Автор: Чумаченко Ю.Т. Федорченко А.А.
Теги: наземные средства транспорта (кроме рельсовых) автодорожный транспорт электрооборудование автомобили учебное пособие
ISBN: 5-222-09183-Х
Год: 2006
Текст
юл. чумаченко, А.А. Федорченко
АВТОМОБИЛЬНЫЙ
ЭЛЕКТРИК
НАЧАЛЬНОЕ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
Начальное профессиональное образование
Ю. Т. Чумаченко, А. А. Федорченко
АВТОМОБИЛЬНЫЙ
ЭЛЕКТРИК
Электрооборудование
и электронные
системы автомобилей
Учебное пособие
Издание второе
РОСТОВ-НА-ДОНУ
(Ьеникс
8006
УДК 629.3(075.32)
ББК 39.33я722
КТК26Х- — —
$ Крас
Чумаченко Ю.Т.
Ч 90 Автомобильный электрик. Электрооборудование и
электронные системы автомобилей: Учеб, пособие/
Ю.Т. Чумаченко, А.А. Федорченко. Изд. 2-е. — Рос-
тов н/Д: Феникс, 2006. — 352 с. (НПО).
Данное учебное пособие разработано в соответствии с Госу-
дарственным образовательным стандартом начального профес-
сионального образования РФ и рассчитано на учащихся профес-
сиональных училищ и лицеев по специальности «Слесарь по
ремонту автомобилей».
Рассматривается устройство, техническое обслуживание и ре-
монт электрооборудования автомобилей и их электронных сис-
тем. Даны сведения о видах, причинах возникновения, спосо-
бах обнаружения и устранения типичных неисправностей, при-
боров и систем электрооборудования автомобилей. Предвари-
тельно изложены разделы курса «Электротехника и электрони-
ка». Предлагаемые контрольные задания и инструктивные ука-
зания к проведению практических работ призваны улучшить
степень усвоения учащимися излагаемого материала.
Учебное пособие может быть также использовано практику-
ющими автомобильными электриками.
УДК 629.3(075.32)
ББК 39.33я722
ISBN 5-222-09183-Х
© Чумаченко Ю.Т., Федорченко А.А., 2006
© Оформление, изд-во «Феникс», 2006
ВВЕДЕНИЕ
Применение электрической энергии
на автомобиле
Ряд функций, необходимых для нормальной работы
автомобилей, осуществляется только с помощью электри-
ческой энергии. К их числу относится воспламенение рабо-
чей смеси в карбюраторных двигателях, пуск двигателя,
освещение дороги перед автомобилем и пространства внут-
ри кузова, сигнализация об изменении направления движе-
ния, торможении и др., приведение в действие контрольно-
измерительных приборов и различной дополнительной ап-
паратуры. Количество электрической энергии для аппара-
туры на автомобилях постоянно увеличивается. Для пита-
ния всех электрических приборов и аппаратуры необходи-
мы источники электрической энергии. Весь комплекс элек-
трических приборов и аппаратуры, включая источники тока,
образует в совокупности систему электрооборудования ав-
томобиля. В соответствии с назначением все электрообору-
дование автомобиля может быть представлено источника-
ми тока, обеспечивающими электроэнергией все потреби-
тели тока. К потребителям тока относятся такие системы:
— зажигания (карбюраторные двигатели), служащие для
воспламенения рабочей смеси в цилиндрах;
— пуска, обеспечивающие проворачивание коленчатого
вала и перемещение поршней во время пуска двигателя,
чтобы осуществить пуск в цилиндры горючей смеси и
ее сжатие для осуществления первых рабочих ходов;
— освещения и сигнализации, служащие для освещения
дороги и обозначения габаритов автомобиля при дви-
жении в темное время суток, для сигнализации о ма-
4 Автомобильный электрик
неврах, проводимых автомобилем, а также контрольно-
измерительные приборы и дополнительная аппаратура.
Все большее распространение получают на автомоби-
лях различные электронные приборы, используемые как
непосредственно в системе электрооборудования, так и в
качестве самостоятельных систем, управляющих отдельны-
ми механизмами автомобиля (регулирование подачи топ-
лива при его впрыскивании, антиблокировочные системы в
тормозном приводе и др.).
Непрерывное расширение применения электрической
энергии в автомобиле требует обеспечения такой професси-
ональной подготовки специалистов, при которой они будут
располагать системой знаний, умений и навыков в электро-
оборудовании автомобиля.
Раздел 1
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
С ОСНОВАМИ
ЭЛЕКТРОНИКИ
Глава 1
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ
СИЛА ТОКА
Все тела, окружающие нас, состоят из молекул. Моле-
кулы, в свою очередь, делятся на атомы. Каждый атом со-
стоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Ато-
мы различных химических элементов содержат различное
число электронов.
Ядро атомов состоит из протонов и нейтронов, кото-
рые связаны между собой и могут быть расщеплены только
при особых условиях. Протоны имеют положительный за-
ряд электричества, а электроны — отрицательный.
Рис. 1.1. Схематическое устройство атомов: а — водорода; б — гелия
и в — кислорода. Орбиты электронов изображены в одной плоскости
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 7
В системе СИ заряд измеряется в кулонах (Кл). Вели-
чина элементарного заряда е=1,61019 Кл.
В 1785 г. Шарль Кулон экспериментально установил
закон взаимодействия двух точечных зарядов.
Сила взаимодействия двух точечных заряженных тел
прямо пропорциональна произведению зарядов этих тел и
обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
р — QQi
3 ^г1 ’
где F3 — электрическая сила, Н (ньютон); Qlt Q2 — элект-
рические заряды, Кл (кулон); г— расстояние между
заряженными телами, Ео=8,85-1О~12 ф/м (фарад/
метр) — электрическая постоянная.
Формула записана для случая взаимодействия точеч-
ных тел в вакууме.
Электрическое поле создается заряженными частица-
ми и телами и вместе с тем действует на заряженные части-
цы и тела с некоторой силой. Учитывая это, отметим два
важных обстоятельства: каждое из двух взаимодействую-
щих тел (с зарядами Q\ и Сг) создает свое электрическое
поле, а в окружающем их пространстве одно поле наклады-
вается на другое и образуется общее электрическое поле (в
данном случае действует принцип наложения полей); сило-
вое взаимодействие двух заряженных тел следует рассмат-
ривать как результат действия на каждое из них общего элек-
трического поля, созданного этими телами.
Рис. 1.2. Схема взаимодействия электрических зарядов
8
Автомобильный электрик
НАПРЯЖЕНИЕ
Напряженность электрического поля по свойству и ха-
рактеристике зависит от формы заряженного тела, и рас-
пределение его заряда — от взаимного расположения заря-
женных тел (так как поле создается группой тел), от свойств
среды, окружающей заряженные тела, и других факторов.
Поэтому электрические поля, созданные при различных ус-
ловиях, отличаются одно от другого.
Для того чтобы оценить возможности использования
электрического поля и вести соответствующие расчеты, при-
меняются силовые и энергетические характеристики
электрического поля.
Пусть источником электрического поля является тело
с зарядом Qlf а заряд Q2 очень мал, что не изменит характе-
ристик этого поля. Таким образом, заряд (22является проб-
ным, с помощью которого можно обнаружить силу F3 и
исследовать электрическое поле. Силовой характеристикой
электрического поля является напряженность электричес-
кого поля.
Напряженность электрического поля — векторная ве-
личина, численно равная отношению силы, действующей
на положительно действующую частицу, к ее заряду:
где Е — напряженность электрического поля, В/м (вольт/
метр).
В системе СИ напряженность электрического поля из-
меряется в вольтах на метр (В/м).
СОПРОТИВЛЕНИЕ
В атомах твердых проводников (металлов) электроны
слабо связаны с ядрами и поэтому легко оставляют свои
атомы, перемещаясь к другим. Эти электроны беспорядоч-
но движутся внутри проводника и называются свободными.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
9
Если на такой проводник воздействует внешнее элект-
рическое поле, то движение свободных электронов стано-
вится направленным. Перемещение электронов в провод-
нике в определенном направлении называется электричес-
ким током.
Электрический ток возможен только в замкнутой цепи.
Электрическая цепь делится на внутреннюю и внешнюю.
Внутренняя цепь — часть цепи, находящаяся внутри
самого источника.
Внешняя цепь — цепь, состоящая из соединительных
проводов и потребителей тока.
Поэтому как внешняя цепь, так и сам источник энер-
гии создают препятствие прохождению тока. Противодей-
ствие электрической цепи прохождению электрического
тока называется сопротивлением.
Электрическое сопротивление обозначается буквой R
(г) и на схемах изображается, как показано на рис. 1.3 а.
Устройства, включаемые в электрическую цепь и обладаю-
щие сопротивлением, называются резисторами.
Единицей измерения сопротивления является ом. Это
электрическое сопротивление линейного проводника, в ко-
Рис. 1.3. Условное обозначение:
а — резистора (сопротивления), б — реостата
10 Автомобильный электрик
тором при не изменяющейся разности потенциалов в 1 В
проходит ток в 1 А, т.е. 1 Ом=1 В/1 А.
При измерении больших сопротивлений используют
единицы в тысячу и в миллион раз больше ома. Они назы-
ваются килоомом (кОм) и мегаомом (МОм);
1 кОм =1000 Ом,
1 МОм= 1000000 Ом.
Сопротивление проводника зависит от материала, дли-
ны и площади поперечного сечения. Чем длиннее провод-
ник и чем меньше его сечение, тем сопротивление больше.
Меньшим сопротивлением обладают медь, алюминий,
большим — сталь и чугун.
Сопротивление проводника зависит также и от его тем-
пературы, причем сопротивление металлических проводни-
ков с повышением температуры увеличивается.
Регулируемые сопротивления аазывакукяреостатами.
Сопротивление реостатов может изменяться равномерно или
ступенями. На схемах реостаты обозначают так, как показа-
но на рис. 1.36.
Способность проводника пропускать электрический ток
характеризуется проводимостью. Единицей измерения про-
водимости является сименс (1 Ом=См).
Сила, под действием которой в цепи возникает элект-
рический ток, называется электродвижущей силой (ЭДС).
Соотношение между ЭДС, сопротивлением и током
выражается законом Ома.
В 1826 г. Георг Ом (1787—1854) экспериментально ус-
тановил, что сила тока на участке цепи прямо пропорцио-
нальна напряжению, приложенному к концам этого учас-
тка, и обратно пропорциональна его сопротивлению'.
где 1— сила тока; U — напряжение; R— сопротивление.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
11
РАБОТА И МОЩНОСТЬ
Способность тела производить работу называется энер-
гией этого тела. Энергия тела тем больше, чем большую
работу может произвести это тело при своем движении.
Электрическая энергия, или работа, есть произведение
напряжения, тока в цепи и времени его прохождения:
A — UJt,
где А — работа; U — напряжение; t —г время.
Скорость совершения работы характеризуется мощно-
стью.
Электрическая мощность — это работа, совершаемая
током за единицу времени (в 1 с).
А
P=—=UI,
где Р— мощность; А — работа; t — время.
За единицу мощности тока принимают ватт (Вт). Один
ватт — это мощность, при которой за 1 с совершается рабо-
та в 1 Дж (1 Вт=1 Дж/с).
Для измерения малых мощностей применяют едини-
цу в тысячу раз меньшую одного ватта, называемую мил-
ливаттом (мВт); 1 Вт= 1000 мВт, а для выражения больших
мощностей применяют единицу в тысячу раз больше ватта,
называемую киловаттом (кВт); 1 кВт=1000Вт.
Электрический ток, проходя по проводнику, встречает
сопротивление, на преодоление которого затрачивается часть
электроэнергии. Эта энергия преобразуется в тепловую энер-
гию. Энергия не исчезает, а переходит из одной формы в
другую.
Для оценки свойств преобразования энергии служит
коэффициент полезного действия КПД, равный отношению
полезной мощности источника энергии Pi к мощности по-
требляемой им Р\, т.е.
И =Р2/РХ=Р2/(Р2+ЬР),
12 Автомобильный электрик
где ДР — мощность, расходуемая на преодоление потерь в
источнике или приемнике энергии.
Это выражение показывает, что КПД источника или
приемника электрической энергии тем выше, чем меньше
потери энергии в нем.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Из каких частиц состоит атом?
2. Сформулируйте закон Кулона.
3. Что такое напряженность электрического поля?
4. Что такое электрический ток?
5. Какова причина электрического сопротивления?
6. В каких единицах измеряется сопротивление?
7. От чего зависит сопротивление проводника?
8. Сформулируйте закон Ома.
Глава 2
ИСТОЧНИКИ ТОКА
АККУМУЛЯТОРЫ
Аккумулятором называется прибор, обладающий спо-
собностью накапливать и сохранять в течение некоторого
времени электрическую энергию в результате химических
процессов.
В зависимости от состава электролита пластин акку-
муляторы могут быть кислотными и щелочными.
Простейший кислотный аккумулятор состоит из двух
свинцовых пластин (электродов), погруженных в электро-
лит, которым служит
вода с небольшим до-
бавлением серной кис-
лоты. Постоянный ток
постороннего источни-
ка, проходя через элек-
тролит, разлагает его
на составные части.
Внутри электролита
возникает движение
положительных ионов
водорода к пластине,
соединенной с отрица-
тельным зажимом ис-
Рис. 1.4. Схема соединения пластин
кислотного аккумулятора
точника тока, и отрица-
тельных ионов кисло-
14 Автомобильный электрик
рода — к пластине, соединенной с положительным зажи-
мом источника тока. В результате электролиза окисляется
свинец на положительном электроде, и образуется губча-
тый свинец на отрицательном электроде. Таким образом,
электрическая энергия преобразовывается в химическую, и
аккумулятор становится заряженным. Химическая энергия
может сохраняться определенное время и при надобности
переходит в электрическую.
Если аккумулятор отключить от источника тока и зам-
кнуть на какой-либо приемник энергии, то аккумулятор сам
станет источником тока, у которого электродами служат
пластины, отличающиеся друг от друга по химическому
составу.
Электролитом в кислотных аккумуляторах служит ра-
створ серной кислоты определенной плотности.
Плотностью раствора называется число, показывающее,
во сколько раз масса этого раствора больше массы воды того
же объема. Плотность электролита определяют ореометром,
Электродвижущая сила аккумулятора зависит от плот-
ности аккумулятора и не зависит от его размеров и номи-
нальной емкости.
В процессе заряда и разряда аккумулятора плотность
электролита не остается постоянной, в связи с этим изменя-
ется как его ЭДС, так и напряжение на его зажимах.
При заряде аккумулятора плотность электролита уве-
личивается, а при разряде быстро падает.
Количество электричества, которое аккумулятор может
отдать при разряде определенным током до низкого допус-
тимого напряжения, называется его емкостью. Под номи-
нальной емкостью понимают то количество электричества,
которое отдает полностью заряженный аккумулятор при 10-
часовом режиме разряда и температуре 25°C.
