Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО Калужский Государственный Университет

им. К.Э. Циолковского

Физико-технологический институт

Специальность: «Технология транспортных процессов»

Контрольная работа

по курсу «Техника транспорта обслуживание и ремонт»

Студент III курса

Самойлов Д.И.

Калуга 2015 г.

1. Генератор. Общее назначение и устройство

Источником электрической энергии автомобиля, является энергетическая установка, состоящая из генератора с его вспомогательными устройствами и аккумуляторной батареи.

Генератор электрическая машина, преобразующая механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию. Генератор служит для питания потребителей электрической энергией и зарядки аккумуляторной батареи при определенной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Привод генератора осуществляется от коленчатого вала клиноременной передачей, имеющей постоянное передаточное число, поэтому частота вращения генератора находится в прямой зависимости от скоростного режима двигателя. Частота вращения коленчатого вала у автомобильных больше чем у тракторных, и поэтому для поддержания на клеммах генератора напряжения в заданных пределах устанавливается регуляторами напряжения.

Поскольку тракторные генераторы работают в более тяжелых условиях, чем автомобильные (значительная запыленность окружающей среды, сильные вибрации), их делают закрытыми: внутренняя их полость защищена глухими крышками; тепло отводится в основном через поверхности корпуса и крышек. Для лучшего охлаждения применяют вентиляторы внешнего обдува.

Автомобильные генераторы изготовляют в защищенном исполнении -- поток воздуха, создаваемый вентилятором, проходит через внутреннее пространство корпуса и специальные окна в крышках, интенсивно охлаждая нагревающиеся части.

Генераторы характеризуются родом тока, напряжением, мощностью, начальной (без нагрузки), при которой достигается номинальное напряжение, и максимальной (под нагрузкой) частотами вращения.

На тракторах и автомобилях устанавливаются трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением. Их магнитное поле и ротор вращаются с одной и той же частотой -- синхронно. Основной магнитный поток создается обмоткой возбуждения, соединенной с аккумуляторной батареей, или обмотками статора (питаемой через выпрямитель). Возможен также режим работы генератора с предварительно намагниченной магнитной системой. Катушки статора образуют трехфазную обмотку, соединенную в звезду, реже в треугольник.

Различают генераторы контактного и бесконтактного типов. В контактном генераторе ток возбуждения подводится к обмотке ротора через контактные кольца и щетки. В отличие от генераторов постоянного тока здесь не происходит искрения, так как кольца и щетки не выполняют функций коммутации тока. В бесконтактных генераторах нет контактных колец, щеток и вращающихся обмоток; они отличаются высокой надежностью и выдерживают тяжелые условия эксплуатации, но по габаритам и массе несколько больше генераторов контактного типа.

Для зарядки аккумуляторной батареи и питания некоторых потребителей необходим постоянный ток; часть же потребителей может работать как на постоянном, так и на переменном токе. В автотракторном электрооборудовании принято выпрямление генераторного тока, для чего предусмотрены выпрямители, обычно встроенные в генератор.

Генераторы переменного тока отличаются способностью заряжать аккумуляторную батарею на малой частоте вращения холостого хода двигателя. Относительно высокая частота вращения генератора в этом режиме позволяет ему развивать достаточную мощность, тем самым освобождая от работы аккумуляторную батарею. У генераторов же постоянного тока номинальная частота вращения якоря ограничена искрением под щетками; когда же двигатель работает на малой частоте вращения, напряжение генератора меньше напряжения аккумуляторной батареи, и вырабатываемый им ток поступает только в цепь возбуждения и обмотки реле-регулятора.

Установочная мощность генератора определяется в зависимости от тягового класса трактора или грузоподъемности автомобиля и составляет 200--1000 Вт.

автомобиль генератор аккумуляторный батарея

2. Аккумуляторная батарея: назначение и общее устройство

В аккумуляторной батарее электрическая энергия, поступающая в процессе ее зарядки от внешнего источника постоянного тока, превращается в химическую и в таком виде может быть запасена, а в процессе разрядки вновь преобразуется в электрическую энергию. Автотракторные аккумуляторные батареи называют стартерными, так как при малом внутреннем падении напряжения обладают свойствами кратковременно отдавать большой ток, необходимый для работы стартера.

Устройство кислотно-свинцовой аккумуляторной батареи. Такая батарея (рис.1а) состоит из трех или шести последовательно соединенных аккумуляторов напряжением около 2 В каждый. Бак 6 батареи изготовляется из эбонита или асфальтопековой пластмассы, которым присущи хорошие кислотостойкие и изоляционные качества, высокая механическая и термическая прочность. Опорные призмы на дне бака предотвращают замыкание пластин через образующийся во время работы батареи осадок -- шлам. Положительные 3 и отрицательные 1 пластины аккумулятора отливают в форме решеток из свинца с добавлением для прочности. Решетки пластин заполняют активной массой, состоящей из окисленного свинцового порошка, замешанного на водном растворе серной кислоты.

