Napájacie zdroje (VAZ-1111)

Generátor

Technické špecifikácie:

• Maximálny spätný ráz (pri 13V a 5000 ot./min), A - 55
• Limity regulované (u, V-14.1 ±0.5
• Smer otáčania (zo strany pohonu) - Správne
• Hmotnosť generátora, kg — 4,85

Vo vozidlách VAZ-1111 sa používa trojfázový generátor striedavého prúdu typu 37.3701 so zabudovanou usmerňovacou jednotkou a mikroelektronickým regulátorom napätia. Slúži na zásobovanie spotrebiteľov vozidla elektrickým prúdom a na nabíjanie batérie.

Generátor je namontovaný na ľavej strane motora (vpredu, ak sa pozriete v smere pohybu auta). Generátor je pripevnený k držiaku na bloku valcov pomocou skrutky prechádzajúcej cez jazýčky krytov 1 a 15 a k napínacej tyči s čapom 14. V kryte 1 je tlmiace zariadenie pozostávajúce z oceľovej 28. gumovej objímky 27 a tlakovej objímky 29. Pri uťahovaní matice montážnej skrutky generátora sa tlaková objímka opiera o koniec gumy, deformuje ju a pritláča objímku 28 k montážnej konzole. V dôsledku toho sa zvolí axiálna vôľa medzi labkami krytu generátora a konzolou a kryty sa odbremenia od axiálnej uťahovacej sily, ktorá môže zdeformovať alebo zlomiť labky krytu.

Generátor je poháňaný od remenice kľukového hriadeľa klinovým remeňovým pohonom s prevodovým pomerom 1:2,04. Napnutie remeňa sa nastavuje otáčaním generátora vzhľadom na montážnu skrutku ku konzole. Napnutie remeňa by malo byť také, aby sa pri sile 10 kgf remeň vychýlil o 10...15 mm. Ak je napätie príliš nízke, remeň môže skĺznuť na kladkách, čo povedie k zníženiu napätia generátora a výstupného prúdu. Okrem toho sa remenica, hriadeľ a ložiská generátora veľmi zahrievajú, mazivo v ložiskách sa prehrieva a môžu zlyhať. Nadmerné napnutie remeňa zvyšuje zaťaženie ložísk a spôsobuje predčasné opotrebovanie.


Hlavnými časťami generátora sú: rotor, stator, kryt 1 s usmerňovacím blokom 25, kryt 15 s ložiskom 20, remenica s ventilátorom 16 a držiak kefy s regulátorom napätia 12. Kryty a stator sú stiahnuté do jedného celku pomocou štyroch spojovacích skrutiek 26.

Rotor generátora je rotačný elektromagnet. Oceľové pólové nástavce 17 v tvare zobáka a objímka 21, nalisované na hriadeľ 6 rotora, tvoria jadro elektromagnetu. Medzi pólovými nástavcami v plastovom ráme je rotorové vinutie 22, nazývané budiace vinutie. Prúd je privádzaný do vinutia cez medené kontaktné krúžky 3, ku ktorým sú prispájkované svorky vinutia. Krúžky sú umiestnené na plastovej objímke, tiež nalisovanej na hriadeľ rotora.

Hriadeľ rotora sa otáča v dvoch guľôčkových ložiskách: 4 a 20, inštalovaných v krytoch 1 a 15. Utesnené ložiská. Mazivo v nich obsiahnuté pri výrobe postačuje na celú životnosť generátora. Zadné ložisko 4 je nalisované na hriadeľ rotora a jeho vonkajší krúžok je pritlačený gumovým krúžkom umiestneným v drážke krytu. Predné ložisko 20 je vtlačené do krytu 15 a kvôli spoľahlivosti je zovreté medzi dve oceľové podložky 18, utiahnuté štyrmi skrutkami. Konce skrutiek sú prepichnuté. Vnútorný krúžok tohto ložiska spolu s dištančným krúžkom 19 je upnutý montážnou maticou remenice medzi náboj remenice a hriadeľ hriadeľa.

Stator generátora pozostáva z jadra 23 s vinutím 24. Jadro je tvorené elektrotechnickými oceľovými platňami, spojenými na štyroch miestach elektrickým zváraním. Na vnútornom povrchu jadra je 36 polouzavretých drážok, izolovaných fluoroplastovým filmom. Vinutie statora je umiestnené v štrbinách, ktorých konce sú spojené do hviezdy bez nulového bodu.

Ventilátor 16 slúži na chladenie usmerňovača, statora a rotora, ktoré sa zahrievajú pri prevádzke generátora pod zaťažením. Chladiaci vzduch vstupuje do okienok krytu 1, prechádza medzi stator a rotor a je vyvrhovaný cez okienka krytu 15 obežným kolesom ventilátora. Ventilátor a remenica sú vyrobené z oceľového plechu a spojené elektrickým zváraním.