В отключенном состоянии заряженный аккумулятор
теряет часть запасенной им емкости. Это явление называет-
ся саморазрядом. Саморазряд аккумулятора увеличивается
с повышением температуры и плотности электролита.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
15
Стационарные кислотные аккумуляторы изготовляют
в стеклянных или керамических сосудах. Кислотные акку-
муляторы применяют на электротехнических установках и
на автотранспорте.
Сосуды щелочных аккумуляторов сваривают из тон-
кой листовой стали и с наружной стороны никелируют. В
зависимости от материала электродов щелочные аккумуля-
торы могут быть кадмиево-никелевые, железоникелевые,
серебряно-цинковые, золото-цинковые и газовые.
Для составления аккумуляторной батареи несколько
элементов соединяют последовательно, т.е. катод первого
аккумулятора соединяют с анодом второго, катод второго —
с анодом третьего и т.д.
Последовательность соединения элементов использу-
ется для увеличения напряжения.
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
В гальванических элементах во время их работы про-
исходит движение ионов и оседание на электродах элемен-
та, выделившегося из электролита вещества.
Простейшим гальваническим элементом является мед-
но-цинковый. В стеклянный сосуд, наполненный раствором
серной кислоты в воде, погружены медная и цинковая пла-
стины, которые представляют собой положительный и от-
рицательный полюсы элемента. При замыкании цепи эле-
мента каким-либо проводником внутри этого элемента бу-
дет протекать ток от цинковой отрицательной пластины к
медной положительной, а во внешней цепи — от медной к
цинковой. Под действием тока внутри элемента положи-
тельные ионы водорода движутся по направлению тока, от-
рицательные ионы кислотного остатка — в противополож-
ном направлении. Соприкасаясь с медной пластиной, поло-
жительные ионы водорода отдают ей свои заряды, а водо-
род в виде пузырьков газа скопляется на ее поверхности. В
это же время отрицательные ионы остатка серной кислоты
16 Автомобильный электрик
отдают свои заряды цинковой пластине. Таким образом
происходит непрерывный заряд пластин элемента, поддер-
живающий разность потенциалов (напряжение) на его за-
жимах.
Выделение водорода на медной пластине элемента ос-
лабляет его действие — поляризует элемент. Явление поля-
ризации состоит в том, что скопляющийся на положитель-
ном электроде водород создает в совокупности с металлом
электрода дополнительную разность потенциалов, называ-
емую электродвижущей силой поляризации, которая направ-
лена противоположно электродвижущей силе элемента.
Кроме того, пузырьки водорода, покрывающие часть мед-
ной пластины, уменьшают ее действующую поверхность, а
это увеличивает внутреннее сопротивление элемента.
Поляризация в рассмотренном элементе настолько зна-
чительна, что делает его непригодным для практических
целей. Для устранения явления поляризации в состав эле-
мента вводят поглотитель, носящий название деполяриза-
тора, который предназначен для поглощения водорода и пре-
пятствия скоплению его на положительном полюсе элемен-
та. Деполяризаторами могут служить химические препара-
ты, богатые кислородом или хлором.
Электродвижущая сила гальванического элемента за-
висит от химических и физических свойств веществ, его
составляющих, и не зависит ни от формы и размеров эле-
мента, ни от его внутреннего устройства. Но внутреннее
устройство и размеры отдельных частей элемента имеют
большое влияние на его внутреннее сопротивление, так как
оно зависит от расстояния между полюсами (при уменьше-
нии этого расстояния внутреннее сопротивление элемента
уменьшается), от размера погруженной в жидкость поверх-
ности полюсов (при увеличении этой поверхности внутрен-
нее сопротивление уменьшается), от химического состава
жидкости элемента. Внутреннее сопротивление гальвани-
ческих элементов не является постоянным и по мере рабо-
ты элемента оно постепенно возрастает.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
17
В зависимости от способа деполяризации гальваничес-
кие элементы могут быть подразделены на два типа: эле-
менты, в которых в качестве деполяризатора применяют
раствор какой-либо соли, например медно-цинковые, и эле-
менты, в которых анод окружен перекисью марганца, на-
пример, угольно-цинковые. Гальванические элементы ука-
занных двух типов широко применяют в электротехнике.
Электродвижущая сила медно-цинкового элемента рав-
на 1,1 В, а внутреннее сопротивление в зависимости от вре-
мени работы — 5—10 Ом.
В угольно-цинковом элементе положительным полю-
сом служит угольная пластина, а отрицательным — цинко-
вый стержень. Деполяризатором в этом элементе является
спрессованная под большим давлением смесь, называемая
агломератом. Она состоит из перекиси марганца и графита.
В качестве электролита в угольно-цинковом элементе при-
меняют водный раствор хлористого аммония. Электродви-
жущая сила угольно-цинкового элемента 1,4—1,5 В в нача-
ле разряда при среднем значении 0,9—1,1 В, а внутреннее
сопротивление в зависимости от конструкции элемента —
0,25—0,7 Ом в начале разряда и 1,4—1,5 Ом в конце. Уголь-
но-цинковые элементы выпускает
отечественная промышленность в
виде так называемых сухих элемен-
тов стаканчикового и галетного ти-
пов, весьма удобных для перенос-
ки и перевозки.
В сухих элементах стаканчико-
вого типа (рис. 1.5) положительный
полюс (8) с агломератом (2) поме-
щают внутри цинковой коробки (9),
которая служит отрицательным по-
люсом элемента. Пространство
между стенками цинковой короб-
ки и агломератом заполняют пас-
той (1), состоящей из раствора Хло-
Рис. 1.5..Сухой
гальванический элемент
18 Автомобильный электрик
ристого аммония и картофельной муки. Над агломератом
укладывают картонную прокладку (5), на которую насыпа-
ют прослойку (4) из опилок, сверху опилки закрывают про-
кладкой (5). Затем элемент заливают смолой (7), в которую
вставляют трубку (6). Назначение этой трубки — удалять
образующиеся внутри элемента газы.
На выходящий из смолы угольный электрод насажи-
вают медный колпачок с винтом и гайкой для присоедине-
ния проводника. К верхней части цинковой коробки (отри-
цательному полюсу) припаивают изолированный гибкий
проводник. На дно коробки укладывают изолирующую про-
кладку (10).
В галетном элементе отрицательным электродом яв-
ляется цинковая пластина, положительным — спрессован-
ный в виде галеты порошок диоксида марганца с углем.
Между электродами помещают картонную пластинку, про-
питанную раствором нашатырного спирта. Наружная поверх-
ность цинковой пластины покрыта слоем канифоли с час-
тицами графита для электропроводности. В качестве изоля-
ции используют хлорвиниловые пленки. Галетные элемен-
ты компактны, и их активные материалы (уголь и особенно
цинк) используются лучше, чем в стаканчиковых элементах.
ГЕНЕРАТОРЫ
Источниками переменного тока промышленной часто-
ты (50 Гц) служат электромашинные генераторы, вращае-
мые теми или иными первичными двигателями (паровыми
или гидравлическими турбинами и др.). Для получения
переменных токов высоких частот применяют преимуще-
ственно электронные генераторы с полупроводниковыми
приборами.
Устройство электромашинного генератора переменно-
го тока показано на рис. 1.6. Он состоит из неподвижной
части статора (от лат. stator — стоящий) и вращающейся ча-
сти — ротора (от лат. rotor— вращающийся). Статор имеет
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
19
форму полого цилиндра, сердечник которого собран из тон-
ких (0,35—0,5 мм) листов электротехнической стали, изо-
лированных друг от друга лаком. В пазах (каналообразных
канавках), сделанных вдоль внутренней поверхности цилин-
дра статора, размещены проводники обмотки статора, со-
единенные между собой определенным образом.
На роторе размещены электромагниты. Их обмотка,
называемая обмоткой побуждения генератора, соединяется
через кольца и щетки с источником постоянного тока — воз-
будителем.
Постоянный магнитный поток, возбужденный током
ротора, проходит через тело ротора, два воздушных зазора
между статором и ротором и сердечник статора. При вра-
щении ротора этот поток пересекает проводники статора и
наводит в них ЭДС, а так как в воздушных зазорах магнит-
ный поток направлен перпендикулярно этим проводникам,
то наводимая в каждом из проводников ЭДС будет: e—Blv,
где В — магнитная индукция в зазоре; / — активная длина
провода; v — скорость перемещения магнитного поля отно-
сительно провода.
Рис. 1.6. Устройство генератора переменного тока
20
Автомобильный электрик
При работе генератора скорость v поддерживается по-
стоянной, поэтому изменение ЭДС во времени вызывается
только изменениями магнитной индукции вдоль окружно-
сти ротора. Генераторы строятся так, чтобы распределение
магнитной индукции вдоль окружности ротора было близ-
ко к синусоидальному, поэтому в их обмотке индуктирует-
ся синусоидальная ЭДС.
В двухполюсном генераторе (см. рис. 1.6) одному обо-
роту ротора соответствует один период ЭДС статора. Гене-
ратор делает п оборотов в минуту. Следовательно, минуте
соответствует п периодов ЭДС, а частота индуктированной
в обмотке статора ЭДС будет /=л/60.
Если же ротор имеет р пар полюсов, то за один его
оборот происходит рп полных периодов изменения ЭДС и
частота ЭДС будет
f=pnlfti.
По этой формуле легко вычислить, что для получения
частоты 50 Гц двухполюсные (р=1) генераторы должны
делать 3000 об/мин (частота вращения большинства генера-
торов на тепловых электростанциях). Но многополюсный
генератор для получения той же частоты может вращаться
значительно медленнее: например, при р=40 число оборо-
тов в минуту уменьшается до 75. При таких малых частотах
вращения работает большинство генераторов, приводимых
во вращение гидравлическими турбинами.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните устройство и принцип работы кислотного
аккумулятора,
2. Объясните устройство угольно-цинкового элемента.
3. Объясните устройство и работу генератора перемен-
ного тока.
Глава 3
МАГНЕТИЗМ
И ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
Тела, способные притягивать сталь, ее сплавы и неко-
торые другие металлы, называются магнитами. Каждый
магнит имеет два полюса (северный и южный).
Между полюсами магнитов существует взаимодей-
ствие: одноименные полюсы отталкиваются, а разноимен-
ные — притягиваются. Происходит это потому, что в маг-
нитах есть магнитные силы. Пространство, в котором про-
Рис. 1.7. Магнитное поле постоянного магнита
22 Автомобильный электрик
является действие магнитных сил, называют магнитным
полем, а линии, в направлении которых действуют магнит-
ные силы, — магнитными силовыми линиями. Любая маг-
нитная линия не имеет ни конца, ни начала и представляет
собой замкнутую кривую, так как северный и южный по-
люсы магнита неотделимы один от другого.
Если по проводнику пропустить электрический ток, то
вокруг проводника возникнет магнитное поле, магнитные
силовые линии которого распределяются в виде концентри-
ческих окружностей. Если проводник с током свернуть в
виде спирали, то магнитные силовые линии будут склады-
ваться и образуют суммарное магнитное поле. Такой спи-
ральный проводник называется соленоидом (рис. 1.8 б).
Если внутрь соленоида поместить железный стержень,
то магнитное поле значительно усилится. Соленоид, внут-
ри которого помещен железный стержень, называется элек-
тромагнитом. Железный стержень, помещенный внутри
соленоида, называется сердечником, а витки соленоида —
обмоткой электромагнита.
Величина магнитного поля электромагнита зависит от
величины тока: чем больше величина тока в обмотке элек-
Рис. 1.8. Магнитное поле:
а — прямого проводника с током, б — соленоида
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 23
тромагнита, тем сильнее его магнитное поле. При измене-
нии направления тока в обмотке изменяется направленность
магнитного поля электромагнита, а следовательно, и его
полярность. В зависимости от направления тока в провод-
нике направление магнитных линий образуемого им маг-
нитного поля определяется правилом буравчика: если по-
ступательное движение буравчика совпадает с направлени-
ем тока в проводнике, то вращательное движение его руко-
ятки указывает направление магнитных линий поля, обра-
зующегося вокруг этого проводника.
Если проводник поместить в магнитное поле и пере-
мещать так, чтобы он пересекал магнитные силовые линии,
то в этом проводнике наводится ЭДС, а в случае замкнутой
цепи появится электрический ток. Это явление называется
электромагнитной индукцией, а индуктируемая электродви-
жущая сила — ЭДС индукции (рис. 1.9).
ЭДС наводится не только при перемещении проводни-
ка в магнитном поле, но и в том случае, когда проводник
остается неподвижным, а магнитное поле около проводни-
ка или около катушки изменяется, т.е. появляется, исчеза-
ет или меняет свою величину.
Величина индуктированной ЭДС зависит от количества
магнитных силовых линий (густоты магнитного потока),
Рис. 1.9. Схема возникновения индукционного тока
24
Автомобильный электрик
длины проводника и скорости его движения в магнитном
поле: чем больше активная длина проводника и скорость
его движения, тем больше ЭДС. Иначе говоря, индуктиро-
ванная ЭДС тем больше, чем большее количество магнит-
ных силовых линий пересекает проводник в единицу вре-
мени.
Направление индуктируемого тока зависит от направ-
ления магнитного потока и определяется по правилу пра-
вой руки (рис. 1.10), которое формулируется так: если пра-
вую руку расположить ладонью к северному полюсу так,
чтобы большой отогнутый палец показывал направление
движения проводника, то четыре пальца будут указывать
направление ЭДС индукции.
Направление ЭДС индукции в неподвижном замкну-
том проводнике, контур которого пронизывается изменяю-
щимся магнитным потоком, можно определить, применив
правило Максвелла: если замкнутый контур проводника
пронизывается уменьшающимся магнитным потоком, то
Рис. 1.10. Правило правой руки
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 25
ЭДС индукции направлена в ту сторону, в которую прихо-
дится вращать рукоятку буравчика, ввинчиваемого посту-
пательно по направлению магнитных линий.
Если магнитный поток проводника увеличивается, то
направление ЭДС индукции обратно направлению враще-
ния рукоятки буравчика, ввинчиваемого по направлению маг-
нитных полей.
Направление индукционного тока и ЭДС индукции оп-
ределяют по правилу Ленца: ЭДС индукции имеет всегда
такое направление, что созданный ею индукционный ток
препятствует причине, ее вызывающей.
Явление электромагнитной индукции положено в ос-
нову действия генераторов, катушек зажигания и других
приборов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое магнетизм?
2. Объясните правило буравчика.
3. Что называется магнитной индукцией?
4. Объясните правило правой руки.
Глава 4
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
ПРОВОДНИКИ, ИЗОЛЯТОРЫ
И ПОЛУПРОВОДНИКИ
Материалы, которые содержат большое количество
свободных носителей заряда, называются проводниками.
Проводниками являются все металлы, растворы электроли-
тов, расплавы многих веществ и ионизированные газы. Сре-
ди металлов высокой проводимостью обладают: серебро,
медь, золото, алюминий.
