Лекція 2-3 (4 години)

Генератор — основне джерело електричної енергії в автомобілі — слугує для живлення всіх споживачів і заряджання акумуляторної батареї при середній та великій частоті обертання колінчастого вала двигуна. На сучасних автомобілях установлюються трифазні генератори змінного струму з випрямлячами на кремнієвих діодах (Г221 — ВАЗ, Г250-Ж1 - «Москвич», Г250-Н1 - ГАЗ-24, Г502-А - ЗАЗ).

Генератор (рис. 2) складається із статора 75 та ротора.

Рис. 2

Генератор автомобіля Ваз

а – загальний вигляд; б – деталі ротора; 1 – кришка з боку контактних кілець; 2 – випрямний блок; 3 – контактні кільця; 4 – конденсатори ; 5 – вал ротора; 6 – вивід «30» генератора («+» випрямляча); 7 – штекер нульового проводу; 8 – інтегральний регулятор напруги зі щіткотримачем; 9 – щітки; 10 – шпилька кріплення генератора; 11 – шків з вентилятором; 12 – полюсний наконечник (S); 13 – передня кришка; 14 обмотка збудження ротора; 15 – стотор; 16 – обмотка статора; 17 – полюсний наконечник (N);18 – вушко кріплення генератора; 19 – отвори для виведення кінців обмотки збудження

Статор (рис. 2, а) виготовляють у вигляді кільця з окремих сталевих пластин, ізольованих одна від одної лаком. На його внутрішній поверхні є обмотка 16, яку розподілено на три фази, розташовані під кутом 120° одна відносно одної. Кожна фаза утворюється з шести котушок. Котушки однієї фази з'єднані між собою послідовно, а групи котушок — зіркою, тобто одні кінці трьох груп з'єднані між собою, а інші — виводяться в коло.

Ротор складається з вала 5(рис. 2, б), обмотки збудження 14і шести пар полюсів 72 та 77, що створюють магнітне поле. На валу ротора встановлено два контактних кільця J?, через які в обмотку збудження подається електричний струм. По контактних кільцях ковзають щітки 9. Ротор обертається в шарикових підшипниках, установлених у кришках 7 і 13 статора. Всередині задньої кришки 7 генератора вміщено випрямний блок 2, що складається з шести кремнієвих діодів.

Генератор кріпиться до двигуна за допомогою нижнього кронштейна та верхньої натяжної планки з лівого («Москвич») або з правого (ВАЗ, ГАЗ-24) боку. На автомобілі ЗАЗ генератор установлюється в розточці напрямного апарата вентилятора й закріплюється в ньому трьома болтами.

Працює генератор так. Після вмикання запалювання струм від акумуляторної батареї надходить в обмотку збудження, встановлену на роторі генератора. Під час обертання ротора його магнітний потік перетинає витки обмоток статора, й у них індукується змінний струм, який потім випрямляється й подається в зовнішнє коло. Коли напруга, яку виробляє генератор, перевищуватиме напругу акумуляторної батареї, струм від генератора піде на заряджання батареї та живлення інших споживачів системи електрообладнання. В обмотку збудження генератора в цей час струм також надходить від генератора, а не від акумуляторної батареї.

Напруга генератора зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала двигуна і зв'язаного з ним ротора генератора зростає й може досягти значення, за якого порушується нормальна робота всіх приладів електрообладнання. Для підтримання напруги генератора в певних межах на автомобілях ВАЗ-2105 і «Москвич-2140» у кришку генератора з боку контактних кілець вбудовано інтегральний нероз-бірний регулятор напруги. Всі елементи регулятора змонтовано на металевій основі, залито герметиком і закрито кришкою. Для з'єднання з генератором регулятор має два виводи — «В» та «Ш» у вигляді жорстких пластин. Мінусовий затискач виведено через корпус регулятора на масу генератора. Конструкція щіткотримача й кришки така, що обидві щітки генератора ізольовано від маси.

У разі збільшення частоти обертання ротора, коли напруга генератора перевищить 13,5...14,5 В, за допомогою регулятора напруги припиняється надходження струму в обмотку збудження ротора. Внаслідок цього напруга генератора спадає, регулятор знову пропускає струм в обмотку збудження, й процес повторюється. Завдяки великій частоті перебігу цього процесу напруга генератора залишається практично сталою в межах 13,5...14,5 В.

На автомобілях ЗАЗ-968 і ГАЗ-24 регулятори напруги встановлюються окремо від генераторів (на автомобілі ЗАЗ-968 регулятор вібраційного типу, а на ГАЗ-24 — транзисторний). Принцип дії обох регуляторів однаковий.

