Электрооборудование автомобилей

Формат документа: doc
Размер документа: 0.69 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Камский государственный политехнический институт


Кафедра Электротехники и Электроники










Методические указания к выполнению
лабораторных работ по дисциплине:
Электрооборудование автомобилей














Набережные Челны
2004






































ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Исследование конструктивных особенностей свинцовых стартерных аккумуляторных батарей

1. Цель работы:
Изучение устройства и принципа работы свинцовых стартерных аккумуляторных батарей. Определение необходимого количества пластин заданного типа аккумуляторных батарей.

2. Краткие сведения
Аккумуляторные батареи на автомобилях, тракторах предназначены для питания электроэнергией стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей, когда генератор не работает или не развивает достаточной мощности.
Разрядные токи аккумуляторных батарей при пуске двигателя стартером составляют 100...1000 А в зависимости от мощности стартера и температуры пуска. С понижением температуры пуска и увеличением мощности стартера, потребляемые стартером токи увеличиваются. Поэтому на автомобилях и тракторах в настоящее время применяются стартерные аккумуляторные батареи, способные отдавать токи большой силы при пуске двигателя стартером вследствие малого внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи.
Свинцовый аккумулятор представляет собой обратимый электрический источник тока, в котором при разряде его химическая энергия активных масс превращается в электрическую энергию, и при заряде химическая энергия восстанавливается путем подвода энергии от внешнего источника (например, генератора). Окислительно-восстановительные электрохимические реакции повторяются многократно в процессе срока службы свинцового аккумулятора.
Активными массами заряженного свинцового аккумулятора вступающими в процесс токообразования, являются двуокись свинца (темно-коричневого цвета) на положительной пластине, губчатый свинец Рb (темно-серого цвета) на отрицательной пластине и электролит-водный раствор серной кислоты, в который помещены пластины.
В процессе разряда свинцового аккумулятора активные массы положительной и отрицательной пластин преобразуются в сернокислый свинец PbSO4. В электролите, при разряде расходуются ионы сульфата SO4, плотность электролита уменьшается от начальных значений (1,25 ... 1,31)∙103 кг/м3, до конечных (1,09 ... 1,15)∙103 кг/м3. Расход серной кислоты в процессе разряда больше около положительной пластины.
В процессе заряда под влиянием тока от внешнего источника электроэнергии на пластинах происходят обратные процессы восстановления активных масс: сульфат свинца PbSO4 на положительной пластине преобразуется в двуокись свинца РbО2, а на отрицательной пластине – в губчатый свинец Рb. Плотность электролита при этом повышается от (1,09 ... 1,15)∙103 кг/м2 до (1,25 ... 1,31)∙103 кг/м3 из - за освобождения ионов сульфата SO4- при разложении сульфата свинца PbSO4.
После полного преобразования активных масс положительной и отрицательной пластин плотность электролита перестает повышаться, что служит признаком конца заряда аккумулятора. При дальнейшем заряде (переразряде) происходит разложение воды на кислород и водород, характеризующееся появлением на поверхности электролита газовых пузырьков, так называемое кипение электролита.
Окислительно-восстановительные реакции, происходящие в свинцовом аккумуляторе при разряде и заряде, согласно теории двойной сульфатации могут быть упрощенно представлены в виде следующего уравнения:
РbО2 + Рb + 2Н2SO4 = PbSO4 + 2H2О
При чтении слева направо уравнение, описывает процесс разряда, а справа на лево процесс заряда.
Окислительно-восстановительные реакции происходят на границе раздела активных веществ пластин и электролита. Для увеличения граничной поверхности и облегчения доступа электролита пластины свинцового аккумулятора выполняются пористыми. При наличии пор электролит превышает примерно в 2000 раз видимую поверхность пластин, но при пористых пластинах плотность электролита в пространстве между пластинами отличается от плотности его в глубине пор, особенно при стартерном разряде аккумулятора, в результате чего ухудшается протекание электрохимических процессов в аккумуляторе.
Основными электрическими характеристиками стартерных свинцовых аккумуляторных батарей являются электродвижущая сила, напряжение и ёмкость.
Электродвижущей силой аккумулятора называется разность потенциалов положительной и отрицательной пластин при разомкнутой внешней цепи. ЭДС полностью заряженного свинцового аккумулятора составляет около 2,1 В. ЭДС аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов, равна сумме ЭДС аккумуляторов.
Напряжение аккумуляторной батареи при разряде меньше её ЭДС на величину внутреннего падения напряжения, обусловленного в основном сопротивлением пластин, электролита, сепараторов и других токоведущих деталей.
Ёмкостью аккумулятора называется количество электричества выраженное в ампер - часах, получаемое от аккумулятора при разряде его до допустимого напряжения. При последовательном соединении аккумуляторов одинаковой емкости емкость аккумуляторной батареи равна емкости одного аккумулятора.
Емкость аккумулятора зависит от количества активных веществ и коэффициента их использования, а также от величины разрядного тока, температуры разряда, конструкции пластин, их пористости и т. д.
Теоретически необходимое количество активных веществ на один ампер-час емкости составляет 4,46 г двуокиси свинца РbО2, 3,87 г губчатого свинца Рb и 3,66 г серной кислоты H2SO4. В действительности из-за недоиспользования активных веществ в аккумуляторе расход их превышает более чем в 2 раза приведенные теоретические значения. При одинаковой конструкции и размерах пластин емкость аккумулятора пропорциональна числу пластин.
С повышением тока разряда и понижением температуры емкость аккумулятора уменьшается (особенно резко при стартерном разряде и температуре электролита ниже 0С).
Так как мощность аккумулятора зависит от многих факторов, то в технических характеристиках стартерных свинцовых аккумуляторных батарей указывается номинальная емкость при 20-часовом режиме разряда и продолжительность стартерного разряда.
Номинальная емкость - это количество электричества, выраженное в ампер-часах, получаемое при непрерывном разряде полностью заряженной батареи при температуре +25 С током 0,05 С20 (С20 - номинальная емкость, указанная в условном обозначении батареи) до достижения конечного напряжения на полюсных выводах 5,25 В у 6-вольтовой батареи и 10,5 В у 12-вольтовой батареи.
Свинцовая стартерная аккумуляторная батарея номинальным напряжением 6 или 12 В представляет собой совокупность последовательно соединенных трех или шести аккумуляторов, размещенных в едином баке - моноблоке. При номинальном напряжении 24 В используются две 12-вольтовые аккумуляторные батареи, соединенные последовательно.
Свинцовые стартерные аккумуляторные батареи состоят из следующих деталей и узлов:
• моноблока;
• крышек и общей крышки;
• полублоков положительных пластин;
• полублоков отрицательных пластин;
• сепараторов;
• перемычек;
• пробок;
• полюсных выводов.
Моноблок 1 (рис. 1.1 и рис. 1.2) представляют собой сосуд с внутренними перегородками, делящими его на ячейки по числу аккумуляторов. На дне ячеек моноблока имеются 4 призмы, на которые опираются пластины и сепараторы. Пространство между призмами служит для предотвращения замыкания разноименных пластин шламом - оплывающей в процессе работы активной массы пластин. Моноблоки перспективных батарей (рис. 1.2) имеют выступы на нижней части для крепления аккумуляторной батареи на автомобиле.
Материалами для изготовления моноблоков являются эбонит и термопластичные материалы (полипропилен, полиэтилен, поликарбонат). Применение пластмасс благодаря их низкому удельному весу, жесткости, твердости и износостойкости позволило снизить толщину стенок и перегородок моноблока, что улучшает массо-габаритные характеристики аккумуляторных батарей.
Каждая ячейка моноблока закрывается сверху крышкой 5 с двумя отверстиями со свинцовыми втулками и заливочной горловиной и пробкой 3 (рис. 1.1). Герметизация батареи осуществляется при этом с помощью битумной мастики, заполняющей стыки крышек и моноблока. Данный способ герметизации затрудняет механизацию технологического процесса сборки батареи и недостаточно надёжен при резких температурах.
При применении общей крышки 5 на моноблоке (рис. 1.1) герметизация батареи осуществляется контактно - тепловой сваркой или склеиванием моноблока с крышкой, что более технологично, но батарея при заданном, способе является неремонтноспособной. Использование общей крышки позволяет также облегчить техническое обслуживание батареи.
Крышки изготовляются из эбонита или термопластичных материалов.
Заливочные горловины крышек закрываются резьбовыми пробками 3 (рис. 1.1), имеющими вентиляционные отверстия для выхода газов из аккумулятора. Для предотвращения выплескивания электролита в пробке установлен отражатель, а на корпус пробки надевается резиновая шайба, обеспечивающая плотное прилегание пробки 3 к крышке 5.
В новых конструкциях аккумуляторных батарей применяются безрезьбовые пробки 3, прижимающиеся к крышке с помощью планки 11 (рис. 1.2).



Рис. 1.1. Свинцовая стартерная аккумуляторная батарея:
1 - моноблок; 2 - полублок отрицательных пластин; 3 - пробка; 4 - перемычка; 5 - крышка; б - полюсный вывод; 7 - сепаратор; 8 - борн; 9 - мостик; 10 - полублок положительных пластин.