Изоляторы (диэлектрики) — это вещества, не имеющие
свободных электронов. В них электроны находятся на сво-
их орбитах вблизи ядра и не оставляют его даже при воз-
действии электрического поля. Изоляторами являются стек-
ло, эбонит, пластмассы, слюда, фарфор, резина, различ-
ные смолы, лаки и т.д.
Полупроводниками называются материалы, занимаю-
щие промежуточное положение между проводниками и
диэлектриками. Особенностью металлических проводников
является наличие свободных электронов, являющихся но-
сителями электрических зарядов. В диэлектриках свобод-
ных электронов нет, и поэтому они не проводят тока.
Характерным свойством полупроводников, отличаю-
щим их от проводников и непроводников тока, является то,
что они имеют не только электронную, но и «дырочную»
проводимости, которые зависят от температуры, освещен-
ности, сжатия, электрического поля и других факторов. К
раздал 1. Электротехника с основами электроники
27
Рис. 1.11. Кристаллическая решетка полупроводника:
а— парно-электронная (ковалентная) связь атомов; б— ее схематическое
изображение; в — связи в кристаллической решетке германия
полупроводникам, нашедшим практическое применение в
технике, относятся германий, кремний, селен, закись меди
и некоторые другие вещества.
В полупроводниках химическую связь двух соседних
атомов с образованием на орбите общей пары электронов
называют ковалентной или парноэлектронной.
Электропроводность, обусловленная перемещением
свободных электронов, называется электронной проводимо-
стью, или «-проводимостью.
При появлении свободных электронов в ковалентных
связях образуется свободное место — «электронная дырка».
Так как дырка возникла в месте отрыва электрона от атома,
в области ее образования возникает избыточный положи-
тельный заряд. При наличии дырки какой-либо электрон
может занять место дырки, и ковалентная связь в этом мес-
те восстановится, но будет нарушена в том месте, откуда
ушел электрон. Новую дырку может занять еще какой-ни-
будь электрон (рис. 1.12).
Перемещение дырок подобно перемещению положи-
тельных зарядов, называется дырочной проводимостью, или
Р-проводимостью.
Направление перемещения электронов
Дырка
<
Направление перемещения дырок
Рис. 1.12. Схема движения электронов и дырок в полупроводнике
Таким образом, при дырочной проводимости большое
число электронов поочередно замещают друг друга в кова-
лентных связях.
ПОСТОЯННЫЙ И ПЕРЕМЕННЫЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Электрический ток, протекающий в одном направле-
нии, называется постоянным током. Электрический ток
возможен только в замкнутой цепи. Электрическая цепь
постоянного тока содержит источник электрической энер-
гии Е, приемник энергии П и два провода. Провода под-
ключаются к источнику электрической энергии, к положи-
тельным (+) и отрицательным (-) полюсам. В электротех-
нике принято считать направление тока от положительного
к отрицательному полюсу, т.е. от плюса к минусу (рис. 1.13).
Источник электрической энергии преобразует механи-
ческую, химическую, тепловую или другого вида энергию в
электрическую.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
29
Рве. 1.13. Простейшая электрическая цепь
Приемник электрической энергии преобразуется в ме-
ханическую, химическую, тепловую, световую и др.
В качестве источников электрической энергии служат
генераторы, аккумуляторы и гальванические элементы.
Приемниками электрической энергии являются электричес-
кие двигатели, осветительные лампы, электрообогреватель-
ные приборы и т.д.
Соединение потребителей тока может быть последова-
тельным, параллельным и смешанным.
При последовательном соединении общее сопротивле-
ние цепи равно сумме сопротивлений всех потребителей.
Напряжение на зажимах цепи равно сумме напряжений на
отдельных ее участках. Величина тока в такой цепи одина-
кова во всех ее участках (рис. 1.14).
Недостатком последовательного соединения является
то, что при выходе из строя любого потребителя или при
его выключении действие остальных потребителей прекра-
щается.
При параллельном соединении ток разветвляется, про-
ходя одновременно по всем потребителям; все потребители
Рис. 1.14. Последовательное соединение
30
Автомобильный электрик
находятся под одинаковым напряжением, а общее сопро-
тивление цепи меньше сопротивления любого из составля-
ющих ее сопротивлений. Чем больше потребителей соеди-
нено между собой параллельно, тем меньше общее сопро-
тивление цепи (рис. 1.15).
При параллельном соединении каждый потребитель
включен на полное напряжение источника тока независимо
от их числа, и при выходе из строя одного потребителя ос-
тальные не прекращают своего действия. Именно поэтому
параллельное соединение широко используется в электро-
оборудовании автомобиля.
Смешанное соединение потребителей тока представляет
собой сочетание последовательного и параллельного соеди-
нений.
Единицей измерения величины тока служит ампер (А).
При токе в 1 А через полное сечение проводника за 1 с про-
ходит заряд 1 Кл.
Наряду с ампером применяют более мелкие единицы
силы тока: 1 миллиампер (мА)=0,001 А, 1 микроампер
(мкА) =0,000001 А или 0,001 мА. Следовательно, 1 А равен
1000 мА или 1000000 мкА.
Сила, под действием которой возникает электрический
ток, называется электродвижущей силой (ЭДС). Та часть
ЭДС, которая расходуется источником на внешней цепи,
называется напряжением.
Рис. 1.15. Параллельное соединение
Раздал 1. Электротехника с основами электроники 31
Единицей измерения ЭДС и напряжения служит вольт
(В). Прибор для измерения напряжения называется вольт-
метром, соединяя его с зажимами источника тока или под-
соединяя его параллельно тому участку цепи, напряжение
которого нужно замерить.
Электрический ток, направление и величина которого
непрерывно меняется, т.е. ток периодически, через равные
промежутки времени изменяется как по значению, так и по
направлению, называется переменным.
Переменный ток отличается от постоянного тем, что он
легко поддается преобразованию. Переменный ток обладает
способностью трансформироваться, т.е. при помощи специ-
ального устройства — трансформатора — можно повысить
напряжение переменного тока или, наоборот, понизить его.
Переменный ток можно выпрямить — преобразовать в по-
стоянный ток. Кроме того, двигатели переменного тока от-
личаются простотой устройства и малыми габаритами.
ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ
Проводники, обладающие электрическим зарядом, яв-
ляются источниками электрического поля. При изменении
заряда проводника совершается работа, поэтому и энерге-
тическая характеристика проводника (потенциал) соответ-
ственно изменяется.
Способность проводника накапливать электрический
‘заряд зависит от формы и размеров его поверхности, рас-
> стояния между проводниками, от свойств среды, в которую
проводники помещены.
Для выражения этой зависимости введено понятие элек-
трической емкости.
Электрическая емкость проводника — величина, харак-
теризующая способность проводника накапливать электри-
ческий заряд, численно равная отношению заряда провод-
ника к его потенциалу:
с=е/к
32 Автомобильный электрик
где С— электрическая емкость, Ф (фарад).
В системе СИ единицей электрической емкости явля-
ется фарада (сокращенно Ф), названная в честь английского
физика М. Фарадея. Однако 1 Ф — это очень большая ем-
кость. Земной шар, например, обладает емкостью меньше
1 Ф. Поэтому в электротехнике пользуются единицей емко-
сти, равной миллионной доле фарады, которую называют
микрофарадой (сокращенно мкФ). В одной фараде
1000000 мкФ, т.е. 1 мкФ = 0,000001 Ф, нанофарады
1 нФ=0,000000001 Ф, пикофарады 1 пФ=0,000000000001 Ф.
Конденсаторы
В электротехнике, радиотехнике, электронике широко
применяют устройства с электрической емкостью, специ-
ально построенные и предназначенные для создания элект-
рического поля и хранения его энергии.
Элемент электрической цепи, предназначенный для
использования его электрической емкости, называется элек-
трическим конденсатором.
Электрический конденсатор имеет два проводника (их
иногда называют обкладками), которые разделены диэлек-
триком, по форме проводников различают конденсаторы
плоские, цилиндрические (рис. 1.16).
Рис. 1.16. Плоские и цилиндрические конденсаторы
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 33
Емкость конденсатора зависит от его размеров, формы
и диэлектрической проницаемости £ диэлектрика.
Для определения емкости плоского конденсатора вос-
пользуемся формулой:
г ££os
d '
где S — площадь одной обкладки, d — расстояние между
обкладками конденсатора.
В практике иногда необходимо соединять конденсато-
ры в батареи, для чего применяют схемы последовательно-
го и параллельного соединений (рис. 1.17).
При необходимости увеличить емкость конденсаторы
соединяют между собой параллельно. Общая емкость кон-
денсаторов будет равна сумме емкостей всех соединенных
конденсаторов, т.е.
Собщ.= Q + С2 + С3 и т. д.
При необходимости уменьшить емкость конденсаторы
соединяют последовательно. Общая емкость конденсаторов
_ Ci с2
с^"с1+с2
Рис. 1.17. Параллельное (а) и последовательное (б) соединения
конденсаторов
2—Автомобильный электрик
34 Автомобильный электрик
всегда меньше наименьшей емкости, включенной в цепоч-
ку. Она подсчитывается по формуле
Собщ.= G * Cz/CQ 4- С2).
Диэлектрики, применяемые для изготовления конден-
саторов, в большинстве случаев имеют постоянную величи-
ну диэлектрической проницаемости, независимую от напря-
женности электрического поля. Поэтому конденсаторы име-
ют постоянную величину емкости.
По виду используемого диэлектрика конденсаторы на-
зывают соответственно керамическими, слюдяными, бумаж-
ными.
ОДНОФАЗНЫЙ И ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК
В настоящее время для получения, передачи и распре-
деления электрической энергии применяют, в основном,
устройства переменного тока: генераторы, трансформаторы,
линии электропередачи, распределительные электросети.
Большинство электроприемников работает на переменном
токе.
В практике, говоря о переменном токе, имеют в виду
синусоидальный ток, являющийся синусоидальной функ-
цией времени.
Переменный синусоидальный ток возникает в цепи под
действием электродвижущей силы. ЭДС индукции в пря-
молинейном проводнике, пересекающем магнитные линии
(рис. 1.18), выражается формулой
e=Blvsin а.
где В — магнитная индукция; I — длина проводника; v —
скорость.
Значение переменной ЭДС (а также тока и напряже-
ния) в данный момент времени называется мгновенным
значением.
2-2
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
35
N
। । । । । । । । । । । । ।
। । । । । । । । i6 । । ।
। । । । । । । । If iiii
। । । । । । । У । । । i ।
। i । । । ।У । । । । । ।
1111111111
iiii У i ip i i i i i
I I ! |1|>д |
i i i i i i i i iei i i i
i i i i i i i i iiii i
s
Рис. 1.18. Схема перемещения проводника под углом к направлению
магнитных линий
« 2я Л ,
Величину (at = — = Znft, стоящую под знаком сину-
са или косинуса, называют фазой колебаний.
Фаза определяет значение ЭДС в любой момент вре-
мени t. Фаза измеряется в градусах или радианах.
Промежуток времени, необходимый для совершения
переменной ЭДС полного цикла своих изменений, называ-
ется периодом колебаний, или периодом. Период обознача-
ется Т и выражается в секундах (рис. 1.19).
Рис. 1.19. Схема периода колебаний
36
Автомобильный электрик
Число периодов в одну секунду или величина, обрат-
ная периоду, называется частотой колебаний или, сокращен-
но, частотой.
Частота обозначается /= — и выражается в (Гц). В боль-
шинстве стран промышленная частота переменного тока
составляет 50 Гц.
Параметрами электрических цепей переменного тока
являются активное сопротивление R, индуктивность L и
емкость С. Таким образом, схема электрической цепи пере-
менного тока характеризуется одним из параметров (R, L,
С) или комбинацией их при различных способах соедине-
ния элементов.
МОЩНОСТЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Как известно, мощность постоянного тока определяет-
ся произведением напряжения и тока. При переменном токе
как напряжение, так и ток периодически изменяются во вре-
мени. Следовательно, в любой момент времени мощность,
равная произведению мгновенных значений напряжения и
тока (р=ш), является также переменной величиной.
При активной нагрузке, когда сдвиг фаз между напря-
жением и током отсутствует (<р=0 или cos <р=1), мощность
представляет собой произведение действующих значений
напряжения и тока и выражается в ваттах (или киловаттах,
мегаваттах и т. д.), т. е. P—UL
В цепи, содержащей активное сопротивление и индук-
тивность, ток отстает по фазе от напряжения на угол (р
(рис. 1.20) и мгновенное значение мощности оказывается
как положительным, так и отрицательным, т. е. нагрузка
потребляет энергию в одну часть периода и возвращает ее в
сеть в другую часть.
Мощность переменного тока можно представить в виде
активной и реактивной мощностей. Активная мощность
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
37
uti,p
Рис. 1.20. График мгновенных значений напряжения, тока и
мощности
потребляется активным сопротивлением, где происходит
процесс преобразования энергии электрической в энергию
другого вида (механическую, световую, тепловую и т. д.).
Активная мощность P—P-R. Имея в виду, что £7fl =
= Lfcos ф, получимР= t/Zcos ф, где Uni — действующие зна-
чения напряжения и тока; Ua — падение напряжения на ак-
тивном сопротивлении.
Реактивная мощность накапливается индуктивностью
при возрастании тока в цепи в виде магнитного поля индук-
тивной катушки. При уменьшении тока в цепи энергия, на-
копленная в магнитном поле, преобразуется в электричес-
кую и возвращается источнику энергии. Произведение дей-
ствующих значений U, I sin ф называют реактивной мощно-
стью: Q=Wsin (p-UiI—P-Xi. Она выражается в вольт-ампе-
рах (или киловольт-амперах) реактивных (вар или квар).
Реактивная мощность не потребляется приемником энергии
и не участвует в процессе преобразования электрической
энергии в энергию иного вида. Эта мощность циркулирует
между источником и приемником энергии, нагружая про-
вода их обмоток и линий, соединяющих приемник энергии
с источником, а также увеличивая потери энергии в них.
38
Автомобильный электрик
Произведение действующих значений напряжения и
тока называется полной мощностью S, выражаемой в вольт-
амперах или киловатт-амперах (В-A или кВА), т. е.
S=UI= Vp2 +Q2
Габариты электрических аппаратов и машин определя-
ются полной мощностью, так как сечения обмоточных про-
водов зависят от тока, протекающего через них, а изоляция
токопроводящих частей — от напряжения, под которым они
находятся.
Отношение активной мощности к полной P/S =cos ср
показывает, какая доля полной мощности потребляется це-
пью, и называется коэффициентом мощности, равным ко-
синусу угла сдвига фаз между напряжением и током. При
активной нагрузке cos <р=1 и S=P, т. е. электрический ап-
парат или машина имеет наибольшую активную мощность.
ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК
Выше рассмотрены свойства однофазного переменно-
го тока. Однако однофазная система неэкономична вслед-
ствие несовершенства однофазных электрических машин.
