Автомобильные генераторные установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО

«ДАГЕСТАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ М.М. ДЖАМБУЛАТОВА»

Учебно-методическое пособие по дисциплине

«Электрооборудование автомобилей»

Автомобильные генераторные установки

Махачкала - 2011



Автомобильные генераторные установки: Учебно-методическое пособие по дисциплине «Электрооборудование автомобилей».- Махачкала: ДГСХА, 2011.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для студентов очного и заочного обучения направления подготовки 190000 «Транспортные средства» по специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» для выполнения лабораторной работы по изучению:

- устройства и принципа действия генераторных установок;

-методов определения параметров, характеризующих техническое состояние генераторных установок;

- способов поиска и устранения неисправностей генераторных установок.

Рецензент: к.т.н., доцент кафедры ТЭА МагомедовФ.М.

Печатается по решению методического совета Дагестанской сельскохозяйственной академии (протокол № 7 от23марта 2011г.).

Для внутривузовского пользования.

© Айдемиров О.М., Астемиров Т.А., 2011

© ФГОУ ВПО Даггоссельхозакадемия, 2011



1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Автомобильная генераторная установка предназначена для питания потребителей и заряда аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Автомобильные генераторы работают в режимах переменных частот вращения и нагрузок, изменяющихся в широких пределах.Для автоматического поддержания напряжения генератора на заданном уровне при изменении частоты вращения и нагрузки используют регулятор напряжения.

Данная лабораторная работа посвящена изучению устройства и определению параметров, характеризующих техническое состояние автомобильных генераторных установок. Работа рассчитана на одно четырехчасовое занятие в специализированной лаборатории, оснащенной типовым оборудованием, стандартным инструментом, средствами измерения, контроля и технического обслуживания. Лаборатория для проведения занятий должна соответствовать требованиям техники безопасности.

К работе допускаются студенты, освоившие теоретический материал по основной и дополнительной литературе, плакатам и учебным макетам, что должно быть отражено соответствующей оценкой в журнале успеваемости, а также прослушавшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, о чем делается соответствующая запись в журнале.

При выполнении работы используются данное учебно-методическое пособие, инструкционные и технологические карты, учебные плакаты, необходимое оборудование.

Выполненная студентом работа оформляется отчетом, защищается и по ней выставляется зачет.

Цель работы: изучить устройство и принцип действия генераторов переменного тока и реле-регуляторов; научиться определять техническое состояние, а также выявлять и устранять неисправности составных частей генераторной установки; определить и построить скоростную и нагрузочную характеристики генератора; усвоить правила технического обслуживания.

Оборудование: генераторная установка; поворотный стол; инструмент для разборочно-сборочных работ(комплект технологической оснастки ПТ-761-2); испытательный стенд КИ-968М.



2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ (работа рассчитана на 4 часа)

2.1 Изучение устройства

генератор переменный ток регулятор

Частично разберите генераторную установку. Для чего отверните винт крепления выводов обмотки статора, а также винты, стягивающие крышки генератора; съемником спрессуйте с вала подшипник с крышкой со стороны контактных колец; снимите выпрямительный блок, щеткодержатель и регулятор напряжения. Ознакомьтесь с устройством составных частей генераторной установки. Обратите внимание, к какой из двух групп, на которые подразделяются генераторы переменного тока (с вращающейся обмоткой возбуждения - контактные или с вращающимся магнитопроводом - бесконтактные) можно отнести разобранный вами генератор?

2.2 Проверка технического состояния

Проверка диодов. Диод можно проверить с помощью источника постоянного тока напряжением 12В, подключенного через лампочку мощностью 5Вт.

Присоедините к минусовой шине выпрямительного блока, снятого с генератора, положительный вывод источника питания (см. рис.1) и поочередно касайтесь отрицательным выводом зажимов блока. Затем присоедините к минусовой шине выпрямительного блока отрицательный вывод источника питания и касайтесь зажимов блока уже плюсовым выводом. При исправных диодах лампа в обоих случаях должна гореть. При обнаружении хотя бы одного пробитого (неисправного) диода (при этом лампа не горит), необходимо заменить весь выпрямительный блок.



Рис. 1. Схема подключения контрольной лампы для проверки диодов на шинах: а - положительной полярности; б - отрицательной полярности

Для проверки отдельного (снятого) диода соедините плюсовой вывод источника (см. рис. 2) с плюсовым выводом диода (кремниевой вентиль). Затем измените полярность источника. В одном направлении тока лампочка должна гореть, а в другом - нет. Если лампочка горит при любой полярности источника - диод неисправен.

