книги из ГПНТБ / Шестопалов, К. С. Устройство и эксплуатация автомобиля учеб. пособие для призывников, обучающихся на водителя автомобиля 3-го кл
.pdfверх него такой же 'слой из сплава олова и кадмия. При этом
между селеном |
и сплавом образуется |
запирающий слой. Ток |
|||
в таком диоде |
будет |
проходить |
от |
селена к сплаву |
олова |
и кадмия. |
|
называют |
полупроводниковый |
триод, |
|
Т р а н з и с т о р о м |
состоящий из тонкой пластины германия, в которую вплавлены две капельки индия (рис. 56). При этом между германием и капельками индия возникнут два запирающих слоя. К капель кам индия и германиевой пластине припаивают медные элек
троды (выводы).
Электрод, соединяемый с рлюсом источника тока, назы вают э м и т т е р о м , а соединяемый с минусом — к о л л е к т о ром. Электрод, соединенный с германиевой пластиной, назы
вается б а з о й .
Управление проводимостью транзистора осуществляется пу тем включения дополнительного источника электроэнергии меж
ду эмиттером и базой.
Германиевые транзисторы на автомобилях применяются для изменения силы тока возбуждения генераторов, а также для усиления и прерывания тока в контактно-транзисторной си стеме зажигания.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
Если проводник с током поместить в магнитном поле меж* ду полюсами магнита, то в результате взаимодействия магнит ных полей проводник начнет перемещаться сверху вниз. Это объясняется тем, что сверху магнитное поле сгущается, так как магнитные силовые линии проводника и магнита совпадают по направлению, а внизу, наоборот, магнитное поле ослабляется, так как магнитные силовые линии, направленные навстречу друг другу, частично взаимно уничтожаются (рис. 57, а и б). Если направление тока в проводнике изменить, он начнет пере мещаться снизу вверх. На этом принципе основана работа элек тродвигателя.
Направление движения проводника с током в магнитном поле определяют по правилу левой руки. Для этого левую руку располагают так, чтобы ладонь была обращена к северному по люсу, а вытянутые пальцы по направлению тока, при этом ото гнутый большой палец укажет направление движения провод ника (рис. 57, в ) .
Если проводник перемещать в магнитном поле, то от пересе чения магнитных силовых линий в нем появляется электродви жущая сила, а при замкнутой цепи появится электрический ток. Точно так же можно получить э. д. с. и ток в неподвижном про воднике, если перемещать относительно него магнитное поле (например, двигать около проводника постоянный магнит).
90
Рис. 57. Взаимодействие магнитных полей и электро магнитная индукция:
а и б — взаимодействие магнитного |
поля проводника |
|
||
с током |
и магнитного поля магнита; в — правило ле |
|
||
|
вой руки; г — правило правой руки |
|
||
Это явление называется |
э л е к т р о м а г н и т н о й |
и н д у к |
||
цие й. |
тока в |
проводнике |
определяют по |
правилу |
Направление |
правой руки. Для этого правую руку располагают ладонью к се верному полюсу, а отогнутый большой палец по направлению движения проводника (рис. 57, г). При этом вытянутые пальцы укажут направление индуктируемого тока. По принципу элек тромагнитной индукции основана работа генератора тока.
Явление электромагнитной индукции может происходить и в двух неподвижных проводниках, расположенных вблизи друг от друга. Когда по одному из них проходит ток изменяющейся величины, вокруг этого проводника возникает магнитное поле, изменяющееся в соответствии с усилением, ослаблением или
♦прекращением тока. Силовые магнитные линии этого поля, воз действуя на второй проводник, вызывают в нем появление э. д. с. и тока. Такое явление называют в з а и м о и н д у к ц и е й . Ее
используют в трансформаторах и автомобильных катушках за жигания. Роль проводников в этих приборах играют обмотки
91
с большим количеством витков, имеющие общий сердечник. Обмотку, через которую пропускают ток от какого-либо источ ника, называют первичной, а обмотку, в которой возникают индуктированные э.д.с. и ток,— вторичной.
Электромагнитная индукция проявляется также и в одиноч ных неподвижных проводниках, если по ним протекает ток изме няющейся величины. Поскольку такой проводник находится в создаваемом им самим изменяющемся магнитном поле, в нем появляется э.д.с., называемая э.д.с. самоиндукции. Направ ление тока самоиндукции при возрастании основного тока в lienn противоположно направлению этого основного тока, а при убывании совпадает с его направлением.
