Назначение и характеристика приборов электропитания автомобиля (на примере ВАЗ-2115)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Назначение и характеристика приборов электропитания автомобиля ВАЗ-2115

2. Устройство и принцип работы источников электропитания автомобиля ВАЗ-2115

3. Основные неисправности источников электропитания автомобиля ВАЗ-2115 и методы их устранения

4. Ремонт и техническое обслуживание источников электропитания автомобиля ВАЗ-2115

5. Техника безопасности при ремонте автомобиля

6. Пожарная безопасность при ремонте автомобиля

Список используемой литературы

Введение

Легковые автомобили являются пассажирским транспортным средством, предназначенным для перевозки пассажиров и малогабаритных грузов.

В основе классификации современных легковых автомобилей лежат следующие признаки: рабочий объем цилиндров двигателя, количество ведущих колес, тип и назначение кузова.

В зависимости от рабочего объема цилиндров двигателя легковые автомобили делят на классы: особо малые с объемом цилиндров двигателя до 1.2 л; малые - 1,2…1,8 л; средние - 1,8…3,5 л; большие - свыше 3,5 л. В соответствии с этой классификацией каждой модели автомобиля присваивается четырехзначный цифровой индекс, соответствующий его базовой модели. Две первые цифры означают класс, две последующие - модель автомобиля, пятая и шестая - номер модификации данной модели. Перед индексом ставится буквенное обозначение (полное или сокращенное) завода-изготовителя. Первые две цифры в индексе легковых автомобилей означают класс: 11 - особо малый; 21 - малый; 31 - средний; 41 - большой.

По количеству ведущих колес легковые автомобили подразделяют на полноприводные (с условным обозначением 4х4), у которых все четыре колеса ведущие, и неполноприводные (4х2), у которых ведущими являются два колеса передней (переднеприводные) или задней (заднеприводные) оси.

По типу и назначению кузова легковые автомобили подразделяют на пассажирские с закрытым кузовом типа «лимузин» с перегородкой, отделяющей пассажиров от водителя, или типа «седан» без перегородки и на грузопассажирские для перевозки мелких грузов с кузовом закрытого типа «универсал» с откидным задним сиденьем или типа «фургон» со специальной грузовой площадкой, а так же с кузовом открытого типа «пикап». Вариантом комбинированного исполнения является кузов типа «хэтчбек», выполненный с пятой дверью, которая закрывает одновременно салон и багажник автомобиля в однообъемном пространстве.

Все автомобили выпускают базовом (основном) исполнении с многочисленными модификациями, которые могут отличаться принимаемым двигателем, отделкой салона и т.д.

Основу отечественного парка легковых автомобилей составляют автомобили Волжского автомобильного завода в г. Тольятти (ВАЗ). Это выпускавшиеся ранее заднеприводные автомобили малого класса «Жигули» ВАЗ - 2101, 21011, 21011, 2103 и их модификации, а также современные заднеприводные автомобили ВАЗ - 2105, 2106 и 2107 с модификациями, с кузовом типа «универсал» ВАЗ - 2104, грузопассажирские полноприводные автомобили повышенной проходимости ВАЗ - 2121 «Нива» и переднеприводные автомобили «Спутник» ВАЗ - 2108, 2109 и 21099.

Модель этого автомобиля была разработана в 1994 году, она должна была прийти на смену ВАЗ-21099. Но в связи со сложной экономической обстановкой выпуск автомобиля ВАЗ2115 начался только в 1996 году. Выпуск осуществлялся небольшими партиями и практически все автомобили уходили на экспорт. К тому времени внешний вид автомобиля был современным. Несколько портило внешний вид не продуманный обтекатель порогов. Его цель была - снизить аэродинамическое сопротивление, но по внешнему виду он напоминал недоработку начинающих тюнингистов.

В 2001 году ВАЗ-2115 начал собираться на конвейере. До 2001 года купить ВАЗ2115 было практически невозможно, автомобиль был очень популярен, и ездить на нем было престижно.

Какие изменения были внесены в ВАЗ2115 по сравнению с ВАЗ21099 по внешнему виду:

· изменена форма переднего и заднего бамперов;

· бамперы окрашивались в цвет кузова;

· обтекатель порогов;

· молдинги на дверях;

· изменена форма капота;

· передние фары стали уже;

· новые задние фонари;

· антикрыло на крышке багажника;

· легкосплавные диски;

· форма передних крыльев;

· крышка багажника;

По салону автомобиля:

· регулируемая по высоте рулевая колонка;

· новая панель приборов;

· подогрев сидений;

· электрические стеклоподъемники передних дверей;

· бортовая система контроля;

· На первых мелкосерийных автомобилях, выпускаемых с 1996 по 2001 год, устанавливался карбюраторный двигатель, объемом 1,5 литра. Это тот двигатель, который стоял на "восьмерках”.

· C 2001 года, когда производство перешло на заводской конвейер, на автомобиль ВАЗ2115 стали устанавливать двигатель объемом 1,5 литров с распределенным впрыском топлива.

· С 2007 года устанавливался инжекторный двигатель объемом 1,6 литра.

· Автомобиль выпускался до 2012 года включительно.

Рассмотрим источники электропитания автомобиля ВАЗ-2115 их назначение, устройство, принцип действия и ремонт.

1. Назначение и характеристика приборов электропитания автомобиля ВАЗ-2115

Электрооборудование автомобиля включает в себя источники электрической энергии и ее потребители.

Источниками электрического тока называются приборы или машины, которые преобразуют один из видов энергии в электрическую. На автомобиле источниками тока являются аккумуляторная батарея и генератор. Аккумуляторная батарея превращает химическую энергию в электрическую, а генератор механическую -- в электрическую.

Потребителями электрической энергии называли приборы, преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии: световую, тепловую, механическую, химическую и др. К потребителям электроэнергии относятся системы зажигания и пуска двигателя, приборы освещения, световой и звуковой сигнализации, контрольно-измерительные приборы, а также электроприборы оборудования кузова (отопитель, стеклоочиститель, электровентилятор, прикуриватель, радиоаппаратура и др.).

