9.5. Электрооборудование

На устранение неисправностей элементов электрооборудования бен­зиновых (без зажигания) и дизель­ных автомобилей в эксплуатации приходится от 11 до 17% от общего объема работ по ТО и ТР автомоби­лей. Основное количество неисправ­ностей приходится на аккумулятор­ную батарею, генератор с регуля­тором и стартер. Кроме того, особое внимание должно уделяться про­верке и регулировке работы приборов освещения и сигнализации.

Аккумуляторная батарея. Основ­ные неисправности батареи: разряд и саморазряд, короткое замыкание пластин при выпадении активной массы. Кроме того, в результате понижения, а также длительного хранения аккумулятора без дозаряда возможна сульфатация пластин, хотя вероятность ее в современных кон­струкциях батарей при нормальном уровне электролита значительно снижена. Выпадение активной массы приводит также к понижению емко­сти батареи. В процессе эксплуа­тации возникают трещины стенок батареи, происходит снижение уров­ня электролита и его плотности.

Диагностирование аккумулятор­ной батареи заключается в наружном ее осмотре, проверке уровня и плот­ности электролита, а также напряже­ния под нагрузкой. Небольшие тре­щины моноблока герметизируют на­ложением заплаты на 5-6 слоев стеклоткани, пропитанной эпоксид­ной cмoлoй. При больших повреждениях моноблок подлежит замене.

При понижении уровни электролита доливают дистиллированную воду, так как она испаряется быстрее, чем кислота. При недостаточной плотности доливают электролит плот­ностью 1,40 г/см³. Плотность электро­лита проверяют денсиметрами раз­личных конструкций. Разница в плотности отдельных аккумуляторов батареи не должна быть более 0,01 г/см³.

Для очень холодного климатиче­ского района СССР плотность элек­тролита, приведенная к 25°С, зимой установлена 1,30 г/см^з, а летом 1,26 г/см^з. Для умеренного климати­ческого района этот параметр круг­лый год должен составлять 1,26 г/см', для теплого влажного и жаркого сухого районов 1,23 г/см^з.

Уменьшение плотности электро­лита на 0,01 г/см³ соответствует разряду батареи примерно на 6%. Батарея требует заряда (тренировоч­ного цикла) в условиях аккумуля­торного участка, если разряд (хотя бы одного аккумулятора) достигает 50 % летом и 25 % зимой.

Работоспособность (напряжение батареи под нагрузкой) необходимо проверять для каждого аккумулятора нагрузочной вилкой: при исправном состоянии напряжение в конце пятой секунды должно оставаться неиз­менным в пределах 1,7-1,8 В. Однако указанный метод становится затруднительным при наличии за­щитного nокрытия кислотоупорной мастикой всех соединительных плас­тин внутренних аккумуляторов, а также для современных необслу­живаемых батарей. Поэтому основ­ное значение в эксплуатации nри­обретает простой метод проверки работоспособности батареи по паде­нию напряжения при пуске двигателя стартером. Это падение для исправ­ного состояния (при прогретом аккумуляторе и двигателе) должно быть не ниже 10,2 В. Более низкий уровень свидетельствует также (при нормальной плотности электролита) о потере емкости, которая может быть частично восстановлена трени­ровочными циклами.

Ресурс батареи в зксплуатации сокращается в 2-2,5 раза при повышении регулируемого напряже­ния бортовой сети автомобиля выше оптимального на l0-12 %, т. е. зависит от состояния генератора и регулятора напряжения.

Генераторы и регуляторы напря­жения. Использование на современ­ных автомобилях генераторов и транзисторных регуляторов перемен­ного тока значительно упростило процессы обслуживания и ремонта электрооборудования. Основными неисправностями генератора явля­ются: износ контактных колец и ще­ток, различные поломки щеткодержа­телей, обрыв в обмотках возбужде­ния ротора и статора, межвитковые замыкания в обмотках статора и замыкание их на корпус, пробой или обрыв диодов выпрямительного блока,ослабление,чрезмерное натя­жение или износ приводного ремня и др. Основными неисправностями регулятора (реле-регулятора) явля­ется неправильный уровень регули­руемого напряжения, которое для обычного 12-вольтового оборудова­ния должно быть 13,7--14,2 В.

