Устройство систем электроснабжения автомобиля

Система электроснабжения автомобиля.

Принцип работы системы электроснабжения.

Система электроснабжения — совокупность источников и системпреобразования, передачи и распределения электрической энергии.

Система электроснабжения не включает в себя потребителей (или приёмников электроэнергии).

Система электроснабжения автомобиля предназначена для обеспечения электрической энергией ее потребителей при различных режимах работы двигателя.

В состав системы электроснабжения входят генератор Г с регулятором напряжения PH и аккумуляторная батарея АБ (рис. 24).

При неработающем двигателе питание потребителей электроэнергии Rн (фар, фонарей и др.) осуществляется от аккумуляторной батареи АБ.

При пуске двигателя большую часть накопленной электрической энергии АБ отдает стартеру. После пуска в работу вступает генератор Г.

Регулятор напряжения PH поддерживает величину напряжения генератора постоянной в диапазоне 13,5-14,5В. Поскольку напряжение генератора выше напряжения аккумуляторной батареи, то питание потребителей электроэнергии происходит от генератора. Одновременно проводится зарядка батареи.

При включении большого числа потребителей электроэнергии на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя энергии, вырабатываемой генератором, может быть недостаточно. В таких случаях питание энергопотребителей осуществляют генератор и батарея совместно.

автомобильной аккумуляторной батареи значительное влияние оказывает степень её заряженности. Желательно, чтобы большую часть времени батарея была полностью заряжена, т. к. от этого зависит её надёжная работа и срок службы. Если на Вашем автомобиле стоят хороший регулятор напряжения, генератор и ещё не старый аккумулятор, то скорее всего его состояние будет хорошим. Однако постоянная эксплуатация автомобиля в городском цикле (частое включение стартера и короткие переезды), в конце концов выведет из строя любой аккумулятор.

Электрооборудование автомобиля — предназначено для выработки и передачи электрической энергии потребителям различных систем и устройств автомобиля.

Устройство электрооборудования автомобиля:

· Источники тока;

· Потребители тока;

· Элементы управления;

· Электрическая проводка.

Все перечисленные элементы электрооборудования объединены в единую бортовую сеть автомобиля.

В большинстве случаев современные батареи выпускаются необслуживаемыми или мало обслуживаемыми. Как правило в них уже залит электролит и их остаётся только подзарядить. В основном такие аккумуляторы не подлежат ремонту. Поэтому больше внимания следует пожалуй уделить вводу АБ в эксплуатацию и поддержанию в рабочем состоянии аккумуляторов находящихся в эксплуатации и на хранении.

Аккумуляторная батарея пожалуй является самым главным элементом в системе электрооборудования автомобиля. От её состояния зависит надёжный пуск двигателя (особенно в зимнее время), работа системы освещения (в ночное время) и т. д.

Бортова́я се́ть — сеть электропитания автомобиля, которая объединяет источники и потребители электроэнергии.

Электрообоурдование автомобиля можно разделить на две части цепь низкого напряжения и цепь высокого напряжения.

Цепь низкого напряженияобеспечивает электричеством потребителей освещения и сигнализации,а также работу системы пуска.

Система пуска двигателя обеспечивает первичное проворачивание коленчатого вала и работу двигателя во время его пуска. Наиболее распространен пуск двигателя электрическим стартером. В качестве стартеров применяют высокооборотные электродвигатели постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, конструктивно объединенные с шестеренным приводом. Для быстрого и конструктивного изучения устройства системы пуска двигателя воспользуйтесь схемой системы пуска.

Освещение и сигнализация – служат для освещения приборами дороги и обозначения габаритов автомобиля, сигнализации выполняемых маневров.

Контрольно-измерительные и дополнительные приборы – служат для контроля работы и управления системами автомобиля.

Цепь высокого напряжения служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, за счет системы зажигания.

Система зажигания служит для воспламенения горючей смеси и применяется на бензиновых двигателях. Воспламенение горючей смеси происходит по мере подачи искры зажигания в цилиндры, от сюда и название система искрового зажигания. Другими словами система зажигания служит для создания тока высокого напряжения, распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты. На современных автомобилях используют контактно-транзисторную и бесконтактную системы зажигания. Для более подробного изучения — устройство системы зажигания автомобиля.