И, наконец, скажем о токах, возникающих под действием электромагнитной индукции в стальных сердечниках. Когда сердечник вращается в магнитном поле (сердечник якоря гене ратора) или, оставаясь неподвижным, пронизывается силовыми линиями изменяющегося магнитного поля (сердечник катушки зажигания), в нем, как во всяком проводнике, индуктируются токи. Эти токи, называемые вихревыми, вызывают нагрев сердечника. Для ослабления вихревых токов сердечники обыч но изготовляют из отдельных тонких пластин мягкой стали, изо лированных друг от друга.
ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Для получения постоянного тока между полюсами магни та помещают проводник в виде рамки, каждый конец которой присоединяют к изолированному полукольцу (ламели) коллек
тора. К полукольцам прижимаются положительная (+ ) |
и от |
||||
рицательная (—) щетки, соединенные между |
собой внешней |
||||
цепью с лампой накаливания |
(рис. 58). |
(в |
соответствии |
||
При вращении рамки |
в |
ее левой стороне |
|||
с правилом правой руки) |
будет индуктироваться ток в направ |
||||
лении от нас, а в правой стороне — к нам. Ток из рамки |
будет |
||||
поступать на полукольцо -2, |
плюсовую щетку |
и |
во внешнюю |
||
цепь, затем через минусовую щетку на полукольцо |
1 и обратно |
в рамку (рис. 58, а). Когда рамка повернется на 90°, ее сторо ны будут скользить вдоль силовых магнитных линий, не пере секая их, и тока в цепи не будет (рис. 58, б).
При дальнейшем повороте рамки ее стороны снова будут пересекать магнитные силовые линии и в ней опять появится ток, но уже обратного направления. При этом во внешней цепи направление тока сохранится прежним (рис. 58, в). Так как одновременно с рамкой поворачиваются и полукольца, ток опять поступит на положительную щетку и во внешнюю цепь в том же направлении. После поворота рамки еще на 90° ток в цепи опять прекратится (рис. 58, г). Далее процесс повторяется. Таким образом, благодаря коллектору (полукольцам), переменный ток
92
Рис. 58. Принцип работы генератора постоянного тока:
1 ,2 — прлукольца; а, в — рамка пересекает магнитные силовые ли нии; б, г — стороны рамки скользят вдоль магнитных силовых линий
в рамке преобразуется в постоянный по направлению ток во внешней цепи. Этот принцип используется в генераторах по стоянного тока.
П р о с т е й ш и й г е н е р а т о р п е р е м е н н о г о т о к а отличается тем, что ^онцы рамки присоединяют не к коллектору, состоящему из отдельных полу колец, а к двум изолированным друг от друга кольцам, к кото рым также прижимаются щетки. При вращении рамки в ней индук тируется переменный по направ-
Рис. 59. Принцип работы генерато ра переменного тока:
а — схема получения переменного тока; б — графическое изображе ние э.д.с. однофазного переменно го тока
1, 5 — кольца; 2, 4 — щетки; 3— рамка
93
ад.с.
Рис. 60. Схема получения трехфазного переменного тока:
a — схема трехфазного генератора; б — графическое изображение
э.д.с.
лению и величине ток, который поочередно поступает на щетки и во внешнюю цепь (рис. 59, а). За один оборот рамки ток уве личивается от нуля до максимума и снова уменьшается до нуля, а затем, изменив свое направление, опять увеличивается
от нуля до максимума |
и уменьшается |
до |
нуля (рис. 59, б). |
||
Такой |
ток |
называется |
о д н о ф а з н ы м |
переменным током. |
|
Время |
на |
совершение |
одного полного |
колебания называется |
п е р и о д о м . Число периодов в одну секунду называется ч а с
т о т о й |
т ока . Наибольшее значение тока называется а м п л и |
|
т у д о й |
т ока . |
|
Электрическая цепь, в которой одновременно действуют три |
||
переменные э.д.с. с одинаковыми |
амплитудой и частотой, но |
|
смещенные по фазе на угол 120°, |
называется т р е х ф а з н о й , |
|
а ток в цепи — т р е х ф а з н ы м . |
|
Простейший трехфазный генератор имеет три обмотки (рам ки), сдвинутые в пространстве по отношению друг к другу на
120° (рис. 60).
АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ
Аккумуляторная батарея на автомобиле служит для пита ния током приборов электрооборудования на малых оборотах и при неработающем двигателе.
Аккумуляторная батарея состоит из шести отдельных двух вольтовых аккумуляторов (элементов), соединенных между со бой последовательно, что обеспечивает получение в цепи рабо чего напряжения в 12 В. Бак батареи изготовляют из эбонита
94
3 |
6 |
7 |
8 |
a |
w |
Рис. 61. Аккумуляторная батарея:
1 — отрицательная пластина; 2 — сепаратор; 3 — выводные шты ри; 4 — положительна^ пластина; 5 — мастика; 6 — бак; 7 — отри цательный выводной йЗтырь батареи; 8 — соединительная шина; 9 — пробка; 10 — положительный выводной штырь; 11 — вентиля ционное отверстие; 12 — наливное отверстие; 13 — крышка акку
мулятора
и разделяют перегородками на шесть отделений, в каждом из которых помещают один аккумулятор (рис. 61).