Так, например, при одинаковых габаритах, массе активных
материалов (стали и меди) и потерях энергии мощность од-
нофазной машины в 1,5 раза меньше мощности трехфаз-
ной машины. Поэтому для электрификации используется
трехфазная система переменного тока.
Трехфазной системой переменного тока или просто
трехфазной системой называется цепь или сеть перемен-
ного тока, в которой действуют три ЭДС одинаковой часто-
ты, но взаимно смещенные по фазе на одну треть периода.
Отдельные цепи, составляющие трехфазную систему, на-
зываются фазами.
Если ЭДС во всех трех фазах имеют одинаковую амп-
литуду и сдвинуты по фазе на одинаковый угол, то такая
трехфазная система называется симметричной.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
39
Впервые в мире передача трехфазного тока была осу-
ществлена русским ученым М. О. Доливо-Добровольским
в 1891 г.
На рис. 1.21 показана схема устройства простейшего
двухполюсного трехфазного генератора. В пазах статора (не-
подвижная часть машины) расположены катушки Л—X, В—
Y и С—Z, сдвинутые в пространстве на одну треть окружно-
сти (120°). Внутри статора помещается ротор (вращающая-
ся часть машины), представляющий собой двухполюсный
Рис. 1.21. Схема устройства трехфазного генератора
Рис. 1.22. Кривые изменения ЭДС в трехфазной обмотке генератора
40 Автомобильный электрик
электромагнит, питаемый постоянным током, возбуждаю-
щим магнитное поле. Ротор приводится во вращение каким-
либо двигателем. Магнитные линии, вращаясь вместе с ро-
тором, пересекают проводники катушек, заложенных в па-
зах статора, и индуцируют в этих катушках ЭДС, изменяю-
щиеся синусоидально. Однако синусоиды ЭДС фаз еА, ев и
ес будут сдвинуты одна по отношению к другой на 1/3 пе-
риода.
Пусть положительный максимум ЭДС Ет в катушке
А—X наступает в момент, когда сторона А окажется против
центра северного полюса, а сторона X — против центра
южного полюса. Положительный максимум ЭДС Ет в ка-
тушке В—У наступит в тот момент, когда центр северного
полюса окажется под проводником В. Для этого ротор дол-
жен повернуться на 1/3 окружности (120°), что соответствует
промежутку времени, равному 1/3 периода. Положительный
максимум ЭДС Ет в катушке С—Z наступит через 1/3 пери-
ода после такого же максимума в катушке В—У, что соот-
ветствует дальнейшему повороту ротора на 1/3 окружности.
На рис. 1.22 показаны кривые изменения ЭДС в ка-
тушках А—Х, B—Yn C—Zh положения ротора, соответству-
ющие положительному максимуму ЭДСЕОТ в этих катушках.
При нагрузке генератора на зажимах катушек Л—X, В—
У и С—Z устанавливаются напряжения, называемые фаз-
ными. Если нагрузка отсутствует (холостой ход), фазные
напряжения равны ЭДС, индуцируемым в катушках статора.
СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА
В трехфазном генераторе с тремя независимыми одно-
фазными цепями их электродвижущие силы имеют одина-
ковые амплитуды и сдвинуты по фазе на 1/3 периода. К
каждой паре зажимов обмотки статора генератора можно
подключить провода, подводящие ток к нагрузке, и полу-
чить несвязанную трехфазную систему (рис. 1.23 а). Одна-
ко все три фазы выгоднее объединить в одну общую трех-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
41
Рис. 1.23. Схемы соединения обмоток трехфазного генератора:
а — несвязанной системы; б — звездой; в — векторные диаграммы напряжений
фазную систему. Для этого обмотки генератора соединяют
между собой в звезду или в треугольник.
При соединении обмоток генератора звездой (рис. 1.23
б) концы всех трех фаз соединяют в общую точку ф, а к
началам подсоединяют провода, отводящие электрическую
энергию в сеть. Эти три провода называются линейными, а
напряжение между любыми двумя линейными проводами —
линейным напряжением ил. От общей точки соединения
концов (или начал) трех фаз (от нулевой точки, звезды)
может быть отведен четвертый провод, называемый нуле-
вым. Напряжение между любым из трех линейных прово-
дов и нулевым проводом равно напряжению между нача-
лом и концом одной фазы, т. е. фазному напряжению 17^.
Обычно все фазы обмотки генератора выполняются
одинаковыми так, что действующие значения ЭДС в фазах
равны, т. е. ЕА = Ев = Ес. Если в цепь каждой фазы генера-
тора включить нагрузку, то по этим цепям будут протекать
токи. В случае одинакового по величине и характеру сопро-
тивления всех трех фаз приемника, т. е. при равномерной
нагрузке, токи в фазах будут равны по величине и сдвину-
ты по фазе относительно своих напряжений на один и тот
же угол ф.
Как максимальные, так и действующие значения фаз-
ных напряжений при равномерной нагрузке равны, т. е.
Ua=Ub=Uc- Эти напряжения сдвинуты по фазе на 120°,
42 Автомобильный электрик
как показано на векторной диаграмме (рис. 1.23 в). Напря-
жения между любыми точками схемы (см. рис. 1.23 б) со-
ответствуют векторам (см. рис. 1.23 в) между теми же точ-
ками. Так, например, напряжение между точками А и О
схемы (фазное напряжение С7Л) соответствует вектору Л—О
диаграммы, а напряжение между линейными проводами А
и В схемы — вектору линейного напряжения А — В диаг-
раммы. По векторной диаграмме легко установить соотно-
шение между линейными и фазными напряжениями. Из
треугольника АОа можно записать следующее соотноше-
1 л/з /—
ние: - С/л=t/^cos30 ° = СЛ—, откуда С7л=73С7^или иф=
л i
= ил>!з , т. е. при соединении обмотки генератора звездой
линейное напряжение в -Тз =1,73 раза больше фазного (при
равномерной нагрузке).
Из схемы (см. рис. 1.23 б) видно, что при соединении
обмоток генератора звездой ток в линейном проводе равен
току в фазе генератора, т. е. 1я=1ф. На основании первого
закона Кирхгофа можем записать, что ток в нулевом про-
воде равен геометрической сумме токов в фазах генератора.
При симметричной нагрузке токи в фазах генератора
равны между собой и сдвинуты по фазе на 1/3 периода. Гео-
метрическая сумма токов трех фаз в таком случае равна
нулю, т. е. в нулевом проводе тока не будет. Поэтому при
симметричной нагрузке нулевой провод может отсутство-
вать. При несимметричной нагрузке ток в нулевом проводе
не равен нулю. Обычно нулевой провод имеет меньшее по-
перечное сечение, чем линейные провода.
При соединении обмоток генератора треугольником
(рис. 1.24 а) начало каждой фазы соединяется с концом дру-
гой фазы. Таким образом, три фазы генератора образуют
замкнутый контур, в котором действует ЭДС, равная гео-
метрической сумме ЭДС, индуцированных в фазах генера-
тора. Так как ЭДС в фазах генератора равны и сдвинуты на
1/3 периода по фазе, то геометрическая сумма их равна нулю
и, следовательно, в замкнутом контуре трехфазной систе-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
43
Рис. 1.24. Схема соединения обмоток генератора треугольником (а),
векторные диаграммы напряжений и токов в фазах (б) и векторная
диаграмма фазных и линейных токов (в)
мы, соединенной треугольником, никакого тока при отсут-
ствии внешней нагрузки не будет.
Линейные провода при соединении треугольником под-
ключаются к точкам соединения начала одной фазы и кон-
ца другой. Напряжение между линейными проводами рав-
но напряжению между началом и концом одной фазы. Та-
ким образом, при соединении обмоток генератора треуголь-
ником линейное напряжение равно фазному, т. е. ил=1)ф.
При равномерной нагрузке в фазах обмоток генератора
проходят равные токи, сдвинутые относительно фазных
напряжений на одинаковые углы ф, т. е. Iab=Ibc=Ica-
На рис. 1.24 б изображена векторная диаграмма, на
которой показаны векторы фазных напряжений и токов. Из
схемы видно, что линейные токи не равны фазным. При-
няв направление фазных и линейных токов за положитель-
ное, указанное на рис. 1.24 а, на основании первого закона
Кирхгофа для мгновенных значений токов, можно напи-
сать следующие выражения:
Ц = h43 “ icb 1в = 1вс ~ ^АВ’ = *С4 “
Так как токи синусоидальны, заменим алгебраическое
вычитание мгновенных значений токов геометрическим
вычитанием векторов, изображающих действующие значе-
44 Автомобильный электрик
ния токов. Ток 1Л линейного провода А определяется гео-
метрической разностью векторов фазных токови 7^. Для
построения вектора линейного тока 1Л изобразим вектор
фазного тока 1^ (рис. 1.24 в) в виде отрезка Оа, а из точки а
построим вектор — 7^ (отрезок аб), равный и противопо-
ложно направленный вектору 7^. Вектор, соединяющий
начало вектора 7^ (точка О) с концом вектора — 1сл (точка
б), является вектором линейного тока 7Л. Аналогично могут
быть построены векторы линейных токов 1В и 1С.
Из векторной диаграммы, показанной на рис. 1.24 в,
легко вывести соотношение между линейными и фазными
токами при соединении обмотки генератора в треугольник.
Из треугольника Оав можно записать:
1/27,= 7^cos30°=7^™, откуда7л= 7з 1ф1,131ф, т. е. при
соединении обмоток генератора в треугольник линейный ток
в л/з раз больше фазного (при равномерной нагрузке).
ВКЛЮЧЕНИЕ НАГРУЗКИ В СЕТЬ ТРЕХФАЗНОГО
ТОКА
Трехфазный ток передается четырех- или трехпровод-
ной системой, и потребители энергии могут быть включе-
ны в сеть по схеме «звезда» или «треугольник».
Потребители энергии, включенные в четырехпровод-
ную систему звездой (рис. 1.25), одним проводом подклю-
чены к линейному проводу, а другим — к нулевому. Выше
мы установили, что при соединении обмоток в звезду в слу-
чае равномерной нагрузки соотношения между линейными
и фазными напряжениями и токами таковы: ил= Js иф и
Ток нулевого провода, равный геометрической сумме
токов трех фаз, при равномерной нагрузке равен нулю. Сле-
довательно, в нулевом проводе ток протекать не будет, и
надобность в нем отпадает. Так, например, трехфазные дви-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
45
Рис. 1.25. Схема четырехпроводной системы
гатели переменного тока включаются в сеть звездой без ну-
левого провода.
При неравномерной нагрузке ток в нулевом проводе не
равен нулю, поэтому он обязателен в четырехпроводной
системе, хотя его и выполняют обычно с меньшим, чем
линейные провода, поперечным сечением. В случае отсут-
ствия нулевого провода или его обрыва при неравномерной
нагрузке возникает резкое изменение напряжения (рис. 1.26).
Так, если в фазе А нагрузки нет, а в фазах В и С нагрузки
одинаковы, то при отсутствии нулевого провода нагрузки в
фазах В и С окажутся включенными последовательно на
линейное напряжение, которое равномерно распределится
между ними (из условия равенства нагрузки). Следователь-
но, сопротивления нагрузок в фазах В и С окажутся под
напряжением, равным половине линейного напряжения,
Рис. 1.26. Векторная диаграмма напряжений при неравномерной
нагрузке и отсутствии нулевого провода
46
Автомобильный электрик
U V3
т. е. UB=UC= =Щ— = 0,86С7^. Нейтральная точка сме-
стится в точку О так, что напряжение фазы А окажется рав-
ным иА=\,5иф.
Таким образом, отключение нулевого провода при не-
равномерной нагрузке недопустимо. Поэтому нулевой про-
вод выполняется всегда «глухим», т. е. в нем не устанавли-
вают предохранителей, выключателей и т. д.
Для безопасности обслуживания нулевой провод за-
земляют, если нет регулярного контроля сопротивления
изоляции.
При включении нагрузок в сеть трехфазного тока по
схеме треугольник каждая группа нагрузки включается меж-
ду двумя линейными проводами (рис. 1.27). Как выше было
установлено, соотношение между линейными и фазными
напряжениями и токами при соединении приемников энер-
гии в треугольник таковы: ил = ифъ 1Л= у/31ф (при равно-
мерной нагрузке).
Очень ценным свойством четырехпроводной системы
является возможность включения двух приемников энер-
гии на различные напряжения. Для этого их включают меж-
ду линейными проводами и нулевым проводом, соединяя в
звезду. Эти приемники окажутся включенными на фазное
напряжение. Другую группу приемников соединяют в тре-
угольник так, что они будут включены только между ли-
Рис. 1.27. Схема включения обмоток генератора и приемников
в треугольник
Раздел 1, Электротехника с основами электроники 47
нейными проводами и окажутся под линейным напряже-
нием, большим в раз фазного.
Четырехпроводная система широко используется для
электроснабжения смешанных осветительно-силовых на-
грузок. Осветительные нагрузки включаются на фазное на-
пряжение, а силовые нагрузки (электродвигатели) — на ли-
нейное.
Для трехфазных систем справедливы соотношения,
выведенные для однофазного переменного тока: 1ф= U^Z^,
cos <p=/?^/Z^, где иф, 2ф, Лф — соответственно напряжение,
полное и активное сопротивления рассматриваемой фазы.
МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
Мощность, потребляемая нагрузкой от сети трехфаз-
ного тока, равна сумме мощностей в отдельных фазах, т. е.
Р=РЛ+Рв+Рс.
При равномерной нагрузке мощность, потребляемая
каждой фазой, Рф= и^фсс& <р, где 1ф — фазное напряжение;
1ф — фазный ток; cos <р — коэффициент мощности нагрузки.
Мощность, потребляемая всеми тремя фазами,
P=3C/^cos <р.
При соединении приемников энергии в звезду соотно-
шения между линейными и фазными напряжениями и то-
ками таковы: ил= 41 иф i/i 1л=1ф. Следовательно, мощность,
потребляемая нагрузкой от трехфазной сети,
Р= з/З UJjfiGS ф.
При соединении приемников энергии в треугольник
соотношения между линейными н фазными напряжения-
ми и токами таковы:
С/Л=^и/Л=>/3^.
Следовательно, мощность, потребляемая нагрузкой,
48
Автомобильный электрик
Р= Тз UJjiCQS ф.
Таким образом, при равномерной нагрузке мощность,
потребляемая от трехфазной сети, независимо от способа
включения нагрузки выражается следующей формулой:
Р= >/3 Ujfios ф. При этом источник электрической энергии,
питающий потребителей, должен быть рассчитан на пол-
ную мощность: S- у/З UJA.