Аккумуляторная батарея, состоящая из шести свинцово-кислотных аккумуляторов, является химическим источником постоянного тока и служит для питания электрическим током приборов электрооборудования при неработающем двигателе, при пуске двигателя стартером, а также при работе двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала.

Не исключением являются и автомобили, которые без аккумулятора сложно, а иногда и вовсе невозможно завести. Вот почему каждый автолюбитель должен представлять себе устройство аккумулятора, его принцип действия и основные параметры.

Назначение аккумуляторной батареи

Применительно к автомобилям АКБ -- устройство, которое накапливает энергию и отдает ее различным потребителям при остановленном двигателе.

Главное назначение аккумулятора -- питание всех видов нагрузки (фар, магнитолы, печки), а также стартера автомобиля, необходимого для пуска мотора. АКБ незаменим в том случае, когда не работает генератор.

Но это еще не все. Аккумулятор дополняет генератор, когда последний не в состоянии справиться с нагрузкой. Такое возможно в плотном транспортном потоке, когда вырабатываемой энергии генератора недостаточно для питания основных устройств.

АКБ спасает и при выходе основного источника питания из строя. Конечно, далеко на нем не уедешь, но до станции технического обслуживания вполне добраться возможно.

В свою очередь, генератор выступает в роли зарядного устройства для аккумулятора. Во время движения АКБ может не только принимать заряд, но и отдавать его.

Принцип действия аккумулятора. Сегодня есть множество разных АКБ, которые отличаются конструкцией и принципом действия. Так, к наиболее популярным устройствам можно отнести:

Щелочные железо-никелевые;

свинцово-кислотные;

серебряно-цинковые;

никель-кадмиевые.

Из перечисленных выше наибольшую популярность получили аккумуляторы со свинцово-кислотными «внутренностями». На втором месте по популярности -- аккумуляторы с никелем и железом внутри. Что касается серебряно-цинковых устройств, то они почти не применяются. Причина -- высокая стоимость и небольшой срок службы.

Работа АКБ основана на ключевом принципе -- преобразовании одного вида энергии в другой:

1. В процессе зарядки -- электрический вид энергии преобразуется в химическую.

2. Когда происходит разряд -- химический вид энергии становится энергией электрической.

Работает АКБ циклично по принципу регулярного заряда и разряда. В момент подключения нагрузки начинается процесс разряда.

При этом положительные электроды (диоксид свинца) и отрицательные (свинец губчатого типа) вступают в химическую реакцию с жидкостью внутри аккумулятора (электролитом). В итоге получается два вещества -- обычная вода и сульфат свинца. В этот момент происходит падение плотности электролита.

Заряжаться АКБ может двумя способами -- от генератора и от внешнего зарядного устройства. Принцип зарядки прост. При подаче внешнего напряжения и протекании тока сульфат свинца в комплексе с водой превращается в свинец, серную кислоту и основной элемент -- двуокись свинца.

Важный момент -- напряжения заряда батареи. При завышенном показателе есть риск разложения жидкости и «выжигания» электролита. Заниженное напряжение, наоборот, может стать причиной неполной зарядки. Как следствие, время службы источника питанияуменьшается.

Работа АКБ во многом зависит от условий работы (уровня температуры), Если последняя растет, то повышается и отдаваемая мощность. Одновременно с этим начинается коррозия электродов и саморазряд. Если же температура падает, то разрядная емкость снижается, химические процессы замедляются, уменьшается плотность жидкости внутри АКБ.

Даже при отсутствии подключенных к АКБ приемников процесс разряда не останавливается (устройство переходит в режим саморазряда). Величина последнего зависит от нескольких факторов -- конструктивной особенности источника питания, окружающего воздуха и прочих аспектов.

Общий срок службы АКБ -- 3-5 лет. Но здесь все зависит от целой группы факторов -- режима эксплуатации, качества аккумулятора, особенностей его хранения и так далее. В свою очередь, производители постоянно работают над улучшением качества своего товара и повышением срока его службы.

Из наиболее полезных изменений можно выделить:

· Применение двух АКБ одновременно (одна -- для пуска, а вторая -- для питания потребителей);

· установка системы управления, обеспечивающей контроль потребителей;

· конструктивная оптимизация. В частности, последнее время активно внедряются такие технологии, как EFB, AGM и прочие.

Щелочные аккумуляторы. Устройство щелочного аккумулятора может различаться в зависимости от типа:

1. Никель-железные -- устройства, имеющие прямоугольную форму. В качестве материала для изготовления крышки и дна используется сталь. На внешней части корпуса находится определенный слой никеля (отсюда и название).

Во внутренней части расположены блоки отрицательных и положительных пластиков. «Минусовых» пластин больше на одну штуку. Это делается специально, чтобы «окружить» с двух сторон «плюсовые» пластины.

Конструктивно описанные выше пластины имею одинаковый вид -- они изготовлены из стальных ламелей, на которые нанесен слой никеля. Внутрь данных ламелей впрессовывается активная масса.

Ламели связаны между собой, закреплены ребрами (к последним приваривается контактная пластина), объединяются в замок и фиксируются с двух сторон ребер. К последним надежно приварена пластина со специальным отверстием под шпильку.

Блоки пластин которые состоят из положительных и отрицательных, не только не соприкасаются друг с другом, но и со стенками корпуса.

В роли изолирующего вещества выступает листовый эбонит.

У каждого блока есть по паре выходов, которые находятся на внешней части АКБ, Для более простой идентификации на крышке указывается полярность (как правило, только «плюс»).

Электролит в АКБ может заливаться через специальную горловину, на которой установлена крышка со специальным клапаном для выпуска лишних газов.

2. Никель-кадмиевые АКБ по своему устройству почти полностью повторяют описанных выше собратьев. В частности, месторасположение электродов, а также объем активного материала не отличается.

Если рассматривать источник питания в собранном виде, то по краям находятся положительные пластины. Между «плюсовыми» и «минусовыми» пластинами установлены сепараторы.