Диагностирование генераторной установки осуществляют при помощи вольтметра. При этом, помимо огра­ничивающего напряжения, возможна проверка и работоспособности гене­ратора. Ограничивающее напряже­ние проверяют при выключенных потребителях тока и повышенной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Работоспособность гене­ратора оценивают по напряжению при включении потребителей тока (приборов освещения) на частоте вращения, соответствующей полной отдаче генератора. При этом напря­жение должно быть не ниже 12 В. Однако подобная методика проверки даже при наличии дополнительного режима испытания не может выявить такие характерные, хотя и редко встречающиеся, неисправности гене­раторов переменного тока, как обрыв или замыкание обмоток статора на корпус (массу) или пробой диодов выпрямителя ввиду значительных резервов работоспособности гене­ратора.

При исправной работе генератора диапазон колебания напряжения в сети не превышает обычно 1-1,2 В для бензиновых двигателей (рис. 9.30, а) и имеет еще меньший уровень для дизелей. При одном пробитом (закороченном) диоде в результате потери его выпрямляю­щих свойств диапазон изменения напряжения увеличивается до 2,5­3 В при общем снижении частоты его колебаний (рис. 9.30, б). Средний уровень напряжения, показываемый вольтметром, при этом не меняется, однако «выбросы» напряжения при­водят к снижению долговечности батареи и других элементов электро­оборудования. Аналогичные явления имеют место при обрыве или замы­кании обмоток статора на корпус. Указанные неисправности легко выявляются по характерному виду осциллограмм.

Рис. 9.30. Осциллограммы напряжения гене­ратора переменного тока с реле-регулятором

а- при исправном состоянии генератора; б - при неисправностях обмотки и диодов генератора; θ- угол поворота кулачка прерывателя-распре­делителя; U - напряжение бортовой сетки автомобиля.

Неисправный генератор подлежит замене для ремонта в условиях электроцеха. Ограничивающее на­пряжение для контактных реле-регуляторов регулируют натяжением пружины якорька, а при отсутствии такой возможности реле-регулятор заменяют. В условиях электроцеха возможна также регулировка бес­контактно-транзисторных регулято­ров путем подбора сопротивлений. Встроенные в генератор регуляторы при несоответствии ограничиваю­щего напряжения подлежат за­мене.

Стартер. В процессе эксплуатации в стартере возникают главным обра­зом механические повреждения при­вода, связанные с пробуксовкой муфты свободного хода, износом или заклиниванием шестерни. Эти неисправности устраняются ггутем замены привода. Реже встречаются неисправности электрических цепей стартера, обусловленные окислением

силовых контактов и контактов реле, обрывом обмоток, замасливанием коллектора, износом щеток. При этом ухудшается работа стартера, что вызывает необходимость его снятия и переборки. У снятого стартера на специальном стенде проверяют развиваемый крутящий момент, потребляемый ток в рабочем режиме и в режиме полного торможения, частоту вращения якоря в рабочем режиме. Непосредственно на автомобиле у стартера также можно проверить потребляемый ток в режиме полного торможения. Который увеличивается при замыкании цепей стартера на корпус и уменьшается при окислении контактов, щеток и коллектора. Од­нако указанный метод из-за его сложности на практике почти не применяется.

Приборы освещения и сигнали­зации. Неисправности приборов осве­щения и сигнализации связаны чаще всеro с перегоранием ламп или выхо­дом из строя выключателей, пере­ключателей, реле. Наиболее слож­ными работами являютея проверка и регулировка положения фар на автомобилях и их силы света, силы света других световых rгриборов, а также частоты включения указа­телей поворотов, что связано с безопасностью движения. Положе­ние фары считается отрегулирован­ным, если ее луч направлен вдоль оси дороги с захватом обочины и обеспечивает их освещение на расстоянии порядка 30 м при ближнем свете и порядка 100 м при дальнем. Указатели поворотов должны работать в проблесковом режиме с частотой следования проблесков (1,5 ± 0.5) Гц. Суммарная сила света фар (при дальнем свете), измеренная в направлении оси отсчета, должна быть не менее 20000 кд. ГОСТ 25478 – 82 регламентирует также диапазоны силы света габаритных огней, сигналов торможения и указателей поворота.

