Захранващи устройства (ВАЗ-2101)

Отворете голямо изображение в нов раздел »

---

Акумулаторна батерия

Технически спецификации:

• Номинално напрежение, V — 12
• Номинален капацитет при 20-часов режим на разреждане и температура на електролита 25°C в началото на разреждането, A h — 55
• Тегло (с електролит), кг - 21

Автомобилите Жигули са оборудвани с оловно-киселинна батерия 6СТ-55, която служи за захранване на консуматорите на автомобила с електрически ток при неработещ двигател, както и за стартиране на двигателя.

Корпусът на батерията 49 е изработен от ебонит и е разделен с непропускливи прегради 56 на шест секции, в които са поставени шест последователно свързани батерии с напрежение до 2 V. Всяка батерия се състои от блок от пластини. Блокът се състои от полублокове от положителни и отрицателни плочи. Плочите са отлети от решетка от оловно-антимонова сплав, чиито клетки са запълнени с пореста активна маса. Плочите със същата полярност са заварени с уши към шина, състояща се от щифт 48 и мост 47. Шината служи за закрепване на плочите и изходен ток.

Плочите в блока са изолирани една от друга с тънки и порести сепаратори 45 от поливинилхлорид. Малката дебелина и високата порьозност на сепараторите улесняват проникването на електролита към плочите, намаляват вътрешното съпротивление на батерията и позволяват значителен разряден ток при ниски температури. При някои батерии блокът от плочи със сепаратори е покрит отгоре със защитен щит от пластмасова мрежа.

Горните секции на корпуса са покрити с 50 ебонитни капаци с отвори по ръбовете за преминаване на проводници и с централен отвор с резба за пълнене на електролита и проверка на нивото му. В крайните отвори има оловни втулки 52, към които са заварени щифтовете на полублоковете и мостовете 54, свързващи отделните батерии.


Капаците на отделенията и свързващите мостове са запълнени със специална киселинно-устойчива мастика, която уплътнява добре секциите на батерията и предпазва свързващите мостове от повреда, корозия и случайно късо съединение.

Батериите са пълни с електролит, който представлява разтвор на сярна киселина в дестилирана вода. Плътността на електролита на напълно заредена батерия при +25°C трябва да бъде 1,28 g/см³ за умерен климат и 1,22 g/см³ за тропически климат.

Нормалното ниво на електролита в батериите трябва да бъде 5-10 mm над предпазния щит или горния ръб на сепараторите. Ако батерията има дълбоко гърло (тръба) в централния отвор, нивото на електролита трябва да достигне долния му ръб. В този случай менискусът е ясно видим в долния отвор на шията.

Генератор

Технически спецификации:

• Посока на въртене - дясно
• Номинално напрежение, V — 12
• Максимален ток на откат (при 14V и 5000rpm), А - 42
• Предавателно отношение двигател-генератор: 1:2,04
• Тегло на генератора без макара, кг - 4,2

Автомобилите Zhiguli са оборудвани с генератор за променлив ток от типа G-221, който служи за захранване на потребителите на автомобила с електрически ток и за зареждане на батерията.

Генераторът е трифазна синхронна електрическа машина с електромагнитно възбуждане. За преобразуване на променлив ток в постоянен, генераторът има вграден токоизправител с шест силициеви диода.

Основните части на генератора: ротор, статор 2 и капаци 1 и 11, излети от алуминиева сплав.

Роторът се състои от вал 14, върху чиято оребрена повърхност са притиснати стоманена втулка 29 и стоманени човкообразни стълбове 28, които заедно с вала и втулката образуват сърцевината на електромагнита. Върху втулката 29 между полюсите в пластмасовата рамка 31 е поставена възбудителната намотка 30 на ротора. Краищата на намотката се извеждат през отворите на полюса и се запояват към клемите на контактните пръстени.

Роторът се върти в два запечатани сачмени лагера. Смазката се добавя към лагерите по време на тяхното производство и не изисква допълване по време на работа. Вътрешният пръстен на предния лагер 25 е хлабаво монтиран върху вала на ротора и заедно с дистанционния пръстен 24 е захванат между главината на ролката и фланеца на вала чрез закрепващата гайка на ролката. Външният пръстен на лагера 25 е притиснат в капака и закрепен между две шайби 23 и 27, затегнати с четири винта. Вътрешният пръстен на задния лагер 15 е притиснат към вала на ротора; външният пръстен е притиснат с гумен пръстен.

