравне­нию со свинцово-кислотными и немного меньший КПД. В качестве элект­ролита в них используется 35 % -ный раствор едкого кали (КОН) в дистицилированной воде. По сравнению с электролитом свинцово-кислотных бата­рей (30 %-ный раствор кислоты H₂SO₄) при одинаковых температурах он имеет меньшую удельную проводимость, что приводит к более высокому внутреннему сопротивлению щелочного аккумулятора.

В свинцово-кислотном аккумуляторе плотность электролита однознач­но связана со степенью его зараженности при заданной температуре, что используется для контроля степени зараженности с помощью денсиметров. В щелочных аккумуляторах такой однозначной зависимости не существу­ет, поэтому определение степени его заряженности затруднено. Кроме того, они более сложны в эксплуатации, так как требуют большего объема технического обслуживания и разнообразных контрольных операций, свя­занных с частой заменой электролита (никель-железные батареи), перио­дическим - уравнительным разрядом (никель-цинковые), добавкой в элек­тролит специальных присадок при смене времен года, а также более точным контролем процесса заряда (особенно момента его окончания). Некоторые щелочные аккумуляторы (серебряно-цинковые, никель-кадмиевые и др.) имеют большую стоимость или используют дефицитные реагенты, что не позволяет организовать их массовое производство.

Как у большинства аккумуляторных батарей других типов, устройство стартерных свинцово-кислотных батарей основано на последовательномсоединении отдельных аккумуляторов. Используемые конструкционные материалы должны быть стойки к длительному воздействию серной кисло­ты. Одним из немногих стойких к такому воздействию металлов является свинец, поэтому все токоведушие детали изготавливаются из свинца или

свинцовых сплавов.

В стартерных батареях электроды с активными веществами конструк­тивно выполняются в виде электродов, состоящих из профилированных решеток, в которые вмазана паста, образующая при формировании пласти­ны активную массу. Решетки отливают из свинцовых сплавов.

Масса решетки составляет до 50 % массы пластины. Решетки положи­тельных пластин, более подверженные коррозии, имеют более толстое сечение. Общая толщина пастированных электродов зависит от режимов работы и установленного срока службы аккумуляторной батареи и состав­ляет 1,5...2 мм для аккумуляторных батарей, устанавливаемых на легковых автомобилях, и 2,4...2,6 мм для батарей, устанавливаемых на тракторах. Одинаковое количество активных материалов может быть заложено в малом числе электродов большей толщины или в большем числе электро­дов малой толщины. Во втором случае увеличиваются суммарная площадь поверхности активной массы и максимально допустимая сила тока разряда, но снижается механическая прочность электродов. Стартерные характери­стики батарей лучше при малой толщине электродов.

Решетка должна обеспечивать равномерное распределение тока по всей массе активных материалов, поэтому электрод имеет форму, близкую к квадратной. В стартерных аккумуляторах применяют электроды шириной 143 мм и высотой 119 и 133,5 мм.

С помощью бареток 5 (рис. 1) собираются полублоки положительных 4 и отрицательных 7 электродов. Баретка имеет борн и мостик 8. К мостику припаиваются ушки электродов, и он определяет расстояние между ними.

Электроды в полублоке соединены параллельно. Число электродов зависит от требуемой емкости аккумуляторной батареи. Полублоки объе­диняются в блок электродов 9. Число отрицательных электродов в блоках обычно на один больше, чем положительных, и они являются в блоках крайними. Это связано с тем, что активное вещество положительных элек­тродов относительно в большей степени участвует в химических превра­щениях. Поэтому при симметричном двустороннем изменении активной массы в процессе заряда и разряда они меньше деформируются.

Между электродами в блоках устанавливаются сепараторы 2 — разде­лители из кислотостойкого пористого материала. Они предназначены для предотвращения соприкосновения разноименных электродов и короткого замыкания между ними. Благодаря высокой пористости и хорошей смачи­ваемости сепараторы не препятствуют свободному доступу электролита к активной поверхности электродов.

От качества сепараторов в значительной степени зависят эксплуатаци­онные характеристики батареи. Сепараторы должны обладать механиче­ской прочностью, эластичностью, сохранять свои свойства в широком диа­пазоне температур в течение всего срока службы батареи.

В качестве материалов сепараторов в современных конструкциях стартерных батарей используются мипор, мипласт и поровинил. Мипор, это микропористый эбонит, получают в результате сложного технологического процесса вулканизации смеси натурального каучука с различными добав­ками. Промышленность выпускает сепараторы из мипора толщиной 1,1; 1,5 и 1,9 мм. Мипласт, или микропористый полихлорвинил, получают из поли­хлорвиниловой смолы методом спекания. Выпускаемые промышленностью сепараторы из мипласта имеют толщину 1,1; 1,3; 1,5; 1,7 и 1,9 мм. Высокими эксплуатационными свойствами обладают сепараторы из поровинила, ко­торые изготавливают из полихлорвиниловой смолы с использованием цик-логексана и крахмала. Применение поровинила позволяет на 10... 15 % повысить мощность батарей при низких температурах.

