книги из ГПНТБ / Боевые колесные машины (армейские автомобили и бронетранспортеры) учебник

жаться в воду при нерабочем состоянии. Для обеспечения влаго­ стойкости подшипники якоря имеют резиновые уплотнения, ис­ пользуются специальная изоляция и защитные покрытия деталей для предохранения их от коррозии.

Применение щеткодержателей реактивного типа позволяет уменьшить искрение, износ щеток и коллектора. Вентилятор обес­ печивает принудительный обдув генератора.

Дальнейшее улучшение рабочих характеристик, повышение на­

Рис. 7.3. Генератор Г250:

Конструкция экранированного, трехфазового генератора пере­ менного тока с электромагнитным возбуждением и встроенным вы­ прямителем на полупроводниковых диодах показана на рис. 7.3.

В отличие от генераторов постоянного тока на генераторах пе­ ременного тока обмотка, в которой индуктируется переменный ток, размещена в статоре, а обмотка возбуждения в роторе (якоре).

Преобразование переменного тока в постоянный обеспечивает­ ся выпрямителем, состоящим из шести диодов, которые размеще­ ны в корпусе генератора. Так как основной ток нагрузки после выпрямителя выводится с неподвижного контакта, отпадает не­ обходимость в коллекторе. Отсутствие коллектора позволяет рас­ ширить рабочий диапазон работы генератора по оборотам и обес­ печить частичную отдачу мощности уже при работе двигателя на

3 1 4

малых оборотах. Это дает возможность существенно облегчить режим работы аккумуляторных батарей.

Обмотка возбуждения помещена под полюсными наконечника­ ми ротора. Для питания обмотки возбуждения от источников электрической энергии используют контактные кольца и две щет­ ки. Ток, проходящий через щеточный узел в обмотки возбужде­ ния, значительно меньше тока нагрузки, что позволяет существен­ но повысить его надежность, уменьшить износ щеток и объем технического обслуживания.

Генераторы приводятся в движение от коленчатого вала дви­ гателя клиноременной передачей. Шкив генератора совмещен с вентилятором принудительного охлаждения.

Аккумуляторные батареи

Аккумуляторные батареи обеспечивают питание потребителей при неработающем двигателе и на режимах, когда генератор не развивает достаточной мощности.

На армейских колесных машинах, как правило, применяются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, обладающие спо­ собностью отдавать кратковременно большие токи, необходимые для работы стартера при пуске двигателя.

Аккумуляторные батареи состоят из 6—112 аккумуляторов, со­ единенных последовательно между собой. Аккумуляторы обладают свойствами (вследствие проходящих в них электрохимических процессов) накапливать подводимую к ним электрическую энер­ гию (заряд) и отдавать ее потребителям (разряд).

Процессы, происходящие в аккумуляторах, являются обрати­ мыми, многократными и описываются уравнением

заряд

PbSOi + PbSO, + 2Н,0 Z Pb02 + Pb + 2H2S04.

разряд

Основные типы и характеристики аккумуляторных батарей, применяемых на боевых колесных машинах и армейских автомо­ билях, приведены в табл. 7.1.

Конструктивно каждая батарея состоит из бака 7 (рис. 7.4) с отсеками для аккумуляторов, изготовленного из эбонита, вини­ пласта или асфальтопеновой массы с кислотоупорными вставка­ ми. Каждый аккумулятор снабжен крышкой 12.

Основой пластин аккумулятора является решетка, отлитая из свинцово-сурмянистого сплава. Решетки положительных пластин заполняют активной массой, состоящей из свинцового сурика и свинцового глета. Активная масса отрицательных пластин содер­ жит свинцовый порошок и расширители в виде гуминовой кисло­ ты, серно-кислого бария, хлопковых очесов и сажи.

Между пластинами устанавливаются разделители — сепарато­ ры 2 из микропористого эбонита (мипора), микропористой пласт­ массы (мипласта), стекловолокна или хлорвинила.

