Диагностика электрооборудования автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Введение

Электрооборудование автомобиля - совокупность устройств, вырабатывающих, передающих и потребляющих электроэнергию на автомобиле. Данное определение в полной мере относится и к другим транспортным средствам, а также технологическим машинам и оборудованию.

Электрооборудование автомобиля представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и устройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров.

1. Методы проверки генераторов напряжения

Сперва проводят внешний осмотр. Проверяют легкость вращения ротора генератора от руки; проверяют люфт ротора в осевом и радиальном направлениях; проверяют затяжку винтов крепления крышек и гайки шкива.

Ротор со шкивом и вентилятором должен вращаться в подшипниках без явно выраженного шума и заеданий. Крышки генератора не должны иметь сколов и трещин.

Зависимость напряжения генератора от частоты вращения ротора. Характеристика снимается без нагрузки. Снятие характеристики производят по схеме, изображенной на рис. 1, а. Подключив к обмотке возбуждения выключателем 5 аккумуляторную батарею, включают электродвигатель1 и, плавно увеличивая частоту вращения ротора генератора, снимают показания вольтметра через каждые 100 мин?№. Частота вращения контролируется тахометром 2. Характеристику снимаю до достижения напряжения 15... 16(30...32) В.

Рис. 1. Схема для снятия характеристик генератора:

а -- без нагрузки; б -- с нагрузкой; 1-- электродвигатель; 2 -- тахометр; 3 -- генератор; 4, 7 -- амперметры; 5,6 -- выключатели

Полученные данные заносят в таблицу по форме

Форма 2

Частота вращения ротора, мин?№

Напряжение генератора, В

По данным этой таблицы строят график, на котором отмеча­ются величина номинального - напряжения и частота вращения ротора, при которой достигается это напряжение (рис. 2, а).

Рис. 2. Характеристики генератора:

а -- изменение напряжения Urот частоты вращения ротора п при Ir,= 0; 6 -- изменение силы тока нагрузки Ir, от частоты вращения ротора п при Ur= const

Зависимость силы тока нагрузки генератора от частоты вращения ротора. Характеристика снимается при постоянном напря­жении генератора, равном его номинальной величине (14 или 28 В). Снятие характеристики производят по схеме, изображен­ной на рис. 1, б. Подключают к обмотке возбуждения выключа­телем 5 аккумуляторную батарею, включают электродвигатель 1 и, плавно увеличивая частоту вращения ротора генератора, возбуждают генератор до номинального напряжения (14 или 28 В). Выключателем 6 подключают к генератору реостат на­грузки и, поддерживая за счет увеличения частоты вращения ротора напряжение генератора постоянным (14 или 28 В), с по­мощью реостата плавно нагружают генератор. При увеличении силы тока нагрузки на каждые 5 А снимают показания тахометра 2. Сила тока контролируется амперметром 7.

Характеристику снимают до достижения генератором максимально возможной силы тока, когда при увеличении нагрузки сила тока не будет увеличиваться, а напряжение генератора при увеличении частоты вращения ротора будет снижаться.

Полученные данные заносят в таблицу по форме 3.

Форма 3

Сила тока нагрузки, А

Частота вращения ротора, мин?№

По данным таблицы строят график, на котором отмечают величины контрольной и максимальной силы тока и частоты враще­ния ротора, при которых достигаются указанные параметры (см. рис, 2,6).

Примечание. Обе характеристики целесообразно строить так, чтобы масштабы частот вращения совпадали по вертикали.

Анализ характеристик позволяет понять принцип проверки генератора на холостом ходу и под нагрузкой.

Снятие этих характеристик можно производить на контрольно-испытательных стендах Э2II, 532-2М, 532-М и других.

Генераторы проверяются на холостом ходу (на начало отдачи без нагрузки) и под нагрузкой (на начало отдачи с контрольной нагрузкой). Для проверки генератора его подключают по схеме рис. 1, а.

