Материал: Экзамен по Электрооборудованию

Делитель напряжения, в состав которого входят резисторы R1, R2, R3, дроссель (нижнее плечо) и резистор R3 (верхнее плечо), находится под напряжением генератора и выполняет функции датчика.

Контур сравнения состоит из стабилитрона VD1, транзистора VТ2 и резисторов R4 и R5. Он сравнивает полученное напряжение с эталонным (пробивным напряжением стабилитрона). При этом этот контур формирует исходный сигнал отклонения

инаправляет его к усилительному контуру в случае повышения напряжения сверх регулируемого.

Контур усиления состоит из транзистора VТЗ, диода VD4 и резисторов R6 и R7, которые влияют на исходный каскад, что регулирует напряжение.

Регулирующий напряжение каскад включает в себя силовой транзистор VT5, диоды VD6, VD7 и резистор R8 и регулирует ток в обмотке возбуждения генератора.

Стабилитрон, или опорный диод, — это специальный диод, рабочий режим которого происходит во время пробоя р-n-перехода обратным током. Если к стабилитрону подвести небольшое обратное напряжение и оно увеличивается постепенно, то к определенному его значению он имеет свойства обычного диода (большое сопротивление и пропускает незначительный ток обратного направления). При достижении определенного напряжения (напряжения стабилизации 7-8,5 В) сопротивление стабилитрона резко падает, он открывается и пропускает ток, в результате чего последующее увеличение напряжения прекращается. С уменьшением напряжения ниже напряжения стабилизации стабилитрон резко увеличивает свое сопротивление и не пропускает ток.

Врежиме работы генератора, когда его напряжение меньше от установленного уровня или равняется нулю, при включении выключателя зажигания ток проходит: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, резистор RЗ, а дальше параллельно двумя путями — резистор R2 и дроссель LL и через резисторы Rт и R1 на «массу» и » — » аккумуляторной батареи.

Вэтом случае транзистор VТ2 остается в закрытом состоянии, поскольку стабилитрон VD1, включенный в сеть базы транзистора, находится в непроводящем состоянии. Транзисторы VТЗ и VТ5 открываются под действием тока управления, что проходит через их базы, а именно: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, «+» регулятора, резистор R7, диод VD4, эмиттер и базу транзистора VТЗ, резистор R5, «-» аккумуляторной батареи.

Транзистор VТЗ открывается и пропускает ток базы транзистора VТ5: «+» аккумуляторной батареи, выключатель зажигания ВЗ, «+» регулятора, диод VD6, эмиттер

ибазу транзистора VТ5, диод VD4, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТЗ, резистор R6, «-» аккумуляторной батареи. Транзистор VТ5 открывается и пропускает максимальный ток (3 А) в обмотку возбуждения генератора: «+» аккумуляторной батареи, диод VD6, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VТ5, клеммы Ш регулятора и генератора, обмотку возбуждения, «-» аккумуляторной батареи. Таким образом, перед пуском двигателя обеспечивается максимальное возбуждение генератора от аккумуляторной батареи.

Во время работы генератора при малой частоте вращения напряжение не достигает установленного значения и транзистор VТ2 остается закрытым, транзисторы VТЗ и VT5 — открытыми.

6

При средней и большой частоте вращения, когда напряжение растет к установленному значению, стабилитрон пробивается через резистор R4 и тогда ток управления транзистора VТ2 проходит путем: «+» выпрямителя, выключатель зажигания ВЗ, эмиттер и базу транзистора VТ2, стабилитрон VD1, резисторы нижнего плеча делителя, «-» выпрямителя. Транзистор VТ2 открывается и через его эмиттерный и коллекторный переходы, где сопротивление становится минимальным, подается позитивный потенциал на базу транзистора VT5. При этом транзистор VT3 закрывается и размыкает ток базы транзистора VТ5, который в свою очередь закрывается.

