Файл: Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального.pdf

Рис. 116. Аккумуляторная батарея 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 электроли-
та (тубус); 8 — сепаратор; 9 и 10 — положительная и отрицательная
пластины; 11 — выступ корпуса; 12 — кронштейн с болтом крепле-
ния батареи
и для прохода двух полюсных выводов батареи (плюсового и минусового).
Каждый аккумулятор состоит из двух полублоков чере- дующихся пластин: положительных и отрицательных. Пла- стины одинаковой полярности приварены к межэлементным соединениям (борнам), которые служат для крепления пла- стин и выводов тока и соединяют аккумуляторы батареи меж- ду собой. Решетки пластин отлиты из сплава свинца с до- бавлением кальция и сурьмы, что замедляет процесс разло- жения электролита и саморазряд аккумуляторов.
Для увеличения емкости в решетку пластин впрессовы- вают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца — свинцового сурика
(Pb
3
O
4
) и свинцового глета (PbO) — для положительных пла- стин и свинцового порошка — для отрицательных пластин.
Одноименные пластины соединяются в полублоки, закан-
237

чивающиеся выводными полюсными штырями. Полублоки с положительными и отрицательными пластинами собира- ют в блок таким образом, что положительные пластины рас- полагаются 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, изготовленные в виде конвертов из тонкого пла- стикового микропористого материала. Это исключает их ко- роткое замыкание отрицательными пластинами, а малая тол- щина и большая пористость сепараторов облегчают прохож- дение через них электролита, снижают внутреннее сопро- тивление и обеспечивают получение разрядного тока боль- шой силы. Кроме того, это исключает короткое замыкание пластин выпадающей активной массой, позволяет устанав- ливать блоки пластин непосредственно на днище бака без ребер и значительно увеличить объем электролита над плас- тинами и тем самым увеличить срок доливки дистиллиро- ванной воды при эксплуатации автомобиля.
Для облегчения проверки уровня электролита в каждом аккумуляторе у заливных отверстий снизу имеются трубча- тые индикаторы (тубусы). Нижний срез индикатора нахо- дится на требуемой высоте от уровня пластин. При нормаль- ном уровне поверхность электролита образует четко види- мый через наливное отверстие мениск (эллипс). Кроме того, на полупрозрачном пластмассовом корпусе аккумуляторной батареи могут быть метки «ΜΙΝ» и «МАХ», между которы- ми должен находиться уровень электролита.
Полублоки положительных и отрицательных пластин отдельных аккумуляторов соединены между собой межэле- ментными соединениями, проходящими через пластмассо- вые перегородки. И соединяются соответственно с положи- тельным и отрицательным выводами батареи.
Выводы большинства отечественных и импортных акку- муляторных батарей имеют конусную форму, обеспечиваю-
238

щую сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их в процессе эксплуатации, и имеют стандарт- ные размеры. Причем положительный вывод батареи по диаметру больше отрицательного, что исключает возмож- ность нарушения полярности при установке батарей на авто- мобиль.
На верхней поверхности батареи расположены отверстия для заливки электролита в каждый аккумулятор батареи, закрываемые пробками. Пробки имеют вентиляционные от- верстия для выхода газов, образующихся в процессе работы батареи. У новых не залитых батарей вентиляционные от- верстия закрыты специальными герметизирующими прили- вами, которые при заливке в батарею электролита удаляют- ся (срезаются).
Электролит, заливаемый в аккумуляторную батарею, пред- ставляет собой раствор химически чистой аккумуляторной кис- лоты с дистиллированной водой. Для предотвращения замер- зания электролита при эксплуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плотность регламентируется в зависимости от климатических условий эксплуатации (табл. 2).
Т а б л и ц а 2

лей электрооборудования и для заряда аккумуляторной ба- тареи при средней и большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.
На изучаемых автомобилях устанавливаются трехфазные генераторы переменного тока с выпрямителями на кремние- вых диодах.
Принципиальная схема работы трехфазного генератора переменного тока показана на рис. 117.
На стальном статоре (рис. 117) с внутренней стороны под углом 120° расположены три катушки Κ1, К2 и КЗ с обмот-
Рис. 117. Принципиальные схемы трехфазного генератора пере-
менного тока и его выпрямителя:
а — схема устройства трехфазного генератора переменного тока;
б, в, г — схемы работы выпрямителя из шести диодов; 1 — статор;
2 — ротор; 0 — нулевая точка
240