Коли частота обертання колінчастого вала двигуна велика й напруга генератора нижча від 14... 15 В, струм в обмотку збудження надходить, минаючи додатковий резистор (опір). Коли напруга генератора підвищиться до 14... 15 В, резистор умикається в коло обмотки збудження, внаслідок чого її опір збільшується, зменшуються сила струму в ній і створюване ним магнітне коло. Як наслідок, знижується напруга генератора, додатковий резистор вимикається, після чого процес повторюється.

Отже, завдяки періодичному вмиканню додаткового резистора в коло обмотки збудження й вимиканню його напруга генератора підтримується сталою в заданих межах незалежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна. Вона визначається співвідношенням часу замкненого й розімкненого станів контактів регулятора напруги (вібраційний регулятор) або відкритого й закритого станів транзистора (транзисторний регулятор).

ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ

Технічне обслуговування акумуляторної батареї. Термін служби акумуляторних батарей за умови правильної експлуатації їх та своєчасного догляду за ними становить чотири роки або 75 тис. км пробігу автомобіля. Проте цей термін може значно скорочуватися в разі порушення правил експлуатації та зберігання батарей. На технічний стан акумуляторних батарей особливо впливають забруднення електроліту, робота й зберігання при підвищеній температурі електроліту та низькому його рівні, порушення режимів заряджання, заливання електроліту підвищеної густини (це найчастіше буває, якщо замість дистильованої води для доведення рівня в акумулятори додають електроліт). Усе це може призвести до небезпечних несправностей.

Основні несправності: • підвищене саморозряджання; • коротке замикання різнойменних пластин; • сульфатація пластин; • корозія решіток позитивних пластин. Крім того, під час експлуатації батарей відбуваються: • окиснення полюсних штирів і наконечників; • розтріскування мастики й поява тріщин у баці, кришках, що спричиняє підтікання електроліту.

Саморозряджання акумуляторної батареї під час її експлуатації та зберігання виникає через утворення в активній масі пластин місцевих струмів, що пояснюється появою електрорушійної сили між оксидами активної маси та решіткою пластин. Крім того, в разі тривалого зберігання електроліт в акумуляторі відстоюється, й густина його нижніх шарів стає більшою, ніж верхніх. Це призводить до появи різниці потенціалів та виникнення зрівнювальних струмів на поверхні пластин.

Нормальне саморозряджання справної батареї становить 1...2 % за добу. Причинами підвищеного саморозряджання можуть бути:

/ забруднення поверхні батареї;

/ застосування для доливання звичайної (не дистильованої) води, що містить луги та солі;

/ потрапляння всередину акумуляторів частинок металу та інших речовин, які сприяють утворенню гальванічних пар.

Для усунення несправності слід протерти поверхню батареї або замінити електроліт, промивши внутрішню поверхню бака.

До ознак короткого замикання всередині акумулятора належать «кипіння» електроліту та різке зниження напруги, що найчастіше спричиняється осипанням активної маси й руйнуванням сепараторів. В обох випадках треба розібрати акумуляторну батарею й замінити несправні елементи.

Сульфатація пластин — це утворення на них великих кристалів сірчанокислого свинцю у вигляді білого нальоту. При цьому збіль шується опір акумуляторів. Великі кристали сульфату свинцю закривають пори активної маси, перешкоджаючи прониканню електроліту та формуванню активної маси під час заряджання. Внаслідок цього активна поверхня пластин зменшується, а отже, знижується ємність батареї. Ознака сульфатації пластин: під час заряджання батареї швидко збільшуються напруга та температура електроліту й відбувається бурхливе газовиділення («кипіння»), а густина електроліту підвищується неістотно. При наступному розряджанні й особливо вмиканні стартера батарея швидко розряджається через малу ємність.

Основні причини сульфатації:

/ розряджання батареї нижче 1,7 В на один акумулятор;

/ оголення пластин унаслідок зниження рівня електроліту;

/ тривале зберігання батареї без підзаряджання (особливо — розрядженої);

/ велика густина електроліту;

/ тривале користування стартером під час пуску двигуна.

Окиснення полюсних штирів призводить до збільшення опору в зовнішньому колі й навіть до припинення струму. Для усунення несправності треба зняти зі штирів наконечники проводів (затискачі), зачистити штирі та затискачі й закріпити останні на штирях. Після цього штирі та затискачі потрібно змастити тонким шаром технічного вазеліну.

Підтікання електроліту крізь тріщини в баці виявляють оглядом. Для усунення несправності батарею здають у ремонт. У разі вимушеної тимчасової експлуатації батареї з цією несправністю необхідно періодично додавати в несправне відділення бака електроліт, а не дистильовану воду.

ТО

Рис. 2.1

Провірка стану акамуляторної батареї

а – повірка рівню електроліту; б – перевірка густини електроліту (1 – гумува груша кисло міра; 2 – скляна колба; 3 – поплавець)

Термін служби та справність акумуляторної батареї багато в чому залежать від своєчасного й правильного догляду за нею. Батарея має бути чистою, оскільки забруднення її поверхні призводить до підвищеного саморозряджання. Під час технічного обслуговування треба протерти поверхню батареї 10 %-ним розчином нашатирного спирту або кальцинованої соди, після чого витерти чистою сухою ганчіркою.