Включают выключатель 5 и по амперметру 4 определяют силу тока возбуждения, по которой судят о исправности цепи возбуждения иобмотки возбуждения генератора. Для определения нормальной силы тока возбуждения необходимо напряжение аккумуляторной батареи (12 В) разделить на сопротивление обмотки возбуждения генератора. Если амперметр 4 регистрирует большую силу тока, то в цепи возбуждения генера­тора имеется замыкание, если меньшую-- в цепи обмотки увели­чено сопротивление. В этом случае необходимо проверить со­стояние контактных колец ротора и щеток. Нормальная сила тока свидетельствует об исправной цепи возбуждения и генератор можно испытывать.

1.1 Проверка генератора без нагрузки

К обмотке возбуждения с помощью выключателя 5 (см. рис. 1, а) подключают аккумуляторную батарею, включают электродвигатель 1 и, плавно увеличивая частоту вращения роторa генератора, наблюдают за пока­заниями вольтметра. При достижении генератором напряжения номинальной величины 14 (28) В тахометром 2 замеряют частоту вращения ротора генератора, и сравнивают ее с техническими условиями. Генератор считается исправным, если частота вращения ротора, при достижении номинального напря­жения без нагрузки не превышает, указанную в технических условиях. Например, для генератора типа Г250 частота вращения при достижении напряжения 14 В без нагрузки Должна быть не белее 950 мин?№.

Генератор, удовлетворяющий техническим условиям, проверяют под нагрузкой.

1.2 Проверка генераторапод нагрузкой

Генератор подключают по схеме рис. 1,6. Включают выключатель 5, включают электродвигатель и, плавно увеличивая частоту вращения ротора генератора, возбуждают его до номинального напряжения 14 (28) В, затем выключателем 6 подключают: реостат нагрузки: Напряжение генератора при этом снизится (так как U=E-IZст, где 1 -- ток нагрузки; Zст -- сопротивление обмотки статора). Увеличивая частоту вращения ротора, напряжение генератора поддерживают номинальным и с помощью реостата увеличивают нагрузку до контрольной величины. В момент достижения контрольной нагрузки при номинальном напряжении тахометром 2 замеряют частоту вращения ротора и сравнивают ее с техни­ческими условиями. Генератор считается исправным, если частота вращения ротора при достижении контрольной силы тока при номинальном напряжении (т. е. при достижении контрольной мощности p=IU) не превышает указанную в технических условиях.

Например, для генератора типа Г250 при силе тока нагрузки 28 Аи напряжении 14 В частота вращения ротора должна быть не более 2100 мин?№.

Если генератор удовлетворяет техническим условиям, то его разбирают и проверяют его узлы и детали.

Проверку генераторов с интегральными регуляторами напряжения производят в сборе с регуляторами. Чтобы работа регулятора не повлияла на результат проверки генератора, проверку проводят при напряжении генератора, 13 и 26 В (для, генераторов на 14 и 28 В соответственно). Заменив интегральный регулятор напряжения в сборе со щеточным узлом на обычный щеточный узел, генератор можно проверить обычным способом.

1.3 Проверка щеткодержателя и щеток

Щеткодержатель и щетки не должны быть загрязнены и замаслены и щетки должны свободно без заеданий перемещаться в щеткодержателе. Легкость перемещения щеток в щеткодержателе проверяется нажатие» рукой на щетки до полного сжатия пружин. Щетки должны быстро без заеданий выходить из щеткодержателей.

Высоту щеток замеряют штангенциркулем или линейкой от щеткодержателя до конца щетки. При износе щеток до минимальной высоты, указанной в табл. 2, их заменяют. Для определения давления пружин щеток одной щеткой нажимают на чашку весов (рис. 3, а) до зазора 2 м между чашкой и щеткодержателем Аналогично проверяют давление пружины другой щетки. Давление пружин можно проверить и с помощью динамометра (см рис. 3.6).

Загрязненные контактные кольца ротора протирают тканью, смоченной бензином. Окисленную рабочую поверхность колец зачищают шлифовальной шкуркой зернистостью 100... 140. Изношенные кольца протачивают, а затем шлифуют.

