Автомобили

Ремонт автомобиля

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

На двигателях ВАЗ и УЗАМ установлены генераторы соответственно Г222 и 581.3701. Они представляют собой трехфазную синхронную электрическую машину переменного тока с электромагнитным возбуждением, встроенным кремниевым выпрями¬телем и малогабаритным интеграль¬ным регулятором напряжения (ИРН).

Оба генератора по устройству и принципу действия идентичны. Их конструктивные различия связаны со способом крепления на двига¬теле и подключения соединительных

проводов. Поэтому конструкция гене¬раторов рассматривается на приме¬ре генератора 581.370 i автомобиля мод. 21412 (11.6).

Устройство генератора

Статор генератора 581.3701 пред¬ставляет собой пакет пластин из электротехнической стали, соединен¬ных сваркой, в пазы которого заложена трехфазная обмотка. Кон¬цы обмоток фаз. соединенных меж¬ду собой звездой, присоединены к вы¬прямительному блоку. Электричес¬кая схема генератора показана на 11.7. С помощью четырех стяжных винтов к статору генерато¬ра привернуты передняя и задняя алюминиевые крышки с установлен¬ными в них шариковыми подшип¬никами, в которых вращается вал ротора.

Подшипники — закрытого типа, не требующие-дополнительной смаз¬ки в эксплуатации. На валу ро¬тора на шпонке укреплены шкив с крыльчаткой вентилятора, зафик¬сированные а осевом направлении гайкой с пружинной шайбой.

Обмотка возбуждения генератора расположена, в двух клювообразных полюсных наконечниках ротора, на¬прессованных на вал до упора в торцы . стальной распорной втулки. На валу ротора установлены мед¬ные контактные кольца, к которым припаяны концы обмотки возбужде¬ния. Через кольца с помощью сколь¬зящих  по  ним   щеток  при  включении зажигания в обмотку возбужде¬ния подается электрический ток.

К задней крышке изнутри прикреп¬лен выпрямительный блок, состоя¬щий их двух пластин, в которых установлено шесть кремниевых дио¬дов. Изолированная пластина за¬креплена клеммовым болтом с марки¬ровкой « + », а неизолированная — винтами, ввернутыми в тело крышки.

Снаружи на задней крышке гене¬ратора установлен регулятор напря¬жения, "собранный в единый узел с пластмассовым щеткодержателем. В щеткодержателе расположены две щетки марки М1,.. -прижатые ; пру¬жинами к контактным кольцам рото¬ра. Токопроводящие канатики щеток приварены к токоведущим шинам щеткодержателя. При затяжке вин¬тов, крепящих ИРН на щеткодержа¬теле, изолированные выводы «В» и «Ш» регулятора прижимаются и контактируют с соответствующими шинами щеткодержателя. Минус регулятора, выведенный на его ме¬таллическое основание, соединяется с крышкой (массой) генератора через металлический кожух при за¬тяжке болтов, крепления ИРН и ще¬точного узла на крышке генератора, С помощью ИРН. изменяющего силу тока в обмотке возбужде¬ния, автоматически поддерживает¬ся в заданных пределах напряже¬ние на выводной клемме « + » генератора (11.8).

Регулятор напряжения

На 11.9 показана прин¬ципиальная схема интегрального ре¬гулятора напряжения ЯП2-А. Регу¬лятор выполнен на базе гибридной интегральной схемы и размещен в пластмассовом корпусе на метал¬лическом основании. При включении зажигания электрический ток про¬ходит через клемму «Ш» щеточного узла генератора, щетку, обмотку воз¬буждения генератора, вторую щетку, клемму «Ш» регулятора, резисторы R7 и R8, коллекторно-эмиттерный переход регулирующего транзистора V5 и массу. Напряжение генератора должно поддерживаться 13,5—14,8 В при изменении силы тока нагрузки в пределах 5—32 А, частоты враще-щения ротора генератора 3000— 10 000 об/мин и температуры окру¬жающей среды от —25 до +70 °С.

