Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования и электронных систем автомобилей лекции
Занятие 3 для ТО2.9 по МДК 01.05 Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования и электронных систем автомобилей.
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Занятие 3 для ТО2.9 по МДК 01.05 Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования и электронных систем автомобилей.
Тема 5.2. Технология технического обслуживания и ремонта электрооборудования и электронных систем автомобилей
1. Определение технических характеристик и проверка технического состояния генераторных установок ВАЗ.
2. Определение технических характеристик и проверка технического состояния генераторных установок ШКОДА.
В. М. Власов ТО и ремонт автомобилей.
КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА И ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
Цель работы: изучение конструкции, принципа действия, технологии разборки и сборки, оценка технического состояния генератора
Основные этапы работы:
1.Внеаудиторная подготовка к работе в лаборатории.
2.Работа в лаборатории, связанная с разборкой генератора, оценкой технического состояния его узлов и элементов и сборкой генератора.
3.Обработка и анализ полученной в лаборатории информации, оформление отчета по проделанной работе.
4Защита лабораторной работы.
1. Внеаудиторная подготовка к работе в лаборатории.
1.1 Используя конспекты лекций, учебники и учебные пособия, методические указания к настоящей лабораторной работе, а также доступный справочный материал:
— ознакомиться с назначением и принципом действия трехфазного автомобильного генератора;
— изучить устройство автомобильных генераторов, назначение их узлов и элементов;
— ознакомиться с основными техническими характеристиками;
— ознакомиться с требованиями к техническому состоянию основных узлов и элементов;
— изучить технологию разборки генератора.
1.2 В процессе подготовки к работе в лаборатории найти ответы на контрольные вопросы методических указаний.
Подготовить таблицу оценки технического состояния элементов и узлов генератора по образцу, приведенному в настоящем руководстве.
2.Работа в лаборатории.
2.1 Для ознакомления с конструкцией и элементами генератора изучить демонстрационный стенд и плакаты, посвященные генератору.
Получить набор инструментов, необходимых для разборки и сборки генератора типа.
Снятие генератора автомобиля Лада Приора
Генератор снимаем для ремонта или замены при выходе его из строя, а также при демонтаже двигателя.
Проверку генератора.
Отсоединяем клемму провода от «минусового» вывода аккумуляторной батареи.
Снимаем брызговик силового агрегата (см. «Снятие брызговика силового агрегата»).
Снимаем ремень привода генератора (см. «Замена ремня привода генератора»).
Отсоединяем колодку провода от клеммы «D+» генератора.
Отводим резиновый защитный колпачок от вывода «B+» генератора и…
…головкой «на 10» отворачиваем гайку крепления наконечника проводов.
Снимаем наконечник проводов с вывода генератора.
Головкой «на 13» отворачиваем гайку верхнего крепления генератора.
Выворачиваем регулировочный болт.
Снимаем натяжную планку.
Головкой «на 13» отворачиваем гайку болта нижнего крепления генератора.
Вынимаем распорную втулку.
Придерживая генератор…
…вынимаем болт его нижнего крепления.
…и снимаем генератор.
Установку генератора производим в обратной последовательности.
Регулируем натяжение ремня привода генератора.
Разборка и сборка генератора автомобиля Лада Приора
Разбираем генератор 5102.3771 для проверки и замены регулятора напряжения, выпрямительного блока, ротора, статора и подшипников.
Проверка генератора показана в разделе.
Замену регулятора напряжения можно выполнить на автомобиле, не демонтируя генератор. Для наглядности замену регулятора напряжения показываем на снятом генераторе.
Головкой «на 8» отворачиваем гайку…
…и снимаем клемму с вывода «D+» генератора.
Головкой «на 8» отворачиваем три гайки крепления кожуха.
Снимаем кожух генератора.
Шлицевой отверткой отворачиваем винт крепления вывода регулятора напряжения.
Головкой «на 8» отворачиваем две гайки крепления регулятора напряжения.
Снимаем регулятор напряжения.
Снимаем прокладку.
Для разборки генератора…
…снимаем три шайбы со шпилек крепления кожуха.
Маркером помечаем взаимное положение крышек генератора.
Головкой «на 7» отворачиваем четыре болта, стягивающих крышки.
Снимаем заднюю крышку со статором в сборе.
Если статор не выходит из передней крышки, поддеваем его отверткой с разных сторон относительно передней крышки.
Надеваем на гайку крепления шкива высокую головку «на 24» и через ее отверстие вставляем шестигранник «на 8» в отверстие вала ротора.
Отворачиваем гайку крепления шкива, зажав инструментальную головку трубным ключом или в тисках.
Снимаем пружинную шайбу.
Выталкиваем вал ротора из передней крышки…
…и снимаем крышку.
