Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторная работа № 2
КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ
АВТОМОБИЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА И ОЦЕНКА
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
Цель работы: изучение конструкции, принципа действия, технологии разборки и сборки, оценка технического состояния генератора.
Основные этапы работы:
1. Внеаудиторная подготовка к работе в лаборатории.
2. Работа в лаборатории, связанная с разборкой генератора, оценкой технического состояния его узлов и элементов и сборкой генератора.
3. Обработка и анализ полученной в лаборатории информации, оформление отчета по проделанной работе.
4. Защита лабораторной работы.
Программа работы:
1. Внеаудиторная подготовка к работе в лаборатории.
1.1. Используя конспекты лекций, учебники и учебные пособия, методические указания к настоящей лабораторной работе, а также доступный справочный материал:
– ознакомиться с назначением и принципом действия трехфазного автомобильного генератора;
– изучить устройство автомобильных генераторов, назначение их узлов и элементов;
– ознакомиться с основными техническими характеристиками;
– ознакомиться с требованиями к техническому состоянию основных узлов и элементов;
– изучить технологию разборки генератора.
1.2. В процессе подготовки к работе в лаборатории найти ответы на контрольные вопросы методических указаний.
1.3. Подготовить таблицу оценки технического состояния элементов и узлов генератора по образцу, приведенному в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты оценки технического состояния узлов и элементов генератора
|
№ |
Наименование |
Описание технического состояния узла или элемента генератора |
Заключение |
|
1. |
Статор |
||
|
2. |
2. Работа в лаборатории.
2.1. Получить набор инструментов, необходимых для разборки и сборки генератора.
2.2. Разобрать генератор в следующем порядке:
2.2.1. Отвернуть отвёрткой винты 11 (рис. 1) крепления узла щеткодержателя со встроенным регулятором напряжения и снять его.
Рисунок 1 - Генератор 581.3701, где:
1–сердечник статора; 2–задняя крышка; 3–выпрямитель; 4, 19–подшипники; 5–крышка подшипника; 6–кольца; 7–щетки; 8–щеткодержатель; 9–кожух; 10–регулятор; 11–винт крепления узла регулятора; 12, 16–полюсные половины; 13–обмотка статора; 14–обмотка возбуждения; 15–втулка ротора; 17–стопорная втулка; 18–фланец; 20–вентилятор; 21–упорная втулка; 22–шкив; 23–гайка шкива; 24-винт крепления фланца подшипника; 25-стяжные винты; 26-штекерный вывод «Ш», 27-штекерный вывод фазы обмотки статора; 28-вывод «+»; 29-винт крепления конденсатора; 30-конденсатор.
2.2.2. Снять защитный резиновый кожух со шкива 22. С помощью ключа № 24 отвернуть гайку крепления шкива вентилятора 23, снять пружинную коническую шайбу и посредством широкой отвертки снять шкив 22. Снять вентилятор 20.
2.2.3. Вынуть из паза на валу ротора сегментную шпонку. Снять упорную втулку 21.
2.2.4. Отвернуть отвёрткой стяжные винты 25 крепления задней крышки.
2.2.5. Снять крышку со стороны привода, а затем ротор в сборе.
2.2.6. Не отсоединяя выводы обмотки статора, извлечь статор из крышки генератора.
2.2.7. Отвернуть отвёрткой винты крепления регулятора напряжения на узле щеткодержателя и разобрать его, извлечь щеткодержатель и регулятор напряжения.
2.3. Оценить техническое состояние генератора.
2.3.1. Осмотреть состояние статора генератора. Оценить состояние изоляции видимой части обмотки.
Осмотреть выводы обмотки статора и сделать заключение о состоянии изоляции выводов и их наконечников. При наличии окисления наконечников произвести их очистку с помощью абразивной бумаги. Провод статорной обмотки не должен иметь следов перегрева.
Примечание - Все выводы и результаты оценки технического состояния элементов и узлов записать в заготовленную ранее таблицу 1.
