Тама №7. Система електропуску.

1.Загальні відомості ………………………………………………...

2.Будова статера ……………………………………………………

3.Електричні схеми керування статером …………………………....

4.Несправності та ремонт стартерів ……………………………......

Тема №8. Контрольно-вимірювальні прилади.

1.Загальні відомості ………………………………………………..

2.Прилади вимірювання температури ………………………….....

3.Прилади вимірювання тиску …………………………………….

4.Прилади вимірювання рівня пального …………………..….....

5.Прилади вимірювання швидкості руху та обертів К.В ………..

6.Експлуатація та основні несправності КВП …………………...

Тема №9. Прилади освітлення і світлової сигналізації.

1.Загальні відомості …………………………………………………

2.Фара, підфарники, задній ліхтар …………….…….…………....

3.Перемикачі світла, показчики повороту і сигналізатори ……

4.Джерела світла …………………………………………….…….......

5.Основні несправності системи освітлення ……………………...

Тема №10. Бортова мережа автомобіля.

1.Загальні відомості …………………………………………………

2.Запобіжники …………………………………………………………

3.Прилади для зменшення радіоперешкод …………………………...

4.Схеми електрообладнання автомобілів …...…………………….....

Тема №1.

Система електрозабезпечення автомобіля.

1. Основні відомості про систему електрозабезпечення автомобіля.

Система електрозабезпечення призначена для живлення електричною енергією всіх споживачів і підтримки сталості напруги в бортовій мережі електроустаткування автомобіля. Система повинна забезпечити надійну й довговічну роботу всіх споживачів електроустаткування автомобіля.

Рис. 1. Схема системи електропостачання:

а — напівмонтажна, б — принципова.

1 — генератор; 2 — регулятор напруги; 3 — вимикач запалювання;

4 — амперметр; 5 — навантаження (споживачі); 6 — акумуляторна батарея;

7 — випрямляч; 8 — обмотка статора; 9 — обмотка збудження.

Джерелами електричної енергії на автомобілі є генератор й акумуляторна батарея, включені паралельно. Регулювання напруги генератора в заданих межах здійснюється регулятором напруги. У систему електропостачання (мал. 1) входять: генератор змінного струму 1 з вбудованим у нього випрямлячем 7, регулятор напруги 2, акумуляторна батарея 6, амперметр 4 і вимикач 3 коло обмотки збудження генератора, конструктивно об'єднаного з вимикачами систем запалювання й пуску. При непрацюючому двигуні акумуляторна батарея 6 є джерелом електроенергії для всіх систем і приладів електроустаткування. У цей період роботи вона розряджається, а амперметр 4 показує силу розрядного струму. При працюючому двигуні й включеному вимикачі 3 струм, що надходить в обмотку збудження 9, створює магнітне поле, що при обертанні ротора перетинає обмотку статора 8 генератора, і в ній ындукуэться змінна ЕРС. Випрямляч 7 перетворить змінний струм у постійний. Коли напруга генератора буде більше ЕРС, акумуляторної батареї, струм від випрямляча 7 надходить в обмотку збудження 9, на всі включені споживачі 5 і на акумуляторну батарею 6, здійснюючи її заряд.

При заряді, акумуляторної батареї амперметр 4 показує силу зарядного струму.

Прі заряді акумуляторної батареї амперметр показує силу зарядного струму.

На автомобілі величина напруги в бортовій мережі обумовлена двома основними вимогами:

1. Заряд акумуляторної батареї.
2. Нормальна робота споживачів.

На більшості автомобілів з бензиновими двигунами напруга бортової мережі становить 13,5 – 14,5В., з дизельними 26,5 – 28 В.

Тема 2.

Акумуляторні батареї.

1. Загальні відомості.

2. Будова акумуляторної батареї.

3. Основні характеристики статерних АКБ.

4. Основні несправності АКБ.

5. ТО АКБ.

1. Загальні відомості.

У системі електрообладнання автомобіля джерелом електричної енергії, яке забезпечує живлення споживачів, коли не працює дви­гун або коли недостатня потужність, що її розвиває генератор, є акумуляторна батарея.

Основний споживач, який визначає тип і конструкцію акумуля­торної батареї — це стартер. Струм, що він споживає під час пуску двигуна, особливо за низьких температур, досягає кількох сотень амперів. Акумуляторні батареї на автомобілях установлюють у двигуновому відсіці, кабіні або зовні у спеціально відведених місцях.