Установку фар проверяют и регу­лируют на отдельном посту или на линии ТО при пимощи настенного или переносного экрана ггли пере­движных оптическггх приборов (см. рис. 8.27, 8.28). Проверку частоты включения указателей поворотов проводят при помощи секундомера путем измерения времени не менее чем по 10 проблескам.

Контрольно-измерительные прибо­ры. Проверяют их на общую рабо­тоспособность и правильность пока­заний. При выявлении неработаю­щего прибора или его явно непра­вильных показаний проверяют на обрыв электрические цепи самого прибора, связанного с ним датчика и соединительных приводов. Вышед­шие из строя приборы и датчики, как правило, заменяют.

9.6. ОБЩЕЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЯ

Диагностирование автомобнля, как уже отмечались в гл. 4, может быть двух видов: функциональное, которое проводится в условиях ходо­вых испытаний, и тестовое, проводи­мое в условиях имитации реальных режимов с помощью диагностических стендов. В эксплуатациоггных усло­виях ходовые испытания применя­ются в настоящее время в ограни­ченных масштабах, главным образом для оценки маршрутных норм расхо­да топлива. Этог вид испыганий с использованием устанавливаемых на автомобиль средств технического диагностирования, запоминающих за смену диагностическую информацию с последующей обработкой ее на персональной ЭВМ, перспективен для небольших АТП и эксплуатационных филиалов.

Для головных предприятий автообъединений и централизованных специализированных производств по ТО и ремонту автомобилей эффективным является проведение стендовых испытаний автомобилей. Диагностирование автомобиля на стенде должно осуществляться в соответ­ствии с технологическим алгоритмом, который включает: порядок измере­ний или контроля диагностических параметров; правила обработки ре­зультатов измерений диагностиче­ских параметров; правила принятия заключений (постановка диагноза) о техническом состоянии автомобмля и правила назначения целесообраз­ного порядка дальнейших действий. При этом выбор состава диагностиче­ских параметров и тестовых воздей­ствий должен обеспечить требуемую достоверность оценки технического состояния и уровня эксплуатацион­ных свойств диагностируемого авто­мобиля.

Диагностирование автомобилей по тягово-экономическим показателям и влиянию на окружающую среду. Динамичность и топливная эконо­мичность автомобилей являются основными факторами их эффектив­ности, а показатели токсичности отработавших газов имеют с ними тесную связь. В то же время исследо­вания, выполненные в МАДИ, пока­зывают, что до 30 % автомобилей на АТП эксплуатируются с значитель­ным перерасходом топлива из-за ухудшения мощностных показателей двигателей. В 70 % случаев методы устранения причин перерасхода мож­но выявить при проведении контроль­ного осмотра в объеме ЕО, так как причинами его являются подтекания и негерметичность топливопроводов, засорившиеся фильтры, пониженное давление в шинах и т. п. Однако в 20 % наиболее сложных случаев определение причин перерасхода требует проведения диагностирования и выявления скрытых неисправностей. В оставшихся 10% случаев причинами перерасхода топлива являются неквалифицированное вождение или неблагоприятные условия эксплуатации. Расчеты показывают, что в городских условиях в результате своевременного выявления автомобилей, эксплуатирующихся с перерасходом топлива, и устранения по результатам диагностирования неисправностей расход топлива в среднем пo парку автомобилей можно снизить на 3-5 %.

