1. Osłona generatora od strony pierścieni ślizgowych. 2. Śruba do mocowania zespołu prostownika. 3. Pierścienie kontaktowe. 4. Łożysko kulkowe wału wirnika od strony pierścienia ślizgowego. 5. Kondensator 2,2 uF±20% do tłumienia zakłóceń radiowych. 6. Wał wirnika. 7. Wspólny przewód wyjściowy dla dodatkowych diod. 8. Zacisk «30» generator do łączenia konsumentów. 9. Wtyczka «61» generator (wspólne wyjście dodatkowych diod). 10. Przewód wyjściowy «B» Regulator napięcia. 11. Szczotka podłączona do gniazdka «W» Regulator napięcia. 12. Regulator napięcia. 13. Szczotka podłączona do terminala «W» Regulator napięcia. 14. Spinka do włosów do mocowania generatora do napinacza. 15. Osłona generatora od strony napędu. 16. Wirnik wentylatora z kołem pasowym napędowym generatora. 17. Końcówka bieguna wirnika. 18. Podkładki mocujące łożyska. 19. Pierścień dystansowy. 20. Łożysko kulkowe wału wirnika od strony napędu. 21. Tuleja stalowa. 22. Uzwojenie wirnika (uzwojenie wzbudzenia). 23. Rdzeń stojana. 24. Uzwojenie stojana. 25. Blok prostownika. 26. Sworzeń sprzęgający generatora. 27. Tuleja buforowa. 28. Rękaw. 29. Tuleja zaciskowa. 30. Dioda ujemna. 31. Płyta izolacyjna. 32. Wyjście fazowe uzwojenia stojana. 33. Dioda dodatnia. 34. Dodatkowa dioda. 35. Uchwyt diody dodatniej. 36. Rękawy izolacyjne. 37. Uchwyt diody ujemnej. 38. Okładka. 39. Wniosek pozytywny. 40. Baret. 41. Wniosek negatywny. 42. Korek. 43. Wskaźnik do sprawdzania poziomu elektrolitu. 44. Separator. 45. Płyta dodatnia. 46. Płyta ujemna. 47. Korpus. 48. Lampka ostrzegawcza rozładowania akumulatora. 49. Skrzynka bezpieczników. 50. Przekaźnik zapłonu. 51. Wyłącznik zapłonu. 52. Bateria. 53. Generator.
Generator
Specyfikacja techniczna:
- Maksymalny prąd odrzutu (przy 13 V i 5000 obr./min), A-55
- Granice regulowane (napięcie, V — 14,1±0,5
- Kierunek rotacji (strona napędu) - Prawidłowy
- Masa generatora, kg - 4,85
W pojazdach VAZ-1111 zastosowano trójfazowy generator prądu przemiennego typu 37.3701 z wbudowanym prostownikiem i mikroelektronicznym regulatorem napięcia. Służy do zasilania odbiorników samochodu prądem elektrycznym i ładowania akumulatora.
Generator jest zainstalowany po lewej stronie silnika (z przodu, patrząc w kierunku samochodu). Za pomocą śruby przechodzącej przez łapy pokryw 1 i 15 generator jest przymocowany do wspornika na bloku cylindrów, a za pomocą sworznia 14 - do pręta napinającego. Pokrywa 1 posiada zderzak składający się ze stalowych 28. tulei gumowych 27 i tulei dociskowej 29. Podczas dokręcania nakrętki śruby mocującej generatora tuleja dociskowa opiera się o koniec tulei gumowej, odkształca ją i dociska tuleję 28 do wspornik montażowy. W efekcie dobierany jest luz osiowy pomiędzy łapami osłon generatora a wspornikiem, a osłony są odciążane od osiowej siły dokręcania, która może odkształcić lub wyłamać łapy osłon.
Generator napędzany jest z koła pasowego wału korbowego za pomocą przekładni pasowej o przełożeniu 1:2,04. Napięcie paska reguluje się obracając alternator względem śruby mocującej do wspornika. Napięcie pasa powinno być takie, aby pod działaniem siły 10 kgf pas zginał się o 10... 15 mm. Przy słabym napięciu pasek może ślizgać się po kołach pasowych, co prowadzi do spadku napięcia generatora i prądu odrzutu. Ponadto koło pasowe, wał i łożyska generatora są bardzo gorące, smar w łożyskach przegrzewa się i mogą ulec awarii. Nadmierne napięcie paska zwiększa obciążenie łożysk i powoduje przedwczesne zużycie.