У будь-якому джерелі енергії відбувається перетворення енергії з одного виду на інший. Свинцевий акумулятор належить до хімічних джерел струму, які перетворюють енергію, що виділяється під час хімічних реакцій, на електричну.

У свинцевому акумуляторі процеси перебігають оборотно. Активні речовини, витрачені в процесі реакції, можуть відновлюватися під час пропускання через акумулятор постійного струму від іншого джерела електричної енергії. Процес, під час якого хімічна енергія перетворюється на електричну, називається розряджанням, зворот­ний процес — заряджанням.

Активні речовини зарядженого акумулятора: діоксид свинцю PbO₂ темно-коричневого кольору на позитивному електроді та губчастий сви­нець Рb темно-сірого кольору на негативному електроді і водний розчин сірчаної кислоти H₂SO₄+H₂O — електроліт, в якому розмі­щено електроди. Якщо позитивний та негативний електроди з'єднати між собою споживачем електричної енергії, наприклад лампочкою, то через неї (зовнішня ділянка кола) і акумулятор (внутрішня ділянка кола) протікатиме розряжний струм.

2. Будова акумуляторної батареї.

Акумуляторна батарея складається з послідовно з’єднаних акумуляторів. В автомобілях використовують стартерні акумуляторні батареї з номінальною напругою 6 та 12 В, які складаються відповідно з

Слід зазначити, що 6ти-вольтові акумуляторні батареї нині з вироб­ництва знімають.

Акумуляторні батареї випускають в єдиному моноблоці (рис.2.1), виготовленому з ебоніту, термопласту (наповненого поліетилену), поліпропілену чи з полістиролу. Ці матеріали забезпечують тепло-, морозо- і кислотостійкість, а також механічну міцність. Моноблок поділено перегородками на комірки. На дні кожної комірки містяться призми, які є опорою для електродів та сепараторів і створюють простір, призначений для нагромадження шламу, що утворюється внаслідок спливання активної маси електродів. Це запобігає зами­канню шламом різнойменних електродів.

У кожній комірці моноблока вміщено негативні та позитивні електроди, відокремлені сепаратором і зібрані в блок електродів. Електроди однієї полярності зварено між собою з певним зазо­ром свинцевим містком 6, до якого приварено бірн.

Рис.2.1. Стартерна акумуляторна батарея:

1 — негативна пластина; 2 — сепаратор; 3 — позитивна пластина;

4 — бірн; 5— сітка; 6 — місток; 7 — кришка; 8 — перемичка; 9 — пробка; 10 — затискач; 11 — моноблок; 12 — призма; 13 — блок електродів

Електрод кожної полярності складається з активної маси і ґраток. призначених для струмовідведення й утримування активної маси. Ґратки виливають із свинцевих сплавів, до яких додають 4,5...6,0% сурми для збільшення механічної міцності, та 0,2 % миш'яку для підви­щення корозійної стійкості. Маса ґраток становить до 50% маси пластини. На ґратки пластин намазується паста, яка виготовляється із свинцевого порошку та розчину сірчаної кислоти; в пасту для негативних пластин додається розширювач для попередження змен­шення губчастого свинцю при експлуатації батареї. Паста після електрохімічної обробки (формування) перетворюється на високопористу активну масу. Після сушки пластин їх збирають у блоки.

Товщина пластин залежить від режиму роботи, терміну служби акумуляторної батареї і становить 1,5...2,0 мм та 2,4...2,6 мм для аку­муляторних батарей відповідно легкових та вантажних автомобілів. Пластини мають форму, що наближається до квадратної; ширина і висота — відповідно 143 і 119 або 133,5 мм.

Співвідношення між кількістю позитивних та негативних електро­дів в одному акумуляторі в різних типах батарей різне. Звичайно кількість негативних електродів па одиницю більша, ніж позитивних.

Між пластинами в блоках ставлять сепаратори 2 — відокремлювачі з кислотостійкого поруватого матеріалу. Вони призначені для запобігання стиканню різнойменних електродів і короткому зами­канню між ними. Завдяки великій поруватості та добрій змочуваності сепаратори не перешкоджають вільному доступу електроліту до активної поверхні пластини. Сепаратори батарей виготовляють з міпору, міпластута поровінілу. Товщина їх становить 1,1; 1,3; 1,5; 1,7; 1,9мм.