На вала на ротора на сегментен ключ е монтирана макара 26 с вентилатор, изработена от листова стомана и свързана чрез електрическо заваряване.

Вентилаторът служи за охлаждане на токоизправителя и вътрешните части на генератора.

Статорът е изработен от електротехническа стомана с дебелина 1 мм. Плочите са свързани чрез електрическо заваряване. От вътрешната страна на статора има 36 полузатворени канала, изолирани с лак или електроизолационен картон. В прорезите се поставя трифазна намотка, осигурена срещу изпадане с дървени клинове или пластмасови тръби. Всяка фазова намотка се състои от шест намотки. Фазовите намотки са свързани в звезда с клемата (щепсел 19) на неутралната точка.

На задния капак 11 на генератора е закрепен с винт държач за четки 21 с четки 16 и 17. Токът се подава към намотката на възбуждане през четките, притиснати от пружини към контактните пръстени на ротора. Една от четките е свързана към масата на генератора чрез пластина 20, а другата е свързана към щепсел "67".

Частите на токоизправителя също са фиксирани към задния капак на генератора. Токоизправителят е сглобен с помощта на трифазна мостова схема от шест силициеви диода тип VA-20 - полупроводникови устройства, които пропускат електрически ток само в една посока.

За да се опростят детайлите на закрепване на токоизправителя, три диода имат "плюс" на изправения ток върху тялото ("положителни" диоди), а три диода имат "минус" на изправения ток ("отрицателни" диоди). Отрицателните диоди, които имат общ извод към земята в токоизправителната верига, се притискат в капака на генератора 11. Имат черни петна. Положителни диоди (с червени маркировки) в схемата на токоизправителя те имат общ извод, свързан с извода на генератора "30" и са пресовани в алуминиев държач 40. Диодите са пресовани, за да се осигури ефективно разсейване на топлината от корпуса на диода към държача 40 и капака 11, които се обдухват с въздух за охлаждане. Държачът е прикрепен към капака 11 с три болта 10, изолирани заедно с държача от капака с пластмасови втулки 12. Гайките на тези болтове едновременно затягат клемите на диодите и намотката на статора. Генераторната скоба "30" (болт 18), която е клемата "плюс" на токоизправителя, е свързана към държача. Терминалът "минус" е масата на генератора.

Генераторът работи по следния начин. Когато ключът за запалване е в положение ЗАПАЛВАНЕ, електрически ток преминава през възбуждащата намотка, създавайки магнитен поток около полюсите на ротора. Когато роторът се върти, южният или северният полюс на ротора преминава под всеки зъб на статора и работният магнитен поток, преминаващ през зъбите на статора, се променя по големина и посока. Този променлив магнитен поток създава електродвижеща сила в намотката на статора. Клюновидната форма на полюсите на ротора е избрана така, че да позволява получаването на форма на кривата на електродвижещата сила, близка до синусоидалната.

Регулатор на напрежението

Отворете голямо изображение в нов раздел »

---

Технически спецификации:

• Номинално напрежение, V — 12
• Регулируемо напрежение при 50°C, V:
• на втори етап - 14,2±0,3
• на първия етап по-ниска, отколкото на втория - с 0,7
• Резистор за температурна компенсация - 19 Ohm, 6 W
• Допълнителен резистор - 5.5 Ohm, 25 W

На автомобили Zhiguli се използва двустепенен вибрационен регулатор от типа RR-380. Целта на регулатора е да поддържа генерираното от генератора напрежение на постоянно ниво (13-14 V), за да осигури нормална работа на електрическото оборудване на автомобила и необходимия режим на зареждане на акумулатора. Регулаторът е монтиран с щепселите надолу в отделението на двигателя в горната част на калника на лявото колело.