3 1 5

Для повышения срока службы, особенно в условиях сильных вибраций, в аккумуляторных батареях армейских колесных машин применяют сепараторы из мипласта в сочетании со стекловолок­ ном. Это увеличивает срок службы батарей в 1,5—2 раза.

Маркировка батарей производится по ГОСТ 959—51. Напри­ мер, маркировка батареи 6-СТ-68ЭМСЗ обозначает: 6 — количест­ во аккумуляторов в батарее, СТ — стартерный тип (ТСТ —трак­ торный тип), 68 — номинальная емкость в ампер-часах, Э — мате-

Рис. 7.4. Аккумуляторная батарея:

/ — отрицательная пластина; 2 — сепаратор; 3 — положительная пластина; f — предо­

3 — батарея поставляется сухозаряженной. Сухозаряженные бата­ реи после их заполнения электролитом (смесь серной кислоты с ди­ стиллированной водой) отдают 75—80% емкости без под­ заряда.

§ 3. РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРЫ

Совместная работа источников и потребителей электрической энергии обеспечивается (регулируется) с помощью реле-регуля­ торов.

На боевых колесных машинах и армейских автомобилях при­ меняются вибрационные контактные, контактно-транзисторные и бесконтактные транзисторные реле-регуляторы.

Вибрационные реле-регуляторы

Вибрационные контактные регуляторы представляют собой комплекс приборов — реле, обеспечивающих:

—включение и выключение генератора в цепи потребителей и аккумуляторной батареи в зависимости от соотношения напряже­ ний между ними с помощью реле обратного тока;

—регулирование напряжения генератора в заданных преде­ лах с помощью одного-двух реле-регуляторов напряжения;

—ограничение силы тока генератора с помощью одного-двух реле-ограничителей тока.

Схема соединения источников электрической энергии с релерегулятором РР-111 показана на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Схема включения контактного реле-регулятора РР-1И:

3 1 7

Реле-регулятор состоит из трех приборов: реле обратного тока, реле ограничителя силы тока и реле-регулятора напряжения. Реле собраны на одной панели и закрываются герметичной крышкой. Электромагнитная система каждого реле состоит из основания, сердечника с обмотками, якорька (вибратора) с контактами и пру­ жиной. Выводные клеммы и корпус прибора экранированы.

При напряжении генератора, не превышающем напряжения аккумуляторной батареи, намагничивающее действие обмоток 1 и 2 реле обратного тока невелико и пружина 3 удерживает контак­ ты 4 в разомкнутом состоянии. Питание включенных приборов электрооборудования происходит за счет электрической энергии, накопленной в аккумуляторной батарее. При напряжении генера­ тора 12,2—13,2 в намагничивающее действие обмоток 1 \\ 2 пре­ одолевает силу натяжения пружины 3 и контакты 4 замыкаются. Ток из генератора идет через клеммы Я генератора и реле-регу­ лятора, обмотки 5 реле ограничителя и 1 реле обратного тока, замкнутые контакты 4, на клемму Б и далее к потребителям и аккумуляторной батарее.

Снижение напряжения генератора ниже напряжения аккуму­ ляторной батареи изменяет направление тока в обмотке 1 реле об­ ратного тока; намагничивание сердечника уменьшается, контакты 4 размыкаются и отключают генератор от аккумуляторной бата­ реи.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение генератора в пределах 13,8—14,8 в.

При работе генератора ток в его обмотку возбуждения проходит по цепи: клеммы Я генератора и реле-регулятора, обмотки 5 и 6, основание, контакты 7 ограничителя силы тока, обмотка 9, контак­ ты 10, основание регулятора напряжения, клеммы Ш реле-регуля­ тора и генератора, обмотка возбуждения и корпус генератора. Ток в обмотку регулятора напряжения проходит по цепи: клеммы Я генератора и реле-регулятора, обмотки 5 и 6, основание ограничи­ теля силы тока, через сопротивление R2, в обмотку 8 регулятора напряжения и далее на корпус реле-регулятора.

