Источники электрического тока в автомобилях
Министерство образования Республики Беларусь
Наровлянское государственное профессионально-техническое училище 177
Реферат
Тема: Источники электрического тока в автомобилях
Выполнил:
Руководитель:
г.Наровля 2008 г.
Содержание
Введение
1. Генератор переменного тока и аккумулятор автомобиля.
1.1. Устройство генератора.
1.2. Устройство аккумуляторной батареи
2. Неисправности и техническое обслуживание генератора и аккумуляторной батареи.
2.1 Неисправности генератора и их устранение
2.2. Диагностика генератора.
2.3. Неисправности аккумулятора и их устранение
2.4.Техническое обслуживание аккумулятора.
2.5. Техника безопасности при техническом обслуживании и ремонте генератора.
Заключение.
Литература
Введение
В современных автомобилях электрическая энергия применяется для зажигания рабочей смеси в цилиндрах, пуска двигателя стартером, освещения дороги, звуковых и световых сигналов, внутреннего освещения автомобиля и питания различных электрических приборов.
Источником тока для питания всех потребителей электрического тока на автомобилях служат генератор и аккумуляторная батарея, соединенные параллельно. Генератор превращает механическую энергию в электрическую, а аккумуляторная батарея – химическую в энергию в электрическую. Аккумулятор на автомобиле служит для питания током стартера при пуске двигателя и всех электроприборов, когда двигатель не работает или работает при малом числе оборотов коленчатого вала.
Генератор служит для питания током электроприборов при работе двигателя на средних и больших оборотах, а также для подзарядки батареи аккумуляторов. Он является основным источником тока в системе электроснабжения автомобиля. На современных автомобилях применяют источники тока и потребители с номинальным напряжением 12 или 24 В. На легковых автомобилях – 12В.
Действие электрогенераторов основано на явлении электромагнитной индукции. Каждый раз, когда проводник тока пересекает магнитные силовые линии или. Наоборот, когда магнитные силовые линии пересекают проводник, в нем возбуждается электрическое напряжение, величина которого тем выше, чем больше скорость пересечения и плотность магнитного потока. Если замкнуть этот проводник, то в цепи появится ток.
По принципу действия и устройству генераторы бывают постоянного и переменного тока. В настоящее время применяются генераторы переменного тока, т.к. мощность и срок службы таких генераторов выше, они имеют мощную массу при той же мощности, расход меди в 2-2,5 раз меньше. Возможность повышения передаточного числа от двигателя к генератору до 2,5-3,0. В этом случае на оборотах холостого хода двигателя генератора отдает до 25-50% своей мощности, что улучшает условие заряда аккумулятора, следовательно, и его срок службы.
С развитием автомобилестроения автозаводы постоянно совершенствуют конструкцию автомобилей. Совершенствуются и генераторы, применяемые в них. Использование полупроводников и микросхем позволило повысить надежность, качество работы генераторов, упростить их обслуживание.
1. Генератор переменного тока и аккумулятор автомобиля.
1.1. Устройство генератора.
Генератор переменного тока различных типов, например, Т250, Т266, Т271, имеют незначительные конструктивные отличия между собой. На автомобилях Зил-130, Газ-53 применяется генератор типа 37.3301 со встроенным выпрямительным блоком и микроэлектронным регулятором напряжения.
Генераторы представляют собой трехфазную электрическую машину, которая состоит из статора, ротора, передней и задней крышек, вентилятора и приводного шкива 5 (рис. 1). Крышки и статор стянуты в единое целое стяжным болтом.
Статор 1 представляет собой электромагнит. Он собран из стальных пластин, изолированных друг от друга лаком для уменьшения вихревых токов. На внутренней поверхности статора кренится трехфазная обмотка, которая укладывается в пазы. Их всего 18, и они расположены равномерно по окружности. В каждой фазе имеется 6 катушек, соединенных последовательно. Фазовые обмотки статора соединены звездой: начала обмоток соединены вместе, а их концы присоединены к трем зажимам выпрямительного блока 12.
Ротор 3 состоит из двух клювообразных стальных наконечников катушки возбуждения, помещенной на стальной втулке, которые жестко закреплены на валу .
Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам 7. Эти кольца изолированы от вала ротора изоляционной втулкой, на которую они напрессованы. Вал ротора вращается в шариковых подшипниках, которые крепятся в передней 13 и задней 14 крышках. Шарикоподшипники с двухсторонним уплотнением и смазкой, заложенной на весь срок службы подшипника.
На задней крышке закрепляются полупроводниковый выпрямительный блок 10 и щеткодержатель 9 со щетками и пружинами. Ротор вращается от коленчатого вала. Для этого служит приводной шкив 5. Шкив и вентилятор закрепляются на переднем конце роторного вала. В крышках имеются вентиляционные окна, через которые проходит охлаждающий воздух. Напряжение воздуха – от крыши со стороны контактных колец к вентилятору.
Рис 2. Генератор
1 - корпус генератора; 2 - обмотка статора; 3 - ротор; 4 - шкив привода генератора; 5 - ремень; 6 - кронштейн крепления; 7 - контактные кольца; 8 - щетки; 9 - регулятор напряжения; 10 - вывод «30» для подключения потребителей; 11 - вывод «61» для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12 - выпрямитель
После включения зажигания ток из аккумулятора через щетки и кольца поступают в обмотку возбуждения ротора и создает магнитное поле. После пуска двигателя начинает вращаться ротор. Магнитное поле полюсов ротора пересекает витки катушек обмотки статора, индуктируя в каждой фазе статора переменную по величине и направлению э.д.с.. Переменный ток, полученный в генераторе, подводится к выпрямителю, при помощи которого он преобразуется в постоянный, затем он направляется к потребителям и на подзарядку аккумулятора.