Для замены переднего подшипника…
…шлицевой отверткой отворачиваем четыре винта крепления прижимной пластины подшипника.
Снимаем прижимную пластину.
Руками выталкиваем подшипник из гнезда…
…и снимаем его.
Если вытолкнуть подшипник не удается, выбиваем его с помощью оправки или инструментальной головки подходящего диаметра.
Для замены заднего подшипника…
…двухзахватным съемником спрессовываем подшипник с вала ротора.
При выполнении этой операции винт съемника следует упирать точно в центр вала, чтобы не повредить пластмассовый изолятор контактных колец ротора. Для установки захватов съемника на пластмассовой втулке ротора выполнены две лыски.
Если необходимо снять выпрямительный блок или статор…
…отпаиваем шесть выводов обмотки статора от выводов выпрямительного блока…
…и отвернув ключом «на 8» три гайки крепления снимаем выпрямительный блок и статор.
Сборку генератора выполняем в обратной последовательности.
Для установки заднего подшипника опираем передний конец вала ротора о деревянный брусок…
…и напрессовываем подшипник на задний конец вала оправкой или отрезком трубы подходящего диаметра, прикладывая усилие только к внутреннему кольцу подшипника.
Если передний подшипник не удается вставить в крышку генератора…
…запрессовываем подшипник в крышку подходящей инструментальной головкой, прикладывая усилие к наружному кольцу подшипника.
Учебное пособие по дисциплине «Электрооборудование автомобилей» для студентов, обучающихся по специальности 23.02.07 «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Кировское областное государственное профессиональное образовательное автономное учреждение «Колледж промышленности и автомобильного сервиса»
для студентов КОГПОАУ «Колледж промышленности и автомобильного сервиса», обучающихся по специальности 23.02.07 «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей»
Тюлькина Л.М. Учебное пособие по дисциплине «Электрооборудование автомобилей» для студентов КОГПОАУ КПиАС, обучающихся по специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта». Киров, КОГПОАУ КПиАС, 2016 г.
Краткая аннотация учебного пособия:
Учебное пособие по дисциплине «Электрооборудование автомобилей» составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
Учебное пособие включает в себя конспекты лекций, вопросы для самоконтроля, методические рекомендации по выполнению проверки технического состояния узлов генератора, список рекомендуемой литературы. Учебное пособие предназначено для использования обучающимися с целью самостоятельного изучения учебной дисциплины, коррекции знаний, при повторении и подготовке к зачету, а также для определения неисправностей и проверки технического состояния узлов генератора.
Учебное пособие по дисциплине «Электрооборудование автомобилей» составлено в соответствии с учебным планом по специальности «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей», программой дисциплины.
Учебное пособие предназначено для самостоятельного изучения материала студентами очной и заочной формы обучения, подготовки и проведения теоретических и практических занятий по дисциплине со студентами профессиональных образовательных организаций.
В данном учебном пособии в сжатой и конкретной форме даются основные сведения по устройству и принципу работы автомобильных генераторов, а также практические рекомендации по выявлению и устранению неисправностей и проверке технического состояния узлов генераторов.
Учебное пособие содержит : краткие конспекты лекций, вопросы для самоконтроля, привязанные к каждой главе, словарь основных понятий и терминов, список рекомендуемой литературы.
Учебное пособие способствует закреплению теоретических знаний и приобретению практического опыта по разборке, дефектации узлов генератора, его сборке.
Учебное пособие можно использовать при планировании занятий по подгруппам с использованием индивидуальной и групповой форм организации деятельности обучающихся.
Глава 1.Устройство и принцип работы автомобильного генератора переменного тока 
1.Основные требования к автомобильным генераторам.
6.Принцип работы генераторов
1.Основные требования к автомобильным генераторам.
1.обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью.
2.одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и заряжать АКБ;
3.обеспечить заданные пределы напряжения в бортовой сети во всем диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.
4.иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радиопомех.
2.Основные понятия.
Отечественные разработчики и производители электрооборудования используют следующие понятия:
Шкив – служит для передачи механической энергии от двигателя к валу генератора посредством ремня.
Щеточный узел – съемная пластмассовая конструкция. В ней установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора.
Рассмотрим подробно те элементы, которые находятся внутри корпуса.
Эта деталь, по сути, является электромагнитом, имеющим одну обмотку. Она расположена на валу. Подачу тока обеспечивают медные контактные кольца. Они находятся на валу и соединяются с обмоткой специальными щётками.
Ротор с обмоткой возбуждения и полюсной системой, валом и контактными кольцами образуют важнейшую вращающуюся часть генератора, которая является источником переменного магнитного поля.
Рис.2 Ротор генератора: 1-вал ротора; 2-полюса ротора;
3-обмотка возбуждения; 4- контактные кольца.