Обмотки генераторов (как и обмотки других электрических машин) могут иметь только следующие 3 вида неисправностей: обрыв, замыкание между витками и замыкание с корпусом. Эти неисправности возникают из-за перегрева обмоток и механи­ческих повреждений. Замыкание с корпусом происходит при по­вреждении изоляции обмоток, поэтому проверка замыкания с корпусом является проверкой состояния изоляции обмоток и ее нужно производить контрольной лампой напряжением 220 В.

Рис. 3. Проверка давления пружин щеткодержателя:

а-- на весах; б -- динамометром

1.4 Проверка обмотки возбуждения на обрыв

Проверка ведется контрольной лампой, которую подключают к контактным кольцам ротора (рис. 4, а). Если обмотка оборвана, то лампа гореть не будет.

Проверка обмотки возбуждения на замыкание с полюсом или валом ротора.Последствия замыкания обмотки возбуждения с валом или с полюсом ротора в зависимости от места контакта могут быть различными. Если замыкание произошло на «выходе» обмотки, то из-за уменьшения сопротивления цепи возбуждения возрастет ток возбуждения, что вызовет, перегрев обмотки воз­буждения. Если же замыкание произошло близко к контактному кольцу, соединенному с «плюсовой» щеткой, то обмотка закорачивается и генератор не возбуждается.

Замыкание обмотки возбуждения на роторе определяют конт­рольной лампой под напряжением 220 В (см. рис. 4, б). Один провод соединяют с любым контактным кольцом, а' другой -- с полюсом или валом ротора. Лампа будет гореть, когда обмотка замкнута с валом или полюсом. Если обмотку невозможно изо­лировать от корпуса, то ее заменяют.,

Межвитковое замыкание вызывает увеличение силы тока воз­буждения. Из-за перегрева обмотки разрушается изоляция и еще большее число витков замыкают между собой. Увеличение тока возбуждения может повлечь выход из строя регулятора напряжения. Эту неисправность определяют сравнением измерен­ного сопротивления обмотки возбуждения с техническими усло­виями. Если сопротивление обмотки уменьшилось, то ее перема­тывают или заменяют.

Межвитковое замыкание в катушке обмотки возбуждения определяют измерением сопротивления катушки возбуждения при помощи омметра, имеющегося на стендах Э211, 532-2М, 532-М и др., отдельного переносного омметра (см. рис. 4, в), или по показаниям амперметра и вольтметра при питании обмотки от аккумуляторной батареи (см. рис. 4, г). Плавкий предохранитель защищает амперметр и батарею при случайном коротком замы­кании цепи. К контактным кольцам ротора подключают щупы и делением величины измеренного напряжения на силу тока опре­деляют сопротивление и сравнивают его с техническими усло­виями.

Рис. 4. Проверка обмотки возбуждения:

А - на обрыв; б - на замыкание с валом и полюсом; в - омметром на обрыв и меж­витковое замыкание; г - подключение приборов для определения сопротивления.

1.5 Проверка обмотки статора на обрыв

Проверка обмотки ста тора на обрыв производится при помощи контрольной лампы или омметра. Лампу и источник питания поочередно подключают к концам двух фаз по схеме рис. 5, а. При обрыве в одной из кату­шек лампа гореть не будет. Омметр, подключенный к этой фазе, покажет «бесконечность при подключении к двум другим фазам он покажет сопротивление этих двух фаз.

1.6 Проверка обмотки статора на замыкание с сердечником

При такой неисправности значительно снижается мощность генератора или генератор не работает, увеличивается его нагрев. Аккумуляторная батарея не заряжается. Проверка производится контроль­ной лампой напряжение 220 В. Лампу подключают к сердечнику и любому выводу обмотки по схеме рис. 5, б. При наличии замы­кания лампа будет гореть.