Блоки электродов в сборе с сепараторами устанавливаются в ячейках моноблока 75 (см. рис. 1). Моноблок — это единый корпус батареи, разделенный герметичными изоляционными перегородками на 3 или 6 ячеек по числу аккумуляторов, соответственно для батарей на 6 и 12 В). Моноблоки стартерных батарей изготавливаются из эбонита, термопласта (наполненного полиэтилена), полипропилена и полистирола. Эти материа­лы обеспечивают тепло- и морозоустойчивость, кислотостойкость и меха­ническую прочность, особенно в условиях вибрации.

Электроды блока имеют в нижней части "ножки", которые после сборки опираются на специальные выступы на дне моноблока — донные призмы 16. В результате в нижней части батареи образуется так называемое шламовое пространство, в котором накапливается постепенно осыпающа­яся с электродов активная масса. Это предотвращает преждевременный выход из строя аккумулятора из-за короткого замыкания этими частицами разноименных электродов. Крышки 10 из эбонита или пластмассы могут закрывать отдельные аккумуляторные отсеки. На современных батареях применяют единые крышки, привариваемые или приклеиваемые к моноблоку. Крышки имеют отверстия 11 для вывода борнов и заливки электролита. Заливные горло­вины закрываются пробками с вентиляционными отверстиями. Специаль­ные отражатели в пробках препятствуют выплескиванию электролита через вентиляционные отверстия. Электролит не должен выплескиваться при наклоне батарей от нормального рабочего положения на угол 45°.

Герметизация индивидуальных крышек производится заливкой специ­альной битумной мастикой. При применении пластмассовых моноблоков на 20...25 % повышается удельная энергия аккумуляторной батареи. Мо­ноблоки из полипропилена и полиэтилена в несколько раз прочнее эбони­товых моноблоков. Аккумуляторная батарея 6СТ-55П с прозрачным кор­пусом из полипропилена устанавливается на автомобилях ВАЗ. Отдельные аккумуляторы соединяются в батарею с помощью перемычек, которые могут иметь различную конструкцию. В батареях с индивидуальными крышками перемычки проходят сверху. В случае применения общей крышки (монокрышки) перемычки располагают­ся над перегородками моноблока. При изготовлении новых конструкций моноблоков из пластмасс (полиэтилен, полипропилен) меж­элементные соединения пропускаются сквозь отверстия в перегородках.

Конструкция и параметры каждой стартерной батареи должны удовлет­ворять соответствующим государственным стандартам или техническим условиям, в соответствии с которыми производится маркировка батарей. Первая цифра маркировки (3 или 6) характеризует число последовательно соединенных аккумуляторов (блоков электродов) в батарее, определяющее ее номинальное напряжение (6 или 12 В). Буквы СТ означают, что батарея стартерная. Последующие цифры определяют номинальную емкость в 20- j часовом режиме разряда, а буквы — материал моноблока (Э — эбонит, Т — термопласт, П — полиэтилен), материал сепараторов (М — мипласт, Р — мипор, П — пластипор, С — стекловолокно совместно с каким-либо из сепа­раторов) и исполнение (Н — несухозаряженная, А — с общей крышкой). Например, обозначение 6СТ-75ЭМ означает, что батарея стартерная с номинальным напряжением 12 В, емкостью в 20-часовом режиме заряда 75 А • ч, материал моноблока — эбонит, сепараторов — мипласт, исполне­ние — сухозаряженное.

2. ГЕНЕРАТОР И РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОР.

2.1. Опишите процесс выпрямления тока в выпрямительном блоке.

Характер изменения ЭДС в проводниках обмотки статора зависит от кривой распределения магнитной индукции в зазоре, которая определяется формой полюса. Форму полюса делают такой, чтобы форма ЭДС прибли­жалась к синусоиде.

В автомобильных генераторах наибольшее применение нашли трехфаз­ные мостовые двухполупериодные схемы выпрямления. В этих схемах наиболее благоприятное соотношение между выпрямленной мощностью P_d и мощностью генератора Р (теоретически Р = 1,045/^). Трехфазная мостовая схема выпрямления обеспечивает относительно небольшие пуль­сации выпрямленного напряжения, что является одним из важных требо­ваний к автомобильным генераторам в связи с широким применением электроники на автомобиле.

Работает мостовая трехфазная схема выпрямления следующим обра­зом. Предположим, что обмотки статора генератора соединены по схеме "звезда" (рис. 2, а). В каждый данный момент времени работает тот диод первой группы, у которого анодный вывод в это время имеет наибольший положительный потенциал относительно нейтральной точки N генератора, а вместе с ним — диод второй группы, у которого катодный вывод имеет наибольший по абсолютному значению отрицательный потенциал относи­тельно этой же точки. Частота пульсации выпрямленного напряжения при такой схеме выпрямления равна удвоенному числу фаз генератора, т. е. шесть пульсаций за период (рис. 2, б).