Когда напряжение генератора достигнет необходимой величи­ ны, намагничивающее действие основной обмотки 8 регулятора напряжения разомкнет контакты 10 и в цепь обмотки возбужде­

клеммы Ш реле-регулятора и генератора, обмотки возбуждения и корпус генератора.

В результате включения сопротивлений сила тока в обмотке возбуждения, магнитный поток полюсов и напряжение генератора снижаются. Намагничивающее действие обмотки 8 уменьшается, и пружина замыкает контакты 10. .Затем процесс повторяется с определенной частотой.

Постоянное среднее значение регулируемого напряжения на различных режимах работы двигателя обеспечивается за счет из-

3 1 8

мепепия соотношения времени замкнутого и разомкнутого состоя­ ния контактов реле.

Стабильность регулируемых параметров достигается наличием сопротивления R2, ускоряющего частоту колебаний якорька.

Увеличение напряжения генератора при включении сопротив­ ления R2 компенсируется выравнивающей обмоткой 9, намагни­ чивающее действие которой противоположно основной обмотке 8.

С увеличением силы тока, отдаваемой генератором, возрастает намагничивающее действие обмоток 5 и 6 ограничителя тока. При силе тока 28±1,5 а контакты 7 размыкаются и в цепь обмотки возбуждения вновь включаются сопротивления. Ток в обмотку возбуждения идет по цепям: клеммы Я генератора и реле-регуля­ тора, далее через сопротивление R 1, обмотку 9, контакты 10, ос­ нование регулятора напряжения и через обмотки 5 и 6, основание ограничителя силы тока сопротивлений R2 и R3, на клеммы Ш в обмотку возбуждения генератора. Увеличение сопротивления цепи обмотки возбуждения уменьшает силу тока, напряжение и ток на­ грузки генератора. Ускоряющая обмотка 6 увеличивает частоту колебаний якорька реле, а следовательно, уменьшает диапазон изменения силы тока генератора.

Компенсация изменения напряжения при тепловом воздействии тока на обмотки реле обеспечивается применением комбинирован­ ных обмоток, состоящих из медной и Константиновой проволоки (обмотки с температурной компенсацией). Влияние изменения ок­ ружающей температуры компенсируется применением биметалли­ ческих якорьков (вибраторов), изготовленных из слоев латуни и инвара.

Работа контактных вибрационных реле-регуляторов с генера­ торами повышенной мощности вызывает необходимость увеличе­ ния числа приборов, повышает напряженность работы контактных узлов и необходимость их частой регулировки.

Контактно-транзисторные реле-регуляторы

Дальнейшее повышение стабильности' регулируемых парамет­ ров и надежности работы обеспечивается применением контактно­ транзисторных реле-регуляторов, в которых контакты реле вклю­ чаются в цепь управления (базы) транзистора. При этом контак­ ты реле разгружаются и работают более надежно.

Иногда узлы реле-регулятора совмещают с приборами дистан­

(рис. 7.6).

Реле-регулятор обеспечивает:

— включение и выключение в цепь источников электрической энергии обмотки возбуждения генератора с помощью реле вклю­ чения;

3 1 9

—дистанционное включение стартера с помощью реле вклю­ чения стартера;

—автоматическое выключение стартера после пуска и при ра­ ботающем двигателе с помощью реле блокировки стартера;

—регулирование напряжения генератора в заданных пределах

с помощью реле-.регулятора напряжения, работающего совместно

странзистором;

—защиту генератора от перегрузок с помощью реле ограничи­ теля силы тока, работающего с тем же транзистором;

—защиту транзистора от коротких замыканий с помощью ре­ ле защиты.

Все приборы смонтированы на -одной панели и закрыты крыш­ кой.