Блок готовится отдельно, а после вставляется в аккумулятор. На верхней части крышки есть специальные отверстия для заливки электролита.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Одним из наиболее популярных, надежных и простых в обслуживании является свинцово-кислотный аккумулятор. Он состоит из нескольких ячеек и группы электродов, которые находятся в одной смеси (электролите).

Электроды представляют собой специальные решетки, изготовленные из свинца, но имеющие разные активные элементы. В «плюсовых» решетках используется диоксид свинца, а в «минусовых» -- чистый свинец.

Особенность таких аккумуляторов -- устойчивость к морозам, минимальная скорость саморазряда, способность выдерживать большой цикл заряда-разряда, надежность и так далее.

В последнее время устройство свинцово-кислотного аккумулятора и прочих видов источников питания мало интересует автолюбителей. Причина -- появление в продаже необслуживаемых АКБ, которые много проще в обслуживании.

Их преимущества -- надежность, доступность по цене, отсутствие необходимости обслуживания. Минус -- небольшой срок эксплуатации (3-5 лет). Удачи на дорогах и конечно же без поломок.

Генератор пpeдcтaвляeт coбoй ycтpoйcтвo, кoтopoe пpeднaзнaчeнo для пpинятия мexaничecкoй энepгии двигaтeля и пpeoбpaзoвaния ee в дaльнeйшeм в элeктpичecкий тoк. B peзyльтaтe oт фyнкциoниpoвaния дaннoгo пpибopa зaвиcит элeктpocнaбжeниe вcex дpyгиx элeктpoпpибopoв, имeющиxcя в мaшинe.

Ha aвтoмoбиляx BAЗ - 2115 ycтaнaвливaeтcя тpexфaзный гeнepaтop типa 94.3701 пepeмeннoгo тoкa, oблaдaющий элeктpoнным peгyлятopoм нaпpяжeния, a тaкжe вcтpoeнным выпpямитeльным блoкoм. Oн oблaдaeт cлeдyющими тexничecкими xapaктepиcтикaми:

-пpeдeлы peгyлиpyeмoгo нaпpяжeния - 14,1±0,5 B;

-мaкcимaльнaя cилa тoкa oтдaчи - 55 A (пpи 13 B и 5 тыc. oб/мин);

-пepeдaтoчнoe oтнoшeниe двигaтeль - гeнepaтop - 1:2,4.

2. Устройство и принцип работы источников электропитания автомобиля ВАЗ-2115

Аккумуляторная батарея служит для питания электрическим током стартера при пуске двигателя и всех потребителей электрической энергии при неработающем двигателе, а также для питания потребителей совместно с генератором на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Если мощность, развивающую генератором, аккумуляторная батарея, разряжаясь обеспечивает питание потребителей одновременно с работающим генератором.

прибор электропитание автомобиль обслуживание



Рис. 1. Аккумуляторная батарея автомобиля ВАЗ-2115 и ее обслуживание: 1 -- корпус; 2 -- крышка; 3 и 5 -- соответственно положительный и отрицательный полюсные выводы; 4 -- межэлементное соединение (борн); 6 -- пробка; 7 -- индикатор для проверки уровня электролита (тубус); 8 -- сепаратор; 9 и 10 -- положительная и отрицательная пластины; 11 -- выступ корпуса; 12 -- кронштейн с болтом крепления батареи

Устройство и принцип действия простейшего аккумулятора. Простейший аккумулятор состоит из емкости с помещенными в неё двумя свинцовыми пластинами, не соприкасающимися друг с другом. В сосуд заливается электролит, состоящий из дистиллированной воды с добавлением химически чистой серной кислоты в определенной пропорции. Уровень электролита должен превышать высоту пластин, что обеспечивает полное использование их поверхности. Подготовленный таким образом аккумулятор заряжается от источника постоянного тока -- генератора путем соединения одной пластины с положительным, а другой с отрицательным полюсом.

При прохождении тока через пластины и электролит (заряд) в аккумуляторе происходит процесс преобразования электрической энергии в химическую, что выражается в образовании налета активной массы на поверхности пластин. На положительной пластине образуется перекись свинца коричневого цвета, а на отрицательной -- губчатый свинец серого цвета. При этом плотность электролита значительно увеличивается - аккумулятор зарядился. Напряжение заряженного аккумулятора составляет 2 В.

При включении в цепь аккумулятора какого-либо потребителя (лампы) происходит обратный процесс превращения химической энергии в электрическую, и аккумулятор постепенно разряжается.

При этом активная масса на той и другой пластинах превращается в сернокислый свинец, а плотность электролита уменьшается. После полного разряда аккумулятор снова заряжается и работоспособность его восстанавливается.

Для увеличения емкости аккумулятора (запаса электроэнергии) в нем устанавливают большое количество решетчатых пластин, заполненных активной массой и составляющих два полублока. При этом для изоляции между положительными и отрицательными пластинами устанавливаются сепараторы.

Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-кислотных двухвольтовых аккумуляторов, соединенных между собой последовательно, что обеспечивает получение в электрической цепи рабочего напряжения 12 В, необходимого для питания всех потребителей на автомобиле.

Устройство аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея имеет полипропиленовый полупрозрачный корпус 1 (рис. 1), разделенный перегородками на шесть отсеков, представляющих собой отдельные аккумуляторы. Сверху аккумуляторы закрыты общей полипропиленовой крышкой 2, приваренной к корпусу ультразвуковой сваркой. В крышке имеются отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор и для прохода двух полюсных выводов батареи (плюсового и минусового).

Каждый аккумулятор состоит из двух полублоков чередующихся пластин: положительных 9 и отрицательных 10. Пластины одинаковой полярности приварены к межэлементным соединениям (борнам) 4, которые служат для крепления пластин и выводов, тока и соединяют аккумуляторы батареи между собой. Решетки пластин отлиты из сплава свинца с добавлением кальция и сурьмы, что замедляет процесс разложения электролита и саморазряд аккумуляторов.