В системе электрооборудования автомобиля обязательно есть источник вырабатывания тока и его потребитель. Их взаимосвязанная работа реализуется с помощью электрической проводки.

К источниками тока можно отнести: аккумуляторную батарею (АКБ) и генератор.

АКБ служит для питания потребителей низкой цепи электрическим током при неработающем двигателе, запуске двигателя, а также работе двигателя на малых оборотах.

Генератор предназначен для подзарядки аккумуляторной батареи (АКБ) и питания всех приборов электричеством во время движения автомобиля. Поэтому генератор является основным источником электрического тока.

К элементам управления относятся блоки реле, электронные блоки управления. Их основная задача это обеспечение согласованной работы приборов электрооборудования. На современных автомобилях используются блоки управления.

Блок управления служит для:

Устройство систем электроснабжения автомобиля

2.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО

2.1.1. Принцип действия системы электроснабжения

При неработающем двигателе питание потребителей электроэнергии Rн (фар, фонарей и др.) осуществляется от аккумуляторной батареи АБ. При пуске двигателя большую часть накопленной электрической энергии АБ отдает стартеру. После пуска в работу вступает генератор Г. Регулятор напряжения PH поддерживает величину напряжения генератора постоянной в диапазоне 13,5-14,5 В. Поскольку напряжение генератора выше напряжения аккумуляторной батареи, то питание потребителей электроэнергии происходит от генератора. Одновременно проводится зарядка батареи.

2.1.2. Состав систем электроснабжения автомобилей «Ода»

Питание потребителей электрической энергии в автомобилях «Ода» осуществляется от генератора с регулятором напряжения и аккумуляторной батареи (табл. 5).

2.1.3. Принцип действия и устройство генераторов

На автомобилях «Ода» установлены трехфазные генераторы переменного тока со встроенным выпрямителем — с выхода генератора снимается постоянное напряжение 13,5-14,5 В.

Принцип действия генератора основан на явлении магнитной индукции. При пуске двигателя на обмотку ротора от аккумуляторной батареи подается ток, создающий магнитное поле возбуждения. При вращении ротора это магнитное поле пересекает проводники трех обмоток статора в результате чего в них индуктируется переменная электродвижущая сила. Поскольку обмотки расположены на статоре со смещением в 120°, то их ЭДС также сдвинуты на 120° (рис. 25). Таким образом, на выходе обмоток статора при вращении ротора появляется трехфазный переменный ток. Но все энергопотребители в автомобиле работают на постоянном токе. Для его получения в генератор встроен выпрямительный блок, содержащий шесть диодов — три «положительных» (1,2 3) и три «отрицательных» (4, 5, 6). Ток, поступающий к энергопотребителю Rн (например к лампам фар), проходит в каждый момент времени только через два диода (через один «положительный» и один «отрицательный»).

В промежуток времени 0- t1 (см. рис. 25, а) наибольшее значение напряжения индуктируется в обмотке 1, а наименьшее — в обмотке 2. В результате ток нагрузки идет по цепи в направлении, показанном на рис. 25, а черным и стрелками: обмотка 1 генератора, диод 1 («положительный»), нагрузка Rh, диод 5 («отрицательный»), обмотка 2. Таким образом, в промежутке времени 0—t1 работают диоды 1 и 5. В следующий промежуток времени наибольшее значение напряжения индуктируется в обмотке 3, а наименьшее — в обмотке 2. Теперь ток нагрузки (обозначен белыми стрелками) проходит по цепи в следующем направлении: обмотка 3, диод 3, нагрузка Rн, диод 5, обмотка 2 (см. рис. 25, а). В этом промежутке времени работают диоды 3 и 5. Эти же диоды 3 и 5 работают в промежутке времени t2-t3 (см. рис. 25, б). В промежутках времени t3-t4 и t4-t5 (см. рис. 25, б, в) работают диоды 3 и 4, а в промежутке t5-t6 (см. рис. 25, в) — диоды 2 и 4. Аналогичным образом происходит чередование работы диодов выпрямительного блока и при дальнейшем изменении напряжений в обмотках статора генератора. Но какие бы пары диодов выпрямителя ни работали, направление тока нагрузки остается неизменным т.е. с выхода генератора на энергопотребители поступает постоянный ток.