Кришки з ебоніту чи з пластмаси можуть закривати окремі акумуляторні відсіки. На сучасних батареях застосовують єдині криш­ки, які приварені чи приклеєні до моноблока, Кришки мають отвори для виведення бірнів і заливання електроліту. Заливні отвори горло­вини закривають пробками з вентиляційними отворами. Спеціальні відбивачі в пробках перешкоджають виплескуванню електроліту крізь вентиляційні отвори.

Вади, притаманні звичайним акумуляторним батареям (зниження рівня електроліту, прискорена корозія ґраток позитивного електро­да. саморозряджання), спричинюються наявністю 4,5...6,0 % сурми в сплаві свинцю, що використовується для виготовлення ґраток елект­родів. Крім того, потрібно періодично перевіряти рівень електроліту, і в разі потреби доливати дистильовану воду.

Цих вад не мають так звані необслуговувані батареї, в яких замі­нено матеріали ґраток, тобто позитивні електроди, виготовляють із свинцю, легірованого сурмою до 1,5% і кадмієм до 1,5%, а ґратки негативних електродів — із кальцієво-олов'янистого сплаву, що містить до 0,6...0,9 % кальцію та до 0,5...1,0 % олова. Чим більше сурми в свин­цю, тим швидше при меншій напрузі, що прикладена до електродів, вони нагріваються і відбувається електролітичне розкладання води з виділенням водню та кисню. Тому навіть при нормальній напрузі в мережі електрообладнання автомобіля акумулятор потрошку “кипить”. Застосування нової технології виготовлення акумуляторних деталей, що не вимагає особливих ливарних якостей, дає змогу зменшити вміст сурми до 2,5...1,5 %, а добавка кадмію до 1,5 % забезпечує дрібно­кристалічну структуру, яка сприяє зменшенню корозії електродів.

У мало- і необслутовуваних батареях не тільки замінено матеріал ґраток, а й зроблено такі конструктивні зміни:

1. позитивні електроди вміщено в сепаратор-конверт, який закри­тий з трьох боків;

2. блок електродів розміщено на дні моноблока для збільшення кількості електроліту без збільшення габаритних розмірів батареї;

3. товщина електродів не перевищує 1,9 мм, що дало змогу збільшити їх кількість, тобто знизити питомі струми без зміни габаритних роз­мірів батареї;

4. застосовано сепаратори з меншими питомими опором і товщи­ною; акумулятори з'єднано через перегородки моноблока; внутрішній опір батареї також зменшується внаслідок того, що питомий опір ґраток із свинцево-кальцієво-олив'янистих, а також малосурм'янистих сплавів менший, ніж ґраток із звичайного свинцево-сурм'янистого сплаву.

Необслуговувані батареї мають такі переваги: кращі пускові якості, збільшений термін служби, поліпшені зарядні характеристики, мен­ше саморозряджання, послаблену корозію позитивних електродів, не має потреби у доливанні води в процесі експлуатації. Їх випускають у герметичному виготовленні. Вони не мають заливних горловин, проте обладнанні спеціальним індикатором зарядженості, колір якого змінюється, коли вона досягає певного мінімального рівня. Останнім часом розробляється технологія виготовлення пластин методом напилення активної маси на пластмасову стрічку, що одночасно є се­паратором. Це приводить до значного зменшення маси акумулятора.

Стартерні акумуляторні батареї маркують згідно з державними стандартами. Перша цифра маркування (3 або 6) характеризує кіль­кість послідовно з'єднаних акумуляторів у батареї, яка визначає її номінальну напругу (6 або 12 В). Літери СТ означають, що батарея стартерна. Подальші цифри визначають номінальну ємність у 20-годинному режимі розряджання, а літери — матеріал моноблока (Е — ебоніт, Т — термопласт, П — поліетилен), матеріал сепараторів (М — міпласт, Р — міпор, П — пластипор, С — скловолокно разом з якимось із сепараторів) і виконання (Н — несухозаряджена. А —із спільною кришкою, 3 — батарея залита електролітом і повністю заряджена (необслуговувана), Н — батарея з нагрівальним елемен­том).

