Глава 6 электрооборудование

6.1. Источники тока

Э

Рис. 6.1. Генератор:

1 – сердечник статора; 2 – обмотка статора; 3 – выпрямительный блок; 4 – контактные кольца обмотки возбуждения; 5 и 13 – шариковые подшипники; 6 – щетки; 7 – пружины щеток; 8 – выводные зажимы; 9 – полюсы ротора; 10 – обмотка возбуждения ротора; 11 – стальная втулка; 12 – вал ротора; 14 – шкив; 15 – вентилятор; 16 – крышки

лектрооборудование автомобиля включает в себя источники электрической энергии (аккумуляторную батарею и генераторную установку) и ее потребители: системы зажигания, пуска; приборы освещения и сигнализации; контрольно-измерительные приборы, а также дополнительное оборудование (стеклоочиститель, электро­вентилятор, прикуриватель и др.).

На автомобиле ЗИЛ-4331 источниками тока служат две аккуму­ляторные батареи и генератор, работающий совместно с регулятором напряжения и трансформаторно-выпрямительным блоком (ТВБ).

Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-кислотных двухвольтовых аккумуляторов, соединенных между собой последовательно, что обеспечивает получение в цепи рабочего напряжения 12 В.

В аккумуляторы заливается электролит, состоящий из химиче­ски чистой серной кислоты (H₂SO₄) и дистиллированной воды, который должен иметь соответствующую плотность для различных климатических условий.

Аккумуляторные батареи на автомобиле ЗИЛ-4331 соединены между собой последовательно, что обеспечивает работу стартера под напряжением 24 В. Отрицательный вывод одной (основной) аккумуляторной батареи соединяется с «массой» через выключатель, положительный ее вывод соединен с клеммой «+» генератора и отри­цательным выводом второй (дополнительной) аккумуляторной бата­реи, зарядка которой осуществляется от генератора через ТВБ.

Генераторные установки изучаемых автомобилей включают в себя трехфазный генератор переменного тока с встроенным кремние­вым выпрямительным блоком и контактно-транзисторный (на авто­мобилях ГАЗ-53-12) или бесконтактно-транзисторный (на автомоби­лях ЗИЛ) регулятор напряжения. Они предназначены для питания потребителей и заряда аккумуляторных батарей при работающем двигателе.

Генератор (рис. 6.1) приводится в действие от шкива колен­чатого вала двигателя при помощи ременной передачи и состоит из статора, ротора, крышек 16, вентилятора 15 и шкива 14. Статор изготовляют в виде кольца (сердечника) из отдельных стальных пластин. На его внутренней поверхности имеется 18 зубцов, на которые надеты катушки обмотки 2, распределенные на 3 фазы.

Р отор представляет собой вал, на котором имеются обмотка 10 возбуждения и 6 пар полюсов 9. На валу 12 ротора, кроме того, установлены 2 контактных кольца 4, через которые в обмотку возбуждения подается электрический ток. По контактным кольцам скользят щетки 6. Ротор вращается в шариковых подшипниках, установленных в крышках статора. Для охлаждения генератора на валу ротора установлена крыльчатка вентилятора 15. Внутри зад­ней крышки генератора помещен выпрямительный блок 3.

Р

Рис. 6.2. Схема контактно-транзисторного реле-регулятора РР362:

РН – регулятор напряжения; РЗ – реле защиты; ПО – последовательная обмотка; ВО – встречная обмотка; УО – удерживающая обмотка; Д_Р – разделительный диод; Д_Г – гасящий диод; Д_ОС – диоды обратной связи; Э, Б, К – эмиттер, база, коллектор транзистора; ВЗ, Ш, М – зажимы реле-регулятора; ОВ – обмотка возбуждения генератора; ОС – обмотка статора генератора; КД – кремниевые диоды генератора; ВБ – выключатель аккумуляторной батареи; R_Б – сопротивление в цепи базы транзистора; R_Д – добавочное сопротивление; R_УС – ускоряющее сопротивление; R_СТК – сопротивление температурной компенсации; Т – транзистор; 1 и 8 – пружины; 2 и 7 – сердечники; 3 и 6 – подвижные контакты; 4 и 5 – неподвижные контакты

абота генератора происходит следующим образом. При включе­нии зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения, и вокруг нее образуется электромагнитное поле. При вращении ротора его магнитный поток пересекает витки обмоток статора, и в них индуктируется переменный ток, который затем вы­прямляется выпрямительным блоком и поступает во внешнюю цепь, а также в обмотку возбуждения генератора. В связи с тем что напряжение генератора с увеличением частоты вращения коленча­того вала двигателя возрастает и может достигнуть недопустимого значения, генераторные установки имеют реле-регуляторы, которые обеспечивают поддержание постоянного напряжения в цепи электро­оборудования.

Контактно-транзисторный реле-регулятор РР-362 (рис. 6.2) автомобиля ГАЗ-53-12 установлен на панели изолированно от массы и состоит из транзистора, двух электромагнитных реле, регулято­ра напряжения РН и реле защиты РЗ, трех диодов и резисторов, которые защищены общей крышкой.

При работе генератора ток в обмотку регулятора напряжения поступает через транзистор. С увеличением частоты вращения ротора генератора и увеличением напряжения выше допустимого сердечник 2 регулятора намагничивается и притягивает подвижный контакт 3 к неподвижному 4. При этом транзистор запирается, в цепь обмотки возбуждения генератора включается добавочный резистор VR_Д который уменьшает силу тока в обмотке, и напряжение генератора снижается. В ре­зультате снижения напряже­ния контакты регулятора раз­мыкаются. Этот процесс повто­ряется с большой частотой, и напряжение генератора под­держивается около 12,5...13В.

Реле защиты РЗ предохра­няет транзистор от поврежде­ния при коротких замыканиях в цепи обмотки возбуждения генератора, когда сила тока, протекающего через транзи­стор, резко возрастает. При таких замыканиях магнитное поле сердечника 7 усиливается, контакты 5 и 6 замыкаются, транзистор запирается до тех пор, пока не будет устранено замыкание.

Диоды служат для про­пускания тока только в одном направлении; диод VД_Р разделяет цепи контактов регулятора и реле защиты; диод VД_Г замыкает ток само­индукции в обмотках реле; диод VД_ОС не пропускает ток самоиндук­ции в цепь.

Б

Рис. 6.3. Схема бесконтактно-транзи­сторного реле-регулятора РР-350:

1 – дроссель; 2 – резисторы; 3 – стабилитрон; 4 – транзисторы; 5 – диоды; 6 – дополнительный резистор; 7 – выпрями­тель; 8 – генератор

есконтактно-транзисторный реле-регулятор РР-350 (рис. 6.3) выполнен на трех транзисторах. При напряжении менее 14...14,6 В стабилитрон 3 и транзистор VT1 закрыты, транзисторы VT2 и VT3 открыты, цепь обмотки возбуждения генератора замкнута через транзистор VT3 и напряжение генератора не ограничивается.

При увеличении частоты вращения ротора генератора или умень­шении нагрузки на генератор и повышении напряжения свыше 14...14,6 В стабилитрон VД1 откроется и начнет проводить ток, откроется транзистор VT1, а транзисторы VT2 и VT3 закроются из-за повышения потенциала их базы. В этом случае в цепь обмотки возбуждения генератора подключится дополнительный резистор 6, в результате чего ток в обмотке возбуждения и магнитный поток уменьшатся и напряжение генератора упадет до момента закрытия стабилитрона VД1. При этом транзистор VT1 снова закроется, а транзисторы VT2 и VT3 откроются, а напряжение генератора начнет повышаться до следующего открытия стабилитрона.