С помощью омметра проверить целостность изоляции обмотки. Для этого один зажим прибора необходимо подключить к одному из наконечников выводов обмотки, а другой к магнитопроводу. Сопротивление изоляции должно быть равным бесконечности. С помощью омметра проверить целостность статорной обмотки, для чего следует измерить сопротивление фазных обмоток между разъемом «нулевого» провода и каждым из трех выводов статорной обмотки. Сопротивление должно быть близким к нулю.
2.3.2. Осмотреть ротор генератора. Проверить состояние подшипников. Внешние обечайки подшипников должны свободно вращаться относительно внутренних обечаек. Кроме этого, люфт одной обечайки относительно другой должен практически отсутствовать.
2.3.3. Проверить состояние медных контактных колец. Внешние поверхности колец должны быть чистыми и ровными, без механических повреждений и задиров.
2.3.4. С помощью омметра измерить сопротивление обмотки возбуждения. Для чего прибор необходимо подключить к контактным кольцам. Прибор должен показать сопротивление в несколько Ом. На кольцах не должно быть следов подгара.
2.3.5. Измерить сопротивление изоляции обмотки возбуждения от корпуса ротора. Для этого одним щупом прибора необходимо коснуться одного из контактных колец, а другим щупом коснуться чистой поверхности магнитопровода ротора. Сопротивление изоляции должно быть равным бесконечности.
2.3.6. Проверить исправность диодов выпрямительного блока. Для этого с помощью омметра измерить их сопротивления в прямом и обратном направлении. Сопротивление диода в прямом направлении должно быть мало и практически равно бесконечности в обратном направлении. Следует обратить внимание на то, что при измерении прямого сопротивления показания омметра зависят от типа используемого прибора и составляет от нескольких Ом до нескольких десятков Ом.
2.3.7. Осмотреть щеткодержатель со щетками. Длина щеток не должна быть менее 8 мм. Щетки должны свободно перемещаться в направляющих, не иметь сколов. Поверхность трений о кольца должна быть ровной. Направляющие щеткодержателя должны быть без механических повреждений и без следов подгара или оплавления. Щетки должны выступать из щеткодержателя не менее чем на 5 мм. Пружины щеткодержателя должны быть исправными. Исправность пружин можно проверить путем нажатия на щетки. При снятии усилия щетки должны вернуться под действием пружин в исходное положение.
2.3.8. Проверить состояние крышек генератора. Они не должны иметь механических повреждений.
Все результаты оценки технического состояния генератора занести в таблицу 1. Также посмотреть на соответствующих элементах и внести в таблицу модель регулятора напряжения и тип выпрямительного блока генератора.
2.4. Сборка генератора
2.4.1. Правильно вставить статор в заднюю крышку с вентильным блоком.
2.4.2. Вставить ротор генератора в статор и заднюю крышку. Подшипник ротора должен плотно войти в гнездо задней крышки.
2.4.3. Надеть на ось ротора стопорную втулку 17. Поставить переднюю крышку генератора на место. Ось ротора должна войти в подшипник передней крышки. Поставить на место четыре стяжных винта.
2.4.4. Повернуть ось ротора на несколько оборотов. Ротор должен свободно вращаться в подшипниках и не задевать за статор. Затянуть стяжные винты и повторно провернуть ротор. Ротор должен вращаться свободно.
2.4.5. Установить на место упорную втулку, шпонку, вентилятор, шкив приводного ремня, шайбу. Закрепить шкив генератора на его оси с помощью гайки ключом № 24. Надеть защитный кожух.
2.4.6. Установить регулятор напряжения в щеткодержатель. Установить на заднюю крышку узел щеткодержателя с регулятором, закрепить его винтами с помощью отвертки.
2.5. Привести в порядок инструменты и рабочее место. Сдать набор инструментов, измерительный прибор и генератор.
2.6. Представить преподавателю для проверки таблицу оценки технического состояния генератора.
3. Оформить отчет, проведя анализ технического состояния генератора. Сформулировать заключение о пригодности генератора к эксплуатации.