Аккумулятор состоит из положительных и отрицательных пластин, изолированных друг от друга сепараторами, изготов ленными из специально обработанной однослойной фанеры, мипора или мипласта.
Пластины отливают в виде решеток из свинца с добавле нием 5—10% сурьмы для механической прочности. В решетку
пластин впрессовывают активную массу |
из свинцового сурика |
и свинцового глета или окисленного |
свинцового порошка, |
В аккумуляторы заливают электролит, составляемый из хими* чески чистой серной кислоты удельного веса 1,84 и дистиллиро-» ванной воды. Сверху аккумулятор закрывают крышкой, имею-» щей наливное отверстие, закрываемой резьбовой пробкой с вен тиляционным отверстием, через которое внутренняя полость аккумулятора сообщается с атмосферой.
Е м к о с т ь ю а к к у м у л я т о р а называется то количество электричества, которое может дать полностью заряженный аккумулятор при десятичасовом режиме разряда (до напряже
ния 1,7 |
В). |
Емкость |
аккумулятора выражается ампер-часами |
|||
(А-ч) и зависит от |
количества и размера Параллельно соеди* |
|||||
ненных пластин, а также от температуры электролита. |
при |
|||||
Например, |
заряженный аккумулятор |
емкостью 70 А-ч |
||||
температуре |
электролита 30° С способен |
поддерживать в |
цепи |
|||
ток 7 А |
в |
течение 10 часов, после чего |
его напряжение |
по |
||
низится |
до |
1,7 |
В. Чем больше размер и количество пластин и |
95
выше температура электролита, тем больше разрядная емкость
аккумулятора.
Емкость аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, равна емкости одного аккумулятора.
В табл. 8 приведена характеристика аккумуляторных ба тарей.
|
Аккумуляторные батареи |
|
Таблица 8 |
|
|
|
|
||
|
|
Емкость при |
Номиналь |
|
Модель автомо |
|
10-часовом |
||
Тип аккумуляторной батареи |
ное напря |
|||
биля |
разряде, |
|||
|
жение, В |
|||
|
|
А-ч |
||
|
|
|
||
ГАЗ-51А |
З-СТ-70 ПД (две батареи, со- |
70 |
12 |
|
|
единенные последовательно) |
84 |
12 |
|
ЗИЛ-164А |
З-СТ-84 ПДС (две батареи, со- |
|||
ГАЗ-53А и ГАЗ-66 |
единенные последовательно) |
68 |
12 |
|
6-СТ-68 ЭМ |
||||
ЗИЛ-130 |
6-СТ-78 ЭМ |
78 |
12 |
Цифры и буквы в приведенных типах аккумуляторных ба
тарей означают: |
цифры 3 или 6 (в начале) — число аккумулято |
||
ров в батарее, |
буквы СТ — батарея стартерного |
типа, |
число |
после букв СТ — номинальная емкость батареи в |
А т, |
буквы |
Э и П — материал бака (Э — эбонит, П — асфальтопековая мас са с кислотоупорными вставками), последние буквы — материал сепараторов (М — мипласт, ДС и МС — дерево или мипласт, комбинированные со стекловолокном).
НЕИСПРАВНОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
■В процессе эксплуатации в аккумуляторной батарее могут возникать следующие неисправности: окисление выводных шты рей, подтекание электролита через трещины сосуда, быстрый саморазряд, короткое замыкание и сульфитация пластин.
Окисление выводных штырей приводит к увеличению со противления во внешней цепи и даже к прекращению тока. Для устранения неисправности нужно снять со штырей наконечники проводов (клеммы), зачистить штыри и клеммы и укрепить по следние на штырях. После этого штыри и клеммы надо сверху смазать тонким слоем технического вазелина.
Подтекание электролита через трещины бака обнаружи вают осмотром. Для устранения неисправности батарею сдают в ремонт. При вынужденной временной эксплуатации батареи с этой неисправностью необходимо периодически добавлять в неисправную банку электролит, а не дистиллированную воду.
96
Быстрый саморазряд может быть следствием загрязнения поверхности батареи и электролита. Для устранения неисправ ности следует протереть поверхность батареи и заменить элек тролит.
Короткое замыкание внутри банки чаще всего вызывается осыпавшейся активной массой и вследствие разрушения сепа раторов. В том и другом случаях батарею разбирают и устра няют неисправности.
Сульфитация пластин заключается в том, что на пластинах образуется крупнокристаллический сернокислый свинец. Плас тины при этой становятся нетокопроводимыми, и аккумулятор ная батарея не принимает заряда.