1.7 Проверка обмотки статора на межвитковое замыкание

Межвитковое замыкание в катушках обмотки статора определяется измерением сопротивления катушек фаз отдельным омметром (см. рис. 5, в), на стендах Э211, 532-2М, 532-М и других, или по схеме, приведенной на рис. 5, г. Если сопротивление двух обмоток (замеренное или подсчитанное) меньше указанного, то обмотка статора имеет межвитковое замыкание. Эту неисправность можно обнаружить, используя нулевую точку обмотки статора. Для этого необходимо замерить или подсчитать сопро­тивление каждой фазы в отдельности и, сравнивая сопротивлениявсех трех фаз, определить, какая из них имеет межвитковое замыкание. Обмотка фазы, имеющая межвитковое замыкание, будет иметь меньшее сопротивление, чем другие. Дефектную обмотку заменяют.

Исправность обмоток статора можно проверить на контрольно-испытательных стендах на симметричность фаз. При этой про­верке замеряется переменное напряжение между фазами обмотки статора до выпрямительного блока при одинаковой (постоянной) частоте вращения ротора генератора. Если напряжение, наводи­мое (индуктируемое) в обмотках статора, неодинаковое, то это указывает на неисправность обмотки статора.

Рис. 5. Проверка обмотки статора:

а -- на обрыв; б -- на замыкание с сердечником; в -- на межвитковое замыкание и обрывомметром; г -- подключение приборов для определения сопротивления обмотки статора

Для измерения напряжения двух фаз проводами вольтметра стенда через окна крышки генератора поочередно касаются двух радиаторов выпрямительного блока (для генераторов с выпрями­тельными блоками типа ВБГ) или головок винтов, соединяющих обмотку статора и выпрямительный блок (для генераторов с выпрямительными блоками типа БПВ).

1.8 Поверка диодов

Проверку диодов производят, определяя падение напряжения на зажимах диода при прохождении тока в прямом направлении и силу обратного тока при обратном подключении диода.

Для определения падения напряжения на зажимах диода его подключают по схеме рис. 6, а. Вводят полное сопротивление реостата, включают цепь, устанавливают в цепи реостатом силу тока, на которую рассчитан диод (ВА20 -- 20 А). Падение на­пряжения не должно превышать заданное (ВА20 --0,6 В).

Для определения силы обратного тока подключают диод по схеме рис. 6, б, включают цепь и плавно увеличивают напряже­ние источника питания до величины допустимого обратного на­пряжения для данного типа диодов. Сила обратного тока не должна превышать допустимую для. этого диода величину. Диоды, не отвечающие требованиям технических условий, заменяются. Однако следует заметить, что такие проверки диодов, применяемых в автомобильном электрооборудовании, в практике не ис­пользуются. Более чем достаточно проверить диод на пробой и обрыв цепи. Практика показывает, что у диодов встречаются только два этих типа неисправностей. Как правило, это происходит при замыкании клеммы «-}-» генератора с корпусом, отключении аккумуляторной батареи при работающем двигателе и при перегреве диодов.

При пробое одного или нескольких диодов одной шины вы­прямительного блока снижается мощность генератора. Пробой диодов разноименных шин приводит к замыканию аккумуляторной батареи на обмотку статора, в результате чего может произойти повреждение обмотки или «выгорание» диодов. Обрыв в цепи одного диода приводит к снижению мощности генератора, а обрыв двух диодов в цепи одной фазы равносилен обрыву фазы.

Рис. 6. Проверка диодов: а -- по падению напряжения; б -- по величине обратного тока; в, г -- на пробой и обрыв цепи

Для проверки диода лампой его подключают последователь­но с лампой к аккумуляторной батарее (см. рис. 6, в, г) вначале в одном, а затем в другом направлении. При исправном диоде лампа будет гореть только в одном из случаев подключения. Если лампа горит при любом подключении -- диод пробит, а если не горит вообще -- в цепи диода обрыв.

Рис. 7. Проверка диодов:

а, б, в, г -- выпрямительного блока типа ВБГ, д, е, ж, з -- выпрямительного блока типа БПВ на пробой и обрыв цепи

Аналогично проверяются диоды выпрямительных блоков гене­ратора. Для этого необходимо проверить каждый из шести дио­дов в отдельности. Выпрямительный блок подключают по схемам (рис. 7) и последовательно проверяют диоды одной шины (см. рис. 7, а, б и д, е), меняя местами провода на аккумуляторной батарее, а затем другой шины (см. рис. 7, в, г и ж, з).