3. Основні характеристики стартерних акумуляторних батарей.

До основних характеристик стартерних акумуляторних батарей належать: ЕРС. напруга, внутрішній опір, ємність, потужність, енер­гія, саморозряджання, термін служби.

Електрорушійною силою акумулятора називають алгебраїчну різницю його електродних потенціалів, якщо зовнішнє коло розімкнене:

Е_а=φ₊ - φ_-,

де φ₊ і φ_- — потенціали відповідно позитивного та негативного електродів, коли зовнішнє коло розімкнене. З практичною метою ЕРС можна визначити вольтметром з великим внутрішнім опором (не менш як 300 Ом на 1 В) чи потенціометром.

ЕРС акумулятора залежить від густини і дуже мало від температури .

ЕРС свинцевого акумулятора наближено можна визначити за емпіричною формулою, В:

Е_а = 0,84 + γ

де γ — густина електроліту за температури +25 °С, г/см³, ЕРС батареї, що складається з акумуляторів, з'єднаних послідовно,

Е_σ=mЕ

Напруга акумуляторної батареї — на практиці більш важливий параметр. При розряджанні він нижче, ніж ЕРС, а при заряджанні вище ЕРС на значення спаду напруги на внутрішньому активному опорі та електродній поляризації. Напругою акумуляторної батареї називають алгебраїчну різницю його електродних потенціалів, якщо зовнішнє коло замкнене (наявний споживач).

Внутрішній опір акумуляторної батареї невеликий (соті, а то і тисячні тисячні частки ома), завдяки чому в стартерних режимах розряджання від батареї можна дістати великі струми з малим спадом напруги.

Опір Ro складається з опорів пластин, сепараторів, вивідних за­тискачів міжелементних з'єднань та електроліту. Більшу його частину створює опір електроліту, який залежить від поруватості сепарато­ра, густини й температури електроліту.

Омічний опір акумулятора залежить від площі поверхні ввімкне­них паралельно пластин, відстані між ними, густини і температури електроліту, сили розрядного й зарядного струмів, ступеня розрядженості акумулятора. Мінімальний опір має електроліт густиною 1,23...1,3 г/см³ при температурі +15°С, що зумовило вибір цих зна­чень густини для електроліту стартерних акумуляторних батарей. Із зниженням температури питомий опір електроліту набагато зростає і при температурі — 40 °С стає приблизно у 8 разів більший, ніж при температурі +30 °С.

У процесі заряджання та розряджання акумулятора його внутрішній опір змінюється внаслідок зміни густини електроліту та хімічного складу активної маси пластин.

Ємністю акумуляторної батареї називають кількість електро­енергії, яку вона віддає під час розряджання до певної напруги. Що більша сила розрядного струму й нижча температура електроліту, то менша напруга, до якої може розряджатися акумуляторна батарея. Наприклад, визначаючи номінальну ємність акумуляторної батареї розряджання проводять із силою струму І=0,5С₂₀ до напруги 10,5 В при температурі +25°С, а в разі розряджання стартерним струмом І=3С₂₀ і температури електроліту — 18°С — до 1 В на акумулятор або 6 В на 12-вольтну батарею.

Потужність акумуляторної батареї — кількість енергії, що її вона віддає за одиницю часу. Потужність батареї під час розряд­жання

P_б=U_pI_p=I_p²R_н=E_sI_p-I_p²R_s

де R_н, R_s— опори зовнішнього навантаження і батареї відповідно;

U_p, I_p — напруга і струм батареї під час розряджання відповідно.

Енергію акумулятора визначає добуток розрядної (зарядної) ємності на середню розрядну (зарядну) напругу, [Вт • год]:

W_p = С_p U_p; W_з = С_з U_з;

де С_p, С_з — ємності під час розряджання й заряджання відповідно;

А • год, U_з, U_p — середні значення розрядної та зарядної напруг відповідно, B.

Саморозряджанням акумуляторної батареї називають при­родну втрату нею ємності під час бездіяльності. За наявними норма­ми (ГОСТ 959.0—84), саморозряджання зарядженої батареї після без­діяльності протягом 14 діб при температурі навколишнього середо­вища ( + 20 ± 5 °С) має не перевищувати 10 %, а після бездіяльності протягом 28 діб — 20 %.

