Элементы электрооборудования автомобиля

Аккумуляторные батареи (АКБ)

Аккумуляторные батареи предназначеныдля электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности.

На автомобиле КамАЗ установлены две аккумуляторные батареи 6СТ-190АП, соединенные последовательно. Плюсовый вывод батареи соединяется с выводом стартера, а минусовый – с выключателем 9 (рисунок 14.7) батарей, а через него – с корпусом автомобиля. Аккумуляторные батареи располагаются в ящике-гнезде, который крепится к раме автомобиля сзади кабины с левой стороны. Выключатель аккумуляторных батарей установлен с боковой стороны ящика-гнезда ближе к кабине, а кнопка дистанционного управления расположена в кабине на панели щитка приборов.

Условное наименование батареи включает в себя тип батареи и дополнительные буквенные обозначения.

На автомобилях КамАЗ установлены батареи типа 6СТ-190, где:

6 – количество последовательно соединенных аккумуляторов, характеризующее номинальное напряжение батареи (12 В);

СТ – назначение – стартерная;

190 – номинальная емкость при 20-часовом режиме разряда (в А*ч).

Дополнительные буквенные обозначения:

А – батарея в моноблоке из пластмассы с общей крышкой;

П – сепаратор-конверт из полиэтилена.

Стартерная аккумуляторная батарея 6СТ-190АП состоит из шести аккумуляторов, соединенных между собой последовательно, расположенных в отдельных ячейках моноблока (рисунок 14.8).

 

Рис. 14.7. Установка батарей на автомобиле:

1 – провод, соединяющий корпус машины с выключателем батарей; 2 – провод, соединяющий положительный вывод батарей с выводом стартера; 3 – стяжка крепления батарей; 4, 5 – отрицательные и положительные выводы батарей; 6 – аккумуляторные батареи 6CT-I90АП; 7 – ручка для переноса батарей; 8 – провод, соединяющий минусовый вывод с выключателем батарей; 9 – выключатель батарей; 10, 11 – провода реле выключателя батарей

 

В каждой ячейке моноблока находится блок электродов, который состоит из чередующихся отрицательных и положительных электродов, разделенных сепараторами. Электроды одинаковой полярности собираются в полублоки при помощи межэлементных соединений, состоящих из полюсного мостика 2 (рис. 8) и борна 3.

 

Рис. 14.8. Аккумуляторная батарея 6СТ-190:

а – продольный разрез; б – поперечный разрез; 1 – крышка; 2 – полюсный мостик; 3 – борн; 4 – перегородка моноблока; 5 – пробка; 6 – ручка для переноски; 7 – полюсный вывод; 8 – моноблок; 9 – блок электродов

 

При исправном электрооборудовании и отсутствии нарушений в эксплуатации необходимость в добавлении дистиллированной воды в батарею может возникнуть не чаще 1 раза в 1 ‑ 2 года.

Корпус аккумуляторной батареи изготавливают в виде многоместных моноблоков. В качестве материала используется сополимер полипропилена с этиленом, что позволяет снизить толщину стенок в 2 раза и уменьшить массу корпусных деталей без ухудшения их прочности. Внутри моноблок разделен прочными непроницаемыми перегородками на отдельные ячейки по числу аккумуляторов в батарее.

В крышке аккумуляторной батареи над каждой ячейкой выполнено резьбовое отверстие для заливки электролита и обслуживания аккумулятора. После заливки электролита резьбовое отверстие закрывают пробкой из полиэтилена.

Для герметичной укупорки новых сухозаряженных батарей в верхней части пробки над вентиляционным отверстием выполнен глухой прилив. Его после заливки электролита необходимо срезать для обеспечения нормальной эксплуатации. В результате получается небольшое (диаметром 2 ‑ 3 мм) вентиляционное отверстие, предназначенное для выхода газов.

В заряженном аккумуляторе активная масса положительных электродов имеет темно-коричневый цвет, а активная масса отрицательных электродов – серый цвет. При этом плотность электролита в зависимости от района эксплуатации батареи составляет 1,24 ‑ 1,3 г/см³. Плотность электролита при 100 %-ном разряде уменьшается примерно на 0,16 г/см³. Таким образом, снижение плотности электролита на 0,01 г/см³ соответствует снижению степени заряженности аккумулятора примерно на 6 %.

Для приведения сухозаряженных батарей в рабочее состояние необходимо: приготовить электролит требуемой плотности, подготовить аккумуляторную батарею к заливке электролитом, залить электролит в аккумуляторы, пропитать им электроды и сепараторы, при необходимости зарядить батарею.