Під час заряджання внаслідок хімічної реакції виділяються гази, які значно підвищують тиск усередині акумуляторів. Тому вентиляційні отвори в пробках потрібно постійно прочищати тонким дротом.

• Оскільки під час роботи батареї утворюється гримучий газ (суміш водню з киснем), то щоб запобігти вибуху, не можна оглядати батарею з відкритим вогнем.

Періодично треба зачищати штирі та затискачі проводів. Через 2...2,5 тис. км пробігу, а в спеку через кожні п'ять—шість днів потрібно перевіряти рівень електроліту крізь заливні отвори акумуляторів скляною трубкою з внутрішнім діаметром 3...5 мм. Стовпчик електроліту в трубці показує висоту його рівня над запобіжним щитком, яка має становити 10...15 мм (рис. 2.1, а). Рівень електроліту можна перевірити також чистою ебонітовою або дерев'яною паличкою; не можна для цього застосовувати металевий стержень. У разі зниження рівня слід долити дистильовану воду, а не електроліт, оскільки під час роботи батареї вода в електроліті розкладається й випаровується, а кислота залишається.

Слід періодично перевіряти густину електроліту (рис. , б), щоб визначити ступінь зарядженості акумуляторно 2,1батареї .Для цього треба наконечник кислотоміра опустити у заливний отвір акумулятора, засмоктати електроліт за допомогою гумової груші й за поділками ареометра, вміщеного всередину скляної колби, визначити густину електроліту.

Для тривалого зберігання батареї взимку її треба зняти з автомобіля, повністю зарядити й зберігати в сухому місці за температури не вище від 0 й не нижче від —ЗО °С, враховуючи, що чим нижча температура електроліту, тим менше саморозрядження батареї (температура замерзання електроліту густиною 1,1 г/см³ дорівнює —7 °С, густиною 1,22 г/см³ становить —37 °С, а густиною 1,31 г/см³ дорівнює -66 °С).

Через кожні три місяці батарею треба підзаряджати для відновлення ємності, втраченої на саморозряджання.

У разі зберігання батареї безпосередньо на автомобілі треба від'єднати проводи від полюсних штирів.

Технічне обслуговування генератора виконують у разі виявлення несправностей, зазначених нижче (якщо є ще й інші несправності, генератор підлягає ремонту).

Основні несправності: • забруднення або замаснення контактних кілець; • спрацювання й зависання щіток; • обрив або коротке замикання в обмотках збудження й статора; • окиснення та обгоряння контактів регулятора; • неправильний зазор між ними.

Стан генератора визначають за показами амперметра або за допомогою контрольної лампи. Після вмикання запалювання стрілка амперметра має відхилитися ліворуч (автомобілі «Москвич» та ГАЗ-24) й показувати розряджання акумуляторної батареї або має засвітитися контрольна червона лампа на щитку приладів (автомобілі ВАЗ та ЗАЗ). Під час роботи двигуна з підвищеною частотою обертання колінчастого вала амперметр має показувати заряджання батареї (стрілка відхиляється праворуч), а контрольна червона лампа — гаснути.

Справність генератора й регулятора напруги можна перевірити за допомогою вольтметра, підімкненого до затискачів «+» і «-» (маса) генератора, коли працює двигун. Якщо покази вольтметра будуть у межах 14... 15 В, то генератор, регулятор напруги й коло заряджання акумуляторної батареї справні.

Якщо на всіх режимах роботи двигуна амперметр показує розряджання або світиться контрольна червона лампа, то несправними можуть бути генератор, регулятор напруги або амперметр. У цьому разі треба передусім перевірити й відрегулювати натяг паса привода генератора та надійність кріплення проводів на затискачах генератора й регулятора напруги, після чого завести двигун і перевірити роботу генератора. Якщо несправність не усунулася, то слід вивернути гвинти, зняти кришку й вийняти щіткотримач зі щітками, протерти змоченою бензином ганчіркою контактні кільця, обгорілі контактні кільця зачистити дрібнозернистою скляною шкуркою, перевірити стан щіток і спрацьовані — замінити.

Через 10 тис. км пробігу автомобіля:

• перевірити й у разі потреби відрегулювати натяг паса привода вентилятора й генератора;

• перевірити кріплення генератора до двигуна, проводів на затискачах генератора й регулятора напруги;

• очистити від забруднень та пилу генератор і регулятор напруги;

• за допомогою шинного насоса видалити (продути) пил зсередини генератора;

• підтягнути гайки кріплення шківа та стяжні гвинти кришок генератора.

Через 60 тис. км пробігу автомобіля:

• перевірити стан щіток;

• зачистити контактні кільця.