Для измерения мощности применяют специальные
измерительные приборы, называемые ваттметрами. При
симметричной, или равномерной нагрузке мощность, по-
требляемая от трехфазной системы, может быть определе-
на одним однофазным ваттметром. В четырехпроводной
системе (с нулевым проводом) токовая обмотка ваттметра
включается последовательно в один из линейных проводов,
а обмотка напряжения — между тем же линейным и нуле-
вым проводами (рис. 1.28). При таком включении показа-
ние ваттметра определит мощность в одной фазе Рф, а так
как при равномерной нагрузке мощности фаз одинаковы,
то суммарная мощность трехфазной системы Р-ЗРф.
В трехпроводной системе цепь напряжения ваттметра
включена на линейное напряжение сети, а по его токовой
обмотке протекает линейный ток. Поэтому мощность трех-
фазной системы в >/3 раз больше показания ваттметра Pw,
т. е. Р- >/3 Pw.
При несимметричной нагрузке одного ваттметра для
определения мощности трехфазной системы недостаточно.
В четырехпроводной системе необходимо применение трех
ваттметров, обмотки напряжения которых включаются меж-
ду нулевым и соответствующим линейным проводами. Каж-
дый ваттметр измеряет мощность одной фазы и мощность
трехфазной системы равна сумме показаний трех ваттмет-
ров, т. е. Р=/>1+Р2+^з- В трехпроводной системе при
несимметричной нагрузке наиболее часто используется схе-
ма двух ваттметров (рис. 1.28 б), которая не может быть
использована в четырехпроводной системе. В схеме двух
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
49
Рис. 1.28. Измерение мощности в трехфазной системе:
а — в четырехпроводной сети при равномерной нагрузке; б — в трехпроводной
сети при неравномерной нагрузке
ваттметров обмотки напряжения каждого ваттметра соеди-
нены с входным зажимом обмотки тока и линейным про*
во дом, оставшимся свободным. Полная мощность трехфаз-
ной системы равна сумме показаний ваттметров, т. е.
p=pi+p2-
В лабораторной практике для этой схемы измерения
мощности применяют один ваттметр и специальный пере-
ключатель, который без разрыва цепи тока дает возмож-
ность включать ваттметр как в один, так и в другой линей-
ные провода.
При больших углах сдвига фаз между напряжением и
током показания ваттметра в одной из фаз могут оказаться
отрицательными, и для измерения мощности необходимо
будет изменить направление тока в обмотке тока, переклю-
чив ее. В этом случае суммарная мощность будет равна раз-
ности показаний ваттметров, т. е. Р—Р{ - Р2.
Энергия в трехфазной системе измеряется как одно-
фазными, так и трехфазными счетчиками электрической
энергии. Однофазные счетчики включают в трехфазную сеть
50 Автомобильный электрик
так же, как и ваттметры. Трехфазные счетчики составляют-
ся из двух или трех однофазных, размещенных в одном кор-
пусе и имеющих общий счетный механизм, и называются
соответственно двухэлементными или трехэлементными. В
трехпроводной системе (без нулевого провода) применяют
двухэлементные, а в четырехпроводной системе (с нулевым
проводом) — трехэлементные счетчики. Схема включения
счетчика электрической энергии указывается на съемной
крышке, которой закрывается панель зажимов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ
При эксплуатации электрических установок приходит-
ся измерять ряд физических величин: ток, напряжение, со-
противление, мощность, частоту и расход электрической
энергии.
Для этого применяют различные электроизмеритель-
ные приборы.
Измерением называют операцию для определения фи-
зической величины опытным путем с помощью измеритель-
ных приборов.
Измерительные приборы различают по назначению,
роду измеряемого тока, принципу действия, классу точнос-
ти, форме корпуса, положению при измерениях и характе-
ру применения.
Электроизмерительные приборы подразделяются на
амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры, частотомет-
ры и др.
Измерительные приборы можно применять в цепях
переменного и постоянного тока.
Существует несколько систем электроизмерительных
приборов: электромагнитные, магнитоэлектрические, элек-
тродинамические и т.д.
Чтобы узнать систему данного прибора, достаточно
взглянуть на условный знак на шкале, где значками и циф-
рами указывают следующие данные: род тока, для которо-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 51
го предназначен прибор, система прибора, напряжение изо-
ляции, положение при измерениях, класс точности, год
выпуска, номер прибора и его принадлежность к эксплуата-
ционной группе. Условные обозначения некоторых прибо-
ров показаны в таблице.
Таблица
Условные обозначения на шкалах
электроизмерительных приборов
Система прибора Условное обозначение прибора Знак на шкале прибора
Электромагнитная ¥ Ток: постоянный переменный трехфазный
Магнитоэлектрическая 0
Электродинамическая Индукционная 0 Зажим: общий соединенный с корпусом | для заземления [
Вибрационная
Выпрямительная 0 Установка прибора: вертикальная | горизонтальная f ь под углом
Термоэлектрическая 0
Ферродинамическая Ф Измерительная цепь изоли- Д рованная от корпуса и ис- Г пытана напряжением 2 кВ
Электростатическая I т
Так, например, измерительному прибору, шкала кото-
; рого изображена на рис. 1.29, можно дать следующую тех-
иическую характеристику: вольтметр (V) для измерения не-
пременного напряжения (~) в пределах от 0 до 150 В; элект-
52
Автомобильный электрик
ромагнитной системы (): вер-
тикального положения (±), клас-
са точности 1,0. Изоляция прибо-
ра испытана на напряжение 2 кВ
год выпуска 1975; заводс-
кой номер 3275; эксплуатацион-
ная группа БА.
При эксплуатации приборов
необходимо соблюдать следую-
щие основные правила: перед
включением прибора стрелку с помощью корректора надо
установить на нулевое деление шкалы; прибор включать
только в цепь того рода тока, для которого он предназна-
чен, а при измерениях корпус прибора должен занимать
положение, соответствующее его нормальной установке.
В связи с тем, что абсолютно точных приборов нет,
показания приборов несколько отличаются от действитель-
ного измеряемого значения. Разность между показанием
прибора и действительным значением измеряемого пара-
метра называется абсолютной погрешностью. Так, напри-
мер, если напряжение источника 100 В, а вольтметр со шка-
лой 150 В, включенный в данную цепь, показывает 103 В,
то абсолютная погрешность &A = Un~Uu=103 - 100=3 В.
Отношение абсолютной погрешности к действительно-
му значению измеряемого параметра называется относитель-
ной погрешностью прибора уот=(ДЛ/Л)*100%.
Если абсолютная погрешность 3 В, а измеряемый па-
раметр 50 и 100 В, то относительная погрешность составит:
для первого измерения (3/50)400% =6%; для второго из-
мерения (3/100)-100% =3%. Отсюда следует, что относитель-
ная погрешность в начале шкалы прибора больше, чем в
конце. Это обстоятельство необходимо учитывать при вы-
боре предела измерений в универсальных измерительных
приборах (авометрах). Наименьшая погрешность в измере-
ниях будет при использовании последней трети шкалы при-
бора.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
53
Таким образом, точность стрелочных измерительных
приборов (самых распространенных) оценивать по их отно-
сительной погрешности неудобно, так как абсолютная по-
грешность у них примерно одинакова вдоль всей шкалы и,
следовательно, с уменьшением измеряемого параметра
быстро растет относительная погрешность. Для оценки точ-
ности стрелочных измерительных приборов служит их при-
веденная погрешность, равная отношению абсолютной по-
грешности показания ДЛ к значению, соответствующему наи-
большему (номинальному) показанию прибора Ан, выражен-
ному в процентах, т. е. упр=(ДЛ/Л„)100%.
В нашем случае абсолютная погрешность 3 В, наиболь-
шее показание прибора 150 В и приведенная погрешность
Упр(3/150) 100%=2%. Приведенная погрешность при нор-
мальных эксплуатационных условиях (температура 20°С,
правильная установка, отсутствие внешних магнитных по-
лей и больших ферромагнитных масс) называется основ-
ной погрешностью прибора.
По степени точности измерительные приборы делятся
на 8 классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 и 4. Цифры
указывают основную погрешность в процентах.
Приборы классов точности 0,05 и 0,1 считаются конт-
рольными: 0,2 и 0,5 — лабораторными; 1, 1,5 и 2,5 — тех-
ническими; 4 — учебными. Контрольные приборы имеют
зеркальную шкалу и ножевидную стрелку. У лабораторных
приборов есть ножевидная стрелка, но может не быть зер-
кальной шкалы. Технические и учебные приборы имеют
копьевидную стрелку, но нет зеркальной шкалы.
Зеркальная шкала, представляющая собой пластину
посеребренного стекла, расположенную под дугообразным
вырезом шкалы, обеспечивает высокую точность снятия по-
казаний прибора. При определении показаний приборов,
имеющих зеркальную шкалу, глаз наблюдателя должен
быть расположен так, чтобы стрелка закрывала свое изоб-
ражение в зеркальной шкале.
54
Автомобильный электрик
По форме корпуса приборы бывают круглые, квадрат-
ные, прямоугольные и секторообразные; по характеру при-
менения— стационарные (жестко укрепленные на месте
установки) и переносные, а по положению при измерении —
вертикальные (±), горизонтальные (—) или устанавливае-
мые под некоторым углом (Z).
Промышленность выпускает электроизмерительные
приборы трех эксплуатационных групп А, Б и В, характери-
зующих допустимую температуру окружающей среды, при
которой их можно эксплуатировать. Допустимая темпера-
тура окружающей среды для группы АО...+35°C; группы
Б — ЗО...+4О°С; группы Bj— 4О...+5О°С; группы В2 —
5О...+6О°С. Принадлежность прибора к эксплуатационным
группам Б и В указывается на шкале. Приборы эксплуата-
ционной группы А обычно обозначений на шкале не имеют.
Несмотря на различия в наименованиях, все приборы
работают принципиально одинаково.
В большинстве электроизмерительных приборов име-
ется подвижная и неподвижная части. Подвижная часть,
включающая в себя катушку или стальной якорь, механи-
чески объединена со стрелочным указателем и возвратны-
ми пружинами из фосфористой бронзы.
Принцип действия измерительных приборов назависи-
мо от их назначения сводится к следующему: электричес-
кий ток, проходя через прибор, вызывает появление враща-
ющего момента, под воздействием которого преодолевает-
ся противодействие спиральных пружин (2), подвижная
часть поворачивается на определенный угол а (рис. 1.30).
При этом стрелка (5), переместившись по шкале (4), укажет
измеряемую величину. Когда прибор отключается, враща-
ющий момент исчезает, и подвижная часть вследствие уп-
ругости пружин возвращается в исходное положение.
При изменении температуры окружающей среды уп-
ругость возвратных пружин меняется, что приводит к неко-
торому повороту подвижной части. Однако перед началом
измерений стрелка прибора должна располагаться против
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
55
Рис. 1.30. Устройство подвижной части электроизмерительного
прибора
исходного (нулевого) деления шкалы. Такую установку
стрелки производят с помощью корректора (7).
По условиям эксплуатации подвижная система прибо-
ра должна быстро успокаиваться, что обеспечивается при-
менением воздушного или магнитного успокоителя. В воз-
душном успокоителе (рис. 1.31 а) используется торможе-
Рис. 1.31. Устройство успокоителей:
а — воздушного; б — магнитного; 1 — камера воздушного успокоителя;
2 — поршень; 3 — постоянный магнит
56 Автомобильный электрик
ние подвижной системы вследствие сжатия или разреже-
ния воздуха в камере успокоителя, а в магнитном (рис. 1.31
б) применен принцип магнитного торможения (под действи-
ем вихревых токов /в). Для уменьшения трения и повыше-
ния точности ось подвижной системы в некоторых прибо-
рах крепится на кернах в подпятниках из камней высокой
твердости (рубина, сапфира, агата).
Так же работает и омметр — прибор для измерения
сопротивлений.
Шкалу прибора, в зависимости от того, для каких из-
мерений он приспособлен, градуируют соответственно в
амперах, миллиамперах, вольтах и т.д.
В современной измерительной технике все больше ис-
пользуются приборы с цифровой шкалой, или цифровые
приборы. В цифровых приборах измеряемый параметр ав-
томатически преобразуется в цифры специальной электрон-
ной схемой, которая освещается на панели цифровой инди-
кации.
Цифровые приборы постепенно заменяют стрелочные,
так как они обладают более высокими эксплуатационными
характеристиками. Эти приборы могут использоваться од-
новременно для измерения тока, напряжения, сопротивле-
ния и частоты тока. Время одного измерения не превышает
нескольких миллисекунд с погрешностью до 0,01+0,1%.
Цифровые приборы в сочетании с вычислительными
машинами используются для автоматического контроля
управления производственными процессами.
Недостатками цифровых приборов являются сложность
их устройства и высокая стоимость.
Согласно ГОСТу, электроизмерительные приборы дол-
жны удовлетворять следующим требованиям:
— погрешность прибора не должна превышать его класс
точности и изменяться в процессе эксплуатации;
— на показания прибора не должны влиять внешние поля
и изменения температуры;
— шкала или ее рабочая часть должна быть по возможно-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
57
сти равномерной и проградуирована в практических
единицах;
— прибор должен иметь хорошую успокоительную сис-
тему, чтобы колебания стрелки прибора быстро пре-
кращались;
— прибор должен быть стойким к перегрузкам и иметь
хорошую изоляцию.
И, наконец, основные технические и эксплуатацион-
ные характеристики прибора указывают, как обычно, услов-
ными знаками на лицевой стороне прибора. Если их невоз-
можно разместить на шкале, они выносятся на табличку,
устанавливаемую на крышке прибора или на боковых по-
верхностях корпуса.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
7. Что такое проводник и полупроводник?
2. Почему одни материалы являются проводниками, а
другие — изоляторами?
3. Что такое постоянный электрический ток?
4. В каких единицах измеряется электрический ток?
5. Как распределяются токи в параллельно соединенных
проводниках?
6. Чему равна емкость проводника? В каких единицах из-
меряется емкость?
7. Как устроен конденсатор?
8. По какой формуле вычисляется емкость плоского кон-
денсатора?
9. Как надо соединить конденсаторы, чтобы их общая
емкость увеличилась? Уменьшилась?
10. Как вычислить общую емкость конденсаторов при па-
раллельном соединении и последовательном соедине-
нии?
58 Автомобильный электрик
11. Что такое мгновенное значение ЭДС, тока и напря-
жения?
12. Что называется фазой?
13. Что такое частота?
14. Какова связь между периодом и частотой?
15. Дайте определение трехфазной системы переменного
тока.
16. Какое соединение называется звездой?
17. Какое соединение называется треугольником?
18. Какие способы измерения мощности трехфазной сис-
темы вы знаете?
19. Перечислите системы и классы точности приборов.
20. Какова роль корректора и успокоителя в приборах?
21. Поясните устройство и принцип действия электроиз-
мерительных приборов.
Глава 5
ТРАНСФОРМАТОРЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАНСФОРМАТОРАХ
Трансформатором называется статический электромаг-
нитный аппарат, преобразующий переменный ток одного
напряжения в переменный ток той же частоты, но другого
напряжения.