Для приготовления электролита следует применять только аккумуляторную серную кислоту и дистиллированную воду. Вливать можно только кислоту в воду небольшой струйкой при непрерывном перемешивании стеклянной палочкой, так как реакция сопровождается большим выделением теплоты. Сосуд для приготовления электролита может быть фарфоровым, эбонитовым или из кислотостойкой пластмассы.

Для удобства пользования аккумуляторную серную кислоту плотностью 1,83 г/см³ разводят в воде до 1,4 г/см³. В дальнейшем плотность понижают до требуемого значения в соответствии с климатическим районом, в котором эксплуатируются аккумуляторные батареи (таблица 14.1). Плотность электролита измеряют аккумуляторным ареометром. Для районов с умеренным климатом допускается заливать батареи электролитом с температурой не ниже 15 °С и не выше 25 °С, в жарких и теплых влажных зонах – не выше 35 °С.

После заливки электролитом не ранее чем через 20 мин и не позже чем через 2 ч производят контроль плотности электролита. Если плотность электролита понизится не более чем на 0,03 г/см³ против плотности заливаемого электролита, то батареи могут быть сданы в эксплуатацию. При большем понижении плотности батареи следует зарядить.

 

Таблица 14.1

Плотность электролита в соответствии с климатическим районом

Макроклиматический район	Климатический район (ГОСТ 16350-80), средняя месячная температура воздуха в январе, °С	Плотность электролита, приведенная к 25 °С, г/см^3
		заливаемого	заряженной батареи
Холодный	Очень холодный (от - 50 до - 30 °С) Холодный (от - 30 до - 15 °С)	1,28 1,26	1,30 1,28
Умеренный	Умеренный (от - 15 до - 3 °С) Теплый влажный (от 0 до 4 °С) Жаркий сухой (от - 15 до 4 °С)	1,24 1,20 1,22	1,26 1,22 1,24

 

При необходимости срочного ввода батарей в эксплуатацию допускается ускоренное приведение сухозаряженных батарей в рабочее состояние.

Плотность, приведенная к 25 °С заливаемого в аккумуляторы электролита, должна быть (1,28 ± 0,01) г/см³. Батареи, хранившиеся при температуре окружающего воздуха выше 0 °С или имеющие на момент приведения температуру выше 0 °С, сдаются в эксплуатацию после 20-минутной пропитки без проверки конечной плотности электролита. Батареи, хранившиеся при отрицательных температурах (до минус 30 °С) должны заливаться горячим электролитом с температурой (40 ± 2) °С, продолжительность пропитки 1 ч.

При первой возможности батареи, приведенные в рабочее состояние ускоренным способом, должны быть полностью заряжены, а плотность и уровень электролита откорректированы.

Выключатель предназначен для отключения аккумуляторных батарей от корпуса автомобиля при длительной стоянке, снятии и установке аппаратов и приборов электрооборудования.

Генераторная установка предназначена дляпитания всех потребителей автомобиля электрической энергией при работающем двигателе и для поддержания напряжения в бортовой сети автомобиля в пределах (28,4 ± 0,6) В.

Генераторная установка представляет собойгенератор со встроенным регулятором напряжения.

Генераторная установка расположена в верхней передней части двигателя и прикреплена двумя лапами к кронштейну, а третьей к натяжной планке и приводится во вращение поликлиновым ремнем.

Техническая характеристика генераторной установки

Номинальное напряжение, 28 В.

Ток нагрузки максимальный, 80 А.

Частота вращения ротора, при которой напряжение генератора достигает величины 26 В:

при токе нагрузки, равном 10 А – не более 1300 мин^-1;

при токе нагрузки, равном 30 А – не более 1550 мин^-1;

при токе нагрузки, равном 60 А – не более 2200 мин^-1.

Ток нагрузки при напряжении 26 В и частоте вращения ротора
3500 мин^-1, не менее 75 А. При этом напряжение на выводе " W " должно быть не менее 17 В, напряжение на выводе "+ D " должно быть не менее чем на выводе "+".

Регулируемое напряжение при температуре окружающей среды
(25 ± 10) °С, частоте вращения ротора 5000 мин^-1 и токе нагрузки 27 А с подключенной аккумуляторной батареей со степенью заряженности не ниже
75 % или с подключенной нагрузкой, эквивалентной аккумуляторной батарее по фильтрующим свойствам, должно быть (28,4 ± 0,6) В.

