Электрооборудование автомобилей - справочник

РУДОВАНИЕ
ЭМОБИЛЕЙ
ТРАНСПОРТ
ЭЛЕКТРО ОБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ Под редакцией профессора Ю.П. Чижкова МОСКВА "ТРАНСПОРТ” 1993 У
ББК 39.33-04 Э 45 УДК 629.113.066(031) Авторы: А. В. Акимов, О. А. Акимов, С. В. Акимов, В И. Веневцев, В. И. Коротков, В. А. Набоких, Ю. П. Чижков Заведующий редакцией В. И. Лапшин Редакторы Л. А. Мостицкий, Н В. Пинчук Электрооборудование автомобилей:    Справочник/ Э45 А. В. Акимов, О. А. Акимов, С. В. Акимов и др.; Под ред. Ю. П. Чижкова. М.: Транспорт, 1993. 223 с.: ил. ISBN 5-277-01280-Х В справочнике приведены основные технические характеристики, сведения по применяемости, техническому обслуживанию, диагностированию, ремонту и испытаниям электрического и электронного оборудования автомобилей. Справочник предназначен для инженерно-технических работников* связанных с производством и эксплуатацией электрооборудования автомобилей. Может быть полезен преподавателям, студентам и учащимся техникумов, а также водителям автомобилей. 3203030000-056 Э-КБ-4-35-1993 049(01)-93 ББК 39.33-04 ISBN 5-277-01280-Х    © Коллектив авторов, 1993 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие (Ю. П. Ч“ижков) Глава 1 Общие требования к автомобильному электрооборудованию (В. А. Набоких) ........ 1.1.    Классификация систем электрооборудования ...... 1.2.    Номинальные параметры электрооборудования .... 1.3.    Условия эксплуатации, надежность........ 1.4.    Обозначение изделий . . . Г л а в а 2 Системы электростартерного пуска (Ю. П. Чижков) . . . . 2.1.    Требования к пусковым качествам и системам пуска автомобильных двигателей 2.2.    Структурная схема системы электростартерного пуска . . . 2.3.    Стартерные аккумуляторные батареи .    ...... 2.4.    Электрические характеристики стартерных аккумуляторных батарей ........ . 2.5.    Электростартеры 2.6.    Конструктивные параметры электростартеров ...... 2.7.    Схемы управления электростартерами ........ 2.8.    Устройства для облегчения пуска двигателей ...... Глава 3 Системы электроснабжения (С. В. Акимов)....... 3.1.    Основные сведения и требования к системам электроснабжения ......... 3.2.    Конструкция вентильных генераторов ........ 3.3.    Технические характеристики генераторов ........ 3.4.    Регуляторы напряжения 3.5.    Схемы генераторных установок и их применяемость . . . Г л а в а 4 Системы зажигания (О. А. Акимов) .......... 60 4.1.    Назначение и классификация систем зажигания ..... 60 4.2.    Контактные системы зажигания .......... 62 4.3.    Контактно-транзисторные системы зажигания..... 62 4.4.    Бесконтактные аналоговые системы зажигания .... 65 4.5.    Бесконтактные цифровые системы зажигания..... 66 4.6.    Конструкция и основные i технические параметры элементов систем зажигания .... 68 4.6.1.    Прерыватели-распредели- тели . ................68 4.6.2.    Датчики-распределители    75 4.6.3.    Коммутаторы..........77 4.6.4.    Контроллеры..........85 4.6.5.    Катушки зажигания .    87 4.6.6.    Добавочные резисторы    88 4.6.7.    Искровые свечи зажигания    89 4.6.8.    Помехоподавительные резисторы ..................92 Глава 5 Электронные системы управления топливоподачей (В. А. На- ' боких)......... 92 5.1.    Системы автоматического управления экономайзером принудительного холостого хода . . 92 5.2.    Комплексная система управления зажиганием и впрыском топлива......., . .99 Глава 6 Системы освещения, световой и звуковой    сигнализации (В. И Коротков) ... 6.1. Назначение и классифика^ ция автомобильных световых npf боров.......| 6.2.    Системы светораспределения фар головного освещения 6.3.    Фары головного освещения 170
6.4.    Лампы накаливания фар головного освещения    ... 6.5.    Светосигнальные фонари 6.6.    Звуковые сигналы Глава 7 Электропривод вспомогательного оборудования автомобиля (С. В Акимов) ... 7.1 Электродвигатели . 7.2.    Моторедукторы    . . 7.3.    Мотонасосы ... 7.4.    Схемы управления электроприводом ...    . . Глава 8 Контрольно-измерительные приборы (В. И. Коротков) . . 8.1.    Назначение и правила размещения контрольно-измерительных приборов на приборной панели    ... 8.2.    Приборы для измерения давления ...... 8.3.    Термометры . . 8.4.    Приборы для измерения уровня топлива ..... 8.5.    Приборы для измерения тока и напряжения ... 8.6.    Спидометры и тахометры . Глава 9 Схемы электрооборудования, коммутационная аппаратура (А. В. Акимов)...... 9.1.    Типовые схемы автомобильного электрооборудования . . . 9.2.    Принципиальные схемы и схемы соединений электрооборудования автомобилей 9.3.    Элементы электрической сети ...... ... Глава 10 Техническая эксплуатация и диагностирование электрооборудования автомобилей (В- И. Ве- невцев) ...... , 10.1.    Организация технического обслуживания 10.2.    Техническое обслуживание систем электроснабжения 10.3. Техническое обслуживание электростартеров ...... 10.4 Техническое обслуживание систем зажигания 10.5.    Особенности эксплуатации контрольно-измерительных приборов .... ...... 10.6.    Особенности эксплуатации приборов освещения, световой-и звуковой сигнализации . . 10.7.    Техническое обслуживание электропривода и вспомогательного оборудования .... 10.8.    Диагностирование отдельных систем электрооборудования Глава 11 Ремонт    автомобильного электрооборудования (В А. На- боких) ......... 11 1 Основные дефекты деталей 11.2.    Организация технологического процесса ремонта автомобильного электроЬборудова-ния.......... 11.3.    Разборка, дефектация, ремонт, сборка, регулировки и испытания ........ 11.4.    Методы диагностирования при ремонте........ Глава 12 Испытание автомобильного электрооборудования (А. В. Акимов) .......... 12.1.    Правила проведения приемо-сдаточных, периодических и типовых испытаний, входного контроля . . . ...... 12.2.    Внешний осмотр, проверка основных размеров и контролируемых параметров . . 12.3.    Испытания на повышенную частоту вращения..... 12.4.    Проверка коммутации электрических машин . . . . 12.5.    Испытания электрической прочности изоляции 12.6.    Оборудование для контроля технического состояния электрооборудования автомобилей Список рекомендуемой литературы ........... Предметный указатель . . . 204 210 210 211 ПРЕДИСЛОВИЕ Эксплуатационная надежность автомобиля во многом определяется техническим состоянием его электрооборудования, на долю которого приходится 8—25 % неисправностей. От работоспособности электрооборудования автомобиля зависят расход топлива, безопасность движения и степень загрязнения окружающей среды. Электрооборудование современного автомобиля — это сложный комплекс электрических машин и аппаратов, электронных устройств управления, датчиков и исполнительных механизмов, контрольных и световых приборов, выключателей, переключателей, предохранителей и соединительных проводов. Номенклатура и число изделий электрического и электронного оборудования на автомобилях, а также выполняемые им функции постоянно расширяются. На смену устаревшему электрооборудованию приходят новые, более сложные по конструкции и схемным решениям изделия и системы, которые требуют грамотного обращения с ними в эксплуатации. В справочнике дано краткое опи сание устройства и работы, приведены конструктивные параметры, применяемость и технические характеристики, изложены материалы по техническому обслуживанию, диагностированию, ремонту, испытаниям и стандартизации электрического и электронного оборудования автомобилей. Из-за ограниченного объема справочника и широкой номенклатуры изделий электрооборудования, выпускаемых промышленностью, основное внимание в справочнике уделено электрооборудованию наиболее массовых отечественных автомобилей. Для всех рассматриваемых в справочнике электрических и электронных систем указаны назначение и условия работы на автомобиле, приведены предъявляемые к ним требования стандартов и международных норм. Даны типовые электрические схемы отдельных систем и приборов, а также системы электрооборудования автомобиля в целом. Вопросы, связанные с технической эксплуатацией, диагностированием, ремонтом и испытанием автомобильного электрооборудования различного функционального назначения, выделены в отдельные главы (10—12). Высокая культура эксплуатации автомобильного электрооборудования невозможна без применения на АТП и на ремонтных предприятиях высокопроизводительного и точного отечественного и зарубежного испытательного и диагностического оборудования, технические характеристики которого также приведены в справочнике. Материал справочника подобран и систематизирован таким образом, чтобы помочь инженерно-техническому персоналу АТП, ремонтных предприятий и водителям автомобилей грамотно организовать эксплуатацию, замену или ремонт установленного на автомобиле электрооборудования. Работая над справочником, авторы использовали последние достижения в сфере производства автомобильного электрооборудования в части совершенствования как традиционных электротехнических систем и приборов, так и перспективных электронных и микропроцессорных систем управления двигателем, трансмиссией, ходовой частью и другими агрегатами и узлами автомобилей.    — Авторы справочника — преподаватели кафедры автотракторного электрооборудования МАМИ и научные сотрудники НПО «Автоэлектроника». Все замечания и пожелания по справочнику авторы просят направлять по адресу издательства «Транспорт»: 103064, Москва, Басманный туп., 6а. Канд. техн. наук, проф. Ю. П. Чижков 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Г л а в a 1 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМОБИЛЬНОМУ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЮ1
Автомобильное электрооборудование включает в себя: систему электроснабжения (генератор, регулятор напряжения, аккумуляторная батарея); систему пуска двигателя внутреннего сгорания (стартер, аккумуляторная батарея, реле управления, дополнительные "устройства предпускового подогрева); систему зажигания (свечи, высоковольтные наконечники и провода, прерыватель-распределитель, катушка зажигания, транзисторный коммутатор, добавочный резистор); систему освещения и сигнализации (фары головного освещения, указатели поворотов, фонари задние, передние и освещения номерного знака, плафоны освещения салона, световые табло, и т. д.); коммутационные устройства и электропроводку (выключатели, переключатели, кнопки, реле, выключатель зажигания, блок предохранителей и реле, пучки проводов, разъемы, соединители, штекеры и т. д.); систему информации и контроля состояния автомобиля и его агрегатов (датчики давления и температуры, спидометр, тахометр, указатели, сигнальные лампы и пр.); систему электропривода (электродвигатели отопителя, электровентилятора, стеклоподъемников, зеркал заднего вида, антенны, блокировки дверей и пр.); систему подавления радиопомех (фильтры, помехоподавительные наконечники, встроенные резисторы); электронные системы управления агрегатами автомобиля (электронные системы управления двигателем, тормозами, коробкой передач, движением автомобиля и пр.). 1.2. НОМИНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Номинальные параметры электрооборудования (мощность, сила тока, напряжение и т. д.) устанавливаются при нормальных значениях климатических факторов внешней среды: температура окружающего воздуха (25zhlO)°C, относительная влажность 45—80%; атмосферное давление 630—800 мм рт. ст. Значение номинальных напряжений потребителей электроэнергии принимается из ряда 6, 12, 24 В, а источников (генераторов) 7, 14, 28 В. Напряжение систем электрооборудования определяется номинальным напряжением -аккумуляторной батареи 6, 12 или 24 В. Номинальное значение параметров для источников и потребителей тока, работающих до начала движения автомобиля, устанавливают при номинальном напряжении. Номинальные значения параметров для потребителей тока, работающих только при движении автомобиля, устанавливают при напряжениях 6,7; 13,5 или 27,0 В. Потребители электроэнергии, работающие при движении автомобиля, должны быть работоспособными при изменении подводимого напряжения в диапазоне 90—125 % от установленного для них номинального напряжения. Изделия электрооборудования изготавливаются по однопроводной схеме, в которой с корпусом соединен отрицательный полюс системы. Допускается изготовление изделий по двухпроводной схеме. Направление вращения валов изделий электрооборудования определяется следующим образом: для электрических машин с одним выходящим концом вала (стартер, электродвигатель, генератор, датчик спидометра, тахометр) — со стороны приводного конца вала; для распределителей зажигания — со стороны кулачка прерывателя; для электрических машин с двумя выходящими концами вала направление вращения указывается в технической документации на изделие. Для электрических машин и аппаратов зажигания предпочтительно применяется вращение по часовой стрелке. Изделия электрооборудования и приборы выпускаются в следующих климатических исполнениях по ГОСТ 15150—69: для умеренного климата — индекс У, для холодного климата — ХЛ,-для тропического климата — Т, для всех климатических зон — 0. Могут быть исполнения для нескольких климатических районов, например У-ХЛ, У-Т и т. д. Степень защиты изделий электрооборудования, приборов и автоэлектроники от проникновения посторонних тел и воды определяется ГОСТ 14254— 80. Режимы работы изделий электрооборудования и автоэлектроники определяются исполнением по ГОСТ 183— 74: изделия продолжительного номинального режима р'аботы Si; изделия кратковременного номинального режима работы S2 с длительностью периода неизмененной номинальной нагрузки 5; 10; 30 мин; изделия повторно-кратковременного номинального режима работы с продолжительностью включения (ПВ) 15; 25; 40 и 60%. Уровень радиопомех изделий электрооборудования, автоэлектроники и приборов не должен превышать значений, предусмотренных ГОСТ 17822— 91. Для удовлетворения этих требований изделия электрооборудования и автоэлектроники имеют следующие исполнения: неэкранированное; с частичным экранированием; экранированное. Для снижения уровня радиопомех применяются помехоподавляющие устройства: неэкранированные или экранированные наконечники искровых свечей зажигания; высоковольтные провода с распределенным сопротивлением; фильтры радиопомех; помехоподави-тельные резисторы в роторах распределителей илл в искровых зажигательных свечах. Выводные резьбовые зажимы, осуществляющие электрический контакт, должны выдерживать без механических повреждений вывода, изоляции и места крепления вращающий момент, Н-м: Резьба Момент Резьба Момент Для выводных резьбовых зажимов контрольно-измерительных устройств размером до М5 включительно допускается уменьшение значения испытательного момента не более чем на 25 %. 1.3. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, НАДЕЖНОСТЬ Все изделия электрооборудования и автоэлектроники должны быть работоспособными при эксплуатации в условиях, характеризуемых параметрами, приведенными в табл. 1.1. Кроме того, изделия электрооборудования должны сохранять работоспособность после воздействия температуры —60 °С для исполнения ХЛ и — 45 °С для исполнений У и Т. Надежность изделий характеризуется: для ремонтируемых или неремон-тируемых изделий гамма-процентной безотказностью или средней наработкой (в километрах, часах, числе включений), или интенсивностью отказов; только для ремонтируемых изделий дополнительным показателем долговечности — гамма-процентным ресурсом. Таблица 1.1. Условия эксплуатации изделий электрооборудования Температурные и атмосферные условия Климатическое исполнение
* |
70; 80; 90; 100
65
65
65
—20
-60 (—55) —60 —40
45 (—40) 50 (—45) —40
95 ±3 460
95 ±3
460
460
Максимальная температура среды, °С: для изделий, устанавливаемых на двигателе и в моторном отделении, для изделий, устанавливаемых в кабине, закрытом кузове или снаружи: рабочая предельная Минимальная температура среды, °С: для изделий, устанавливаемых снаружи, в кабине или закрытом кузове, а также для изделий, которые должны работать до предпускового подогрева22: рабочая предельная для изделий, устанавливаемых на двигателе и в мрторном отделении и включаемых только после предпускового подогрева Относительная влажность воздуха при температуре (40it2) °С, % Минимальное атмосферное давление, мм рт. ст. (4000 м над уровнем моря)