Рабочий процесс реле-регулятора протекает в несколько эта­ пов.

При включении включателей ВЗ аккумуляторной батареи и за­ жигания замыкается цепь обмотки реле включения РВ. Ток от аккумуляторной батареи 3 проходит по цепи: «+ » аккумуляторной батареи, контакты ВЗ включателя и клемма, замкнутые контакты реле защиты транзистора РЗ, обмотка РВ, «—» источника тока. Контакты РВ замыкаются, транзистор Т открывается (потенциал его эмиттера будет выше потенциала базы),

3 2 0

Ток в обмотку возбуждения генератора проходит по цепи: «+ » аккумуляторной батареи, клемма Б, обмотка ОТ ограничителя силы тока, замкнутые контакты реле включения РВ, диод Д1, пе­ реход эмиттер-коллектор транзистора Т, обмотка реле защиты транзистора Р32 клеммы Ш реле-регулятора и генератора, об­ мотка ОВ возбуждения генератора, «—» аккумуляторной батареи. В генераторе создается магнитное поле.

Нажимая на кнопку стартера КС, включают реле стартера по цепи: «+ » аккумуляторной батареи, включатель ВЗ, кнопка КС, клемма КС и замкнутые контакты реле РБ блокировки стартера, обмотка реле стартера PC, «—» аккумуляторной батареи. Одно­ временно получает питание и обмотка РБ1 реле блокировки стар­ тера.

При замыкании контактов реле включения стартера PC от ак­ кумуляторной батареи получают питание втягивающая ВО и удер­ живающая УО обмотки тягового реле стартера по цепи: «+ » ак­ кумуляторной батареи, клемма Б, замкнутые контакты PC, клем­ ма PC, обмотки стартера ВО и УО, «—» аккумуляторной батареи. Совместное воздействие обмоток обеспечивает замыкание кон­ тактов в силовой цепи и включение стартера.

После пуска двигателя при напряжении генератора 11—13 в срабатывает реле блокировки, так как ток, поступающий из гене­ ратора через клеммы Л—Л и выпрямитель В, поступает в обмот­ ку РБ2 реле блокировки. Контакты РБ размыкаются, цепь обмо­ ток ВО, УО размыкается, стартер выключается. При размыкании контактов РБ отключается противодействующая обмотка PBil, что обеспечивает форсированное срабатывание и удерживание кон­ тактов в разомкнутом состоянии. Стартер при работающем двига­ теле отключен и не включается при воздействии на кнопку стар­ тера КС.

Если напряжение генератора не достигло предельного значе­ ния, то намагничивающее действие обмотки PH регулятора на­ пряжения недостаточно для преодоления сопротивления его пру­ жины и контакты PH разомкнутся.

Цепь обмотки PH: «+ » генератора, замкнутые контакты реле включения РВ, диод Д 1, переход эмиттер-коллектор транзистора, диод Д2, обмотка PH, термокомпенсационное сопротивление RT, «—» генератора. Обмотка возбуждения генератора получает пи­ тание по цепи: «+ » генератора и реле-регулятора, замкнутые .кон­ такты РВ, диод Д 1, переход эмиттер-коллектор Т транзистора Т, обмотка реле защиты транзистора Р32, клеммы Ш, обмотка воз­ буждения ОВ, «—» генератора.

При напряжении генератора 27—29 в замыкаются контакты PH, транзистор Т закрывается, так как потенциал его базы ста­ новится выше потенциала эмиттера на величину падения напряже­ ния на диоде Д 1, что обеспечивает активное закрывание транзи­ стора. Увеличение сопротивления цепи обмотки возбуждения сни­ жает силу тока и напряжение генератора, контакты PH вновь раз­ мыкаются и т. д.

Регулирование среднего значения напряжения генератора обеспечивается за счет соотношения времени открытого и закры­ того состояния транзистора Т. Сопротивление Ry в цепи питания обмотки PH при закрытом транзисторе Т увеличивает частоту ко­ лебания якорька PH.