Для соединения фазных обмоток по схеме "звезда" справедливы следу­ющие соотношения:

U_л = Uф_;

I_л = Iф,

U_л и Uф — соответственно линейное и фазное напряжение; I_л и Iф — соответственно. Линейная и фазная сила тока. индукционного аппарата подключают к источнику постоян­ного или переменного тока напряжением 12 В. Ток в цепи индукционного аппарата вызовет вибрацию контактов пре­рывателя, а следовательно, пульсацию магнитного потока в сердечнике 6 и сердечнике статора генератора. В резуль­тате пересечения силовыми линиями в катушке обмотки статора будет индуктироваться э.д.с. Если в катушке есть короткозамкнутые витки, то индуктированная э. д. е. соз­даст переменный ток, который вызовет свое переменное по­ле. Это магнитное поле, замыкаясь через сердечник 2 приемно-сигнального аппарата, индуктирует в обмотке 3 э. д. с., под действием которой произойдет свечение лампы.

Если проверяемая катушка обмотки статора не имеет виткового замыкания, то в ней не будут создаваться ток и магнитное поле. Следовательно, в обмотке 3 приемно-сигнального аппарата не будет индуктироваться э. д. с. и нео­новая лампа светиться не будет.

2.2. Возможные неисправности выпрямительных блоков.

Основные неисправности выпрямителей

Пробой происходит при перегреве диодовыпрямительного блока - происходит при перегреве током большой силы, повышении напряжения генератора выше нормы и механическом повреждении в пробитом диоде сопротивление практически будет равно нулю. В этом случае он проводит ток в обоих направлениях, что вызовет короткое замыкание фаз обмотки статора .В результате этого снизится мощность генератора и аккумуляторная батарея не будет полностью заряжаться

При неработающем двигателе аккумуляторная батарея будет разряжаться через пробитые диоды выпрямительного блока. При пробое, а также при обрыве цепи диода вследствие снижения мощности генератора происходит резкое уменьшение напряжения генератора в момент включения нагрузки.

Кроме названных, возникают также неисправности ме­ханического характера, например, износ и разрушение подшипников, износ шеек вала ротора, разработка шпоноч­ной канавки вала и шкива, повреждение резьбы на валу и в гайках и др. Выявление и устранение подобных неис­правностей не представляет больших трудностей.

Замыкание зажима "+" генератора на корпус проис­ходит вследствие разрушения изоляции зажима или изо­ляции провода, подключенного к этому зажиму. При такой неисправности генератор и аккумуляторная батарея будут короткозамкнуты корпусом автомобиля. Короткое замыка­ние генератора вызовет резкое увеличение силы тока в об­мотке статора и в диодах выпрямительного блока, а поэтому произойдет тепловое разрушение изоляции обмотки и про­бой диодов выпрямительного блока. Дефектную изоляцию зажима заменяют новой. Поврежденные обмотки статора и выпрямительный блок диодов заменяются.

2.3. Способы обнаружения и устранения неисправности.

Проверку диодов на пробой и обрыв цепи производят контрольной лампой мощностью 1 Вт от аккумуляторной батареи напряжением 12 (24) В. или омметром (рис. 3). Диод исправный, если лампа горит только в одном из случаев подключения к батарее (см. рис. 3, а, б). Диод имеет обрыв цепи, если лампа не будет гореть в обоих случаях подключения проводов. Диод имеет короткое замыка­ние (пробит), если лампа горит при любом подключении проводов.

Проверку исправности диодов выпрямительного блока генератора производят по схеме, приведенной на рис. 3, в, г.

Для проверки диодов, соединенных с шиной 1, подклю­чают к ней провод от вывода «+» аккумуляторной батареи, а другим проводом, соединенным с выводом «—» батареи, поочередно касаются зажимов 3 блока. При исправном со­стоянии цепи диода 2 лампа будет гореть. Лампа не горит, если в цепи диода есть обрыв. Затем подключают к шине 1 провод от вывода «—» аккумуляторной батареи, а другим проводом поочередно касаются зажимов блока. При ис­правном состоянии диода лампа не горит. В случае пробоя диода лампа будет гореть. Также проверяют диоды, соеди­ненные с шиной 5. В выпрямительных блоках при неис­правном диоде заменяют секцию блока.

При испытании исправного диода его сопротивление будет не более 200 Ом, а при перемене местами концов про­водников от омметра к выводам диода — несколько сотен кило Ом. В пробитом диоде сопротивление равно нулю, а при обрыве выводного проводника — бесконечности.

Рисунок 3. Проверка диодов на пробой и обрыв в цепи:

а, б - схемы проверки диодов; в, г - схемы проверки диодов выпрямитель­ного блока

1 , 5 -соединительные шины; 2 и 4 - диоды; 3 - зажимы; 6 - контрольная лампа; 7 - аккумуляторная батарея

3. СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ.