Вал генератора (ротора) приводится во вращение от шкива, установленного на коленчатом валу двигателя, клиновидным ремнем. Передаточное число клиновременной передачи 1,7-2,0. При движении автомобиля частота вращения коленчатого вала при холостом ходе у современных двигателей составляет 500-600 об/мин, максимальная частота 4000-5000 об/мин. Таким образом, кратность изменения частоты вращения двигателя, а следовательно, и вала генератора может достигать 8-10. Напряжение генератора зависит от частоты вращения его вала. Чем выше частота, тем больше напряжение генератора. Однако все приборы электрооборудования рассчитаны на питание от постоянного напряжения 12В. Поддержание постоянства напряжения генератора независимо от изменения частоты вращения и нагрузки генератора (включение потребителей) выполняет регулятор напряжения.
При снижении частоты вращения коленвала ниже 500-700 об/мин напряжение генератора становится меньше напряжения аккумулятора. Если его не отключать от генератора, он начнет разряжаться на генератор, что может привести к перегреву изоляции обмоток генератора и разряду аккумулятора. При увеличении частоты вращения коленвала необходимо вновь включить генератор в систему электрооборудования. Включение генератора и отключение выполняет реле обратного тока. В современных автомобилях, благодаря применению полупроводниковых выпрямителей, обладающие свойством пропускать ток только в одном направлении от генератора к аккумулятору, необходимость установки реле обратного тока отпадает.
Генераторы переменного тока обладают свойством самоограничения максимальной силы тока при увеличении числа подключенных потребителей и возрастании частоты вращения ротора. Это происходит следующим образом. При возрастании числа потребителей увеличивается ток обмотки статора, а это приводит к усилению магнитного поля статора. Магнитное поле статора направлено против магнитного поля ротора, поэтому суммарный магнитный поток уменьшается. В катушках статора наводится меньшая э.д.с., поэтому максимальная сила тока, отдаваемая генератором, ограничивается.
При возрастании частоты вращения ротора увеличивается частота переменного тока в обмотке статора. Вследствие этого возрастает индуктивное сопротивление обмотки статора, что также ведет к ограничению максимальной силы тока генератора.
1.2. Устройство аккумуляторной батареи
На автомобилях и автобусах применяются стартерные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Батареи служат для питания всех потребителей электрической энергии систем зажигания, пуска, освещения, сигнализации и т. д. при неработающем двигателе, а также для питания потребителей совместно с генератором, когда потребляемая ими сила тока превышает максимальную для генератора величину.
Аккумуляторные батареи при малых габаритах, массе и стоимости должны обладать большой емкостью, малыми сопротивлением и саморазрядом, большими сроком службы и прочностью, быть надежными в эксплуатации. При пуске холодного двигателя стартером аккумуляторные батареи должны обеспечивать отдачу большой силы тока при малом падении напряжения.
На автомобилях ЗИЛ – 130 устанавливают аккумуляторные батареи 6-СТ – 78 ЭМСЗ, на ГАЗ – 53 А – 6-СТ-68-ЭМ. Марки аккумуляторных батарей расшифровываются так: первая цифра обозначает количество аккумуляторов в батарее; буквы СТ – стартерная; число после букв – ёмкость батареи в ампер-часах. Последние буквы обозначают материал бака, сепараторов и в каком состоянии батареи поступают в автотранспортное предприятие: Э – эбонит; П – пластмасса;
Д – дерево; М – мипласт; С – стекло - войлок; З – аккумуляторная батарея сухозаряженная.
Свинцовая аккумуляторная батарея состоит из бака, который изготавливают из эбонита, полиэтилена или асфальтопековой пластмассы. Внутрь бака из асфальтопековой пластмассы запрессовывают кислостойкие вставки.
На дне бака выполнены четыре ребра, на которые ножками опирается каждая положительная и отрицательная пластины. Во избежание замыкания ножки положительных и отрицательных пластин опираются на разные ребра.
В пространстве между ребрами скапливается осыпающая с течением времени активная масса пластин(шлам),что на некоторое время предупреждает замыкание разноименных пластин. В батареях типа 6СТ-60 и других в крышках баков, изготавливаемых из эбонита или полиэтилена, имеются четыре отверстия: два крайних, для полюсных выводов полубаков пластин, одно заливное, закрываемое резьбовой пробкой и вентиляционной. В два крайних отверстия для надежного уплотнения полюсных выводов при изготовлении крышек заливают свинцовые втулки. Для надежного крепления наконечников стартерных проводов плюсовой и минусовой вывод- -конусные. В зависимости от полярности выводы обозначаются знаками<+> и <->.Плюсовой вывод имеет больший диаметр. Сообщение внутренней полости бака с атмосферой осуществляется через отверстие. К выводам приваривают межаккумуляторные перемычки и верхнюю часть свинцовых втулок, установленных в крышках при изготовлении их. Выводы являются продолжением мостиков. Герметичность стыка крышек со стенками баков обеспечивается кислотоупорной мастикой, которая состоит примерно из 75% нефтяного битума№5 и 25% машинного масла.