Ограничитель силы тока ОТ срабатывает при повышении тока

Автоматическая защита транзистора от коротких замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора обеспечивается совместным действием обмоток Р31 и Р32. При коротком замыкании контак­ ты РЗ размыкаются, отключая обмотку реле включения РВ и транзистор Т от источников тока. Диод ДЗ предохраняет транзи­ стор Т от перенапряжений при переключениях в цепи обмотки возбуждения генератора.

Применение транзисторов в цепи обмотки возбуждения генера­ тора позволяет разгрузить контакты реле-регулятора напряжения и ограничителя силы тока, повысить тем самым надежность ра­ боты и стабильность регулирования параметров при снижении объема обслуживания реле-регуляторов.

Бесконтактные транзисторные реле-регуляторы

Повышение стабильности регулируемых параметров и дальней­ шее повышение надежности генераторных установок достигается применением бесконтактных транзисторных реле-регуляторов.

На армейских автомобилях УАЗ-469, ГАЗ-66, ЗИЛ-1131 сов­ местно с генератором переменного тока Г250 применяют бескон­ тактный транзисторный реле-регулятор РР-350, схема которого показана на рис. 7.7.

В реле-регуляторе имеется измерительное устройство, состоя­ щее из транзистора Т1, стабилитрона Ст, сопротивлений Rl, R2, R3, R4 и дросселя Др. Регулирующим устройством являются тран­ зисторы Т2 и ТЗ. В цепь коллектора транзистора ТЗ включена обмотка 5 возбуждения генератора 4. Кроме того, в схеме преду­ смотрены устройства, обеспечивающие форсирование переключе­ ния транзисторов.

При включенном включателе 2 зажигания и работающем дви­ гателе в режимах, когда генератор не развивает напряжения вы­ ше заданного, кремниевый стабилитрон Ст и транзистор Т1 закры­ ты, так как напряжение генератора не обеспечивает пробоя ста­ билитрона и потенциал эмиттера и базы транзистора Т1 равны. Транзисторы Т2 и ТЗ открыты, поэтому ток в обмотке возбужде­ ния и напряжение генератора увеличиваются. ,

Как только напряжение генератора превысит напряжение про­ боя стабилитрона Ст, сопротивление его резко уменьшится и че­ рез него пройдет ток. Потенциал базы транзистора Т1 станет ни­

3 2 2

же потенциала эмиттера и транзистор Til откроется. Потенциалы баз транзисторов Т2 и ТЗ вследствие открывания транзистора Т1 станут выше потенциалов их эмиттеров и они закроются. Актив­ ное запирание транзисторов Т2 и ТЗ обеспечивается за счет паде­ ния напряжения на соответствующих диодах Д2 и ДЗ. Запирание транзистора ТЗ увеличивает сопротивление в цепи обмотки воз­ буждения. Сила тока в обмотке возбуждения и напряжение гене­ ратора у.менынаются.

6

Когда напряжение генератора понижается, процесс пробоя стабилитрона прекращается, транзистор^ Т1 вновь закрывается, вследствие чего транзисторы Т2 и ТЗ открываются. Сопротивле­ ние в цепи обмотки возбуждения уменьшается,, сила тока в ней увеличивается и напряжение генератора возрастает и т. д..В даль­ нейшем процесс повторяется. Для повышения частоты переключе­ ния транзисторов и улучшения стабильности регулирования на­ пряжения имеется стабилизирующий контур R5—С и дроссель Др для сглаживания пульсаций напряжения. Кроме того, дроссель Др предохраняет потребители от резкого повышения напряжения при внезапном отключении аккумуляторной батареи.

Сопротивления R1 и R2 позволяют корректировать напряжение реле-регулятора в зависимости от условий эксплуатации (окру­ жающей температуры).