АТ1001 / БТЗ-ст

Раздел 1 АКБ и генераторная установка

ВОПРОСЫ

1. Какой род тока вырабатывает система электроснабжения?

2. Каков состав системы электроснабжения?

3. Система электроснабжения автомобиля является одно- , двух или трехпроводной?

4.К какому типу накопителей энергии относится АКБ?

5. Из чего состоит электролит?

6. Из чего сделаны положительные и отрицательные электроды?

8. Напряжение на одном заряженном аккумуляторе?

9. Расшифруйте обозначение 6СТ-75

10. Как отличить внешне обслуживаемую АКБ от необслуживаемой?

11. Назначение сепараторов в аккумуляторе?

12. Каково количество аккумуляторов в 24-вольтовой батарее и в чем ее преимущество по сравнению с 12-вольтовой?

13. Какой основной недостаток аккумулятора с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава из чего сделаны решетки современных аккумуляторов ?

14. Что выделяется на электродах при разряде аккумулятора?

15. Зачем нужны опорные призмы в моноблоке?

16. Какие типы АКБ могут применяться в различных условиях эксплуатации?

17.В каких единицах и в течение какого времени разряда измеряется емкость АКБ?

18. Каково главное требование к стартерной АКБ?

19.Каким должно быть внутреннее сопротивление автомобильной АКБ?

20.Сколько полюсов обычно имеет ротор автомобильного генератора?

21.Для чего предназначена обмотка возбуждения?

22. Что представляют собой магнитные полюса ротора генератора?

23. К какому типу электрических машин относится современный генератор?

24. Сколько диодов в генераторной установке и каковы их функции?

25. Какое выходное напряжение генераторной установки для 12-вольтовой бортовой сети обычно устанавливается и почему?

26.Как механическая энергия передается на генератор?

27. Почему статор генератора набран из пластин, а ротор изготовлен из сплошного железа?

28. Как подается питание на катушку возбуждения?

29. Что означают на токоскоростной характеристике генератора точка включения и расчетная точка?

30. От чего зависит выходное напряжение генератора?

31 Что является ключевым и чувствительным элементами в регуляторе напряжения?

32. Чем непосредственно управляет регулятор напряжения ?

\33. Для чего используются дополнительные диоды?

34. Почему в современных автомобилях не применяются коллекторные генераторы постоянного тока?

35 Каков примерно максимальный ток современных генераторов?

36. Чем ограничивается ток генератора при отключенном регуляторе напряжения?

37. В чем конструктивные отличия и главное преимущество генераторов с укороченными полюсами и индукторных генераторов по сравнению с классическими?

38. Что произойдет, если на генераторную установку подать постоянное напряжение 12 В (как на

электродвигатель) ?

39. Чем обусловлен зЗначительно меньший ресурс электромагнитного регулятора напряжения по сравнению с электронным?

40. Как соединены обмотки генератора?

41. Зачем нужны контактные кольца на роторе?

42.Почему щелочные аккумуляторы не используются в качестве стартерных?

43.Что является окислителем, восстановителем и электролитом в аккумуляторе?

44. Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора?

45.Что нужно доливать в обслуживаемых аккумуляторах в случае снижения уровня электролита?

46.Почему при низких температурах максимальный разрядный ток уменьшается?

47.Как называется прибор для проверки степени заряженности АКБ в виде вольтметра с нагрузочным резистором ?

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1. В состав системы электроснабжения входят аккумуляторная батарея и генераторная установка, состоящая из трехфазного генератора переменного тока, диодного моста (выпрямителя) и регулятора напряжения. Генераторы постоянного тока на современных автомобилях не применяются из-за быстрого износа щеток и коллектора.

Все потребители электроэнергии в автомобиле рассчитаны на постоянный ток, получаемый от АКБ или генераторной установки, поэтому вырабатываемый генератором переменный ток в таком виде нигде не используется, а сразу же преобразуется в постоянный диодным мостом. Таким образом, система электроснабжения в целом вырабатывает постоянный ток.. Система электроснабжения автомобиля является однопроводной (роль второго провода играет корпус), что проще и дешевле. Если на генераторную установку подать 12 В как на электродвигатель, то из-за диодного моста ток нее дойдет до генератора и ничего не произойдет.

2.Энергию можно запасать следующими способами:

- в виде механической с помощью маховика (например, в детских игрушках);

- в виде электрической в конденсаторе, что широко применяется в электронике;

- в виде электрической в катушке индуктивности, что используется в системе зажигания.

Все эти способы на практике запасают небольшую энергию, для автомобильных целей недостаточную.

Для запасания большой энергии используется аккумулятор – накопитель энергии, в котором происходит обратимая химическая реакция.

3. Для работы стартера автомобиля требуются большие токи – сотни ампер. Щелочные аккумуляторы из-за большего внутреннего сопротивления их обеспечить не могут. Кислотные обладают малым внутренним сопротивлением и хорошо подходят для работы стартера. Их электролит представляет собой водный раствор серной кислоты. . Положительные электроды аккумулятора изготовлены из двуокиси свинца, а отрицательные – из чистого пористого свинца. Для предотвращения замыкания между ними помещаются сепараторы из пористых материалов. Для того, чтобы выпадающий из пластин шлам не замкнул электроды между собой, в нижней части моноблока имеются опорные призмы, не позволяющие электродам опускаться слишком низко. При разряде аккумулятора на обоих электродах выделяется сульфат свинца – его соединение с серой из электролита. При этом плотность электролита снижается. При низких температурах химические реакции замедляются, сопротивление электролита повышается и максимальный разрядный ток уменьшается.