Пробки изготавливаются из эбонита или полиэтилена. В каждой ячейке моноблока размещен блок пластин, состоящий из полублока положительных пластин 10 и полублока отрицательных пластин 2, разделенных сепараторами 7. Полублок пластин состоит из пластин одной полярности, соединенных мостиком 9 с определенными зазорами между пластинами. К мостику 9 приварен борн 8, служащий наружным токоотводом. Борн 8 проходит через отверстие со свинцовой втулкой в крышке 5 (рис. 1.1).
Мостики и борны изготавливаются из свинца, для уменьшения сопротивления борны иногда имеют залитые в корпус медные стержни.
Пластина каждой полярности состоит из активной массы и решетки, которая служит токоотводом и удерживает основную активную массу. В верхней части решетка имеет токоотводящее ушко, а в нижней - две ножки, которыми пластина опирается на соответствующие призмы моноблока. Решетки пластин изготовляются из свинцово-сурьмистого или свинцово кальциевого сплава.
Полублок отрицательных пластин, как правило, содержит большее на единицу количество пластин по сравнению с полублоком положительных пластин для более равномерного износа и уменьшения коробления положительных пластин. Отрицательные пластины имеют меньшую толщину по сравнению с положительными. Крайние к стенкам ячейки отрицательные пластины выполняются чаще всего тоньше остальных, так как в реакциях участвуют только стороны пластин, обращенные к положительным пластинам.
Сепараторы 7 (рис. 1), расположенные между пластинами, служат для предотвращения замыкания пластин разной полярности и представляют собой тонкие листы из пористого кислотостойкого материала: микропористой резины (мипор) или микропористой пластмассы (мипласт, поровинил, винипор). Сепараторы имеют продольные ребра со стороны, обращенной к положительным пластинам, для улучшения доступа электролита к ним. Иногда к основному сепаратору из мипора или мипласта добавляют сепаратор из стекловолокна, пропитанного связующим компаундом, устанавливаемый со стороны положительной пластины. Установка дополнительною сепаратора уменьшает количество активной массы положительных пластин, являющейся одной из причин выхода из строя свинцовых аккумуляторных батарей.
В перспективной конструкции свинцовой аккумуляторной батареи сепаратор 7 изготовлен в виде конверта, внутрь которого вставляется положительная пластина (рис. 1.2). Активная масса положительной пластины, сплывая при эксплуатации батареи, остается внутри конверта, тем самым устраняется возможность короткого замыкания разноименных пластин. При данной конструкции возможно уменьшение шламового пространства на дне моноблока, что увеличивает уровень электролита над пластинами и уменьшает необходимость доливки дистиллированной воды в аккумуляторы.
Сверху над сепараторами устанавливается пластмассовый перфорированный предохранительный щиток для защиты верхних кромок сепараторов от механических повреждений при техническом обслуживании.
Соединение аккумуляторов в батарее осуществляется перемычками 4, которые помещаются на верхней части крышек 5 и свариваются с проходящими сквозь отверстия в крышках борнами 8 (рис. 1.1). В перемычки иногда вставляют медные планки для уменьшения их сопротивления.
В перспективной конструкции свинцовой аккумуляторной батареи (рис. 1.2) соединение полублоков пластин аккумуляторов осуществляется путем сварки укороченных борнов, проходящих через отверстие в перегородке моноблока. Применение укороченных перемычек 4 позволяет сократить расход свинца, из которого изготавливаются перемычки и борны, а также снизить внутренне сопротивление батареи, что особенно важно для стартерного разряда.
К борнам крайних аккумуляторов ля подключения аккумуляторной батареи в цепь привариваются конусные полюсные выводы 6, имеющие маркировку + или - на выводах или на крышке около полюсных выводов.
Каждый тип стартерной аккумуляторной батареи имеет условное обозначение, которое наносится на моноблоке, крышке или перемычке.
В условном обозначении батареи первая цифра определяет количество последовательно соединённых аккумуляторов (3 или 6), характеризующее ее номинальное напряжение (6 или 12 В). Последующие в обозначении буквы - СТ указывают назначение батареи - стартерная.
Далее в обозначении батареи приведена номинальная ёмкость батареи при 20 - часовом режиме разряда.
После обозначения номинальной емкости ставятся буквы, характеризующие материал моноблока (Э - эбонит, Т - термопластмасса: полиэтилен, полипропилен и т. д.), затем - материал сепараторов (М - мипласт, Р - мипор, МС - мипласт со стекловолокном, PC - мипор со стекловолокном).
Для отдельных батарей, выпускаемым по специальным техническим условиям или опытных, условное обозначение может включать некоторые другие показатели (например, ток стартерного разряда), а также дополнительные буквы в обозначении, определяющие конструктивные особенности батарей.

Рис. 1.2. Перспективная свинцовая стартерная аккумуляторная батарея:
1 - моноблок; 2 - полублок отрицательных пластин; 3 - пробка; 4 - перемычка; 5 - крышка; 6 - полюсный вывод; 7 - сепаратор; 8 - борн; 9 - мостик; 10 - полублок положительных пластин.

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты
3.1. Учебные плакаты, стенды с разрезами аккумуляторов, отдельные узлы и детали стартерных свинцовых аккумуляторных батарей.
3.2. Инструмент мерительный (линейка, штангенциркуль).

4. Порядок проведения работы
4.1. Изучить принцип работы и химические реакции: в свинцовом аккумуляторе при разряде и заряде, ознакомиться с основными электрическими характеристиками свинцового аккумулятора.
4.2. Изучить устройство свинцовой стартерной аккумуляторной батареи, отмечая при этом конструктивные особенности стартерных батарей.
4.3. Выполнить эскизы моноблока, пластин, сепараторов, крышки, пробки, перемычки и полюсных выводов.
4.4. Измерить и обозначить на эскизах длину, ширину и толщину положительных и отрицательных пластин, сепараторов. Дать заключение о соотношении размеров пластин и сепараторов.
4.5. Измерить и обозначить на эскизах размеры полюсных выводов.
4.6. Зарисовать схему соединения аккумуляторов в изучаемой аккумуляторной батарее. Указать другие возможные схемы соединения аккумуляторов в батареях для получения необходимого номинального напряжения или необходимой емкости.
4.7. Определить количество положительных и отрицательных пластин в полублоках изучаемого аккумулятора. Разобраться в причине использования большого количества отрицательных пластин.
4.8. Рассчитать долю номинальной емкости батареи. Приходящуюся на одну положительную пластину в аккумуляторе.
4.9. Ознакомиться с условными обозначениями свинцовых стартерных аккумуляторных батарей. По условному обозначению изучаемой аккумуляторной батареи определить назначение и основные технические характеристики батареи.

5. Содержание отчета
5.1. Тип аккумуляторной батареи и её техническая характеристика.
5.2. Краткое описание принципа работы и химические реакции в свинцовом аккумуляторе при разряде и заряде.
5.3. Краткое описание устройства свинцовых стартерных аккумуляторных батарей (по узлам и деталям, указывая назначение, технические требования, конструктивные особенности и применяемые материалы.
5.4. Эскизы моноблока, пластин, сепаратора, крышки, пробки, перемычки и полюсных выводов с указанием основных размеров пластин, сепараторов и полюсных выводов.
5.5. Схема соединения аккумуляторов в изучаемой аккумуляторной батарее.


6. Контрольные вопросы
6.1. Из каких основных узлов и деталей состоит свинцовая стартерная аккумуляторная батарея?
6.2. Каковы значения плотности электролита в заряженном и разряженном свинцовом аккумуляторе?
6.3. Каков состав активных масс в заряженном и разряженном свинцовом аккумуляторе?
6.4. Каковы значения, технические требования и конструктивные особенности моноблока аккумуляторной батареи?
6.5. Какой тип пластин применяется в свинцовом аккумуляторе? Каково соотношение количества положительных к отрицательным пластинам в аккумуляторе?
6.6. Каково назначение сепараторов и из каких материалов они изготовляется? Какими пластинам обращены сепараторы своей ребристой поверхностью и почему?
6.7. Каковы конструктивные особенности крышек свинцовых аккумуляторной батареи?
6.8. Каковы конструктивные особенности свинцовой стартерной аккумуляторной батареи, направленные на уменьшение внутреннего сопротивления батареи?
6.9. Что такое номинальная емкость батареи?
6.10. Как расшифровывается условное обозначение свинцовой стартерной аккумуляторной батареи?









ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Устройство электрических стартеров

1. Цель работы:
Изучение устройства и принципа работы автомобильного электростартера.

2. Краткие сведения
Электростартер предназначен для осуществления пуска автомобильного двигателя.
Электростартер конструктивно объединяет в себе электродвигатель постоянного тока с последовательным или смешанным возбуждением, электромагнитное тяговое реле и механизм привода. Применение смешанного возбуждения позволяет снизить частоту вращения якоря поверхностей и облегчить работу механизма привода.
Наибольшее распространение на автомобилях получили электростартеры с принудительным электромеханическим включением и выключением шестерни, имеющие роликовые муфты свободного хода и управляемые дистанционно с помощью тягового электромагнитного реле, установленного на корпусе или на крышке со стороны привода.
Основными узлами и деталями электростартера являются корпус 1 (рис. 2.1) с полюсами 2 и катушками 4 обмотки возбуждения; якорь 3 с коллектором 36, механизм привода с муфтой свободного хода 12, электромагнитное тяговое реле 25, крышка 17 со стороны привода (передняя крышка), крышка 33 со стороны коллектора (задняя крышка) и щеточный узел с щеткодержателями 32.
Корпусы электростартеров изготавливают из трубы или стальной полосы с последующей сваркой стыка. К корпусу винтами крепятся полюсы 2, на которых располагаются катушки 4 обмотки возбуждения. Практически все стартерные электродвигатели выполняются четырехполюсными. В стартерных электродвигателях смешанного возбуждения катушки последовательной и параллельной обмоток возбуждения устанавливаются на отдельных полюсах.

Рис. 2.1. Стартер с принудительным электромеханическим перемещением шестерни привода с роликовой муфтой свободного хода.
1 – корпус; 2 — полюсный сердечник; 3 — якорь; 4 — обмотки возбуждения; 5 — фланец; 6 — запорное кольцо; 7 — упорный фланец; 8 — поводковое кольцо; 9 — поводковая муфта; 10 — буферная пружина; 11 — шлицевая втулка; 12 — муфта свободного хода; 13 — шестерня; 14 — упорное кольцо; 15 – замочное кольцо; 16 — регулировочные шайбы; 17 и 33 — крышки; 18 — рычаг; 19 — резиновая заглушка; 20 — палец поводка; 21 — поводок; 22 — возвратная пружина; 23 — якорек; 24 — шпилька крепления реле; 25 — тяговое реле; 26 — обмотка; 27 — контактная пластина; 28 — крышка реле; 29 — штекерный вывод обмотки реле; 30 — зажимы; 31 — защитная лента; 32 — щеткодержатель; 34 — тормозной диск; 35 — конус; 36 — коллектор; 37 — шпилька; 38 — изоляционная трубка.

