Двигатели внутреннего сгорания

Практическая работа № 9

Тема: Ознакомление с источниками электрической энергии.

Цель работы: Ознакомление с конструкцией аккумуляторной

батареи. Ознакомление с генераторами и реле-регулятором

3. Конструкция элементов:

3.1. Аккумуляторная батарея.

Аккумуляторная батарея предназначена для питания потребителей электрической энергией во время пуска, после остановки и при работе двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала, На современных автомобилях и тракторах применяют свинцовые аккумуляторные батареи, состоящие, как правило, из трех или шести последовательно соединенных элементов или аккумуляторов. Напряжение каждого аккумулятора 2 В.

Аккумуляторная батарея состоит из шести аккумуляторов и бака. Каждый аккумулятор состоит из блока положительных и отрицательных пластин, сепараторов и крышки с пробкой. Пластины отлиты в виде решеток из сплава свинца с сурьмой. В ячейки решетки пластин запрессована активная масса, которая участвует в химической реакции, протекающей в аккумуляторе. У заряженного аккумулятора активная масса положительной пластины состоит из перекиси свинца (коричневого цвета), а отрицательной - из пористого свинца (серого цвета). Одноименные пластины соединены между собой баретками. Положительные пластины в блоке расположены между отрицательными, поэтому отрицательных пластин на одну больше, чем положительных, Пластины разделяются сепараторами и прокладками, которые предназначены для предотвращения короткого замыкания пластин. Сепараторы, изготовленные из древесины или мипласта, свободно пропускают через себя электролит. Крышка аккумулятора изготовлена из кислотоупорной пластмассы и имеет три отверстия - два крайних для полюсных штырей и одно среднее для заливки электролита. Заливное отверстие закрывается пробкой, в которой имеется вентиляционное отверстие для соединения аккумулятора с атмосферой. В качестве электролита в аккумуляторе применяют раствор химически чистой серной кислоты и дистиллированной роды. Уровень электролита в аккумуляторе должен быть на 1,0--1,5 см выше верхнего края пластин: Аккумуляторы, установленные в баке, соединяются между собой свинцовыми перемычками. Бак представляет собой моноблок с пятью перегородками, образующими шесть ячеек для аккумуляторов. Днище бака имеет ребра, на которые опираются пластины. Бак изготовлен из кислотоупорной пластмассы, или эбонита. Чтобы зарядить аккумулятор, через него необходимо пропускать постоянный электрический ток от генератора. Степень зарядки батареи определяют по плотности электролита, которая для полностью заряженных аккумуляторов при температуре электролита 20°С должна быть12,6--13,1 кН/м.

На автомобилях и тракторах устанавливают аккумуляторные стартерные батареи следующих типов: 6СТ-68ЭМЗ, 6СТ-78ЭМСЗ, 6СТ-90 ЭМС и др. Первые цифры в маркировке показывают количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарее, буквы СТ - батарея стартерного типа. Число - емкость батареи в ампер-часах. Буква Э характеризует материал бака (эбонит), буква М--материал Сепараторов (мипласт или мипор), буква С- материал прокладок (стекловойлок), буква 3 означает, что в состоянии поставки батареи имеют сухозаряженные пластины.

3,2. Генератор.

Генератор предназначен для питания потребителей электрической энергией и заряда аккумуляторной батареи при работе двигателя на средней и большой частоте вращения коленчатого вала. По принципу действия и устройству генераторы бывают постоянного и переменного тока. На автомобилях и тракторах преимущественно устанавливают трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и напряжением12 или 24В, которые работают с селеновыми или кремниевыми выпрямителями и дают во внешнюю цепь постоянный ток. Трехфазные синхронные генераторы переменного тока по сравнению с генераторами постоянного тока имеют более простую конструкцию, меньшую массу и более надежны в работе. Трехфазный синхронный генератор переменного тока типа Г-250 состоит из статора с трехфазной обмоткой ротора с обмоткой возбуждения, передней и задней крышек контактных колец, щеток, приводного шкива, вентилятора и выпрямителя. Статор представляет собой кольцо, набранное из пластин электротехнической стали. На его внутренней поверхности имеется восемнадцать равномерно расположенных пазов, в которые уложены отдельные катушки трехфазной обмотки. В каждой фазе имеется по шесть катушек, соединенных последовательно. Фазовые обмотки статора соединены звездой, т. е. начала обмоток соединены вместе, а их концы присоединены к трем зажимам выпрямителя. Ротор состоит из двух клювообразных шестиполюсных стальных наконечников и катушки возбуждения, помещенной на стальной втулке, которые жестко закреплены на валу. Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам, установленным на валу ротора. Щетки расположены в щеткодержателе. Вал ротора вращается в шарикоподшипниках закрытого типа, установленных в крышках, которые имеют отверстия для вентиляции. На переднем конце вала ротора установлен на шпонке приводной шкив. Шкив Объединен с крыльчаткой вентилятора, который предназначен для охлаждения генератора и выпрямителя.