На саморозряджання батареї впливають такі фактори: підвищен­ня температури і густини електроліту, наявність у ньому домішок (міді, нікелю, заліза, марганцю, соляної та азотної кислот тощо), пе­ренесення сурми з ґраток позитивних пластин на негативні пласти­ни протягом терміну служби батареї, струмопровідні містки на верхній батареї між її вивідними затискачами.

Термін служби свинцевих акумуляторних батарей зумовлюють густина робочого навантаження, надлишковий заряд (перезаряд) і режим циклування (глибина й сила струму під час розряджання). За малих густин струму розряджання (до 1,5 мА/см²) переважають корозійні спрацювання ґраток позитивних пластин за великих — руйнування активної маси.

Перезаряджання спричинює корозію ґраток позитивних пластин, а за великих струмів перезаряджання, руйнується активна маса позитивних пластин.

Циклування позначається на руйнуванні активної маси позитивних пластин, яке відбувається внаслідок її великих об'ємних змін.

На термін служби батареї дуже впливає густина електроліту якщо g= 1,25 г/см³, термін служби на 30...40% більший, ніж коли g=1,30 г/см³. Понад 65 % усіх батарей виходять з ладу через руйнування позитивних пластин.

4. Основні несправності АКБ.

Для акумуляторних батарей, що їх нині випускають, співвідношення кількості різних несправностей становить (приблизно), %: корозія ґраток позитивних електродів — 42; обпливання активної маси та замикання нижніх країв електродів — 35,5; проростання сепара­торів з мінпласту та руйнування сепараторів з міпору — 16; інші несправності — 6,5. Розглянемо ці несправності.

Корозія ґраток позитивних електродів. У процесі експлуатації ґрат­ки позитивного електрода, яка складається із свинцю з різними доміш­ками (сурма, кальцій, срібло, арсен), окислюється і втрачає механіч­ну міцність. Процес корозії прискорюється із зниженням температури електроліту, густини зарядного струму та інших умов, які сприяють виділенню кисню (наприклад, унаслідок електролітичного розкла­дання води під час перезаряджання).

Обпливання активної маси позитивних електродів. Суть цього явища полягає у відпаданні від електродів найдрібніших кристалів та зерен РbO₂ (розміром менш як 0,1 мм). Дослідження засвідчили, що на обпливання впливають здебільшого густина струму та кон­центрація електроліту під час розряджання. Наприклад, збільшення густини електроліту приблизно на 0,2 г/см³ зменшує термін служби активної маси в 8...10 разів, а підвищення густини зарядного струму з 0,65 до 1,8 А/дм² знижує цей показник майже на 50%, На обпли­вання активної маси дуже впливає також температура електроліту.

Короблення електродів. Цей процес спричинюють здебільшого перегрівання батареї та розрядні струми великої густини. Він вияв­ляється в поздовжньому прогинанні електродів (зі стрілою прогину до 3…4 мм).

Проростання сепараторів і коротке замикання. Набрякання ак­тивної маси позитивних електродів та її обпливання спричинюється до шкідливих наслідків. Часто набрякла активна маса заповнює найбільші за діаметром пори сепараторів, і в них утворюються наскрізні містки, внаслідок чого стається часткове замикання електро­дів і різко збільшується саморозряджання батарей.

Необоротна сульфатація. Під необоротною сульфатацією електро­дів розуміють такий їхній стан, коли вони не заряджаються під час пропускання нормального зарядного струму протягом визначеного інтервалу часу. Проявом цього явища на негативному електроді є наявність на його поверхні суцільного шару сульфату свинцю. Ак­тивний матеріал таких електродів твердий і піщаний.

Унаслідок сульфатації електроди втрачають свою ємність і акуму­лятор стає нероботоздатним. Необоротну сульфатацію може спричини­ти неповне формування електродів, велике саморозряджання під дією різних домішок чи коротких замикань, систематичні недозаряджання батарей, тривале перебування батарей у незарядженому стані, зниження рівня електроліту відносно верхніх окрайків електродів.

Саморозряджання. Причинами цього явища є засмічення активної маси домішками, які утворюють місцеві електронні пари. виникнен­ня між електродами замикань з великим опором (наприклад, під час проростання сепараторів) і забруднення акумуляторної батареї.