3.1. По графику изменения первичного тока и вторичного напряжения во времени опишите протекание процессов в системе.

После размыкания контактов прерывателя как в первичной, так и во вторичной обмотке индуцируется ЭДС самоиндукции. Согласно закон индукции вторичное напряжение тем больше, чем быстрее исчезает магнитный поток, созданный током первичной обмотки, больше первичный ток в момент разрыва и больше число витков во вторичной обмотке. В результате переходного процесса во вторичной обмотке возникает высокое напряжение, достигающее 15...20 кВ. В первичной обмотке также индуцируете ЭДС самоиндукции, достигающая 200...400 В. направленная в ту же сторону, что и первичный ток, и стремящаяся задержать его исчезновение. При отсутствии конденсатора 18 ЭДС самоиндукции вызывает образование между контактами прерывателя во время их размыкания сильной искры или, точнее, дуги. При наличии конденсатора 18 ЭДС самоиндукции создай ток, заряжающий конденсатор. В следующий период времени конденсате! разряжается через первичную обмотку катушки и аккумуляторную батарею. Таким образом, конденсатор 18 практически устраняет дугообразование в прерывателе, обеспечивая долговечность контактов и индуцирование во вторичной обмотке достаточно высокой ЭДС.

Вторичное напряжение подводится к бегунку распределителя, а затем через электроды в крышке и, высоковольтные провода поступает к свечам соответствующих цилиндров. На рис. 4 приведены характеристики элек­трических сигналов в первичной и вторичной цепях системы зажигания.

3.2. Выполните графики изменения тока и напряжения.

Рисунок 4. Характеристики электрических сигналов в первичной и вторичной цепях системы зажигания:

1— первичный ток; 2 — импульс первичного напряжения; 3 — импульс вторичного напряже­ния; ЗАМ — контакты замкнуты; РАЗ — контакты разомкнуты

4. СИСТЕМА ПУСКА.

4.1. Устройство и работа электродвигателя стартера СТ-230А. Ответ поясните схемой соединения обмоток якоря и возбуждения .

Стартер СТ230 (рис.5) с принудительным электромагнитным включателем, принудительным выключением шестерни привода, роликовой муфтой свободного хода и дистанционным управлением питается от аккумуляторной батареи напряжением 12 В. Стартеры СТ230-А, С230-Б, СТ230-К имеют незначительные конструктивные особенности привода и крышки привода.

К корпусу 9 винтами крепятся четыре полюсных сердеч­ника, на которые установлены катушки 10 обмотки возбуж­дения. Обмотка возбуждения разделена на две параллель­ные ветви, а в каждую ветвь включены по две последователь­но соединенных катушки. Катушки обмотки возбуждения электродвигателей всех стартеров наматываются прямо­угольным медным проводом большого сечения. Витки кату­шек изолированы друг от друга кабельной бумагой. Катуш­ки оплетены хлопчатобумажной лентой и пропитаны лаком.

Якорь 8 электродвигателя состоит из вала, сердечника, набранного из листов электротехнической стали, обмотки и коллектора 14. Обмотка якоря волновая, выполненная прямоугольным проводом. В каждый полузакрытый паз сердечника якоря уложено два провода. В каждой секции обмотки по одному витку. Концы секций укладываются в прорези медных плас­тин коллектора 14 и припаиваются к пластинам припоем ПОС-11. Витки обмотки изолированы друг от друга и от сердечника якоря электротехническим картоном. Вал яко­ря вращается в трех втулках из графитизированной брон- зы, запрессованных в крышках 13 и 30 и промежуточной опорной шайбе 29. Осевой люфт (величиной до 1 мм) вала якоря 8 ограничивается регулировочными шайбами /.

Крышки стягиваются между собой двумя болтами. На крышке 13 смонтированы четыре коробчатых щеткодержа­теля. Два щеткодержателя изолированы от крышки. В щет­кодержателях расположены щетки 15 (МГСО), изготовлен­ные из меди, свинца, олова и графита. Добавка Свинца и олова способствует снижению искрообразования, уменьше­нию падения напряжения под щетками и меньшему износу коллектора. Для хорошего контакта щетки прижимаются к коллектору пружинами с усилием 800—1500 гс.

Герметизация внутренней полости корпуса 9 обеспечи­вается установкой защитного кожуха 12 с резиновым уплот­нителем 11. По винтовым шлицам якоря перемещается механизм привода стартера, состоящий из шлицованной втулки шес­терни 3, роликовой муфты 4 свободного хода, поводковой муфты 6, двух пружин 5 и 7.

Модернизированный стартер типа СТ230 имеет плоский торцовый коллектор 42, что значительно уменьшает расход меди, износ и загрязнение щеточно-коллекторного узла. В результате повышается надежность и долговечность стар­тера.

Четыре трапециевидные щетки 40 установлены в пласт­массовом щеткодержателе 43 и прижимаются к коллектору 42 цилиндрическими пружинами 41. В остальном конструк­ция электродвигателя, тягового реле и привода имеет не­значительные отличия.