Катушки последовательной обмотки возбуждения имеют небольшое число витков неизолированного медного провода прямоугольного сечения марки ПММ. Между витками катушки прокладывают электроизоляционный картон толщиной 0,2...0,3 мм. Катушки параллельной обмотки наматываются изолированным круглым проводом ПЭВ-2. Снаружи катушки изолируют хлобчатобумажной лентой, пропитываемой лаком.
Ток к обмотке возбуждения проводится через главные контакты тягового реле по многожильному проводу или медной шине, проходящим через изоляционные втулки в корпусе или задней крышке.
Сердечник якоря представляет собой пакет стальных пластин. Применение шихтованного сердечника уменьшает потери на вихревые токи. Пакет якоря напрессован на вал.
Полузакрытые или закрытые пазы якорей имеют прямоугольную или грушевидную форму. Прямоугольная форма обеспечивает лучшее заполнение паза прямоугольным проводом. Грушевидные пазы удобны для размещения двухвитковых секций.
Обмотка якоря укладывается в пазы сердечника. Применяются простые волновые и простые петлевые обмотки с одно- и двухвитковыми секциями. Двухвитковые секции характерны для электродвигателей небольшой мощности. Одновитковые секции выполняются из неизолированного прямоугольного провода марки ПММ. Обмотки с двухвитковыми секциями наматываются круглым изолированным проводом. Одновитковые секции закладываются в пазы с торца пакета якоря. Проводники в пазах изолируются друг от друга и от пакета пластин электроизоляционным картоном. По схеме волновой обмотки число пазов якоря четырехполюсного электродвигателя должно быть нечетным и у отечественных электростартеров находится в пределах 23...33.
На лобовые части обмотки якоря накладывают бандажи из нескольких витков стальной проволоки, намотанных на прокладку из электроизоляционного картона и скрепленных металлическими скобамии, хлобчатобумажного или капронового шнура.
Концы секций обмотки якоря припаиваются в прорезях петушков к пластинам коллектора. В электростартерах применяются сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке, цилиндрические и торцевые коллекторы на пластмассе.
Цилиндрические коллекторы набирают в виде пакета медных пластин, изолированных прокладками из миканита, слюдината или слюдопласта.
Пластины в сборном коллекторе закрепляются металлическими нажимными кольцами и изоляционными конусами по опорным поверхностям пластин, выполненным по форме, напоминающей ласточкин хвост. Металлическая втулка, напрессовываемая на вал, изолируется от медных пластин миканитовой цилиндрической втулкой. Вследствие податливости изоляционных миканитовых конусов первоначальная форма сборного цилиндрического коллектора в процессе эксплуатации может изменяться, что приводят к усилению искрения под щетками, повышенному износу пластин коллектора и щеток. Коллекторы на пластмассе допускают применения коллекторных пластин с разнообразной формой опорной части. Пластмассовый корпус плотно охватывает сопряженные поверхности пакета коллекторных пластин и независимо от конфигурации и точности изготовления опорных частей пластин обеспечивает высокую монолитность конструкции и упрощает технологический процесс изготовления коллектора.
Замена цилиндрических коллекторов торцевыми снижает расход коллекторной меди и повышает срок службы щеточно-коллекторного узла. Якорь вращается в двух или трех опорных с бронзографитовыми или металлокерамическими подшипниками скольжения.
Задние крышки электростартеров с цилиндрическими коллекторами отливаются из цинкового, алюминиевого сплава или штампуются из стали. К крышке 33 крепятся четыре коробчатых щеткодержателя 32 радиального типа с щетками и спиральными пружинами. Щеткодержатели изолированных щеток отделены от крышки прокладками из текстолита или другого изоляционного материала. В стартерах с торцевыми коллекторами щетки размещаются в пластмассовой или металлической траверзе и прижимаются к рабочей поверхности коллектора цилиндрическими пружинами.
В 12-вольтовых стартерах используются меднографитные щетки марок МГСО и МГС20 с добавкой олова и свинца, которые улучшают коммутацию, уменьшают износ коллектора и падение напряжения под щетками. Щетки МГC5 и МГС51 устанавливаются в двадцатичетырехвольтовых стартерах. Плотности тока в стартерных щетках на рабочих режимах достигают 50...120 А/см2. Щетки имеют канатики и присоединяются к щеткодержателям с помощью винтов. Обычно щетки устанавливаются на геометрической нейтрали. На некоторых стартерах против направления вращения. Волновая обмотка якоря имеет две параллельных ветви и позволяет ограничиться установкой двух щеток, однако на стартерах с целью уменьшения плотности тока устанавливается полное число щеток, равное числу полюсов.
Алюминиевые или чугунные передние крышки 17 имеет установочные фланцы с двумя или большим числом отверстий под болты или шпильки крепления стартера к картеру маховика или сцепления и посадочные пояски. Фланцевое крепление обеспечивает необходимую точность взаимного расположения шестерни стартера относительно венца маховика при снятии и повторной установке стартера.
Передняя и задняя крышки крепятся к корпусу стяжными болтами.
Дистанционно управляемое тяговое реле 25 обеспечивает ввод шестерни 13 в зацепление с венцом маховика и подключает стартерный электродвигатель к аккумуляторной батарее. Реле имеет одну или две обмотки (вытягивающую и удерживающую), намотанные на латунную втулку, в которой свободно перемещается стальной якорь с контактной пластиной 27. Два неподвижных контакта в виде контактных болтов 30 установлены в пластмассовой или металлической крышке реле. Втягивающая обмотка 26, подключенная параллельно контактом реле, при включении реле действует согласно с удерживающей обмоткой и создает достаточную притягивающую силу, когда зазор между якорем и сердечником максимален. При замыкании главных контактов втягивающая обмотка замыкается накоротко и выключается из работы. В двухобмоточном реле удерживающая обмотка, рассчитанная в основном на удержание якоря реле в притянутом состоянии, намотана проводом меньшего сечения, чем втягивающая обмотка.
Механизм привода стартера расположен на шлицевой части вала. Муфта свободного хода 12 привода обеспечивает передачу вращающего момента от вала якоря маховику в период пуска и препятствует вращению якоря маховиком после пуска двигателя.
Электростартеры с принудительным перемещением шестерни имеют роликовые, фрикционные и храповые муфты свободного хода. Наибольшее распространение получили роликовые муфты (рис. 2.2), бесшумные в работе и технологичные по конструкции, способные при небольших размерах передавать значительные вращающие моменты.

Рис. 2.2. Приводной механизм стартера с плунжерной муфтой свободного хода.
1 – ролик; 2 – плунжер; 3 – пружина прижимная; 4 – упоры пружины; 5 – обойма наружная ведущая; 6 – кольцо замковое; 7- чашка; 8 – вспомогательная пружина; 9 – втулка отвода; 11 – пружина буферная; 12 – втулка; 13 – кольцо центрирующее; 14 – обойма ведомая; 15 – пластина металлическая; 16 – кожух муфты; 17 – шестерня привода; 18 – вкладыш.

Рабочие поверхности ведущей звездочки 5 представляют собой логарифмическую спираль, спираль Архимеда или окружность со смещенным центром, что позволяет получить постоянный угол заклинивания в 4...6. При включении муфты в работу ведущая обойма 5 поворачивается относительно еще неподвижной ведомой 14, ролики 1 под действием прижимных пружин 3 и сил трения перемещаются в узкую часть клиновидного пространства и муфта заклинивается. После пуска двигателя частота вращения шестерни 17 привода и связанной с ней ведомой обоймы превышает частоту вращения ведущей обоймы, ролики переходят в широкую часть клиновидного пространства между обоймами, поэтому передача вращения от венца маховика к якорю исключается.
Воздействие центробежных сил на ролики и плунжеры 2 требует применения прижимных пружин с большими установочными усилиями. При неустойчивом пуске возникают значительные ускорения. Действующие на ролики и плунжеры центробежные силы могут превысить усилия прижимных пружин и привести к динамической пробуксовке муфты.
При резких динамических ударах роликов по плунжерам деформируются юбка и дно плунжера 2, упоры 4 в плунжерном отверстии обоймы и пружины. Результатом является неравномерное заклинивание роликов, перегрузка отдельных элементов, снижение надежности работы.
Шестерню 17 привода и обоймы муфт свободного хода для повышения механической прочности и износоустойчивости изготавливают из высоколегированной стали. Чтобы предотвратить смещение пружин 3 и обеспечить стабильность прижимного усилия, используют специальные упоры 4. Центрирующее кольцо 13 уменьшает радиальное биение обоймы, ограничивает перекос муфты при заклинивании роликов и улучшает работу привода в режиме обгона.
Электромагнитное тяговое реле воздействует на механизм привода с помощью рычага включения через разрезную поводковую муфту, состоящую из двух половин. Со стороны втулки отвода 9 расположена вспомогательная пружина 8, упирающаяся в чашку 7. Такое устройство позволяет разомкнуть главные контакты тягового реле путем сжатия вспомогательной пружины при перемещении втулки отвода возвратной пружиной в тех случаях, когда шестерню привода заедает в зубчатом венце маховика после отключения стартера.
Схема дистанционного управления стартером приведена на рис. 2.3. При переводе включателя зажигания S1 в положение стартования, контакты KV1:1 дополнительного реле KV1 подключают втягивающую КА2:1 и удерживающую КV2 обмотки тягового реле к аккумуляторной батарее GB. Под действием намагничивающей силы двух обмоток якорь тягового реле перемещается и с помощью рычага включения вводит шестерню стартера в зацепление с венцом маховика. В конце хода якоря реле замыкаются основные контакты КА2:1 тягового реле и GB оказывается соединенной со стартерным электродвигателем М.
Контакты КА2:1 замыкаются раньше, чем шестерни полностью войдет в зацепление с венцом маховика. Дальнейшее перемещение шестерни до упорного кольца на валу происходит за счет осевого усилия в винтовых шлицах вала якоря и направляющей муфты втулки свободного хода.


Рис. 2.3. Электрическая схема дистанционного управления стартером.
S1 – выключатель зажигания; KV1 – обмотка дополнительного реле; KV1:1 – контакты дополнительного реле; КА2 – втягивающая обмотка тягового реле стартера; KV2 – удерживающая обмотка тягового реле стартера; КА2:1 – контакты тягового реле стартера; GB – аккумуляторная батарея; М – якорь стартера.

