Техническое обслуживание и текущий ремонт электрооборудования автомобилей
Техническое обслуживание и текущий ремонт электрооборудования автомобилей
В процессе эксплуатации в системе электрооборудования возникают неисправности, на устранение которых приходится от 11 до 17% от общего объема работ по ТО и ТР автомобилей. Основное количество неисправностей приходится на систему зажигания, аккумуляторную батарею и генератор с реле-регулятором.
К основным неисправностям аккумуляторной батареи относятся: разряд и саморазряд, сульфатация и короткое замыкание пластин. Наиболее трудноустранимой неисправностью является сульфатация, которая заключается в покрытии поверхности активного слоя пластин крупными кристаллами сернокислого свинца PbS04 в результате понижения уровня электролита, длительного хранения разряженной батареи, высокой плотности электролита, эксплуатации разряженной батареи и длительного пользования стартером. Незначительная сульфатация пластин снимается путем продолжительного заряда батареи малой силой тока (не более 0,04 от емкости) при низкой плотности электролита (не более 1,11 г/см 3 ).
Короткое замыкание пластин в аккумуляторе возникает при выпадении из пластин на дно блока активной массы (шлама). Выпадение активной массы приводит также к понижению емкости батареи. В процессе эксплуатации возникают трещины стенок блока, происходит снижение уровня электролита и его плотности.
При понижении уровня электролита доливают дистиллированную воду, так как она испаряется. Плотность электролита проверяют ареометром, помещенным в стеклянную трубку с резиновой грушей для всасывания электролита (рис.2.81).
1 – ареометр; 2 – резиновая груша
Рисунок 2.81 – Определение плотности электролита
Работоспособность аккумуляторной батареи проверяют нагрузочной вилкой (рис.2.82), которая обеспечивает проверку батарей с открытыми и закрытыми клеммами. Если аккумулятор исправен и заряжен, то напряжение в конце пятой секунды остается неизменным в пределах 1,7…1,8 В. При снижении за это же время напряжения аккумулятора до 1,4…1,5 В он требует заряда или ремонта.
Рисунок 2.82 – Нагрузочная вилка
Если аккумуляторные батареи имеют защитное покрытие всех соединительных пластин аккумуляторов, то их работоспособность проверяют по падению напряжения при пуске двигателя стартером, которое должно быть не ниже 10,2 В.
Основными неисправностями генераторов являются: износ щеток, поломка или ослабление пружин щеткодержателей, обрыв в обмотках возбуждения, межвитковые замыкания в обмотках и их замыкание на корпус генератора, обрыв обмоток, ослабление или чрезмерное натяжение ремня и др.
Диагностирование генераторовосуществляют при помощи вольтметра, амперметра и нагрузочного устройства для задания эталонных нагрузочных режимов проверки, поскольку включение всех потребителей тока автомобиля при полностью заряженной батарее не обеспечивает полной загрузки генератора.
Технология диагностирования состоит в следующем. Сначала при выключенной нагрузке (потребителей тока и реостата) проверяют генератор на начало отдачи, определяя по тахометру частоту вращения коленчатого вала двигателя, при которой генератор начинает давать номинальное напряжение 12 В. Затем включают нагрузку (световые приборы автомобиля и реостат) и определяют частоту вращения, при которой наблюдается полная отдача генератора, т. е. указанная в технической характеристике максимальная сила тока при номинальном напряжении. При превышении норматива генератор необходимо отремонтировать.
Работоспособность генератора оценивают по напряжению при включении потребителей тока на частоте вращения, соответствующей полной отдаче генератора, которое должно быть не ниже 12 В. Однако подобная методика проверки даже при наличии дополнительного режима испытания не может выявить такие характерные, хотя и редко встречающиеся неисправностей генераторов переменного тока, как обрыв или замыкание обмоток статора на массу и обрыв или пробой диодов выпрямителя ввиду значительных резервов работоспособности генератора.