*1 Температура устанавливается в стандартах или технических условиях на изделия. *2 В скобках указаны температуры для изделий, разработанных до 01 01.88 г. Ресурс изделий электрооборудова-    гателя или числом включений. Изде- ния автоэлектроники и приборов изме-    лия должны быть электромагнитно- ряется пробегом автомобиля в кило-    совместимы между собой, со всей сис- метрах, числом часов работы дви-    темой электрооборудования автомобиля Таблица 1.2. Параметры импульсных напряжений бортсети Уровень напряжения (мгновенные значения)*1, В, не более, при длительности напряжения, мс напря жение, Аномальные режимы*2 Уровень напряжения (мгновенные значения)*1, В, не более, при длительности напряжения, мс напря жение. Нормальные режимы и внешней средой, т е. должны сохранять работоспособность в условиях электромагнитного воздействия в соот ветствии с табл. 1.2. 1.4. ОБОЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИИ В соответствии с нормалью ОН 025. 215—69 обозначение изделий электрооборудования, автоэлектроники и приборов осуществляется по схеме 0000 0000, где первые два знака обозначают порядковый номер модели (первая модель — 11, вторая- 12 и т д.); третий знак — модификацию изделия; четвертый знак — исполнение, а именно: 0001.0000    . . для холодного кли 0002.0000    . общеклиматическое исполнение 0003 0000    для двух климати ческих зон — умеренной и тропиче ской 0006.0000    экспортное исполне-. ние 0007.0000    . . тропическое испол нение 0008.0000    . . для изделий, пред назначенных на экспорт в страны с холодным климатом 0009.0000    общеклиматическое исполнение для изделий, предназначенных на экспорт Четыре знака после точки означают номер типовой подгруппы по отраслевой классификации автомобильных деталей и узлов. Например, 1111.3705—первая модель, первая модификация катушки зажигания для холодного климата. Ниже приведены распространенные номера подгрупп изделий электрооборудования по ОН 025.215—69: 3701. Генератор. 3702. Реле-регулятор (реле обратного тока, регулятор напряжения и тока) 3703 Аккумуляторная батарея 3704 Выключатель зажигания 3705 Катушка зажигания 3706. Распределитель зажигания 3707. Свечи и провода зажигания. 3708. Стартер и выключатель стартера 3709. Переключатели. 3710. Выключатели 3711. Фары 3712. Подфарники и передние указатели поворотов 3713. Патроны ламп. 3714. Плафоны внутреннего освещения кузова. 3715 Лампы (переносная и подкапотная) 3716. Задние фонари (сигнальные и осветительные). 3717 Фонари освещения номерного знака. 3719. Аппаратура светомаскировочная. 3720. Выключатели сигнала торможения 3721. Звуковые сигналы. 3722. Предохранители электрических цепей. 3723. Соединители электропроводов (панели, штепсельные розетки и пр.) 3724. Электропровода. 3725. Прикуриватели. 3726. Указатели поворотов. 3727 Прожектор 3729. Добавочный резистор. 3730. Электродвигатели. 3731. Указатели габарита и бортовые огни. 3732. Контактные и вращающиеся устройства. 3733 Блокировочные устройства. 3734. Транзисторный коммутатор. 3735. Аппаратура люминесцентного освещения. 3737. Выключатели массы (аккумуляторной батареи) 3738. Световая сигнализация. 3740. Свечи накалива ния. 3741 Электрооборудование пусковых подогревательных и отопительных устройств. 3742. Преобразователи тока. 3743. Противотуманные фары. 3747. Реле различного назначения. 3756. Фароочиститель. 3759. Преобразователи напряжения. 3761. Электронный блок управления 3801. Комбинация приборов. 3802. Спидометр. 3803. Фонари контрольных ламп. 3804. Часы. 3805. Щиток приборов 3806. Приемник* указателя топлива. 3807. Приемник* указателя температуры. 3808. Приемник* указателя давления. 3811. Указатели тока. 3812. Указатели напряжения. 3813. Тахометр. 3814. Вакуумметр. 3816. Счетчик моточасов. 3819 Валы гибкие. 3820. Рентгенометр. 3827. Датчик указателя уровня топлива. 3828. Датчик указателя температуры. 3829. Датчик указателя давления. 3831 Дополнительный щиток приборов. 3832. Датчик температуры блока двигателя (воздушного охлаждения). 3837. Указатель температуры отработавших газов. 3838. Датчик транзисторного коммутатора. 3839. Приборы и средства сигнализации. 3842. Датчик температуры электролита. 3843. Датчик скорости. 3844. Сигнализатор температуры. 3846. Датчик диагностики. 3847. Датчик цифровой системы зажигания 5205. Стеклоочиститель. 5208. Стеклоомыва-тель. 7903. Антенна. 7904. Фильтр радиопомех. 7905. Провода. 7913. Сопротивление подавительное радиопомех. Глава 2 СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА 2.1. ТРЕБОВАНИЯ К ПУСКОВЫМ КАЧЕСТВАМ И СИСТЕМАМ ПУСКА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Система пуска обеспечивает вращение коленчатого вала двигателя с пусковой частотой, при которой создаются условия для воспламенения и сгорания топливо-воздушной смеси в цилиндрах. По ОСТ 37.001.052—87 «Требования к пусковым качествам автомобильных 'двигателей» эти качества оценивают по предельной температуре надежного пуска и времени подготовки двигателя к принятию нагрузки (табл. 2.1 и 2.2). Предельная температура надежного' пуска — наиболее низкая температура окружающего воздуха, при которой осуществляется надежный пуск холодного двигателя Под надежным пуском понимается пуск двигателя, оборудованного всеми навесными агрегатами, на основном топливе, при использовании штатных аккумуляторных батарей, имеющих 75 %-ную степень заряжен-ности, не более чем за три попытки пуска холодного двигателя и не более чем за две попытки пуска горячего двигателя или после предпускового по-, догрева. Продолжительность каждой попытки 10 с для карбюраторных двигателей и 15 с для дизелей с интервалом между попытками 1 мин. Холодный двигатель — двигатель при температуре его деталей, охлаждающей жидкости, масла и топлива, Таблица 2.1 Предельные температуры надежного пуска холодных двигателей и время их подготовки к принятию нагрузки Тип двигателя и предельная температура, °С Моторное масло, его вязкость, сСт Топливо Время подготовки двигателя к приятию нагрузки, мин, не более Карбюраторный: Летнее Бензин летний » зимний Дизель с камерой в поршне: — 12 Дизельное марки 3 Дизель с камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15: Дизельное марки 3 Дизель с разделенной камерой при степени сжатия не ниже 21 и предельной температуре —20 °С* *Пуск двигателей с применением устройств облегчения пуска. Таблица 2.2. Предельные температуры надежного пуска холодных двигателей с системой предпускового подогрева и время их подготовки к принятию нагрузки Тип автомобиля Применяемые эксплуатационные материалы Предель Время подготовки двигателя к принятию нагрузки, мин, не более Моторное масло Трансмиссионное масло Топливо ная температура надежного пуска двигателя, °С Общего и северного исполнения, многоцелевого назначения Зимнее класса «8» Зимнее Бензин зимний, дизельное марки А Многоцелевого назначения Маловязкое загущенное классов 4з/6, 4з/8, 5з/8 Арктическое маловязкое загущенное Бензин зимний, дизельное марки А Северного исполнения *Пуск двигателя с применением устройств облегчения пуска. Таблица 2.3. Минимальные пусковые частоты вращения двигателей Вид пуска двигателя Темпера Минимальные пуско- тура, °С вые частоты враще- об/мин е цили? 8 и более Карбюраторные двигатели Пуск холодного двигателя: без применения устройств облегчения пуска с применением устройств облегчения пуска Пуск после предпускового подогрева двигателя —45...—60 Дизели Пуск холодного двигателя без применения уст ройства облегчения пуска: с камерой в поршне при степени сжатия с камерой в поршне и турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15 Пуск холодного двигателя с применением устройства облегчения пуска: с камерой в поршне при степени сжатия 16—17 с камерой в поршне и турбонаддувом при сте пени сжатия не ниже 15 с разделенными камерами при степени сжа тия не ниже 21 Пуск двигателя после предпускового подогрева: с камерой в поршне при степени сжатия 16— 17 и с турбонаддувом при степени сжатия не ниже 15 с разделенными камерами при степени сжа тия не ниже 21 * отличающейся от температуры окружа ющего воздуха не более чем на 1 °С. Горячий двигатель — двигатель, остановленный после работы, при температуре окружающего воздуха до 45 °С и температуре деталей двигателя, охлаждающей жидкости и масла не ниже рабочей (для двигателя с воздушным охлаждением — с температурой головок блока или стенок цилиндров и масла не ниже рабочей) Время подготовки двигателя к принятию нагрузки это затраты времени на приведение в* действие и работу устройства для облегчения пуска холод ного двигателя или системы предпускового подогрева, на пуск двигателя и его работу в режиме холостого хода до достижения состояния, обеспечивающего принятие нагрузки При использовании предпускового подогрева время подогрева электролита аккумуляторной батареи до температуры не ниже — 35 °С не учитывается. Минимальная пусковая частота вращения наименьшая для данной температуры частота вращения колен чатого вала двигателя стартером, при которой обеспечивается пуск двигателя за две попытки не более 10 с для карбюраторных двигателей и не более 15 с для дизелей с интервалом между попытками в 1 мин (табл. 2.3) При выполнении требований табл. 2.1 требования табл. 2.3 могут не регламентироваться 2.2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРНОГО ПУСКА Системы электростартерного пуска автомобильных двигателей мало отличаются по структурной схеме (рис. 2 1) Источник энергии стартерная свинцовая аккумуляторная батарея. В электростартерах используют электродвигатели постоянного тока с последовательным, смешанным возбуждением или с возбуждением от постоянных магнитов В стартер может быть встроен дополнительный редуктор В схеме управления стартером предусматривают электромагнитные тяговые реле, дополнительные реле и реле блокировки, обеспечивающие соответ ственно дистанционное включение, автоматическое отключение стартера от 12 аккумуляторной батареи после пуска двигателя и предотвращение включения стартера при работающем двигателе. Для улучшения пусковых качеств двигателя при низких температурах применяют различные устройства облегчения пуска. Электростартер конструктивно объединяет в себе электродвигатель 14 (рис. 2.2), механизм привода с муфтой свободного хода //, электромагнитное тяговое реле и работает следующим образом. При замыкании контактов выключателя 4 стартера, дополнительного реле или реле блокировки втягивающая 5 и удерживающая 6 обмотки тягового реле подключаются к аккумуляторной батарее 1 Якорь 7 тягового реле перемещается к сердечнику электромагнита и с помощью штока 8 и рычага 9 механизма привода вводит шестерню 12 в зацепление с венцом маховика В конце хода якоря реле контактная пластина 3 замыкает силовые контакты 2 и стартерный электродвигатель, получая питание от аккумуляторной батареи, приводит во вращение коленчатый вал автомобильного двигателя. Шестерня привода остается в зацеплении с венцом маховика до тех пор, пока замкнуты контакты выключателя 4. Вращение якоря 15 стартера маховиком после пуска двигателя предотвращает муфта свободного хода 11 После размыкания контактов выключателя 4 втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле через силовые контакты 2 оказываются включенными последовательно. Число витков обеих обмоток одинаково, и по ним проходит ток одной и той же силы Так как направление тока во втягивающей обмотке 5 изменяется, обмотки создают два равных, но противоположно направлен ных магнитных потока. Сердечник электромагнита размагничивается, и возвратная пружина, перемещая якорь 7 реле в исходное нерабочее положение, размыкает силовые контакты 2 и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. Надежность и срок службы элементов системы электростартерного пуска зависят от технического уровня аккумуляторной батареи и стартера, ^согласования их характеристик между собой и с пусковыми характеристиками двигателя, а также от условий работы. Аополнительное реле Включения блокировки Аккумуля торная батарея Тягодое стартера Стартерны Электро двигатель Редуктор Механизм привода Редуктор привода Устройство для облегчения пуска
Рис. 2.1. Структурная схема системы электростартерного пуска 2.3. СТАРТЕРНЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ Классификация. На автомобилях применяют стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Аккумуляторная батарея обеспечивает питание электростартера при пуске двигателя и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или его недостаточной мощности. Электростартер является основным потребителем энергии аккумуляторной батареи. Работа в стартерном режиме определяет тип и конструкцию батареи. По конструктивно-функциональному признаку в соответствии с ГОСТ 959.0—84Е выделяют (рис. 2.3): батареи обычной конструкции — в моноблоке с ячеечными крышками и межэлементными перемычками над крышками батареи в моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой; батареи необслуживаемые — с общей крышкой, не требующие ухода в эксплуатации (термин «батареи необслуживаемые» — условный, так как обслуживать их в эксплуатации все-таки требуется, хотя и в значительно меньшем объеме). Условное обозначение. Условное обозначение типа батареи (например, батарея 6СТ-50А) содержит указание на количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарее (3 или 6), характеризующих ее номинальное напряжение U„ (6 или 12 В), указание на назначение по функциональному признаку (СТ — стартерная), номинальную емкость Сго в ампер-часах и исполнение (при необходимости): А — с общей крышкой; Н — несухоза- Рис. 2*2. Типовая схема управления электростартером:
/ — аккумуляторная батарея; 2 — контактные болты; 3 — подвижная контактная пластина; 4 — выключатель стартера; 5 — втягивающая сгбмотка тягового реле; 6 — удерживающая обмотка тягового реле; 7 — якорь тягового реле; 8 — шток; 9 — рычаг привода; 10 — поводковая муфта; 11— муфта свободного хода; 12 —- шестерня привода; 13 — зубчатый венец маховика; 14 — стартерный электродвигатель; 15 — якорь стартерного электродвигателя; 16— последовательная обмотка возбуждения; 17 — параллельная обмотка возбуждения Рис. 2.3. Аккумуляторные ба-    ■ тареи: 10    а — с ячеечными крышками; б, в, г — с межэлементными перемыч-11    ками через перегородки; / — опорные призмы моноблока; 2 — моноблок; 3 — полублок отрицательных электродов; 4 — баретка; 5 — пробка; 6 — меж-элементная перемычка; 7 — крышка; 8—полюсный вывод; 9 — сепаратор; 10 — борн; // — мостик; 12—полублок положительных электродов; 13 — перегородки моноблока; 14 — индикатор уровня жидкости; 15 — положительный электрод, 16 — отрицательный электрод; 17 — выступ моноблока; 18 — переносное устройство; 19 — планка ряженная; 3 — для необслуживаемой, залитой электролитом и полностью заряженной батареи. В условных обозначениях широко применяемых в настоящее время батарей буквы Э и Т после значения номинальной емкости указывают на материал моноблока (соответственно эбонит и термопласт). Последующие буквы обозначают материал сепаратора (М — мипласт, Р — мипор). На батарею должна быть нанесена маркировка по ГОСТ 18620—86Е, содержащая: товарный знак предприятия-изготовителя; условное обозначение (тип) батареи; знаки ^полярности « + » и « —»; дату изготовления (месяц, год); обозначение стандарта и технических условий на батарею конкретного типа; номинальную емкость в ампер-часах и номинальное напряжение в вольтах для батарей с общей крышкой и необслуживаемых; разрядный ток в амперах, если он больше ЗС20 при —18 °С; клеймо технического контроля. На батареи обычной конструкции, предназначенные для эксплуатации в странах с тропическим климатом, дополнительно наносят букву «Т». Техническая характеристика. Основные параметры и размеры батарей должны соответствовать размерно-па-раметрическому ряду по ГОСТ 959.0— 84Е. Батареи, имеющие ручки для переноса, выступы для крепления и другие дополнительные устройства, могут иметь увеличенные размеры по ширине и высоте в местах этих устройств до 10 мм. Допускаются увеличенные размеры по высоте до 25 мм для батарей с гидростатическими пробками. Основные конструктивные параметры стартерных свинцовых аккумуляторных батарей и их применение на автомобилях указаны в табл. 2.4. Условия работы. Режим работы аккумуляторной батареи на автомобиле характеризуется температурой электролита, уровнем вибрации и тряски, периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, параметрами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования, продолжительностью работы и перерывов в эксплуатации. Аккумуляторные батареи могут эксплуатироваться при температ р окружающего воздуха от —40 до +60 С (батареи обычной конструкции) и от —    50 до +60 °С (батареи с общей крышкой и необслуживаемые). При этом рабочая температура электролита должна быть не выше 50 °С (ГОСТ 959. 0—84Е). При повышении температуры электролита быстрее разрушаются электроды, ускоряется сульфатация. Для уменьшения химической активности электролита его плотность в жарких и теплых влажных климатических районах понижают. При недостаточной плотности электролита и значительной разряженности батареи возможно замерзание электролита. Поэтому батареи, эксплуатируе- . мые при низких температурах, рекомендуется заполнять электролитом большей плотности и содержать в заряженном состоянии. При начальной плотности 1,30 г/см3 электролит даже полностью разряженной батареи может замерзнуть при — 14 °С. С уменьшением начальной плотности до 1,24 г/см3 возникает опасность замораживания батареи уже при —5 °С. Низкие температуры значительно ухудшают условия заряда аккумуляторных батарей. Уже при —10 °С разряженная на 50 % батарея может быть заряжена только на 60—65 % от номинальной емкости. В условиях зимней эксплуатации увеличивается число включаемых потребителей электроэнергии и время их работы. Резко возрастает потребляемый электролитом ток. Все это затрудняет обеспечение положительного зарядного баланса батареи на автомобиле. При температурах ниже —    10°С для поддержания батареи в заряженном состоянии необходимо повышать регулируемое напряжение генераторной установки автомобиля. Зарядное напряжение должно соответствовать значению, указанному в техническом описании и инструкции по эксплуатации автомобиля. Максимальное регулируемое напряжение генераторной установки не должно превышать 15,5 и 31,0 В соответственно для 12- и 24-вольтных систем электрооборудования. Основные требования. Батареи с общей крышкой и необслуживаемые должны изготовляться в климатическом исполнении вида 0, а батареи обычной Таблица 2.4. Основные параметры и применяемость стартерных аккумуляторных батареи Аккумуляторная батарея Ми нимальНая Размеры, мм Масса, кг Объем электролита, дм3 емкость при 25 °С на четвер том цикле, А3ч разрядного тока в стартерам режиме, А Длина 1 без : элект 1 юлита *элек- . Применяемость 6СТ-55ЭМ ЗАЗ-968, -968А, -968М, ЛуАЗ-969А, -969М, Москвич-412, -2138, -2140, -2140SL, -21412; ИЖ-2125, ВАЗ 6СТ-55АЗ Нет данных 0СТ-60ЭМ ГАЗ-21, -24; УАЗ-469. -450, -451, -452, РАФ-977Д, -2203, ЕрАЗ-762Б, ЗИЛ-117, -4104
Нет данных
Нет данных
Нет данных
ГАЗ-24-10, -3102
6СТ-75ТМ
ГАЗ-21, -24, -3102, -52, -53А, -53-12, -66, УАЗ-451, -469; ПАЗ-672, КАвЗ-685
6СТ-75ЭМ
6СТ-75А
Нет данных
225 Нет данных
Нет данных
ГАЗ-21, -24, -3102, -52, -53А, -53-12, УАЗ-451, -469, ПАЗ-672, КАвЗ-685
6СТ-77А
6СТ-88А
6СТ-90ЭМ
То же 6
Грузовые бензиновые ГАЗ » » ЗИЛ ЗИЛ-157КД, -130, -131; Урал-375; ЛАЗ-695Н, КАвЗ-ЗЮО; ЛиАЗ-677М ЛАЗ-4202
6СТ-105ЭМ, -105ЭГ 6CT-110А
> 100 Нет данных
315 Нет данных
Нет данных
6СТ-132ЭМ
6СТЭН-140М*
Нет данных
Нет данных
Нет данных
ЗСТ-150ЭМ ЗСТ 150ТМ 6СТ-182ЭМ
6СТ-190ТМ, -I90TP
Не регламентируется
6СТ-190А
Нет данных
Нет данных
Нет дан- I ных 1
ПАЗ-652, -672, -3742, РАФ-2203; -22031 ГАЗ-4509
МАЗ-529; КрАЗ-214, -219, -221, -222, БелАЗ-531, -540А, -548А, -548П, -641, -754В, -7525, -7540
Урал-375, -377; MA3-538, -7311; ЗИЛ-135AM, 155АТМ
•5432, -6422, -7311, -74101, -79111, ■79112, -7910, -7911, -7912, -543, -547; БелАЗ-540, -548, -549, -7519, -7420, •7521
КрАЗ-260; Урал-5557 .
