Введение
Эксплуатационная надежность, экономичность, активная безопасность и экологические качества автомобиля в значительной степени определяются работой его электрооборудования. Электрооборудование современного автомобиля представляет собой очень сложную систему, включающую более 100 изделий, а его стоимость составляет примерно 30% стоимости автомобиля.
С точки зрения системного подхода электрооборудование автомобиля может быть представлено в виде ряда самостоятельных функциональных систем – электроснабжения, пуска, зажигания, освещения и сигнализации, информации и диагностирования, автоматического управления двигателем и трансмиссией и др.
При подготовке к практическим работам используется лекционный материал, плакаты, приборы электрооборудования, учебная литература и интернет.
Рекомендуется, получив задание, сначала ознакомиться с содержанием соответствующей работы по данному методическому указанию.
Письменный отчет по практической работе составляется во время самоподготовки в соответствии с приведенными в методическом указании заданиями. Отчет должен содержать краткий теоретический материал с ответами на вопросы. Отчет выполняется на странице тетради с обозначением основных элементов, описанием их работы. Особое внимание должно быть обращено на правильность терминологии и соответствие условных обозначений существующим ГОСТам. Не следует приводить общих описаний и дословных выдержек из учебников. Описание работы узла или механизма должно быть ясным и кратким со ссылкой на проработанные разделы учебной литературы. Список литературы указывается в конце общего описания. Выполненный в таком виде отчет, защищается устным пояснением на занятии.
В процессе выполнения работы студентами преподаватель контролирует порядок и правильность выполнения работ, проводит собеседование. Общая оценка по практической работе проставляется в конце занятия, после чего вы-дается задание на следующее занятие. Зачет по практическим работам проставляется в конце семестра по совокупности сданных работ.
Практическая работа № 1 (2 часа)
Аккумуляторные батареи (акб)
1.1 Цель работы: изучить устройство, маркировку и методы зарядки АКБ, а также научиться определять емкость при помощи мультиметра.
1.2 Теоретическая часть
1.2.1 Устройство АКБ
Аккумуляторная батарея (АКБ) представляет собой химический источник тока, запасающий энергию, необходимую для питания электрического стартера, вращающего двигатель при пуске [4]. Кроме того, она обеспечивает работу электрических приборов автомобиля при недостатке или отсутствии развиваемой генератором мощности. На транспортных средствах в основном применяются свинцовые стартерные батареи, состоящие из последовательно соединенных аккумуляторов, установленных в общем корпусе (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 - Устройство обслуживаемой АКБ:
1 – корпус; 2 – отрицательный электрод (пластина); 3 – сепаратор; 4 – положительный электрод (пластина); 5 – баретка; 6 – опорные призмы; 7 – крышка; 8 – пробка заливного отверстия; 9 – положительный вывод; 10 – межэлементная перемычка (соединительный мостик); 11 – отрицательный вывод.
Так называемые «необслуживаемые» батареи отличаются от обычных замедленным «выкипанием» воды из электролита и большим его резервным объемом.
1.2.2 Маркировка АКБ
По ГОСТу Р 53165-2008 на каждой АКБ должно быть нанесено:
- товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;
- условное обозначение батареи;
- знаки полярности: плюс «+» и минус «–»;
- дата изготовления (месяц, год);
- номер НД (нормативного документа) на данную батарею;
- номинальная емкость в ампер-часах (А.ч);
- номинальное напряжение в вольтах (В);
- ток холодной прокрутки в амперах (А);
- масса батареи (если она 10 кг и более);
- знаки безопасности;
- символ переработки.
На АКБ, предназначенных на экспорт, дополнительно должно быть нанесено: «ГОСТ 959-2002», надпись «сделано в (наименование страны-изготовителя)» и буква «Т» для экспорта в страны с тропическим климатом.
1.2.3 Методы заряда АКБ
Метод заряда током постоянной силы.
Полный заряд АКБ происходит при подключении ее к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В. Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом — 1/10Ср (где Ср — номинальная емкость АКБ) [5].
Преимуществом заряда током постоянной силы является возможность полного заряда батареи. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако, не стоит впадать в крайность — при совсем низком токе время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%.
К недостаткам данного метода относятся:
необходимость стабилизации силы тока;
обильное газовыделение;
возможность повышения температуры.
Для снижения указанных отрицательных эффектов применяют двухступенчатый режим заряда. В течение 1-й ступени производят заряд током 0,1Ср до достижения АКБ напряжения 14,4 В. Затем продолжают заряд током, уменьшенным в 2 раза.
Метод заряда при постоянном напряжении.
Данным методом можно зарядить АКБ до 90-95% номинальной емкости. Недостаток метода — значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда.
Напряжение источника, к которому подключена АКБ, выдерживается постоянным.