Ток в обмотке возбуждения резко уменьшается, поскольку его путь теперь проходит через большое сопротивление резистора R8. Напряжение на клеммах генератора быстро уменьшается, стабилитрон переходит в непроводящее состояние, следом за ним закрывается транзистор VТ2, а транзисторы VТ3 и VT5 открываются, пропуская ток в обмотку возбуждения через транзистор VT5. Процесс повторяется.

Диод VD7 гасит ЭДС самоиндукцию, которая возникает в обмотке возбуждения в момент закрытия транзистора VT5, и предотвращает пробой транзистора VT5.

Резистор обратной связи R10 обеспечивает четкое переключение транзисторов VТ2 и VT3. Когда транзистор VT3 открывается, то повышение потенциала его коллектора, которое передается через резистор R10 в сеть базы транзистора VТ2, способствует быстрому его закрытию. Резистор R7 при пробитии стабилитрона снижает потенциал базы транзистора VТ2 и тем самым способствует его быстрому открытию. Аналогичное назначение имеет резистор R7 относительно транзистора VT5.

Диоды VD4 и VD6 обеспечивают активное запирание транзисторов VT3 и VT5. Они снижают потенциал эмиттера своего транзистора при подаче на его базу позитивного потенциала.

Резистор Rт выполняет функции регуляции напряжения в зависимости от колебания температуры резисторов делителя напряжения. С повышением температуры сопротивление такого терморезистора уменьшается, тогда как сопротивление других элементов нижнего плеча регулятора повышается, а общее сопротивление остается стабильным.

Дроссель LL сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения в делителе и предотвращает преждевременное реагирование стабилитрона.

Регулятор напряжения на заводе настраивают подбором резистора R7 и включением его в сеть так, чтобы регулируемое напряжение между клеммой «+» и «массой» генератора находилось в пределах 13,2-14,5 В при разной частоте вращения ротора, нагрузки от потребителей и температуры.

В случае замены одного из элементов делителя напряжения или контура сравнения следует проверить и при необходимости корректировать регулируемое напряжение. Для его повышения резистор R9 соединяют параллельно с резистором верхнего плеча делителя напряжения, а в случае потребности уменьшения напряжения этот резистор припаивают параллельно резистору R3 нижнего плеча.

Чтобы исключить возможность неправильного включения и замыкания обмотки возбуждения на «массу», регулятор с выключателем зажжигания, клеммами Ш и «массой» генератора соединяют с помощью закрытого штекерного соединения.

Если такой регулятор напряжения вышел из строя в дороге, то можно соединить клеммы генератора «+» и Ш и на протяжении 30 минут двигаться с такой скоростью и частотой вращения двигателя, при которой зарядный ток не превышает 15-20 А.

7

Через 1—2 ч подзарядку повторяют. Клеммы «+» и Ш можно соединить через переносную лампочку с тем, чтобы зарядный ток составлял 3-5 А, а при включенных фарах показания амперметра не свидетельствовали о разрядке аккумуляторной батареи.

4. Исследование и диагностирование электрического стартера

Стартер 421.3708: 1 – крышка со стороны коллектора; 2 – коллектор; 3 – стопорная шайба; 4 – вал якоря; 5 – колпак; 6, 23, 28 – втулка (подшипник); 7 – траверса; 8 – щеткодержатель щетки отрицательного вывода; 9 – обмотка якоря стартера; 10 – вывод обмотки возбуждения;11 – контактный болт; 12 – крышка реле; 13 – контакт реле; 14 – контактная пластина; 15 – стержень якоря; 16 – втягивающая обмотка; 17 – удерживающая обмотка; 18 – тяговое реле; 19 – якорь реле; 20 – крышка со стороны привода; 21 – рычаг включения шестерни привода; 22 – шлицевая втулка; 24 – упорное кольцо; 25 – шестерня привода маховика коленчатого вала; 26 – привод; 27 – центрирующий диск; 29 – бандажное кольцо; 30 – якорь стартера; 31 – катушка обмотки возбуждения; 32 – корпус стартера; 33 – пружина щетки; 34 – щеткодержатель щетки положительного вывода

Принцип работы электрического стартера в автотранспорте

При повороте ключа зажигания водителем, выполняется замыкание цепи втягивающего реле. Напряжение от аккумулятора поступает на обмотку реле, в результате чего образовывается сильное магнитное поле. Оно воздействует на якорь, тот сдвигается и реле соответственно втягивается. Зацепленная вилка смещает бендикс (обгонная муфта) по роторному валу. Как следствие шестеренка состыковывается с зубьями маховика.