ЛАЗ-695, -697, -699 То же
МАЗ-500, -503, -504, -509, -547, -5334, -5335, -5428, -5429, -5430; КрАЗ-225, -256, -257, -258, БелАЗ-540С, -548С; МоАЗ-546; КАЗ-4540, ЛиАЗ-
конструкции — в климатическом исполнении УХЛ и Т категории размещения 2 по ГОСТ 15150—69 К аккумуляторным батареям не автомобилях должен быть обеспечен свободный доступ для осмотра и технического обслуживания. Аккумуляторную батарею размещают ближе к стартеру с целью уменьшения длины стартерного провода и падения напряжения в нем. Массовый провод батареи крепят к двигателю или жесткой раме. Не допускается крепление массового провода к тонкостенной части 0 1 2 3 4 5 Тр,мин Рис. 2.4. Разрядные характеристики аккумуляторных батарей: а — 6СТ-55ЭМ при t =—20 ПС; б — 6СТ-90ЭМ при /Р = ЗС20 ( 2 70 А); в — 6СТ-190ТР при /р = 500 А кабины (меньше 1,2 мм) или крылу автомобиля, а также на окрашенную поверхность без применения шайб-звездочек. Вибрация в местах установки аккумуляторных батарей не должна характеризоваться ускорением более 1,5 g (14,7 м/с2) в диапазоне частот до 60 Гц. Допускается кратковременная вибрационная нагрузка с ускорением 5g при частоте 3Q Гц. При вибрации и тряске батарея не должна перемещаться по опорной площадке. Посадочные места должны иметь амортизаторы и амортизационные прокладки. Минимальный срок службы батарей обычной конструкции и с обшей крышкой в эксплуатации должен составлять 1 год при наработке транспортного средства в пределах этого срока не более 150 тыс. км пробега или 2 года при наработке транспортного средства в пределах этого срока не более 90 тыс. км пробега. Минимальный срок службы необслуживаемых батарей в эксплуатации должен составлять 3 года при наработке транспортного средства в пределах этого срока службы не более 100 тыс. км пробега. Минимальный срок службы или наработка батареи в эксплуатации считается до момента снижения емкости ниже 40 % от номинальной или снижения продолжительности стартерного разряда ниже 1,5 мин при температуре электролита (25± ±2)°С до конечного разрядного напряжения 4,5 В для 6-вольтных батарей и 9,0 В для 12-вольтных батарей. 2.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАРТЕРНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ Электродвижущая сила (ЭДС), напряжение. ЭДС аккумулятора зависит от химических свойств активных материалов и плотности электролита. Изменение напряжения на клеммах-аккумуляторной батареи при разряде . Uр по времени тр зависит от силы разрядного тока и температуры электролита / (рис. 2.4) Во избежание образования на электродах крупных плохо растворимых кристаллов сульфата свинца PbS04 разряд батарей прекращают при конечном напряжении £Л.Р=1,75 В на одном аккумуляторе при 20-часовом номинальном режиме. В стартерном режиме разряда током силой /р== ЗС20 при температуре 25 °С Uк р = 1,5 В, а при температуре — 18 °С икр=1,0 В. Внутреннее сопротивление. Сопротивление аккумулятора складывается из сопротивления поляризации, электродов, электролита, сепараторов, межэлементных перемычек и других токоведущих деталей. Сопротивление электродов и токоведущих деталей мало изменяется с изменением температуры. Рост омического сопротивления аккумуляторной батареи г0 с понижением температуры (рис. 2.5) связан в основном с увеличением сопротивления электролита и пропитанных электролитом сепараторов. Минимальное удельное сопротивление 1,31 Ом-см при температуре 20 °С имеет раствор серной кислоты концентрацией 30,6 %. Рис. 2.5. Зависимость омического сопротивления аккумуляторной батареи 6СТ-90ЭМ от степени разряженностм ДСР при различных температурах
Омическое сопротивление решеток электродов толщиной 1,5—2 мм находится в пределах 1,8—2,3 мОм. Губчатый свинец отрицательных электродов имеет удельное сопротивление 1,83Х X Ю~"4 Ом-см, а диоксид свинца положительных электродов 74-10“4 Ом-см В заряженном состоянии сопротивление отрицательного электрода составляет 62—70 %, а положительного 92—98 % сопротивления решеток. В процессе разряда на электродах откладывается сульфат свинца с удельным сопротивлением 1 -107 Ом-см, и сопротивление электродов приближается к сопротивлению решеток.
В стартерных аккумуляторных батареях применяют электроды толщиной 1,4—2,3 мм, шириной 143 мм и высотой (без ножек) 119 и 133,5 мм. СопротиЕление заряженных стартерных аккумуляторов и даже батареи последовательно соединенных аккумуляторов составляет от нескольких тысячных до нескольких сотых долей ома. Сопротивление уменьшается с увеличением числа электродов в полубло-ках, т. е. с увеличением емкости аккумуляторной батареи. Сопротивление меньше у аккумуляторных батарей с укороченными межэлементными перемычками, проходящими через перегородки полиэтиленовых и пропиленовых моноблоков. Стартерные аккумуляторные батареи с общими крышками и скрытыми межэлементными соединениями неремонтопригодны. Рис. 2.6. Изменение разрядной емкости аккумуляторной батареи 6СТ-66А (разряд до Uк.Р. = 6 В): а — в зависимости от силы тока при температуре — 30 °С; б — в зависимости от температуры при силе тока разряда 300 А
Емкость, энергия. Разрядная емкость Ср— количество электричества, Рис. 2 7 Изменение разрядной емкости аккумуляторной батареи 6СТ-110А в зависимости от силы разрядного тока и температуры при ДСР = 0 % отдаваемое батареей в пределах допу-стимогр разряда. Разрядная емкость уменьшается с увеличением силы разрядного тока и понижением температуры (рис. 2.6 и 2 7) Использование активных веществ при стартерных токах составляет 5— 10 %. При малой силе тока и температурах выше 0 °С снижение температуры на 1 °С приводит к уменьшению разрядной ^емкости на 0,6— 0,7 % При низких температурах в стартерных ре*кимах разряда снижение емкости на 1 °С температуры достигает Таблица 2.5 Основные параметры стартерных аккумуляторных батарей Тип батареи Объем батареи, дм3 Масса свинцо-во-сурьмяни-стого сплава и ОКИСЛОВ, кг Энергия 20-часового ре жима разряда, МДж Удельная материалоемкость по ГОСТ 959.0—84Е при 20-часовом режиме разряда, кг/(кВт-ч) 6СТ55ЭМ 6СТ-55АЗ 6СТ-60ЭМ 6СТ-66А 6СТ-75ТМ 6СТ 75ЭМ 6СТ 75А 6СТ-77А 6СТ-88А 6СТ-90ЭМ 6СТ-105ЭМ 6СТ-110А 6СТ-132ЭМ 6СТ-132А Нет данных Нет данных ЗСТ-150ЭМ ЗСТ I50TM 6СТ-182ЭМ 6СТ-190ТМ, -190ТР 6СТ-13ОА 6СТЭН* 140М
2 %. Свинцовые аккумуляторные батареи работоспособны при стартерных разрядах до температуры —30... -35 °С. Номинальной для стартерных свинцовых аккумуляторных батарей емкостью, гарантируемой заводом-изгото-вителем, по ГОСТ 959.0—84Е является емкость 20-часового режима разряда. Разряд батарей при испытании на емкость 20-часового режима разряда проводят непрерывно током, численное значение силы которого равно 0,05 С20. Температура электролита при этом должна быть 18—27 °С. Емкость батарей, определяемая при 20-часовом режиме разряда не позже четвертого цикла, должна быть не менее 95 %, а необслуживаемых — 100 % номинального значения. Способность аккумуляторной батареи обеспечить необходимый минимум электрической нагрузки на автомобиле в случае выхода из строя генератора оценивают показателем «резервная ем кость». Минимум электрической нагрузки складывается из токов, потребляемых системами зажигания и освещения, стеклоочистителем и контрольноизмерительными приборами в режиме движения «Зима, ночь», и составляет величину порядка 25 А Резервная емкость определяется временем разряда в минутах полностью заряженной батареи при (27чь5)°С током силой (25± ±0,25) А до конечного напряжения на аккумуляторе, равного 1,75 В. Характеристики стартерного разряда оценивают по току холодной прокрутки. Он представляет собой максимальный разрядный ток, который батарея может обеспечить при —18°С и — 29 °С в течение 30 с при сохранении напряжения не менее 1,2 В на каждом аккумуляторе -20 \ -до'л | ~д5°С' 200 400 ООО 600 1000 200 400 600 1р,А 10
500 W0D /500 2000 2500 J000 50 АООО 1500 1р,А Рис. 2.8 Вольт-амперные характеристики аккумуляторных батарей в различных условиях разряда: ° £Н'55ЭМ’ лср = 25%; 6 — 6СТ-55ЭМ. /=-20°С; в —6СТ-190ТР; АС„ = 25 %■ г — 6СТ-190ТР; * =—25 °С    Р 7о' Рис 2.9. Единые расчетные вольт-амперные характеристики аккумуляторных батарей для ДСР = 0 % и / от + 40 до -40 °С В номинальном режиме разряда отдача свинцовых аккумуляторов по емкости составляет 84—96%, а по энергии 75—85%. Удельная энергия стартерных аккумуляторных батарей для 20-часового режима разряда составляет 90—150 Дж/г (табл. 2.5). Саморазряд. Заряженные и исправные аккумуляторные батареи теряют емкость при длительном хранении вследствие саморазряда. Саморазряд заряженной батареи, кроме необслуживаемой, после бездействия в течение 14 сут при температуре окружающей среды (20±5)°С не должен превышать 10%, а после бездействия в течение 28 сут — 20% от номинальной емкости. Саморазряд необслуживаемой батареи после бездействия в течение 90 сут не должен превышать 10 %, а после бездействия в течение года — 40 % номинальной емкости. Ускоренный саморазряд происходит при попадании на наружную поверхность батареи воды, электролита или других токопроводящих жидкостей. Вольт-амперные характеристики. Рабочие характеристики стартерного электродвигателя строят для определенной вольт-амперной характеристики аккумуляторной батареи. Уравнение вольт-амперной характеристики Up = Uи р RgIр, где Uн.р — начальное разрядное напряжение, В; — расчетное внутреннее сопротивление батареи, Ом. Экспериментальные вольт-амперные характеристики аккумуляторных батарей на третьей попытке пуска при различных температурах электролита t и степени разряженности А Ср приведены на рис. 2.8. В режиме короткого замыкания, когда напряжение на клеммах батареи Up —0, сила тока (в амперах) / КЗ = Uн.р/R& == / + Я + , где /+ — условная сила тока короткого замыкания, приходящаяся на один положительный электрод, А; — количество положительных электродов в аккумуляторе. На рис. 2.9 приведены единые расчетные вольт-амперные характеристики одного аккумулятора при* /*4 = 1; ДСр = 0 и температуре электролита от +40 до — 40 °С. Переход к конкретному типу аккумуляторной батареи осуществляется за счет умножения значений / + и Uн.р на осях единой характеристики на соответствующее число аккумуляторов в батарее и число положительных пластин м + . 2.5. ЭЛЕКТРОСТАРТЕРЫ Классификация Электростартеры отличаются *ho способу возбуждения электродвигателя, конструкции коллектора, типу.механизма привода, степени защиты от проникновения посторонних тел и воды, а также по способу крепления на двигателе. По типу и принципу работы механизма привода можно выделить следующие основные группы стартеров: с принудительным механическим или электромеханическим вводом шестерни в зацепление и выводом из зацепления с зубчатым венцом маховика; с принудительным электромеханическим вводом шестерни в зацепление с зубчатым венцом маховика и ее автоматическим выводом из зацепления после пуска двигателя (комбинированный привод). На автомобилях используют электростартеры с принудительным электромеханическим включением шестерни привода (рис. 2.10—2.14). Для предотвращения разноса якоря после пуска двигателя в электростартеры устанавливают роликовые, храповичные и хра-повично-фрикциончые муфты свободного хода. Стартеры имеют буквенно-цифровое обозначение (СТ368-В, СТ142-Б и др.) или обозначения по нормали ОН 025.215— 69 (26.3708, 29.3708 и др.). Рабочие характеристики. Свойства электростартеров оценивают по рабочим и механическим характеристикам. Рабочие характеристики (рис. 2.15) представляют собой совокупность зависимостей напряжения на зажимах стартера Ucт, полезной мощности Рг, частоты вращения па и вращающего момента Ah от силы тока яЪоря /а. Они зависят от способа возбуждения и изменяются с изменением номинальной емкости и технического состояния *акку-муляторной батареи. С уменьшением номинальной емкости, увеличением степени разряженности и понижением тем- 7 8 9 10 11 12 13 П 15 Рис. 2.11. Электростартер 29.3708 с одной опорой в крышке со стороны коллектора: / — вал якоря; 2 — замковое кольцо; 3 — упорное кольцо;' 4 — шестерня привода; 5—рычаг привода; 6—тяговое реле; 7—уплотнительная заглушка; 8—катушка обмотки возбуждения; 9—якорь тягового реле; 10—корпус тягового реле; 11—удерживающая обмотка; 12 —✓втягивающая обмотка;. 13 — сердечник тягового реле; 14 — подвижный контакт; 15—крышка тегового реле; 16—контактные болты; 17 — бандаж лобовой части обмотки якоря; 18 — обмотка якоря; 19 — защитный кожух; 20— щетка; 21 — вкладыш подшипника; 22 — торцовый коллектор; 23—крышка со стороны коллектора; 24 — якорь электродвигателя; 25—корпус; 26—поводковая муфта; 27—крышка со стороны привода; 28— роликовая муфта свободного хода Рис. 2.12. Электростартер CT130-A3 с цилиндрическим коллектором и роликовой муфтой свободного хода: / — щетка; 2 — обмотка возбуждения, 3 — неподвижный контакт тягового реле; 4 — подвижный контакт тягового реле; 5 — катушка тягового реле; 6 — якорь тягового реле, 7— регулировочный винт; 8 — защитный кожух рычага; 9—рычаг; 10— винт регулировки хода шестерни; 11 — крышка со стороны привода; 12—фильц; 13 — шайба; 14 — замковое кольцо; 15 — упорное кольцо; 16 — шестерня привода; 17 — муфта свободного хода; 18— промежуточная опора; 19 — вал якоря; 20— корпус; 21 — якорь; 22 — коллектор; 23 — крышка со стороны коллектора пературы внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи возрастает, поэтому при той же силе тока якоря частота вращения и мощность уменьшаются. Параметры стартеров в режимах номинальной мощности, холостого хода и полного торможения приведены в табл. 2.6. Применяемость стартеров на автомобилях указана в табл. 2.7. Основные требования. Электростартеры изготавливают в соответствии с требованиями ОСТ 37.003.084—88 «Стартеры электрические автотракторные. Общие технические условия», ГОСТ 3940—84 и конструкторской документации на конкретные типы электростартеров Режим работы электростартеров по ОСТ 37.003.084—88— кратковременный с длительностью включения до 10 с при 20 °С. При отрицательных температурах допускается длительность работы стартеров до 15 с для карбюраторных двигателей и до 20 с для дизелей. Конструкция стартера и зубчатая передача должны обеспечивать надежный ввод шестерни в зацепление и передачу коленчатому валу двигателя вращающего момента. Шестерня привода стартера при толчке, ударе или при прочих изменениях ускорения вдоль оси якоря стартера не должна самопроизвольно входить в зацепление с венцом маховика. Муфта свободного хода привода стартера должна защищать якорь от механических повреждений. Тяговое реле стартера должно обеспечивать вход шестерни в зацепление и включение стартера при снижении напряжения до 9 В для 12-вольтных <>) N3 Oo Cq Рис. 2.13. Электростартер CT142 с храповичной муфтой свободного хода-/ _ бол1* траверсы; 2 — пружина щеткодержателя, 3 — металлическая втулка коллектора. 4 — нажимное металлическое кольцо; 5 — изоляционный конус коллектора 6 — войлочный фильц; 7 — радиальный щеткодержатель; 8 — траверса, 9 — болт крепления коллекторной крышки; 10—коллекторная крышка; 11 — щетка; 12, 17—резиновые уплотнительные кольца; 13 — корпус; 14—полюс 15—шток тягового реле, 16 — тяговое реле; 18 — якорь тягового реле; 19 —- сильфон; 20 — крышка со стороны привода, 21 — рычаг включения привода; 22 — шестерня привода; 23 — упорная шайба; 24 — вкладыш подшипника; 25 — храповая муфта свободного хода, 26 — промежуточная опора, 27 — манжеты; 28 — болт крепления крышки со стороны привода; 29 — вкладыш промежуточного подшипника; 30 — якорь электродвигателя; 31 — коллектор и до 18 В для 24-вольтных стартеров при температуре окружающей среды (20±5)°С. Контакты реле стартера должны оставаться замкнутыми при снижении напряжения на стартере до 5,4 и 10,8 В при номинальных напряжениях соответственно 12 и 24 В. У стартеров, проектирование которых начато после 01.01.90 г., предназначенных для двигателей, проектирование которых также начато после 01.01.90 г., pejfc должно обеспечивать вход шестерЛИй зацепление и включение стартерЯ^и снижении напряжения до 8 В (£/н= 12 В) и 16 В (Uн = = 24 В). Соответствующие напряжения на стартере, при которых контакты реле размыкаются, должны быть ниже 4 и 8 В Автомобильные электростартеры имеют степень зашиты не ниже IP44 по ГОСТ 14254—80 (кроме полости привода). Пусковой цикл на двигателе (на стенде) не должен превышать 15 с при температуре окружающей среды (20±5)°С Допускается не более трех пусковых циклов подряд с перерывом между ними не менее 30 с. После охлаждения стартера до температуры окружающей среды допускается еще один пусковой цикл. Не допускается нагружать стартер более чем на номинальную мощность Повышение температуры -стартера во время пусковых циклов не должно приводить к изменениям, отрицательно влияющим на его работоспособность и исправность. Изготовитель гарантирует соответствие стартеров требованиям ОСТ 37.003.084—88 при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования и хранения Рис. 2 14. Электростартер 16.3708 с фрикционно-храповичной муфтой свободного хода: 7 —крышка; 2 — коллектор, 3 — щетки, 4 — полюс; 5 — крышка тягового реле; Ь — контактный диск; 7 — сердечник электромагнита; 8 — втягивающая обмотка реле; д — удерживающая обмотка; 10 — корпус тягового реле; // — якорь тягового реле; /2—шток якоря реле 13 — возвратная пружина, 14 - рычаг включения привода; /5 —крышка со стороны привода 16 — храповично-фрикционный привод; 17- подшипники; 18 вал; 19 шестерня; 20 — корпус; 21 - якорь электродвигателя, 22 — катушка обмотки возбуждения Рис. 2 15. Рабочие характеристики электростартера СТ230 А1 к CQ <и OO (X) N N N
h-Nod^h-NNQOQON
ООЮООООООО ООО Ю Ю Ю ю ю ю
^SOCClNWOOiO С^СЧСЧЮЮЮЮКГ^Ю Ю О О иО о о СО О О СМ О Ю СМ 00 00 оо СГ) 05 (- “    Cl и оо°-
>>,_    f-    ^ <V L- Ou**    =    ^ Е- * * d    2    О +-, fo ^5 1 ^ ‘Я ^ СМ см см ^ 'rf тГ см см см см см' см"
CD CD О О^ Ю 1Л Ю~ CD CD CD Таблица 2.6. Характеристики автомобильных электростартеров
Н X
<*Г Tf Tf
З.Г
lO Ю lO OONN
= ас CQ* X *
§-с5
см см см
S « <3^
$8 X) —. см —
см см о со CO CM
я    •    2    х н    о»    ^    a. i °    н    S    ^ i Н    =3    CQ    Z CJ    03    0,""~ сч    а    к    го ю =•    “    =    s ° * 8 8 2 я-s £■* = >*«£ л ф с h * ^325
LO Ю 00 см см см о о
Кроме стартеров CT221, 29.3708 и 35.3708.