Генераторная установка представляет собой трехфазную двенадцатиполюсную синхронную электрическую машину со встроенным выпрямительным блоком, помехоподавляющим конденсатором, щеткодержателем с регулятором напряжения и системой с протяжной вентиляцией.

На генераторной установке имеются следующие выводы:

"+" ‑ для соединения с аккумуляторной батареей и нагрузкой;

"Ш" или "В" ‑ для соединения с выключателем стартера и приборов;

" W " или "~" ‑ вывод фазы для соединения с тахометром и реле блокировки стартера;

"+ D " или "Д" ‑ вывод от дополнительных диодов для соединения с контрольной лампой.

Генераторная установка (рисунок 14.9) состоит из статора 2, ротора 5, крышки со стороны контактных колец 8 с выпрямительным блоком и щеткодержателем с регулятором напряжения 1, крышки со стороны привода 7, шкива 4, вентилятора 6.

Статор состоит из сердечника и обмотки. Сердечник набран из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком и соединенных сваркой по наружной поверхности пакета. Внутри сердечника равномерно расположены по окружности 36 пазов, предназначенных для размещения обмоток.

Обмотка статора трехфазная, соединенная в треугольник. Такое соединение позволяет уменьшить силу тока в обмотке и, следовательно, использовать более тонкий провод. Каждая фаза состоит из последовательно соединенных катушек, намотанных проводом с эмалевой изоляцией. Катушки закреплены в сердечнике статора текстолитовыми клиньями. Выводы фазных обмоток крепятся к зажимам выпрямительного устройства. Вывод одной из фаз " W " служит для подключения реле блокировки стартера и тахометра.

Рис. 14.9. Генераторная установка:

1 – щеткодержатель с регулятором напряжения; 2 – статор; 3 – подшипник со стороны привода; 4 – шкив; 5 – ротор; 6 – вентилятор; 7 – крышка со стороны привода; 8 – крышка со стороны контактных колец; 9 – стяжные винты

 

Ротор является индуктором и состоит из вала, обмотки возбуждения, полюсных наконечников, контактных колец. Вал стальной, на его рифленой поверхности жестко, посредством прессовки, закреплены стальная втулка, полюсные наконечники и контактные кольца. Полюсные наконечники выполнены из мягкой стали, имеют по шесть заостренных клювов, которые образуют шесть пар полюсов.

Обмотка возбуждения намотана на стальную втулку. От втулки и полюсных наконечников обмотка изолирована полиэтиленовым каркасом и картонными шайбами. Концы обмотки возбуждения припаяны к контактным кольцам, расположенным на изоляционной втулке. Для уменьшения нагрузок на подшипники ротор динамически балансируется путем надсверливания отверстий на полюсных наконечниках.

Крышка со стороны контактных колец изготовлена из алюминиевого сплава, имеет вентиляционные окна и лапу крепления генератора на двигателе.

В крышке установлены:

выпрямительный блок (служит для двухполупериодного выпрямления трехфазного тока) с тремя дополнительными диодами, предназначенными для питания цепи возбуждения;

пластмассовый щеткодержатель с регулятором напряжения, закрепленный на крышке двумя винтами;

помехоподавляющий конденсатор, установленный сверху на крышке;

соединительная колодка с выводом от дополнительных диодов;

вывод фазы.

Крышка со стороны привода изготовлена из алюминиевого сплава, имеет вентиляционные окна и две лапы, одна из которых служит для крепления генератора на кронштейне двигателя, а другая с резьбовым отверстием М8 ‑ для крепления натяжной планки.

Вентилятор и шкив устанавливаются на вал генератора и закрепляются гайкой с пружинной шайбой.

В крышках генератора установлены закрытые шариковые подшипники вала ротора со смазкой одноразового наполнения. При эксплуатации не требуется добавлять смазку. Шарикоподшипник, размещенный на валу со стороны привода, фиксирован от осевого перемещения. В крышке со сто­роны контактных колец наружное кольцо имеет скользящую посадку, что разгружает подшипник от осевых усилий.

Генератор водостойкий, поэтому автомобиль может преодолевать брод без повреждений генератора. После выхода из воды работоспособность генератора должна сохраняться. Водостойкое исполнение генератора обеспечивается применением соответствующих покрытий поверхности его деталей и пропиткой обмоток водостойкими лаками.