Для увеличения емкости в решетку пластин впрессовывают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца -- свинцового сурика (РЬ₃О₄) и свинцового глета (РЬО) -- для положительных пластин и свинцового порошка -- для отрицательных пластин. Одноименные пластины соединяются в полублоки, заканчивающиеся выводными полюсными штырями. Полублоки с положительными и отрицательными пластинами собирают в блок таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому последних обычно на одну больше. Это позволяет лучше использовать двустороннюю активную массу крайних положительных пластин и предохраняет их от коробления и разрушения.

Положительные пластины аккумулятора помещаются в сепараторы 8, изготовленные в виде конвертов из тонкого пластикового микропористого материала. Это исключает их короткое замыкание отрицательными пластинами, а малая толщина и большая пористость сепараторов облегчают прохождение через них электролита, снижают внутреннее сопротивление и обеспечивают получение разрядного тока большой силы. Кроме того, это исключает короткое замыкание пластин выпадающей активной массой, позволяет устанавливать блоки пластин непосредственно на днище бака без ребер и значительно увеличить объем электролита над пластинами и тем самым увеличить срок доливки дистиллированной воды при эксплуатации автомобиля.

Для облегчения проверки уровня электролита в каждом аккумуляторе у заливных отверстий снизу имеются трубчатые индикаторы (тубусы) 7. Нижний срез индикатора находится на требуемой высоте от уровня пластин. При нормальном уровне поверхность электролита образует четко видимый через наливное отверстие мениск (элипс). Кроме того, на полупрозрачном пластмассовом корпусе аккумуляторной батареи могут быть метки «MIN» и «МАХ», между которыми должен находиться уровень электролита.

Полублоки положительных 9 и отрицательных 10 пластин отдельных аккумуляторов соединены между собой межэлементными соединениями, проходящими через пластмассовые перегородки, и соединяются соответственно с положительным 3 и отрицательным 5 выводами батареи.

Выводы большинства отечественных и импортных аккумуляторных батарей имеют конусную форму, обеспечивающую сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их и процессе эксплуатации, и имеют стандартные размеры. Причем положительный вывод батареи по диаметру больше отрицательно го, что исключает возможность нарушения полярности при установке батареи на автомобиль.

На верхней поверхности батареи расположены отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор батареи, закрываемые пробками 6. Пробки имеют вентиляционные отверстия для выхода газов, образующихся в процессе работы батареи. У новых незалитых батарей вентиляционные отверстия закрыты специальными герметизирующими приливами, которые при заливке в батарею электролита удаляются (срезаются).

Электролит, заливаемый в аккумуляторную батарею, представляет собой раствор химически чистой аккумуляторной кислоты с дистиллированной водой. Для предотвращения замерзания электролита при эксплуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических условий эксплуатации.

Аккумуляторные батареи поступают с завода в сухозаряженном виде без электролита. Приведению аккумуляторных батарей в рабочее состояние предшествует процедура приготовления электролита.

В зимнее время возникает опасность замерзания электролита разряженной батареи. Поэтому на герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи устанавливают индикаторы заряженности. При уменьшении степени заряженности ниже определенного уровня меняется цвет видимого пятна индикатора, и батарею необходимо подзарядить зарядным устройством. Ремонт таких батарей невозможен.

Аккумуляторные батареи рекомендуется хранить в неотапливаемых помещениях при температуру не выше 0* С и не ниже - 30* С во избежании трещин на мастике. Максимальный срок хранения аккумуляторных батарей в сухозаряженном виде не должен превышать трех лет.

Устройство генератора. Генератор состоит из статора, ротора, щеток, выпрямительного блока, электронного регулятора напряжения двух крышек, которые стягиваются при помощи стяжных болтов, а также приводного шкива с вентилятором и конденсатора.

Рис. 2. Внутреннее устройство генератора 94.3701:1 - кожух; 2 - вывод «В+» для подключения потребителей;3 - помехоподавляющий конденсатор 2,2 мкФ; 4 - общий вывод дополнительных диодов (присоединяется к выводу «D+» регулятора напряжения); 5 - держатель положительных диодов выпрямительного блока;6 - держатель отрицательных диодов выпрямительного блока; 7 - выводы обмотки статора;8 - регулятор напряжения;9 - щеткодержатель; 10 - задняя крышка; 11 - передняя крышка; 12 - сердечник статора; 13 - обмотка статора; 14 - дистанционное кольцо;15 - шайба; 16 - конусная шайба; 17 - шкив; 18 - гайка; 19 - вал ротора; 20 - передний подшипник вала ротора; 21 - клювообразные полюсные наконечники ротора; 22 - обмотка ротора;23 - втулка; 24 - стяжной винт;25 - задний подшипник ротора;26 - втулка подшипника; 27 - контактные кольца;28 - отрицательный диод;29 - положительный диод; 30 - дополнительный диод;31 - вывод «D» (общий вывод дополнительных диодов)

Генератор типа 94.3701 (рис. 2)- переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода).

На части автомобилей может быть установлен генератор ААК-5102 производства Словении. Этот генератор по своим характеристикам и установочным размерам взаимозаменяем с генератором 94.3701, но имеет некоторые отличия в устройстве узлов и деталей.

Статор и крышки 10 и 11 (рис. 2) стянуты четырьмя винтами. Вал ротора 19 вращается в подшипниках 20 и 25, которые установлены в крышках. Питание к обмотке ротора (обмотке возбуждения) подводится через щетки и контактные кольца 27.

Трехфазный переменный ток, индуцируемый в обмотке статора, преобразуется в постоянный выпрямительным блоком, прикрепленным к крышке 10. Электронный регулятор 8 напряжения объединен в один блок со щеткодержателем и крепится также к крышке 10.

Схема соединений генератора показана на рис.3



Рис. 3 Схема соединений системы генератора.