si*
'-LO
CD CD
см
± I Й 5.'О 11 S^S S.S.P< = sss-e|
о о r-
* с;
со--со
00 00 с о Г-    Г"- СО    СО if- Soo- <<5Sscjm 0CO<-OON<OCCOOCO cDr^ t cmnncOi^ococococococo COCO^CMCOCO-CM — CM CM CM CM CM CM UcmUUojtt^UUUUUUUU
. О О LO О О О О О О О    ООО См ооо^-млосоою Ю Ю N "■■« OOONLCCDNN^t'tcO    СМ СМ СО
ООО 'О О О О О О ООО £ о о о о о о ООО ^ О О О ^ ХГ о Ю LO ^ g LO lO Ю СО СО
СО — СО CDrJ-^t-LOLOOO тр CD СО 00 г-» СГ> СГ- см_ см о сГ о' о' о‘ о' о о' — — —
^ СМ СМ СМ------ СО — — — — — ‘ а —
OOOOOlOlOOOlO ОО^^Г'-ОО — — Г--Г--СТ> — CM — CM CM со со CO CO CM
SB - S S °° °° ^
О О Ю Ю Ю lO ю о о о NNlOOONNNQOOOO
— — см см см см см
2с о Ос о ■Ht,'
lOlOlOlOlOiDlOOOlO lOlOiClOiONiCOjON
LC L£5    ? • - • I OO ОС oo 00 CM CM CM О о о о О О Г-- Г-. Г'-— CO CO CO CO h; ^ О LO LO CD О О CJ со cm cm —
о о о о о о о о о о О О о О CD N NIC Ю (N
SSSoo Д ^ оо см if; S2 ZZ см о
LO о о о о со СО о о о 00 00 00 0> СО
LO — CO CM r-CO C0_ 00 CM_ ^
СО_ СО О CM CM 00 Г*-*' O0 OO —
rf Tf rf гГ ^ CM CM CM СЧ CM
О О О О О СО СО — — CD
о о CM CM о О — OO 00 05
— LO Ю CD CD —
Таблица 2.7. Применяемость автомобильных электростартеров* Т ип стартера Начало выпуска, Масса, Применяемость ЗАЗ-968М; ЛуАЗ-969МБ ЗАЗ-1102 ЗАЗ-968М; ЛуАЗ-969М; УАЗ-3151 Москвич-407, -408, >2138 ВАЗ-2101, -2102, -2103, -2105, -2107, -2121 ВАЗ-2108, -2109 ВАЗ-2104, -2102, -2105, -2106, -2107, -2121; АЗЛК-2141 УАЗ-3151-01, -31512-01, -3303-01, -3741-01 АЗЛК-21412; ИЖ-2125, -2715 ЗИЛ-131, Урал-375 ЗИЛ-431410, -131А СТ230-А1 ГАЗ-53-12, -66-11; ПАЗ-672М, -3201; КАвЗ-3270, ГАЗ-71, -73 СТ230-Б1 ГАЗ-24-01, -3102 УАЗ-451, -469; РАФ-977 СТ230-И ЗИЛ-130К, -157КД СТ230-К1 ЗИЛ-431410, ЛиАЗ-677М, ЛАЗ-695Н СТ230-Д ЗИЛ- 157КД, -164 СТ230-Е СТ230-Л ГА3 3402, -4905 СТ402-А СТ402-Б ГАЗ-49Б, -4908
СТ142-Б1
КамАЗ; Урал (дизельные). КАЗ-4540; ЭИЛ-133ГЯ, -4331
ГАЗ-4301, -4509
МАЗ; КрАЗ; БелАЗ
25.3708-01
МАЗ; КрАЗ
БелАЗ-75402, -7548
*Направление вращения стартеров (кроме 29.3708) со стороны привода правое.
2.6. КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРОВ
Якорь. Изготовляется якорь в виде шихтованного сердечника, который напрессовывают на вал, вращающийся в двух или трех опорах.
В пазы якоря укладывают одно- или двухвитковые секции простой волновой обмотки. Двухвитковые секции применяют в стартерных электродвигателях небольшой мощности.
Проводники одновитковых секции изолируют друг.от друга и от пакета якоря электроизоляционным картоном толщиной 0,2—0,4 мм Конструктивные параметры якоря приведены в табл. 2.8.
Корпус, полюсы, катушки возбуждения. Корпусы электростартеров изготовляют из трубы или стальной полосы с последующей* сваркой в месте стыка. К корпусу винтами крепят полюсы. Автомобильные электростартеры имеют четыре полюса. Катушки последовательных и параллельных обмоток возбуждения устанавливают на отдельных полюсах, поэтому число катушек равно числу полюсов. Катушки в обмотках соединяют между собой как последовательно, так и параллельно (рис. 2.16).
Катушки последовательной обмотки возбуждения имеют небольшое число витков неизолированного медного провода прямоугольного сечения марки ПММ (см. табл. 2.8). Между витками катушки прокладывают электроизоляционный картон толщиной 0,2—0,4 мм. Катушки параллельной обмотки наматывают изолированным круглым проводом марок ПЭВ-2 или ПЭТВ. Снаружи катушки изолируют лентой из изоляционного материала (хлопчатобумажная тафтяная лента, батистовая лента Б-13). Перспективны технологические процессы изолирования катушек полимерными материалами.
Таблица 2.8 Конструктивные параметры якоря и обмоток возбуждения
стартеров
Тип стартера
Якорь
Обмотка возбуждения
Длина
Размеры
последовательная
параллельная
пакета, мм
ло пазов
провода,
Число витков в катушке
Размеры
провода,
Число витков в * катушке
26.3708; 40.3708
7; 6,5; 6,5
29.3708; 35.3708
42.3708; 421.3708
СТ2-А; CT130-A3
СТ230-А1; -Б1; -БЗ; -И; -К1; -Д; -Е; -Л
СТ402; СТ402-А; СТ402-Б ‘
СТ142-Б; 30.3708
2,12х 12,5
25.3708-01
* Одно число означает диаметр провода.
Примечание. Стартеры СТ 368; 26.3708; 40.3708; СТ4-А1; СТ 221, 29.3708; 35.3708; СТ2-2; СТ 130-АЗ; 16.3708 имеют смещенный способ возбуждения, а остальные — последовательный.
Плотность тока в обмотках якоря и возбуждения в режиме номинальной мощности не должна превышать 28— 30 А/мм2. Щеточно-коллекторный узел В электростартерах применяют сборные цилиндрические коллекторы на металлической втулке, цилиндрические и торцовые коллекторы с пластмассовым корпусом. Сборный коллектор набирают из медных пластин (ламелей) и изолирующих пластин из миканита, слюдинита или слюдопласта толщиной 0,4— 0,9 мм. В коллекторах с пластмассовым корпусом пластмасса (обычно АГ-4С) является формирующим элементом коллектора, изолирует пластины от вала и воспринимает нагрузки. Торцовые коллекторы по сравнению с цилиндрическими имеют меньшие размеры и металлоемкость. Рабочая поверхность торцового коллектора находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения якоря. Основные конструктивные параметры коллекторов, щеткодержателей и щеток электростартеров приведены в табл. 2.9 и на рис. 2.17. В стартерах с цилиндрическими коллекторами щетки устанавливают в четырех коробчатых щеткодержателях радиального типа, закрепленных на крышке со стороны коллектора. В электростартерах с торцовыми коллекторами щетки размещают в крышке со стороны коллектора, в пластмассовой или металлической траверсе. В мощных стартерах в каждом из щетйо-держателей устанавливают по две щетки. Радиальные щеткодержатели выполнены в виде тонкостенной 0,6— 0,8 мм стальной обоймы коробчатого типа. Щетки должны свободно перемещаться в обоймах без значительных боковых колебаний. Конструкция щеткодержателей обеспечивает легкую замену щеток.
Рис. 2.16. Электрические схемы электростартеров: а — СТ368; 6 — 40.3708; 26.3708; СТ4-А1; в —СТ221; г — 29.3708; 35.3708; д — 42.3708; 421.3708; CT230^B3, СТ230-К1; — СТ230-А1; СТ230-Б1; СТ230-И; СТ402; СТ402-А СТ402-Б; 25.3708, 25.3708-01; СТ142-Б; 30.3708; ж — СТ2-А, CT130-A3; з — 16.3708 (/ — к силовым контактам контактора КТ 130; 2 — к положительному выводу аккумуляторной батареи; 3 — к обмотке контактора КТ 130; 4 — к контактам контактора КТ 127)
Крышки. Со стороны коллектора крышки изготовляют методом литья из чугуна, стали, алюминиевого илП цинкового сплава, а такж'е штампуют из стали. Крышки могут иметь дисковую или колоколообразную форму. Во втором случае предусматриваются окна для доступа к щеткам. Крышки со стороны привода изготовляют методом литья из алюминиевого сплава и чугуна. Конструкция крышки зависит от материала, из которого она изготовлена, типа механизма привода, способа крепления стартера на двигателе и тягового реле на стартере. Механизм привода. Наибольшее распространение получили приводные МГС5
МГС51
/
/
/
МГС20
МГС0А
Рис. 2.17. Щетки электростартеров \
Таблица 2.9. Основные параметры щеточно-коллекторных узлов электростартеров Тип стартера Тип коллектора Марка щеток Размеры щетки, ЙщХ X ХЛш, мм Сила нажатия щеточной пру&ины, кгс Торцовый МГС01, трапе (5,5X П,5) X 26.3708; 40,3708 цеидальные МГС01, трапе (5,5ХИ,5)Х Цилиндриче цеидальные МГСОА 0,67—1,1 ский сборный Цилиндриче 1,1 —1,4 29.3708; 35,3708 ский на пластмассе Торцовый 1,1 —1,4 Цилиндриче МГСОА 8,8 X 19,2Х 14 ский на пластмассе То же МГСОА 8,8X19,2X14 СТ230-А1; МГСОА 8,8X19,2X14 - Б1; -БЗ; -И; -К 1; -Д; -Е; -Л СТ402; 8,8X19,2X14 СТ402-А; -Б СТ142-Б; 30.3708 Цилиндриче 25.3708-01 ский сборный То же механизмы с роликовыми муфтами свободного хода (табл. 2.10). Роликовые муфты (см. рис. 2.10—2.15) технологичны в изготовлении, способны при небольших размерах передавать значительные вращающие моменты, бесшумны в работе, малочувствительны к загрязнению, не требуют ухода и регулирования в эксплуатации. Храповичная муфта свободного хода (см. рис. 2.16) полностью разъединяет валы стартера и двигателя при значительно меньших нагрузках на силовые элементы муфты. Преимуществами храповичной муфты по сравнению с роликовой являются высокая прочность, ремонтопригодность и возможность передачи большего вращающего момента при небольших размерах. Тяговое реле. Тяговые реле электростартеров отличаются по количеству обмоток, конструкции контактного устройства и по форме стопа (торцовой части) сердечника электромагнита. На большинстве стартеров тяговые реле располагают на приливе крышки со стороны привода. Реле может иметь одну (СТ368) или две обмотки, намотанные на каркас или латунную втулку. В двухобмоточном реле удерживающая обмотка рассчитана только на удержание якоря реле в притянутом к сердечнику состоянии. Обмотка выполнена из провода меньшего сечения по сравнению с втягивающей обмоткой и имеет прямой выход на массу. Втягивающая обмотка, действуя согласно с удерживающей, создает достаточную притягивающую силу в момент, когда зазор между якорем и сердечником электромагнита максимален. Параметры тяговых реле электростартеров приведены в табл. 2.11. Напряжение включения тягового реле определяется при упоре в прокладку, устанавливаемую между шестерней и торцом крышки со стороны привода (СТ368; 26.3708; 40.3708) или между шестерней и упором шестерни привода (СТ4-А1; СТ221; 29.3708; 35.3708; 42.3708; 421.3708; СТ2-А; CT130-A3; CT230-AI; -Б1; -БЗ; -И; -К1; СТ402; СТ402-А; -Б). Контактные системы могут быть разделенной и неразделенной конструкции. В контактной системе разделенной конструкции подвижный контактный диск не связан жестко с якорем реле. Тяговое реле воздействует на механизм привода с помощью рычага, который изготовляют из стали методом штамповки двух частей рычага с последующей клепкой или сваркой, или отливают из стального сплава. На ряде современных стартеров применяют рычаги, отлитые из полимерных материалов. Крепление на двигателе, исполнение. Крепление стартера должно обеспечивать сохранение постоянства расстояния между центрами шестерни привода и зубчатого венца маховика при снятии стартера и повторной установке. Обычно стартер располагают сбоку картера двигателя. При этом крышка со стороны привода обращена в сторону маховика и входит в отверстие картера сцепления. Стартерь< обычно имеют торцовое фланцевое крепление. Мощные стартеры устанавливают в углублениях специальных приливов двигателя. К посадочной поверхности прилива двигателя корпус стартера прижимают стальными лентами или литыми скобами. От поворота стартер фиксируют шпонками или штифтами. Шестерня привода стартера может быть установлена между опорами под крышкой или консольно за ее пределами (стартер 16.3708). В местах установки стартеры подвергаются воздействию влаги, масла, грязи. Степень защиты стартеров от проникновения посторонних тел и воды оговаривается в стандартах и технических условиях на отдельные виды изделий (табл. 2.12). Таблица 2.10. Основные параметры приводных механизмов электростартеров Тип стартера Тип механизма Шестерн! Число /гол исходного контура, град С 3-роликовой муфтой свободного хода бесплунжер-ного типа 29.3708; 35.3708 42.3708; 421.3708 С 4-роликовой муфтой свободного ходз бесплунжерно-го типа СТ2-А; CTI30-A3 СТ230-А1; -Б1; -БЗ; -Д; -Е; -Л СТ230-И; -К1 СТ402; СТ402-А; -Б СТ142-Б; 30.3708 С храповичной муфтой свободного хода 25.3708; 25.3708-01 16.3708 2 Зак. 1748 ' С храповично-фрикционной муфтой Таблица 2.11. Основные параметры тяговых реле электростартеров Тип реле Тип стартера Сила потребляемого тока, А, обмоткой Параметры включения тягового реле втягиваю удержи вающей Напря жение, Толщина прокладки, мм Температура воздуха, °С РС904-А, однообмоточ 26.3708800-1 40.3708800 44, не более 12, не более СТ221-3708800 29.3708800 35.3708800 42.3708800 РС14-Б1 СТ230-А-3708800 СТ230-А1 СТ230-Б-3708800 СТ230-Б1 СТ230-Б2-3708800-10 СТ230-БЗ; СТ230-Б-3708800-10 СТ230-И СТ402-3708800 СТ402; CT4Q2-A; -Б СТ 142-3708800 СТ142-Б; 25.3708-01 16.3708800 Таблица 2.12. Исполнение и срок службы электростартеров Тип стартера Климатическое исполнение Исполнение по степени защиты от проникновения посторонних тел и воды (ГОСТ 14254—80) эесурс до первого капитального ремонта (пробег автомобиля), тыс. км Гарантийный срок эксплуатации (числитель), мес, при наработке (знаменатель), тыс. км пробега автомобиля У, ХЛ, Т У, ХЛ, Т У, ХЛ, Т У-ХЛ, Т У-ХЛ, т Окончание табл. 2.12 Тип стартера Климатическое исполнение Исполнение по. степени защиты от проникновения посторонних тел и воды (ГОСТ 14254—80) эесурс до первого капитального ремонта (пробег автомобиля), тыс. км .Гарантийный срок Эксплуатации (числитель) , мес, при наработке (знаменатель), тыс. км пробега автомобиля СТ230-А1 У-ХЛ, Т СТ230-Б1 У-ХЛ, т СТ230-БЗ У-ХЛ, Т СТ230-И; -К1 У-ХЛ, т СТ230-Д; -Е; СТ230-Л СТ402; СТ402-А; -Б СТ142-Б 25.3708, 25.3708-01 Гарантийный срок эксплуатации ав томобиля 2.7. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАРТЕРАМИ Стартеры предназначены для работы в однопроводной схеме, в которой с корпусом автомобиля соединен отрицательный полюс системы электрооборудования. Включение стартера осуществляется за счет подачи напряжения на обмотки тягового реле через выводы «50» (см. рис. 2.16). Питание стартерного электродвигателя от аккумуляторной батареи производится через контактный болт реле — вывод «30». Стартеры с однообмоточным тяговым реле подключаются к аккумуляторной батарее GB (рис. 2.18, а) при замыкании контактов выключателя зажигания S1. Якорь тягового реле втягивается в электромагнит, вводит шестерню в зацепление с венцом маховика и в конце хода замыкает силовые контакты К1 в цепи питания электродвигателя М. В стартерах СТ221 и 29.3708 с двухобмоточным реле К1 (рис. 2.18, б) при замыкании контактов «30» и «50» выключателя зажигания через штекер «50» стартера ток от аккумуляторной батареи проходит через втягивающую и удерживающую обмотки. При замыкании контактов реле KJ втягивающая обмотка замыкается накоротко. Выключатели зажигания KZ 81 и 2108-3704005 имеют блокировочное устройство против повторного включения стартера. Повторный поворот ключа из положения «Зажигание» в положение «Стартер» возможен только после предварительного возвращения ключа в положение «Выключено». Благодаря такому устройству предотвращается включение стартера при работающем двигателе. На новых моделях ВАЗ-2108 и автомобилях ВАЗ-2109 при включении стартера 29.3708 ток в обе обмотки тягового реле К1 (рис. 2.18, в) проходит через вспомогательное реле К2 типа 113.3747-10. В стартерах СТ2-А и CT130-A3 (рис. 2.18, г) дополнительный контакт тягового реле через вывод 17 замыкает накоротко добавочный резистор катушки зажигания. ,Эту-же роль в схеме управления стартером типа СТ230-Б1 выполняют дополнительные контакты реле РС507-Б (рис. 2.18, б?). В схемах управления стартером СТ142-Б на автомобилях с дизелями применено электронное устройство 2612. 3747 для автоматического отключения и блокировки стартера (рис. 2.19). Устройство выполнено на пяти транзисторах и состоит из усилителя-ограничителя на транзисторе VT/, преобразователя частоты в напряжение на элементах СЗ, R6, VD2, VD3, компаратора напряжения на транзисторе VT2, усилителя (VT3) и триггера на транзисторах VT4 и VT5. Рис. 2.18. Схемы управления электростартерами: а — СТ221 с однообмоточным реле; б — СТ221 с двухобмоточным реле; 29.3708 на первых моделях ВАЗ-2108; в — 29.3708 на автомобилях ВАЗ-2108, -2109; г — CT130-A3; д — СТ230-Б1; 1 — электростартер; 2 — выключатель зажигания и стартера; 3 — дополнительное реле, А — к выводу добавочного резистора