ками, которые между собой соединяются звездой, т.е. одни концы обмоток катушек соединяются в одну точку, а другие выводятся в общую цепь потребителей. Катушка с включен- ным в нее потребителем образует фазу. Внутри статора вра- щается магнитный ротор. При вращении ротора к катушкам за каждые 120° попеременно подходят северный и южный полюсы. При этом обмотки катушек статора пересекаются магнитными линиями, в которых индуктируется перемен- ная по направлению ЭДС, создающая переменный ток в цепи каждой фазы. Магнитный поток (показан на рисунке преры- вистыми стрелками) замыкается через корпус статора. При этом ток, созданный в одной любой фазе, обязательно про- ходит в цепи двух других фаз. За один оборот ротора через равные промежутки времени в каждой цепи фазы меняется направление тока в зависимости от количества пар полюсов и частоты вращения ротора.
Однако переменный ток не может быть использован для заряда аккумуляторной батареи, поэтому в генераторе уста- новлен блок выпрямителей, состоящий из шести кремние- вых диодов, преобразующих переменный ток в постоянный.
Кремниевые диоды имеют большой срок службы, пропус- кают весьма малый обратный ток, надежно работают в ши- роком диапазоне температур (от –60 до +125°), а также обладают малыми габаритами и массой, что позволяет уста- навливать их в крышке генератора автомобиля.
Схемы работы выпрямителя на шести диодах показаны на рис. 117, в, г, где стрелочками показан путь тока. Из схем видно, что при прохождении тока через катушки (фазы) Κ1,
К2 и КЗ в любом направлении тока, подаваемого к потреби- телям, Л остается постоянным.
Все генераторы, устанавливаемые на изучаемых автомо- билях, имеют одинаковое устройство и принцип действия.
Поэтому рассмотрим устройство и работу генератора на при- мере генератора 37.3701, устанавливаемого на автомобиль
ВАЗ-2109.
241

Устройство генератора. Генератор (рис. 118) состоит из статора, ротора, щеток, выпрямительного блока, электрон- ного регулятора напряжения двух крышек, которые стягива- ются при помощи стяжных болтов, а также приводного шкива с вентилятором и конденсатора.
Статор состоит из сердечника и катушек обмотки. Сер- дечник (рис. 118) статора изготовляют в виде кольца из от- дельных стальных пластин, изолированных друг от друга лаком. На его внутренней поверхности имеются зубцы, на которых надеты катушки. Катушки образуют обмотку ста- тора, разделенную на три фазы, расположенные по 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 (рис. 118), на котором напрессо- вана втулка с обмоткой возбуждения, и шести пар электро- магнитных полюсных наконечников, создающих под дей- ствием обмотки возбуждения магнитное поле. На валу рото- ра установлены два контактных кольца, через которые в об- мотку возбуждения подается электрический ток. По контак- тным кольцам скользят графитовые щетки, соединенные с выводами В и Ш (п. 10; 12) регулятора напряжения. Ротор вращается в шариковых подшипниках, установленных в пе- редней и задней крышках. Они заполнены специальной смаз- кой, рассчитанной на весь срок службы генератора. В связи с тем, что для заряда аккумуляторной батареи необходим постоянный ток, внутри задней крышки генератора поме- щен выпрямительный блок, преобразующий переменный ток в постоянный.
Выпрямительный блок представляет собой две алюми- ниевые пластинки с запрессованными в них шестью диода- ми, пропускающими электрический ток только в одном на- правлении, т.е. создающими в цепи постоянный электри- ческий ток (одного направления). На пластине выпрямитель- ного блока установлены еще три дополнительных диода.
242