Принцип действия генератора

При включении выключателя приборов и стартера напряжение от аккумуляторной батареи подается на обмотку возбуждения (через щетки и контактные кольца), размещенную на вращающейся части генератора – роторе. Вокруг обмотки возбуждения создается магнитное поле, которое, проходя через полюсные наконечники, образует северные и южные полюсы на роторе. При вращении ротора будет вращаться и магнитное поле, которое, пересекая обмотки статора, будет индуцировать в них ЭДС. Учитывая то, что под каждой обмоткой статора поочередно проходят полюсы различной полярности, то ЭДС, индуцированная в обмотках статора, будет переменной, одинаковой частоты, но сдвинутой по фазе на 120°.

Выпрямительным блоком переменное напряжение преобразуется в постоянное, и когда оно станет больше напряжения аккумуляторной батареи, генератор начнет питать потребители и заряжать батарею. Обмотка возбуждения также будет питаться от генератора через дополнительные диоды.

С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора может достигнуть опасного для приемников значения, поэтому генератор работает совместно с регулятором напряжения, поддерживающим напряжение в бортовой сети автомобиля в заданных пределах.

Напряжение генератора определяется тремя факторами ‑ частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора; снижение тока возбуждения – уменьшает напряжение.

Регулятор напряжения стабилизирует напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Стартер СТ142Б2 (рисунок 14.10) имеет герметизированное исполнение с электромагнитным тяговым реле и дистанционным управлением, номинальная мощность 8,2 кВт, номинальное напряжение 24 В.

 

Рис. 14.10. Стартер СТ142Б2:

1 – уплотнительные кольца; 2 – держатель промежуточного подшипника;
3 – бандаж; 4 – якорь; 5 – корпус; 6, 27 – крышки; 7 – коллектор; 8 – болт крепления траверсы щеткодержателей; 9, 28 – подшипник; 10 – фильц; 11 – траверса щеткодержателей; 12 – щетки; 13 – обмотка возбуждения; 14 – соединительная шина; 15 – силовой зажим; 16 – вывод обмоток реле; 17 – контактный диск; 18, 19 – вытягивающая и удерживающая обмотки; 20 – возвратная пружина; 21 – якорь; 22 – резиновый кожух; 23 – рычаг привода; 24 – эксцентриковая ось; 25 – привод; 26 – шестерня; 29 – упорная шайба

Стартер установлен на двигателе в его нижней левой части и крепится к картеру сцепления тремя болтами и шпилькой.

Ток холостого хода при напряжении 24 В не более 130 А, ток торможения не более 800 А, напряжение включения реле 18 В, передаточное отношение двигатель ‑ стартер 11,3.

Стартер СТ142Б2 состоит из электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением, механизма привода и электромагнитного тягового реле.

Стартер полностью герметизирован, что совершенно исключает возможность попадания внутрь пыли, влаги и других посторонних веществ. Такое решение обеспечивает работоспособность стартера в тяжелых условиях эксплуатации, способствует повышению надежности и увеличению срока службы. Герметизация осуществляется при помощи уплотнительных колец, установленных в сопряжениях деталей стартера: в стыках крышки 6 и корпуса 5, держателя промежуточного подшипника 2, изоляционной крышки 27 реле стартера и корпуса последнего. Выводные болты уплотнены резиновыми шайбами. Крышка 6 со стороны коллектора выполнена без смотровых окон.

Электродвигатель стартера предназначендля преобразования электрической энергии в механическую. Электродвигатель состоит из корпуса с полюсами и катушками обмотки возбуждения, якоря с обмоткой и коллектором, щеточного узла со щеткодержателями, щетками и щеточными пружинами, крышки со стороны коллектора, крышки со стороны привода.

Электромагнитное тяговое реле стартера предназначено для ввода шестерни стартера в зацепление с венцом маховика и для подключения электродвигателя стартера к аккумуляторной батарее.

Механизм привода предназначен для передачи крутящего момента от вала электродвигателя стартера на зубчатый венец маховика двигателя, а также для предотвращения обратной передачи крутящего момента.

Реле блокировки стартера предназначено для автоматического отключения цепи реле стартера после пуска двигателя, а также для недопущения включения стартера при работающем двигателе.

 

Вопросы для контроля и самопроверки

1. Назначение и состав электрооборудования танка Т-72.

2. Назначение и состав электрооборудования автомобиля КамАЗ-5350.

3. Назначение, ТХ, устройство аккумуляторной батареи 12СТ-85Р.

