Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине Электрические и электронные системы автотранспорта

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

ОБЩИЕ СХЕМЫ И ГРУППЫ ПРИБОРОВ АВТОТРАКТОРНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Цель: изучить правила компоновки схем, назначение и прин­цип действия приборов автотракторного электрооборудования; ознакомиться с характерными их неисправностями, правилами эксплуатации и обслуживания; усвоить способы соединения гене­раторных установок с потребителями и генераторов с реле-регуляторами в генераторных установках различного типа; уметь читать схемы.

Оборудование: картограммы по схемам электрооборудования и устройству отдельных приборов; натурные образцы; разрезы и макеты приборов; демонстрационный стенд электрооборудова­ния автомобиля ГАЗ-53А.

1.1. Общие сведения. На современных отечественных мо­бильных средствах электрическая сеть выполняется с номиналь­ным напряжением 12 или 24 В по однопроводной схеме, при кото­рой вторым проводом служит корпус автомобиля - «масса». Однопроводная схема позволяет уменьшить расход меди, упрос­тить схему и монтаж приборов, однако при этом увеличивается вероятность короткого замыкания. В большинстве случаев при­меняется централизованная система распределения электроэнер­гии, при которой все источники и потребители электроэнергии соединяются между собой параллельно.

Все приборы электрической сети целесообразно разделить на две группы:

а) источники тока (генератор и аккумуляторная батарея­ – АКБ);

в) потребители тока (потребители большого тока – стартер, свечи накаливания, предпусковой подогреватель и др., и потреби­тели малого тока - все остальные). Потребители большого тока подключаются к электрической цепи до амперметра, если он имеется в схеме, а присоединяющие их провода должны быть соответствующего большого сечения и надежно затягиваться. Остальные приборы, потребляющие ток при работающем двига­теле, подключаются к генераторной установке после амперметра.

К основным потребителям электрической энергии мобильного средства относятся контрольно-измерительные приборы (КИП), приборы освещения и сигнализации, системы зажигания карбю­раторного двигателя, пуска и другие.

КИП классифицируют по назначению, замеряемому парамет­ру и принципу действия. Они должны иметь минимальную по­грешность показания, быть надежными, долговечными и просты­м и в обслуживании [1].

Для контроля зарядного и разрядного режимов аккумуля­торной батареи (АКБ) служит амперметр. Наибольшее распро­странение вследствие большой точности и надежности работы имеет амперметр АП-100, представляющий магнитоэлектриче­ский прибор с подвижным постоянным магнитом. Принцип его работы основан на взаимодействии магнитных полей постоянных магнитов и катушки, подключенной вместе с шунтом в электриче­скую цепь (рис. 3.1.1). Сопротивление шунта RS много меньше сопротивления катушки амперметра Rl, и падение напряжения на нем не более 75 мВ. Поэтому сила тока, протекающего по обмотке амперметра, не превышает 150...200 мА.

В качестве манометров, термометров и указателей уровня топлива, как правило, применяются магнитоэлектрические при­боры, состоящие из реостатного датчика и магнитоэлектрическо­го указателя (рис. 3.1.2, 3.1.3).

Датчик изменяет силу тока в цепи указателя в зависимости от величины замеряемого параметра, а указатель показывает величину этого параметра. Датчик и указатель конструктивно выполнены раздельно и соединены между собой проводом. Указатели имеют аналогичную конструкцию и отличаются друг от друга только шкалами, а датчики не сходны и по конструкции.

Принцип действия магнитоэлектрического термометра за­ключается в следующем (рис. 3.1.2).

С увеличением температуры охлаждающей жидкости полу­проводниковый терморезистор датчика В снижает свое сопротив­ление от 400 Ом при 40⁰С до 140

Ом при 80⁰С и 70 Ом при 110⁰С.

Рис. 3.1.1. принципиальная схема магнитоэлектрического амперметра

Рис. 3.1.2. принципиальная схема магнитоэлектрического термометра

При этом возрастает ток через катушку L1 и ее магнит­ный поток Ф1 нейтрализует действие магнитного потока Ф2 катушки L2. В результате усилившегося действия магнитного потока Ф2 катушки L3 магнит стрелки указателя разворачивает ее вправо.

В случае обрыва провода, идущего от датчика к указателю, ток через катушку LI поступать не будет, и под действием маг­нитного потока катушки L2 стрелка указателя зашкалит влево. В случае же короткого замыкания этого провода на «массу» через L1 пойдет максимальный ток и стрелка указателя зашка­лит вправо.

С увеличением давления в системе смазки сопротивление рео­стата датчика В магнитоэлектрического манометра снижается, следовательно, снижается ток в катушке L1 и ее магнитный по­ток Ф1 (рис. 3.1.3).

Под действием изменяющегося суммарного магнитного пото­ка трех обмоток Фс стрелка указателя смещается вправо. При обрыве провода, идущего от датчика к указателю, или плохом контакте через L1 течет максимальный ток и стрелка указателя зашкаливает влево. При коротком замыкании провода на «мас­су» ток через L1 не проходит (Ф1=0) и стрелка зашкаливает вправо.

Рис. 3.1.3. Принципиальная схема магнито-электрического манометра и измерителя уровня топлива

Магнитоэлектрический измеритель уровня топлива имеет схему, аналогичную манометру (рис. 3.1.3). Однако катушки L1 и L2 намотаны в иных направлениях - поэтому при полном баке и максимальном сопротивлении реостата датчика В через катушку L1 идет максимальный ток и стрелка указателя смеща­ется вправо. При обрыве цепи между датчиком и указателем че­рез катушку L1 пойдет максимальный ток; под действием макси­мального магнитного потока Ф1 стрелка указателя зашкалит вправо. При коротком замыкании Ф1 будет равен нулю и стрел­ка зашкалит влево.