Муфта свободного хода обеспечивает пере­дачу вращающего момента только с вала якоря на венец маховика и предупреждает вращение якоря от маховика после пуска двигателя, предохраняя якорь от разноса при повышенной частоте вращения.

В бесплунжерной муфте (см. рис. 5, а) ведущая обойма 10 выполнена заодно со шлицованной втулкой и имеет четы­ре клиновидных паза, в которые устанавливаются четыре ролика 7. Ролики поджимаются в узкую часть паза пружи­нами 8 через Г-образные толкатели 9. Пружины упираются в кронштейны держателя 6. Держатель фиксируется в вы­резах ведущей обоймы 10. Шестерня 4 выполнена заодно с ведомой обоймой.

Упорная шайба 3 ограничивает осевое смещение роли­ков и шестерни. Войлочный уплотнитель 2 предотвращает загрязнение муфты. Кожух 1 после сборки муфты завальцо-вывается на ведущей обойме. На ступице ведущей обоймы установлена поводковая муфта 14, состоящая из двух полу­муфт. Одна полумуфта (на рисунке левая) при включении стартера воздействует на буферную пружину 13, а другая (на рисунке правая) при выключении —на предбуферную пружину 16.

Стопорное кольцо 15 фиксирует обе полумуфты в ис­ходном положении.

В плунжерной муфте на шлицевой втулке 1 (рис. 76, 6) жестко укреплена ведущая обойма 4. В ней выполнены четы­ре клиновидных паза, в которые установлены ролики 3, отжимаемые в сторону узкой части паза усилием пружин 10 плунжеров 9. Пружины 10 надеты на упоры 11 плунжеров. Шестерня 7 выполнена вместе с ведомой обоймой.

Упорные шайбы 5 и 6 ограничивают осевое перемещение роликов 3. Обойма 4 защищена кожухом 2.

При включении стартера вращающий момент от ведущей обоймы 10 (см. рис. 5, а) передается на шестерню 4 ведомой обоймы роликами 7, так как усилием пружин 8 через толка­тели 9 ролики заклиниваются в узкой части паза между ве­дущей обоймой 10 и шестерней 4 ведомой обоймы.

После пуска двигателя маховик будет вращать шестер­ню привода быстрее, чем ее вращает якорь стартера. В этот период произойдет расклинивание роликов, так как в дан­ный момент ведущей становится шестерня 4 ведомой обой­мы, которая, вращаясь с большей скоростью по сравнению с ведущей обоймой 10, увлекает ролики в широкую часть паза, и вращение от коленчатого вала не будет передаваться валу якоря. Плунжерная муфта работает так же, как и бесплунжерная.

К крышке 30 (см. рис. 5, а) со стороны привода крепит­ся электромагнитное тяговое реле, которое служит для принудительного ввода шестерни привода в зацепление с венцом маховика и подключения электродвигателя стар­тера к аккумуляторной батарее.

В электрическую цепь между обмотками тягового реле и аккумуляторной батареей введено вспомогательное реле включения, которое служит для включения электрической цепи обмоток тягового реле при пуске двигателя, разгру­жает контакты выключателя зажигания и предотвращает недопустимый разряд аккумуляторной батареи через стар­тер.

Тяговое реле. В тяговом реле РС230 на латун­ной втулке намотаны две обмотки: втягивающая (последова­тельная) 21 и удерживающая (параллельная) 22.

Начала обмоток соединены с выводом 17, расположен­ном в пластмассовой крышке 19. Конец втягивающей об­мотки соединен с контактным зажимом 16, а конец удер­живающей обмотки с корпусом. В обеих обмотках ток про­ходит в одном направлении, что обеспечивает сильное на­магничивание якорька. Якорек 23 свободно перемещается в латунной втулке и отжимается возвратной пружиной 24 в исходное положение. Контактный диск 20 свободно уста­новлен на штоке между изоляционными шайбами и втулкой,

что позволяет ему проворачиваться и перекашиваться, а за счет сжатия пружин — перемещаться вдоль оси штока_; Такое крепление контактного диска обеспечивает ,большую площадь контакта его с зажимами 16 тягового реле, установленными в крышке 19.

Контактный диск 20 отжимается от зажимов реле пру­жиной 18 что обеспечивает быстрое отключение электродвигателя от аккумуляторной батареи. Крышка 27 тягового реле защищает привод от загрязнения. В палец 25 поводка тягового реле упирается рычаг 26 привода, имеющий эксцентриковую ось 28. Второй конец рычага входит в поводковую муфту 6 привода.