Рис. 2. Проверка контрольной лампой снятых диодов: а - с положительной полярностью; б - с отрицательной полярностью

Проверка состояния щеток. Снимите щетки и протрите тряпкой смоченной бензином. Щетки должны свободно перемещаться в щеткодержателях. Проверьте степень изношенности щеток и, при необходимости, замените, если их износ достиг предельного значения. Минимальная высота щеток отличается для различных типов генераторов. Проверьте усилие пружин щеткодержателей, используя ручной динамометр. Усилие пружин щеткодержателя, в зависимости от марки генератора, должна составлять 1,8…2,6Н.

Проверка ротора. Проверьте состояние контактных колец и, при необходимости, зачистите шлифовальной бумагой загрязнения, небольшие подгорания и шероховатости. При этом якорь поворачивайте нажатием руки (см. рис. 3).

Рис. 3. Зачистка контактных колец

Проверьте межвитковое замыкание в катушке обмотки возбуждения. Для этого измерьте сопротивление катушки возбуждения с помощью омметра (см. рис. 4), подключенного между контактными кольцами.



Рис. 4. Проверка сопротивления обмотки ротора

В зависимости от типа генератора сопротивление должно составлять 3 … 4 Ом. Если омметр показывает большее значение сопротивления, то обмотка имеет разрыв.

Рис. 5. Проверка сопротивления изоляции обмотки ротора



Проверьте наличие замыкания обмотки возбуждения на корпус ротора, подключив омметр между одним из контактных колец и сердечником или же валом якоря. Как вариант, воспользуйтесь контрольной лампой мощностью 25Вт, подключенной последовательно к источнику переменного тока напряжением не выше 110В (см. рис. 5). Загорания лампочки свидетельствует о наличии замыкания обмотки на корпус.

Проверка статора. Проверьте наличие межвиткового замыкания в катушках обмотки статора (см. рис. 6). Обмотка статора имеет три вывода. Сопротивление между любыми двумя выводами обмоток должны быть одинаковыми. В разных конструкциях генераторов сопротивления могут быть различными, но в любом случае они должны иметь значения порядка 0,1 Ом.

Рис. 6. Проверка сопротивления обмоток статора

Проверьте наличие замыкания обмоток статора на сердечник. Для этого измерьте сопротивление между обмотками и сердечником. Значение сопротивления должно быть более 1 МОм. При отсутствии омметра с таким диапазоном измерений, воспользуйтесь контрольной лампочкой мощностью 25Вт(см. рис. 7) и источником питания не выше 110В. Если лампочка горит или хотя бы тускло светится, то это означает, что есть пробой изоляции на корпус.

Рис. 7. Проверка сопротивления изоляции между обмотками и сердечником статора

Проверка регулятора напряжения. Соберите схему как показано на рис. 8. Сначала подается постоянное напряжение 12В, при этом контрольная лампа мощностью 1...3 Вт должна гореть. Затем подается напряжение 15…16В, при котором контрольная лампочка гореть не должна. В противном случае регулятор неисправен.



Рис. 8. Проверка регулятора напряжения на 14 Вт: а - подключение напряжения 12В; б - подключение напряжения 15-16В

При проверке 28-вольтовых регуляторов вначале по схеме, показанной на рис. 9а, подается напряжение 24…25В, при котором контрольная лампа должна гореть, а затем - напряжение 30…32В, при котором контрольная лампа гореть не должна.

При проверке регулятора напряжения в сборе со щеточным узлом, контрольную лампу мощностью 1…3 Вт включают между щетками, отрицательный вывод источника питания соединяют к корпусу, а положительный вывод источника питания к выводам «Б» и «В» (см. рис. 9б).

Рис. 9. Проверка регулятора напряжения на 28 Вт

Сделайте вывод о техническом состоянии проверенных узлов генераторной установки, устраните обнаруженные неисправности и соберите генераторную установку в обратной последовательности.

2.3 Определениехарактеристикгенератора на стендеКИ-968М

При испытании генератора определяются следующие показатели: начальная частота вращения ротора генератора без нагрузки и с нагрузкой; скоростная характеристика; нагрузочная характеристика (скоростная регуляторная характеристика).

Внимание: все испытания на стенде проводятся в присутствии и под непосредственным контролем преподавателя.

Произведите следующие подготовительные операции:

· установите генератор на испытательный стенд КИ-968М и соедините выводы генератора с соответствующими клеммами стенда (см. рис. 10а);

· полностью выведите сопротивление нагрузочного и регулировочного реостатов (см. рис. 10б);

· переключатель полярности установите в положение «-», а переключатель аккумуляторных батарей - в положение, соответствующее номинальному напряжению генератора - 14(28)В;

· переключатель вида нагрузки установите в положение «Батарея».