При исправной работе генератора диапазон колебания напряжения в сети не превышает обычно 1…1,2 В. Обусловлены эти ко-лебания периодическим включением в цепь нагрузки первичной обмотки катушки зажигания (рис.2.83). При одном пробитом диоде в результате потери его выпрямляющих свойств диапазон изменения напряжения увеличивается до 2,5…3 В, при общем снижении частоты его колебаний. Средний уровень напряжения, показываемый вольтметром, при этом не меняется, однако выбросы напряжения приводят к снижению долговечности батареи и других элементов электрооборудования.
Обрыв или замыкание обмоток статора на массу также не изменяет среднего значения напряжения, а при большом числе катушек статора подобными дефектами незначительно. Однако эти неисправности легко выявляются по характерному виду осциллограмм, связанному в первую очередь с увеличенным диапазоном колебания напряжения.
Таким образом, одновременное применение осциллографа и вольтметра позволяет быстро и объективно проводить диагностирование генераторов и реле-регуляторов. Неисправный генератор подлежит замене или ремонту, ограничивающее напряжение реле регулируют или заменяют.
Реле-регуляторы могут быть контактного типа, контактно-транзисторные и бесконтактные. Характерной неисправностью реле-регуляторов является нарушение регулируемого напряжения. Эти неисправности возникают вследствие изменения натяжения пружины якорька, зазора между якорьком и сердечником, окисления контактов, обрыва или ослабления крепления добавочных сопротивлений, обрывы витков в обмотках, пробой транзисторов, тепловое разрушение диодов и стабилизаторов.
Проверку и регулировку регулятора напряжения осуществляют при повышенной частоте вращения коленчатого вала двигателя и выключенной нагрузке (сила тока равна нулю или незначительна). При этом регулируемое напряжение, определяемое по показаниям вольтметра, должно также соответствовать нормативному, равному 13,8…14,1 В. При его несоответствии производят регулировку. Необходимо отметить, что повышение напряжения генератора выше расчетной на 10…12% снижает срок службы аккумуляторной батареи и осветительных приборов примерно в 2 раза.
Если реле-регулятор не поддается регулировке, его заменяют. Ограничивающее напряжение проверяют при включенных потребителях тока и повышенной частоте вращения коленчатого вала двигателя.
В режиме полного торможения измеряют крутящий момент якоря, для чего на шестерню стартера надевают зажимное приспособление с рычагом, связанным с динамометром. Подают на клеммы стартера напряжение от аккумуляторной батареи. Исправный стартер должен развивать крутящий момент 5…15 Н∙м (большие значения характерны для стартеров грузовых автомобилей) при силе тока не свыше 500…600 А.
Непосредственно на автомобиле мотор-тестером у стартера определяют величину потребляемого тока. Для этого включают стартер на 5 секунд и определяют силу тока. Она не должна превышать в 2,4 раза емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах. Сила тока будет больше при замыкании цепей стартера на массу и уменьшается при окислении (повышении сопротивления) контактов, щеток и коллектора.
Основными неисправностями системы зажигания являются: разрушение изоляции проводов низкого и высокого напряжения и замыкание их на массу; нарушение контакта в местах соединений; обгорание или окисление контактов прерывателя; изменение зазора между контактами; ослабление пружины подвижного контакта; повышение люфта валика распределителя; пробой конденсатора; закорачивание электродов свечей зажигания; изменение зазора между ними; межвитковые замыкания в обмотках катушки зажигания; неправильная начальная установка угла опережения зажигания, неисправность центробежного и вакуумного регуляторов и др.
Диагностирование системы зажигания наиболее эффективно при использовании осциллографов или мотор-тестеров. Это обусловливается периодичностью рабочих процессов в цепях системы зажигания и малым (порядка 0,005…0,2 ) с. временем их протекания.