После неудачной попытки пуска стартер включается повторно только после предварительного перевода выключателя приборов и стартера в положение «О» («Выключено»). Схема устройства 2612.3747 исключает включение стартера при вращении коленчатого вала двигателя. 2.8. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ПУСКА ДВИГАТЕЛЕИ Электрофакельные устройства. На дизелях могут устанавливаться.электрофакельные устройства для подогрева воздуха во впускном трубопроводе. Их применение в сочетании с маловязким маслом позволяет снизить минимальную температуру пуска холодного дизеля на 10—15 °С. Электрофакельное устройство дизелей автомобилей ЗИЛ-133ГЯ (рис. 2.20) состоит из двух факельных штифтовых свечей, электромагнитного топливного клапана, добавочного резистора с термореле, кнопочного выключателя, реле электрофакельного устройства, реле отключения обмотки возбуждения генератора, контрольной лампы и топливопроводов. В факельной штифтовой свече происходит дозирование топлива, его испарение, смешивание с воздухом, воспламенение и сгорание. На автомобилях КамАЗ, Урал, ГАЗ устанавливают факельные свечи 11.3740, на автомобилях БелАЗ, МАЗ, КрАЗ— 111.3740 и на автомобилях ЗИЛ-133ГЯ —13.3740 (табл. 2.13). Топливо, Выключатель прибороб и стартера 4- о—J-- Рас поло же - нае быдодоВ “ “ “ 6 пол одне
к Рис. 2.19. Электронное устройство 2612.3747 для автоматического отключения и блокировки стартера СТ142-Б: VT1, VT2, VT4, VT5 — транзисторы КТ630А, VT3 — транзистор КТ3107Б; VD1, VD2, VD3, VD4. VD7, VD8, VD9, VDI2, VD13 — диоды КД102А; VD10 — диод КД209А; VD5, VD6 — стабилитроны ДВ14А; VDII — стабилитрон Д816Д; конденсаторы: С1— 0,05 мкФ С2 — 0,22 мкФ; СЗ — 0,47 мкФ; С4 — 0,05 мкФ; С5 — 0,1 мкФ; С6 — 0,05 мкФ; резисторы: Я/, R2 — 3 кОм; R3, R8 — 10 кОм; R4 — 5,6 кОм; Я5 — 100 Ом; R6 —39,2 кОм; R7 — 22 кОм; R9, Rll, R15, R16, Я/9 — 2,2 кОм; Я/0 — 470 Ом, Я/2 — 33 кОм; Я/3 — 1 кОм; /Ж — 470 Ом; R17 — 4,7 кОм; Я/S — 680 Ом; Я20— I кОм; R21 — 8,2 кОм
Фаза генера -тора J3" быКЛЮ' чат ел я прибороб а стартера Дополна -тельное реле £> 5:1 S jg й;Ч5, С*. ^lf l ч > 5 подаваемое к свече, очищается фильтром 5, дозируется жиклером 6, проходит по кольцевой полости между кольцевой вставкой и нагревателем 11. Объемная испарительная сетка 2 в нижней части факельной свечи имеет большую поверхность и облегчает испарение топлива. Сетка окружена экраном / с отверстиями для прохода воздуха. Электромагнитный топливный клапан открывает подачу топлива к факельным штифтовым свечам при подключении катушки 16 к аккумуляторной батарее. При отключении электромагнитный клапан закрывается под действием пружины. Топливо к электромагнитному клапану подводится из системы питания дизеля. Топливный клапан 11.3741 устанавливают на автомобили КамАЗ, КрАЗ, Урал, МАЗ, ГАЗ, топливный клапан 13.3741 на автомобили ЗИЛ-133ГЯ (табл. 2.14). Термореле имеет контакты и биметаллическую пластину 22, расположенные внутри спирали 21 добавочного резистора, который уменьшает силу тока во время предварительного нагрева штифта факельной свечи и замыкается накоротко в момент включения стар- Рис. 2.20. Элементы электрофакельного устройства: а — факельная штифтовая свеча 13.3740; б—электромагнитный топливный клапан 13.3741; в — добавочный резистор с термореле; I    — защитный экран; 2 — испарительная сетка; 3, 7. 8 — гайки; 4 — испаритель; 5 — фильтр; 6 — топливный жиклер; 9—изоляционная шайба, 10 — изоляционная втулка; II    — нагреватель; 12 — корпус; 13 — основание клапана; 14 — гильза; 15 — якорь; 16 — катушка; 17 — сердечник; 18 — штекер; 19, 23 — резьбовые выводы; 20 — защитный кожух; 21 — спираль добавочного резистора; 22 — биметаллическая пластина с подвиж- „ ным контактом; 24 — изолятор; 25 — неподвижный контакт Таблица 2.13. Основные параметры факельных свечей Параметр 1 1 1.3740 Номинальное на пряжение, В Сила потребляемо го тока, А Температура нагре ва при номиналь
ной силе тока, °С
Время нагрева, с
Пропускная способ
ность по топливу
(кроме 111.3740), см /мин
Масса, кг
Таблица 2.14 Основные параметры электромагнитных клапанов
Параметр
Номинальное на
пряжение, В Сила тока, потреб
ляемого катушкой, А
Напряжение сраба
тывания клапана, В, не более
Ход якоря, мм
Масса, кг
Таблица 2.15. Основные параметры
добавочных резисторов с
термореле
Параметр
Номинальное на
пряжение, В Номинальная сила
тока, А
Сопротивление спи
рали в холодном
состоянии, Ом Диаметр проволо
ки, мм
Время от момента
включения до замыкания контактов, с
Время замкнутого
состояния после отключения тока, с, не менее Масса, кг
Q +
Рис. 2.21. Электрическая схема электрофакельного устройства автомобиля ЗИЛ-133ГЯ
Рис. 2.22. Аэрозольное пусковое приспособление с электромагнитным приводом
тера. Добавочный резистор 12.3741 предназначен для автомобилей КамАЗ, КрАЗ, Урал, МАЗ, КАЗ, а резистор 14.6741 —для автомобилей ЗИЛ-133ГЯ (табл. 2.15) Электрическая схема управления электрофакельным устройством (рис. 2-21) обеспечивает предварительный нагрев факельных штифтовых свечей ЕК1 и ЕК2 до температуры 1000— 1100°С перед включением стартера. Спирали свечей подключают к аккумуляторной батарее через добавочный резистор R термореле КК кнопочным выключателем S2 электрофакельного устройства. Во время предпускового подогрева свечей выключатель S1 приборов находится в положении 2. В конце прогрева факельных свечей замыкаются контакты термореле КК. Напряжение подается на электромагнитный топливный клапан YA и контрольную лампу HL, сигнализирующую о готовности электрофакельного устройства к пуску двигателя. При включении стартера выключателем S1 приборов (положение 3) подкачивающий насос подает топливо через открытый электромагнитный клапан к факельным свечам. Одновременно срабатывает реле Л7 электрофакельного подогревателя и на спирали свечей, минуя добавочный резистор, подается полное напряжение аккумуляторной батареи. После пуска двигателя выключатель S1 приборов и стартера переводят в положение 2, стартер отключается, но электрофакел ь-ное устройство будет продолжать работать в период предпускового прогрева, если оставить включенной кнопку выключателя S2. Для защиты факельных штифтовых свечей от перегрева при работе двигателя в режиме холостого хода после пуска, когда в связи ' с работой генератора повышается напряжение на клеммах свечей, в цепи регулятора напряжения KV предусмотрено реле К2 отключения обмотки возбуждения генератора. Устройство для подачи пусковой жидкости. Пусковые жидкости содержат компоненты с низкой температурой самовоспламенения и отличаются большим разнообразием составов. Пусковая жидкость «Арктика» состоит из диэтилового эфира (45—60%), газового бензина (35—55%), изопропилнит-рата (1 —1,65%), различных промежуточных продуктов окисления (до 10%) и противоизносных, противозадирных и антиокислительных присадок (около 2,5%). В состав пусковой жидкости «Холод» марки Д-40 также входят диэтиловый эфир (58—62%), изопропилнитрат (23—17%) и масло для судовых газовых турбин (8—12%). Аэрозольное пусковое приспособление с электромагнитным приводом для Г л а в а 3 СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 3.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Система электроснабжения включает генератор и регулятор напряжения и призвана обеспечить электроэнергией все потребители автомобиля. Генератор с регулятором напряжения образует генераторную установку. К системе подачи пусковой жидкости во впускной трубопровод приведены на рис. 2.22. Пусковая жидкость находится под давлением в аэрозольном баллоне 13 с клапанным устройством. В качестве вытесняющего газа применяют пропан, бутан и другие газы, давление которых мало изменяется с изменением температуры. Аэрозольное приспособление устанавливается с помощью кронштейна 5 в моторном отсеке в легкодоступном для смены баллона месте. Управление приспособлением —дистанционное из кабины водителя. При включении электромагнита 7 якорь 8 перемещается вниз, нажимает эмульсионной трубкой на шток клапана аэрозольного баллона и одновременно открывает проход для аэрозоли в трубопровод 10 через пластинчатый клапан 9. К форсунке 11 распылителя, расположенной во впускном трубопроводе двигателя, аэрозоль поступает через эмульсионную трубку 6 и внутреннюю полость якоря электромагнита 7. Один аэрозольный баллон может обеспечить 8—10 пусков двигателя при температуре —30 °С. При установке в приспособление верхнюю часть нового баллона совмещают с корпусом и прижимают к нему опорной пятой 2, перемещающейся по дужкам 3 с помощью регулировочного винта /. Уплотнение в стыке баллона с корпусом обеспечивается резиновым уплотнителем 12. Дужки 3 поворачиваются относительно корпуса на осях 4. электроснабжения относится и аккумуляторная батарея, которая обеспечивает током потребители при неработающем двигателе внутреннего сгорания и в режимах движения, при которых напряжение генераторной установки низко. К системе электроснабжения принято относить и элементы контроля работоспособности генераторной установки — реле, контрольную лампу и т. п. В качестве источника постоянного (выпрямленного) тока на современных автомобилях используются вентильные генераторы, г. е. синхронные генераторы переменного тока, работающие на бортовую сеть через встроенный в них выпрямитель. Частота переменного тока f (в герцах) этих генераторов связана с частотой вращения п ротора и частотой вращения мкв (в об/мин) коленчатого вала двигателя соотношением / = 0,1 лг = 0,1 /гггк-в, где ir — передаточное число ременной передачи от двигателя к генератору. Это соотношение позволяет использовать генератор как датчик частоты вращения двигателя. Поэтому некоторые типы генераторов имеют, кроме выводов постоянного тока, выводы переменного тока, к которым подключаются реле блокировки стартера, тахометры и другие устройства, функционирующие в зависимости от частоты вращения двигателя. Вентильный генератор питает переменным током и трансформаторновыпрямительный блок (ТВБ), используемый на дизельных автомобилях ЗИЛ. Напряжение генератора изменяется с изменением частоты вращения и нагрузки. Стабилизация напряжения регулятором осуществляется изменением силы тока в цепи возбуждения за счет изменения относительной продолжительности включения в эту цепь дополнительного резистора или подключения цепи возбуждения к сети питания. Генераторные установки выпускаются на номинальное напряжение 14 и 28 В. Напряжение 28 В характерно для системы электроснабжения дизельных автомобилей. У дизельных автомобилей ЗИЛ-431510, -441510 система электроснабжения обеспечивает два уровня напряжения непосредственно на генераторе низкий уровень 14 В для питания основных электропотребителей; через ТВБ — высокий уровень 28 В для питания зарядной Цепи аккумуляторных батарей, используемых при запуске двигателя. Основные требования, предъявляемые к автомобильным генераторам, аналогичны требованиям к другим изделиям автомобильного электрооборудования — высокая технологичность, минимальная стоимость, высокие удельные коэффициенты использования материалов. 3.2. КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ Краткая характеристика основных конструкций. Вентильные генераторы, применяющиеся на отечественных и зарубежных автомобилях, имеют идентичное конструктивное исполнение, основной особенностью которого является наличие клювообразной магнитной системы на роторе. Применение такой системы повышает технологичность генераторов, позволяет иметь в них 12 полюсов при наличии одной катушки возбуждения. На рис. 3.1 представлена конструкция генератора Г222 широко используемого на легковых автомобилях, в частности, на ВАЗ-2105. Характерной особенностью генераторов автомобилей ВАЗ является наличие амортизирующих резиновых вставок в лапах генератора. Кроме генератора Г222, на автомобилях ВАЗ применяются генераторы Г221-А и 37.3701. Их присоединительные размеры совпадают с Г222. Генератор Г221-А не имеет встроенного регулятора напряжения. Применение генератора Г221-А-006 на автомобиле «Нива» имеет ту особенность, что на его крышку со стороны контактных колец надевается воздухозаборник, обеспечивающий попадание в генератор незагрязненного воздуха. При этом вывод «30» («плюс») генератора удлинен и перенесен на воздухозаборник. Это удлинение выполнено специальным контактным болтом, который с одной стороны навертывается на вывод генератора. Остальные выводы выводят гибким проводом через уплдтнительную резинку в воздухозаборнике. Другие типы вентильных генераторов имеют конструкцию, аналогичную рассмотренным, отличаясь от них в основном габаритами или конфигурацией отдельных узлов, наличием на роторе втулки между полюсными половинами натяжного уха с резьбой в передней крышке и т. п. Некоторое исключение составляют генераторы Г502-А й 63.3701. Генератор Г502А встраивается внутрь вентиляционного устройства двигателя автомобиля «Запорожец» и несет на своем валу ротор вентилятора. Поэтому его вал имеет два хвостовика — один для Рис. 3.1. Генератор Г222: I, 17 — крышки; 2—выпрямительный блок, 3 — болт крепления выпрямительного блока; 4—контактные кольца; 5, 16—шарикоподшипники, 6 — вал; 7 -конденсатор; 8 — болт « + » (вывод «30») 9 — штекерный вывод нулевой точки обмотки статора. 10 — регулятор напряжения, 11 — щеткодержатель, 12 — щетки, 13 — шпилька натяжного устройства, 14 — вентилятор с приводным шкивом, 15 — клювообразные полюс* ные половины ротора: /Я — обмотка возбуждения, 19 — сердечник статора, 20 — обмотка статора 21—стяжной болт, 22—втулка амортизатора, 23—амортизирующая вставка; 24—поджимная втулка Рис. 3.2. Генератор 63.3701: 1. 10 — крышки; 2—кожух; 3—контактные кольца; 4 — щеткодержатель с щетками; 5- выпрямительные блоки; 6, 9 — шарикоподшипники; 7—ротор; 8 — статор; 11 — муфта привода; 12 — вентилятор закрепления ротора вентилятора, другой для приводного шкива Из-за специфики размещения генератор не имеет крепежных лап и натяжного уха Кольца и щеточный узел Г502-А, а также выпрямитель расположены вне его внутренней полости. Генератор 63.3701 (рис. 3.2) крепится хомутом на подушке двигателя автомобилей БелАЗ и потому тоже не имеет крепежных лап и натяжного уха. Его привод осуществляется через муфту. Повышенная выходная мощность вызвала необходимость применения двух выпрямителей, включенных параллельно. Один из них расположен во внутренней полости генератора, а другой вместе с щеточным узлом снаружи. Выводы «плюс» генератора, «Ш» обмотки возбуждения и нулевой точки обмотки статора, соединенной в «звезду» из двух параллельных ветвей, закреплены на кожухе, закрывающем щеточно-контактный узел и наружный выпрямитель. Габаритные и присоединительные размеры. Габаритные и присоединительные размеры автомобильных генераторов регламентируются ОСТ 37.003. 079—86 (табл. 3.1). Генераторы габаритов 1 4 крепятся к двигателю внутреннего сгорания на лапах и выполняются по рис. 3.3, а, генераторы габарита 5 крепятся на подушке и выполняются по рис. 3.3, б. Генераторы одинаковых габаритов по установке на двигатели взаимозаменяемы. Генераторы приводятся во вращение клиновидным ремнем. Возможно применение поликлиновых и зубчатых ремней. Обмотки вентильных генераторов. На тип обмотки статора существенное влияние оказывает число пазов на статоре. Схемы обмоток статора для 18 пазов представлены на рис. 3.4, для 36 — на рис. 3.5. Другое число пазов на массовых типах генераторов не применяется. Таблица 3.1. Габаритные и присоединительные размеры генераторов Размер (мм) и типы генераторов Г абариты
330
66.3701
^30 max ^30. max ^10 d22 h г ^37 max /5 llo Типы
63.3701
150 210 10,2 М8 88 88 70 44 70 58.3701 Г254; Г266; Г273
19.3701; 38.3701; Г287К; Г287-А, -Б; Г288
Г286; Г289; 65.3701
Г а)
В)
5)

10 11 12 / ' 1617 IB 1 if
ппПЬпПЬпПпПГ^пПЬп 1 2 3 4 6 6 7 б 9 1011 1213 14 1516 17 16 Ш-Ш1 U
И, К2К3
Ht
нхнлнш Рис. 3.3. Габаритные и присоединительные размеры вентильных генерато- Рис. 3.4. Схемы обмоток 18-Гтазового ров при креплении на лапах {а) и на статора: подушке (б)    а — «звезда»; б — двойная «звезда» в)
Z5
¥
35
30
20
15
"6
к
к5
*3
Ki
wb 6 6