Трансформаторы получили очень широкое практичес-
кое применение для передачи электрической энергии на
большие расстояния, для распределения энергии между
ее приемниками и в различных выпрямительных, сигналь-
ных, усилительных и других устройствах.
При передаче электрической энергии от электростан-
ций к ее потребителям большое значение имеет сила тока,
проходящего по проводам. В зависимости от тока выбира-
ется сечение проводов линии передачи энергии и, следова-
тельно, определяется стоимость проводов, а также потери
энергии в них.
Если при одной и той же передаваемой мощности уве-
личить напряжение, то ток в той же мере уменьшится, а это
позволит применять провода с меньшим, поперечным сече-
йием для устройства линии передачи электрической энер-
гии и уменьшит расход цветных металлов, а также умень-
шит потери мощности в линии. Поперечное сечение прово-
да и потери мощности в линии определяются следующими
выражениями: $=//8; РЛ=РР=р1§Р/и, так как!?=р//^=р8//7,
Ще q — поперечное сечение провода, мм2; 1— ток, А; 8 —
плотность тока, А/мм2; U — напряжение в линии электро-
60 Автомобильный электрик
передачи, В; Р — передаваемая мощность, Вт; Рл — потери
мощности в линии электропередачи, Вт; R— сопротивле-
ние провода, Ом; / — длина линии, м; р — удельное сопро-
тивление материала провода, Ом-мм2/м. Таким образом,
при неизменной передаваемой мощности поперечное сече-
ние провода и потери мощности в линии обратно пропорци-
ональны напряжению.
Электрическая энергия вырабатывается на электро-
станциях синхронными генераторами при напряжении 11—
18 кВ (в некоторых случаях при 30—35 кВ). Хотя это на-
пряжение очень велико для непосредственного его исполь-
зования потребителями, однако оно недостаточно для эко-
номичной передачи электроэнергии на большие расстояния.
Для увеличения напряжения применяют повышающие
трансформаторы.
Приемники электрической энергии (лампы накалива-
ния, электродвигатели и т. д.) из соображений безопаснос-
ти для лиц, пользующихся этими приемниками, рассчиты-
ваются на более низкое напряжение (ПО—380 В). Кроме
того, при высоком напряжении требуется усиленная изоля-
ция токоведущих частей, что делает конструкцию аппара-
тов и приборов очень сложной. Поэтому высокое напряже-
ние, при котором передается энергия, не может непосред-
ственно использоваться для питания приемников, вследствие
чего к потребителям энергия подводится через понижаю-
щие трансформаторы.
Таким образом, электрическая энергия при передаче
от места ее производства к месту потребления трансформи-
руется несколько раз (3—4 раза). Кроме того, понижающие
трансформаторы в распределительных сетях включаются
неодновременно и не всегда на полную мощность, вслед-
ствие чего мощности установленных трансформаторов зна-
чительно больше (в 7—8 раз) мощности генераторов, выра-
батывающих электроэнергию на электростанциях.
Трансформатор имеет две изолированные обмотки,
помещенные на стальном магнитопроводе. Обмотка, вклю-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
61
ценная в сеть источника электрической энергии, называ-
ется первичной; обмотка, от которой энергия подается к
приемнику, — вторичной.
Обычно напряжения первичной и вторичной обмоток
неодинаковы. Если первичное напряжение меньше вторич-
ного, то трансформатор называется повышающим, если же
первичное напряжение больше вторичного, то — понижаю-
щим. Любой трансформатор может быть использован и как
повышающий, и как понижающий.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО
ТРАНСФОРМАТОРА
Действие трансформатора основано на явлении элект-
ромагнитной индукции. Если первичную обмотку трансфор-
матора включить в сеть источника переменного тока, то по
ней будет протекать переменный ток, который возбудит в
сердечнике трансформатора переменный магнитный поток.
Магнитный поток, пронизывая витки вторичной обмотки
трансформатора, индуцирует в ней ЭДС. Под действием этой
ЭДС по вторичной обмотке и через приемник энергии бу-
дет протекать ток. Таким образом, электрическая энергия,
трансформируясь, передается из первичной цепи во вторич-
ную, но при другом напряжении, на которое рассчитан при-
емник энергии, включенный во вторичную цепь.
Для улучшения магнитной связи между первичной и
вторичной обмотками они помещаются на стальном магни-
топроводе. Для уменьшения потерь от вихревых токов маг-
нитопроводы трансформаторов собираются из тонких плас-
тин (толщиной 0,5 и 0,35 мм) трансформаторной стали, по-
крытых изоляцией (жаростойким лаком). Трансформатор-
ная сталь может быть горячекатаной и холоднокатаной.
Холоднокатаная сталь имеет высокую магнитную про-
ницаемость (больше чем у горячекатаной) в направлении,
совпадающем с направлением проката, тогда как поперек
проката магнитная проницаемость относительно низкая.
62 Автомобильный электрик
Поэтому магнитопроводы из холоднокатаной стали делают
так, чтобы магнитные линии замыкались по направлению
проката стали. Магнитопроводы трансформаторов малой
мощности изготовляют из ленты холоднокатаной стали.
В трансформаторах больших мощностей магнитопро-
воды собираются из полос стали. Холоднокатаную сталь
разрезают так, чтобы направление магнитных линий в со-
бранном магнитопроводе совпадало с направлением прокат-
ки стали. У горячекатаной стали магнитная проницаемость
одинакова во всех направлениях и при малых мощностях
магнитопроводы собираются из пластин Ш- или П-образ-
ной формы, штампующихся из листовой стали.
В зависимости от формы магнитопровода и располо-
жения обмоток на нем трансформаторы могут быть стерж-
невыми и броневыми. Магнитопровод стержневого одно-
фазного трансформатора имеет два стержня, на которых
помещены его обмотки (рис. 1.32 а). Эти стержни соедине-
ны ярмом с двух сторон так, что магнитный поток замыка-
Рис. 1.32. Магнитопроводы однофазных трансформаторов:
а — стержневой; б— броневой; в — ленточный стержневой;
г — ленточный броневой
ется по стали. Магнитопровод броневого однофазного транс-
форматора (рис. 1.32 б) имеет один стержень, на котором
полностью помещены обмотки трансформатора. Стержень
с двух сторон охватывается (бронируется) ярмом так, что
обмотка частично защищена магнитопроводом от механи-
ческих повреждений.
Магнитопроводы из холоднокатаной стали как стерж-
невые (рис. 1.32 в), так и броневые (рис. 1.32 г) выполняют-
ся ленточными.
Трансформаторы большой мощности в настоящее вре-
мя изготовляют исключительно стержневыми, так как у них
проще изоляция обмоток высшего напряжения от магнито-
провода, чем в броневых. В трансформаторах малой мощ-
ности напряжения обмоток малы, а поэтому изоляция их
от магнитопровода значительно упрощается. Трансформа-
торы малой мощности часто изготовляют с броневым маг-
нитопроводом, который имеет только один комплект с дву-
мя обмотками, тогда как у стержневого — два комплекта.
Магнитный поток в броневом магнитопроводе, выхо-
дя из стержня, разветвляется на две равные части так, что
одна его часть, замыкающаяся через ярмо, вдвое меньше,
чем другая в стержне, вследствие чего сечение ярма делают
вдвое меньшим, чем сечение стержня.
Для измерительных и лабораторных трансформаторов,
* также при повышенной частоте применяют тороидальные
^Кольцеобразные) магнитопроводы, достоинством которых
Шляется относительно малое магнитное сопротивление и
Почти полное отсутствие внешнего потока рассеяния. При
|шномерном распределении обмоток по окружности торо-
ЖДа такие трансформаторы не чувствительны к внешним
^Магнитным полям независимо от их направления. Торои-
дальные магнитопроводы изготовляют из ленты холодно-
катаной стали, а обмотки наматываются на специальном
«танке челночного типа.
Обмоткам трансформатора придают преимущественно
форму цилиндрических (круглых) катушек, концентрически
64
Автомобильный электрик
нанизываемых на стержень магнитопровода. При такой фор-
ме обмотки лучше противостоят радиальным механическим
усилиям, возникающим во время работы трансформатора. В
некоторых случаях применяют катушки более сложной фор-
мы — прямоугольные, овальные и др. При малых токах об-
мотки наматываются из медного или алюминиевого изоли-
рованного провода круглого поперечного сечения, а при боль-
ших — прямоугольного поперечного сечения.
Расположение цилиндрических обмоток показано на
рис. 1.33. Ближе к стержню магнитопровода располагается
обмотка низшего напряжения НН, так как ее легче изоли-
ровать от магнитопровода, чем обмотку высшего напряже-
ния ВН. Обмотку низшего напряжения изолируют от маг-
нитопровода прокладками, рейками, шайбами и другими
изоляционными деталями (чаще из электрокартона). Обмот-
ку высшего напряжения изолируют от обмотки низшего
напряжения.
При цилиндрических обмотках поперечному сечению
магнитопровода желательно было бы придать круглую фор-
Рис. 1.33. Расположение обмоток мощного трансформатора на
магнитопроводе
раздел 1. Электротехника с основами электроники 65
му, так как в этом случае в площади, охватываемой обмот-
ками, не остается промежутков, не заполненных сталью.
Чем меньше незаполненных промежутков, тем меньше дли-
на витков обмоток, и, следовательно, масса обмоточного
провода при заданной площади поперечного сечения маг-
нитопровода. Однако магнитопроводы круглого поперечного
сечения не делают. Для изготовления магнитопровода круг-
лого сечения надо его собрать из большого числа стальных
листов различной ширины. Поэтому у трансформаторов
большой мощности магнитопровод имеет ступенчатое по-
перечное сечение с числом ступеней не более 9—10. Число
ступеней сечения сердечника определяется числом углов в
одной четверти круга. На рис. 1.33 показано три ступени
поперечного сечения * магнитопровода.
Для лучшего охлаждения в магнитопроводах мощных
трансформаторов устраивают охлаждающие каналы в плос-
костях, параллельных и перпендикулярных плоскости сталь-
ных листов. Охлаждающие каналы устраивают и в обмот-
ках.
В трансформаторах малой мощности поперечное сече-
ние магнитопровода имеет прямоугольную форму и обмот-
кам придают форму прямоугольных катушек. При малых
токах радиальные механические усилия, возникающие при
работе трансформатора и действующие на обмотки, будут
малы, так что изготовление обмоток упрощается.
Магнитопровод трансформатора собирают встык или
Внахлест. При сборке встык все части магнитопровода со-
бирают раздельно из отдельных полос или пластин и затем
Вместе. При такой сборке просто осуществляется монтаж и
демонтаж трансформатора, но в месте стыка необходимо
поместить изоляционную прокладку, увеличивающую маг-
нитное сопротивление. При установке ярма его пластины
Йе будут точно совпадать с пластинами стержня, в резуль-
тате чего пластины ярма и стержня окажутся замкнутыми.
Такое замыкание поведет к увеличению вихревых токов,
Которые могут вызвать недопустимо высокий нагрев стали
66
Автомобильный электрик
в месте стыка. Нагрев может стать настолько большим, что
стальные пластины сплавятся в сплошную массу и транс-
форматор выйдет из строя. При сборке магнитопровода внах-
лест стальные пластины укладывают так, чтобы у лежащих
рядом полос разрезы были в различных точках. Такая сбор-
ка усложняет монтаж и демонтаж трансформатора, но и
позволяет значительно уменьшить магнитное сопротивле-
ние, так как пластины плотно прилегают одна к другой.
В паспорте трансформатора указывают его номиналь-
ную мощность Р, номинальные напряжения U\, и U2 и токи
71, и 4 первичной и вторичной обмоток при полной (номи-
нальной) нагрузке.
Номинальной мощностью трансформатора называ-
ется полная мощность, отдаваемая его вторичной обмоткой
при полной (номинальной) нагрузке. Номинальная мощ-
ность выражается в единицах полной мощности, т. е. в вольт-
амперах или киловольт-амперах. В ваттах и киловаттах вы-
ражают активную мощность трансформатора, т. е. ту мощ-
ность, которая может быть прообразована из электрической
в механическую, тепловую, химическую, световую и др.
Сечения проводов обмоток и всех частей машины или
любого электрического аппарата определяются не активной
составляющей тока или активной мощностью, а полным
током, протекающим по проводнику, и, следовательно, пол-
ной мощностью.
Трансформаторы малой мощности имеют большую
удельную поверхность охлаждения, и естественное воздуш-
ное охлаждение является для них вполне достаточным.
Трансформаторы большой мощности устраивают с масля-
ным охлаждением, для чего помещают их в металлические
баки, наполненные минеральным маслом. Наиболее широ-
ко распространено естественное охлаждение стенок бака
трансформатора. Для увеличения охлаждающей поверхно-
сти в стенки баков вваривают стальные трубы или радиаторы.
Масло в баке трансформатора в процессе эксплуатации
соприкасается с окружающим воздухом и подвергается окис-
удедол 1. Электротехника с основами электроники
67
дению, увлажнению и загрязнению, вследствие чего умень-
шается его электрическая прочность. Для обеспечения нор-
мальной эксплуатации трансформатора необходимо конт-
ролировать температуру масла, заменять его новым, про-
изводить периодическую сушку и очистку. Изменение тем-
пературы трансформатора приводит к изменению уровня
масла. В связи с этим баки трансформаторов снабжаются
расширителями. Расширитель, представляющий собой ци-
линдрический сосуд из листовой стали, устанавливают над
жрышкой бака и соединяют патрубком. Уровень масла из-
меняется только в расширителе, что позволяет уменьшить
поверхность масла, соприкасающуюся с воздухом, и пре-
дохранить масло от загрязнения и увлажнения.
РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРА
При холостом ходе трансформатора (нагрузки нет)
аггоричная обмотка его разомкнута, и ток в этой обмотке
be проходит. В первичной обмотке при этом приходит ток
Холостого хода 10.
$ Режим работы трансформатора, при котором во вто-
ричную обмотку включена нагрузка, называют рабочим.
В режиме холостого хода основной магнитный поток в
рердечнике Фо создает в первичной обмотке ЭДС самоиндук-
ции, которая уравновешивает большую часть приложенного
Напряжения. Так будет до тех пор, пока вторичная обмотка
разомкнута. Если во вторичную обмотку включить нагрузку,
|о в ней появится ток /2, возбуждающий в том же сердечнике
|вой магнитный поток Ф2, знак которого в соответствии с
Йювилом Ленца противоположен знаку магнитного потока
^i, создаваемому первичной обмоткой (рис. 1.34).
В результате суммарный магнитный поток в сердечни-
ке уменьшится, а это приведет к уменьшению ЭДС Е\ в
Первичной обмотке. Вследствие этого часть приложенного
Напряжения Ui окажется неуравновешенной, что приведет
Ш увеличению тока в первичной обмотке. Очевидно, что ток
Рис. 1.34. Схема рабочего режима трансформатора
в первичной обмотке будет возрастать до тех пор, пока не
прекратится размагничивающее действие тока нагрузки.