Определение работоспособности и правильности функционирования в части обеспечения тягово-экономиче­ских показателей автомобиля произ­водят с помощью стенда тягoвых качеств и расходомера топлива. С помощью стенда имитируют раз­личные тестовые режимы работы авгомобиля и измеряют при этом его тягово-экономические показатели. Выбор тестовых режимов для различ­ных типoв и моделей автомобилей осуществляется исходя из обеспече­ния требуемой точности и достовер­ности диагноза. На рис. 9.31 показан выбор тестовых режимов определе­ния максимальной силы тяги на ведущих колесах и расхода топлива для автомобггля ГА3-2-1. В принципе на основании имеющихся паспортных данных о внешних характеристиках двигателя (N_е, М_е и g_е) можно задаться любой скоростью (напри­мер, 60 км/ч - удобно для опера­тора) и пересчитать для этой ско­рости силу тяги и расход топлива. Однако при этом вследствие имею­щeгocя всегда при проведении испы­таний возможного отклонения от расчетной скорости («коридор вы­держки режима») мы будем иметь систематическую ошибку , не зави­сящую даже от тичности самого СТД. С целью исключения этой ошибки принято пo возможности совмещать тестовые режимы с экстремальными точками кривых внешних характе­ристик, двигателя, так как в них даже при отклонениях скоростпого режима изменения измеряемого параметра минимальны. Исходя из этого реко­мендуемыии тестовыми режимами для определения тягово-экономиче­ских показателей легкового автомо­биля ГАЗ-24 бyдyт: скорость на прямой передаче, соответствующая частоте вращения двигателя при максимальном крутящем моменте (66,2 км/ч), и нагрузка, соответ­ствующая максимуму при опреде­лении силы тяги; скорость, соответ­ствующая g_{е min} (45 км/ч), и нагрузка Р_j имитирующая условия движения автомобиля по ровному горизонталь­ному отрезку пути с асфальтобетонным покрытием,

,

где Р_i – нагрузка, создаваемая нагрузочным устройством стенда; Р_д – имитируемое дорожное сопротивление; Р_в – имитируемое сопротивление воздуха; Р_ст – сопротивление качению создаваемое барабанами стенда без включенной нагрузки.

Рис. 9.31. К обоснованию и выбору тестовых ремимов определения тягово-экономических показателей автомобиля

В рассматриваемоы примере Р_i=133 Н. При этом должен быть обеспечен контрольный расход топ­лива 8,5 л/100 км.

Одновременно с измерением тяго­во-экономических показателей автомобиля определяют токсичность отработавших газов для автомобилей с карбюраторными двигателями по показателю содержащейся в них объемной доли окиси углерода, кото­рая не должна превышать, соглаrио ГОСТ (7.2.2.03-87, 1,5 % на минимальной частоте вращения коленча­того вала и 2,0 % на режиме повы­шенной частоты вращения коленчатого вала двигатсля, не выше 0,8 от номинальной. Дымность отработав­шнх газов автомобилей с дизельными двигателями не должна превышать 40 % в режиме свободного ускорения и 15 % в режиме максимальной частоты вращения коленчатого вала.

Методика диагностирозаггня авто­мобиля на стенде тяговых качеств силового типа следующая. Автомо­биль устанавливают на барабаны стенда колесами ведущей оси (трех­осные автомобили устанавливаются колесами средней оси, а для колес задней оси в конструкции таких стендов предусматриваются специ­альные поддерживающие ролики). Оператор запускает двигатель, про­гревает его и агрегаты трансмиссии при частичных нагрузках до рабочей температуры (60-80 °С) и выводит автомобиль на заданный скоростной режим (заданная скорость движения на прямой передаче). После этого оператор у стенда увеличивает нагрузку на ведущем барабане, а оператор в кабине автомобиля поддерживает заданную скорость увеличением подачи топлива. При достижении максимального разви­ваемого тягового усилия на ведущих колесах дальнейшее увеличение на­грузки на стенде приводит к падению; скорости, что является признаком, по которому определяется максималь­ная сила тяги на ведущих колесах. Далее для того, чтобы оценить мощностные свойства двигателя, необходимо определить потери на качение колес по барабанам стенда и на трение в трансмиссии. Эти по­тери оцениваются по выбегу авто­мобиля в заданном диапазоне ско­ростей (от 60 до 30 км/ч).