Рис. 3.5. Схемы обмоток 36-пазового статора: а — «звезда», б — двойная «звезда»; в — двойная «звезда» с намоткой в «развал» У подавляющего большинства моде-    ние в двойную «звезду», т. е. две лей генераторов обмотка статора сое-    «звезды», соединенные параллельно динена в «звезду».    (Г287, Г263, Г222, 37.3701) или в «треу- Поскольку намотка тонким проводом    гольник» (Г286, Г288). Обмотка возбуждения ротора гене-
технологически осуществляется проще и хорошо механизируется, у генераторов раторов — катушечная. Электрическое большой мощности применяют соедине- сопротивление обмотки возбуждения Таблица 3.2 Основные параметры обмоток статора и ротора (возбуждения) генераторов Тип генератора Обмотка статора Обмотка ротора Диаметр провода (по меди), мм Четсло витков катушки Диаметр провода (по меди), мм Число витков Сопротивление обмотки при 20 °С, Ом 2’5io,i5 3,2 ± 0,15 *Указанные параметры относятся ко всем модификациям. **Две параллельные группы в фазе. Таблица 3.3. Генераторные подшипники Тип генератора Тип подшипника со стороны привода со стороны контактных колец 6-180503К2С9Ш 6-180503K2C9LU Г221; Г222; 37.3701 6- 180302У1С9 6-180201У1С9 Г250; Г254; Г273 0-180603КС9Ш 0-180502К1С9Ш 58.3701; 29.3701; 6-180603КС9Ш1 6-180502К1С9Ш1 17.3701, Г266 32.3701; 16.3701 0-180603К1С9 0- 180502К1С9 6-180605Ш1С9 6- 180605Ш1С9 Г287; 38.3701 6-1180304КС9Ш1 6-180603КС9Ш1 определяется номинальным напряжением генератора, а также типом регулятора напряжения, работающего в комплекте с генератором. Обмотки статора и ротора-выполняются из обмоточных проводов ПЭТ-200, ПЭТД-180, ПЭТВМ и др. Пропитка обмоток осуществляется в основном лаком МЛ-92. Параметры обмоток сведены в табл. 3.2. Подшипниковый узел В автомобильных генераторах применяются радиальные однорядные шариковые подшипники со стальными сепараторами, двусторонними резиновыми уплотнениями и закладкой смазки на весь срок службы подшипника. Типы применяющихся подшипников сведены в табл. Таблица 3.4. Основные параметры выпрямительных блоков генератора Тип блока Тип генератора Номинальное напряжение, В Максимальная сила выпрямленного тока, А Максимальное обратное напряжение, В Сила обратного тока при обратном напряжении, мА Число диодов БПВ6-50 Г221; Г222 БПВ4-45 Г250; 17.3701 БПВ8-100 Г286; Г289 БПВ11-60 БПВ4-60 29.3701; 32.3701 ВБГ-2А
Выпрямительный узел. На генераторах устанавливаются выпрямительные блоки типов БПВ и ВБГ Блоки БПВ («блок полупроводниковый выпрямительный») представляют собой две алюминиевые пластины-теплоотвода, соединенные между собой в монолитную конструкцию через изоляционные втулки заклепками. Один теплоотвод соединяется с корпусом генератора, другой изолирован от него и соединен с выводом «4-» генератора. Выпрямители блоков собраны по мостовой схеме и содержат, как правило, 6 диодов, запрессованных в теплоотводы. Однако для генераторов большой мощности применяются блоки на 12 диодах, соединенных попарно параллельно. Во всех блоках БПВ использованы диоды типов Д104-20 и Д104-20Х, рассчитанные на средний прямой ток не более 20 А. Эти диоды конструктивно аналогичны, но у диода Д104-20Х на корпусе расположен катод (диод запрессовывается в неизолированный от корпуса теплоотвод), а у диода Д104-20 — анод (он запрессовывается в теплоотвод, соединенный с выводом « + »)- Блок БПВ 11-60 имеет пластмассовую подковку, в которой размещены 3 диода КД223А, рассчитанных на прямой ток до 2 А и образующих дополнительный выпрямитель обмотки возбуждения. Технические параметры основных блоков представлены в табл. 3.4, а их габаритные и присоединительные размеры — на рис. 3.6—3.8. Блоки ВБГ, которые в настоящее время все реже встречаются в автомо- Рис. 3.6. Выпрямительный блок БПВ4-45 Рис. 3.7. Выпрямительный блок БПВ6-50 Рис. 3.8. Выпрямительный блок БПВ8-100 48 Таблица 3.5. Основные параметры генераторных электрощеток Параметр Твердость, кПа • 104 Удельное электрическое сопротивление, мкОм-м Содержание золы, %, не более Переходное падение на пряжения на пару ще ток, В Коэффициент трения Рис. 3.9. Токоскоростная характеристи ка генератора
бильных генераторах, имеют 3 литых оребренных теплоотвода, закрепленных на пластмассовом основании. В углублениях каждого теплоотвода загерметизированы 2 кремниевых элемента с ргс-переходом, причем один соединен зоной р, а другой зоной п с теплоотводом. Выводы, отходящие от этих диодов, соединяются вместе жесткими шинами, одна из которых образует «—» выпрямителя и соединяется при монтаже на генераторе с корпусом, а другая с выводом « + » генератора. Три отверстии в теплоотводах служат для подсоединения к ним фазных выводов статора. Электрощетки На генераторах Г221, Г222; 37.3701 применяются электрогра-фитированные щетки ЭГ51А 5X8X18 мм. У остальных типов генераторов устанавливаются металлографитирован-ные щетки марки М1А 6X6,5X18 мм. Свойства щеток приведены в табл. 3.5. 3.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРОВ Основными техническими характеристиками генератора являются напряжение, частота вращения ротора и мощность (или ток, отдаваемый генератором при заданном напряжении). Поскольку ток, который может отдать генератор, зависит от частоты вращения его ротора, то эти два параметра характеризуются одной основной выходной характеристикой генератора—токоскоростной характеристикой (ТСХ), представленной на рис. 3.9. ТСХ определяется при постоянном напряжении, обычно номинальном. Для генераторных установок, у которых регулятор напряжения, встроенный в генератор, вступает в работу при напряжении ниже номинального, точки ТСХ определяют при пониженном напряжении, т. е. 12,5—13 (25—26) В. Существенное влияние на ТСХ оказывают условия ее определения. Различают ТСХ, определяемые: при самовозбуждении (lienь обмотки возбуждения питается от самого генератора); при независимом возбуждении (цепь обмотки возбуждения питается от постороннего источника); для генераторной установки (при определении ТСХ регулятор напряжения включен в схему); для генератора (регулятор напряжения отключен); в холодном состоянии (при температуре узлов генератора 15—35 °С) ; в нагретом состоянии (после работы с заданной нагрузкой до достижения установившегося теплового состояния). В технической документации на генераторы часто указывается не вся ТСХ, а лишь ее отдельные характерные точки (см. рис. 3.9). К таким точкам относятся: начальная частота вращения на холостом ходу по. Она соответствует заданному напряжению генератора без нагрузки; максимальная сила тока, отдаваемого генератором /rfM- Автомобильные вентильные генераторы обладают самоограничением, т. е., достигнув тока /rfM, значение которого близко к току короткого замыкания, генератор при дальнейшем увеличении частоты вращения большого тока отдать потребителям не может. Для автомобильных вентильных генераторов /<*.„ указывается обычно при частоте вращения 5000 об/мин. Ток Id.м, умноженный на номинальное напряжение, определяет номинальную мощность автомобильных генераторов; Таблица 3.6. Основные параметры генераторов Тип генератора 1а м, А 1о, об/мин, не более об/мин, не более Масса, Г263-А, -Б 65.3701* - *Указанные параметры относятся ко всем модификациям Обозначения. Рм — максимальная мощность; Ud.H—номинальное напряжение; Id м — максимальная сила тока; л(); «р.„ — частоты вращения ротора соответственно без нагрузки и при нагрузке силой тока соответствующие напряжению U
частота вращения ротора при и ток la.н (в контрольном режиме). Основные технические характеристики для нагретого состояния генераторов приведены в табл. 3.6, а в холодном состоянии генератор развивает несколько большие максимальные значения силы тока и мощности. 3.4. РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Бесконтактные транзисторные регуляторы напряжения. На рис. 3.10 представлена электрическая схема генераторной установки с интегральным регу-50 лятором напряжения Я112-А1. Измерительный орган регулятора состоит из делителя напряжения на резисторах Rl, R2, R3 и стабилитрона VD1, исполнительным органом является электронное реле на транзисторах 1/77, VT2. Эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона VD1. Если напряжение на стабилитроне меньше напряжения стабилизации, ток через него практически не проходит (стабилитрон закрыт), если выше — стабилитрон открывается и пропускает ток. Транзисторы же пропускают ток в цепи коллектор — эмиттер, если в цепи база — эмиттер протекает ток (транзистор открыт). Для этого к переходу база — эмиттер должно быть приложено напряжение соответствующей полярности (переход смещен в прямом направлении). Для транзисторов р-п-р при смещении в прямом направлении потенциал эмиттера должен быть выше, чем базы, у транзисторов п-р-п потенциал базы должен превышать потенциал эмиттера. Если переход смещен в обратном направлении, транзистор закрыт. Транзистор закрыт также, когда выводы его перехода база — эмиттер соединены накоротко, например, переходом эмиттер — коллектор открытого транзистора. В схеме на рис. 3.10, если напряжение генератора мало, стабилитрон VD1 закрыт. Закрыт и транзистор VT1, так как ток в его цепи база — эмиттер не протекает. Транзистор VT2 открыт током через резистор R5. При этом обмотка возбуждения подключается к цепи электропитания, ток в ней и напряжение генератора возрастают, стабилитрон VD1 открывается. Транзистор VTI тоже открывается, закорачивается переход база — эмиттер VT2, который закрывается.
Цепь обмотки возбуждения разрывается, ток возбуждения и напряжение генератора уменьшаются, стабилитрон VDJ вновь закрывается, и процесс повторяется. Таким образом, напряжение стабилизируется около некоторой средней величины за счет изменения средней величины тока в обмотке возбуждения. В регуляторе имеется еще несколько характерных элементов—диод VD2 (гасящий) предотвращает опасные для полупроводников всплески напряжения при отключении обмотки возбуждения от цепи питания. Он включен параллельно обмотке возбуждения. Гибкие обратные связи, содержащие конденсаторы (С/, цепочка C2—R4), ликвидируют влияние электромагнитных помех и возможность самовозбуждения регулятора, а также уменьшают потери мощности в транзисторах при их переключении. На рис. 3.11 представлены схемы интегральных регуляторов ЯП2-В1 и Я120-М1, выполненные на базе Я112-А1. В ЯП2-В1 база VT2 выведена на клемму «Б», чем обеспечивается возможность предотвращения разряда аккумуляторной батареи на обмотку возбуждения при неработающем двигателе внутреннего. сгорания (клемма «Б» обеспечивается через замок зажигания, и транзистор VT2 закрывается). Я120-М1 работает в системе с номинальным напряжением 24 В, поэтому в цепи базы 1/77 включены последовательно два стабилитрона. Вывод «Р» предназначен для подключения резистора, повышающего напряжение настройки регулятора в зимних условиях. Диоды VD3, VD4 осуществляют защиту схемы от возможных аварийных режимов, остальные элементы схемы обеспечивают нужный режим работы транзисторов. Регуляторы напряжения Я112-А2, Я112-В2, Я120-М2 рассчитаны на ток возбуждения до 3,3 А, Я112-А1, Я112-В1, Я120-М1 — до 5 А. В регуляторе напряжения 121.3702 (рис. 3.12) чувствительный орган содержит делитель напряжения на резисторах /?/, R2, R3 и стабилитрон VD1. Электронное реле включает в себя три транзистора и диоды: VD2 — гасящий; VD3 — защищает схему от импульсов напряжения обратной полярности. Регулятор 121.3702 ■ взаимозаменяем с РР380. Регулятор напряжения РР132-А (рис. 3.13) имеет чувствительный орган из делителя напряжения на резисторах R1 — R5, дросселя L (снижающего влияние пульсаций выпрямленного напряжения генератора на работу регулятора напряжения) и стабилитрона VD1. Переключатель SQ обеспечивает изменение уровня регулируемого напряжения. Электронное реле содержит транзистор 1/77 и два параллельно включенных транзистора VT2 и VT3, что повышает надежность работы регулятора. Стабилитроны VD2—VD4 в цепи баз транзисторов VT2, VT3 обеспечивают за счет падения напряжения на них смещение переходов база — эмиттер в обратном направлении, чем достигается четкость закрывания транзисторов. Диод VD5 — гасящий. Рис. 3.11. Схемы интегральных регуляторов напряжения ЯП2-В1 (а) и Я120-М1 (б)
К\* Рис. 3.12. Схема регулятора напряжения 121.3702: VT1 — КТ3107; VT2—КТ837Х; VT3— КТ805АМ; VD1 — Д818АТ; VD2 — КД208АТ; VD3 — КД209А; R2, R6 — 100 Ом; R3 — 470 Ом; R4 — 3.3 К; R5 — 430 Ом; С/. С2 — 0,1 мкФ
Рис. 3.13. Схема регулятора напряжения РР132-А: VT 1 — КТ801 Б; VT2, VT3 — 2Т808А; VD1 — Д818Б; VD2, VD3, VD4 — Д816Ж; R1 — 360 Ом; R2, R6 — 620 Ом; R4 — 36 Ом; R5 — 120 Ом; R7 — 300 Ом; R8 — RU — 160 Ом; R12, R13 — 82 Ом; R14, R15 — 0,05 Ом
Регулятор напряжения 111.3702 с номинальным напряжением 28 В имеет электрическую схему по рис. 3.13 с той лишь разницей, что в чувствительном органе применены два последовательно включенных стабилитрона Д818Б, а резисторы отличаются по номиналам (RI—1,8—3 кОм; R2 — нет; R4—180 Ом; R5—510 Ом; R6— 1 кОм; R7—Rf 1—820 Ом; RJ2, R13— 82 Ом. Рис. 3.14. Схема регулятора напряжения 201.3702: VTI — КТ315Б; VT2 — КТ361Б; VT3 — КТ3107В; VT4, VT5 — КТ837Х; VDJ Д814А, VD2 — КД522Б, VD3 — КД202В, VD4 — КД209А; — 10 К; £3 3,3 К;    1,6 К; R5 — 220 К; Я6 — 820 Ом; R7 — 27 К; — 10 К; 270 Ом; R10, tf/2, — 51 Ом; /?// — 430 Ом; R14, R15 — 100 Ом; С\, С2 0,1 мкФ
Регулятор напряжения 201.3702 (рис. 3.14) выпускается взамен регуляторов РР350, РР350-А. Чувствительный элемент здесь содержит делитель напряжения на резисторах RI, R2, R3, R4 и стабилитрон VD1. Отличием регулятора 201.3702 является то, что стабилитрон VDI расположен не в базовой, а в эмиттерной цепи первого транзистора электронного реле У 77, что увеличивает ток через него и повышает четкость его срабатывания. Электронное реле, кроме транзистора VT1, включает в себя транзисторы VT3— VT5. Транзисторы VT4, VT5 включены по схеме составного транзистораДсхема Дарлингтона), при которой эти два транзистора могут рассматриваться как один с большим коэффициентом усиления. Схема, кроме гибких обратных связей (С/, С2—R9), содержит жесткую обратную связь через резистор R6. Жесткая обратная связь в регуляторах повышает частоту их переключения. В 201.3702 повышение частоты достигается за счет того, что R6 после открывания VT5 подключается параллельно резистору входного делителя напряжения R4, что приводит к скачкообразному повышению напряжения на стабилитроне VD1, его ускоренному отпиранию и соответствующему ускоренному срабатыванию электронного реле. Транзистор VT2 выполняет в схеме две функции. В нормальном режиме он вместе с цепочкой С2—R9 осуществляет гибкую обратную связь и обеспечивает снижение потерь мощности в транзисторах VT3—VT5 при их запирании. В аварийном режиме замыкания вывода «Ш» на корпус он обеспечивает переход выходного транзистора VT5 в автоколебательный режим, чем предотвращается выход его из строя. Регуляторы напряжения 2012.3702; 22.3702 и 221.3702, заменившие соответственно РР350Б, РР362 и РР362-А, имеют схемное исполнение такое же, как 201.3702, и отличаются от него либо конструктивно, либо напряжением настройки. /iVD* HQ
Лк
С1
VS3
VB2 -&Г VV1 -И-
КЗ
I© []
2 iVD5
R8
1 R6 С 3 R9


Рис. 3.15. Схема регулятора напряжения 13.3702: VT 1 — КТ608Б; VT2 — КТ805АМ; VT3 — КТ808А; VD1 — Д818А; VD2, VD4 — КДЮЗА, VD3 — КД202В; VD5 — КД209А; R2 — 120 Ом; R3. R5 — 300 Ом; R4 — 3,3 К; R6 — 430 Ом; R7 — 300 Ом; R8. R9 — 100 Ом; С/—СЗ — 0,15 мкФ; С4 — 4.7 мкФ
' —II—01- Регулятор напряжения 13.3702 (рис. 3.15) рассчитан на повышенный ток возбуждения (до 5 А). Измерительный орган регулятора — делитель напряжения на резисторах RI, R2 и стабилитрон VD1. Электронное реле собрано на транзисторах VT1—VT3. Резисторы R3, R4 совместно с диодом VD2 представляют собой цепь жесткой обратной связи. Гибкая обратная связь осуществляется цепочкой СЗ—R9 и конденсаторами Cl, С2 Конденсатор С4 отфильтровывает высокочастотные импульсы напряжения на входе в регулятор. Схема интегрального регулятора напряжения 17.3702, конструкция которого предусматривает встраивание в него щеточного узла генератора 37.3701, представлена на рис. 3.16. Регулятор также рассчитан на повышенный ток возбуждения 5 А, поэтому его выходные транзисторы VT4, VT5 включены параллельно. Чувствительный орган регулятора — входной делитель напряжения на резисторах R2, R5, R6 и стабилитрон VD1. Электронное реле содержит пять транзисторов VT1—VT5. Жесткая обратная связь образована резистором R8, гибкая — конденсаторами С/, СЗ и цепочкой С2—R9. К\    VB1