Генераторы Г221 и 581.3701 представляют собой трехфазную электрическую машину переменного тока с электромагнитным возбуждением и встроенным кремниевым выпрямителем. Конструкция генераторов содержит следующие основные элементы (рис. 26 и 27): неподвижный статор, вращающийся ротор, крышку со стороны контактных колец, щеткодержатель (в генераторах 581.3701, Г222 и 37.3701 — интегральный регулятор напряжения со щеткодержателем), выпрямительный блок, крышку со стороны привода и шкив вентилятора. Статор набран из отдельных пластин, соединенных в пакет, и имеет 36 пазов, в которых заложены трехфазные обмотки, соединенные в звезду.

Ротор генератора состоит из обмотки возбуждения, намотанной на отдельную втулку. К торцам втулки примыкают два когтеобразных полюсных наконечника, образующих двенадцатиполюсную магнитную систему.

Концы обмотки возбуждения припаяны к двум контактным кольцам. Втулка полюсные наконечники и контактные кольца напрессованы на вал. В алюминиевой крышке со стороны контактных колец установлены регулятор напряжения со щеткодержателем и выпрямительный блок, содержащий шесть диодов — три «положительных» и три «отрицательных». Крышка со стороны привода также изготовлена из алюминия. В обеих крышках имеются вентиляционные окна и лапы для крепления на двигателе Шкив и вентилятор установлены на вал генератора на шпонке и закреплены гайкой с пружиной. Электрические схемы генераторов приведены на рис. 28.

2.1.4 Принцип действия и устройство регуляторов напряжения

Все генераторы снабжены регуляторами напряжения. Регуляторы напряжения 121.3702,17.3702, Я112В и Я112А, как и другие регуляторы, применяемые с автомобильными генераторами, поддерживают напряжение постоянным в результате изменения силы тока в обмотке возбуждения-. С повышением частоты вращения ротора генератора регулятор, стабилизируя напряжение, уменьшает силу тока возбуждения, а с ростом силы тока нагрузки — увеличивает Регуляторы Я112А, Я112В, 17.3702 и 121.3702 выполнены бесконтактными. Принцип действия бесконтактного регулятора напряжения состоит в следующем (рис. 29) Пока напряжение генератора мало, стабилитрон VD1 регулятора закрыт, ток через него не протекает, поэтому транзистор VT1 тоже закрыт, а выходной транзистор VT2 открыт. Как только напряжение генератора становится больше номинального, стабилитрон «пробивается», проходящий через него ток открывает транзистор VT1 и закрывает транзистор VT2 При этом ток в обмотке возбуждения (ОВ), а значит, и напряжение генератора уменьшаются, стабилитрон снова закрывается, а выходной транзистор открывается. Процесс повторяется, обеспечивая поддержание напряжения генератора постоянным при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Конструкции регуляторов Я112А Я112В 121.3702 и 17.3702 содержащих, кроме основных элементов, показанных на рис 29 дополнительные элементы, повышающие качество и надежность работы регуляторов, показаны на рис. 30.

Схемы соединений генераторов и регуляторов напряжения на различных автомобилях приведены на рис. 31.

Можно выделить несколько внешних проявлений неисправности систем электроснабжения: нет признаков зарядки батареи,

батарея разряжается в процессе эксплуатации, но признаков нарушения работы генератора нет; батарея перезаряжается, генератор издает сильный шум.

2.2.1. Нет признаков зарядки батареи

Если нет признаков зарядки батареи, значит, генератор не вырабатывает напряжения либо неисправен вольтметр Причинами этого могут быть перегорание предохранителя в цепи возбуждения генератора, ослабление или повреждение приводного ремня генератора, обрыв или короткое замыкание в проводах, неисправности в генераторе или регуляторе напряжения и неисправности амперметра, вольтметра либо цепи контрольной лампы разряда. При работе вам понадобятся тестер, контрольная лампа и динамометр для проверки натяжения приводного ремня. Порядок поиска неисправностей приведен на рис. 32 Если обнаружите, что генератор неисправен, проверьте его полностью с помощью схем (рис. 33 и 34).