Исправность диодов можно проверить и с помощью омметра измерением сопротивления в прямом и обратном направлениях. У исправного диода сопротивление при прямом подключении омметра будет не более 200 Ом, а при обратном -- несколько сот кОм. В пробитом диоде сопротивление равно нулю, а при обрыве -- бесконечности. Диоды выпрямительных блоков типа ВБГ заменяют парами вместе с секцией радиатора, а у блоков типа БПВ заменяется шина в сборе. Неисправные диоды обратной по­лярности блоков типа БПВ можно выпрессовать из шины и заменить диодами с ремонтным размером. Для этого посадочное отверстие в шине необходимо развернуть до диаметра 13,12+004 мм. При замене диодов необходимо обращать внимание на маркировку их проводимости.

2. Контактно-транзисторные регуляторы напряжения

Наиболее распространенным контактно-транзисторным регулятором является реле-регулятор РР-362, применяемый с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях «Москвич», ГАЗ-5ЭА и их модификациях.

Контактно-транзисторный реле-регулятор РР-362 состоит из регулятора напряжения РН и реле защиты РЗ, которые имеют аналогичную конструкцию и представляют собой реле с одной парой замыкающих контактов. Подвижный контакт обоих реле (контакт якоря) электрически соединен с корпусом (магнитопроводом) реле. В отсеке, отделенном от электромагнитных реле перегородкой, имеющейся на внутренней части крышки, расположены транзистор Г, крепящийся на теплоотводе -- латунной (или алюминиевой) пластине, и два диода Д, и Д2.

В блоке электромагнитных реле под панелью расположены резисторы. Реле-регулятор имеет три выводные клеммы Ш, ВЗ, /И для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора. Для ускорения замыкания контактов регулятора напряжения служит ускоряющий резистор Ry.

Рис. 8. Общий вид контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362 со снятой крышкой:

РН -- регулятор напряжения, РЗ -- реле защиты, Др-- разделительный диод, Т---транзистор, Ш, ВЗ и М -- выводные клеммы для соединения соответственно с обмоткой возбуждения генератора, выключателем зажигания и «массой» генератора

Регулятор напряжения включает в себя транзистор Т, электромагнитное реле регулятора напряжения РН, полупроводниковые диоды Д, и Дг; резисторы Ry, Ra, Rтк. Лб- Электромагнитное реле РН управляет транзистором. Его обмотка РН0 является чувствительным элементом схемы регулятора, а замыкающие контакты РН, включенные между плюсовой клеммой регулятора ВЗ и базой транзистора, управляют транзистором.

Ток управления транзистора (ток базы) незначителен и меньше тока возбуждения генератора на величину коэффициента усиления транзистора (в 15 раз). Напряжение на контактах также незначительно -- 1,5--2,5 В. Поэтому контакты регулятора напряжения при длительной работе практически не имеют износа.

Термокомпенсация регулятора напряжения осуществляется резистором RTK и подвеской якоря на термобиметаллической пластине.

Для защиты транзистора Т от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения генератора служит реле защиты РЗ, которое имеет три обмотки: основную РЗо, встречную РЗВ, магнитный поток которой направлен навстречу основной обмотке, и удерживающую РЗу.

Замыкающие контакты РЗ включены через разделительный диод Др параллельно контактам РН.

Работа регулятора напряжения

Когда обороты ротора генератора молы и Ur< UpH, электромагнитное усилие, создаваемое обмоткой РН0, недостаточно для преодоления усилия пружины, и якорь РН не притянут к сердечнику. Контакты РН разомкнуты, и транзистор Т открыт, так как имеется ток перехода эмиттер -- база /g, определяемый резистором R6. Цепь тока базы следующая: клемма ВЗ, диод Д,, эмиттер -- база транзистора Т, резистор Rg, клемма М.

При открытом транзисторе сопротивление перехода Э--К мало (доли Ома), и через обмотку возбуждения ОВ генератора проходит ток возбуждения по цепи клемма 83 --диод Д, -- эмиттер -- коллектор транзистора Т -- обмотка реле защиты РЗо-- клемма Ш реле-регулятора -- обмотка возбуждения ОВ -- «масса».