Рис. 10. Схемы подсоединения генераторной установки при испытаниях: а - определение начальной частоты вращения ротора генератора; б - определение нагрузочной и скоростной характеристик; РА1 - амперметр для измерения силы тока обмотки возбуждения, РА2 - амперметр для измерения силы тока нагрузки; PV1 - вольтметр измерения напряжения обмотки возбуждения; PV2- вольтметр измерения напряжения генераторной установки; Rн - нагрузочный реостат

Определение начальной частоты вращения ротора без нагрузки.

Подсоедините генераторную установку в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 10а. Установите минимальную частоту вращения ротора (1500 мин-1). Переведите переключатель вида нагрузки в положение «О». Затем, плавно снижая обороты, определите частоту вращения, когда напряжение достигнет номинального значения. Занесите полученное значение в таблицу 1.

Определение начальной частоты вращения ротора под нагрузкой

Подсоедините генераторную установку в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 10а. Установите номинальный скоростной режим. Затем переведите переключатель вида нагрузки в положение «Реостат».

Плавно увеличивайте ток нагрузки, одновременно увеличивая обороты ротора до тех пор, пока не будет достигнуто номинальное значение напряжения генератора. Зафиксируйте значения тока и частоты вращения ротора генератора и занесите их в таблицу 2.

Снятие скоростной характеристики

Подсоедините генераторную установку в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 10б. Прогрейте генератор в течение 30 мин. при частоте вращения ротора 3000 мин-1, соответствующей этой частоте силе тока и напряжении 13,5±0,1(27±0,2)В. Переведите переключатель вида нагрузки в положение «О». Установите начальную частоту вращения ротора без нагрузки (характерная точка) и определите значение силы тока. Плавно изменяя частоту вращения ротора до максимального значения, проведите 6…8 измерений силы тока и занесите значения в таблицу 1.

Таблица 1. Скоростная характеристика генератора

n,мин-1
I, А

По данным таблицы 1 постройте скоростную характеристику генераторной установки, которая должна выглядеть примерно так, как показано на рисунке11.

Рис. 11. Скоростная характеристика генератора

Снятие нагрузочной характеристики.

Подсоедините генераторную установку в соответствии со схемой, приведенной рисунке10 б. Установите частоту вращения ротора генератора 3000 мин-1, переведите переключатель вида нагрузки в положение «Нагрузка». После прогрева генератора, установите начальную частоту вращения ротора генератора под нагрузкой. По амперметру установите ток нагрузки равный нулю. Плавно изменяя частоту вращения ротора генератора, проведите измерения в 6…8 точках. Определите скоростную регуляторную характеристику при нескольких значениях тока нагрузки. Соответствующее значение тока нагрузки устанавливается, изменяя положение рукоятки реостата. Результаты измерений занесите в таблицу 2.

Таблица 2. Нагрузочная характеристика генератора

n, мин-1
I, А	I =0
	I =0,5Iн
	I = Iн

Используя полученные значения (табл. 2), постройте нагрузочную характеристику генераторной установки, которая выглядит примерно следующим образом, как показано нарисунке 12.

Рис. 12. Нагрузочная (скоростная регулировочная) характеристика генератора

Обратите внимание, минимальное значение тока возбуждения определяется по нагрузочной характеристике при токе нагрузки генератора равном нулю и максимальной частоте вращения ротора.

Сделайте выводы о техническом состоянии испытуемой генераторной установки



3. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПРОРАБОТКИ (задание рассчитано на 4часа самостоятельной работы)

1. Опишите принцип действиягенераторной установки с клювообразными магнитными полюсами и перечислите элементы её конструкции согласно номерам позиций, указанным на рисунке13.

Рис.13.Генератор 37.3701 (с контактными кольцами)

2. Объясните, чем обусловлена разработка бесконтактных генераторов, и какие факторы препятствуют их массовому внедрению в производство автомобилей?

3. Перечислите основные конструктивные особенности в исполнении бесконтактного генератора с укороченными полосами (см. рис. 14).

Рис. 14. Генератор 49.3701 (бесконтактный с укороченными полюсами)

4. Перечислите элементы конструкции бесконтактного индукторного генератора согласно номерам позиций, указанных на рисунке 15.

Рис. 15. Генератор 2102.3701 (индукторный)

5. Дайте сравнительную характеристику (преимущества и недостатки) клювообразного с контактными кольцами, бесконтактного с укороченными полюсами и индукторного автомобильных генераторов переменного тока.

6. Опишите особенности в конструктивном исполнении и схему вентиляции генераторной установки, так называемой, компактной конструкции (см. рис. 16).

Рис. 16. Генератор компактной конструкции

7. По схеме, показанной на рисунке 17, опишите принцип действия электромагнитного (контактного) регулятора.

Рис. 17. Принципиальная схема электромагнитного регулятора напряжения



8. Назовите основные недостатки электромагнитных регуляторов напряжения, обусловивших отказ от их применения в системе электроснабжения с генератором переменного тока.

