Источники питания [Жигули VAZ-2101]

0

Аккумуляторная батарея

Техническая характеристика:

• Номинальное напряжение, В — 12
• Номинальная емкость при 20-часовом режиме разряда и температуре электролита 25°С в начале разряда, А·ч — 55
• Масса (с электролитом), кг — 21

На автомобилях «Жигули» устанавливают свинцовую кислотную аккумуляторную батарею 6СТ-55, которая служит для питания потребителей автомобиля электрическим током при неработающем двигателе, а также для пуска двигателя.

Корпус 49 батареи изготовлен из эбонита и разделен непроницаемыми перегородками 56 на шесть секций, в которых размещены шесть последовательно соединенных аккумуляторов напряжением до 2 В. Каждый аккумулятор состоит из блока пластин. Блок состоит из полублоков положительных и отрицательных пластин. Пластины представляют собой отлитые из сплава свинца и сурьмы решетки, ячейки которых заполнены пористой активной массой. Пластины одинаковой полярности ушками приварены к баретке, состоящей из штыря 48 и мостика 47. Баретка служит для крепления пластин и вывода тока.

Пластины в блоке изолированы друг от друга тонкими и пористыми сепараторами 45 из поливинилхлорида. Малая толщина и большая пористость сепараторов облегчают проникновение электролита к пластинам, уменьшают внутреннее сопротивление батареи и позволяют получить значительную силу разрядного тока при низких температурах. У части аккумуляторных батарей блок пластин с сепараторами закрыт сверху предохранительным щитком из пластмассовой сетки.

Сверху секции корпуса закрыты эбонитовыми крышками 50 с отверстиями по краям для прохода выводов и с центральным резьбовым отверстием для заливки электролита и проверки его уровня. В крайних отверстиях имеются свинцовые втулки 52, к которым привариваются штыри полублоков и мостики 54, соединяющие отдельные аккумуляторные батареи.


Крышки отсеков и соединительные мостики залиты специальной кислотостойкой мастикой, которая хорошо герметизирует секции батареи и предохраняет соединительные мостики от повреждений, коррозии и случайных замыканий.

В аккумуляторы батареи заливается электролит, которым служит раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Плотность электролита полностью заряженной аккумуляторной батареи при +25°С должна быть 1,28 г/см³ для умеренного климата и 1,22 г/см³ для тропического.

Нормальный уровень электролита в аккумуляторах должен быть на 5—10 мм выше предохранительного щитка или верхнего края сепараторов. Если в центральном отверстии аккумулятора имеется глубокая горловина (тубус), то уровень электролита должен доходить до ее нижнего края. При этом отчетливо виден мениск в нижнем отверстии горловины.

Генератор

Техническая характеристика:

• Направление вращения — Правое
• Номинальное напряжение, В — 12
• Максимальная сила тока отдачи (при 14 В и 5000 об/мин), А — 42
• Передаточное отношение двигатель—генератор — 1:2,04
• Масса генератора без шкива, кг — 4,2

На автомобилях «Жигули» устанавливается генератор переменного тока типа Г-221, который служит для питания потребителей автомобиля электрическим током и для зарядки аккумуляторной батареи.

Генератор представляет собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. Для преобразования переменного тока в постоянный в генератор встроен выпрямитель на шести кремниевых диодах.

Основные части генератора: ротор, статор 2 и крышки 1 и 11, отлитые из алюминиевого сплава.


Ротор состоит из вала 14, на рифленую поверхность которого напрессована стальная втулка 29 и стальные клювообразные полюсы 28, образующие вместе с валом и втулкой сердечник электромагнита. На втулке 29 между полюсами в пластмассовом каркасе 31 помещена обмотка возбуждения 30 ротора. Концы обмотки выведены через отверстия а в полюсе и припаяны к выводам контактных колец.

Ротор вращается в двух шарикоподшипниках закрытого типа. Смазка закладывается в подшипники при их изготовлении и при эксплуатации пополнения не требуется. Внутренняя обойма переднего подшипника 25 свободно посажена на вал ротора и вместе с дистанционным кольцом 24 зажата между ступицей шкива и буртиком вала гайкой крепления шкива. Наружная обойма подшипника 25 запрессована в крышку и закреплена между двумя шайбами 23 и 27, стянутыми четырьмя винтами. Внутренняя обойма заднего подшипника 15 напрессована на вал ротора; наружная обойма поджимается резиновым кольцом.