Реле включения РС507-Б. У реле включения РС507-Б две пары серебряных контактов 36. Стойки 37 контактов соединены с зажимами С и Б. Якорек, ярмо и сердечник являются магнитопроводом. Сердечник соединен с зажимом К3. Обмотка 33 реле соединена с двумя зажимами К. Контакты реле за мыкаются при напряжении на зажимах обмотки 6-9 в и размыкаются при напряжении 2—4 В. Ток, проходящий по обмотке реле, намагничивает сердечник и контакты реле замыкаются. Вначале замыкают­ся контакты, соединенные с зажимом Б, и ток от аккуму­ляторной батареи будет проходить в цепи первичной обмот­ки катушки зажигания, минуя дополнительный резистор. Затем замыкаются контакты, соединенные с зажимом С, и ток будет проходить в цепи обмоток тягового реле стар­тера.

Цепь тока обмоток тягового реле: плюсовой вывод бата­реи — зажим Б реле включения —контакты 36 —зажим С реле — зажим 17 обмоток тягового реле, а затем разветв­ляется на две параллельные ветви:

удерживающая обмотка 22 — корпус — минусовой вы­вод батареи; втягивающая обмогка 21 —обмотка 10 воз­буждения электродвигателя стартера — изолированные щетки — коллектор — обмотка якоря — коллектор — щетки, соединенные с корпусом, — корпус — минусовой вывод батареи.

При втягивании якорька 23 через рычаг 26 шестерня 3 привода перемещается по ленточной нарезке вала и входит в зацепление с венцом маховика.

При полном втягивании якорька тягового реле шестер­ня привода не доходит до упорного кольца 2 на 4—5 мм, а затем благодаря ленточной нарезке вала якоря втулка привода будет перемещаться дополнительно на 3—5 мм.

Якорек 23 реле при втягивании перемещает шток, а вместе с ним медный контактный диск 20, замыкающий два зажима 16, к которым крепятся провода от электродвига­теля стартера и батареи, в результате чего в цепи электро­двигателя стартера будет проходить рабочий ток. В момент прижатия контактного диска к зажимам реле произойдет шунтирование диском цепи втягивающей обмотки 21, по­этому тока в ней не будет, а якорек во втянутом положении будет удерживаться одной удерживающей обмоткой 22 (шун­тирование втягивающей обмотки уменьшает нагрузку на аккумуляторную батарею).

В этот период работы возвратная пружина 24 будет сжа­та.

После пуска двигателя снимают усилие с ключа и он сам устанавливается в первое рабочее положение, выключая цепь обмотки реле включения. Усилием пружины якорька 34 произойдет размыкание контактов 36, которые выключат цепь обмоток тягового реле. Намагничивание якорька 23 прекратится и возвратная пружина 24 выведет якорек из латунной втулки, контактный диск 20 отойдет от зажимов 16 тягового реле и электродвигатель стартера отключится от батареи. Одновременно якорек 23 переместит рычаг 26, который своим нижним плечом, воздействуя на поводковую муфту 6, выведет шестерню 3 привода стартера из зацепле­ния с венцом маховика.

Если при включении стартера торцы зубьев его шестерни упираются в торцы зубьев маховика, то буферная пружина 5 привода сожмется вследствие втягивания якорька 23 внутрь тягового реле. Когда контактный диск 20 подключит элект­рическую цепь стартера к аккумуляторной батарее, якорь стартера начнет вращаться, а сжатая пружина 5 привода быстро введет шестерню стартера в зацепление с венцом маховика.

В случае заклинивания шестерни 3 привода в венце махо­вика в момент выключения стартера возвратная пружина 24 перемещает через рычаг 26 левую половину поводковой муфты 6, сжимая предбуферную пружину 7, что позволяет контактному диску 20 отойти от зажимов 16 тягового реле, тем самым предотвращается разряд батареи через электродвигатель стартера.

Стартер CT22I. (рис. 6) —с принудительным электро­магнитным включением, принудительным выключением шес­терни привода, роликовой муфтой свободного хода и дис­танционным управлением.

Электродвигатель стартера смешанного включения ка­тушек обмотки возбуждения питается от аккумуляторной батареи 12 В.

Для ограничения частоты вращения якоря 3 (рис.6, а) на холостом ходу обмотка возбуждения имеет параллель­ную обмотку, состоящую из двух катушек (рис. 6, б), вы­полненных из большого числа витков тонкого изолирован­ного провода.

Для уменьшения коррозии полюсные сердечники 2 рис. 6, а) и корпус 1 анодированы. Крышка 33 выполнена из алюминиевого сплава, что улучшает отвод тепла от щет­кодержателей.

Вал якоря вращается в двух металлокерамических скользящих подшипниках с большой площадью трения. Осевой люфт вала якоря регулируется изменением толщины

шайб 16.

Обмотка якоря укладывается в полузакрытые пазы сер­дечника, что предотвращает выброс проводников обмотки из пазов.