Полюсная система ротора имеет остаточный магнитный поток, который присутствует даже при отсутствии тока в обмотке возбуждения. Однако его значение невелико и способно обеспечить самовозбуждение генератора только на слишком высоких частотах вращения. Поэтому, для первоначального намагничивания ротора через его обмотку пропускают небольшой ток от аккумуляторной батареи, обычно через лампу контроля работоспособности генератора. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, чтобы генератор мог возбудиться уже на холостых оборотах двигателя. Исходя из этих соображений, мощность контрольной лампы обычно составляет 2…3 Вт. После того, как напряжение на обмотках статора достигает рабочей величины, лампа гаснет, и питание обмотки возбуждения осуществляется от самого генератора. В этом случае генератор работает на самовозбуждении.
Рис.3 Статор генератора: 1. обмотка статора; 2. выводы обмоток;
Обмотка статора трехфазная. Она состоит из трех отдельных обмоток, называемых обмотками фаз или просто фазами, намотанных по определенной технологии на магнитопровод. Напряжение и токи в обмотках смещены друг относительно друга на треть периода, т.е. на 120 электрических градусов, как это показано на рисунке 4.
Осциллограммы фазовых напряжений обмоток
Рис.4 График фазовых напряжений обмоток статора
Фазовые обмотки могут соединяться в «звезду» или «треугольник».
Рис.5 Виды соединения обмоток: 1. «звездой»; 2. «треугольником».
Он представляет собой электронную схему и имеет выход к графитным щёткам. Регулятор напряжения может быть установлен в корпусе генератора или отдельно от него. В первом случае он расположен рядом с графитными щётками, а во втором — щётки прикреплены к специальному щёткодержателю.
Напряжение генератора без регулятора сильно зависит от частоты вращения его ротора, магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, а, следовательно, от силы тока в этой обмотке и величины тока, отдаваемого генератором потребителям. Чем больше частота вращения и сила тока возбуждения, тем больше напряжение генератора, чем больше сила тока его нагрузки — тем меньше это напряжение. Функцией регулятора напряжения является стабилизация напряжения при изменении частоты вращения и нагрузки за счет воздействия на ток возбуждения. Ранее применялись вибрационные регуляторы, а затем контактно-транзисторные. Эти два типа регуляторов в настоящее время полностью вытеснены электронными. В современных моделях автомобилей чаще всего используются интегральные регуляторы. Все компоненты таких устройств (за исключением выходного каскада) изготовлены на основе тонкоплёночной микроэлектронной технологии.
Рис.6 Внешний вид электронных регуляторов напряжения
Оформление электронных полупроводниковых регуляторов может быть различным, но принцип работы у всех регуляторов одинаков. Конечно, можно изменять ток в цепи возбуждения введением в эту цепь дополнительного резистора, как это делалось в прежних вибрационных регуляторах напряжения, но этот способ связан с потерей мощности в этом резисторе и в электронных регуляторах не применяется. Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети, при этом меняется относительная продолжительность времени включения обмотки возбуждения. Если для стабилизации напряжения требуется уменьшить силу тока возбуждения, время включения обмотки возбуждения уменьшается, если нужно увеличить — увеличивается.
образуют неразборный единый узел.
Выпрямительный мост.
Бортовая сеть автомобиля требует подведения к ней постоянного напряжения. Поэтому обмотка статора питает бортовую сеть автомобиля через выпрямитель, встроенный в генератор. Выпрямитель для трехфазной системы содержит шесть силовых полупроводниковых диодов, три из которых соединены с выводом «+» генератора, а другие три с выводом «—» («массой»). Полупроводниковые диоды, находящиеся в открытом состоянии, не оказывают существенного сопротивления прохождению тока при приложении к ним напряжения в прямом направлении и практически не пропускают ток при обратном напряжении.
Рис.7 Сборка с выпрямительными диодами: 1. силовые диоды;
2. дополнительные диоды; 3. теплоотвод.
Рис.8 Направление токов в обмотках и выпрямителе генератора.
Ток через обмотки, диоды и нагрузку будет протекать в направлении этих стрелок. Рассмотрев любые другие моменты времени, легко убедиться, что в трехфазной системе напряжения, возникающего в обмотках фаз генератора, диоды силового выпрямителя переходят из открытого состояния в закрытое и обратно таким образом, что ток в нагрузке имеет только одно направление – от вывода «+» генераторной установки к ее выводу «—« («массе»), т. е. в нагрузке протекает постоянный (выпрямленный) ток.