Для оценки показателей топливной экономичности автомобиля с по­мощью стенда тяговых качеств имитируются режимы движения, от­ражающие различные условия эксплуатации (заданные скорости движения автомобиля на прямой передаче и заданная нагрузка на барабаны стенда),а расход топлива определяется с помощью расхо­домера­

Диагностирование автомобилей по эффективности тормозов. По данным статистики, число дорожно-транс­портных происшествий, обусловлен­ных неисправностями тормозов авто­мобилей, составляет до 50 % всех аварий, происходящих по техниче­ским причинам, а в авариях с особо тяжкими последствиями их доля еще выше. Своевременное выявление неисправностей тормозов должно обеспечиваться диагностированием. Эффективность тормозных систем автомобилей проверяют методами дорожных или стендовых испытаний. Дорожные испытания проводятся на прямой ровной горизонтальной дороге с сухим асфальтобетонным покрытием, не имеющей на поверх­ности сыпучих материалов или мас­ла. Шины автомобиля, проходящего проверку, должны быть чистыми и сухими. Дорожные испытания при­меняют главным образом как инспек­торскую проверку для грубой оценки тормозных качеств визуальными методами по тормозному пути и синхронности начала торможения колес, а также с использованием переносных приборов - деселеро­графов.

Показателями эффективности тормозов при стендовых испытаниях являются общая удельная тормозная сила, время срабатывания и коэффициент осевой неравномерности тормозных сил. Стендовые испытания проводят торможением с усилием на тормозной педали не более 490 Н для легковых автомобилей и автобу­сов и 686 Н для грузовых автомоби­лей и автопоездов. Определяют максимальные тормозные усилия развиваемые каждым колесным тормозным механизмом, и время срабатывания. Значение общей удельной тормозной силы

_,

где ∑Р, - сумма максимальных тормозных усилий на всех колесах автомобиля; G, - полная масса автомобиля.

Значении γ_т должны быть не менее 0,53 для легковых автомобилей, 0,46 для автобусов и 0,41 для грузовых автомобилей и автопоездов (по ГОСТ 25478-82). Значение коэффициента осевой неравномерности тормозных сил К_н определяют отдельно для каждой оси автомобиля по формуле:

,

Где Р_т^пр и Р_т^лев – максимальные усилия, развиваемые тормозами соответственно на правом и левом колесе каждой оси автомобиля.

Значения К_н должны быть не более 0,09 для легковых автомоби­лей, 0,11 для автобусов и 0,13 для грузовых автомобилей и автопоездов.

Время срабатывания тормозов определяется как интервал времени от начала торможения до момента, в который замедление становится постоянным, т. е. тормозная сила достигает своего максимального зна­чения и дальше остается постоянной. Время срабатывания не должно пре­вышать 0,6 с для легковых автомоби­лей, 1,0 с для автобусов и грузовых автомобилей и 1,2 с для автопоездов.

Методика диагностирования тор­мозов на стенде силового типа за­ключается в следующем. Автомобиль устанавливают колесами одной оси на ролики стенда. Включают электро­двигатели (можно поочередно) стен­да, после чего оператор нажимает на тормозную педаль. На колесе автомобиля создается тормозной

момент, который вследствие сцепле­ния колеса с роликами стенда пере­дается на ведущий ролик и от него через жесткий вал на балансирно установленный мотор-редуктор. Под воздействием тормозного мо­мента балансирный мотор-редуктор поворачивается относительно вала на некоторый угол и воздействует на специальный датчик (гидравли­ческий, пьезоэлектричёский и др.), который воспринимает усилие, пре­образует его и передает на измери­тельное устройство. Измерительный сигнал выдается на устройство отображения данных (стрелочный прибор, цифровая индикация, графо­построитель), на котором фиксиру­ется тормозное усилие на проверяе­мом колесе.

Время срабатывания тормозного привода определяется с помощью специально вводимого в конструкцию стенда блокировочного ролика, кото­рый располагается между роликами стенда и поджимается пружинами к колесу автомобиля. При достижении максимального значения тормозной силы происходит блокировка колеса

автомобиля, и блокировочный ролик останавливается. Время срабаты­вания привода замеряется секундо­мером от момента нажатия на педаль тормоза до момента блокировки колеса (достижения максимальной тормозной силы), который опреде­ляется моментом остановки блокиро­вочного ролика.