Напряжение для возбуждения генератора при включении зажигания подводится к выводу «D+» регулятора (вывод «D» генератора) через контрольную лампу 5, расположенную в комбинации приборов. При включении зажигания лампа должна гореть, а после пуска двигателя - гаснуть, если генератор исправен. Яркое горение лампы или свечение ее в полнакала говорит о неисправностях.

После пуска двигателя обмотка возбуждения питается от трех дополнительных диодов, установленных на выпрямительном блоке генератора.

Вывод «W» генератора на автомобилях семейства ВАЗ-2115 не используется.

Техническая характеристика генератора типа 94.3701:

-- максимальная сила тока отдачи при 13 В и 6000 мин-1, А : 80

-- пределы регулируемого напряжения, В : 13,2-14,7

-- передаточное отношение двигатель-генератор : 1:2,4

-- емкость конденсатора, мкФ : 2,2±20%

Статор состоит из сердечника и катушек обмотки. Сердечник статора изготавливают в виде кольца из отдельных стальных пластин, изолированных друг от друга лаком. На его внутренней поверхности имеются зубцы, на которых надеты катушки. Катушки образуют обмотку статора, которая разделена на три фазы, расположенные под углом 120° по отношению друг к другу. Одни концы каждой фазы соединены между собой в одну точку называемую нулевой, а другие выводятся в цепь.

Ротор состоит из вала, на котором напрессована втулка с обмоткой возбуждения, и шести пар электромагнитных полюсных наконечников, создающих под действием обмотки возбуждения магнитное поле. На валу ротора установлены два контактных кольца, через которые в обмотку возбуждения подается электрический ток. По контактным кольцам скользят графитовые щетки, соединенные с выводами В и Ш регулятора напряжения. Ротор вращается в шариковых подшипниках, установленных в передней и задней крышках. Они заполнены специальной смазкой, рассчитанной на весь срок службы генератора. В связи с тем, что для заряда аккумуляторной батареи необходим постоянный ток, внутри задней крышки генератора помещен выпрямительный блок, преобразующий переменный ток в постоянный.

Выпрямительный блок представляет собой две алюминиевые пластинки с запрессованными в них шестью диодами, пропускающими электрический ток только в одном направлении, т. е. создающими в цепи постоянный электрический ток (одного направления). На пластине выпрямительного блока установлены еще три дополнительных диода. Напряжение, снимаемое с этих дополнительных диодов, идет для питания постоянным током обмотки ротора и цепи контроля исправности генератора с помощью контрольной лампы разряда аккумуляторной батареи, помещенной на щитке приборов.

Электронный регулятор 11 напряжения представляет собой не-₄ разборный и нерегулируемый узел, в котором нет обычных электромагнитных реле с контактами. В паз регулятора напряжения вставляется щеточный узел -- пластмассовый щеткодержатель с двумя щетками.

Приводной шкив с вентилятором 14 установлен на переднем конце вала ротора.

Вентилятор служит для охлаждения статора, ротора и выпрямителя. Охлаждающий воздух засасывается через окна в задней крышке 1, проходит внутри генератора и выходит через окна передней крышки наружу.

Для подавления радиопомех и защиты электронного оборудования от импульсов напряжения в системе зажигания на генераторе устанавливается конденсатор 4.

Работа генератора осуществляется следующим образом. При включении зажигания загорается контрольная лампа на щитке приборов, сигнализирующая о том, что в обмотку возбуждения ротора поступает ток от аккумуляторной батареи. Протекающий по обмотке возбуждения ток создает вокруг полюсов ротора магнитный поток. После пуска двигателя, когда ротор генератора стал вращаться, под каждым зубцом статора проходит то южный, То северный полюс ротора. Поэтому магнитный поток, проходящий через зубцы статора, меняется по силе и направлению. Переменный магнитный поток пересекает витки обмотки статора, индуцируя в ней ЭДС.

Переменное напряжение и ток, индуцированные в обмотке статора, выпрямляются выпрямительным блоком 20, и для питания потребителей идет уже постоянный ток, снимаемый с клеммы 30 на рис.3, а) генератора. Одновременно с общего вывода дополнительных диодов подается выпрямленное напряжение для питания обмотки возбуждения ротора.

У работающего исправного генератора напряжение на клемме 30 и на общем выводе дополнительных диодов 8 равны. Поэтому в контрольную лампу щитка ток не поступает, и она не горит. В этом случае обмотка возбуждения генератора питается от выпрямителя на трех дополнительных диодах, а аккумуляторная батарея заряжается от генератора. Если контрольная лампа будет гореть, то это указывает на неисправность генератора, когда он вообще не дает напряжения или оно ниже напряжения аккумуляторной батареи. Стартер служит для пуска двигателя и является основным элементом системы пуска двигателя, в которую помимо стартера входит аккумуляторная батарея, выключатель зажигания, а также дополнительное реле включения стартера. Стартер состоит из электродвигателя постоянного тока и привода.

3. Основные неисправности источников электропитания автомобиля ВАЗ-2115 и методы их устранения

Неисправности аккумуляторной батареи. Срок службы аккумуляторной батареи при правильной ее эксплуатации и своевременном уходе составляет примерно 3--4 года или 75000... 100000 км пробега автомобиля, а при малых годовых пробегах может увеличиваться до 6 лет. При нарушении правил эксплуатации и хранения батарей указанные сроки могут значительно сокращаться. Особенно сильно на техническом состоянии аккумуляторных батарей сказываются загрязнение электролита, работа и хранение при повышенной температуре электролита и низком его уровне, нарушение режима заряда батареи на автомобиле, заливка электролита повышенной плотности (это особенно часто бывает, если вместо дистиллированной воды в аккумуляторы добавляют электролит). Перечисленные причины вызывают такие наиболее часто наблюдающиеся неисправности, как повышенный саморазряд, короткое замыкание разноименных пластин и сульфатация пластин. Указанные неисправности приводят к снижению емкости батареи, падению ее ЭДС и напряжения под нагрузкой. Основными признаками указанных неисправностей аккумуляторной батареи являются замедленное вращение коленчатого вала двигателя стартером при пуске (при сильном разряде батареи стартер может вообще не проворачивать коленчатый вал), а также тусклый свет ламп и ослабленный звуковой сигнал. Кроме того, в процессе эксплуатации батареи происходит окисление полюсных штырей и наконечников (клемм) проводов, которое является наиболее частой причиной нарушения нормальной работы стартера при пуске двигателя, а также возможно появление трещин в корпусе, вызывающих подтекание электролита, определяемое визуально.