Если при запуске шестерня стартера упирается в венец маховика, якорь реле все равно продолжает двигаться, сжимая буферную пружину, и замыкает контакты КА2:1. Якорь стартера вместе с приводом начинают вращаться, и как только зуб шестерни устанавливается напротив впадины зубчатого венца маховика, шестерня под действием буферной пружины и осевого усилия в шлицах входит в зацепление с маховиком.
Шестерня остается в зацеплении до тех пор, пока водитель не отключить питание дополнительного реле стартера. После размыкания контактов КV1:1 дополнительного реле втягивающая КА2 и удерживающая KV2 обмотки тягового реле оказываются включенными последовательно, получая питание через контакты КА2:1. Число витков обеих обмоток одинаково и по ним проходит один и тот же ток. Так как направление тока во втягивающей обмотке в этом случае изменяется, обмотки действуют встречи и создает два равных, но противоположно направленных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается и возвратная пружина, перемещая якорь реле в исходное положение, размыкает главные контакты и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика.

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты
3.1. Стартеры в сборе, разрезанные образцы, щиты с деталями и плакаты.
3.2. Приспособления и инструменты, необходимые для разборки и сборки электростартера.

4. Порядок выполнения работы
Разобрать стартер.
Нарисовать схему внутренних соединений катушек обмотки возбуждения и обмотки якоря.
Нарисовать эскиз магнитной системы стартерного электродвигателя.
Определить число пазов, число витков в секциях обмотки якоря, число коллекторных пластин.
Нарисовать схему обмотки якоря и рассчитать её шаги.
Привести частичную разборку тягового реле.
Нарисовать магнитную систему тягового реле.
Нарисовать схему соединения обмоток реле.
4.9. Собрать тяговое реле в порядке, обратном разборке.
4.10. Собрать стартер в порядке, обратном разборке.
5. Содержание отчета
Тип изучаемого стартера и его техническая характеристика.
Краткое описание особенностей устройства и принципа работы стартера.
Схема внутренних соединений катушек обмотки возбуждения и обмотки якоря.
Эскиз магнитной системы стартерного электродвигателя.
Эскиз магнитной системы тягового электромагнитного реле.
Схема соединений обмоток тягового реле.
Схема управления электростартером.
6. Контрольные вопросы
Из каких основных реле узлов и деталей состоит электростартер?
Какие возможны схемы внутренних соединений обмоток возбуждения и якоря в электростартерах?
Почему пакет якоря набирается из стальных пластин?
Почему пакеты якорей четырехполюсных стартерных электродвигателей с волновой обмоткой имеют нечетное число пластин?
Какой тип щеткодержателей пршленяется в электростартерах?
Какие типы коллекторов применяются в электростартерах?
Почему удерживающая и втягивающая обмотки тягового реле имеют одинаковое число витков, но намотаны проводами разного сечения?
Каково назначение пружин привода?
Можно ли в четырехполюсном электродвигателе с волновой обмоткой ограничиться установкой двух щеток?
6.10.Каковы преимущества стартеров смешанного возбуждения?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Устройство автомобильного вентильного генератора с клювообразным ротором

1. Цель работы
Изучение устройства и принципа работы автомобильного вентильного генератора с клювообразным ротором (на примере генератора Г 250).

2. Краткие сведения
В настоящее время на автомобилях и тракторах с электропуском применяются системы электропитания постоянного тока, так как при этом просто и надежно осуществляется параллельная работа генератора с аккумуляторной батареей. Поэтому при применении на автомобиле в качестве источника электропитания синхронного генератора переменного тока его мощность выпрямляется, т.е. в автотракторной системе электропитания применяется вентильный генератор. Генератор на автомобиле предназначен для питания всех электропотребителей автомобиля при работающем двигателе внутреннего сгорания.
Автомобильный вентильный генератор представляет собой синхронную трехфазную машину с выпрямлением всей мощности полупроводниковым выпрямителем. Электрическая схема вентильного генератора показана на рис. 3.1. Обмотка возбуждения, питаемая постоянным током от выпрямителя, создает магнитный поток возбуждения Ф (ротора). Магнитное поле возбуждения, вращаясь вместе с ротором, пересекает проводники фазных обмоток якоря, расположенные в пазах статора.
Вследствие этого в фазных обмотках якоря индуктируются переменные Э.Д.С. ЕФА, ЕФВ, ЕФС одинаковой величины и частоты, но сдвинутые по фазе на 120.


Рис. 3.1. Электрическая схема вентильного генератора.

Э.Д.С. фазы обмотки якоря определяется выражением:

где - частота перемагничивания зубца якоря, сек;
kФ – коэффициент формы поля;
Ф – магнитный поток возбуждения (ротора), Вб;
W1 – число витков фазы обмотки якоря;
k0 – обмоточный коэффициент обмотки якоря;
n – частота вращения ротора генератора, об/мин
Величина линейной Э.Д.С. на выходе синхронного трехфазного генератора зависит от схемы соединения фазных обмоток статора:
при соединении в звезду (Y)
при соединении в треугольник (∆)
При подключении к обмотке якоря нагрузки Rнагр в обмотках якоря (статора) появляются токи IФА, IФВ, IФС. Магнитное после, созданное этими токами, вращаются в пространстве с той же скоростью, что и ротор, т.е. синхронно. Отсюда и название синхронный генератор.
Рассмотрим работу трехфазного генератора с выпрямителем на нагрузку (Rнагр.) при соединении обмотки якоря в звезду. Концы фазных обмоток генератора соединены с выпрямителем, собранным по трехфазной двухполупериодной схеме (схема А.Н.Ларионова). В этой схеме применены шесть вентилей. В верхней группе вентилей положительной полярности (1,3,5) катоды электрически связаны между собой, в нижней группе вентилей отрицательной полярности (2,4,6) аноды электрически связаны между собой. Теоретически в такой схеме в проводящем направлении работают из верхней группы вентиль, у которого анод имеет наиболее высокий потенциал, и из нижней группы вентиль, у которого катод имеет более низкий потенциал. Следовательно, в любой момент времени работают два вентиля: один положительной полярности (верхний), другой отрицательной полярности (нижний) и каждый вентиль пропускает ток в течение одной трети периода.
Отличительной особенностью автомобильного вентильного генератора от генератора общепромышленного назначения является: многополюсный ротор клювообразного типа с обмоткой возбуждения, состоящей из одной катушки, размещенной внутри ротора; малая осевая длина и увеличенный диаметр электрической машины; малое число пазов на полюс и фазу q(1 (реже 2).
где
z1 – число пазов якоря; р – число пар полюсов; m - число фаз.

Рис. 3.2. Клювообразный полюсный наконечник (6-ти полюсный)

Многополюсный ротор при одной катушке возбуждения получается за счет применения полюсного наконечника специальной формы – клювообразный полюсный наконечник (рис. 3.2.). На рис. 3.3 приведена конструктивная схема магнитной системы и обмоток такого генератора (продольный и поперечный разрез). При подаче постоянного напряжения на щетки 6 по обмотке возбуждения 2 протекает постоянный ток возбуждения IВ. На рис. 3.3 знаком • обозначен ток возбуждения, текущий на нас, знаком + - ток, текущий от нас. Ток возбуждения вызывает магнитный поток Ф, направленный по оси генератора. Силовая линия магнитного потока возбуждения показана пунктирной линией, а направление потока - стрелками.

Рис. 3.3. Конструктивная схема генератора.
1 – втулка; 2 – обмотка возбуждения; 3 – клювообразные полюсные наконечники; 4 – пакет якоря; 5 – обмотка якоря; 6 – щетки; 7 - контактные кольца; 8 – изоляционная втулка; 9 – вал.

Возникший магнитный поток проходит по магнитной цепи генератора, а именно, по втулке через стык между втулкой и кольцом полюсного наконечника со стороны контактных колец (к.к.), по клювам полюсного наконечника, по рабочему воздушному зазору, по зубцам пакета якоря, по ярму, зубцам, рабочему зазору, через клювы и сборное кольцо полюсного наконечника со стороны противоположной контактным кольцам, через стык между сборным кольцом и втулкой возвращается на втулку. На рис. 3.3, показано, что магнитный поток выходит из клювов полюсного наконечника со стороны к.к. и выходит в клювы полюсного наконечника с противоположной стороны, т.е. клювы одного полюсного наконечника можно считать полюсами N, а клювы другого наконечника полюсами S. Таким образом, в рассматриваемой выше конструкции при одной катушке возбуждения имеем многополюсный индуктор.
Малое число пазов на полюс и фазу позволяет применять пакет с малым числом пазов и технологичные обмотки. В этом случае обмотки состоят из отдельных катушек. Так при q=0,5 каждая катушка размещается на одном зубце, а при q=1,0 каждая катушка размещается на трех зубцах.
Устройство автомобильного вентильного генератора с клювообразным ротором рассмотрим на примере генератора Г 250.
Генератор Г 250 (рис. 3.4 а и б) выполнен из следующих основных узлов: якоря - статора, индуктора - ротора, крышек со стороны привода и контактных колец, вентилятора.


Рис. 3.4. а. Генератор Г 250

Рис. 3.4. Генератор Г 250
1 – обмотка якоря; 2 – пакет якоря; 3 – полюсный наконечник; 4 – обмотка возбуждения; 5 – втулка; 6 – вал; 7 – передняя крышка; 8 – вентилятор; 9 – шкив; 10 – подшипник передний; 11 – стакан; 12 – разрезное кольцо; 13 – шпонка; 14 – гайка; 15 – втулка; 16 – крышка подшипника; 17 – винт; 18 – задняя крышка; 19 – положительный теплоотвод БПВ; 20 – отрицательный теплоотвод БПВ; 21 – отрицательный вентиль; 22 – изоляционные втулки; 23 – вывод переменного тока БПВ; 24 – винт; 25 – подшипник задний; 26 – крышка подшипника; 27 – гайка; 28 – контактные кольца; 29 и 30 – отрицательная и положительная щетки; 31 – щеткодержатель; 32 – вывод Ш; 33 – винт щеткодержателя; 34 – каркас; 35 – стяжной винт; 36 – клемма +; 37 – клемма -; 38 – положительный вентиль.