После этого суммарный магнитный поток восстановится
приблизительно до прежнего значения Ф^.
При увеличении сопротивления вторичной обмотки
уменьшаются ток Z2 и магнитный поток Ф2, что приводит к
возрастанию суммарного магнитного потока и, следователь-
но, к возрастанию Ег. В результате нарушится равновесие
между приложенным напряжением t/j и ЭДС Ер их раз-
ность уменьшится, а следовательно, уменьшится и ток Ц
до такого значения, при котором суммарный магнитный
поток вернется к прежнему значению.
Таким образом, магнитный поток в трансформаторе
остается практически постоянным как в режиме холостого
хода, так и режиме переменной нагрузки. Это свойство
трансформатора называют способностью саморегулирова-
ния, т. е. способностью автоматически регулировать значе-
ние первичного тока Z1 при изменении тока нагрузки Z2.
ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трехфазные трансформаторы изготовляют главным
образом стержневыми. Схема построения магнитопровода
трехфазного стержневого трансформатора показана на рис.
1.35 а. Три одинаковых однофазных трансформатора вы-
3-4
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
69
Рис. 1.35. Схема построения трехфазного трансформатора:
а — три однофазных трансформатора; б — три однофазных трансформатора
объединены в один магннтопровод; в — схема трехфазного стержневого
трансформатора
полнены так, что их первичные и вторичные обмотки раз-
мещены на одном стержне каждого магнитопровода, а дру-
гой стержень не имеет обмотки. Если эти три трансформа-
тора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмо-
ток, находились рядом, то эти три стержня можно объеди-
нить в один 0 (рис. 1.35 б). Через объединенный стержень О
будут замыкаться магнитные потоки трех однофазных транс-
форматоров, которые равны по амплитуде и сдвинуты по
фазе на 1/3 периода. Так как сумма трех равных по ампли-
туде и сдвинутых по фазе на 1/3 периода магнитных пото-
ков равна нулю в любой момент времени (Фа+Фв+Фс=0),
то в объединенном стержне магнитного потока нет, и на-
добность в этом стержне отпадает. Таким образом, для маг-
нитопровода достаточно иметь три стержня, которые по
конструктивным соображениям располагаются в одной плос-
кости (рис. 1.35 в). На каждом стержне трехфазного транс-
форматора размещаются обмотки высшего и низшего на-
пряжения одной фазы. Стержни соединяются между собой
ярмом сверху и снизу. Длина магнитных линий потока сред-
него стержня меньше, чем крайних стержней, так что маг-
нитный поток среднего стержня встречает на своем пути
меньшее магнитное сопротивление, чем магнитные потоки
крайних стержней. Поэтому в фазе, обмотка которой поме-
щена на среднем стержне, протекает меньший намагничи-
70
Автомобильный электрик
вающий ток, чем в фазах, обмотки которых помещены на
крайних стержнях.
Конструктивно обмотки трехфазных трансформаторов
выполняются так же, как и однофазных. Начала фаз обмот-
ки высшего напряжения обозначаются прописными буква-
ми Л, В, С, а концы фаз — X, Y и Z. Если обмотка высшего
напряжения имеет выведенную нулевую точку, то этот за-
жим обозначается цифрой 0. Начала фаз обмотки низшего
напряжения обозначаются строчными буквами а, Ь, с, кон-
цы фаз — х, у, z; вывод нулевой точки 0.
Обмотки трехфазных трансформаторов могут быть со-
единены звездой и треугольником. При соединении обмо-
ток звездой концы (или приемника) электрической энергии
переменного тока соединяют центральную или нулевую точ-
ку, а свободные зажимы начал (или концов) трех фаз под-
ключаются к трем проводам сети источника (или приемника)
электрической энергии переменного тока. При соединении
обмотки треугольником начало первой фазы соединяется с
концом второй, начало второй фазы — с концом третьей,
начало третьей фазы — с концом первой. Точки соединения
начала одной фазы с концом другой подключаются к про-
водам трехфазной сети переменного тока.
Соединение обмоток трехфазных трансформаторов
звездой обозначается Y а треугольником /\. Если об-
мотка соединена звездой и имеет выведенную нулевую точ-
ку, то такое соединение обозначается Y-
Группы трехфазных трансформаторов обозначаются
знаками следующего вида Y/Y-O; Y/A -11 и
т. д., где знак перед косой линией показывает схему соеди-
нения обмотки высшего напряжения, знак после косой ли-
нии— схему соединения обмотки низшего напряжения,
цифра— угол между векторами линейных ЭДС обмоток
высшегб и низшего напряжения, выраженный в угловых
единицах, кратных 30° Так, первое обозначение группы по-
казывает, что обмотки высшего и низшего напряжения со-
единены звездой, причем обмотка низшего напряжения
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 71
имеет выведенную нулевую точку, и угол между векторами
линейных ЭДС обмоток высшего и низшего напряжения
равен 0-30°, т. е. 0°
Группы трехфазных трансформаторов зависят от схем
соединения обмоток, обозначения зажимов фаз обмоток
высшего и низшего напряжения и от их направления. Если
направление витков обмоток высшего и низшего напряже-
ния одинаково, то ЭДС, индуцируемые в фазах обмоток выс-
шего и низшего напряжения, совпадают по фазе; если же
обмотки имеют встречное направление, то ЭДС фаз высше-
го и низшего напряжения находятся в противофазе.
Стандартными группами являются следующие (рис. 1.36).
В стандартных схемах обмотки высшего напряжения
соединены звездой, так как при такой схеме фазное напря-
жение в ->/3 раз меньше линейного, благодаря чему упро-
щается изоляция обмоток. Обмотки низшего напряжения
Схемы соединения обмоток Диаграммы векторов Условные обозначения
ВН НН ВН НН
0 а b с 8 8
а) 1 V J J ХГ .г
А С 0
ГМ
А 8 С а b с п п п 8 b
б) 5 5 5 в А^*Ч О' а 'г/д"
X Y Z X у Z
0 A В С а b с
1 > О О О V| V| V В b
в) С О' а
X Y Z X У Z
Рис. 1.36. Стандартные схемы соединения обмоток
72 Автомобильный электрик
чаще соединяются треугольником, так как при таком соеди-
нении трансформатор менее чувствителен к несимметрии
нагрузки фаз. Обмотки низшего напряжения соединяются
также звездой с нулем, так как при такой схеме можно в
чегырехпроводной сети получить два различных напряже-
ния— линейное и фазное (например, 127 и 220 В, 220 и
380 В и т. д.). Для увеличения мощности трансформатор-
ной подстанции и для упрощения резерва используется па-
раллельное включение трансформаторов, одним из непре-
менных условий которого является принадлежность их к
одинаковым группам.
АВТОТРАНСФОРМАТОР
Автотрансформатор представляет собой трансформатор,
у которого обмотка низкого напряжения является частью
обмотки высокого напряжения (рис. 1.37).
У однофазного автотрансформатора всего одна обмот-
ка. В режиме холостого хода автотрансформатор ничем не
отличается от обычного трансформатора. В режиме нагруз-
ки по общей части витков протекает ток, который равен раз-
ности токов (z’l—i2) , так как вторичный ток ослабляет маг-
нитный поток в сердечнике (т. е. соответствующий магнит-
ный поток имеет знак, противоположный знаку потока, со-
здаваемого током первич-
ной обмотки).
Чаще всего автотран-
сформаторы изготавлива-
ют со скользящим контак-
том, что позволяет плавно
регулировать выходное на-
пряжение в широких пре-
делах. Примером может
служить лабораторный ав-
тотрансформатор (ЛАТР)
(рис. 1.38).
Рис. 1.37. Электрическая схема
автотрансформатора
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
73
Рнс. 1.38. Автотрансформатор:
1 — ручка управления; 2 — щетка; 3 — обмотка
Обмотка этого трансформатора выполнена проводом
круглого сечения на тороидальном стальном сердечнике. На
одной торцевой стороне изоляцию снимают вместе с час-
тью самого провода, но при этом витки остаются изолиро-
ванными друг от друга.
По оголенной поверхности витков скользит небольшая
щетка, подключая нагрузку к различному числу витков и
изменяя тем самым выходное напряжение. Так как переме-
щающаяся щетка замыкает накоротко сразу 1—2 витка, то
при хорошем контакте между ними эти витки могут сго-
реть. Чтобы этого не случилось, щетку делают из графита,
сопротивление которого достаточно велико для ослабления
доков в короткозамкнутых витках.
Если часть обмотки автотрансформатора сделать пер-
вичной, а всю обмотку вторичной, то автотрансформатор
будет повышающим.
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Измерительные трансформаторы делятся на трасфор-
маторы напряжения и трансформаторы тока. Их примени-
74 Автомобильный электрик
ют в цепях переменного тока для расширения пределов из-
мерения измерительных приборов и для изоляции этих при-
боров от токопроводящих частей, находящихся под высо-
ким напряжением.
Трансформаторы напряжения конструктивно представ-
ляют собой обычные трансформаторы малой мощности.
Первичная обмотка такого трансформатора включается в два
линейных провода сети, напряжение которой измеряется или
контролируется; во вторичную обмотку включают вольтметр
или параллельную обмотку ваттметра, счетчика и т. п. Ко-
эффициент трансформации трансформатора напряжения
выбирают таким, чтобы при номинальном первичном на-
пряжении напряжение вторичной обмотки было 100 В.
Режим работы трансформатора напряжения подобен
режиму холостого хода обычного трансформатора, так как
сопротивление вольтметра или параллельной обмотки ватт-
метра, счетчика и т. п. велико и током во вторичной обмот-
ке можно пренебречь. Включение во вторичную обмотку
большого числа измерительных приборов нежелательно.
Если параллельно вольтметру, включенному во вторичную
обмотку трансформатора, подсоединить еще один вольтметр
или параллельную обмотку ваттметра, счетчика и т. п., то
ток во вторичной обмотке трансформатора увеличится, что
вызовет падение напряжения на зажимах вторичной обмот-
ки, и точность показания приборов понизится.
Трансформаторы тока служат для преобразования пе-
ременного тока и изготовляются таким образом, чтобы при
большом номинальном токе первичной цепи во вторичной
обмотке ток был 5 А. Первичная обмотка трансформатора
тока включается в разрез линейного провода (последователь-
но с нагрузкой), ток в котором измеряется; вторичная об-
мотка замкнута на амперметр или на последовательную
обмотку ваттметра, счетчика и т. п., т. е. на измеритель-
ный прибор с малым сопротивлением.
Режим работы трансформатора тока существенно от-
личен от режима работы обычного трансформатора. В обыч-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 75
ном трансформаторе при изменении нагрузки магнитный
поток в сердечнике остается практически неизменным, если
постоянно приложено напряжение. Если в обычном транс-
форматоре уменьшить нагрузку, т. е. ток во вторичной об-
мотке, то и в первичной обмотке ток уменьшится, и если
вторичную обмотку разомкнуть, то ток в первичной обмот-
ке уменьшится до тока холостого хода Iq.
При работе трансформатора тока его вторичная обмот-
ка замкнута на измерительный прибор с малым сопротив-
лением и режим работы трансформатора близок к корот-
кому замыканию. Поэтому магнитный поток в магнито-
проводе трансформатора мал. Если разомкнуть вторичную
обмотку трансформатора тока, то тока в этой обмотке не
будет, тогда как в первичной обмотке ток остается неиз-
менным.
Таким образом, при разомкнутой вторичной обмотке
трансформатора тока магнитный поток в магнитопроводе,
возбужденный током первичной обмотки и не встречающий
размагничивающего действия тока вторичной обмотки, и
<ЭДС вторичной обмотки окажутся очень большими, что
опасно для целости изоляции этой обмотки и для обслужи-
вающего персонала. Поэтому при выключении измеритель-
ных приборов из вторичной обмотки трансформатора тока
эту обмотку необходимо замкнуть накоротко.
Включение большого числа измерительных приборов
во вторичную обмотку трансформатора тока снижает точ-
ность измерения.
Конструкции трансформаторов тока в зависимости от
Назначения чрезвычайно разнообразны и делятся на стацио-
нарные и переносные.
При работе измерительных трансформаторов напряже-
ния и тока возможен пробой изоляции их первичных обмо-
ток и, как следствие пробоя, электрическое соединение пер-
вичной обмотки с магнитопроводом или со вторичной об-
моткой. Для безопасности обслуживания магнитопроводы
и вторичные обмотки измерительных трансформаторов за-
76
Автомобильный электрик
земляются. Условное обозначение измерительных трансфор-
маторов показано на рис. 1.39.
Рис. 1.39. Условное обозначение измерительных трансформаторов:
а — напряжения, б — тока
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните назначение и принцип действия трансфор-
маторов.
2. Какую форму имеют магнитопроводы однофазных
трансформаторов ?
3. Каким выражением определяется действующее зна-
чение ЭДС обмотки трансформатора?
4. Какой режим работы трансформатора называется хо-
лостым ходом?
5. Каково устройство трехфазного трансформатора?
6. Как соединяются между собой обмотки трехфазных
трансформаторов ?
7. Объясните устройство автотрансформатора.
Глава 6
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
ПЕРЕМЕННОГО
И ПОСТОЯННОГО ТОКА
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Электрические машины широко применяют на элект-
рических станциях, в промышленности, на транспорте, в
авиации, в системах автоматического регулирования и уп-
равления, в быту. Они преобразуют механическую энергию
в электрическую и, наоборот, электрическую энергию в ме-
ханическую. Машина, преобразующая механическую энер-
гию в электрическую, называется генератором. Преобразо-
вание электрической энергии в механическую осуществля-
ется двигателем.
Любая электрическая машина может быть использо-
вана как в качестве генератора, так и в качестве двигателя.
Это ее свойство изменять направление преобразуемой ею
энергии называется обратимостью машины. Она может
быть также использована для преобразования электричес-
кой энергии одного рода тока (частоты, числа фаз перемен-
ного тока, напряжения постоянного тока) в энергию друго-
го рода тока. Такие электрические машины называются пре-
образователями.
Электрические машины в зависимости от рода тока
электроустановки, в которой они должны работать, делятся
на машины постоянного и машины переменного тока. Ма-
шины переменного тока могут быть однофазными и много-
фазными.
78
Автомобильный электрик
Принцип действия электрической машины основан на
использовании законов электромагнитной индукции.
Явление электромагнитной индукции лежит в основе
действия генератора переменного тока, представляющего
собой катушку из провода, вращающуюся между полюсами
сильного магнита или электромагнита (на рис. 1.40 катуш-
ка показана в виде одного витка провода). Вращаясь, ка-
тушка пересекает силовые линии магнитного поля и в ней
индуцируется (вырабатывается) электрический ток.