Методический материал к лабораторной работе
Общие сведения
Автомобильная генераторная установка состоит из генератора и устройства, обеспечивающего регулирование напряжения генератора.
На автомобилях, выпускаемых в настоящее время, устанавливаются генераторы переменного тока.
Преимущественно применение генераторов переменного тока обусловлено следующими причинами: простотой конструкции при большей долговечности и надежности, меньшими габаритными размерами, массой. Генераторы переменного тока обеспечивают заряд аккумуляторных батарей при меньшей частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Генераторы на автомобилях устанавливают в передней части двигателя внутреннего сгорания, где они крепятся болтами на специальных кронштейнах. Привод генераторов осуществляется от двигателя через клиноременную передачу. Поэтому диапазон изменения частоты вращения ротора генератора достигает 6-8-кратной величины.
Потребители, установленные на автомобилях, могут нормально работать только при стабильном напряжении питания. Поэтому напряжение генератора должно быть постоянным независимо от частоты вращения ротора и числа подключенных потребителей. Для обеспечения постоянства напряжений генератора применяются регуляторы напряжения.
Напряжение генератора зависит от климатических условий и режимов эксплуатации автомобиля, а также от места установки аккумуляторной батареи. В зависимости от указанных факторов напряжение генератора, питающего потребители на номинальное напряжение 12 В, может находиться в пределах 13,0-15,5 В.
При питании потребителей на номинальное напряжение 24 В напряжение генератора в 2 раза больше.
Генератор переменного тока
Устройство. На автомобилях применяют трехфазные синхронные генераторы с электромагнитным возбуждением. Так как для подзаряда аккумуляторных батарей на автомобиле необходим постоянный ток, генераторы переменного тока снабжены выпрямителями. Современные генераторы переменного тока оснащены кремниевыми выпрямительными устройствами, размещенными внутри корпуса генератора.
Генератор Г250, наиболее широко применяемый (рис. 2). Обмотка 8, в которой индуктируется переменный ток, расположена на неподвижном статоре, а обмотка возбуждения 11 - на вращающемся роторе. Статор генератора состоит из сердечника 10, набранного из изолированных листов электрической стали, и обмотки 8. Сердечник статора закреплен между двумя алюминиевыми крышками 1 и 13, стянутыми винтами. Внутренняя поверхность сердечника статора имеет 18 зубцов, равномерно расположенных по окружности, на которые надеты катушки обмотки статора. Катушки крепятся при помощи текстолитовых клиньев. Изоляция катушек от сердечника выполнена из электротехнического картона. Статор в сборе пропитывают электроизоляционным лаком. Каждая из трех фаз обмотки статора объединяет по шесть последовательно соединенных катушек. Соединена обмотка статора по схеме «звезда». Свободные концы фаз обмотки статора присоединены к трем клеммам 2 выпрямительного блока 3. Шесть кремниевых диодов выпрямительного блока соединены по трехфазной двухполупериодной схеме выпрямления. Выходы трех диодов прямой проводимости объединены контактной пластиной 16, а выходы трех диодов обратной проводимости – контактной пластиной 15.
Выпрямительный блок крепится к крышке 1 болтами. Крепежные болты соединены с контактными пластинами выпрямительного блока и выполняют функцию токопроводов. Три болта замыкают на корпус контактную пластину диодов обратной проводимости. Один болт, соединенный с контактной пластиной диодов прямой проводимости, образует на крышке 1 изолированный от корпуса вывод “+” генератора, а винт, ввернутый крышку 1, служит отрицательным выводом.
Обмотка возбуждения 11 выполнена в виде одной круглой катушки, закрепленной на стальной втулке 12. С боков обмотка закреплена двумя клювообразными половинами 9 сердечника ротора. Клювы одной половины сердечника входят в промежутки между клювами другой. Каждая половина сердечника имеет по шесть клювов, которые при работе генератора образуют 12 полюсов ротора. Сердечник ротора напрессован на вал, опорами которому служат два шариковых подшипника закрытого типа. Подшипники установлены в крышках генератора. При сборке подшипники заполняют смазкой и в процессе эксплуатации в смазке не нуждаются. Концы обмотки возбуждения припаяны к двум медным контактным кольцам 4.