Регулаторът на напрежението се състои от U-образно ярем 7, цилиндрично ядро, върху което е разположена намотка 16 в пластмасова намотка, котва 5 с два контакта (горна и долна) и два поста 14 и 15 с фиксирани контакти. Стълбовете са закрепени в другия край на ярема с гайка 3 и винт, чиято глава е заварена към ярема. Стълбове 14 и 15 са изолирани един от друг и от ярема с пластмасови дистанционни елементи. Слотовете в стълбовете им позволяват да се движат нагоре и надолу при регулиране на регулатора. Два анкерни контакта (горна и долна) с два контакта на стълбовете образуват две двойки контакти: горната K и долната K ₂. Анкерът се притиска към горния контакт от пружина 12, т.е. двойката контакти K ₁ е нормално затворена. Отварящите и затварящи контакти K ₁ осигуряват първия етап на регулиране, а затварящите и отварящите контакти K ₂ осигуряват втория етап на регулиране.

Яремът с сърцевината е изолиран от стоманената щампована основа 9 чрез пластмасово уплътнение 10. В долния край на сърцевината има резба, с помощта на която гайките 20 и сърцевината с котвата са закрепени към основата 9. От долната страна на основата, температурно компенсиращ 19 и допълнителен 21 резистор са монтирани върху пластмасовото уплътнение 18. Нихромният проводник на резисторите е навит върху фибростъкло, импрегнирано с органосилициев лак.

В основата на регулатора е монтиран и дросел 17, предназначен да намали искренето между горната двойка контакти по време на работа на регулатора. Състои се от стоманена сърцевина с медна тел, навита върху пластмасова рамка.

Отгоре регулаторът е плътно затворен със стоманен капак 4 с полиуретаново уплътнение 8. Попадането на влага и различни вещества под капака води до замърсяване, изгаряне на контактите и нарушаване на нормалната работа на регулатора. Поради тази причина всички материали, използвани в регулатора, са тествани за газови емисии.

Реле за индикаторна лампа за зареждане на батерията

Технически спецификации:

• Номинално напрежение, V — 12
• Напрежение на затваряне на контакта*, V — 5,3±0,4
• Напрежение на отваряне на контакта*, V — 0,2—1,5
• Съпротивление на намотката при 20 C, Ohm - 29

* При температура 25±5°C.

Релето RS-702 е проектирано да включва контролната лампа на арматурното табло, когато напрежението на генератора е недостатъчно за зареждане на батерията. Релето е монтирано в двигателното отделение в горната част на калника на дясното колело.

Релето се състои от ярем 22, стоманена сърцевина с намотка 29, котва 25 и стойка 26 с фиксиран контакт. Яремът с ядрото и стойката са монтирани върху гетинаксова основа 28. Анкерът 25 е прикрепен към рафта на ярема с помощта на пружинна стоманена плоча 23. За да се подобри електрическата връзка на ярема с котвата, под пружинната плоча има медна плоча. Контактите на релето са изработени от сребристо-медна сплав. Контактът на арматурата се притиска към контакта на стълба от пружинна плоча, така че контактите на релето са нормално затворени.

Работа на генераторната система

В работата на генераторната система могат да се разграничат три режима: работа при ниски, средни и високи скорости на ротора на генератора.

I режим. Това е режимът на стартиране. двигател, когато двигателят все още не работи. В този случай генераторът или все още не развива напрежение, или е по-малко от напрежението на батерията и всички консуматори се захранват от батерията.

Когато запалването е включено, токът протича във веригата на намотката на възбуждане на генератора, затваряйки се по пътя: "плюс" на акумулаторната батерия - клема "30" на генератора - контакти "30/1" и "15" на ключа за запалване - предпазител "L" - щепсел "15", горната двойка контакти на регулатора, котва, щепсели "67" на регулатора и генератора - намотка на възбуждане на генератора - маса - "минус" на акумулаторната батерия.

Токът, протичащ през намотката на възбуждане, създава магнитен поток, който при въртене на ротора на генератора пресича завоите на намотката на статора на генератора и създава електродвижеща сила в тях.

В същото време токът протича през намотка 16 на регулатора на напрежението, затваряйки се по пътя: от "плюса" на батерията до щепсела "15" на регулатора на напрежението, както е описано по-горе, и след това резистора за температурна компенсация 19 - намотка 16 на регулатора - земя - "минус" на батерията. Този ток създава магнитно привличане на котвата на регулатора към сърцевината, но все още не е достатъчно силно, за да издърпа арматурата към сърцевината и да отвори горната двойка контакти (K ₁).