Główne części generatora: wirnik, stojan, osłona 1 z zespołem prostowniczym 25, osłona 15 z łożyskiem 20, koło pasowe z wentylatorem 16 oraz szczotkotrzymacz z regulatorem napięcia 12. Osłony i stojana są ściągane razem czterema śrubami ściągającymi 26.
Wirnik generatora jest obracającym się elektromagnesem. Stalowe nabiegunniki 17 w kształcie dziobów i tuleja 21, wciśnięte na wał 6 wirnika, tworzą rdzeń elektromagnesu. Pomiędzy nabiegunnikami w plastikowej ramie znajduje się uzwojenie 22 wirnika, zwane uzwojeniem wzbudzenia. Prąd jest dostarczany do uzwojenia przez miedziane pierścienie stykowe 3, do których przylutowane są przewody uzwojenia. Pierścienie znajdują się na plastikowej tulei, również wciśniętej na wał wirnika.
Wał wirnika obraca się w dwóch łożyskach kulkowych: 4 i 20, zamontowanych w pokrywach 1 i 15. Łożyska typu uszczelnionego. Smar wprowadzony do nich podczas produkcji wystarcza na cały okres eksploatacji generatora. Łożysko tylne 4 jest dociskane do wału wirnika, a jego bieżnia zewnętrzna dociskana jest gumowym pierścieniem umieszczonym w rowku pokrywy. Łożysko przednie 20 jest wciskane w pokrywę 15 i dla niezawodności jest zaciskane między dwiema stalowymi podkładkami 18, dokręconymi czterema śrubami. Końce śrub są dziurkowane. Bieżnia wewnętrzna tego łożyska wraz z pierścieniem dystansowym 19 jest zaciśnięta nakrętką mocującą koło pasowe między piastą koła pasowego a stopniem wału.
Stojan generatora składa się z rdzenia 23 z uzwojeniem 24. Rdzeń wykonany jest z blach ze stali elektrotechnicznej, połączonych w czterech miejscach za pomocą spawania elektrycznego. Na wewnętrznej powierzchni rdzenia znajduje się 36 półzamkniętych rowków, izolowanych folią fluoroplastyczną. Uzwojenie stojana jest ułożone w rowkach, których końce są połączone w gwiazdę bez wyjścia punktu zerowego.
Wentylator 16 służy do chłodzenia prostownika, stojana i wirnika, które nagrzewają się, gdy generator pracuje pod obciążeniem. Powietrze chłodzące wchodzi przez okna pokrywy 1, przechodzi między stojanem a wirnikiem i jest wyrzucane przez okna pokrywy 15 przez wirnik wentylatora. Wentylator i koło pasowe wykonane są z blachy stalowej i połączone spawaniem elektrycznym.
Prostownik, który przekształca prąd przemienny generatora na prąd stały, wykonany jest w postaci zespołu prostownika 25. Składa się z dwóch aluminiowych płytek z wciśniętymi w nie sześcioma diodami typu VA-20 - urządzeniami półprzewodnikowymi, które przepuszczają prąd tylko w jeden kierunek. Aby uprościć konstrukcję prostownika, zastosowano diody o różnej polaryzacji - «pozytywny» i «negatywny». W przypadku diod dodatnich na obudowie a «plus» napięcie wyprostowane, a dla ujemnego - «minus». Diody dodatnie są wciśnięte w płytkę 35 zespołu prostownika, a diody ujemne w płytkę 37.
Zespół prostownika mocowany jest do pokrywy 1 trzema śrubami 2, izolowanymi razem z dodatnią płytką diodową 35 od pokrywy za pomocą plastikowych tulejek. Nakrętki śrub 2 jednocześnie zaciskają przewody diod i uzwojenie stojana. Zacisk połączony z płytą 35 «30» (8) generator, który jest wyjściem «plus» prostownik. Wniosek «minus» jest masą generatora.
Na płycie prostownika 35 są również zainstalowane trzy dodatkowe diody 34. Napięcie usunięte z tych diod jest wykorzystywane do zasilania uzwojenia wzbudzenia 22 i obwodu monitorowania stanu generatora za pomocą lampki kontrolnej rozładowania akumulatora 48.