На характерных осциллограммах цепей низкого и высокого напряжений батарейной системы зажигания отражен процесс (рис.2.84) за один рабочий период, которому соответствует 90° угла поворота кулачка распределителя зажигания для 4-цилиндрового двигателя. В точке 0 происходит размыкание контактов прерывателя. При этом во вторичной цепи за счет токов индукции напряжение Uп достигает 8…12 кВ, при котором происходит искровой пробой межэлектродного зазора свечи. Участок 0-1отражает процесс горения искры (И), который поддерживается при напряжении порядка 1,0—1,5 кВ. В первичной цепи горение искры отражается затухающими колебаниями К, связанными с работой конденсатора.
Рисунок 2.84 – Осциллограммы работы цепей системы зажигания: а– низкого напряжения; б- высокого напряжения
В точке 1 искровой разряд обрывается, а в первичной и вторичной цепях происходят колебательные затухающие процессы (участок П), связанные с индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания и емкостью конденсатор. При этом в первичной цепи на участке 2-3 устанавливается напряжение, создаваемое аккумуляторной батареей или генератором, а во вторичной цепи напряжение падает до нуля.
В точке 3 контакты прерывателя замыкаются (момент замыкания МЗ) и по первичной обмотке катушки зажигания течет ток, сила которого будет зависеть от сопротивления первичной обмотки и сопротивления (состояния) контактов прерывателя. При этом вокруг катушки зажигания возбуждается магнитное силовое поле и под действием нагрузки напряжение в первичной цепи падает почти до нуля. Поскольку при возбуждении магнитного поля его силовые линии пересекают витки вторичной обмотки катушки зажигания в противоположном направлении по сравнению с тем, как это было при размыкании контактов прерывателя, то напряжение во вторичной цепи в этот момент будет иметь противоположную полярность по сравнению с напряжением искрового разряда, которое для батарейного зажигания обычно является отрицательным. Его значение будет зависеть от силы тока в первичной цепи (состояния контактов прерывателя) и достигать порядка 5 кВ. Этого недостаточно для возбуждения искрового разряда (8…12 кВ), поэтому после точки 3 напряжение во вторичной цепи снова стремится к нулю по мере насыщения (стабилизации) магнитного поля индукционной катушки. В точке 4 период повторяется снова для следующего цилиндра.
Поскольку зазоры между электродами свечи, а следовательно, и пробивное напряжение являются индивидуальными для каждого цилиндра, необходимо выделить полный период работы двигателя с подачей искрового разряда во все его цилиндры и получить на экране изображение осциллограмм всех цилиндров (рис. 2.85) по порядку их работы. Мотор-тестер позволяет также определить напряжение горения и длительность горения искры (в миллисекундах) по цилиндрам (рис.2.86). По ним оценивается техническое состояние свечей и системы зажигания в целом.
Рисунок 2.85 – Диаграмма проверки напряжения пробоя на свечах
Рисунок 2.86 – Диаграммы напряжения горения (а) и длительности горения (б)
Проверку состояния контактов прорывателя можно также проводить при неработающем двигателе по падению напряжения при замыкании контактов, измеряемого при помощи вольтметра с пределами измерения до 1 В.
Проверку и регулировку угла опережения зажигания проводят в следующей последовательности. При неработающем двигателе производят установку начального угла по совпадению подвижной и неподвижной меток зажигания. При работающем двигателе в зависимости от скоростного и нагрузочного режима угол опережения корректируется центробежным и вакуумным регуляторами. Поэтому его проверку и окончательную регулировку необходимо проводить в динамике на различных режимах работы двигателя при отключенном и включенном вакуумном регуляторе.
Проверку углов опережения на работающем двигателе производят при помощи стробоскопического устройства, входящего в комплект мотор-тестера. Оно позволяет непосредственно определять угол опережения в градусах (рис.2.87). Замеренные значения выводятся на экран, причем УОЗн – это начальный угол опережения зажигания; УОЗв – угол опережения зажигания, равный разности углов опережения зажигания со снятой и одетой вакуумной трубкой на номинальной частоте вращения, в градусах угла поворота коленчатого вала двигателя (характеризует работу вакуумного регулятора опережения зажигания); УОЗц – угол опережения зажигания, равный разности углов опережения зажигания на номинальных и минимальных оборотах холостого хода, в градусах поворота коленчатого вала двигателя (измеряется со снятой вакуумной трубкой и характеризует работу центробежного регулятора угла опережения зажигания); Uзар – напряжение заряда аккумуляторной батареи.