Основные причины, вызывающие сульфатацию, следующие:
—разряд батареи ниже 1,7 В на один аккумулятор;
—оголение пластин вследствие понижения уровня электро
лита;
—продолжительное хранение батареи без подзарядки;
—пониженная плотность электролита.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
При ежедневном техническом обслуживании по окончании работы надо отсоединить батарею от цепи, пользуясь выклю чателем, соединяющим батарею с массой (автомобиль ГАЗ-66).
При первом техническом обслуживании нужно очистить аккумуляторную батарею от загрязнений, прочистить вентиля ционные отверстия в пробках, проверить крепление наконечни ков проводов, проверить уровень электролита и при необходи мости долить дистиллированную воду.
В случае окисления штырей и клемм следует зачистить и смазать их, как указано выше.
При втором техническом обслуживании, кроме работ ТО-1,
надо проверить крепление аккумуляторной батареи в гнезде, проверить уровень и плотность электролита, проверить степень , заряженности аккумуляторов нагрузочной вилкой. Если напря жение на выводных штырях каждого аккумулятора окажет ся ниже 1,7 В, нужно снять батарею для стационарного за ряда.
ГЕНЕРАТОР И РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОР
Генератор на автомобиле служит для питания всех потре бителей электрической энергией и для зарядки аккумуляторной батареи при среднем и большом числах оборотов коленчатого вала двигателя.
На автомобилях применяют генераторы постоянного и пе ременного тока.
4 4-138 |
97 |
Генератор постоянного тока (рис. 62) состоит из корпуса, полюсных башмаков с обмоткой возбуждения, якоря, щеткодер жателей со щетками и крышек с подшипниками.
Корпус генератора имеет цилиндрическую форму и изго товляется из мягкой стали. С внутренней стороны к корпусу привинчивают полюсные башмаки, также изготовленные из мяг кой стали. На полюсные башмаки наматывают обмотку воз буждения, которая служит для увеличения магнитного поля.
Между полюсными башмаками вращается якорь. На вал якоря напрессован сердечник, состоящий из тонких железных пластинок, изолированных друг от друга окалиной (окись желе за) или лаком. На сердечнике имеются пазы, в которые закла дывается обмотка якоря, изготовленная в виде отдельных сек ций, концы которых припаивают к пластинкам (ламелям) кол лектора. Коллектор, медные ламели которого изолированы друг от друга слюдой, служит для преобразования переменного тока (который получается в обмотке якоря) в постоянный (протека ющий во внешней цепи).
По коллектору скользят угольно-графитовые щетки, кото рые помещены в щеткодержателях и прижимаются к коллекто ру с помощью пружин.
Обмотка возбуждения одним концом присоединена к мас се, а вторым — к клемме Ш генератора. Минусовая щетка со единена с массой, а плюсовая при помощи изолированного про водника — с клеммой Я генератора.
•Полюсные башмаки и корпус генератора намагничены и
образуют слабое магнитное поле, называемое о с т а т о ч н ы м м а г н е т и з м о м . При вращении якоря его обмотка пересекает магнитные силовые линии остаточного магнетизма и в ней ин дуктируется слабый ток. Часть этого тока поступает в обмотку возбуждения, при этом полюсные башмаки намагничиваются сильнее, магнитный поток увеличивается и напряжение на щет ках генератора повышается.
Вследствие того, что генератор получает привод от колен чатого вала двигателя, а обороты последнего изменяются в ши роких пределах (от 400 до 5000), напряжение в цепи генерато ра на больших оборотах может достигнуть недопустимой вели чины, при которой будут перегорать лампы, нагреваться обмотка якоря и нарушаться нормальная работа всех приборов электрооборудования. Кроме того, при сильно разряженной ба тарее и при питании большого числа приборов в генераторе может возникнуть чрезмерно большой ток, который может вы звать сгорание изоляции обмотки якоря. И наконец в связи с тем, что аккумуляторная батарея соединена с генератором параллельно, при малых оборотах, когда напряжение на щет ках генератора сильно уменьшается, ток из батареи может пойти в генератор, что приведет к быстрому разряду батареи и нагре ву обмоток генератора. Для устранения' этих нежелательных явлений на автомобиле устанавливают реле-регулятор.
№•
*
Рис. 82. Генератор постоянного тока:
1 — шкив; 2 — передняя крышка; 3 — полюсный башмак; 4 — обмотка возбуждения; 5, 7 и 8 — клеммы М, Я и Ш ; 6 — якорь; 9 — задняя крышка; 10 — щетка; 11 — пружина щеткодержателя; 12 — щеткодержатель; 13 — кол лектор; 14 — корпус