Napięcie generatora jest regulowane przez mikroelektroniczny bezdotykowy regulator napięcia 12, mocowany śrubą na pokrywie 1. Jest to jednostka nierozłączna i nieregulowana, całkowicie pozbawiona jakichkolwiek przekaźników elektromagnetycznych ze stykami. Zamknięcie lub otwarcie obwodu zasilania uzwojenia wzbudzenia generatora następuje z powodu otwarcia lub zamknięcia mocnego tranzystora wyjściowego w regulatorze, w zależności od wielkości napięcia sterującego na wyjściu «B» regulator.
Plastikowy uchwyt szczotki z dwiema szczotkami 11 i 13 jest włożony w rowek regulatora napięcia, przez który podawane jest uzwojenie wzbudzenia generatora. Szczotka 11 jest podłączona do wyjścia «W» regulator napięcia i szczotka 13 - z wyjściem «W». Wyjście to znajduje się na wewnętrznej stronie regulatora i nie jest oznaczone na jego korpusie.
Działanie generatora
Styki zamykają się po włączeniu zapłonu «15/1» i «30/1» wyłącznik zapłonu, a następnie styki «30» i «87» przekaźnik zapłonu 50, a prąd zaczyna płynąć przez uzwojenie wzbudzenia generatora, zamykając się wzdłuż ścieżki: «plus» bateria 52 - styki «30» i «87» przekaźnik zapłonu 50 - bezpiecznik 2 kostki bezpieczników - pompa sterująca 48 - wyjście «61» generator - wyjście «W» regulator napięcia 12 - uzwojenie wzbudzenia 22 - wyjście «W», tranzystor wyjściowy regulatora napięcia jest uziemiony.
Świeci się lampka kontrolna 48. rozładowania akumulatora, wskazując, że uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z akumulatora.
Prąd przepływający przez uzwojenie wzbudzenia wytwarza strumień magnetyczny wokół biegunów wirnika. Po uruchomieniu silnika wirnik generatora obraca się i pod każdym zębem stojana przechodzi południowy lub północny biegun wirnika. Dlatego strumień magnetyczny przechodzący przez zęby stojana zmienia się pod względem wielkości i kierunku. Ten zmienny strumień magnetyczny przecina zwoje uzwojenia stojana i wytwarza w nim siłę elektromotoryczną.
Napięcie i prąd przemienny indukowane w uzwojeniu stojana są prostowane przez zespół prostownika, a wyprostowany prąd stały pobierany z zacisku jest wykorzystywany do zasilania odbiorników «30» generator. Jednocześnie napięcie wyprostowane jest usuwane ze wspólnego wyjścia dodatkowych diod 34 w celu zasilania uzwojenia wzbudzenia generatora.
Przy działającym, sprawnym generatorze napięcia na zacisku «30» oraz na wspólnym wyjściu dodatkowych diod (wtyczka «61») są równe. Dlatego żaden prąd nie przepływa przez pompę sterującą 48 i nie pali się. W tym przypadku uzwojenie wzbudzenia generatora jest zasilane przez prostownik z trzema dodatkowymi diodami, a akumulator jest ładowany przez generator.
Zapalona lampka kontrolna 48 oznacza awarię generatora, że nie podaje napięcia lub jest ono niższe od napięcia akumulatora. W tym przypadku napięcie na wtyczce «61» (napięcie generatora) poniżej napięcia zacisku «30» (napięcie baterii). Dlatego prąd płynie w obwodzie między nimi, przechodząc przez lampkę kontrolną i pali się.
Wraz ze wzrostem prędkości wirnika rośnie napięcie generatora. Kiedy zaczyna przekraczać poziom 13,6...14,6 V, tranzystor wyjściowy w regulatorze napięcia 12 zostaje wyłączony i prąd płynący przez uzwojenie wzbudzenia zostaje przerwany. Napięcie generatora spada, tranzystor w regulatorze otwiera się i ponownie przepuszcza prąd przez uzwojenie wzbudzenia.
Im wyższa częstotliwość obrotów wirnika generatora, tym dłuższy czas stanu zamkniętego tranzystora w regulatorze, a zatem tym bardziej spada napięcie generatora. Opisany proces blokowania i odblokowywania regulatora zachodzi z dużą częstotliwością. Dlatego wahania napięcia na wyjściu generatora są niezauważalne i praktycznie można je uznać za stałe, utrzymywane na poziomie 13,6...14,6 V.