После срабатывания втягивающее реле прекращает питание цепи. С обратной стороны на нем установлено 2 провода. Один идет для подключения питающего кабеля, а второй передает напряжение на электрический мотор.

8

Как только происходит срабатывание реле, то якорь втягивается и замыкает пятаки, являющиеся разрывными элементами цепи питания мотора. В результате на двигатель подается напряжение, и якорь двигателя начинает вращаться. В тоже время шестерня бендикса находится в зацеплении, поэтому передаточное усилие заставляет коленчатый вал вращается, двигая тем самым поршня в цилиндрах.

После запуска мотора, коленвал начинает обгонять по скорости вращение стартера. Тогда в устройстве срабатывает обгонная муфта, которая и прекращает контакт с валом. Это позволяет предотвратить механические повреждения обеих систем. В противном случае при продолжении подачи питания два механизма просто противодействовали бы друг другу.

Как только двигатель автомобиля переходит в штатный режим работы и водитель отпускает ключ замка зажигания, то пропадает питание стартера. От этого втягивающее реле срабатывает обратно. Отсутствие магнитного поля приводит к тому, что пружина возвращает якорь в штатное положение, пятаки размыкаются и бендикс спускается на место.

Электростартер, работающий по данной схеме, сейчас считается устаревшей конструкцией, главным недостатком которой выступает значительный вес и размер. Для реализации такой конструкции требовалось использование мощного электродвигателя, способного выдавать высокие тяговые усилия. При этом электромотор должен вращаться медленно. Такие стартеры плохо подходят для современных автомобилей, спецтехники, генераторов и прочих устройств, где требуется их установка.

Основные неисправности электростартеров

Электростартер выступает ремонтопригодным механизмом, в случае неисправности который можно восстановить практически до первоначального рабочего состояния. Поскольку он состоит из вращающихся деталей, для него выпускаются ремкомплекты, в состав которых входят мелкие детали, нуждающиеся в периодической замене. Большинство остальных комплектующих, склонных к поломкам, можно найти в свободной продаже. Однако такие части электростартера как корпус в продаже в новом виде не встречаются. Их можно приобрести для ремонта в б/у состоянии. Отсутствие данных комплектующих обусловлено исключением их износа. Если они и нуждаются в замене, то только по причине нештатной ситуации, к примеру, механического повреждения сильным ударом, что бывает при аварии.

Чаще всего электростартера выходят из строя по причине:

Износ подшипников.

Подгорание пятаков.

Стирание зубьев шестерни.

Заклинивание якоря.

Износ и/или заклинивание обгонной муфты.

Перечисленные неисправности относятся к механической части стартера. Большинство из них решаются заменой поврежденной детали. Исключением являются только заклинивание частей механизмов. В таком случае требуется их очистка и

9

смазка. Также простым обслуживанием решается проблема подгорания пятака. Она устраняется механической чисткой.

Более сложными в диагностировании и решении выступают проблемы электрической части. Электростартер может быть неисправен по причине:

Замыкания обмотки.

Обрыва обмотки.

Кроме этого неисправность может вызвать износ щеток контактных пластин коллектора. Это определяется по их размеру. По мере износа они стираются и становятся меньше, поэтому со временем перестают доставать до контактных пластин. Конструкция большинства стартеров предусматривает простой механизм их замены, поскольку данная проблема является самой частой.

10