В передней крышке со стороны контактных колец установлен выпрямитель, состоящий из шести кремниевых диодов, включенных по трехфазной мостовой схеме в общую электрическую схему трехфазного генератора переменного тока. Три диода прямой полярности установлены на специальной панели, а три диода обратной полярности крепятся к крышке генератора. Диоды соединены с контактными пластинами к с зажимами, к которым подключаются фазы обмотки статора. Контактные пластины" и вместе с секциями блока диодов установлены на пластмассовой колодке, которая болтами и крепится к передней крышке генератора.

3.3. Реле-регулятор.

Реле-регулятор предназначен для автоматического поддержания постоянного напряжения генератора при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя и для защиты генератора от перегрузок. Генераторы переменного тока работают в пире как 1 контактно-транзисторным так и с бесконтактно-транзисторным реле-регулятором. На современных грузовых автомобилях применяются бесконтактно-транзисторные реле- регуляторы, более надежные в работе из-за отсутствия контактов.

Бесконтактный реле-регулятор автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 72) имеет только регулятор напряжения, который состоит из измерительного и регулирующего блоков. В измерительный блок, предназначенный для выработки сигнала, необходимого для закрывания выходных транзисторов после получения регулируемого напряжения (13,2--14,8 В), входят кремниевый транзистор с резистором, стабилитрон и делитель напряжений, состоящий из резисторов и дросселя. В регулирующий блок, предназначенный для усиления сигналов измерительного блока и регулирования тока возбуждения генератора, входят транзисторы, резисторы и диоды. В схему реле-регулятора входит также диод, включенный параллельно обмотке возбуждения генератора, защищающий транзистор от перенапряжений, и резистор обратной связи, предназначенный для улучшения характеристики регулятора. В цепь делителя напряжения включен дроссель для уменьшения влияния пульсаций выпрямленного напряжения генератора на измерительном блоке.

При включении зажигания реле-регулятор и обмотка возбуждения генератора питаются от аккумуляторной батареи через включатель зажигания. Когда выпрямленное напряжение меньше регулируемого, стабилитрон не пропускает ток к базе входного транзистора, и он закрыт. Так как база транзистора через резистор соединена с минусом батареи, а эмиттер через диод и резистор соединен с плюсом батареи, то это обеспечивает открытие транзистора. При открытом транзисторе база транзистора соединяется с минусом батареи, а эмиттер транзистора через диод соединен с плюсом батареи, что вызывает его открытие. При открытом транзисторе в обмотку возбуждения генератора проходит ток от аккумуляторной батареи, что обеспечивает напряжение генератора по 13.2--14,8В при малой частоте вращения ротора генератора. Если напряжение генератора больше регулируемого стабилитрон пробивается, и он пропускает ток к базе транзистора, в результате чего транзистор открывается и соединяет базу транзистора с плюсом выпрямителя. Транзисторы закрываются, и ток в обмотку возбуждения поступает через резистор, что приводит к уменьшению напряжения генератора. При уменьшении напряжения генератора закрывается стабилитрон, а следовательно, и транзистор. После этого открываются транзисторы, и напряжение генератора снова увеличивается.

Процесс открытия и закрытия транзисторов периодически повторяется, что обеспечивает постоянное поддержание напряжения генератора.

4. Вывод:

В практической работе я ознакомился с источниками электрической энергии автомобилей и тракторов.