Рис. 118. Генератор 37.3701 автомобиля ВАЗ-2109:
а — общий вид; б — ротор; 1 — крышка генератора со стороны
контактных колес; 2 — болт крепления выпрямительного блока; 3 —
контактные кольца; 4 — конденсатор для подавления радиопомех;
5 — вал ротора; 6 — провод общего вывода дополнительных дио-
дов; 7 — клемма 30 генератора для подключения потребителей;
8 — штекер 61 генератора (общий вывод дополнительных диодов);
9 — провод вывода В регулятора напряжения; 10 и 12 — щетки;
11 — регулятор напряжения; 13 — шпилька для крепления генера-
тора к натяжному устройству; 14 — вентилятор со шкивом привода
генератора; 15 — полюсный наконечник ротора; 16 — стальная втул-
ка; 17 — обмотка ротора (обмотка возбуждения); 18 и 19 — сердеч-
ник и обмотка статора; 20 — выпрямительный блок; 21 — стяжной
болт генератора; 22 — буферная втулка; 23 — втулка; 24 — под-
жимная втулка; 25 — отверстия для вывода обмотки возбуждения
243

Напряжение, снимаемое с этих дополнительных диодов, идет для питания постоянным током обмотки ротора и цепи кон- троля исправности генератора с помощью контрольной лам- пы разряда аккумуляторной батареи, помещенной на щитке приборов.
Электронный регулятор напряжения представляет собой неразборный и нерегулируемый узел, в котором нет обыч- ных электромагнитных реле с контактами. В паз регулятора напряжения вставляется щеточный узел — пластмассовый щеткодержатель с двумя щетками.
Приводной шкив с вентилятором установлен на переднем конце вала ротора.
Вентилятор служит для охлаждения статора, ротора и выпрямителя. Охлаждающий воздух засасывается через окна в задней крышке, проходит внутри генератора и выходит через окна передней крышки наружу.
Для подавления радиопомех и защиты электронного обо- рудования от импульсов напряжения в системе зажигания на генераторе устанавливается конденсатор.
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 бата- реи. Протекающий по обмотке возбуждения ток создает вок- руг полюсов ротора магнитный поток. После пуска двигате- ля, когда ротор генератора стал вращаться, под каждым зуб- цом статора проходит то южный, то северный полюс рото- ра. Поэтому магнитный поток, проходящий через зубцы ста- тора, меняется по силе и направлению. Переменный маг- нитный поток пересекает витки обмотки статора, индуцируя в нем ЭДС.
Переменное напряжение и ток, индуцированные в обмот- ке статора, выпрямляются выпрямительным блоком, и для питания потребителей идет уже постоянный ток, снимаемый с клеммы генератора. Одновременно с общего вывода до-
244

полнительных диодов подается выпрямленное напряжение для питания обмотки возбуждения ротора.
У работающего исправного генератора напряжение на клемме и на общем выводе дополнительных диодов 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 кон- трольная лампа будет гореть, то это указывает на неисправ- ность генератора, когда он вообще не дает напряжения или оно ниже напряжения аккумуляторной батареи.
При увеличении частоты вращения ротора, когда напря- жение генератора превысит 13,7...14,5 В, при помощи регу- лятора напряжения прекращается поступление тока в обмот- ку возбуждения ротора. В результате этого напряжение ге- нератора падает, регулятор снова пропускает ток в обмотку возбуждения и процесс повторяется. Благодаря большой ча- стоте протекания этого процесса напряжение этого генерато- ра остается практически постоянным в пределах 13,7...14,5 В.
Замыкание и размыкание цепи питания обмотки возбужде- ния генератора происходит за счет открытия и закрытия вы- ходного транзистора в регуляторе в зависимости от уп- равляющего напряжения на выводе регулятора напряжения.
Более точный контроль напряжения в цепи электрообо- рудования осуществляется вольтметром, расположенным на щитке приборов. Если при работе двигателя стрелка нахо- дится в начале шкалы красной зоны, напряжение тока, отда- ваемого генератором, ниже нормы, а если в конце шкалы — выше нормы. При нормальном напряжении стрелка должна находиться в зеленой зоне шкалы в пределах 13,7...14,5 В.
Крепление генератора к двигателю на всех рассматри- ваемых автомобилях осуществляется подвижно на болтах, вставляемых в отверстие приливов крышек со втулками. С верхней стороны генератор крепится к двигателю через на- тяжную планку с прорезью, обеспечивающей перемещение
245