Рис. 9. Схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР-362:

а -- полумонтажная, 6 -- развернутая; РН -- регулятор напряжения, РЗ -- реле защиты, Т -- транзистор П217В, Э, К, Б -- выводы транзистора; эмиттер, коллектор, база; Дг -- гасящий диод Д242, Д, -- запирающий диод Д242, Др -- разделительный диод Д7Ж; Яу и Яд-- ускоряющий и добавочный резисторы 4,5 и 62 Ом, Rg -- резистор базы транзистора 42 Ом; RTK-- резистор температурной компенсации 12,5 Ом; РН0 -- обмотка регулятора напря-жения, 1240 витков, 17 Ом; Р30--основная обмотка реле защиты, 75 витков; РЗу -- удерживающая обмотка реле защиты, 950 витков, 42 Ом; РЗщ -- встречная обмотка реле защиты, 1350 витков, 76 Ом; ОВ -- обмотка возбуждения генератора; S3, Ш, М -- выводные клеммы

При замыкании контактов РН и запирании транзистора Т ток возбуждения падает, уменьшается напряжение генератора и контакты РН размыкаются. Затем весь процесс повторяется. Диод Дг служит для шунтирования токов самоиндукции обмотки возбуждения гене1 ратора, возникающих при переключении транзистора Т. Тем самым исключаются опасные для транзистора перенапряжения.

Работа реле защиты. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора на «массу» встречная обмотка РЗ в закорачивается. Ее магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку основной обмотки РЗ о, исчезает, и магнитный поток основной обмотки, притягивая якорь реле, замыкает контакты РЗ (при токе через основную обмотку Р30, равном 3,2--3,6 А). При этом на базу транзистора подается «+» (аналогично замыканию контактов РН), транзистор запирается, чем и защищается от повреждения.

Одновременно через замкнутые контакты реле защиты получает питание удерживающая обмотка РЗу, которая удерживает контакты РЗ замкнутыми до тех пор, пока выключатель зажигания не будет выключен, и короткое замыкание устранено. Реле-регулятор будет готов к работе только после устранения короткого замыкания и повторного включения выключателя зажигания ВЗ. Разделительный диод Др служит для исключения ложного срабатывания реле защиты при замыкании контактов РН.

Контактно-транзисторный реле-регулятор имеет более высокий срок службы и меньшую разрегулировку в процессе эксплуатации, чем вибрационные реле-регуляторы. Однако наличие механической системы разрыва электрической цепи (контакты, пружина, подвеска якоря реле) и наличие воздушных зазоров между якорем и сердечником реле требуют во время эксплуатации систематической проверки и регулировки регулятора. Указанные недостатки отсутствуют в бесконтактных транзисторных регуляторах напряжения, применяемых с генератором переменного тока Г-250 на автомобилях ЗИЛ-130 и ГАЗ-24 «Волга».

Заключение

генератор электрооборудование автомобиль

Из представленной работы можно вынести следующее, что существует множество методов проверки генераторов, как на самом автомобиле, так и на специализированных стендах. Качество проверки напрямую зависит от компетенции специалиста в данной области и оснащения спец. оборудованием.

Рост количества и мощности потребителей электроэнергии на современных автомобилях привел к увеличению мощности генератора. С увеличением мощности генератора растет величина тока его возбуждения, который должен разрываться контактами регулятора напряжения. Однако контакты при повышении мощности разрываемого тока начинают сильнее подгорать и быстро выходят из строя. Поэтому были разработаны контактно-транзисторные регуляторы, в которых роль контактов, разрывающих ток возбуждения, выполняет транзистор, а контакты регулятора напряжения только управляют его работой.

Список использованных интернет ресурсов

1. http://stroy-technics.ru/article/ustroistvo-i-rabota-kontaktno-tranzistornogo-regulyatora-napryazheniya-rr-362

2. https://studopedia.ru/13_169136_osnovi-metodiki-proverki-generatorov.html

Размещено на Allbest.ru