9. По схеме, показанной на рисунке 18, опишите принцип действия регулятора напряжения смешанного типа (контактно-транзисторного).

Рис. 18. Принципиальная схема регулятора напряжения смешанного типа

10. По схеме, показанной на рисунке 19, опишите принцип действия электронного (бесконтактного) регулятора напряжения.

Рис. 19. Принципиальная схема электронного регулятора напряжения

11.Дайте сравнительную оценку вышеуказанных регуляторов напряжения.

12. Перечислите основные требования, предъявляемые к автомобильным генераторным установкам.

13. Каким образом происходит ограничение максимального тока при изменении скоростного и нагрузочного режимов генератора?

14. Перечислите характерные неисправности генераторных установок и способы их устранения.

В отчете должны найти отражение следующие вопросы:

- описание устройства и принципа действия генераторной установки;

- сравнительная оценка и основные конструктивные особенности в исполнении контактных и бесконтактных генераторов;

- результаты определения параметров, характеризующих техническое состояние элементов генераторной установки и описание способов устранения обнаруженных неисправностей;

- результаты испытаний генераторной установки на стенде (скоростная и нагрузочная характеристики) и их анализ;

- заключение о техническом состоянии генераторной установки.



4. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Для чего на автомобилях устанавливают генератор?

а) для пуска двигателя;

б) для питания потребителей при работающем двигателе и заряда

аккумуляторной батареи;

в) для увеличения силы тяги автомобиля.

2. Когда генератор становится основным источником электроэнергии на автомобиле?

а) при включении зажигания;

б) при неисправной аккумуляторной батарее;

в) при работе двигателя на всех режимах.

3.Каким образом в генераторной установке осуществляется выпрямление переменного тока?

а) с помощью стабилитронов;

б) с помощью диодов;

в) используется транзисторный коммутатор.

4. Какое явление положено в основу работы генератора;

а) электромагнитная индукция;

б) электролиз;

в) взаимоиндукция.

5. От чего зависит напряжение тока, вырабатываемого генератором?

а) от скорости вращения ротора;

б) от величины магнитного потока в генераторе;

в) от величины сопротивления внешней цепи;

г) от всех перечисленных выше факторов.

6. Каким образом регулируется напряжения генератора?

а) замыканием обмотки возбуждения;

б) прерыванием цепи возбуждения;

в) включением последовательно с обмоткой возбуждения добавочного сопротивления.

7. Как изменится сила тока генератора при включении дополнительных потребителей?

а) не изменится;

б) увеличится;

в) уменьшится.

8. Применение на автомобилях индукторных генераторов сдерживается в следствие:

а) их невысоких удельных показателей;

б) повышенного уровня пульсации выпрямленного напряжения;

в) повышенного магнитного шума;

г) всех перечисленных выше факторов.

9. В генераторе происходит преобразование энергии:

а) тепловой в электрическую;

б) электрической в химическую;

в) электрической в механическую;

г) механической в электрическую.

10. Какой прибор не является потребителем электроэнергии генератора?

а) звуковой сигнал;

б) аккумуляторная батарея;

в) стартер;

г) противотуманная фара.

11. В электрическую цепь автомобиля генератор включается:

а) параллельно с аккумуляторной батареей;

б) последовательно с аккумуляторной батареей;

в) параллельно со стартером.

12. Какой прибор не допускает повышения напряжения генератора выше допустимого предела?

а) реле защиты;

б) реле обратного тока;

в) регулятор напряжения.

13. Номинальное значение выпрямленного напряжения генератора составляет:

а) 12В;

б) 13В;

в) 14В.

14.Проводник обмотки возбуждения свивают в катушкудля:

а) концентрации магнитного потока;

б) увеличения длины проводника, находящегося в магнитном поле;

в) предотвращения возникновения вихревых токов.

15. Ограничение максимального тока генератора происходит за счет:

а) увеличения активного сопротивления обмоток статора с увеличением частоты вращения ротора;

б) увеличения индуктивного сопротивления обмоток статора с увеличением частоты вращения ротора;

в) влияния обоих приведенных выше факторов.

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ

№ вопроса	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
№ ответа	б	в	б	а	г	а	б	г	г	в	а	в	в	б	б



ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. С.В. Акимов, Ю.П. Чижков. Электрооборудование автомобилей.- М.: За рулем , 2007.

2. В.Е. Ютт. Электрооборудование автомобилей. - М.: Транспорт, 2000.

Дополнительная

3. И.С. Туревский, В.Б. Соков, Ю.Н.Калинин. Электрооборудование автомобилей. - М.: ИД ФОРУМ, 2008.

4. А. Трантер. Электрическое оборудование автомобилей. Руководство. С-Пб.: АлфамерПаблишинг, 2003.

Размещено на Allbest.ru