У значительного количества типов генераторов обмотка возбуждения подключается к собственному выпрямителю, собранному на трех диодах. Такое подключение обмотки возбуждения препятствует протеканию через нее тока разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля. Диоды выпрямителя обмотки возбуждения работают аналогично, питая выпрямленным током эту обмотку. Причем в выпрямитель обмотки возбуждения тоже входят 6 диодов, три из них общие с силовым выпрямителем (отрицательные диоды). Ток возбуждения значительно меньше, чем ток, отдаваемый генератором в нагрузку. Поэтому в качестве диодов обмотки возбуждения применяются малогабаритные слаботочные диоды на ток не более 2 А (для сравнения, диоды силового выпрямителя допускают протекание токов силой до 25… 35 А).
Чтобы избежать проблем с регулятором, необходимо следить за контрольной лампой. Она располагается на приборной панели автомобиля. Если лампа горит, когда генератор работает, это свидетельствует о неисправности регулятора напряжения или самого агрегата.
Большинство конструктивных элементов генератора размещено в корпусе. Он представляет собой две крышки – переднюю и заднюю. Передняя расположена со стороны приводного шкива, задняя расположена со стороны контактных колец. Между собой крышки стягиваются болтами. Изготовление крышек практикуется чаще всего из сплава алюминия. Он немагнитный, лёгкий и способен легко рассеивать тепло. На поверхности крышек есть вентиляционные окна, и две либо одна крепёжные лапы. В зависимости от количества лап крепление генератора называется
однолапным или двухлапным.
Генератор автомобиля, как правило, крепится к передней части двигателя с помощью болтов и специальных кронштейнов. На крышках располагаются крепёжные лапы и проушина устройства. Если генератор крепится с помощью двух лап — они находятся на двух крышках двигателя. Если же используется только одна крепёжная лапа — её располагают только на одной крышке (передней). Задняя лапа обычно имеет отверстие, в котором установлена дистанционная втулка. Она устраняет зазор, образующийся между кронштейном двигателя и основанием лапы.
Крепежные лапы и натяжное ухо генератора отливаются заодно с крышками.
Отверстие в натяжном ухе может быть одно, с резьбой или без нее, но встречается и несколько отверстий, чем достигается возможность установки этого генератора на разные марки двигателей. Для этой же цели применяют два натяжных уха на одном генераторе.
Рис.9 Крепление автомобильного генератора
Привод генераторов осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора (отношение диаметров называют передаточным отношением), тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток.
Привод клиновым ремнем не применяется для передаточных отношений больше 1,7-3. Прежде всего это связано с тем, что при малых диаметpax шкивов клиновой ремень усиленно изнашивается.
На всех современных моделях, как правило, привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать более высокие передаточные отношения, то есть использовать высокооборотные генераторы. Натяжение поликлинового ремня осуществляется, как правило, натяжными роликами при неподвижном генераторе.
Рис. 10 Привод генератора
6.Принцип работы генератора.
Для того чтобы понять, как работает автомобильный генератор, необходимо разобраться с режимами его функционирования.
Когда в замке зажигания поворачивается ключ, на обмотку возбуждения поступает ток через щёточный узел и контактные кольца. В обмотке наводится магнитное поле. Ротор генератора начинает вращаться с вращением коленчатого вала. Обмотки статора пронизываются магнитным полем ротора. На выводах обмоток статора возникает переменное напряжение. С достижением определённой частоты вращения, обмотка возбуждения запитывается непосредственно от генератора, то есть, генератор переходит в режим самовозбуждения.
Переменное напряжение преобразуется выпрямительным блоком в постоянное. В этом состоянии генератор занимается обеспечением требуемого тока для питания потребителей и зарядки аккумуляторной батареи.
Регулятор напряжения включается в работу при изменении нагрузки и частоты вращения коленчатого вала. Он занимается регулировкой времени включения обмотки возбуждения. Время включения обмотки возбуждения уменьшается при уменьшении внешней нагрузки и возрастании частоты вращения генератора. Время увеличивается при увеличении нагрузки и уменьшении частоты вращения. Когда же потребляемый ток превышает возможности генератора, включается в работу аккумуляторная батарея. На панели приборов имеется контрольная лампа, контролирующая работоспособное состояние генератора.
7. Контрольные вопросы.
1.Назовите основные части генератора и поясните их назначение.
2.Поясните, почему необходимо регулировать напряжение, вырабатываемое генератором?
3.Как устроен диодный мост и каким образом он обеспечивает постоянный ток в нагрузке?
4.Поясните принцип работы генератора на малых, средних и больших оборотах коленчатого вала двигателя.
5.В чем выражается действие вихревых токов, и какие конструктивные особенности позволяют снизить их влияние?
Глава 2.Характеристики генераторных установок. Электрические схемы.
1.Характеристики генераторных установок.
2.Таблица параметров генераторов.
3.Электрические схемы генераторных установок.