На валу ротора на сегментной шпонке установлены шкив 26 с вентилятором, изготовленные из листовой стали и соединенные электросваркой.

Вентилятор служит для охлаждения выпрямителя и внутренних частей генератора.

Статор набран из пластин электротехнической стали толщиной 1 мм. Пластины соединены электросваркой. На внутренней стороне статора имеется 36 пазов полузакрытой формы, изолированных лаком или электроизоляционным картоном. В пазы уложена трехфазная обмотка, закрепленная от выпадания деревянными клиньями или пластмассовыми трубками. Каждая фазная обмотка состоит из шести катушек. Фазные обмотки соединены в звезду с выводом (штекер 19) нулевой точки.


На задней крышке 11 генератора винтом закреплен щеткодержатель 21 со щетками 16 и 17. Через щетки, прижатые пружинами к контактным кольцам ротора, подводится ток к обмотке возбуждения. Одна из щеток через пластину 20 соединена с массой генератора, а другая — со штекером «67».

Детали выпрямителя также закреплены на задней крышке генератора. Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме из шести кремниевых диодов типа ВА-20 — полупроводниковых приборов, пропускающих электрический ток только в одном направлении.

С целью упрощения деталей крепления выпрямителя три диода имеют на корпусе «плюс» выпрямленного тока («положительные» диоды), а три диода — «минус» выпрямленного тока («отрицательные» диоды). Отрицательные диоды, имеющие в схеме выпрямителя общий вывод на массу, запрессованы в крышку 11 генератора. Они имеют черную маркировку. Положительные диоды (с красной маркировкой) в схеме выпрямителя имеют общий вывод, соединенный с зажимом «30» генератора, и запрессованы в алюминиевый держатель 40. Диоды запрессованы для того, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла от корпуса диодов к держателю 40 и крышке 11, которые для охлаждения продуваются воздухом. Держатель крепится к крышке 11 тремя болтами 10, изолированными вместе с держателем от крышки пластмассовыми втулками 12. Гайками этих болтов одновременно зажимаются выводы диодов и обмотки статора. К держателю присоединен зажим «30» генератора (болт 18), являющийся выводом «плюс» выпрямителя. Выводом «минус» является масса генератора.

Генератор работает следующим образом. Когда ключ выключателя зажигания находится в положении ЗАЖИГАНИЕ, то через обмотку возбуждения проходит электрический ток, создающий вокруг полюсов ротора магнитный поток. При вращении ротора под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный полюс ротора и рабочий магнитный поток, проходящий через зубцы статора, меняется по величине и направлению. Этот переменный магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу. Клювообразная форма полюсов ротора подобрана таким образом, что позволяет получить форму кривой электродвижущей силы, близкую к синусоидальной.

Регулятор напряжения

Техническая характеристика:

• Номинальное напряжение, В — 12
• Регулируемое напряжение при 50°С, В:
• на второй ступени — 14,2±0,3
• на первой ступени ниже, чем на второй — На 0,7
• Термокомпенсационный резистор — 19 Ом, 6 Вт
• Дополнительный резистор — 5,5 Ом, 25 Вт

На автомобилях «Жигули» применяется вибрационный двухступенчатый регулятор типа РР-380. Назначение регулятора — поддерживать напряжение, вырабатываемое генератором на постоянном уровне (13—14 В), чтобы обеспечить нормальную работу электрооборудования автомобиля и необходимый режим заряда аккумуляторной батареи. Регулятор установлен штекерами вниз в отсеке двигателя на верхней части брызговика левого колеса.

Регулятор напряжения состоит из U-образного ярма 7, цилиндрического сердечника, на котором в пластмассовой катушке находится обмотка 16, якоря 5 с двумя контактами (верхним и нижним) и двух стоек 14 и 15 с неподвижными контактами. Стойки закреплены на другом конце ярма гайкой 3 с винтом, головка которого приварена к ярму. Стойки 14 и 15 изолированы друг от друга и от ярма пластмассовыми прокладками. Пазы в стойках позволяют передвигать их вверх и вниз при регулировке регулятора. Два контакта якоря (верхний и нижний) с двумя контактами на стойках образуют две пары контактов: верхнюю К, и нижнюю К₂. Якорь прижат к верхнему контакту пружиной 12, т. е. пара контактов К₁ является нормально замкнутой. Размыканием и замыканием контактов К₁ обеспечивается первая ступень регулирования, а замыканием и размыканием контактов К₂ — вторая ступень регулирования.