Якорь состоит из пакета 2 и обмотки 1. Пакет 2 набирается из пластин электротехнической стали толщиною 1,0 мм каждая. Две крайние пластины для увеличения жесткости изготовлены из стали 10 м имеют толщину 2(0,13 мм. Пластины по наружной поверхности пакета соединены в шести местах сваркой. Пакет является магнитопроводом якоря.
Внутренняя часть пакета имеет 18 равномерно расположенных по окружности пазов трапецеидального сечения, в которые помещена распределенная однослойная обмотка якоря 1. На каждом зубце расположена одна катушка (всего 18 катушек). Каждая катушка обмотки 1 состоит из 13 витков медного провода марки ПЭВ-2 диаметром 1,35/1,46 мм. Катушки соединены в фазы: 1, 4, 7, 10, 13, 16 - в фазу А; 2, 5, 8, 11, 14, 17 - в фазу В; 3, 6, 9, 12, 15, 18 - в фазу С. Число витков в фазе - 78. Фазные обмотки соединены по схеме "звезда". Выводы фазных обмоток для присоединения к выпрямителю снабжены наконечниками.
Индуктор состоит из вала 6, двух клювообразных наконечников (полюсных) 3, втулки 5, обмотки возбуждения 4 и контактных колец 28.
Втулка 5 и примыкающие к её торцам два клювообразных полюсных наконечника 3, имеющий каждый по шесть полюсов, образуют 12-полюсную магнитную систему.
Клювообразные полюсные наконечники 3 выполняются холодной штамповкой из полосовой стали толщиной 12 мм с последующей обработкой по наружному диаметру. Для снижения магнитного шума часть ротора наружной поверхности полюса имеет скосы (на сбегающем крае).
Обмотка возбуждения 4 наматывается на каркас 34 в несколько рядов и состоит из 490(10 витков медного провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,74/0,83 мм. При намотке провод в рядах укладывают плотно виток к витку и между рядами прокладывают слои конденсаторной бумаги. Сверху обмотку обклеивают крепированной бумагой, которая образует слой наружной изоляции. Сопротивление обмотки в холодном состоянии 3,7(0,2 Ома. Выводы обмотки возбуждения проходят между полюсами, в проточке торца полюсного наконечника со стороны контактных колец, под изоляционными втулками контактных колец и припаиваются к двум изолированным друг от друга и от вала медным контактным кольцам 28.
Втулка 5 и полюсные наконечники 3 магнитопровода ротора, контактные кольца 28 закреплены на валу посредством прессовой посадки на накатку вала.
Ротор динамически балансирует в двух плоскостях, допустимая динамическая неуравновешенность в каждой плоскости 4 г∙см. На вал со стороны контактных колец установлен (по плотной посадке) шариковый подшипник 25.
Якорь и ротор для повышения электрической прочности, теплопроводности и цементирования витков катушек пропитывают компаундами или лаками.
Якорь генератора центрируется в расточках крышек 7 и 18. Крышки стягиваются четырьмя стяжными винтами 35.
Крышки 7, 18 выполняются из алюминиевого сплава методом литья под давлением. Посадочные места под подшипники и отверстия в лапах для крепления генератора к двигателю для предотвращения износов армированы стальными втулками. В крышках установлены закрытые шарикоподшипники 10, 25 с двухсторонним резиновым уплотнением и одноразовой кремнийорганической смазкой.
Крышки со стороны привода (передняя) в сборе состоит из собственно крышки 7 и узла подшипника.
Крышка со стороны привода 7 снабжена двумя лапами для установки генератора на двигателе и для осуществления натяжения приводного ремня и имеет вентиляционные отверстия и два резьбовых отверстия для снятия крышки с вала в процессе разборки генератора. В крышке установлен опорный подшипник 10, не допускающий осевого перемещения вала (наружная и внутренняя обоймы подшипника не имеют осевого перемещения).
Крышка со стороны контактных колец (задняя) в сборе, состоит из собственно крышки 18, выпрямительного блока (19(23) и щеткодержателя 31 со щетками 29 и 30;
Крышка со стороны контактных колец 18 имеет вентиляционные отверстия и лапу для крепления генератора на двигателе. На крышке двумя винтами 33 крепится пластмассовый щеткодержатель 31, в направляющих отверстиях которого находятся две прямоугольные щетки 29 и 30 марки M1 размерами 6,0x6,5x15 мм. Одна щетка 29 соединена с массой генератора, другая 30 - медным канатиком с клеммой Ш-32 генератора. При сборке в гнездо крышки 18 входит наружная обойма подшипника 26, насаженного внутренней обоймой плотно на вал. Гнездо допускает осевое перемещение наружной обоймы подшипника, необходимое для выбора допусков при сборке генератора, а также для предотвращения заклинивания машины при температурных изменениях размеров вала. Следовательно, подшипник со стороны контактных колец является направляющим.
Внутри крышки монтируется трехфазный двухполупериодный выпрямительный блок ШВ-4-45; выполненный на автомобильных вентилях типа ВА 20 (рис. 3.4 и рис. 3.5).
Блок состоит из положительного теплоотвода 19 с тремя впрессованными положительными вентилями 37 типа ВА 20П и отрицательного теплоотвода 20 с тремя впрессованными отрицательными вентилями 21 типа ВА 200. Теплоотвода - это пластины из алюминиевого сплава, в которых предусмотрены гнезда для запрессовывания вентилей.

Рис. 3.5. Выпрямительный блок БПВ-4-45.
19 и 20 – положительный и отрицательный теплоотводы; 37 и 21 - положительный и отрицательный вентили; 23 – вывод переменного тока БПВ

Положительный вентиль - это вентиль, у которого катод соединен с корпусом вентиля. Отрицательный вентиль - это вентиль, у которого анод соединен с корпусом вентиля. Такое выполнение вентилей позволило существенно упростить выпрямительный блок.
Положительный теплоотвод 19 одновременно является положительным выводом, отрицательный теплоотвод 20 - отрицательным выводом выпрямителя. Теплоотводы соединены между собой тремя винтами 23, изолированными от пластин втулками 22, 38. Винты 23, на которых происходит соединение катода положительного вентиля с анодом отрицательного вентиля и вывода фазной обмотки, являются выводом переменного тока выпрямителя ~. С указанных трех выводов 23 можно снимать переменное линейное напряжение генератора.
Теплоотводы 19 и 20 имеют вентиляционные отверстия, причем отверстия в отрицательном теплоотводе находятся против положительных вентилей. Таким образом, вентили находятся в потоке охлаждающего воздуха, что и обеспечивает хорошее охлаждение выпрямительного блока.
Блок с помощью болта, который является плюсовой клеммой генератора 36 и винта 37, который является минусовой клеммой генератора, закрепляется в крышке генератора со стороны контактных колец (рис. 3.4 б). Кроме того, для повышения вибропрочности предусмотрено дополнительное крепление теплоотводов к крышке.
Выпрямительный блок БПВ-4-45 ремонтоспособен - можно проводить замену вышедшего из строя вентиля.
Для охлаждения катушек обмотки якоря, обмотки возбуждения, контактных колец, а также кремниевых диодов выпрямителя в генераторе применена протяжная вентиляция, осуществляемая с помощью вентилятора 8, связанного с приводным шкивом 9 генератора. Крыльчатка генератора штампования, изготовлена из тонколистовой стали и имеет десять лопастей. Шкив генератора литой из чугуна.
Разъемное соединение обмотки якоря с выпрямителем, осуществляемое на клеммах выпрямителя 23 (рис. 3.5), обеспечивает удобство сборки и возможность разборки и ремонта генератора. Выводные болты генератора - клемма +, - и Ш - расположены на торце крышки со стороны щеточного узла, что обеспечивает удобный доступ к ним на автомобиле.
Генераторы переменного тока типа Г 250 устанавливаются как на легковых (ГАЗ-24, Волга - генератор Г 250 E1; Москвич-408, - 412 - генератор Г 250 Ж1), так и на грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности с 12-вольтовой системой электрооборудования (ЗИЛ-130 - генератор Г 250 И1; ГАЗ 66 - генератор Г 250 B1; ГАЗ 53 - генератор Г 250 Г1; УАЗ-451 Д - генератор Г 250 A1). Все модификации генератора переменного тока типа Г 250 (Г 250 A1, -Б1, -B1, -Г1, -Д1, -E1, -И1, -Ж1) полностью унифицированы, а отличаются лишь размерами приводных шкивов.
Привод генератора на автомобиле осуществляется, в основном от двигателя внутреннего сгорания через ременную передачу. Ременная передача отличается эластичностью, бесшумностью в работе и простотой конструкции. Однако она имеет большие размеры (шкивы, ремень), значительный износ ремня и требует контроля и периодического натяжения ремня.
При ременной передаче обычно крепление генератора к двигателю производят на кронштейне. Применяют два варианта схем ременного привода:
- клиновидный ремень охватывает ведущий шкив, расположенный на коленчатом валу двигателя, шкив вентилятора и шкив генератора (привод на три шкива);
- генератор приводится во вращение индивидуальным приводом.

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты
Генератор Г 250 в сборе, разрезные образцы, щиты с деталями и плакаты.
Приспособления и инструменты, необходимые для разборки и сборки генераторов.

4. Порядок проведения работы
Разобрать генератор.
Ознакомиться с устройством отдельных деталей и узлов генератора.
Вычертить электрическую схему соединения обмоток якоря, возбуждения и диодов выпрямителя и обозначить выводы генератора.
Вычертить эскиз магнитной системы генератора (продольный и поперечный разрезы) и разместить обмотки.
Определить количество пазов пакета, материал пазовой изоляции, количество катушек в якоре, число катушек в фазе, форму катушки, тип обмотки, дать эскиз паза.
Определить число полюсов, количество катушек, форму обмотки возбуждения, крепление выводов обмотки и проследить прокладку выводов до контактных колец.
Вычертить эскиз устройства выпрямителя.
Вычертить эскиз устройства щеточно-контактного узла.
Вычертить эскиз системы вентиляции.
4.10.Вычертить эскиз установки (крепление) генератора на двигателе.
4.11. Нарисовать схему обмотки якоря.
4.12. Ознакомиться с параметрами генератора (мощность, напряжение, начальная частота возбуждения генератора в режимах холостого хода, расчетной и полной нагрузки).
4.13. Собрать генератор. Сборка генератора производится в последовательности, обратной процессу разборки генератора.