При достижении генератором на¬пряжения, соответствующего задан¬ному значению, на резисторе R2 напряжение достигнет значения, при котором происходит пробой стаби¬литрона VI, после чего управляю¬щий транзистор открывается, что, в свою очередь, приводит к запи¬ранию регулирующего транзистора V5.  Сила тока  в  обмотке  возбуж-

дения генератора снижается, соот¬ветственно падает выходное напря¬жение тока. Стабилитрон снова запирается, и схема регулятора переходит в исходное состояние. Напряжение генератора вновь воз¬растает, и процесс повторяется. Регулирование напряжения происхо¬дит с большой частотой, причем заданный уровень напряжения под¬держивается автоматически за счет изменения соотношения времени от¬крытого и закрытого состояния ре¬гулирующего транзистора.

Техническое обслуживание генератора

Генератор необходимо содержать в чистоте, следить за его исправностью по показаниям вольтметра, входя¬щего в комбинацию приборов, и не¬медленно устранять причины нару¬шений в работе.

При работе генератора на сред¬них эксплуатационных частотах вра¬щения стрелка вольтметра должна находиться в правой части белой зоны шкалы прибора. Раздел между белой и красной зонами шкалы со¬ответствует напряжению в цепи, рав¬ному 15 В, а раздел между белой и желтой зонами соответствует 12 В. Если после запуска двигателя и увеличения частоты вращения ко¬ленчатого вала стрелка вольтметра не отклоняется вправо к краю бе¬лой зоны, значит отсутствует заряд¬ный ток в цепи и питание потре¬бителей происходит только за счет энергии аккумуляторной батареи. Дальнейшая эксплуатация при этом недопустима из-за чрезмерного разряда аккумуляторной батареи и отказа запуска двигателя стар¬тером.

Вялое отклонение стрелки вольт¬метра с запаздыванием по времени относительно увеличения частоты вращения обычно связано с пробук¬совкой приводного ремня генератора, приводящей к нарушению заряда и выходу из строя аккумуляторной батареи.

Отклонение стрелки влево при включении нескольких энергоемких потребителей на средних частотах вращения коленчатого вала двига¬теля связано с нарушением нагру¬зочной характеристики генератора из-за дефектов его деталей или вы¬прямительного блока. Через каждые 10 тыс. км пробега автомобиля рекомендуется проверить и при необ¬ходимости подтянуть крепление крон¬штейнов к двигателю, а также кры¬шек генератора к кронштейнам. Надо проверить натяжение привод¬ного ремня, надежность крепле¬ния и чистоту наконечников про¬водов в местах подсоединения к генератору, ИРН и аккумулятор¬ной батарее..

После каждых 60 тыс. км пробега также следует: продуть генератор сжатым воздухом для удаления пы¬ли; проверить состояние щеточного узла; свободное, без заеданий пере¬мещение щеток в гнездах щеткодер¬жателя, их высоту; при необхо¬димости подтянуть стяжные вин¬ты генератора и гайку крепления шкива.

Незначительно загрязненные щет¬кодержатель, щетки и контактные кольца протереть тканью, смоченной з бензине. Сильно загрязненные контактные кольца с небольшим под¬горанием и мелкими шероховато¬стями поверхности зачистить (при снятом щеткодержателе) шлифо¬вальной шкуркой зернистостью 80— 100, вращая ротор от руки.

При эксплуатации и обслужива¬нии генераторной установки пере¬менного тока в целях предупрежде¬ния выхода генератора из строя необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Отрицательный вывод аккуму¬ляторной батареи всегда должен соединяться с массой, а положитель¬ный через клемму контактного бол¬та стартера подключаться к клемме «30» (« + ») генератора. Ошибоч¬ное обратное подключение поляр¬ности батареи немедленно вызовет прохождение повышенного тока че-

рез  выпрямитель  генератора,   и  он выйдет из строя.

2.         При работающем генераторе не

допускается отсоединение от клемм

«30» (« + ») проводов потребителей,

а   также   отключение   аккумулятор¬

ной батареи  от сети  электрообору¬

дования.         Л

Это вызывает резкое повышение напряжения, приводящее к пробою выпрямительного блока и повреж¬дению ИРН.