Usmerňovač, ktorý premieňa striedavý prúd generátora na jednosmerný, je vyrobený vo forme usmerňovacieho bloku 25. Pozostáva z dvoch hliníkových platní, v ktorých je zalisovaných šesť diód typu BA-20 - polovodičové zariadenia, ktoré prepúšťajú prúd iba jedným smerom. Na zjednodušenie konštrukcie usmerňovača sa používajú diódy rôznej polarity - "pozitívne" a "negatívne". Kladné diódy vytvárajú na svojom tele "plus" usmerneného napätia a záporné diódy "mínus". Kladné diódy sú vtlačené do dosky 35 usmerňovacieho bloku a záporné diódy do dosky 37.

Usmerňovacia jednotka je pripevnená ku krytu 1 tromi skrutkami 2, izolovanými spolu s platňou 35 kladných diód od krytu s plastovými priechodkami. Matice skrutiek 2 súčasne upínajú svorky diód a vinutia statora. Svorka "30" (8) generátora, ktorá je "plus" svorkou usmerňovača, je pripojená k doske 35. Terminál "mínus" je hmotnosť generátora.

Tri prídavné diódy 34 sú tiež inštalované na doske 35 usmerňovacieho bloku. Napätie odobraté z týchto diód sa používa na napájanie budiaceho vinutia 22 a obvodu kontroly stavu generátora pomocou kontrolky 48 vybíjania batérie.

Napätie generátora je regulované mikroelektronickým bezkontaktným regulátorom napätia 12, upevneným skrutkou na kryte 1. Ide o nerozoberateľný a nenastaviteľný celok a úplne v ňom chýbajú akékoľvek elektromagnetické relé s kontaktmi. Zatvorenie alebo otvorenie napájacieho obvodu budiaceho vinutia generátora nastáva v dôsledku otvorenia alebo zatvorenia výkonného výstupného tranzistora v regulátore v závislosti od veľkosti riadiaceho napätia na svorke "B" regulátora.

Plastové kefky držiak s dvoma kefami 11 a 13 sa vkladá do drážky regulátor napätia, prostredníctvom ktorých generátor oblasti vinutia je fed. Kefa 11 je pripojený na výstup "B" z regulátora napätia, a štetec 13 je pripojený na výstup "W". Tento pin sa nachádza vo vnútri regulátora a nie je označená na svoje telo.

Prevádzka generátora

Keď je zapaľovanie zapnuté, kontakty, "15/1" a "30/1" zapaľovania prepínač sú uzavreté, potom kontakty "30" a "87" zapaľovania relé 50, a prúd začne prúdiť cez generátor oblasti navíjania, ktorá sa uzatvára na ceste: "plus" z batérie 52-kontakty "30" a "87" zapaľovania relé 50 — poistka 2 byt. rozvádzač-ovládanie čerpadla 48-výstup" 61 "generátora-výstup" B "z regulátora napätia 12-pole vinutia 22-výstup "W", výstupný tranzistor z regulátora napätia-hmotnosť.

Kontrolka 48 výbojov batérie sa rozsvieti, čo signalizuje napájanie budiaceho vinutia z batérie.

Prúd pretekajúci budiacim vinutím vytvára okolo pólov rotora magnetický tok. Po naštartovaní motora sa rotor generátora otáča a južný a severný pól rotora prechádza pod každým zubom statora. Preto magnetický tok prechádzajúci zubami statora mení veľkosť a smer. Tento striedavý magnetický tok pretína závity vinutia statora a vytvára v ňom elektromotorickú silu.

Striedavé napätie a prúd indukovaný vo vinutí statora sú usmerňované jednotkou usmerňovača a už usmernený jednosmerný prúd odoberaný zo svorky generátora "30" sa používa na napájanie spotrebičov. Súčasne sa zo spoločnej svorky prídavných diód 34 odstráni usmernené napätie na napájanie budiaceho vinutia generátora.

V pracovnom, prevádzkyschopnom generátore sú napätia na svorke "30" a na spoločnej svorke prídavných diód (zástrčka "61") rovnaké. Preto prúd nepreteká cez riadiacu pumpu 48 a nesvieti. Budiace vinutie generátora je v tomto prípade napájané usmerňovačom s tromi prídavnými diódami a batéria je nabíjaná generátorom.

Ak kontrolka 48 svieti, znamená to poruchu generátora, že neposkytuje napätie alebo je nižšie ako napätie batérie. V tomto prípade je napätie na zástrčke "61" (napätie generátora) nižšie napätie na svorke "30" (napätie batérie). Preto v obvode medzi nimi preteká prúd, ktorý prechádza kontrolkou, a tá sa rozsvieti.

So zvyšujúcou sa rýchlosťou rotora sa zvyšuje napätie generátora. Keď začne prekračovať úroveň 13,6...14,6 V, výstupný tranzistor v regulátore napätia 12 sa zablokuje a prúd budiacim vinutím sa preruší. Napätie generátora klesá, tranzistor v regulátore sa otvára a opäť prechádza prúdom cez budiace vinutie.