4. Назначение, ТХ, устройство стартера-генератора СГ-10-1С.

5. Назначение реле-регулятора Р10ТМУ-1С.

6. Назначение, ТХ, устройство, обслуживание аккумуляторной батареи 6СТ-190АП.

7. Назначение, ТХ, устройство генераторной установки автомобиля.

8. Назначение, ТХ, устройство стартера СТ142Б2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Рассмотренный учебный материал в первой части учебного пособия дает основание сделать следующие выводы:

1. Материал в Пособии является важным элементом для теоретической и практической подготовки курсантов по Программе 3-го поколения. Знание этого материала позволит создать базовую основу для изучения вопросов, связанных с конструкцией трансмиссии, ходовой части и специального оборудования базовых шасси инженерной техники, ее эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом.

2. Структура и содержание учебного пособия дополняет соответствующие информационно-справочные данные из различных источников.

3. В рамках учебной дисциплины «Конструкции базовых шасси инженерной техники» логическим продолжением первой части учебного пособия является вторая часть, которая содержит материал по конструкции трансмиссии, ходовой части и специального оборудования гусеничных базовых шасси инженерной техники, применяемых в инженерных войсках Вооруженных сил Российской Федерации.

В третьей части учебного пособия раскрыт материал по изучению трансмиссии, ходовой части, систем управления, а также электрооборудования колесных базовых шасси инженерной техники.

ЛИТЕРАТУРА

а) основная:

1. Володин А.Г., Марченко Д.В., Колесник К.П., Крухтанов И.А., Дехтевич А.И. Конструкции транспортных средств специального назначения. Ч.1. Трансмиссия и ходовая часть транспортных средств специального назначения: учебное пособие для курсантов ТВВИКУ /А.Г. Володин // - Тюмень: ТВВИКУ, 2013. – 263 с.

2. Абдуллаев Ш.Р., Марченко Д.В., Колесник К.П., Крухтанов И.А., Дехтевич А.И. Конструкции транспортных средств специального назначения. Ч.2. Несущие системы, системы подрессоривания, дополнительное и специальное оборудование, приводы и системы управления транспортных средств специального назначения: учебное пособие для курсантов ТВВИКУ /Ш.Р. Абдуллаев // - Тюмень: ТВВИКУ, 2014. – 227 с.

3. Володин А.Г., Марченко Д.В., Колесник К.П., Крухтанов И.А., Дехтевич А.И., Лесков О.Н. Конструкции систем вооружения. В 2 ч. Ч.1. Трансмиссия и ходовая часть, дополнительное и специальное оборудование гусеничных систем вооружения: учебное пособие для курсантов ТВВИКУ /А.Г. Володин // - Тюмень: ТВВИКУ, 2016. – 304 с.

4. Марченко Д.В., Володин А.Г., Крухтанов И.А., Буйдин В.Ю., Лесков О.Н., Михайлов В.М. Конструкции систем вооружения. В 2 ч. Ч.2. Силовые передачи, движители, приводы и системы управления колесных специальных машин: учебное пособие для курсантов ТВВИКУ /А.Г. Володин // - Тюмень: ТВВИКУ, 2017. – 180 с.

б) дополнительная:

5. Марченко Д.В. Конструкции автомобилей КамАЗ серии «Мустанг»: монография /Д.В.Марченко//– Тюмень: ТВВИКУ, 2016. – 597 с.

6. Гладов Г.И., Вихров А.В., Зайцев С.В., Кувшинов В.В., Павлов В.В. Конструкции многоцелевых гусеничных и колесных машин. Учебник /А.В.Вихров, С.В.Зайцев и др. под общ. ред. Г.И.Гладов //- М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 400 с.

7. Валеев Д.Х. КамАЗ 43114: Руководство по эксплуатации, устройству, техническому обслуживанию, и текущему ремонту автомобилей КамАЗ / под редакцией Д.Х.Валеев//– Набережные Челны: Открытое Акционерное общество «КАМАЗ», 2013.

8. Бородин Н.Г. Машины инженерного вооружения. Часть IV. /Н.Г. Бородин, В.Н. Манкевич, А.А., Путнов и др./ – М.: Военное издательство, 1987.- 432 с.

9. Сагир П.И. Тяжелый многоцелевой гусеничный транспортер-тягач МТ-Т. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. /П.И. Сагир, В.Г. Каленков, Ю.Ф. Мартынов и др./ – М.: Военное издательство, 1988.- 446 с.