Ярмо с сердечником изолированы от стального штампованного основания 9 пластмассовой прокладкой 10. На нижнем конце сердечника имеется резьба, с помощью которой и гайки 20 сердечник с якорем крепятся к основанию 9. С нижней стороны основания на пластмассовой прокладке 18 установлены термокомпенсирующий 19 и дополнительный 21 резисторы. Нихромовая проволока резисторов намотана на шнуре из стекловолокна, пропитанном кремнийорганическим лаком.

На основании регулятора также установлен дроссель 17, предназначенный для снижения искрения между верхней парой контактов при работе регулятора. Он представляет собой стальной сердечник с обмоткой из медного провода, намотанной на пластмассовом каркасе.

Сверху регулятор плотно закрывается стальной крышкой 4 с прокладкой 8 из полиуретана. Попадание под крышку влаги и различных веществ приводит к загрязнению, пригоранию контактов и к нарушению нормальной работы регулятора. По этой причине все применяемые в регуляторе материалы проверены на отсутствие газовыделения.

Реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи

Техническая характеристика:

• Номинальное напряжение, В — 12
• Напряжение замыкания контактов*, В — 5,3±0,4
• Напряжение размыкания контактов*, В — 0,2—1,5
• Сопротивление обмотки при 20 С, Ом — 29

* При температуре 25±5°С.

Реле РС-702 предназначено для включения контрольной лампы на панели приборов, когда напряжение генератора недостаточно для заряда аккумуляторной батареи. Реле установлено в отсеке двигателя на верхней части брызговика правого колеса.

Реле состоит из ярма 22, стального сердечника с обмоткой 29, якоря 25 и стойки 26 с неподвижным контактом. Ярмо с сердечником и стойка установлены на гетинаксовом основании 28. Якорь 25 крепится к полке ярма с помощью пружинной стальной пластины 23. Для улучшения электрического соединения ярма с якорем под пружинной пластиной имеется медная пластина. Контакты реле изготовлены из сплава серебра и меди. Контакт якоря прижимается к контакту стойки пружинной пластиной, поэтому контакты реле являются нормально замкнутыми.

Работа системы генератора

В работе системы генератора можно выделить три режима: работа при малых, средних и высоких оборотах ротора генератора.

I режим. Это режим пуска. двигателя, когда двигатель еще не работает. В этом случае генератор или еще не развивает напряжение, или оно меньше напряжения аккумуляторной батареи и все потребители питаются от аккумуляторной батареи.

При включении зажигания в цепи обмотки возбуждения генератора протекает ток, замыкающийся по пути: «плюс» аккумуляторной батареи — зажим «30 > генератора— контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания — предохранитель «L» — штекер «15», верхняя пара контактов регулятора, якорь, ярмо-штекеры «67» регулятора и генератора — обмотка возбуждения генератора — масса — «минус» аккумуляторной батареи.

Протекающий по обмотке возбуждения ток создает магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает витки обмотки статора генератора и создает в них электродвижущую силу.

Одновременно ток протекает через обмотку 16 регулятора напряжения, замыкающийся по пути: от «плюса» аккумуляторной батареи до штекера «15» регулятора напряжения, как описано выше, а затем термокомпенсационный резистор 19 — обмотка 16 регулятора — масса—«минус» аккумуляторной батареи. Этот ток создает магнитное притяжение якоря регулятора к сердечнику, но еще не настолько сильно, чтобы притянуть якорь к сердечнику и разомкнуть верхнюю пару контактов (К₁).

При включении зажигания загорается контрольная лампа 33 заряда аккумуляторной батареи. Ток, питающий ее, замыкается по пути: «плюс» аккумуляторной батареи — контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания — предохранитель «I» — штекер «87», нормально замкнутые контакты, якорь, ярмо, штекер «30/51» реле 34 — контрольная лампа 33 — масса — «минус» аккумуляторной батареи. Поскольку двигатель еще не работает, то фазное напряжение генератора равно нулю. Ток не протекает через обмотку 29 реле 34, якорь не притягивается к сердечнику, контакты реле остаются замкнутыми и лампа 33 горит, сигнализируя о том, что все потребители питаются от аккумуляторной батареи.