По конструкции интегральные регуляторы напряжения представляют собой неразборную конструкцию. Остальные регуляторы разбираются после отворачивания двух или четырех винтов. Регулятор напряжения 121.3702, имеющий пластмассовый корпус, разбирается надавливанием на защелку, соединяющую переднюю крышку регулятора с корпусом. Контактно-транзисторные регуляторы напряжения. В контактно-тран зисторных регуляторах коммутацию в цепи обмотки возбуждения осуществляет транзистор, которым управляет контактное реле. На рис. 3.17 приведена электрическая схема регулятора напряжения 21.3702. Регулятор состоит из трех элементов — регулятора напряжения, ограничителя тока и реле защиты. Чувствительным органом ограничителя тока является реле КА2. При превышении силы тока генератора уровня настройки реле оно замыкает свои контакты, транзистор VTI закрывается и прерывает ток в обмотке возбуждения. При этом напряжение и сила тока уменьшаются, реле разрывает свои контакты, транзистор открывается и т. д. Реле КА1 при выходе из строя транзистора VT1 осуществляет регулирование напряжения по вибрационному принципу. Рис. 3.17. Схема контактно-транзисторного регулятора напряжения 21.3702: VTl, VT2— КТ837М; VT3— VT5 — КТ3107А; VT6 — КТ816Г; VDI — КД202В; VD2 — КД209А; VD3, VD4 — Д814Б; Я/ — 330 Ом; R2 — 620 Ом; Я4, Я6, /?7 — I К; R5 — 5,6 К; R8 — 2,2 К; ЯР — 220 Ом; С/, С2 — 0,22 мкФ; СЗ — 0,033 мкФ
Вибрационные регуляторы напряжения. Вибрационные регуляторы напряжения применялись в основном с коллекторными генераторами постоянного тока. С вентильными генераторами работают реле-регуляторы РР380, РР310-В. Однако регулятор напряжения РР380, устанавливавшийся на автомобиль ВАЗ-2101, заменяется бесконтактным транзисторным регулятором 121 3702 и многими другими типами бесконтактных регуляторов напряжения, выпускаемых в запчасти для установки взамен РР380. На рис. 3.18 представлена схема реле-регулятора РР310-В. В вибрационных регуляторах контакты реле регулятора напряжения непосредственно осуществляют коммутацию в цепи обмотки возбуждения генератора. Реле KV через свои контакты KV: 1 вводит в цепь возбуждения резисторы R1 и R2 при превышении напряжения генератора уровня настройки этого реле. Реле-регулятор имеет выравнивающую обмотку КА, являющуюся элементом жесткой обратной связи. Основные технические характеристики регуляторов напряжения сведены в табл. 3.7. 3.5. СХЕМЫ ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК И ИХ ПРИМЕНЯЕМОСТЬ Для номинального функционирования регулятора напряжения к нему должны быть подведены напряжение бортовой сети и выводы цепи обмотки возбуждения. Напряжение Ud действует между выводами «-{-» и «—» (масса) генератора (у генераторов автомобилей Рис. 3.18. Схема реле-регулятора РР310-В:
R1 — 13 Ом; R2 — 60 Ом Таблица 3.7. Основные параметры регуляторов напряжения Тип регулятора Тип генератора Параметры диапазона стабилизации при (25-4-10ГС Параметры диапазона стабилизации при изменении температуры, частоты вращения и нагрузки /В = ЗА, Р., 1 не более71 ^асса,
эб/мин
/</, А
пу об/мин
Г221-А 'Г250-И1, -Е2, -Н2
13.8—14,4
3000—10500 («;*.+200)-10500
—40...+ 80 —55...+ 70
13,6—14,9
1.6    (15 и 17)
1.7    (Ши +)
Г284 ^ 32.3701
13.8—14,5
Г250-ВЗ, -Г2, -Д 2
14,0—14,7
2500—8000
13,9—14,8'
1 Г250-Ж1 1 Г286
2500—8000
2500—8000
25+10 —40...+ 70
13,2-14,2 12,8—15,
1,7 (Ши +)
13,8—14,5
(пв‘с2т +200) —12000
—20...+ 80
13,4—14,71
(1LI и -)
13,07.3702
13,3—14,0
| (я”;?т + 200) — 1200(
) —20...+ 80
12,9—14,2 J
(Т250-П1
«Г250-П2
Г288
14    3500 14    3500 36    3500 18    3500
13,25—13,95 13,70-14,7 14,35—15 26,8—28,2; 28,3—29,7
5—28^3000—8000 5—30 2500—7000
13—14,45 13,20 13,85 26—30,5
—    15,21 —    15,2)
РР132-А*5 II 1.3702*5
-50...+ 70 ■50... + 70
1,2 (Ш и M) 1,2м (Ш и -)
Я112-А1 Я112-А2 Я112-В1, -В2 Я 120-М Г5, -М2
29.3701 Г222 Г273-А, -Б, -В
14    3500 16    3500 16    4000 10    3500
13.9—14,6 13,7—14,4 13.9—14,3 27—28 28,5-31
5—24 2500—7000 5—32 3000—10000 HP*6 HP HP HP
-25...+ 70 —25...+ 70 HP HP
13.5—14,! 13.5-14,! HP HP
1,5 (Ши-) 1,5(Ш и -) 1,5(Ш и -)
0,055
17.3702
37.3701
18 4000
13,9—14,3
36
2200—10000
—20...+ 85
(Ш и -)
13,5-14,6
0,065
21.3702
Г263
60 3500
26,5—28
10— 2500—6000 110
25+10
26—28,5
1,8(111 и 0)
1,3
РР310-Б, -В
Г502-А
10 4300
13,8—14,8
3—20 2500—6500
+ 25... + 70 13-15,3
HP
0,4
Таблица 3.8. Применяемость генераторных установок Тип генератора Тип регулятора напряжения Схема по рис 3.19 Диаметральные размеры шкива генератора, мм*1 Автомобили Г221 -А*2 ВАЗ-2101, -21011, -2103 и модификации Г221 -А-006*2 ВАЗ-2121 Я112-В1'3 ВАЗ-2104, -2105, -1111, ЗАЗ-1102 РР132-А УАЗ-З96206, -3151 Г273-В*4 Я 120-М Г3 КамАЗ-5320 и модиф , MA3-5335 и модиф. ГАЗ-66-11 и модиф. РР132-А ГАЗ-71-01, -73-01 и модиф РР132-А Урал-375ДМ, ЗИЛ-131Н, -431917 и модиф. Я1I2-A1"3 ЛАЗ-696М, КАвЗ-3270 и модиф Я112-АГ3 ЛиАЗ-677М и модиф Г288-Е*4 КамАЗ-4310 и модиф РР310-В ЗАЗ-968М, ЛиАЗ-969М и модиф 43 X 68,5*5 ГАЗ-24-10, РАФ-2203-01 и модиф. ГАЗ-52-94 Г A3-53-92 Я112-А1'3 73Х 105*5 ЗИЛ-495850, -157КД и модиф, ЗИЛ-431410 и модиф ВАЗ-2108, -2109 и модиф. 382.370 Г6 РР132-А ЗИЛ-431510 Я112-А1*3 Москвич-2140, ИЖ-2125, -2175 и модиф. 581.370Г2 Я112-А1"3. Mockbh4-2140SL БелАЗ 64X96"6 БелАЗ 54X80"5 ЛАЗ-42021, ЛиАЗ-5256 и модиф. Я112-А1*3 ПАЗ-672М, -3201 и модиф. *‘Минимальный (внутренний) X максимальный (наружный) размер ручья под ремень. *2 Имеет вывод нулевой точки обмотки статора. * Регулятор напряжения встроен в генератор *4 Имеет вывод фазы. *5 Двухручьевой шкив *6 Работает в комплекте с трансформаторно-выпрямительным блоком 121 3759 ВАЗ соответственно «30» и «31»). Выводы обмотки возбуждения обозначены буквой «Ш» («67» у ВАЗ). На рис. 3.19 изображены принципиальные схемы генераторных установок. В скобках даны обозначения выводов генераторных установок автомобилей ВАЗ. Различают два типа невзаимозаменяемых регуляторов напряжения — в одном типе (рис 13.19, а) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод обмотки возбуждения генератора с «-}-» бортовой сети, в другом типе (рис. 13.19, б, в) с «—» бортовой сети. Регуляторы напряжения второго типа являются более перспективными Для того чтобы на стоянке аккумуляторная батарея не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генератора в схемах 13.19, а, б, запитывается через выключатель зажигания Однако при этом контакты выключателя коммутируют ток до 5 А. что неблагоприят- Рис. 3 19. Принципиальные схемы генераторных установок с вентильными генераторами:
1 - генератор; 2 — обмотка возбуждения; 3 — обмотка статора; 4 — выпрямитель; 5 — выключатель 6 —- реле контрольной лампы; 7 — регулятор напряжения; 8 — трансформаторно-выпрямительный блок; 9 — помехоподавительный конденсатор но сказывается на их сроке службы. Поэтому в схеме рис. 13.19, в через выключатель зажигания запиты-вается лишь цепь управления регулятора напряжения, потребляющая токи в доли ампера. Прерывание тока в цепи управления переводит электронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току протекать в обмотку возбуждения Однако применение выключателя зажигания в цепи генераторной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на автомобиле. Поэтому более перспективной является схема рис. 13.19, д. В этой схеме обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из трех диодов. К выводу «-|-» этого выпрямителя, который обозначен буквой «Д», и подсоединяется обмотка возбуждения генератора. В схему рис. 13.19, д введено под-возбуждение генератора от аккумуляторной батареи через контрольную лампу HL. Контрольная лампа в схеме рис. 13.19, д является одновременно и элементом контроля работоспособности генераторной установки. С целью контроля работоспособности в схеме рис. 13 19, а введено реле с нормально замкнутыми контактами, через которые получает питание контрольная лампа HL. Схема рис. 13.19, е характерна для генераторных установок с номинальным напряжением 28 В В этой схеме обмотка возбуждения включена на среднюю точку обмотки статора генератора, т. е. питается напряжением, вдвое меньшим, чем напряжение генератора. При этом вдвое снижаются и значения импульсов напряжения, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно сказывается на надежности работы полупроводниковых элементов регулятора напряжения. Резистор подпитки Rn обеспечивает уверенное возбуждение генератора. На дизельных автомобилях ЗИЛ 441510, -431510 применяется генераторная установка на два уровня напряжения 14/28 В. Второй уровень 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ), как это показано на рис. 3.19, г В системе на два уровня напряжения регулятор стабилизирует только первый уровень напряжения — 14 В. Второй уровень возникает посредством трансформации и последующего выпрямления ТВБ переменного напряжения генератора. Коэффициент трансформации ТВБ близок к 1. Применяемость генераторных уста новок по основным моделям автомобилей сведена в табл. 3.8. Г л а в а 4 СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ 4.1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ Система зажшания обеспечивает воспламенение рабочей смеси при пуске и работе карбюраторного двигателя в соответствии с порядком работы цилиндров. Для получения максимальной мощности, развиваемой двигателем, необходимо некоторое опережение зажигания, т. е. воспламенение рабочей смеси должно происходить до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ). Опережение зажигания характеризуют углом поворота коленчатого вала двигателя от момента искрообразова-иия в свече до ВМТ, который называют углом опережения зажигания (*03). Оптимальный УОЗ зависит от частоты вращения двигателя, его на-‘Рузки и состава рабочей смеси. Изменение УОЗ должно происходить по определенной функций в зависимости от 60 перечисленных выше факторов автоматически. Система зажигания должна обеспечивать синхронизацию искрообразова-ния по цилиндрам с фазой работы двигателя. Классификация систем зажигания осуществляется по способу (рис. 4.1): управления (синхронизации) системой зажигания; регулирования УОЗ; накопления энергии искрообразования; коммутации первичной цепи катушки зажигания, распределения импульсов высокого напряжения по цилиндрам По способу управления системы зажигания делят на системы с контактным управлением и бесконтактным Внутри этих двух классов системы отличаются как схемными, конструктивными решениями, так и применяемыми электронными коммутирующими приборами и датчиками При регулировании УОЗ по простым законам используют механические цен- Батарейные системы зажигания по способу управления (синхронизации) системой, зажигания _I___L I Бесконтактные Контактные по способу регулирования угла опережения зажигания С электронным регулированием С механическими автоматами
по способу накопления энергии С накоплением в конденсаторе С накоплением в катушке
по способу коммутации Механические (классические) Транзисторные
Тиристорные
способу распределения импульсов высокого напряжения по
Со статическим распределением С механическим распределением по типу защиты от радиопомех Неэкранированные Экранированные
Рис. 4.1. Классификация систем зажигания тробежные и вакуумные автоматы, которые в процессе работы изнашиваются. Применение электроники позволяет в значительной степени реализовать более сложные законы регулирования УОЗ с учетом большого числа параметров, влияющих на работу двигателя. При этом обработка сигналов может вестись как в аналоговой, так и в цифровой форме. Наибольшими возможностями обладают микропроцессорные системы. Применение электроники позволяет полностью исключить механические узлы в том числе вращающийся высоковольтный распределитель В системах со статическим распределением энергии функцию распределителя выполняют многовыводные катушки зажигания с коммутатором, управляемым контроллером Системы зажигания распределяются также на две группы по способу накопления энергии искрообразования либо в магнитном поле катушки зажигания, либо в электрическом поле конденсатора, когда катушка зажигания используется как преобразователь на пряжения Для коммутации первичной цепи катушки зажигания в системах с накоп лением энергии в магнитном поле используют мощный транзистор, а для конденсаторных систем — тиристоры. Недостатком тиристорных систем зажигания является малая продолжительность индуктивной фазы искрового разряда, что ухудшает воспламенение и горение рабочей смеси. Поэтому на автомобилях с бензиновыми двигателями широкое применение нашли системы зажигания с накоплением энергии в катушке индуктивности В соответствии с указанными признаками классификации различают следующие серийно выпускаемые системы зажигания: контактные (классические); контактно-транзисторные; бесконтактные аналоговые; бесконтактные цифровые. Рис. 4.2. Принципиальная схема контактной системы зажигания (а) и временные диаграммы напряжения и тока (б) — изменение силы тока 1\ в первичной цепи и напряжения Uч во вторичной цепи (масштаб времени с момента размыкания контактов прерывателя увеличен в 10 раз)
Разомкнут
Разонк- о нит Замкнут
Емкостная фаза
Индуктивная фаза
4.2. КОНТАКТНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ На рис. 4.2 представлена принципиальная схема контактной системы зажигания, содержащей следующие элементы: источник энергии — аккумуляторную батарею 2\ катушку зажигания 7 — трансформатор с рервичной и вторичной обмотками, намотанными на ферромагнитный сердечник; прерыватель 8, у которого подвижный контакт 10 на изолирующем основании с выступом 9 под действием профильного кулачка 18 перемещается относительно неподвижного контакта //; конденсатор /, подключенный параллельно контактам; распределитель 16, в котором на валике 12 установлен бегунок с токопроводящим электродом 15, который, вращаясь, поочередно соединяет центральный неподвижный электрод 13 с боковыми неподвижными электродами 14 (конструктивно прерыватель и распределитель объединены в одно устройство — распределитель; центральный электрод соединен высоковольтным проводом с вторичной обмоткой катушки зажигания, а боковые — с соответствующими свечами зажигания); свечи 62 зажигания 17, число которых равно числу цилиндров двигателя; добавочные резисторы 4 и 6, уменьшающие тепловые потери энергии в катушке зажигания и дающие возможность при пуске компенсировать падение напряжения на аккумуляторной батарее (при пуске двигателя одновременно с включением стартера добавочный резистор 4 шунтируется замыкающимися контактами 5 выключателя-зажигания 3). Применяемость элементов систем зажигания по основным моделям автомобилей дана в табл. 4 1 4.3. КОНТАКТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ На рис. 4.3 приведена принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания с транзисторным коммутатором ТКЮ2, которая состоит из тех же элементов, что и контактная система (обозначения приняты те же, что и на схеме рис. 4.2), но к которой добавлен коммутатор 19. Первичная обмотка катушки зажигания включена в эмиттерную цепь транзистора, £ контак- ГАЗ-53А Р133 или ЗИЛ-495850, -157КД ЗИЛ-1Э1НА, -431410 ЭИЛ-131НВ, -431917 ЗИЛ-431917, -131Н ЗИЛ-431410, -131НА ЛАЗ, ЛиАЗ Урал-375ДМ ПАЗ, КАвЗ ТКЮ2 или ТКЮ2-А ТКЮ2-А ТКЮ2 или ТКЮ2-А ТКЮ2 или ТКЮ2-А ТК200-01*2 ТК200-01 ТКЮ2 или ТКЮ2-А ТКЮ2 или ТКЮ2-А ТК200-0Г2 ТКЮ2 или ТКЮ2-А Таблица 4,1. Комплектность систем зажигания автомобилей Автомобили Распределитель или датчик-распределитель Катушка зажига Электронный коммутатор Добавочный резистор Контактные системы зажигания ГАЗ-49Б, -49-08 Р50-02"1 ГАЗ-66-ЗО, -66-41, -49-05, ГАЗ-52-04 УАЗ-З74106, -3151 УАЗ-452ВС, -469БМ Москвич-2140; ИЖ-2125, АЗЛК-21412 ИЖ-2125, -2715 ЗАЗ-968М ЛуАЗ-969М~ ВАЗ-21011, -2104, -2105 30.3706-01 BA3-21053, -2106, -2107 ВАЗ-2121 30.3706-02 Контактно-транзисторные системы зажигания