5. Содержание отчета
Тип изучаемого генератора и его краткая техническая характеристика.
Последовательность осуществления сборки генератора.
Описание принципа работы вентильного генератора с приведением электрической схемы вентильного генератора (схема включения обмоток генератора и диодов выпрямителя).
Краткое описание устройства клювообразного вентильного генератора.
Эскизы магнитной цепи генератора (продольный и поперечный) с указанием пути основного магнитного потока.
Эскиз щеточно-контактного узла.
Эскиз выпрямительного блока.
Эскиз охлаждения генератора с указанием типа исполнения рассматриваемого генератора по способу охлаждения.

6. Контрольные вопросы
К какому типу генераторов относится автомобильный генератор Г 250?
Из каких узлов и деталей состоит генератор и в какой последовательности осуществляется сборка генератора?
Что такое вентильный генератор и как он работает?
В чем особенности устройства вентильных автомобильных генераторов по сравнению с генераторами общепромышленного назначения?
Как устроен индуктор генератора?
Как устроен якорь?
Из какого материала выполнены втулка ротора, клювы, пакет якоря, крышки?
6.8. Каково назначение и устройство щеточно-контактного узла?
6.9. Каково назначение и устройство выпрямителя?
6.10. Что достигается применением в выпрямительном блоке диодов разной полярности?
6.11 Как осуществляется охлаждение генератора?
6.12.Какие подшипники применены в генераторе?




















ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Устройство контактно-транзисторных реле-регуляторов

1. Цель работы
Изучение устройства и принципа действия автотранспортного контактно-транзисторного реле-регулятора (на примере реле-регулятора РР 362).

2. Краткие сведения
Контактно-транспортный реле-регулятор РР 362 предназначен для регулирования напряжения генератора переменного тока в 12-вольтовой системе электрооборудования и состоит из следующих основных функциональных элементов:
регулирующего элемента - полупроводникового германиевого транзистора;
управляющего электромагнитного регулятора напряжения;
электромагнитного реле защиты транзистора от коротких замыканий в цепи возбуждения генератора.
Принципиальная схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР 362 представлена на рис. 4.1. Регулятор напряжения и реле защиты имеют аналогичную конструкцию и представляют собой электромагнитное реле клапанного типа.
Магнитная система регулятора напряжения и реле защиты включает в себя П-образное ярмо, сердечник с обмоткой и якорей. Сердечник, якорек и ярмо изготовлены из малоуглеродистой стали и являются магнитопроводом.
Электромагнитный регулятор напряжения имеет две пары контактов KV1:1 и KV1:2. Верхняя пара контактов KV1:1 в нерабочем состоянии, постоянно замкнута. Подвижной контакт регулятора напряжения и реле защиты (контакт якоря) электрически соединен с корпусом (магнитопроводом) реле. Обмотка регулятора напряжения KV1, выполненная из провода марки ПЭТВ, диаметром 0,29 мм имеет 1240 витков, сопротивление 17 Ом. Для повышения частоты переключения транзистора VT в схему введено сопротивление обратной связи R4=240 Ом. Для компенсации влияния температуры окружающей среды на уровень регулируемого напряжения генератора обмотка регулятора напряжения KV1 включена через термокомпенсирующее сопротивление RK=15 Ом намотанное проводом диаметром 0,3 мм, содержащее 82 витка, к общей точке ускоряющего сопротивления R1 и добавочного сопротивления R2. Ускоряющее сопротивление R1, равное 4,5 Ома, выполнено из провода марки ПЭК, диаметром 0,3 мм, содержит 23 витка.

Рис. 4.1. Электрическая схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР 362:
KV1 – обмотка регулятора напряжения; RK – сопротивление термокомпенсирующее; R1 – сопротивление ускоряющее; R2 – сопротивление добавочное; KV1:1, KV1:2 – контакты регулятора напряжения; KV2:1 - контакты реле защиты; VT – транзистор; VD1 - диод смещения; VD2 – диод гасящий; КV2 – обмотка реле защиты; R3 – сопротивление базы; R4 - сопротивление обратной связи; В3, Ш, М – клеммы реле-регулятора.

Добавочное сопротивление представлено резистором типа МЛТ-2 и составляет 62 Ома. На сердечнике электромагнита реле защиты расположена обмотка KV2, которая включена через нормально-замкнутые контакты KV1:1 и диод смещения VD1 параллельно транзистору VT. Обмотка реле защиты KV2, как и обмотка регулятора напряжения KV1, наматывается проводом марки ПЭТВ, диаметром 0,29 мм, имеет 1240 витков и сопротивление 17 Ом.
В отсеке, отделенном от блока электромагнитных реле перегородкой, имеющейся на внутренней части крышки, выполненной литьем из цинкового сплава, расположены транзистор VT типа П 217 и два диода - диод смещения VD1 типа Д 242 и гасящий диод VD2 типа КД 202. Транзистор VT, который для лучшего охлаждения крепится на теплоотводе, работает в режиме ключа и управляется нормально-разомкнутнми серебряными контактами регулятора напряжения KV1:2.
В цепь базы транзистора для обеспечения необходимой степени его насыщения включено сопротивление R3 величиной 40 Ом.
Диод смещения VD1 служит для обеспечения необходимой величины запирающего напряжения на входе транзистора и моменты его запертого состояния, когда контакты КV1:2 замыкаются.
Защита транзистора VT от перенапряжений, обусловленных индуктивностью обмотки возбуждения генератора, обеспечивается гасящим диодом VD2, включенным параллельно обмотке возбуждения.
Регулятор напряжения, реле защиты и теплоотвод транзистора крепятся на текстолитовой панели, устанавливаются в корпусе реле-регулятора, выполненном методом литья из цинкового сплава ЦАМЧ-1, и сверху закрываются крышкой. В блоке электромагнитных реле под панелью расположены сопротивления. Крышка над блоком полупроводниковых элементов имеет отверстия (жалюзи) для улучшения условий отвода тепла от транзистора.
Между крышкой и основанием расположена уплотнительная резиновая прокладка.
На реле-регуляторе РР 362 имеются две клеммы: клемма Ш, которая соединяется с обмоткой возбуждения генератора через клемму Ш на генераторе, и клемма В3 (плюсовой вывод реле-регулятора), соединяющаяся через контакты включателя зажигания с плюсовой клеммой генератора. Это сделано для того, чтобы при не работающем двигателе (при отключенном включателе зажигания) не было бы разряда аккумуляторной батареи через реле-регулятор на обмотку возбуждения генератора.
Масса М (минусовой вывод, выполненный в виде винта) реле-регулятора соединена с массой (минусовым выводом) генератора.
Принцип действия регулятора напряжения и реле защиты заключается в следующем:
В нерабочем состоянии нижняя пара контактов регулятора напряжения KV1:2 и контактная пара реле защиты KV2:1 за счет усилия пружин находятся в разомкнутом состоянии. При малой частоте вращения ротора генератора, когда напряжение его ниже величины регулируемого напряжения (13,8…14,6 В), германиевый транзистор VT открыт и сопротивление его перехода эмиттер-коллектор осень мало. Через обмотку возбуждения генератора протекает ток возбуждения, который замыкается по цепи: клемма В3, диод смещения VD1, переход эмиттер-коллектор транзистора VT, клемма Ш, обмотка возбуждения генератора и масса. В этом случае величина тока возбуждения определяется в основном только сопротивлением обмотки возбуждения генератора.
Одновременно ток протекает и по цепи обмотки регулятора напряжения и по цепи реле защиты. После диода смещения VD1 часть тока ответвляется по пути: ускоряющее сопротивление R1, обмотка регулятора напряжения KV1, термокомпенсирующее сопротивление RK, масса, а также ток протекает через замкнутые контакты KV1:1 регулятора напряжения на обмотку реле защиты KV2. однако контакты реле защиты остаются в разомкнутом состоянии, так как величина тока в обмотке KV2 ограничена сопротивлением обмотки возбуждения и недостаточна для необходимого намагничивания сердечника реле-защиты и притяжения его якорька.
При достижении генератором напряжения, равного регулируемому напряжению, электромагнитное усилие, создаваемое ампервитками обмотки регулятора напряжения KV1, преодолевает усилие пружины. Якорек реле притягивается к сердечнику и контакты КV1:2 замыкаются. При этом на базу транзистора VТ подается положительный потенциал, превышающий потенциал эмиттера на величину падения напряжения на диоде смещения VD1 за счет протекания через него тока, и транзистор VT надежно запирается.
При запирания транзистора в цепь обмотки возбуждения последовательно включается ускоряющее сопротивление R1 и добавочное сопротивление R2, ток возбуждения генератора резко уменьшается и напряжения генератора снижается. Последнее приводит к размыканию контактов KV1:2 регулятора напряжения и транзистор VT снова открывается.
В дальнейшем вес процесс замыкания и размыкания контактов KV1:2 электромагнитного регулятора напряжения периодически повторяется, что и обеспечивает регулирование напряжения генератора в необходимых пределах 13,8...14,6 В.
В случае короткого замыкания клеммы Ш массу обмотка возбуждения обесточивается. Напряжение генератора снижается практически до нуля и под действием усилия пружины контактная пара регулятора напряжения KV1:1 замыкается, включая обмотку реле защиты KV2 под напряжение аккумуляторной батареи. Реле зашиты срабатывает, замыкая контакты KV2:1.
Транзистор VT переключается в состояние отсечки. Контакты реле защиты KV2:1 будут оставаться в замкнутом состоянии до тех пор, пока не будет устранено короткое замыкание в цепи обмотки возбуждения генератора. После устранения короткого замыкания ток в обмотке реле защиты KV2, замыкающийся теперь через обмотку возбуждения, резко снижается, контакты KV2:1 размыкаются и реле защиты возвращается в исходное состояние.
Контактно-транзисторный регулятор напряжения по сравнению с контактно-вибрационным обеспечивает повышенную надежность и долговечность работы при больших значениях тока возбуждения генератора, так как через контакты проходит ток управления транзистора (0,1...0,2 А) и практически отсутствует износ контактов. Недостатком контактно-транзисторного регулятора напряжения является разрегулировка - изменение величины регулируемого напряжения и эксплуатации из-за старения упругих элементов электромагнитного регулятора (якорька, пружины и др.).