Контактные кольца закреплены на валу ротора при помощи изоляционных втулок.
На крышке 1 винтами крепится щеткодержатель 6. В направляющих отверстиях щеткодержателя установлены две графитовые щетки 5, которые под действием пружин 7 прижимаются к контактным кольцам. Одна щетка, изолированная от корпуса, соединена с выводом III, который выполняется в виде болтового (рис. 2, б) или штекерного зажима. Другая щетка соединена с корпусом генератора.
Генератор оснащен крыльчаткой 14, создающей поток охлаждающего воздуха. Поток воздуха поступает внутрь генератора через окна в крышках.
Рисунок 2 – Генератор переменного тока Г250:
а – продольный разрез; б – основные узлы
Характерные неисправности генераторных установок и
методы их обнаружения
Генераторная установка исправна, если она обеспечивает заряд аккумуляторной батареи, развивает напряжение, не опасное для потребителя, и работает без шума. Современные генераторные установки являются высоконадежными агрегатами и часто за их отказ принимают отсутствие контакта или короткое замыкание в проводке автомобиля, срабатывание предохранителя, отказ амперметра и т.п.
Некачественное соединение между выводами генератора и регулятора напряжения приводит к изменению выходного напряжения системы электроснабжения. В частности, повышенное сопротивление на участке между выводами «масса» генератора и регулятора (у автомобилей ВАЗ оно не должно превышать 0,01 Ом) вызывает перезаряд аккумуляторной батареи из-за роста напряжения генераторной установки. На автомобилях ВАЗ с генератором Г221 и регулятором напряжения 121.3702 повышенное сопротивление участков между генератором и регулятором вызывает мигание лампы контроля заряда на щитке приборов при работе двигателя на малых оборотах. Повышенное сопротивление может возникнуть из-за ослабления пружины держателя предохранителя в цепи регулятора напряжения, плохого контакта в выключателе зажигания или в штекерных соединениях, нарушения соединения регулятора с «массой» автомобиля.
Если амперметр при работающем двигателе автомобиля показывает малую силу тока или вообще ничего не показывает, это еще не значит, что генераторная установка неисправна - аккумуляторная батарея может быть просто полностью заряжена. В этом случае нужно следить за показаниями амперметра сразу после пуска двигателя. Постепенное уменьшение зарядного тока xapaктеризует исправную генераторную установку.
Характерные неисправности генераторных установок и методы их устранения приведены в таблице 2.
Определенную информацию о работоспособности генераторной установки, снабженной лампой контроля заряда аккумуляторной установки, можно получить по поведению этой лампы. Прежде всего, конечно, следует убедиться, что сама лампа и реле ее включения, а также все соединения схемы, в том числе контакты выключателя зажигания исправны. В этом случае, если лампа не горит при неработающем двигателе при включении включателя зажигания, причиной может являться замыкание обмотки статора на «массу» или замыкание минусовых диодов. После запуска и выхода двигателя на нормальный режим работы у исправной генераторной установки лампа должна погаснуть. Тем не менее, контрольная лампа не контролирует отказ регулятора напряжения, связанный с не закрыванием выходного транзистора, главным образом с коротким замыканием внутри выходного транзистора регулятора. В этом случае напряжение генераторной установки не регулируется и достигает недопустимо высоких значений, но лампа после запуска гаснет, как и у нормально работающей установки. Наиболее полную и правильную информацию о работоспособности генераторной установки может дать вольтметр с пределами измерений до 15-30В (для генераторных установок дизелей с номинальным напряжением 28В предел измерений вольтметра должен быть выше). При полностью заряженной аккумуляторной батарее, включенных фарах дальнего света и средних частотах вращения коленчатого вала двигателя напряжение генераторной установки между выводом «+» (вывод «30» у генераторов автомобилей ВАЗ) и «массой» должно быть в пределах 13-15В (26-30 В у системы на напряжение 28 В). Низкое напряжение может быть вызвано отказом, как генератора, так и регулятора, высокое – только отказом регулятора или повышенным падением напряжения в цепи включения регулятора в бортовую сеть. Причиной низкого напряжения может быть слабое натяжение приводного ремня, которое следует проверить. Соответствие генераторных установок предъявляемым к ним техническим требованиям и их исправность можно проверить на стенде, сняв генераторную установку с двигателя автомобиля.