3.         Не   следует   в   эксплуатации

производить проверку цепей электро¬

оборудования     мегомметром     или

лампой,     питаемой     напряжением

36 В.

Если такая проверка необходима, то предварительно нужно отсоеди¬нить провода от генератора и регу¬лятора напряжения.

4.         Проверку    работоспособности

генератора можно производить толь¬

ко  с   помощью   контрольно-измери¬

тельных   приборов — вольтметра    и

амперметра.   Даже  при  кратковре¬

менном    соединении    клеммы    «30»

(« + »)   генератора   с   массой   («на

искру») через выпрямитель проходит

значительный ток, и он выходит из

строя.

5.         Проверять прочность изоляции

статора   повышенным   напряжением

следует только  на  стенде с обяза¬

тельным отключением выпрямитель¬

ного    блока    от    выводов    фазных

обмоток.

6.         При электросварочных работах

на автомобиле следует отсоединить

провода  от  всех  клемм  генератора

и аккумуляторной батареи.

7.         Вентили выпрямительного бло¬

ка   генератора   ни   в   коем   случае

не должны проверяться в схеме пере¬

менного тока напряжением  110 или

220 В   и  выше  даже  при  наличии

сигнальной   неоновой   лампы   и   не

должны   проверяться   мегомметром.

так как он имеет слишком высокое

для  вентилей  напряжение.   В  этих

случаях вентиль при проверке будет

пробит    (произойдет   короткое   за¬

мыкание) .

Проверка генератора

Исправность генератора оцени¬вается проверкой минимальной час¬тоты вращения его ротора при дости¬жении напряжения 12,5 В во время работы генератора как на холостом ходу, так и под нагрузкой. Кроме того, определяется значение регули¬руемого напряжения при различных частотах вращения якоря и нагруз¬ках в системе электрооборудования.

Проверка проводится на стенде типа Sun GST 215 или ELKON U400 с приводом, обеспечивающим воз¬можность плавного изменения часто¬ты вращения в пределах от 0 до 5000 об/мин. Для измерения пара¬метров необходимы: вольтметр и амперметр постоянного тока соответ¬ственно класса точности не ниже 0,5 со шкалой 0—30 В и класса точности не ниже 1,5 со шкалой 0—60 А; тахометр, позволяющий из¬мерить частоту вращения ротора ге¬нератора в указанных пределах, нагрузочный реостат на ток до 60 А.

Проверка минимальной частоты вращения ротора генератора. Схема подсоединения генератора на конт¬рольно-испытательном стенде приве¬дена на 11.10. Питание обмоток возбуждения осуществляется от ис¬точника постоянного тока напряже¬нием 12,5 В и контролируется вольт¬метром 2. При испытании генерато¬ра без нагрузки выключатель 5 замкнут, а выключатели Зкб разом¬кнуты. Выключатель 8 замыкается при проведении испытаний генера¬тора под нагрузкой.

При проведении обоих видов испы¬таний частота вращения ротора ге¬нератора повышается до тех пор, пока напряжение, замеряемое вольт¬метром 10, не достигнет 12,5 В, а при испытании под нагрузкой сила тока в 32 А, фиксируемого ампер¬метром, устанавливается реостатом 9. При этом частота вращения рото¬ра, обеспечивающая напряжение 12,5 В, не должна превышать 1100 об/мин при работе генератора

без нагрузки и 2000 об/мин при токе нагрузки 32 А.

Проверка регулируемого напряже¬ния генератора. При проверке необ¬ходимо подключить аккумуляторную батарею, для чего выключатель 5 должен быть разомкнут, а выключа¬тели 3, 6 и 8 замыкаются еще до начала вращения ротора. После за¬мыкания выключателя 6 напряже¬ние на клеммах аккумуляторной ба¬тареи должно быть 12,2—12,6 В. Снятие показаний испытываемого генератора производится при частоте вращения его ротора, равной 3500 об/мин.