4. Напряжение на одном заряженном аккумуляторе составляет 2 В, а 12 В или 24 В – это напряжение на батарее из 6 или 12 аккумуляторов. Напряжение на аккумуляторе измеряется обязательно под нагрузкой, для чего применяют специальное устройство – аккумуляторный пробник, также называемый нагрузочной вилкой в виде вольтметра с подключенным параллельно резистором.

В обозначении АКБ 6СТ-75 символы означают:

6 – количество аккумуляторов

СТ – стартерная (т.е. способная отдавать большие токи при работе стартера)

75 – емкость в ампер-часах, измеренная при 20-часовом режиме разряда.

АКБ на 24 В применяются на большегрузных автомобилях, потому, что при этом по сравнению с 12 В в 2 раза уменьшается ток, что особенно важно при работе стартеров мощностью несколько кВт.

5.В свинцовом аккумуляторе используются:

- восстановитель – губчатый свинец

- окислитель – двуокись свинца

- электролит – раствор серной кислоты

.Для повышения прочности и долговечности свинцовых решеток – оснований электродов в свинец добавляются различные присадки. Раньше использовалась сурьма, которая вступала в реакцию с водой и была необходимость периодически через специальные отверстия доливать дистиллированную воду. По пробкам на моноблоке можно легко отличить аккумулятор старого типа от нового, потому что в современных аккумуляторах вместо сурьмы используется кальций, не расходующий воду и пробки отсутствуют.

6.В различных условиях эксплуатации могут применяться АКБ следующих типов:

- циклостойкие, т.е. рассчитанные на увеличенное количество циклов заряда-разряда;

- вибростойкие, что особенно важно на дорожно-строительной и другой технике, работающей в условиях сильной вибрации.

АКБ может быть цикло- и вибростойкой. Не бывает безэлектролитных акуумуляторов.

7. Ротор автомобильного генератора представляет собой электромагнит специальной «когтеобразной» конструкции, в котором магнитное поле создается обмоткой возбуждения. Концы обмотки припаяны к контактным кольцам, к которым с помощью медно-графитовых щеток подается напряжение возбуждения через регулятор напряжения. Как правило, число магнитных полюсов равно 12.

8.В состав генераторной установки входят 6 основных диодов и 3 дополнительных. Основные преобразуют трехфазное напряжение в постоянное, а дополнительные питают обмотку возбуждения в установившемся режиме (на малых оборотах расходуется энергия АКБ). Для обеспечения зарядки 12 – вольтовой АКБ с учетом потерь в проводах выходное напряжение генератора устанавливается несколько больше 12 В – около 14,5 В. Максимальный ток современных генераторов – десятки…сотни ампер.

7.Статор генератора представляет собой пакет листовой стали с вложенной трехфазной обмоткой, соединенной «звездой» или «треугольником». Конструкция из множества пластин применена из-за того, что в сплошных металлах при воздействии переменных магнитных полей появляются паразитные вихревые токи Фуко, приводящие к потерям на нагрев железа. К конструкции ротора такой проблемы нет, так как магнитная система не меняет полярности и защиты от токов Фуко не требуется. Ротор сделан из сплошного железа.

9. Токоскоростная характеристика, т.е. зависимость тока от оборотов при отключенном регуляторе напряжения,, имеет в начале возрастающий участок, затем становится все более горизонтальной, т.к. с увеличением частоты увеличивается индуктивное сопротивление обмоток. На токоскоростной характеристике точка включения означает частоту вращения, при которой достигается номинальное напряжение, а расчетная точка соответствует максимальной степени использования генератора. Выходное напряжение генератора зависит от частоты вращения, нагрузки и . тока обмотки возбуждения.

10. В регуляторе напряжения выходное напряжение генератора сравнивается с эталонным с помощью чувствительного элемента – стабилитрона, который при превышении .порогового значения пропускает управляющий ток на базу транзистора .При этом ключевой транзистор закрывается, прерывая ток в обмотке возбуждения, уменьшая тем самым выходное напряжение.

В старых электромагнитных регуляторах вместо транзистора использовалось реле, контакты которого быстро обгорали и его ресурс был невелик. Наиболее современными являются интегральные регуляторы.

11. Наибольшим ресурсом обладают два типа генераторов – с укороченными полюсами и индукторные. При этом их КПД несколько ниже. Укороченные полюса когтеобразного ротора позволяют закрепить обмотку возбуждения неподвижно на специальной пластине, исключив тем самым потребность в контактных кольцах и щетках. В генераторе индукторного типа применяются магнитные полюса только одной половины конструкции ротора, т.е. магнитный поток получается не переменным, а пульсирующим, что тоже приемлемо для выработки электроэнергии при неизбежным снижении КПД.