Когато запалването е включено, индикаторната лампа за зареждане на акумулатора 33 светва. Токът, който го захранва, се затваря по следния път: "плюс" на акумулаторната батерия - контакти "30/1" и "15" на ключа за запалване - предпазител "I" - щепсел "87", нормално затворени контакти, котва, вилка, щепсел "30/51" на реле 34 - контролна лампа 33 - маса - "минус" на акумулаторната батерия. Тъй като двигателят все още не работи, фазовото напрежение на генератора е нула. Токът не протича през намотка 29 на реле 34, котвата не се привлича към сърцевината, контактите на релето остават затворени и лампата 33 светва, сигнализирайки, че всички консуматори се захранват от батерията.

II режим. След стартиране на двигателя изправеното напрежение на генератора надвишава напрежението на акумулатора. Възбуждащата намотка на генератора и намотката 16 на регулатора на напрежението се захранват от генератора. В този случай токът не идва от положителния извод на батерията, а от извода "30" на генератора и се затваря през земята към токоизправителя на генератора. Батерията се зарежда.

Под действието на изправеното фазово напрежение, токът протича през намотка 29 на реле 34, затваряйки се по пътя: клема "30" на генератора - контакти "30/1" и "15" на ключа за запалване - предпазител "I" - щепсели "87", "86", намотка 29, щепсел "85" на реле 34 - щепсел на нулевата точка на намотката на статора на генератора и токоизправител на генератора. Когато изправеното напрежение на фазата достигне 5,3-5,7 V, котвата ще бъде привлечена от сърцевината на релето, контактите на релето ще се отворят и лампата 33 ще изгасне, сигнализирайки, че изправеното напрежение на генератора е станало по-голямо от напрежението на батерията и че генераторът е започнал да зарежда батерията и да захранва потребителите.

С увеличаване на скоростта на ротора на генератора, когато напрежението достигне 13,2-14,3 V, магнитната сила преодолява съпротивлението на пружината на котвата и я привлича към сърцевината. В този случай контактите K ₁ са отворени, допълнителен резистор 21 е свързан към веригата на намотката на възбуждане на генератора и токът през намотката на възбуждане се затваря по пътя: клема "30" на генератора - контакти "30/1" и "15" на ключа за запалване - предпазител "L" - щепсел "15" на регулатора, дросел 17, допълнителен резистор 21, щепсел "67" на регулатора - вятър на възбуждане на генератора.

Включването на допълнителен резистор във веригата на намотката на възбуждане на генератора намалява тока в него. Това от своя страна води до намаляване на електродвижещата сила в намотката на статора на генератора и напрежението на генератора пада. Съответно токът през намотката на регулатора и магнитното привличане на арматурата към сърцевината намаляват. Под действието на пружината котвата се връща в първоначалното си положение, затваряйки контактите K ₁. Генераторното напрежение се увеличава и описаният процес се повтаря отново.

Затварянето и отварянето на контактите K ₁ става с честота 25-250 пъти в секунда и напрежението на генератора на изхода на токоизправителя със същата честота се увеличава или намалява. Поради високата честота на отваряне и затваряне на контактите K ₁, колебанията на напрежението са незабележими и на практика може да се счита за постоянно, поддържано на средно ниво от 13-14 V.

С по-нататъшно увеличаване на скоростта на ротора на генератора времето на отворено състояние на контактите K ₁ се увеличава и времето на затворено състояние намалява. Поради това средното напрежение на изхода на токоизправителя на генератора леко се увеличава.

III режим. При високи обороти на ротора на генератора, първият етап на регулиране (на контакти K ₁) вече не гарантира, че напрежението се поддържа на 14 V, тъй като допълнителният резистор има относително малка стойност (5,5 Ohm). Напрежението на генератора се увеличава до 13,9-14,5 V и арматурата се привлича към сърцевината, докато контактите K ₂ се затворят. В този случай намотката на възбуждане на генератора е затворена към земята, както следва: маса, намотка на възбуждане - щепсел "67" на генератора - щепсел "67", хомут, котва, затворени контакти K ₂, маса на регулатора. Тъй като двата края на възбудителната намотка са късо към маса, токът в нея рязко пада до нула. Това води до рязко намаляване на напрежението на генератора, величината на тока през намотка 16 рязко намалява и магнитното привличане на арматурата към сърцевината намалява. Пружината издърпва котвата от сърцевината, контактите K₂ се отварят и описаният процес се повтаря отново с честота 80-100 пъти в секунда.