Рисунок 2.87 – Результаты измерений угла опережения зажигания
При ТО системы зажигания проводятся очистительные, указанные диагностические и крепежные работы. При необходимости регулируются: угол замкнутого состояния контактов, угол опережения зажигания, зазоры в свечах. Неисправные приборы заменяют.
Неисправности приборов освещения и сигнализации связаны чаще всего с перегоранием нитей лампочек или выходом из строя переключателей, включателей стоп-сигнала и фонарей. Наиболее серьезной неисправностью является нарушение регулировки положения фар на автомобилях и их силы света, от чего зависит безопасность движения.
Установку фар и силу света проверяют и регулируют на постус использованием экранов или специальных оптических приборов. При проверке с помощью передвижного оптического прибора (рисунок 2.88) его корпус 3, перемещающийся в вертикальном направлении по штанге 2, при помощи двух опорных штырей 7 устанавливают на тележке 1 таким образом, чтобы оптические оси фары 8 и прибора совпали.
Рисунок 2.88 – Проверка фар оптическим прибором
Для проверки частоты мигания лампы прерывателей указателя поворота используют секундомер. Частота миганий должна быть 60…120 в минуту. Время от момента включения указателя поворотов до появления первого проблеска не должно превышать 1,2 секунда, а соотношение длительности горения лампочки ко времени цикла должно быть в пределах 0,3…0,75. При необходимости частоту и время горения лампы регулируют переменными резисторами прерывателя. Сила света передних указателей поворота 177…700 кд, задних – 40…120. При недостаточной силе света заменяют лампу или оптический элемент. Возможно, что причиной этой неисправности являются прерыватель или повышенное сопротивление в проводке. Звуковые сигнализаторы должны создавать звуковое давление 85…125 дБА. При необходимости производится регулировка. Исправность сигнализаторов проверяется соединением их клемм с выводами аккумуляторной батареи.
Контрольно-измерительные приборы проверяют на общую работоспособность и правильность показаний. При выявлении неработающего прибора или его явно неправильных показаний проверяют на обрыв электрические цепи самого прибора, связанного с ним датчика и соединительных проводов. Вышедшие из строя приборы и датчики, как правило, заменяют. Правильность показаний приборов проверяют и регулируют только при их снятии вместе с датчиками с автомобиля, однако потребность в выполнении этих операций в эксплуатации встречается редко.
Техническое обслуживание электрооборудования автомобиля
1. Техническое обслуживание аккумуляторной батареи
Основные неисправности аккумуляторной батареи: разряд и саморазряд, короткое замыкание пластин при выпадении активной массы. Кроме того, в результате понижения уровня электролита, а также длительного хранения аккумулятора без подзарядки возможна сульфитация пластин, хотя вероятность ее в современных конструкциях батарей при нормальном уровне электролита значительно снижена. Выпадение активной массы приводит также к понижению емкости батареи. При эксплуатации возникают трещины стенок батареи, происходит снижение уровня электролита и его плотности.
При пониженном уровне электролита в аккумуляторы батареи доливают дистиллированную воду. Электролит доливают лишь в случае, когда понижение его уровня вызвано утечкой или расплескиванием. Уровень электролита в аккумуляторных батареях проверяют зимой через 10…15 дней, летом в жаркую погоду через 5…6 дней.
Ресурс батареи в эксплуатации сокращается в 2…2,5 раза при повышении регулируемого напряжения бортовой сети автомобиля выше оптимального на 10…12 %, т. е. зависит от состояния генератора и регулятора напряжения.
В исправной аккумуляторной батарее величина саморазряда не превышает 2% емкости в сутки. Применение загрязненной серной кислоты и воды, содержащей соли и щелочи (недистиллированной), а также попадание внутрь аккумуляторной батареи различных веществ способствуют образованию дополнительных гальванических пар, что приводит к ускоренному саморазряду. Саморазряд аккумуляторной батареи может быть вызван также попаданием на поверхность аккумулятора грязи и электролита и расслоением электролита при длительном бездействии батареи.