Следует иметь ввиду, что нарушение нормальной работы стартера при пуске двигателя может быть вызвано не только неисправностью аккумуляторной батареи, но также и неисправностью самого стартера или его втягивающего реле, либо других элементов системы пуска двигателя.

Повышенный саморазряд аккумуляторной батареи при ее эксплуатации и хранении может быть вызван следующими причинами: внутреннее короткое замыкание; загрязнение поверхности батареи; применение для доливки обычной (недистиллированной) воды, содержащей щелочи и соли; попадание внутрь аккумуляторов металлических частиц и других веществ, способствующих образованию гальванических пар. Саморазряд батареи неизбежен и возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов. Эти токи появляются за счет возникновения ЭДС между окислами активной массы и решеткой пластин. Кроме того, при длительном хранении электролит в аккумуляторе отстаивается и плотность электролита в нижних слоях становится больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на поверхности пластин. Нормальный саморазряд исправной полностью заряженной необслуживаемой батареи составляет 0, 2... 0, 3% в сутки.

Короткое замыкание разноименных пластин в отдельных аккумуляторах сопровождается «кипением» в них электролита и снижением емкости и напряжения аккумуляторной батареи. Причинами этих явлений могут быть разрушение сепараторов, коробление пластин и выпадение из них активной массы, что в свою очередь может являться следствием систематического перезаряда батареи на автомобиле и повышенной ее вибрации из-за ослабления креплений.

При коротком замыкании пластин внутри аккумуляторной батареи она подлежит замене.

Сульфатация пластин связана с образованием на них крупнокристаллического сернокислого свинца в виде белого налета. При этом увеличивается электрическое сопротивление аккумуляторов. Крупные кристаллы сульфата свинца закрывают поры активной массы, препятствуя проникновению электролита и формированию активной массы при заряде. Вследствие этого активная поверхность пластин уменьшается, вызывая снижение емкости батареи. Признаком сульфатации пластин является то, что при заряде батареи быстро повышаются напряжение и температура электролита и происходит бурное газовыделение («кипение»), а плотность электролита при этом повышается незначительно. При последующем разряде и особенно при включении стартера батарея быстро разряжается из-за малой емкости. Основные причины, вызывающие сульфатацию: разряд батареи до величины ЭДС, меньшей 10,5 В, оголение пластин вследствие понижения уровня электролита, длительное хранение батареи без подзарада (особенно разряженной), слишком большая плотность электролита, продолжительное пользование стартером при пуске двигателя.

Незначительная сульфатация пластин может быть устранена проведением восстановительного заряда батареи. При значительной сульфатации пластин и невозможности вследствие этого нормальной эксплуатации аккумуляторной батареи она подлежит замене.

Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже к прекращению тока. Для устранения неисправности надо снять со штырей наконечники проводов (клеммы), зачистить штыри и клеммы до металлического блеска и укрепить последние на штырях. После этого штыри и клеммы снаружи смазать тонким слоем технического вазелина ВТВ-1 или другой кислотостойкой консистентной смазки.

Подтекание электролита через трещины в корпусе бака обнаруживается осмотром. Трещины чаще всего появляются вблизи выводов батареи из-за неаккуратного демонтажа клемм проводов, а также могут возникать при механических повреждениях корпуса (обычно при авариях). Небольшую трещину в пластмассовом корпусе батареи можно заделать, заплавив ее куском полиэтилена при помощи паяльника, или, положив на трещину несколько слоев полиэтиленовой пленки, заплавить ее через лист плотной бумаги. При значительном повреждении корпуса батарея подлежит замене. При вынужденной временной эксплуатации батареи с трещиной необходимо периодически добавлять в неисправный отсек корпуса электролит, а не дистиллированную воду.

Неисправности генератора имеют следующие основные признаки: отсутствует зарядный ток при работе двигателя, пониженная сила зарядного тока, не обеспечивающая необходимого заряда аккумуляторной батареи, повышенная сила зарядного тока.

Отсутствие зарядного тока генератора при работе двигателя определяется по контрольным приборам (контрольной лампе, амперметру, вольтметру) и может быть вызвано выходом из строя ремня привода генератора, неисправностью самого генератора (выходом из строя его щеточного узла, загрязнением контактных колец, замыканием или обрывом электрических цепей элементов генератора), а также неисправностью цепи заряда аккумуляторной батареи.

Определение причины отсутствия зарядного тока генератора целесообразно производить в следующем порядке. Сначала необходимо проверить состояние и натяжение ремня привода генератора (см. разд. «Ремонт и техническое обслуживание системы охлаждения»). Затем следует проверить вольтметром или пробником с отключенными дополнительными сопротивлениями регулируемое напряжение генератора. Для этого вольтметр подключается к клемме «30» (или «+») генератора и к «массе» с соблюдением полярности, устанавливается средняя частота вращения коленчатого вала двигателя (примерно 2000 мин*¹) и включаются основные потребители электроэнергии (дальний свет фар, отопитель, габаритные огни). При этом величина напряжения должна быть в пределах 13,7... 14,5 В.

Если регулируемое напряжение генератора находится в указанных пределах, то генератор исправен и нужно проверять цепь заряда аккумуляторной батареи. В противном случае необходимо снять щеточный узел с регулятором напряжения, проверить состояние щеток (их износ, отсутствие заеданий в щеткодержателе) и отсутствие загрязнения контактных колец якоря генератора, а также надежность контактов регулятора напряжения и снова замерить напряжение. Если это не даст результатов, то заменить регулятор напряжения на заведомо исправный. Если после замены регулятора напряжение не восстановится, то следует снять генератор с автомобиля для более детальной проверки и замены вышедших из строя элементов.