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты.
Реле-регуляторы, отдельные узлы и детали реле-регуляторов, учебные плакаты.
Приспособления и инструменты - отвертка, торцовый ключ, пинцет, паяльник, лгун, тестер.

4. Порядок проведения работы
Изучить устройство регулятора напряжения, реле защиты и реле-регулятора в сборе.
Изучить принцип работы регулятора напряжения и реле защиты.
Произвести разборку реле-регулятора.
Замерить тестером сопротивление обмотки регулятора напряжения.
Ознакомиться с магнитной системой регулятора напряжения.
Ознакомиться с электрической схемой соединения элементов (транзистора и диодов) панели теплоотвода.
Нарисовать электрическую монтажную схему соединения элементов (электромагнитов и сопротивлений) панели в сборе.
Произвести сборку реле-регулятора в последовательности, обратной разборке.
Отрегулировать с помощью щупов зазоры в узлах регулятора напряжения:
зазор между якорем и сердечником при разомкнутых контактах (1,4...1,5 мм);
зазор между контактами (0,2...0,3 мм).

5. Оформление отчета
Отчет по выполненной работе должен содержать:
Тип изучаемого реле-регулятора и его краткая техническая характеристика.
Краткое описание устройства и принципа работы реле-регулятора.
Электрическая схема контактно-транзисторного реле-регулятора.
Эскиз магнитной цепи регулятора напряжения.
Назначение и технические характеристики полупроводниковых приборов и других элементов реле-регулятора.
Преимущества и недостатки контактно-транзисторного реле-регулятора.

6. Контрольные вопросы
Как устроено контактно-транзисторный реле-регулятор?
Объясните назначение полупроводниковых диодов в реле-регуляторе.
Как производится регулировка величины регулируемого напряжения?
Как работает реле защиты?
Укажите преимущества контактно-транзисторного регулятора напряжения по сравнению с контактно-вибрационным регулятором.
Какие материалы применяют в реле-регуляторе и какие требования к ним предъявляют?
Какой тип транзистора используется в реле-регуляторе и каковы его основные параметры?
В каком режиме работает транзистор?
Как осуществляется охлаждение полупроводниковых элементов в реле-регуляторе?
6.10. Укажите на схеме путь тока возбуждения при разомкнутой нижней паре контактов регулятора напряжения.
6.11. Укажите на схеме путь тока возбуждения при замкнутой нижней паре контактов регулятора напряжения.







ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Устройство контактно-транзисторной системы зажигания

1. Цель работы
Изучение устройства и принципа действия автомобильной контактно-транзисторной системы зажигания.

2. Краткие сведения
Контактно-транзисторная система зажигания, электрическая схема которой представлена на рис. 5.1., состоит из следующих основных элементов: транзисторного коммутатора I TК 102, выполняющего роль усилителя, катушки зажигания III преобразующей получаемый от источника ток низкого напряжения в ток высокого напряжения, необходимый для образования искры в свечах; блока добавочных сопротивлений II; прерывателя-распределителя IV, расположенных на общем валике и служащих для прерывания тока в первичной цепи катушки и распределения высокого напряжения по свечам зажигания, и искровых свечей зажигания.
Транзисторный коммутатор ТК 102 (рис. 5.1 и 5.2), корпус 1 которого выполнен из алюминиевого сплава АЛ-2 и снабжен охлаждающими ребрами, включает в себя мощный германиевый транзистор VT(2) типа ГТ701А, кремниевый стабилитрон VD2 типа Д817В, диод VД1 типа Д220, специальный двухобмоточный импульсный трансформатор Т1(5), конденсаторы С1=1 мкФ и С2=50 мкФ, сопротивления R2=27 ОМ и R1=2 Ом.
Транзистор, работающий в режиме ключа, крепится на корпусе коммутатора. Для обеспечения герметичности и улучшения теплоотвода транзистор иногда заливается эпоксидной смолой с наполнителем из окиси алюминия 6. Снизу корпус коммутатора закрыт пластиной, выполненной из алюминиевого листа 8.
Импульсный трансформатор T1, предназначенный для обеспечения надежного и активного запирания транзистора, содержит две обмотки: первичную w’1, которая намотана в три ряда на набранный из пластин сердечник, и вторичную w’2. Первичная обмотка состоит из 60 витков медной эмалированной проволоки диаметром 0,72...0,78 мм. Вторичная обмотка содержит 500 витков из медной эмалированной проволоки диаметром 0,29...0,33 мм. Начало вторичной обмотки и конец первичной соединены между собой.

Рис. 5.1. Электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания:
I – транзисторный коммутатор; II – блок добавочных сопротивлений; III – катушка зажигания; IV – прерыватель-распределитель; VT – транзистор ГТ701А; VD1 – диод Д7Ж; VD2 – стабилитрон Д817В; T1 – импульсный трансформатор; R2 – резистор УЛИ-0,25-27; С1 – конденсатор БМБ-160-1; С2 – конденсатор К50-6; R1 – резистор УЛИ-0,25-2; GB – аккумуляторная батарея; SA – выключатель зажигания.

Первичная и вторичная обмотки намотаны без межслойной изоляции. Между собой они изолированы кабельной бумагой. Обмотки трансформатора и его поверхность пропитаны специальным лаком.
Блок защиты 9 транзистора от перенапряжений, которые возникают на первичной обмотке катушки зажигания w1, состоит из кремниевого стабилитрона VD2 и германиевого диода VD2. Напряжение стабилизации стабилитрона VD2 выбрано так, чтобы оно суммируясь с напряжением питания, не превышало предельно допустимого напряжения эмиттер-коллекторного перехода транзистора VТ, равного 100 В.

Рис. 5.2. Транзисторный коммутатор ТК-102
1 – корпус коммутатора; 2 – транзистор; 3 – теплоотвод блока защиты; 4 – электрический конденсатор; 5 – импульсный трансформатор; 6 - эпоксидная смола; 7 – зажимы блока защиты; 8 – пластина; 9 – блок защиты транзистора.

Диод VD1 включен встречно стабилитрону и препятствует протеканию электрического тока от аккумуляторной батареи через стабилитрон в прямом направлении, в противном случае первичная обмотка катушки зажигания w1 была бы шунтирована стабилитроном VD2.
Для улучшения процесса переключения германиевого транзистора служит цепочка, состоящая из конденсатора С1 марки MБМ-160-1,0(10% (предельное напряжение 160 В, емкость 1 мкФ) и резистора R1 марки УЛИ 0,25-2(2%. Все приборы блока защиты залиты эпоксидной смолой.
Электрический конденсатор С2(4) марки К-50-6 (емкость 50 мкФ, напряжение 25 В); установленный внутри корпуса отдельно от блока защиты, защищает транзистор VT от случайных перенапряжений, которые могут возникнуть в цепи питания.
В контактно-транзисторной системе зажигания используется 12-вольтовая катушка зажигания типа Б114 (рис. 5.3). Катушка зажигания Б114 маслонаполненная и отличается от катушек классической батарейной системы зажигания в основном обмоточными данными и трансформаторной связью первичной и вторичной обмоток, примененной во избежание перегрузки транзистора дополнительным напряжением при разрядных процессах во вторичной цепи.

Рис. 5.3. Катушка зажигания Б114
1 – сердечник; 2 – кольцевой магнитопровод; 3 – вторичная обмотка; 4 – первичная обмотка; 5 – кожух; 6 – изолятор; 7 – крышка; 8 – зажим; 9 – контактная пружина; 10 – клемма высокого напряжения; 11 – прокладка.

Сердечник 1 и кольцевой магнитопровод 2 катушки зажигания изготовлены из листов электротехнической стали, на поверхности которых имеется слой окалины, что уменьшает вихревые токи.
На изоляционную втулку из электротехнического картона наматывается вторичная обмотка катушки зажигания 3, которая содержит 41000 витков из провода марки ПЭЛ диаметром 0,06 мм. Сопротивление вторичной обмотки составляет 20,5 кОм, индуктивность 170 Гн.
Для предупреждения пробоя изоляции обмотки особенно в конечных и начальных рядах, где потенциал достигает наибольшей величины, первые восемь рядов и последние изолированы друг от друга тремя слоями конденсаторной бумаги КOH-1 толщиной 0,022 мм; между остальными рядами прокладываются по 1 слою конденсаторной бумаги. Сверху вторичная обмотка изолируется несколькими слоями лакоткани, а затем кабельной бумаги. Первичную обмотку 4 катушки зажигания Б114 наматывают поверх вторичной, что облегчает отвод тепла от обмотки и кожуху при работе катушки. Первичная обмотка 4 содержит 180 витков из провода марки ПЭВ-1 диаметром 1,25 мм, намотана в пять рядов. Между каждым рядом проложена изоляция из кабельной бумаги. Сопротивление первичной обмотки составляет 0,45 Ом, индуктивность 0,0037 Гн. Коэффициент трансформации катушки равен 228, Первичная обмотка катушки зажигания Б114 вместе с блоком добавочных сопротивлений СЭ 107 (рис. 5.1) включена в цепь эмиттера транзистора VT.
Благодаря такой схеме включения транзистора весь ток, подводимый от батареи, используется для наполнения энергии в катушке зажигания, и значительно облегчается отвод тепла от транзистора. Между вторичной и первичной обмотки катушки зажигания проложена изоляция из электрокартона марки ЭВ. Обе катушки в сборе помещены в стальной кожух 5, изготовленный методом глубокой вытяжки. Вторичная обмотка и сердечник, имеющие высокий потенциал относительно корпуса, изолируются от корпуса стеатитовым изолятором 6. Сверху катушка имеет крышку 7, которая герметизирована с корпусом через бензомаслостойкую резиновую прокладку 11 с последующей завальцовкой кожуха. Крышка изготовлена из термореактивной пластмассы. Выводы первичной обмотки 4 припаяны к зажимам 8, расположенным к крышке. Один вывод вторичной обмотки прижат изолятором сердечника к корпусу катушки (на массу), а второй - высоковольтный вывод выведен под контактную пружину 9, соединяющуюся с выводной клеммой высокого напряжения 10.
Первичная обмотка 4 обычно по высоте больше вторичной 3, что дает возможность увеличить потокосцепление между обмотками и уменьшить емкость между вторичной обмоткой и металлическим кожухом, а также улучшить условия теплоотдачи и уменьшить среднюю длину витка. Для улучшения изоляции первичную и вторичную обмотки подвергают вакуумной пропитке трансформаторным маслом, а затем в кожух заливают трансформаторное масло ТКП, что позволяет значительно улучшить передачу тепла от обмоток к корпусу.