Čím vyššia je frekvencia otáčania rotora generátora, tým dlhší je čas uzamknutia tranzistora v regulátore, tým viac klesá napätie generátora. Opísaný proces zamykania a odomykania regulátora prebieha s vysokou frekvenciou. Preto sú kolísanie napätia na výstupe generátora nepostrehnuteľné a prakticky ho možno považovať za konštantné, udržiavané na úrovni 13,6...14,6 V.

V roku 1996 bola zmenená konštrukcia regulátora napätia a držiaka kefy. Teraz je regulátor napätia umiestnený v kovovom puzdre (ako silný tranzistor) a prinitovaný k držiaku kefky, t.j. tvorí s ním nerozlučný uzol. Nový regulátor napätia nemá svorku "B" a napätie sa privádza len na svorku "B". Pokiaľ ide o ich charakteristiky, staré a nové regulátory napätia sú identické a sú zameniteľné pri montáži s držiakom kefy.

Batéria

Batéria je olovená, typ 6ST-36A, nenáročná na údržbu. Je určený na dodávanie elektrického prúdu spotrebiteľom vozidla, keď motor nebeží, ako aj na napájanie štartéra pri štartovaní motora. Batérie vyrába niekoľko tovární, a preto sa môžu v dizajne mierne líšiť.

Batéria sa skladá zo šiestich batérií zapojených do série, z ktorých každá má pri nabíjaní EMF 2,1 V. Celková EMF batérie je teda 12,6 V. Nominálna kapacita batérie je 36 Ah pri 20 hodinovom režime vybíjania s prúdom 1,8 A.

Batérie sú umiestnené v priesvitnom polypropylénovom puzdre 47, rozdelenom prepážkami na šesť priehradiek. Prepojky spájajúce jednotlivé batérie prechádzajú prepážkami priehradiek a sú privarené k tyčiam 40. Batérie sú zhora prekryté bežným polypropylénovým krytom 38, privareným k telu pomocou ultrazvukového zvárania Kryt má otvory pre plnenie elektrolytu a pre priechod svoriek batérie.

Každá batéria pozostáva z bloku striedajúcich sa dosiek - kladnej 45 a zápornej 46. Dosky rovnakej polarity sú privarené k tyčiam 40, ktoré slúžia na zaistenie dosiek a výstupného prúdu. Doskové mriežky sú odliate zo zliatiny s nízkym obsahom antimónu. V dôsledku toho sa spomalili procesy rozkladu elektrolytu a samovybíjanie batérie. To umožnilo oveľa menej často kontrolovať hladinu a hustotu elektrolytu, a preto sa batérie začali nazývať nenáročné na údržbu alebo bezúdržbové.

Dosky v blokoch sú navzájom izolované tenkými a mikroporéznymi separátormi 44, vyrobenými vo forme obálok, do ktorých sú vložené kladné dosky. Malá hrúbka a vysoká pórovitosť uľahčujú prienik elektrolytu cez separátory, čo znižuje vnútorný odpor batérie a umožňuje vyšší vybíjací prúd.

Batéria je chemický zdroj energie. Elektrolytom v ňom je roztok kyseliny sírovej v destilovanej vode. Hustota elektrolytu plne nabitej batérie pri 25°C by mala byť 1,28 g/cm³ celoročne pre stredné a južné oblasti krajiny a pre severné oblasti (s priemernou januárovou teplotou od -50 do -30°C) 1,30 v zime a 1,28 g/cm³ v lete.

Keď je batéria vybitá, kyselina sírová v elektrolyte interaguje s aktívnou hmotou dosiek a premieňa ju na síran olovnatý, pričom množstvo kyseliny v elektrolyte klesá a jeho hustota klesá. Hustota elektrolytu sa preto môže použiť na posúdenie stupňa vybitia batérie. Napríklad pokles hustoty o 0,04 g/cm³ zodpovedá vybitiu batérie o 25% a o 0,08 g/cm³ - až 50%. Batéria, ktorá je vybitá na viac ako 50 % v lete a na 25 % v zime, sa musí znovu nabiť.

Keď je batéria nabitá, pôsobením nabíjacieho prúdu, ktorý ňou preteká, sa síran olovnatý v kladných doskách premení na peroxid olovnatý a v záporných doskách na hubovité olovo. Súčasne sa do elektrolytu uvoľňuje kyselina sírová a jej hustota sa zvyšuje.

Normálna hladina elektrolytu v batériách by mala byť medzi značkami "MIN" a "MAX" na priesvitnom obale batérie. Ak nie sú žiadne značky, hladina by mala byť 5...10 mm nad okrajom oddeľovačov a nemala by stúpať nad spodný okraj ukazovateľa 43.