Короткое замыкание пластин в аккумуляторе возникает при выпадении из пластин на дно блока активной массы (шлама). Выпадение активной массы приводит также к понижению емкости батареи. В процессе эксплуатации возникают трещины стенок блока, происходит снижение уровня электролита и его плотности.
При понижении уровня электролита доливают дистиллированную воду, так как она испаряется. Плотность электролита проверяют ареометром, помещенным в стеклянную трубку с резиновой грушей для всасывания электролита (рисунок 1).
Рисунок 1 – а)-проверка плотности электролита; б)-проверка уровня электролита; в)-нагрузочная вилка
Основные работы технического обслуживания
Аккумуляторные батареи бывают двух видов: необслуживаемые и обслуживаемые (малообслуживаемые).
Необслуживаемые батареи не имеют пробок на аккумуляторах, что исключает возможность доливки в них электролита или дистиллированной воды. Такие батареи не требуют никакого обслуживания в процессе эксплуатации и уход за ними сводится к очистке корпуса и выводов. Чтобы определить уровень электролита на таких АКБ устанавливаются отметки максимума и минимума, а для оценки плотность электролита в него встраивается гидрометр (при полной зарядке индикатор имеет зеленый цвет, при уменьшении заряда его цвет меняется до белого или красного).
Малообслуживаемые батареи требуют чуть большего внимания — периодически необходимо проверять уровень электролита в каждом аккумуляторе (всего их шесть). При понижении уровня, необходимо доливать дистиллированную воду. В редких случаях понижение уровня электролита может быть вызвано утечкой через трещины в корпусе батареи, в этом случае аккумуляторная батарея подлежит утилизации и замене.
Если электрооборудование автомобиля исправно, то такую проверку уровня можно выполнять при сезонном обслуживании (весной и осенью).
Если электрооборудование неисправно (прежде всего на состояние аккумулятора влияет состояние регулятора напряжения и генератора в целом), то до устранения неполадок следует проверять уровень в аккумуляторной батарее не реже одного раза в неделю.
ЕО — перед пуском двигателя проверить общее состояние и крепление АБ. Не допускаются трещины моноблока и крышек, повреждение изоляции проводов или окисление полюсных выводов и клемм, трещины в мастике ее отслоение, сильное загрязнение. О техническом состоянии и степени заряда АБ можно определить по степени накала нитей отдельных включенных ламп, по силе звукового сигнала, по легкости пуска двигателя стартера. В дороге следует следить за показаниями контрольных и сигнальных приборов, характеризующих качество подзаряда АКБ — при загорании красного аварийного сигнала, эксплуатацию следует немедленно прекратить, до устранения причины.
ТО-1 — дополнительно к объему ЕО, провести более тщательно крепежные работы; снять клеммы с выводах штырей, проверить их состояние — окисленные контактные поверхности зачистить мелкозернистой шкуркой или специальными приспособлениями (втулки с мелкими фрезами или металлическими щетками), после чего смазать их техническим вазелином или нанести тонкий слой антиокислительной аэрозоли типа «Унисма». Поверхность АБ следует тщательно очистить, включая вентиляционные отверстия в пробках с последующей продувкой их сжатым воздухом. Пятна белого налета от разлитого электролита легко удаляются ветошью, смоченной в 10% растворе аммиачного спирта. При ТО-1, а в жаркое время года ежедневно, следует проверять уровень электролита в банках АБ. Это делают с помощью уровнемерной трубки, конец которой опускают в наливное отверстие до упора, затем, зажав большим пальцем руки верхний конец трубки, осторожно вынимают и по количеству забранного в трубку электролита (норма 10-15 мм) принимают решение о необходимости доливки в ту или иную банку дистиллированной воды.
Таблица 6 — Плотность электролита в полностью заряженной батареи измеренная при температуре +25°С в зависимости от климатической зоны