Бесконтактные аналоговые системы зажигания ГАЗ-66-11, -33015 ГАЗ-24-10 ГАЗ-53-12, -66-11 ГАЗ-ЗЮ2 УАЗ-31511 ЕрАЗ-762В РАФ-2203-01 ВАЗ-2106, -2107, -2121 ВАЗ-2108, -2109 ВАЗ-21081, -21081-01 ВАЗ-1111 АЗЛК-2141 АЗЛК-21412 ЗАЗ-1102 Р352*1 ■ *3 13.3734-01 13.3734-01 13.3734-01 13.3734-01 13.3734-01 13.3734-01 13.3734-01 36.3734-20 36.3734-20 40.3706-10 36.3734-20 36.3734-20 36.3734-20 36.3734-20 36.3734-20 Автомобили Распределитель или датчик-распределитель Катушка зажига Электронный коммутатор Добавочный резистор Бесконтактные цифровые системы зажигания ЗИЛ-4314 МС2713-0Г4 BA3-21083-02, -21093-02, МС2715-03"4 АЗЛК-2141 ЗАЗ-968М *' Экранированное исполнение. *2В комплекте с аварийным вибратором РС331. *3В комплекте с аварийным вибратором 51.3734-01 *4Контроллер. ты прерывателя в базовую. При разомкнутых контактах прерывателя в цепи базы транзистора ток отсутствует, и в^первичной цепи катушки зажигания существует начальный ток, значение которого мало и определяется сопротивлением участка эмиттер—коллектор закрытого транзистора VT. После замыкания контактов прерывателя в базовой цепи появляется ток, который открывает транзистор VT Сопротивление участка эмиттер—коллектор уменьшается, и в первичной об мотке катушки зажигания нарастает по экспоненциальному закону ток, вы зывая появление магнитного поля, в котором накапливается энергия. При размыкании контактов прерывателя транзистор VT вновь закроется, сопротивление участка эмиттер—коллектор увеличится, ток в первичной обмотке катушки зажигания скачком уменьшится. При этом во вторичной обмотке катушки зажигания протекают процессы, аналогичные процессам в контактных системах зажигания Импульсный трансформатор Т обеспечивает ускорение процесса запирания транзистора VT, а стабилитрон VD2 — его защиту от перенапряжений. Конденсатор С/ уменьшает коммутацион ные потери энергии на нагрев транзистора, снижая одновременно напря жение, возникающее на участке эмит-гер—коллектор транзистора VT. Электролитический конденсатор С2 защищает транзистор VT от импульсных перенапряжений по цепи питания, возникающих в бортовой сети при коммутации мощных потребителей. 13
Рис. 4.3. Принципиальная схема контактно-транзисторной системы зажигания с транзисторным коммутатором ТК102: С/—1 мкФ, С2 — 50 мкФ, R1 — 2 Ом, R2 — 20 Ом Т — импульсный трансформатор с коэффициентом трансформации UTj»/U:’i = 235; VD1 — стабилитрон Д817В; VD2 — диод Д226; VT — транзистор ГТ701А. Остальные обозначения те же, что на рис. 4.2
Как видно из схемы и принципа работы контактно-транзисторной системы зажигания, контакты прерывателя разгружены от больших токов, поэтому их срок службы значительно больше, чем у контактных систем зажигания Однако использование механических контактов не устраняет такие недостатки, как механическое изнашивание пре рывателя (приводит в процессе эксплуатации к изменению установочного угла опережения зажигания и асинхро-низму искрообразования), ограниченный скоростной режим из-за Вибрации контактов и значительные трудности в воспроизведении сложных характеристик регулирования угла опережения зажигания 4.4. БЕСКОНТАКТНЫЕ АНАЛОГОВЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ Недостатки, связанные с контактами прерывателя, отсутствуют в системах с бесконтактным управлением моментом зажигания и механическими автоматами регулирования угла опереженйя зажигания. Сигналы, управляющие моментом зажигания, формируются бесконтактными датчиками, устанавливаемыми в распределителе вместо подвижной пластины, прерывателя и кулачка, Применяются в основном два типа генераторных датчиков: магнитоэлектрический датчик, принцип работы которого основан на явлении электромагнитной индукции. Он состоит из неподвижной катушки с определенным числом витков и вращающегося постоянного магнита, механически связанного с коленчатым валом двигателя; датчик Холла, принцип работы которого основан на явлении возникновения ЭДС в полупроводниковой пластине с током находящейся в магнитном поле. Магнитная система обычно встраивается в датчик, а коммутация магнитного потока осуществляется специальной шторкой из магнитомягкой стали Шторка механически связана с валиком распределителя Коммутация тока в первичной обмотке катушки зажигания в бесконтактных системах осуществляется транзисторами При этом время, в течение 3 Зак 1748 которого происхбдит накопление энергии в магнитном поле, может зависеть от частоты вращения коленчатого вала двигателя (угол поворота коленчатого вала двигателя, при котором существует ток в первичной обмотке катушки зажигания, постоянен и не зависит от частоты вращения) или не зависеть (время накопления нормируется) . В отечественном автомобилестроении получили наибольшее распространение бесконтактные системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком и ненормируемым временем накопления энергии (системы семейства «Искра») и системы с датчиком Холла и нормируемым временем накопления энергии. На рис. 4.4 представлена принципиальная схема бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком, представляющим собой однофазный генератор переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов, число пар полюсов магштэпровода которого равно числу циляЬфов. Система включает в себя гакже высоковольтный распределитель (датчик и распределитель конструктивно объединены в единый узел датчик- распределитель), катушку зажигания 7, коммутатор 19 и другие элементы. При вращении ротора датчика 20 развиваемое им напряжение подается на вход транзисторного коммутатора 19, который коммутирует ток в первичной обмотке катушки зажигания, обеспечивая накопление энергии в ней и возникновение высокого напряжения на вторичной обмотке в момент искрообразования с соответствующим углом опережения зажигания. Отечественной промышленностью, помимо системы «Искра» (для автомобилей ЗИЛ-131 и Урал-375Д), выпускаются две унифицированные системы: экранированная «Искра-ГАЗ» и не-экранированная «Искра-ГАЗ-Н», которые отвечают техническим требованиям, предъявляемым практически ко всем автомобилям семейств ГАЗ, ЗИЛ, ЛиАЗ, УАЗ. Недостатком магнитоэлектрического датчика является влияние на амплитуду и скважность сигнала частоты вращения двигателя, что п'риводит к смещению угла опережения зажигания. Для коррекции угла опережения зажигания в схему коммутатора вводят корректирующие элементы, что усложняет схему. Рис. 4.4. Принципиальная схема бесконтактной системы зажигания с магнитоэлектрическим датчиком и коммутатором ТК200: С/— 1 мкФ, С2 — 50 мкФ. СЗ — 0,22 мкФ, RI — 20 Ом, R2 — 100 Ом, R3 — 10 Ом; R4 — 130 кОм; R5 — 2,2 кОм; R6 — 62 Ом; R7 — 560 Ом; /?Я — 560 Ом; R2 — 2 кОм; R10—47 кОм; KD/— диод Д245А; VD2 — КДЮ5Б; lrD«? и VD4 — КД102В; VD5, VD6 - КД102Б; VD7 — КС650А; 1/77 — транзистор КТ808А; VT2— транзистор КТ809А. VT3 и VT4 — транзисторы КТ630Б. Остальные обозначения те же, что на рис. 4.2
От этого недостатка свободен датчик Холла, который используется в бесконтактных системах с номируемым временем накопления энергии в магнитном поле катушки зажигания (рис. 4.5). Система состоит из электронного коммутатора 19, датчика 20, распределителя 16, катушки зажигания высокой энергии 7 и других элементов. Электронный коммутатор в данной системе выполняет следующие функции: формирование импульсов тока в первичной цепи катушки зажигания с длительностью, обеспечивающей минимальную рассеиваемую мощность как в катушке зажигания, так и в самом электронном коммутаторе, и в то же время накопление энергии в магнитном поле катушки зажигания, необходимой для получения требуемой энергии разряда в свече при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя; ограничение амплитуды импульсов тока; отключение тока в первичной цепи катушки зажигания при включенном зажигании и невращающемся коленчатом вале двигателя. На вход электронного коммутатора с датчика Холла поступают сигналы прямоугольной формы. В первичной цепи катушки зажигания, подключенной к выходу электронного коммутатора, формируются импульсы тока (см. рис. 4.5, б), обеспечивающие требуемые параметры искрового разряда. Такие системы Зажигания применяются на автомобилях ВАЗ-2108, -2109 и частично на ВАЗ-2107, АЗЛК-2141 и ВАЗ-1102. 4.5. БЕСКОНТАКТНЫЕ ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ Сложные характеристики управления углом опережения зажигания могут быть реализованы в цифровых системах зажигания (ЦСЗ), причем без значительных переработок схемы,- а только путем перепрограммирования они используются для различных типов двигателей. ЦСЗ, использующие микропроцессоры, обладают более гибкой структурой в отличие от ЦСЗ с аппаратным принципом управления. Регули-


fZ_ и on ~~\ jP^CZK)
Блок
I___JMJ ^Oj !й 0 безыскровой отсечка ограничения токс^ «—А-
я) I Шок ограничения напряжения питания \ 19
Рис. 4.5. Структурная схема и временные диаграммы системы зажигания с датчиком Холла и нормируемым временем накопления энергии: а схема системы; б — импульсы датчика Холла и коммутатора {А — время накопления; Т — период импульса; Тн — длительность импульса);в — временные Диаграммы в отдельных точках коммутатора
иг>и, 1 1 1 ! ! ! 1 1 1 гг 67 Рис. 4.6. Структурная слема микропроцессорной системы зажигания автомобильного двигателя: / — впускной трубопровод двигателя; 2 — датчик положения дроссельной заслонки; 3— маховик двигателя; 4 — Датчик начала отсчета; 5 — датчик угловых импульсов; 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 7—контроллер МС2713' «Электроника»; 8— коммутатор; 9 — электромагнитный клапан экономайзера принудительного холостого хода; 10— аккумуляторная батарея автомобиля; 11, 12—катушки зажигания К31 и К32\ 13—выключатель зажигания; 14—17 — свечи зажигания рование угла опережения зажигания в ЦСЗ осуществляется на основе информации от датчиков начала отсчета, частоты вращения, разрежения в за-дроссельном пространстве карбюратора и температуры охлаткдающей жидкости двигателя. На рис. 4.6 приведена схема микропроцессорной системы управления автомобильным двигателем (МСУАД) со статическим низковольтным распределением энергии по цилиндрам. Сигналы, подаваемые от датчиков в аналоговой форме- в контроллере 7 с помощью аналого-цифрового преобразователя, переводятся в цифровую форму. Полученная информация о двигателе в цифровом коде обрабатывается процессором, и с помощью карты углов опережения зажигания, хранящейся в памяти процессора, в зависимости от разрежения, частоты вращения и температуры двигателя вычисляется угол опережения зажигания и соответственно ему формируется сигнал на выходе контроллера для электронного двухканального коммутатора 8. Одновременно по сигналу датчика начала отсчета 4 в контроллере формируется сигнал «Выбор канала» (ВК). который также подается в коммутатор 8. Последний в зависимости от полученных сигналов формирует импульс тока лцбо в первой //, либо во вто рой 12 катушке зажигания, обеспечивая тем самым искрообразование в свечах, соответствующих порядку рабо ты цилиндров двигателя. Контроллер 8 управляет также электроклапаном экономайзера принудительного холостого хода (ЭПХХ) 9, включая и отключая его в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя и положения дроссельной заслонки 1. МСУАД отечественной промышленностью выпускается для двигателей автомобилей ЗИЛ, ВАЗ, АЗЛК и ЗАЗ. 4.6. КОНСТРУКЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ 4.6.1. Прерыватели-распределители Конструктивно такой аппарат, назы ваемый также просто распределителем, объединяет контактный прерыватель' тока первичной цепи катушки зажигания, автоматические ценгробеж ный и вакуумный регуляторы угла опережения зажигания (в некоторых распределителях вакуумный автомат отсутствует) и высоковольтный распределитель, обеспечивающий необходимую последовательность работы цилиндров двигателя. На рис/ 4.7 представлена конструкция распределителя 30.3706.01, устанавливаемого на двигателях автомобилей ВАЗ. Распределители для других двигателей не имеют принципиальных отличий, конструктивно изменяются лишь элементы присоединения к двигателю и число выводов для подключений свечей зажигания в зависимости^от числа цилиндров. Основные технические и регулировочные параметры распределителей, выпускаемых в настоящее время и снятых с производства, но находящихся в эксплуатации, приведены в табл. 4.2. Рис. 4.7. Распределитель зажигания 30.3706.01
Контактный прерыватель (см. рис: 4.7) состоит из кулачка 18 с четырьмя (по числу цилиндров) выступами и стойки с контактами 19, которые коммутируются при вращении валика / распределителя. На стойке располагается ось с текстолитовой втулкой, на которой установлен рычажок с подвижным контактом, прижимаемым пластинчатой пружиной к неподвижному контакту стойки. К рычажку прикреплена текстолитовая колодка, соприкасающаяся с выступами кулачка. Кулачок смазывается войлочным филь-цем 3, пропитанным маслом и обеспечивающим минимальный износ колодки от трения о кулачок. Текстолитовые колодка и втулка изолируют рычажок и пружину от «массы». Ток к подвижному контакту подводится по проводу 22 и пластинчатой пружине рычажка. Стойка закреплена винтами 21 на подвижной пластине 20 и при регулировании зазора между контактами может поворачиваться вокруг оси рычажка. Подвижная пластина установлена на шарикоподшипнике, запрессованном в корпус распределителя Подвижная пластина прерывателя со стойкой может поворачиваться шарнирно соединенной с ней тягой 7 вакуумного регулятора угла опережения зажигания. Вакуумный регулятор состоит из корпуса 4 с крышкой 6Х между которыми зажата гибкая диафрагма 5. С одной стороны к диафрагме крепится тяга, а с другой находится пружина, отжимающая диафрагму с тягой в направлении вращения кулачка 18. Под действием разрежения диафрагма изгибается, сжимает пружину и тягой поворачивает подвижную пластину вместе с контактами прерывателя навстречу вращению кулачка. Центробежный регулятор угла опережения зажигания располагается на опорной пластине 8, припаянной к концу втулки кулачка 18. К опорной пластине регулятора опережения зажигания приклепаны оси, на которых вращаются металлокерамические грузики 17. Своими выступами они упираются в ведущую пластину регулятора, закрепленную на конце валика распределителя. В ведущую пластину запрессованы стойки 16 пружин. Нижние части стоек являются ограничителями. Они входят в овальные пазы пластины 8 и не позволяют ей поворачиваться относительно валика распределителя более чем на 15°. За стойки и оси зацеплены концы пружин, стремящихся повернуть пластину 8 против часовой стрелки относительно валика распределителя. Таблица 4.2. Прерыватели-распределители, датчики-распределители систем . зажигания Тип изделия Максимальная часто-га вращения бесперебойного искро-обра-зова-ния, j6/mhh Характеристика центробежного автомата (по коленчатому валу) Характеристика вакуумного автомата (по коленчатому валу) Зазор между контактами, мм Угол замкнутого состояния контактов. град Часто-га вращения, эб/мин опере жения, Разрежение, мм рт. ст. опере жения, 7 L , Л - 1 J -Ч. Р4-В2, Р4-Д 6±3 23-4-3 35 ±3 0,35 ±0,05 v -■ ■ ? 2-4-2 9-4-3 19-+-3 27. ±3 0,35=4=0,05 2-4-2 9-4-2 15=4=2 22-4-2 25 ±3 6-ьЗ 14-4-3 21-4-3 22 ±2 0,4=4=0,05 - j < . . , 0,4 ±0,05 2±2 7-4-2 16ч-2 22-4-2 25dt 3 6-4-3 14-4-3 21-4-3 22 ±2 0,4 ±0,05 6±3 9-4-3 23-4-3 35 ± 3 0,35 ±0,05
<<< Предыдущая страница  1  2    Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я