В зависимости от величины напряжения ток может достигать в начале процесса значительной силы, а затем по мере заряда снижается до нуля. Обычно напряжение источника равно 14,6-15 В.
Есть и неклассические способы.
Метод подзаряда малым током.
Величина тока от 0,03 А до 0,5 А. Используется для компенсации тока саморазряда и поддержания АКБ в заряженном состоянии, также для восстановления ее емкости в тренировочном цикле.
Автоматический метод заряда. Современный, оптимальный метод заряда батарей, состоящий из двух этапов. На первом этапе производится заряд АКБ током постоянной силы 0,1Ср, после того как напряжение АКБ возрастет и достигнет 14,4-14,8 В (напряжения ограничения), дальнейшая подзарядка происходит при постоянном напряжении с автоматически уменьшающимся током.
Этот метод исключает отрицательные эффекты, присущие вышеперечисленным способам. Он обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к обильному газовыделению и кипению электролита.
При правильно выбранном напряжении величина силы тока уменьшается до значения, компенсирующего саморазряд А=E.
Техника безопасности при зарядке АКБ:
Производить заряд АКБ разрешается только в помещениях с подходящей приточно-вытяжной вентиляцией.
Во время заряда выделяется взрывчатая смесь водорода и кислорода, вредная для жизни и взрывоопасная.
Не подходите к аккумулятору, особенно во время заряда, с открытым огнем или зажженной сигаретой. Не производите никаких действий, способствующих образованию искры.
При выключенном двигателе и всех потребителях электроэнергии отсоедините как описано выше и выньте аккумулятор из автомобиля (при зарядке батареи на автомобиле обязательно отсоедините электрические кабели и следуйте инструкции автомобиля).
Аккумулятор заряжается только постоянным током.
Запрещено осуществлять заряд аккумулятора высокими зарядными токами.
1.2.4 Проверка емкости аккумулятора мультиметром
Для профессиональной проверки емкости АКБ применяется тестер аккумуляторов Кулон. При отсутствии тестера аккумуляторов (когда нет необходимости в высокой точности), можно воспользоваться мультиметром [6] (приложение 1).
Порядок проведения проверки емкости АКБ:
1. Зажигание автомобиля должно быть выключенным;
2. Ставим переключатель режимов работы мультиметра в положение DCV (постоянное напряжение) на цифру 20 или ближайшую к ней в сторону увеличения;
3. Красный щуп к клемме «+», черный «-» (рисунок 1.2);
4. Значение напряжения считываем с экрана, или отсчитываем по шкале(в зависимости от конструкции прибора).
5. Степень заряженности АКБ контролируется по напряжению на клеммах АКБ. У полностью заряженного АКБ с номинальным напряжением 12В. напряжение на клеммах должно быть в пределах 12,6 – 13,0В (таблица 1.1).
6. Если меньше 12,6 В, то:
- Машина долго стояла (саморазряд+мелкие потребители типа сигнализации);
- Есть значительная утечка тока, снимаем любую клемму и в разрыв включаем тестер в режиме амперметра. Должно быть около 30-40мА (например нормальная сигнализация). Если больше - ищите утечку, если у вас не навешано потребителей типа пары дополнительных сигнализаций, камер слежения, аудиоаппаратуры в "спящем" режиме и т.п...
ВАЖНО: Не пытайтесь таким способом измерить пусковой ток, отдаваемый батареей при пуске двигателя. Ваш прибор может не выдержать и сгореть, а Вы можете получить хороший удар током;
- Батарея старая, и подлежит замене, в противном случае предстоит замена генератора.
Рисунок 1.2 – Проверка степени заряженности АКБ
Таблица 1.1 – Степень заряженности АКБ
Напряжение на клеммах, В |
Степень заряженности, % |
12,6 |
100% |
12,4 |
75% |
12,2 |
50% |
12,0 |
25% |
11,8 |
батарея разряжена |
Примечание: Если напряжение ниже 11V - батарею в утиль, есть риск сжечь зарядное устройство или генератор.
1.3 Порядок выполнения работы и составления отчета
1.3.1 Изучить самостоятельно теоретический материал по теме практической работы:
- устройство АКБ;
- маркировку АКБ;
- методы заряда АКБ;
- проверку емкости АКБ.
1.3.2 По имеющейся АКБ:
- расшифровать маркировку;
- описать, на какие автомобили возможна установка;
- провести проверку емкости АКБ;
- дать заключение.
1.4 Контрольные вопросы
1.4.1 Назначение и устройство АКБ?
1.4.2 Перечислите обозначения, указываемые при маркировке АКБ?
1.4.3 Расскажите об особенностях зарядки АКБ.
1.4.4 Расскажите порядок проверки емкости АКБ.
Практическая работа № 2 (2 часа)