Пониженная сила зарядного тока проявляется в недозаряде аккумуляторной батареи на автомобиле, при этом снижается накал ламп приборов освещения и изменяется тембр звукового сигнала. Причинами пониженного зарядного тока могут быть пробуксовка ремня привода генератора, нарушение работы щеточно-коллекторного узла (загрязнение коллектора, износ или заедание щеток), обрыв и междувитковое замыкание или обрыв в одной из фаз обмотки статора, повреждение одного из диодов выпрямительного блока.

Для определения и устранения неисправности нужно проверить натяжение ремня привода генератора, надежность контактов проводов, снять щеточный узел и проверить загрязненность контактных колец, износ и отсутствие заедания щеток. Если после принятых мер регулируемое напряжение генератора не восстановится, то генератор необходимо снять с автомобиля для проверки и замены вышедших из строя элементов.

Повышенная сила зарядного тока вызывает перезаряд аккумуляторной батареи, при этом стрелки контрольных приборов (амперметра, вольтметра) «зашкаливают» при больших оборотах двигателя, а электролит «кипит» и выплескивается из аккумуляторов. Причиной может быть неисправность регулятора напряжения либо аккумуляторной батареи. В этом случае следует проверить регулируемое напряжение генератора, как описано выше, и заменить неисправный регулятор напряжения, либо вышедшую из строя аккумуляторную батарею.

4. Ремонт и техническое обслуживание источников электропитания автомобиля ВАЗ-2115

Приведение сухозаряженной аккумуляторной батареи в рабочее состояние включает в себя следующие работы:

-удалить герметизаторы вентиляционных отверстий батареи;

-залить электролит необходимой плотности до требуемого уровня;

-дать батарее отстоятся в течение двух часов для пропитки электродов;

-проверить техническое состояние батареи: измерить плотность и температуру электролита;

-провести при необходимости подзаряд батареи с последующей проверкой ее состояния и коррекцией плотности и уровня электролита.

В качестве электролита в свинцовых аккумуляторных батареях применяется водный раствор специальной аккумуляторной или химически чистой серной кислоты марки ЧДА.

При заливке сухозаряженной батареи можно воспользоваться имеющимся в продаже готовым электролитом плотностью 1,27 или 1,28 г/см³. Однако учитывая, что оптимальная плотность электролита зависит от условий эксплуатации, возникает необходимость приготовления электролита необходимой плотности, а также коррекции его плотности.

Проверка технического состояния аккумуляторной батареи включает в себя:

- проверку уровня электролита;

- проверку степени заряженности батареи по плотности электролита;

- определения напряжения и ЭДС батареи;

- определение фактической емкости батареи;

Вливать дистиллированную воду в кислоту КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ!

Неисправная аккумуляторная батарея ремонту не подлежит и должна быть заменена.

Ремонт генератора состоит в проверке его технического состояния, разборке, проверке состояния его деталей и сборке.

Проверка технического состояния генератора, снятого с автомобиля, производится на специальном контрольно-испытательном стенде, оборудованном электроприводом, обеспечивающим плавное изменение частоты вращения ротора генератора в пределах от 0 до 5000 мин¹, вольтметром со шкалой 0... 30 В, амперметром со шкалой 0... 60 А, тахометром и нагрузочным реостатом, расчитанным на ток до 60 А. Схема для проверки генератора на стенде приведена на рис. 292. Проверка на стенде заключается в определении минимальной частоты вращения ротора генератора, при которой достигается напряжение 12,5 В без нагрузки и с нагрузкой, а также в проверки величин тока нагрузки и регулируемого напряжения.

Проверка генератора на стенде. Проверка на стенде позволяет определить исправность генератора и соответствие его характеристик номинальным. У проверяемого генератора щетки должны быть хорошо притерты к контактным кольцам коллектора, а сами кольца чистыми.

Установите генератор на стенд. Включите электродвигатель стенда, реостатом установите напряжение на выходе генератора 13 В и доведите частоту вращения ротора до 5000 мин -1. дайте генератору поработать на этом режиме не менее 10 мин, а затем замерьте силу тока отдачи. У исправного генератора она должна быть не менее 55 А.

Если замеренная величина отдаваемого тока меньше, то это говорит о неисправностях в обмотках статора и ротора, о повреждении диодов выпрямительного блока. В этом случае необходима тщательная проверка обмоток и вентилей, чтобы определить место неисправности.

Напряжении на выходе генератора проверяйте при частоте вращения 5000 мин -1. реостатом установите ток отдачи 15 А и замерьте напряжение на выходе генератора, которое должно быть (14.1 + 05) В при температуре окружающего воздуха и генератор (25 + 10)* С.

Если напряжение не укладывается в указанные пределы, то замените регулятор напряжения новым, заведомо исправным, и повторите проверку. Если напряжение будет нормальным, то, следовательно, старый регулятор напряжения поврежден и его необходимо заменить. А если напряжение по-прежнему не будет укладываться в указанные выше пределы, то необходимо проверить обмотки и вентили генератора.

Проверка генератора электронным осциллографом. Осциллограф позволяет по форме кривой выпрямленного напряжения точно и быстро проверить исправность генератора и определить характер повреждения.

Для проверки отсоедините провод общего вывода трех дополнительных диодов от штекера «В» регулятора напряжения и примите меры, чтобы наконечник отсоединенного провода не замкнулся с массой генератора. К штекеру «В» регулятора присоедините провод от аккумуляторной батареи через контрольную лампу. Таким образом, обмотка возбуждения будет питаться только от аккумуляторной батареи.

Включите электродвигатель стенда и доведите частоту вращения ротора до 1500 - 2000 мин -1. выключателем отключите аккумуляторную батарею от клеммы генератора и реостатом установите ток отдачи 10 А.