Чтобы быстрей прекратить вращение якоря после вы­ключения стартера на вал якоря напрессовывают стальной конус «55, а в крышку 33 устанавливают пластмассовый тормозной диск 34. В момент вывода шестерни привода из зацепления с венцом маховика происходит осевое смещение вала якоря и тормозной конус 35, соприкасаясь с рабочей поверхностью тормозного диска 34, ускоряет остановку якоря. Тяговое реле 25 стартера имеет одну обмотку 26, один конец которой припаян на корпус, а другой — к ште­керному выводу 29. Реле крепится к крышке стартера тремя шпильками 24. Контактная пластина 27 —медная, прямо­угольной формы, нагружена слабой пружиной. Зажимы 30 подключения проводов от стартера и аккумуляторной

Рис. 81. Принципиальная электрическая схема предпускового подо­гревателя:

/ — выключатель аккумуляторной батареи; 2 — стартер; 3 — предохранитель 20 А; 4 — контактор электродвигателя; 5 — переключатель режимов работы; в — транзисторный коммутатор ТКЮ7; 7 — катушка зажигания Б119; 8 — вто­ричная обмотка; 9 — первичная обмотка; /0 — управляющая обмотка; //— свеча искровая Э692-А; 12, 15 — стабилитроны Д817В; 13 — транзистор ГТ701А; 14 — конденсатор I мкФ; 16 — электромагнитный топливный клапан; 17 — реле электронагревателя топлива; 18 — электронагреватель топлива; 19 — электро­двигатель

Этот ток создает в первичной обмотке 9 э.д. с.самоиндук-ции. В управляющей обмотке 10 при этом будет индукти­роваться э. д. с., направленная в ту же сторону, что и э.д.с. самоиндукции в первичной обмотке, так как обе обмотки на­мотаны в одну сторону.

Э. д.с. управляющей обмотки 10 в этом случае направле­на на переход эмиттер—база в прямом направлении и поэто­му из обмотки 10 по указанному переходу пойдет ток уп­равления. Транзистор будет открываться, сопротивление перехода эмиттер—коллектор снижается, что приводит к уве­личению силы тока в первичной обмотке, а следовательно, и э.д.с. —в управляющей обмотке. С увеличением силы тока базы будет увеличиваться и сила тока, проходящего через переход эмиттер—коллектор. Когда транзистор пол­ностью открыт (режим насыщения) и сила тока эмиттера увеличиваться не может, а сила тока базы продолжает на­растать из-за увеличивающейся э. д. с. управляющей об­мотки, сила тока коллектора немного уменьшается (Iэ = Iк + IБ). Уменьшение силы тока, проходящего через переход эмиттер — коллектор, а следовательно, и через первичную обмотку, приводит к изменению направления ин­дуктируемой э. д. с. в первичной и управляющей обмотках. Поэтому на транзистор из управляющей обмотки подается импульс э. д. с. в запирающем направлении и транзистор закрывается. Запирание транзистора прерывает ток в пер­вичной обмотке и во вторичной обмотке 8 катушки индук­тируется импульс э.д.с. большой величины, который соз­дает высоковольтный разряд между электродами свечи 11. Стабилитроны 12 и 15 служат для защиты транзистора от перенапряжений, а конденсатор 14 замедляет открывание транзистора, предохраняя его от тепловых перегрузок.

4.2. Неисправности системы пуска. На каком приборе их можно выявить и как устранить?

На работу системы пуска большое влияние оказывает состояние аккумуляторной батареи.

Значительный разряд батареи приводит к снижению напряжения на зажимах исправного стартера. Снижается мощность электродвигателя стартера и коленчатый вал двигателя не проворачивается или вращается слишком мед­ленно. У неисправной или сильно разряженной батареи напряжение в момент включения стартера резко снижается, поэто­му тяговое реле или реле включения отключает цепь. При отключении цепи напряжение батареи повышается и реле вновь замыкает цепь. Таким образом, стартер включается и сразу же выключается, поэтому слышен повторяющийся частый стук шестерни привода о венец маховика.

Рассмотрим основные неисправности в системе пуска при условии исправной и заряженной аккумуляторной батареи.

Стартер не включается. Тяговое реле стартера включается, но вал двигателя не вращается. Причина неисправности: сильное подгорание контактов и диска тягового реле; нарушение контакта щеток с коллектором.

Для проверки электродвигателя стартера соединяют про­водником большого сечения (10—15 мм²) зажимы тягового реле. Если при этом якорь будет вращаться, нужно за­чистить контактные болты тягового реле и контактный диск. Сильно выгоревшие контактные болты можно повернуть на180° вокруг оси. Если якорь электродвигателя стартера не вращается, нужно проверить состояние коллектора, ще­ток и плотность соединения обмоток и канатиков щеток. Под­горевший коллектор зачищают стеклянной шкуркой зер­нистостью 80—100 и продувают сжатым воздухом. Сильно изношенный коллектор, а также коллектор с выступающей над пластинами изоляцией протачивают. Углублять изоля­цию между пластинами коллектора не следует, так как в уг­лублениях будет скапливаться щеточная пыль, что вызовет витковое замыкание секции обмотки якоря. Зависание ще­ток устраняется очисткой щеток и щеткодержателей.