Полная диагностика генератора может быть произведена только после его разборки.
Прежде всего, нужно снять с генератора регулятор, который в большинстве случаев образует с щеткодержателем единый блок. У большинства типов отечественных генераторов это блок можно снять, отвернув два винта, крепящие кожух регулятора к крышке генератора. У генератора 37.3701 для снятия регулятора напряжения следует отвернуть два винта, крепящие одновременно металлическую пластину – теплоотвод регулятора и щеткодержатель к крышке генератора, а затем вынуть регулятор, оставив щеткодержатель на месте. Для этого между металлической пластиной регулятора и пластмассовым крепежным ушком щеткодержателя рекомендуется вставить отвертку. У генератора компактной конструкции, прежде всего, следует снять пластмассовый защитный кожух, закрепленный на задней крышке. Регулятор напряжения, выполненный в металлостеклянном корпусе, снимается вместе с щеткодержателем. Щетки вместе с контактными пластинами извлекаются из щеткодержателя вместе с регулятором. Дальнейшая разборка генератора производится снятием гаек со стяжных болтов или выворачиванием этих болтов, если они ввернуты прямо в крышку. После этого статор вместе с крышкой со стороны контактных колец легко отделяются от крышки со стороны привода и ротора. Исправность катушки возбуждения проверяют омметром, подсоединенным к контактным кольцам.
Диагностика обмотки статора требует специальной аппаратуры. Визуально изоляция провода не должна иметь подгорания и осыпания.
Контрольные вопросы
Таблица 2 - Неисправности генераторных установок и способы их устранения.
|
Причина неисправности |
Способ устранения |
|
Генераторная установка не обеспечивает заряд аккумуляторной батареи |
|
|
Окисление выводов аккумуляторной батареи |
Зачистить и смазать выводы |
|
Отказ аккумуляторной батареи |
Заменить аккумуляторную батарею |
|
Нарушение проводки между элементами генераторной установки и потребителями |
Проверить провода, подтянуть болтовые соединения, проверить надежность штекерных соединений. |
|
Срабатывание предохранителя в цепи регулятора напряжения. |
Установить и устранить причину срабатывания. Предохранитель заменить. |
|
Слабое натяжение приводного ремня. |
Подтянуть ремень. |
|
Неисправность генератора. |
При кратковременном замыкании выводов «Ш» и «+» регулятора напряжения генераторных установок по схеме рисунка 6, а, з, («Ш» и «–« установок по схемам рис.6, б, в, г, д, е) амперметр не показывает резкого скачка силы зарядного тока, а вольтметр – напряжения. Генератор снять и отправить в ремонт. |
|
Неисправность регулятора напряжения |
Если при выполнении операций предыдущего пункта наблюдается резкий скачок силы зарядного тока и напряжения – регулятор неисправен, его следует заменить или отправить в ремонт. |
|
Работа генераторной установки вызывает перезаряд аккумуляторной батареи |
|
|
Отказ элементов транзисторного регулятора напряжения |
Регулятор отправить в ремонт или заменить |
|
Повышенное падение напряжения в контактных соединениях цепи между регулятором напряжения и бортовой сетью |
Проверить и при необходимости зачистить, подтянуть или заменить контактные соединения в выключателе зажигания, предохранителях, штекерных и винтовых соединениях этой цепи, в том числе соединяющих регулятор напряжения с «массой» |