Проверьте по осциллографу напряжение на клемме генератора. При исправных вентилях и обмотке статора кривая выпрямленного напряжения имеет пилообразную форму с равномерными зубцами. Если имеется обрыв в обмотке статора либо обрыв или короткое замыкание в вентилях выпрямительного блок - форма кривой резко меняется: нарушается равномерность зубцов и появляются глубокие впадины.

Поверив форму кривой напряжения на клемме генератора и убедившись, что она имеет нормальный вид, проверяют напряжение на штекере или на наконечнике провода, отсоединенного от штекера регулятора напряжения. Эти точки являются общим выводом трех дополнительных диодов, питающих обмотку возбуждения при работе генератора. Форма кривой напряжения здесь также должна иметь правильную пилообразную форму. Неправильная форма кривой свидетельствует о повреждении дополнительных диодов.

Проверка обмотки возбуждения ротора. Обмотка возбуждения проверяется после разборки генератора. Но можно проверить ее не снимая генератор с автомобиля, сняв только регулятор напряжения, вместе с щеткодержателем. Зачистив при необходимости шлифовальной шкуркой контактные кольца, омметром или контрольной лампой проверяют, нет ли обрыва в обмотке возбуждения и не замыкается ли она с массой.

Проверка статора. Статор проверяется отдельно, после разборки генератора. Выводы его обмотки должны быть отсоединены от выпрямительного блока.

В первую очередь поверьте омметром или с помощью контрольной лампы и аккумуляторной батареи, нет ли обрывов в обмотке статора и не замыкаются ли ее вилки на массу. Изоляция проводов обмотки должна быть без следов перегрева, который происходит при коротком замыкании в вентилях выпрямительного блока. Статор с такой поврежденной обмоткой заменяют.

Наконец необходимо проверить специальным дефектоскопом, нет - ли в обмотке статора короткозамкнутых витков.

Проверка вентилей выпрямительного блока. Исправный вентиль пропускает ток только в одном направлении. Неисправный - может либо вообще не пропускать ток (обрыв цепи), или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание).

В случае повреждения одного из вентилей выпрямительного блока необходимо заменить целиком выпрямительный блок.

Короткое замыкание вентилей выпрямительного блока можно проверить, не снимая генератор с автомобиля, предварительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи и генератора. Также отсоединяете вывод регулятора напряжения от клеммы генератора и провод от вывода регулятора напряжения. У генераторов с новым регулятором напряжения вывод отсутствует и у него надо отсоединить только вывод. Проверить можно омметром или с помощью лампы (1 - 5 Вт, 12 В) и аккумуляторной батареи.

Сначала проверьте, нет ли замыкания одновременно «положительных» и «отрицательных» вентилей. Для этого «плюс батареи через лампу подсоедините к зажиму генератора, а «минус» к корпусу генератора. Если лампа горит, то «отрицательные» и «положительные» вентили имеют короткое замыкание.

Короткое замыкание «отрицательных» вентилей можно проверить, соединив «плюс» батареи через лампу с одним из болтов крепления выпрямительного блока, а «минус» - с корпусом генератора. Горение лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких «отрицательных» вентилей. Следует помнить, что в этом случае горение лампы может быть следствием замыкания витков обмотки статора на корпус генератора. Однако такая неисправность встречается реже, чем короткое замыкание вентилей.

Для проверки короткого замыкания в «положительных» диодах «плюс батареи через лампу соедините с зажимом генератора, а «минус» - с одним из болтов крепления выпрямительного блока.

Горение лампы укажет на короткое замыкание одного или нескольких «положительных» вентилей.

Обрыв в вентилях без разборки генератора можно осциллографом, либо при проверке генератора на стенде по значительному снижению (на 20 - 30 %) величины отдаваемого тока по сравнению с номинальным. Если обмотки, дополнительные диоды и регулятор напряжения генератора исправны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях выпрямительного блока.

Проверка дополнительных диодов. Короткое замыкание дополнительных диодов можно проверить без снятия и разборки генератора. Также как и для проверки вентилей выпрямительного блока, при этом необходимо отсоединить провода от аккумуляторной батареи и генератора и провод от вывода генератора напряжения. «Плюс» батареи через лампу (1 - 3 Вт, 12 В) присоедините к выводу генератора, а «минус» к одному из болтов крепления выпрямительного блока.

Если лампа загорится, то в каком - то из дополнительных диодов имеется короткое замыкание. Найти поврежденный диод можно только, сняв выпрямительный блок и проверяя каждый диод в отдельности.

Обрыв в дополнительных диодах можно обнаружить осциллографом по искажению кривой напряжения на штекере, а также по низкому напряжению на штекере при средней частоте вращения ротора генератора.

Проверка регулятора напряжения. Работа регулятора напряжения заключается в непрерывности и автоматическом изменении силы тока возбуждения генератора таким образом, чтобы напряжение генератора поддерживалось в заданных приделах при изменении частоты вращения и тока нагрузки генератора.

Проверка на автомобиле. Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 15 - 30 В, класса точности не хуже 1,0.

После 15 мин работы двигателя на средних оборотах при включенных фарах замерьте напряжение между клеммой и массой генератора. Напряжение должно находиться в пределах 13,6 - 14,6 В.

В этом случае если наблюдается систематический недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, регулятор напряжения необходимо заменить.

Проверка снятого регулятора. Регулятор, применявшейся до 1996 г. лучше проверьте в сборке со щеткодержателем, так как пи этом можно сразу обнаружить обрывы выводов щеток и плохой контакт между выводами регулятора напряжения и щеткодержателя.

Между щетками включите лампу 1 - 3 Вт, 12 В. К выводам «В», «Б» (если он есть) и к массе регулятора присоедините источник питания сначала напряжением 12 В, а затем напряжением 15 - 16 В.

Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором - гаснуть.

Если лампа горит в обоих случаях, то в регуляторе пробой, а если не горит в обоих случаях, то или в регуляторе имеется обрыв, или нет контакта между щетками и выводами регулятора напряжения.

Проверка конденсатора. Конденсатор служит для защиты электронного оборудования автомобиля от импульсов напряжения в зажигании, а также для снижения помех радиоприему.

...