W 1996 roku zmieniono urządzenie regulatora napięcia i uchwytu szczotki. Teraz regulator napięcia jest umieszczony w metalowej obudowie (jak potężny tranzystor) i przynitowany do uchwytu szczotki, tj. tworzy z nim nierozerwalny węzeł. W nowym regulatorze napięcia brakuje pinu «B», a napięcie jest podawane tylko na wyjście «W». Zgodnie z ich charakterystyką, stare i nowe regulatory napięcia są takie same i połączone z uchwytem szczotki są wymienne.
Akumulator
Akumulator - kwasowo-ołowiowy, typ 6ST-36A, mało wymagający w utrzymaniu. Jest przeznaczony do zasilania odbiorników samochodu prądem elektrycznym, gdy silnik nie pracuje, a także do zasilania rozrusznika podczas uruchamiania silnika. Baterie są produkowane przez kilka fabryk i dlatego mogą nieznacznie różnić się konstrukcją.
Akumulator składa się z sześciu akumulatorów połączonych szeregowo, z których każdy ma pole elektromagnetyczne 2,1 V w stanie naładowanym. Zatem całkowita EMF akumulatora wynosi 12,6 V. Nominalna pojemność akumulatora wynosi 36 Ah przy 20-godzinnym trybie rozładowania przy prądzie 1,8 A.
Akumulatory baterii są umieszczone w półprzezroczystej skrzynce polipropylenowej 47, podzielonej przegrodami na sześć komór. Zworki łączące ze sobą poszczególne akumulatory przechodzą przez przegrody przedziałów i są przyspawane do prętów 40. Od góry akumulatory zamykane są wspólną pokrywą polipropylenową 38, zgrzaną z korpusem metodą zgrzewania ultradźwiękowego. do napełniania elektrolitu i do przejścia biegunów akumulatora.
Każda bateria składa się z bloku naprzemiennych płytek - dodatniej 45 i ujemnej 46. Płyty o tej samej biegunowości są przyspawane do prętów 40, które służą do mocowania płytek i wyprowadzania prądu. Ruszty płytowe odlewane są ze stopu o niskiej zawartości antymonu. W efekcie spowolnione zostały procesy rozkładu elektrolitu i samorozładowania akumulatora. Dzięki temu znacznie rzadziej można było sprawdzać poziom i gęstość elektrolitu, dlatego akumulatory zaczęto nazywać małoobsługowymi lub bezobsługowymi.
Płyty w blokach są odizolowane od siebie cienkimi i mikroporowatymi przekładkami 44, wykonanymi w postaci kopert, w które wkładane są płyty dodatnie. Mała grubość i duża porowatość ułatwiają przenikanie elektrolitu przez separatory, co zmniejsza rezystancję wewnętrzną akumulatora i pozwala uzyskać duży prąd rozładowania.
Bateria odnosi się do źródeł prądu chemicznego. Elektrolit w nim jest roztworem kwasu siarkowego w wodzie destylowanej. Gęstość elektrolitu w pełni naładowanej baterii w temperaturze 25°C powinna wynosić 1,28 g/cm3 przez cały rok dla centralnych i południowych regionów kraju oraz dla północnych (ze średnią temperaturą stycznia od -50 do -30°С) zimą 1,30 i latem 1,28 g/cm3.
Gdy akumulator jest rozładowany, kwas siarkowy elektrolitu oddziałuje z aktywną masą płytek i zamienia ją w siarczan ołowiu, podczas gdy ilość kwasu w elektrolicie maleje, a jego gęstość maleje. Dlatego gęstość elektrolitu może być wykorzystana do oceny stopnia rozładowania akumulatora. Na przykład spadek gęstości o 0,04 g/cm3 odpowiada rozładowaniu akumulatora o 25%, a spadek o 0,08 g/cm3 odpowiada 50%. Akumulator rozładowany latem w ponad 50% i zimą w 25% należy naładować.
Gdy akumulator jest naładowany, przepływający przez niego prąd przekształca siarczan ołowiu w nadtlenek ołowiu na dodatnich płytach i gąbczasty ołów na ujemnych płytkach. W takim przypadku kwas siarkowy jest uwalniany do elektrolitu, a jego gęstość wzrasta.
Normalny poziom elektrolitu w akumulatorze powinien znajdować się między znakami «MIN» i «MAKS», na półprzezroczystej obudowie baterii. Jeżeli nie ma śladów, to poziom powinien znajdować się 5...10 mm nad krawędzią przekładek i nie wznosić się ponad dolną krawędź wskaźnika 43.