Рис. 5.4. Добавочные резисторы.
1 – резистор Rд1; 2 – резистор Rд2; 3 - корпус

Добавочные сопротивления катушки зажигания Rд1 и Rд2 выполнены из константанового провода в виде спиралей сопротивлением по 0,5 Ома каждое и размещены в отдельном блоке СЭ 107 (рис. 5.4). Сопротивление Rд2 с учетом улучшения пуска двигателя внутреннего сгорания закорачивается через контактную пластину тягового реле стартера. Блок добавочных сопротивлений СЭ 107 имеет три изолированных вывода К, ВК и ВК-Б. Клемма К блока соединяется с клеммой К транзисторного коммутатора. Клемма ВК соединяется проводом с дополнительным контактом тягового реле стартера или с выводом дополнительного реле стартера. Клемма ВК-Б соединяется через замок зажигания с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи.
Блок добавочных сопротивлений СЭ 107 монтируется под капотом вблизи катушки зажигания и крепится двумя самонарезающимися винтами диаметром 6 мм с пружинными шайбами.

Рис. 5.5. Прерыватель-распределитель Р4-Д.
1 – валик; 2 – корпус; 3 – втулка; 4 – привод кулачка; 5 – ротор; 6 - центробежный регулятор; 7 – неподвижная пластина; 8 – подвижная пластина; 9 – шариковый подшипник; 10 – кулачок; 11 – втулка; 12 – крышка; 13 – пружинящая пластина; 14 – контактный уголек; 15 – боковые выводы; 16 – октан-корректор.

Для прерывания в необходимый момент цепи низкого напряжения и для распределения высокого напряжения по свечам в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя служит прерыватель-распределитель типа Р4 Д для автомобиля ЗИП-130 и PI3 Д для автомобиля ГАЗ-53А (рис. 5.5). В прерывателе-распределителе расположены также центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.
В чугунном корпусе 2 прерывателя-распределителя запрессована бронзовая втулка 3, в ней вращается валик 1 привода кулачка 4 прерывателя, ротора 5 распределителя и центробежного регулятора 6 опережения зажигания. К корпусу 2 двумя винтами крепится неподвижная пластина 7 прерывателя. Подвижная пластина 8 прерывателя устанавливается на шариковом подшипнике 9, обеспечивающем легкость движения пластины при работе вакуумного регулятора. Контакты прерывателя вольфрамовые.
Кулачок 10 напрессован на втулку 11. Выступы кулачка имеют специальный профиль, обеспечивающий быстрое размыкание контактов, а, следовательно, и уменьшение искрения между ними, а также плавное безударное замыкание контактов, что значительно снижает их вибрацию. Зазор между контактами прерывателя в пределах 0,30...0,40 мм регулируют смещением неподвижного контакта вокруг оси рычажка при помощи эксцентрика.
Ротор 5 и крышка 12 распределителя выполнены из специального пресспорошка. Крышку крепят двумя пружинящими пластинами 13. Уголёк 14 с пружиной подводит ток высокого напряжения от центрального ввода крышки к электроду ротора. Уголёк одновременно служит и для снижения уровня радиопомех. Величина сопротивления уголька составляет 8000...14000 Ом. В боковые выводы 15 крышки устанавливают высоковольтные провода от свечей зажигания.
К корпусу прерывателя-распределителя прикреплен вакуумный регулятор опережения зажигания. Тяга вакуумного регулятора соединена с подвижной пластиной 8 прерывателя. Установочный угол опережения зажигания регулируют гайками октан-корректора 16.
Вакуумный регулятор позволяет изменять величину угла опережения зажигания в зависимости от нагрузки двигателя, т.е. от степени открытия дроссельной заслонки карбюратора.
Центробежный регулятор дает возможность изменять угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Совместная работа центробежного и вакуумного регуляторов устанавливает наиболее выгодную величину угла опережения зажигания при различных режимах работы двигателя, что обеспечивает повышение мощности и экономичности двигателя. Вследствие малой величины тока, разрываемого контактами прерывателя, в прерывателях-распределителях контактно-транзисторной системы зажигания отсутствует конденсатор, который имеется в распределителях классической батарейной системы зажигания для снижения искрения между контактами.
Принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания заключается в следующем (рис. 5.1). При включении выключателя зажигания SА и при замкнутом состоянии контактов прерывателя от аккумуляторной батареи GB через первичную обмотку катушки зажигания w1, через эмиттер-базовый переход транзистора VT, через первичную обмотку импульсного трансформатора w’1 и далее через замкнутые контакты прерывателя ПР начинает протекать ток управления до 0,8 А. В результате прохождения тока управления через эмиттерный переход открывается транзистор VТ , электрическое сопротивление эмиттер-коллекторного перехода резко снижается. Ток первичной цепи величиной до 8 А будет проходить от аккумуляторной батареи через выключатель зажигания, дополнительные резисторы, первичную обмотку катушки зажигания, эмиттер-коллекторный переход транзистора - на массу.
При размыкании контактов прерывателя транзистор переходит в состояние отсечки, т.е. запирается, вследствие чего первичный ток, а, следовательно, и созданное им магнитное поле исчезает. Исчезающее магнитное поле индуктирует во вторичной обмотке катушки зажигания Э.Д.С., равную 17...30 кВ, достаточную для пробоя искрового промежутка свечи.
Резкое прерывание тока и активное запирание транзистора обеспечивается применением импульсного трансформатора. При размыкании контактов прерывателя во вторичной обмотке импульсного трансформатора индуктируется Э.Д.С., которая подается к эмиттер-базовому переходу транзистора VТ в запирающем направлении, т.е. минусом на эмиттер, а плюсом на базу, вследствие чего ускоряется запирание транзистора VТ и поэтому ускоряется прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания. Индуктируемое во вторичной обмотке катушки зажигания высокое напряжение подается на ротор распределителя и затем на свечи зажигания. Контактно-транзисторная система зажигания по сравнению с классической батарейной системой обеспечивает большее значение вторичного напряжения и энергии искрового разряда, повышает срок службы электродов свечей, а также устраняет эрозию и износ контактов прерывателя, что обеспечивает снижение возможных разрегулировок системы зажигания в эксплуатации.

3. Учебные пособия, приспособления и инструменты.
3.1. Комплект приборов контактно-транзисторной системы зажигания, подлежащий разборке и сборке. Отдельные детали и узлы, учебные плакаты.
3.2. Приспособления и инструменты - отвертка, гаечные ключи 9-11 мм.

4. Порядок проведения работы
Изучить устройство транзисторного коммутатора катушки зажигания, прерывателя-распределителя и блока добавочных сопротивлений.
Изучить принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания.
Произвести разборку транзисторного коммутатора.
Ознакомиться с отдельными узлами и элементами транзисторного коммутатора и собрать коммутатор в последовательности, обратной разборке.
Разобрать катушку зажигания.
Нарисовать эскиз магнитопровода катушки зажигания.
Ознакомиться с отдельными деталями катушки зажигания и собрать её в последовательности, обратной разборке.
Ознакомиться с устройством блока добавочных сопротивлений.
4.9.Ознакомиться с устройством прерывателя-распределителя.
4.10. Ознакомиться с устройством центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания.

5. Содержание отчета
Тип изучаемой системы зажигания, технические характеристики катушки и прерывателя-распределителя.
Краткое описание устройства и принципа действия контактно-транзисторной системы зажигания.
Электрическая схема контактно-транзисторной системы зажигания.
Эскиз магнитной цепи катушки зажигания.
Назначение и параметры элементов схемы контактно-транзисторной системы зажигания.
Эскизы центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания.
Преимущества и недостатки рассматриваемой системы зажигания.

6. Контрольные вопросы
Из каких основных элементов состоит контактно-транзисторная система зажигания и как они устроены?
Объяснить назначение импульсного трансформатора.
Объяснить принцип работы контактно-транзисторной системы зажигания.
Почему добавочное сопротивление выполняется двухсекционным?
Каким образом фиксируется обмотки в корпусе катушки зажигания?
Какие электротехнические материалы используются в катушке зажигания?
Почему вторичная обмотка катушки зажигания расположена внутри, а первичная снаружи?
В каком режиме работает транзистор?
6.9. В чем заключаются преимущества и недостатки контактно-транзисторной системы зажигания по сравнению с батарейной?
6.10. Чем отличается катушка зажигания контактно-транзисторной системы от обычной классической системы?
6.11. Объяснить работу центробежного регулятора опережения зажигания.
6.12. Объяснить работу вакуумного регулятора опережения зажигания.
















Литература
Банников С.П. Электрооборудование автомобилей и тракторов. Транспорт, М., 1977.
Боровских Ю.И. Электрооборудование автомобилей. Транспорт,М., 1971.
Барабанов В.Е., Василевский В.М., Левин С.М. Электрооборудование тракторов и автомобилей. Колос, М., 1974.
Ильин A.M., Тимофеев Ю.Л., Ваняев В„Л. Электрооборудование автомобилей. Транспорт, 1982.
Резник A.M., Орлов В.П. Электрооборудование автомобилей. Транспорт, М., 1981.

HYPER13PAGE HYPER15


43




X