Активная масса положительных пластин менее прочная, чем отрицательных пластин берут на одну больше, чем положительных, благодаря этому положительные пластины работают равномерно всей поверхностью и коробление крайних положительных пластин уменьшается. Спаянные между собой пластины образуют полублоки. Положительные и отрицательные пластины разделены сепараторами 2 из микропористого эбонита, микропористой пластмассы (мипласта) или других материалов. Аккумуляторы закрыты крышками 9, заливные отверстия закрываются пробками 8. В пробках сделаны отверстия для выхода газов во время зарядки батареи. Пространство между крышками и стенками моноблока заливается кислотостойкой мастикой, изготовленной из нефтяного битума и авиационного масла. Внутренний объем аккумулятора заполняют электролитом -- раствором химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде.

Рис. 1. Кислотно-свинцовая аккумуляторная батарея: а -- устройство; б -- кривая разряда аккумулятора; 1 -- отрицательная пластина; 2-- сепаратор; 3--положительная пластина; 4 -- мостик; 5 -- штырь; 6 --бак; 7 -- положительная клемма: 8 -- пробка наливного отверстия; 9 --крышка; 10 -- перемычка; 11 -- вентиляционный штуцер; 12 -- отрицательная клемма.

Активную массу положительных пластин полностью заряженной батареи составляет двуокись свинца РЬ0₂ темно-коричневого цвета, а отрицательных -- губчатый (пористый) свинец РЬ светло-серого цвета. При разрядке батареи активные массы положительных и отрицательных пластин, взаимодействуя с серной кислотой H₂S0₄ электролита, превращаются в сернокислый свинец PbS0₄ (сульфат свинца). В ходе разрядки батареи происходит разложение серной кислоты. Кислотный остаток SO^^- поглощается активными массами пластин, а в электролите остается вода Н₂0.

Условное обозначение аккумуляторных батарей состоит из цифробуквенного набора. Первая цифра указывает на число последовательно соединенных аккумуляторов, а две следующие буквы -- на тип батареи (СТ. -- стартерная). Цифры за буквами равны номинальной емкости батареи в ампер-часах (А-ч) при непрерывном 10-часовом разряде и средней температуре электролита 30 °С. Следующие далее буквы обозначают материал, из которого изготовлен бак (Э -- эбонит, П. -- асфальтопековая масса с кислостойкими вставками, В -- асфальтопековый бак без вставок) и материал сепаратора (М -- мипласт, МС -- ми-пласт со стекловойлоком, Р-- мипор). Например, на тракторахМТЗ-80 и МТЗ-82 установлено две последовательно соединенные аккумуляторные батареи ЗСТ-215ЭМ; значит, в батарее три последовательно соединенных аккумулятора, по типу батарея стартерная, емкость батареи 215 А-ч, бак эбонитовый, сепараторы мипластовые.

Основные электротехнические показатели аккумуляторной батареи -- э.д.е., напряжение на ее зажимах, внутреннее сопротивление, мощность и емкость.

Э.д.с. кислотно-свинцового аккумулятора (э.д.с. покоя), определяемая приближенно по формуле Јо=0,84+"у, зависитот плотности электролита у. Размер и количество пластин не оказывают влияния на значение э.д.с. аккумулятора. Степень заряженностиаккумулятора также мало влияет на его э.д.с. При изменении плотности электролита в пределах 1,10--1,34 г/см³ э.д.с. аккумулятора изменяется пропорционально увеличению плотности.

Напряжение на зажимах аккумуляторной батареи меньше э.д.с. батареи на величину внутреннего падения напряжения. При возрастании внутреннего сопротивления напряжение аккумуляторной батареи уменьшается.

Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от количества и размера пластин, расстояния между ними, пористости сепаратора, плотности электролита и его температуры. Внутреннее сопротивление заряженного аккумулятора составляет 0,001--0,0015 Ом. По мере разряда аккумулятора его внутреннее сопротивление вследствие уменьшения плотности электролита повышается до 0,02 Ом.

Мощность батареи во внешней цепи равна произведению силы разрядного тока на напряжение батареи.