Тяговое реле стартера не включается, слышен щелчок контактов реле включения. Причины неисправности: силь­ное окисление или подгорание контактов реле включения; обрыв провода, соединяющего реле включения с зажимом обмоток тягового реле; обрыв втягивающей обмотки тяго­вого реле.

Для проверки реле включения соединяют между собой зажимы Б и С реле (см. рис. 75, я). Окисленные и подгорев­шие контакты зачищают стеклянной шкуркой зернистостью 100—140. Провод и обмотку тягового реле на обрыв можно проверить с помощью контрольной лампы.

Стартер включается, но якорь вращается с малой час­тотой или вообще не вращается. Причины неисправности: сильное окисление выводов аккумуляторной батареи или наконечников проводов; слабая затяжка наконечников проводов; замыкание на корпус обмотки возбуждения или обмотки якоря; загустение смазки двигателя.

Окисленные наконечники проводов и выводы батареи за­чищают, смазывают техническим вазелином и надежно затя­гивают.

Замыкание на корпус обмоток электродвигателя возни­кает в результате разрушения изоляции при попадании внутрь влаги и масла.

Электродвигатель стартера развивает малую мощность, а вал двигателя вращается с малой частотой. Причины не­исправности: окислены контакты тягового реле; окислен или замаслен коллектор; сильно изношены щетки; ослабли пружины щеткодержателей.

Окисленный коллектор зачищают, а замасленный — протирают тряпкой, смоченной в бензине. Не допускается попадание бензина в подшипники крышки во избежание вымывания смазки. Щетки, изношенные по высоте менее величин, указанных в таблице, заменяются. Натяжение пружин проверяется динамометром; ослабевшие пружины заменяются.

При включении стартера слышны частые удары шестер­ни привода о венец маховика. Вал двигателя не вращается. Причины неисправности: нарушение контакта в соедине­нии наконечников проводов; обрыв удерживающей обмот­ки тягового реле; нарушение регулировки реле включения.

В момент замыкания контактов тягового реле втягиваю­щая обмотка закорачивается, а если удерживающая обмотка оборвана, то возвратная пружина размыкает кон­такты и выводит шестерню привода из зацепления. Втяги­вающая обмотка, подключаясь к батарее, вновь замыкает контакты и снова вводит шестерню в зацепление.

Обмотка на обрыв проверяется контрольной лампой.

Нарушение регулировки реле включения, например, при увеличении зазора между якорьком и сердечником или силь­ное натяжение пружины приводит к отключению стартера даже при незначительном снижении напряжения батареи.

Якорь электродвигателя стартера вращается с большой частотой, а коленчатый вал двигателя не вращается. При­чины неисправности: пробуксовка роликовой муфты свобод­ного хода; отсоединение рычага привода от якорька „тяго­вого реле; поломка зубьев венца маховика.

Пробуксовка муфты свободного хода происходит в ре­зультате износа пазов в обойме ступицы шестерни или ро­ликов, а также в результате загрязнения, когда происхо­дит зависание плунжеров. Неисправная муфта промывает­ся в бензине или заменяется весь механизм привода. После промывки муфту на 3—5 мин опускают в масло.

При включении стартера слышен скрежет шестерни привода, которая не входит в зацепление с венцом маховика.Причины неисправности: неправильная регулировка привода; ослабление болтов крепления стартера к картеру маховика и перекос стартера; забоины на зубьях шестерни привода и венца маховика.

В результате нарушения регулировки привода контакты тягового реле замыкаются раньше, чем шестерня входит в зацепление с венцом маховика.

Стартер не выключается после запуска двигателя. При­чины неисправности: заедание привода на валу якоря; сва­ривание контактов тягового реле или реле включения; за­едание механизма выключателя зажигания и стартера; осЛабление или поломка возвратной пружины; перекос стар­тера.

Заедание привода на валу якоря происходит вследствие загрязнения шлицев и образования налета на поверхности вала от износа бронзовых подшипников втулки привода, а также в результате изгиба вала.

Налет с вала удаляют абразивными шкурками зернис­тостью 140—180. Вал якоря и бронзовые втулки привода смазывают моторным маслом, тонким слоем графитной мази или смазкой ЦИАТИМ-201.

5. СХЕМА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ.

5.1. Из общей схемы ВАЗ-2106 вычертите и опишите путь тока в цепи задних противотуманных фонарей.

5.2. Опишите и укажите на схеме места возможного ухудшения контакта.

Список использованной литературы

1. Ю.Л.Тимофеев, Н.М.Ильин, Электрооборудование автомобилей: устранение и предупреждение неисправностей. М.: Транспорт, 1987. 255 с.

2. В.Е.Ютт, Электрооборудование автомобилей: Учеб. Для студентов вузов. 2-е изд., М.: Транспорт, 1195. 304 с

3. Н.М.Ильин, Электрооборудование автомобилей. Учебник для автотранспортных техникумов. М.: Транспорт, 1978. 286 с.

4. Электрооборудование автомобиля ВАЗ-2106. Неисправности и их устранения. Тольятти.: Политекс, 1994. 46 с.