2.2.2. Батарея разряжается в процессе эксплуатации, но признаков нарушения работы генератора нет

Разрядка батареи при эксплуатации автомобиля может быть обусловлена неправильными действиями при пользовании стартером, перерасходом энергии, ослаблением контактных соединений (особенно подгоранием контактов выключателя зажигания и ненадежностью соединения предохранителей в гнездах), недостаточной величиной напряжения, вырабатываемого генератором, что в свою очередь может быть вызвано ослаблением натяжения приводного ремня генератора и неисправностью регулятора напряжения.

При поиске неисправностей, порядок которого приведен на рис. 35, нужно иметь тестер и динамометр для проверки натяжения ремня.

2.2.3 Батарея перезаряжается

Причинами перезарядки батареи являются неисправность регулятора напряжения замыкание вывода «Ш» регулятора или вывода обмотки возбуждения генератора на «массу» Найти неисправность вам помогут схемы, приведенные на рис 36 и 37

2.2.4. Генератор издает сильный шум

Причинами повышенного шума генератора могут быть обрыв одной из обмоток статора неисправность выпрямительного блока, ослабление гайки крепления шкива вентилятора, загрязнение контактных колец и щеток, отсутствие смазки в подшипниках. Найти неисправность поможет схема, приведенная на рис. 38.

2.3.1 Проверка и регулировка натяжения приводного ремня генератора

Для проверки натяжения потяните ремень динамометром в сторону, показанную стрелкой (рис. 39). Если ремень при усилии 40 Н (4 кгс) прогнется на 8-10 мм, то его натяжение нормальное. Если прогиб ремня больше, ослабьте гайки крепления генератора и натяните ремень как необходимо.

2.3.2. Ремонт генератора

Порядок снятия и разборки генератора

• установите автомобиль на смотровую яму зафиксировав его положение стояночным тормозом и упорами под колеса;

• отсоедините от генератора провода;

• снимите генератор, отвернув гайки крепления к двигателю-

• отверните винты крепления и снимите щеткодержатель с регулятором напряжения (рис. 40 и 41);

• снимите крышку со стороны привода вместе с ротором, отвернув гайки стяжных болтов;

• извлеките статор из крышки генератора со стороны контактных колец, отвернув гайки винтов, соединяющих наконечники вентилей с выводами обмотки статора;

• отверните гайку вывода «+» («30») и снимите выпрямительный блок.

Проверка и ремонт обмотки возбуждения генератора

Обмотку возбуждения генератора проверяют на обрыв и короткое замыкание. Чтобы проверить обмотку возбуждения генератора на обрыв, подключите тестер (в режиме омметра) к контактным кольцам ротора (рис.42). Тестер должен показывать сопротивление обмотки, равное 2,3-2,6 Ом. Если тестер показывает большее сопротивление, то протрите смоченной в бензине тряпкой контактные кольца и зачистите их стеклянной шкуркой Если в контактном кольце образовалась канавка глубиной более 1,5 мм — проточите кольцо на токарном станке.

Если же тестер показывает обрыв, прежде всего осмотрите место соединения обмотки возбуждения с контактными кольцами Часто именно они являются причинами обрыва цепи возбуждения

Тщательно пропаяйте эти соединения мощным (не менее 100 Вт) паяльником. Иногда контактные кольца проворачиваются относительно ротора, что тоже ведет к обрыву цепи возбуждения. Приклейте проворачивающееся кольцо к валу эпоксидным клеем.

Причиной обрыва цепи возбуждения является также отсоединение провода от щетки. В таком случае высверлите в торце щетки выемку диаметром больше диаметра провода, залейте выемку клеем (например, БФ-2 в смеси с опилками графита от неисправной щетки) и вставьте провод. Затвердев, клей прочно соединит провод со щеткой. Кстати, проверьте высоту щеток. Она должна быть не менее 8 мм. Если щетки изношены, замените их новыми или выточите нужную из щетки большего размера.

Короткое замыкание в обмотке возбуждения проверяют соединением одного щупа тестера (в режиме омметра) с контактным кольцом ротора, а другого — с ротором (рис. 43). Если стрелка отклоняется, попытайтесь найти и устранить замыкание Чаще всего оно бывает у мест соединения обмотки возбуждения с контактными кольцами — под действием центробежных сил провод обрывается и соединяется с валом ротора генератора. Если вам не удается устранить обрыв или короткое замыкание в обмотке возбуждения, замените весь ротор

Электрооборудование автомобилей ИЖ-2126 ОДА
В.В. Литвиненко