Регулируемое напряжение, заме¬ряемое вольтметром 2 при указан¬ной частоте вращения ротора и токе нагрузки 16 А с подключенной аккумуляторной батареей, должно быть 13,7—14,4 В. В эксплуата¬ции с достаточной точностью регу¬лируемое напряжение генератора можно проверить непосредственно на автомобиле. Для этого, соблюдая полярность, к клемме « + » генера¬тора и массе автомобиля подклю¬чается вольтметр. По показаниям та¬хометра, входящего в состав комби¬нации приборов автомобиля, уста¬навливается частота вращения ко¬ленчатого вала двигателя, равная 2000 об/мин, и включаются потре¬бители электроэнергии (дальний свет фар, отопитель, габаритный свет). По показаниям  вольтметра  опреде-

ляется регулируемое напряжение в системе электрооборудования, кото¬рое должно быть в пределах 13,7— 14,4 В.

При нарушении регулируемого на¬пряжения дефектный ИРН подлежит замене. Однако следует учесть, что нарушения в работе ИРН в процессе эксплуатации могут возникнуть из-за ненадежных контактов в цепи воз¬буждения генератора, окисления клемм и наконечников соединитель¬ных проводов или повышенного па¬дения напряжения на контактах выключателя зажигания. Как сказа¬но выше, причиной нарушения рабо¬тоспособности ИРН может быть за¬грязнение его поверхности и отсут¬ствие надежного контакта корпуса реле с крышкой генератора. Поэто¬му замену ИРН следует произво¬дить, убедившись в полной надеж¬ности соединения всех элементов це¬пи возбуждения генератора.

Проверка генератора осциллогра¬фом. Осциллограф позволяет по форме кривой выпрямленного на¬пряжения точно и быстро прове¬рить исправность генератора и опре¬делить характер повреждения.

Для проверки необходимо вра¬щать  ротор   генератора   с  частотой 1500—2000 об/мин, подавая ток на обмотку возбуждения от аккуму¬ляторной батареи. При этом от за¬жимов «30» и « + » генератора батарею отключить.

При исправных вентилях выпря¬мительного блока и обмотки стато¬ра диаграмма выпрямленного напря¬жения имеет пилообразную форму (11.11, а) с равномерными зубцами. Если имеется короткое замыкание в вентилях выпрямитель¬ного блока (вентиль пробит) или произошел обрыв в цепи вентиля выпрямительного блока (обмотке статора), форма кривой резко ме¬няется: нарушается равномерность зубцов и появляются глубокие впа¬дины.

Проверка вентилей выпрямитель¬ного блока. Исправный вентиль про¬пускает ток только в одном направ¬лении. Неисправный пропускает ток в обоих направлениях (короткое за¬мыкание) или не пропускает вообще (обрыв цепи). В случае поврежде¬ния одного из вентилей необходимо заменить весь блок.

Короткое замыкание вентилей можно проверить без снятия гене¬ратора с автомобиля, отсоединив предварительно провода от аккуму-

ляторной батареи и генератора. Про¬верку можно производить с помощью омметра или контрольной лампы (25—40 Вт) и аккумуляторной ба¬тареи.

Сначала следует проверить по схе¬ме IV, нет ли замыкания одно¬временно в положительных и отрица¬тельных вентилях. Для этого «-}-» батареи через лампу подсоединить к зажимам «30» для Г222 и « + » Для 581.3701, а «—» батареи—к корпу¬су генератора. Если лампа горит, то и положительные и отрицатель¬ные вентили имеют короткое замы¬кание.

Короткое замыкание отрицатель¬ных вентилей можно проверить по схеме V, соединив через лампу « + » батареи со штекером нулевого про¬вода обмотки статора, а «—» с кор¬пусом генератора. Загорание лампы означает короткое замыкание в одном или нескольких отрицательных вентилях. Аналогичный эффект дает и замыкание витков обмотки статора на корпус генератора, однако такая неисправность встречается значи¬тельно реже, чем короткое замыка¬ние вентилей.

Для проверки короткого замыка¬ния в положительных вентилях по схеме VI « + » батареи через лам¬пу соединить с зажимами «30» для Г222 или « + » для 581.3706, а «—» батареи со штекером вывода нулевой точки обмотки статора. За¬горание лампы свидетельствует о коротком замыкании одного или нескольких положительных вен¬тилей.