II режим. После пуска двигателя выпрямленное напряжение генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения генератора и обмотка 16 регулятора напряжения питаются от генератора. При этом ток идет не от клеммы «плюс» аккумуляторной батареи, а от зажима «30» генератора и замыкается через массу на выпрямитель генератора. Аккумуляторная батарея заряжается.

Под действием выпрямленного фазного напряжения через обмотку 29 реле 34 протекает ток, замыкающийся на пути: зажим «30» генератора — контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания — предохранитель «I» — штекеры «87», «86», обмотка 29, штекер «85» реле 34 — штекер вывода нулевой точки обмотки статора генератора и выпрямитель генератора. Когда выпрямленное фазное напряжение достигнет 5,3—5,7 В, якорь притянется к сердечнику реле, контакты реле разомкнутся и лампа 33 погаснет, сигнализируя о том, что выпрямленное напряжение генератора стало больше напряжения аккумуляторной батареи и что генератор начал заряжать батарею и питать потребителей.

При увеличении частоты вращения ротора генератора, когда напряжение достигнет 13,2—14,3 В, магнитное усилие преодолевает сопротивление пружины якоря и притягивает его к сердечнику. При этом контакты К₁ размыкаются, в цепь обмотки возбуждения генератора включается дополнительный резистор 21 и ток через обмотку возбуждения замыкается по пути: зажим «30» генератора — контакты «30/1» и «15» выключателя зажигания — предохранитель «L» — штекер «15» регуляторе, дроссель 17, дополнительный резистор 21, штекер «67» регулятора — обмотка возбуждения генератора.

Включение дополнительного резистора в цепь обмотки возбуждения генератора уменьшает силу тока в ней. Это, в свою очередь, приводит к снижению электродвижущей силы в обмотке статора генератора и напряжение генератора падает. Соответственно уменьшается ток через обмотку регулятора и магнитное притяжение якоря к сердечнику. Под действием пружины якорь возвращается в исходное положение, замыкая контакты K₁. Напряжение генератора повышается и описанный процесс повторяется снова.

Замыкание и размыкание контактов К₁ происходит с частотой 25—250 раз в секунду и напряжение генератора на выходе выпрямителя с такой же частотой то повышается, то понижается. Благодаря высокой частоте размыкания и замыкания контактов К₁, колебаний напряжения незаметно и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на среднем уровне 13—14 В.

С дальнейшим увеличением частоты вращения ротора генератора время разомкнутого состояния контактов K₁ увеличивается, а время замкнутого состояния уменьшается. Благодаря этому среднее напряжение на выходе выпрямителя генератора повышается незначительно.

III режим. При высоких оборотах ротора генератора первая ступень регулирования (на контактах К₁) уже не обеспечивает поддержания напряжения на уровне 14 В, так как дополнительный резистор имеет сравнительно малую величину (5,5 Ом). Напряжение генератора повышается до 13,9—14,5 В и якорь притягивается к сердечнику до замыкания контактов К₂. При этом обмотка возбуждения генератора замыкается на массу следующим образом: масса, обмотка возбуждения — штекер «67» генератора — штекер «67», ярмо, якорь, замкнутые контакты К₂, масса регулятора. Поскольку оба конца обмотки возбуждения оказываются замкнутыми на массу, ток в ней резко падает до нуля. Это приводит к резкому уменьшению напряжения генератора, величина силы тока через обмотку 16 резко уменьшается и снижается магнитное притяжение якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь от сердечника, контакты К₂ размыкаются и описанный процесс повторяется снова с частотой 80—100 раз в секунду.

Статья о ремонте автомобилей «Жигули ВАЗ-2101» (1970-1983): «Источники питания»: https://autoinstruction.ru/AvtoVAZ/Zhiguli/2101/owner/structure/195029 <a href="https://autoinstruction.ru/AvtoVAZ/Zhiguli/2101/owner/structure/195029">Источники питания</a> - статья о ремонте автомобилей «Жигули ВАЗ-2101» (1970-1983) из раздела «Устройство автомобиля». [url=https://autoinstruction.ru/AvtoVAZ/Zhiguli/2101/owner/structure/195029]Источники питания[/url] - статья о ремонте автомобилей «Жигули ВАЗ-2101» (1970-1983) из раздела «Устройство автомобиля».