Емкость аккумулятора есть количество электричества, выраженное в ампер-часах, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном его разряде до установленного предела. Различают номинальную (разрядную) и стартерную емкость. Номинальная емкость Q„ аккумуляторной батареи принято определять при непрерывном 10-часовом разряде до напряжения 1,7 В при средней температуре электролита 30±2 °С. Стартерная емкость Q_CT определяется при температуре +30 и --18 °С. Разрядный ток должен быть в три раза больше номинальной емкости Q_H. Предельное снижение напряжения принято 1,5 В при 30° и 1 В при --18 °С, а продолжительность разрядки соответственно 5,5 и 3 мин. На машинах устанавливают батареи, емкость которых берется с некоторым запасом, чтобы компенсировать возможные перегрузки и обеспечить надежную работу в условиях пониженных температур, когда емкость батареи уменьшается.

Емкость аккумулятора зависит от размеров пластин, плотности и температуры электролита и силы разрядного тока. Чем больше пористость активной массы пластин, выше плотность и температура электролита, тем больше емкость аккумулятора. С ростом разрядного тока емкость аккумулятора уменьшается. Это объясняется тем, что по мере работы аккумулятора сернокислый свинец закрывает поры на поверхности активной массы пластин, в результате чего снижается отдача электричества. С усилением зарядного тока зарядная емкость аккумулятора также понижается, так как химические процессы, происходящие в активной массе пластин, до конца не завершаются. Изменение температуры электролита оказывает влияние на его вязкость. Увеличение вязкости электролита при понижении температуры приводит к уменьшению емкости аккумулятора. Повышение же температуры на 1 °С (в пределах 15--20 °С) увеличивает емкость батареи на 1%.

Для сохранения емкости батареи в нормальных пределах при низких температурах на некоторых конструкциях применяются внутренние электроподогревательные элементы, поддерживающие температуру электролита в пределах +10-+5 °С и обеспечивающие нормальную отдачу тока при температуре окружающего воздуха от --25 до --40 °С (автомобили КамАЗ).

Если батарея продолжительное время не работала, то емкость ее уменьшается. Поэтому при длительном хранении батарею периодически подзаряжают.

В процессе эксплуатации батареи происходит естественный износпластин, сепараторов, сосудов. Зарядка и разрядка положительных пластин связаны с постоянными объемными изменениями активной массы, так как объем сульфата свинца значительно больше, чем объем двуокиси свинца. Это ведет к разрыхлению активной массы и выпадению частичек двуокиси свинца в виде шлама, особенно под действием обильного газовыделения при зарядке. Со временем количество актив ной массы на пластинах уменьшается, емкость батареи падает. Отрицательные пластины в процессе работы также теряют свою работоспособность, так как губчатый свинец обладает свойством уплотняться и уменьшать активную поверхность.

В процессе технического обслуживания аккумуляторные батарее и проверяют и испытывают. Измеряя плотность электролита, судят о степени заряда батареи. Можно считать, что снижение плотности электролита на 0,01 г/см³ соответствует разряду батареи на 6%. Плотность электролита проверяют денсиметром с ценой деления 0,01 ед., помещенным в стеклянную пипетку. В зависимости от климатических условий, времени года и материала сепараторов аккумуляторы заполняют электролитом различной плотности, отнесенной к температуре 15 °С. При составлении электролита температура раствора повышается, поэтому измеренную плотность пересчитывают на температуру 15 °С по специальным таблицам или с учетом поправки +0,0007 на каждый градус изменения температуры электролита при температуре выше 15 °С и --0,0007на каждый градус изменения температуры электролита при температуре ниже 15 °С.

Уровень электролита в баке должен быть на 10--15 мм выше предохранительного щитка, установленного над сепараторами. Э.д.с. аккумуляторной батареи измеряют вольтметром при отключенной внешней цепи и сравнивают с э.д.с. покоя Е₀. Если измеренная э.д.с. меньше э.д.с. покоя Е₀, значит внутри аккумулятора произошло короткоезамыкание.

Напряжение на зажимах каждого аккумулятора измеряют нагрузочной вилкой, сопротивление которой около 0,012 Ом, а потребляемый ток -- около 100 А. Напряжение на зажимах батареи определяют по вольтметру, включенному параллельно сопротивлению нагрузочной вилки. Во избежание разряда батареи нагрузочная вилка не должна быть включена более чем на 5 с. Значение напряжения на зажимах под нагрузкой характеризует степень зарядки аккумулятора. У исправной батареи разница между напряжениями на зажимах аккумуляторов под нагрузкой не должна превышать 0,1 В (при нормальной плотности электролита).

Список литературы

1. А.Г. Пузанков - Автомобили. Устройство автотранспортных средств

2. А.М. Гуревич Е.М. Сорокин - Трактора и автомобили «Колос» 1978

3. В.М. Шарипов М.К. Бирюков - Тракторы и автомобили под общ. Ред. В.М. Шарипов 2010

4. В.А. Рогачев В.И. Рогачева - Тракторы и автомобили

Размещено на Allbest.ru