Обрыв в вентилях без разборки генератора можно определить толь¬ко косвенно при проверке генера¬тора на стенде, по значитель¬ному снижению (на 20—30 %) отдаваемого тока по сравнению с но¬минальным.

Если обмотки генератора исправ¬ны, а в вентилях нет короткого замыкания, то причиной уменьшения отдаваемого тока является обрыв в вентилях.

Разборка и сборка генератора

1.         Отвернуть  болты   7   (см.   рис.

11.6)  крепления ИРН и снять его с

щеткодержателем 5 и кожухом,

2.         Отвернуть  винты  в  щеткодер¬

жателе  и отсоединить  их от  ИРН.

3.         Вывернуть стяжные винты гене¬

ратора.

4.         Снять крышку 16 вместе со ста¬

тором 1.

5.         Отсоединить   фазные   обмотки

статора от выводов на выпрямитель¬

ном блоке в задней крышке 2.

6.         Отвернуть гайку  11  крепления

шкива    и    при    помощи    съемника

02.7823.9504 снять шкив 13 с    вала

ротора.

7.         Снять  вентилятор   14,  дистан¬

ционную    втулку    и    установочную

шпонку Ю шкива.

8.         При помощи съемника демонти¬

ровать переднюю крышку 16 генера¬

тора.

9.         Отвернуть    винты   держателя

шарикоподшипника    15   и    выпрес-

совать его из гнезда крышки.

Сборка генератора производится в обратном порядке с учетом следую¬щего:

несоосность отверстий в лапах крышек генератора должна быть не более 0,4 мм, поэтому при сборке необходимо вставлять в эти отвер¬стия специальный калибр;

коническая пружинная шайба шкива выпуклой стороной долж¬на соприкасаться с гайкой.

Момент затяжки гайки шкива4,5— 7,2 кгс-м.

Проверка деталей и устранение неисправностей

После тщательной очистки деталей следует замерить омметром сопро¬тивление фазных обмоток статора. При исправной статорной обмот¬ке разница сопротивлений обмоток всех   фаз   не'  должна    превышать

Замерить омметром между кон¬тактными кольцами сопротивление обмотки ротора, которое (при отсут¬ствии замыкания или обрыва) долж¬но быть в пределах  (3,7 ±0,2)  Ом.

Осмотреть щеточный узел гене¬ратора, проверив легкость пере¬мещения щеток в щеткодержателе, замерить высоту выступания щеток. В случае заедания или повышенного шума при вращении подшипники заменить новыми. При износе кон¬тактных колец более 0,5 мм по диаметру кольца проточить. Мини¬мальный диаметр колец после про¬точки — не менее 28,5_0.28 мм. Убе¬диться в надежности приварки ка¬натиков щеток к токоведущим ши¬нам. Проверить состояние и при необходимости очистить от загрязне¬ния выводные клеммы и металли¬ческое основание ИРН, внутреннюю поверхность кожуха и токоведущих шин.

С помощью аккумуляторной ба¬тареи или аналогичного источника постоянного тока напряжением 12 В проверить состояние диодов выпря¬мительного блока. Исправность дио¬дов определяется при отсоединенной обмотке статора с помощью конт¬рольной лампы, включенной последо¬вательно с блоком.

Проверка диодов положительной пластины блока производится под¬соединением к ней провода от «—» аккумуляторной батареи через конт¬рольную лампу, а к фазным выво¬дам (поочередно) —от « + » Затем провода меняют местами. При пер¬вом   подсоединении  лампа   должна

гореть, при втором — нет. Если контрольная лампа горит или не горит при обоих вариантах под¬соединения (при приложении напря¬жения в обоих направлениях), то это свидетельствует о неисправ¬ности выпрямительного блока и необ¬ходимости его замены.

Затем производят проверку отри¬цательной пластины, присоединив к ней провод от «+» батареи, а от «—» батареи через контрольную лам¬пу поочередно к фазным выводам на блоке.

Дальнейшие действия по проверке аналогичны описанным выше.