Датчики всех магнитоэлектрических указателей уровня топ­лива имеют реостат сопротивлением 90 Ом. Наибольшая сила тока в цепи указателя не должна превышать 0,2 А.

Спидометры и тахометры по принципу своего действия под­разделяются на магнитоиндукционные с приводом гибким валом, электрические с электроприводом и электронные. В современных конструкциях ДВС наибольшее распространение получил первый тип приборов вследствие своей простоты, достаточной надежно­сти и точности показаний.

Характерными неисправностями КИП являются зашкалива­ния стрелок указателей, резкие их колебания и ошибка в пока­заниях приборов. Причинами неисправностей могут быть обрыв или замыкание на «массу» проводов, соединяющих датчики с указателями, или нарушение контакта в местах соединения с приборами, неисправность датчиков или указателей. Резкие коле­бания стрелки спидометра (тахометра) с приводом от гибкого вала могут возникнуть в результате неравномерного вращения троса из-за отсутствия смазки, износа граней его концов и его защемления в местах крепления.

Для освещения дороги, передачи информации об автомобиле (его присутствии, габаритных размерах, предполагаемом манев­ре), освещения салона кузова, кабины, прибора щитка и др. служит система освещения и световой сигнализации, в которую входят следующие приборы: фары головного освещения, фонари и лампы, переключатели и реле, прерыватель указателей пово­рота, звуковой сигнал, аварийная сигнализация, коммутаторная аппаратура и др.

Нарушение оптимального режима работы системы происходит из-за повреждения или износа оптимальных элементов и наруше­ния электрической цепи между приборами и источником тока. Причиной отказа системы освещения может быть обрыв провода или отключение предохранителя в результате короткого замыка­ния в цепи. Отдельные лампы могут выйти из строя из-за пере­горания их нитей, плохого контакта в патроне лампы, обрыва в соединительных проводах. К частому перегоранию нитей ламп приводит повышенное напряжение в бортовой сети. Указатели поворота чаще отказывают из-за неисправности генераторной установки и нарушения регулировки прерывателя, что вызывает изменение частоты мигания света или перегорание струны пре­рывателя.

1.2. Последовательность работы.

1.2.1. Изучите правила компоновки схем электрооборудования, соединения групп приборов, назначение и принцип действия приборов электрооборудования.

1.2.2. Изучите схемы соединения элементов генераторных установок различного типа и их подключения в цепь. Схемы гене­раторных установок занесите в отчет.

1.2.3. Изучите собранную на демонстрационном стенде схему электрооборудования автомобиля Г АЗ-53А.

Включите выключатель «массы» стартера и замерьте по амперметру величину разрядного тока АКБ (потребители должны быть выключены). Включив зажигание и стартер, запустите в работу стенд. Изменяя реостатом частоту вращения ротора гене­ратора, наблюдайте за изменением работы системы зажигания, показаниями манометра, спидометра и других приборов.

Проверьте показания приборов при изменении положения поплавка датчика уровня топлива, нагреве датчика температуры, охлаждающей жидкости, включении звукового сигнала и стекло­очистителя, включении осветительных приборов: ближнего и дальнего света, стоп сигнала, габаритных фонарей. Величину по­казаний приборов занесите в отчет.

Подключая различные потребители, обратите внимание на изменение показателей амперметра.

1.2.4. Отметьте отклонения в показаниях работы систем и приборов при введении преподавателем программированных неисправностей в электрическую схему. Опишите признаки и установите причины этих неисправностей. Результаты занесите в отчет.

1.2.5. Подключив последовательно с амперметром стенда эталонный амперметр, проверьте точность его показаний. При отклонении показателей амперметра стенда более чем на 7% от верхнего предела изменений, по сравнению с эталонным при­бором, подрегулируйте его повертыванием магнита.

1.2.6. Проверьте исправность датчика измерения уровня топлива по сопротивлению его реостата при рычаге поплавка в верхнем положении. Проверьте исправность датчика температу­ры охлаждающей жидкости по сопротивлению его терморезистора при 40⁰ и 100⁰С, а также исправность аварийного сигнализатора температуры охлаждающей жидкости по температуре замыкания контактов датчика. Проверьте отсутствие обрыва и замы­каний в катушках указателей приборов с помощью омметра или контрольной лампы. Результаты замеров сравните с допустимыми значениями и занесите в отчет. Сделайте вывод об исправности датчиков и указателей.

1.2.7. Произведите разборку-сборку фар головного освещения, определите ее тип, найдите винты для регулировки направления светового потока.

Изучите устройство и работу звукового сигнала, электромаг­нитного прерывателя указателей поворота. Найдите регулировоч­ные винты для изменения тональности сигнала и частоты вклю­чения указателей поворота.

Проверьте их работу в схеме стенда по электрооборудованию автомобиля ГАЗ-53А.

1.2.8. Заполните отчет по лабораторной работе и проверьте знание темы по контрольным вопросам.

Контрольные вопросы

1. На какие основные группы можно подразделить все приборы электро­оборудования в схеме?

2. По каким признакам классифицируются контрольно-измерительные при­боры?

3. Каково назначение и принцип действия амперметра?

4. Каков принцип действия магнитоэлектрического термометра, манометра и указателя?

5. В чем заключается принцип работы магнитоэлектрического спидометра с гибким приводным валом?

6. Каковы основные неисправности контрольно-измерительных приборов?

7. Что покажут указатели манометра, термометра и уровня топлива при обрыве цепи между датчиком и указателем?

8. Каковы основные неисправности и регулировки приборов освещения и сигнализации?

9. По каким основным направлениям происходит развитие схем и приборов автотракторного электрооборудования?