Рис. 1.40. Простейший генератор переменного тока
В 1837 г. русский академик Б. С. Якоби открыл явле-
ние, обратное по действию генератора тока. Через катушку,
помещенную в магнитном поле, ученый пропускал ток, и
катушка начинала вращаться. Это был первый в мире элек-
тромагнитный двигатель.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АСИНХРОННОГО
ДВИГАТЕЛЯ
Наибольшее распространение среди электрических дви-
гателей получил трехфазный асинхронный двигатель, впер-
раздел 1. Электротехника с основами электроники 79
вые сконструированный известным русским электриком
И. О. Доливо-Добровольским.
Асинхронный двигатель отличается простотой конст-
рукции и несложностью обслуживания. Как и любая маши-
на переменного тока, асинхронный двигатель состоит из двух
основных частей: статора и ротора. Статором (рис. 1.43) на-
зывается неподвижная часть машины, ротором (рис. 1.42) —
ее вращающаяся часть. Асинхронная машина обладает свой-
ством обратимости, т. е. может быть использована как в
режиме генератора, так и в режиме двигателя. Из-за ряда
существенных недостатков асинхронные генераторы прак-
тически почти не применяются, тогда как асинхронные дви-
гатели получили очень широкое распространение.
Многофазная система переменного тока создает вра-
щающееся магнитное поле, частота вращения которого в
Минуту Если ротор вращается с частотой, равной
частоте вращения магнитного ноля (П2=п1). то такая часто-
та называется синхронной. Если ротор вращается с часто-
той, не равной частоте вращения магнитного поля (n^fti),
то такая частота называется асинхронной.
; В асинхронном двигателе рабочий процесс может про-
текать только при асинхронной частоте, т. е. при частоте
вращения ротора, не равной частоте вращения магнитного
юля. Частота вращения ротора может очень мало отличаться
И частоты вращения поля, но при работе двигателя она бу-
|ет всегда меньше (712<л1).
Работа асинхронного двигателя основана на явлении,
(азванном «диск Араго—Ленца» (рис. 1.41). Это явление
> Рис. 1.41. Схема, поясняющая принцип действия асинхронного
двигателя
/
Рис. 1.42. Ротор короткозамкнутого асинхронного двигателя:
1 — сердечник ротора; 2 — обмотка ротора; 3 — медные кольца
Рис. 1.43. Устройство статора асинхронного двигателя:
1 — сердечник статора; 2 — обмотка; 3 — станина двигателя; 4 — щиток
заключается в следующем: если перед полюсами постоян-
ного магнита поместить медный диск (7), свободно сидя-
щий на оси (2), и начать вращать магнит вокруг его оси с
помощью рукоятки (3), то медный диск будет вращаться в
том же направлении. Это объясняется тем, что при враще-
нии магнита его магнитное поле пронизывает диск и инду-
цирует в нем вихревые токи. В результате взаимодействия
вихревых токов с магнитным полем магнита возникает сила,
приводящая диск во вращение. На основании закона Ленца
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
81
направление всякого индуцированного тока таково, что оно
противодействует причине, его вызвавшей. Поэтому вихре-
вые токи в теле диска стремятся задержать вращение маг-
нита, но, не имея возможности сделать это, приводят диск
во вращение так, что он следует за магнитом. При этом ча-
стота вращения диска всегда меньше, чем частота враще-
ния магнита. Если бы эти частоты почему-либо стали оди-
наковыми, то магнитное поле не перемещалось бы относи-
тельно диска, и, следовательно, в нем не возникали бы вих-
ревые токи, т. е. не было бы силы, под действием которой
диск вращается.
В асинхронных двигателях постоянное магнитное поле
заменено вращающимся магнитным полем, создаваемым
трехфазной системой при включении ее в сеть переменного
тока. Вращающееся магнитное поле статора пересекает про-
водники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС. Если об-
мотка ротора замкнута на какое-либо сопротивление или
накоротко, то по ней под действием индуцируемой ЭДС про-
ходит ток. В результате взаимодействия тока в обмотке ро-
тора с вращающимся магнитным полем обмотки статора
создается вращающий момент, под действием которого ро-
тор начинает вращаться по направлению вращения магнит-
ного поля.
Следовательно, для изменения направления вращения
ротора, т. е. для реверсирования двигателя, необходимо
изменить направление вращения магнитного поля, создан-
ного обмоткой статора. Это достигается изменением чере-
дования фаз обмоток статора, для чего следует поменять
местами по отношению к зажимам сети любые два из трех
проводов, соединяющих обмотку статора с сетью. Реверсив-
ные двигатели снабжаются переключателями, с помощью
Которых можно изменять чередование фаз обмоток стато-
ра, а следовательно, и направление вращения ротора.
Если предположить, что в какой-то момент времени
частота вращения ротора оказалась равной частоте враще-
ния поля статора, то проводники обмотки ротора не будут
82
Автомобильный электрик
пересекать магнитное поле статора и тока в роторе не будет.
В этом случае вращающий момент станет равным нулю, и
частота вращения ротора уменьшится по сравнению с час-
тотой вращения поля статора, пока не возникнет вращаю-
щий момент, уравновешивающий тормозной момент, ко-
торый складывается из момента нагрузки на валу и момен-
та сил трения в машине.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО
ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Простейшим генератором является виток, вращающий-
ся в магнитном поле полюсов N и S (см. рис. 1.44). В таком
витке индуцируется переменная во времени ЭДС. Поэтому
при соединении концов витка с контактными кольцами,
вращающимися вместе с витком, в нагрузке через непод-
вижные щетки протекает переменный ток, т. е. такая ма-
шина является генератором переменного тока.
С помощью электромагнитов (5) и (5) создается маг-
нитное поле, которое пересекается вращающимся провод-
ником (рамкой) (4). Индуктируемый ток через пластины (7)
и щетки (2) и (6) отводится во внешнюю цепь. Применив
правило правой руки, нетрудно заметить, что направление
тока в рамке при ее вращении изменяется, однако благода-
ря наличию коллекторных пластин (7), которые вращаются
вместе с рамкой, направление тока во внешней цепи будет
оставаться постоянным.
Величина тока в рамке зависит от ее положения в маг-
нитном поле (угла, под которым пересекает проводник маг-
нитные силовые линии); при вертикальном положении рам-
ки ток в ней будет максимальным, а при горизонтальном —
ток будет отсутствовать. Таким образом, ток во внешней
цепи будет пульсировать.
Чтобы пульсацию тока сделать незаметной, в автомо-
бильных генераторах применяют якорь барабанного типа с
большим числом витков (секций).
|ел 1. Электротехника с основами электроники
83
Рис. 1.44. Схема простейшего генератора:
1 — коллекторные пластины; 2 и 6 — щетки;
* 3 и 5 — электромагниты; 4 ~ рамка
г
Для преобразования переменного тока в постоянный
Применяют коллектор, принцип действия которого состоит
^следующем. Концы витка (/) (рис. 1.45 а) присоединяют-
ся к двум медным полукольцам (сегментам), называемым
коллекторными пластинами (4). Пластины жестко укреп-
ляют на валу машины и изолируют как одну от другой, так
Ь| от вала. На пластинах помещают неподвижные щетки (2)
И (3), электрически соединенные с приемником энергии.
При вращении витка коллекторные пластины также
вращаются вместе с валом машины, и каждая из неподвиж-
84
Автомобильный электрик
Рис. 1.45. Генератор постоянного тока:
а — схема устройства; б — общий вид
ных щеток (2) и (5) соприкасается то с одной, то с другой
пластиной. Щетки на коллекторе установлены так, чтобы
они переходили с одной пластины на другую в тот момент,
когда ЭДС, индуцируемая в витке, была равна нулю. В этом
случае при вращении якоря в витке индуцируется перемен-
ная ЭДС, изменяющаяся синусоидально при равномерном
распределении магнитного поля, но каждая из щеток со-
прикасается с той коллекторной пластиной и соответствен-
но с тем из проводников, который в данный момент нахо-
дится под полюсом определенной полярности.
Следовательно, ЭДС на щетках (2) и (?) знака не меня-
ет, и ток по внешнему участку замкнутой электрической
цепи проходит в одном направлении от щетки (2) через со-
противление R к щетке (5). Однако, несмотря на неизмен-
ность направления ЭДС во внешней цепи, величина ее ме-
няется во времени, т. е. получена не постоянная, а пульси-
рующая ЭДС. Ток во внешней цепи будет также пульсиру-
ющим.
Если поместить на якоре два витка под углом 90° один
к другому и концы этих витков соединить с четырьмя кол-
лекторными пластинами, то пульсация ЭДС и тока во внеш-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 85
ней цепи значительно уменьшится. При увеличении числа
коллекторных пластин пульсация быстро уменьшается и при
большом числе коллекторных пластин ЭДС и ток практи-
чески постоянны.
На рис. 1.45 б показан общий вид машины постоянно-
го тока. Неподвижная часть является индуцирующей, т. е.
создающей магнитное поле, а вращающаяся часть — инду-
цируемой (якорем).
Неподвижная часть машины (рис. 1.46 а) состоит из
главных полюсов (7), дополнительных полюсов (2) и ста-
нины (5). Главный полюс (рис. 1.46 б) представляет собой
электромагнит, создающий магнитный поток. Он состоит
из сердечника (4), обмотки возбуждения (6) и полюсного
наконечника (7). Полюс крепится на станине (?) с помощью
болта (5). Сердечник полюса отливается из стали и имеет
поперечное сечение овальной формы. На сердечнике полю-
са помещена катушка обмотки возбуждения, намотанная из
изолированного медного провода. Катушки всех полюсов
соединяются последовательно, образуя обмотку возбужде-
ния. Ток, протекающий по обмотке возбуждения, создает
магнитный поток. Полюсный наконечник удерживает об-
мотку возбуждения на полюсе и обеспечивает равномерное
Рис. 1.46. Устройство статора машины постоянного тока:
а — схема статора; б — схема главного полюса
86 Автомобильный электрик
распределение магнитного поля под полюсом. Полюсном;:
наконечнику придают такую форму, при которой воздуш-
ный зазор между полюсами и якорем одинаков по всей длине
полюсной дуги. Добавочные полюсы имеют также сердеч-
ник и обмотку.
Добавочные полюсы расположены между главными
полюсами, и число их может быть либо равным числу глав-
ных полюсов, либо вдвое меньшим. Добавочные полюсы
устанавливают в машинах больших мощностей; они слу-
жат для устранения искрения под щетками. В машинах ма-
лых мощностей добавочных полюсов обычно,нет.
Станина отливается из стали; она является остовом
машины. На станине крепят главные и добавочные полю-
сы, а также на торцовых сторонах ее — боковые щиты с
подшипниками, удерживающими вал машины. С помощью
станины машина крепится на фундаменте.
Вращающаяся часть машины — якорь (рис. 1.47 а) —
состоит из сердечника (7), обмотки (2) и коллектора (5). Сер-
дечник якоря представляет собой цилиндр, собранный из
листов электротехнической стали. Листы изолируются друг
от друга лаком или бумагой для уменьшения потерь на вих-
ревые токи. Стальные листы штампуют на станках по шаб-
лону; они имеют пазы, в которых укладываются проводни-
ки обмотки якоря. В теле якоря делают воздушные каналы
для охлаждения обмотки и его сердечника. Обмотка тща-
Рис. 1.47. Якорь машины постоянного тока:
а — общий вид; б — щетка и щеткодержатель
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
87
тельно изолируется от сердечника и закрепляется в пазах
немагнитными клиньями. Лобовые соединения укрепляются
стальными бандажами. Все секции обмотки, помещенные
на якоре, соединяются между собой последовательно, обра-
зуя замкнутую цепь, и присоединяются к коллекторным
пластинам.
Коллектор представляет собой цилиндр, состоящий из
отдельных пластин. Коллекторные пластины изготовляют
из твердотянутой меди и изолируют между собой и от кор-
пуса прокладками из миканита. Для крепления на втулке
коллекторным пластинам придают форму «ласточкина хво-
ста», который зажимается между выступом на втулке и
шайбой, имеющими форму, соответствующую форме плас-
тины. Шайба крепится к втулке болтами.
Коллектор является наиболее сложной в конструктив-
ном отношении и наиболее ответственной в работе частью
машины. Поверхность коллектора должна быть строго ци-
линдрической во избежание биения и искрения щеток.
Для соединения обмотки якоря с внешней цепью на
коллекторе помещают неподвижные щетки, которые могут
быть графитными, угольно-графитными или бронзографит-
ными. В машинах высокого напряжения применяют гра-
фитные щетки, имеющие большое переходное сопротивле-
ние между щеткой и коллектором, в машинах низкого на-
пряжения— бронзографитные щетки. Щетки помещают в
особых щеткодержателях (рис. 1.47 б). Щетка (4), помещен-
ная в обойме щеткодержателя, прижимается пружиной (5)
к коллектору. На каждом щеткодержателе может находиться
несколько щеток, включенных параллельно.
Щеткодержатели укрепляются на щеточных болтах-
пальцах, которые, в свою очередь, закреплены на траверсе.
Для укрепления на щеточном пальце щеткодержатель име-
ет отверстие. Щеточные пальцы изолируются от траверсы
изоляционными шайбами и втулками. Число щеткодержа-
телей обычно равно числу полюсов. Траверса устанавлива-
ется на подшипниковом щите в машинах малой и средней
88 Автомобильный электрик
мощности или прикрепляется к станине в машинах боль-
шой мощности. Траверсу можно поворачивать и этим из-
менять положение щеток относительно полюсов. Обычно
траверса устанавливается в таком положении, при котором
расположение щеток в пространстве совпадает с располо-
жением осей главных полюсов.
РАБОТА МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
В РЕЖИМЕ ДВИГАТЕЛЯ
Если проводник с током поместить в магнитное поле,
то в результате взаимодействия поля проводника с полем
магнита проводник будет перемещаться в направлении, пер-
пендикулярном к магнитным силовым линиям магнита.
Направление движения проводника зависит от распо-
ложения полюсов, а также направления тока в проводнике
и определяется по правилу левой руки. Если левую руку
расположить между полюсами так, чтобы ее ладонь была
обращена к северному полюсу, а вытянутые пальцы пока-
зывали направление тока в проводнике, то отогнутый в сто-
рону большой палец укажет направление движения провод-
ника.
Величина механической силы, действующей на провод-
ник с током, пропорциональна величине магнитного поля
полюсов, току в проводнике и его активной длине.
Взаимодействие проводника с током и магнитного поля
положено в основу действия электродвигателей, в которых
электрическая энергия преобразуется в механическую. На
рис. 1.48 показана схема простейшего электродвигателя.
Магнитное поле в электродвигателе создается электромаг-
нитами (7) и (2).
В магнитном поле на оси установлен виток провода в
виде рамки (3).
Если по обмотке электромагнита в рамке пустить ток,
то верхний провод рамки будет выталкиваться влево, а ниж-
ний — вправо.
раздел 1. Электротехника с основами электроники
89
Рис. 1.48. Схема простейшего электродвигателя:
1 и 2 — электромагниты; 3 — рамка; 4 и 6 — щетки; 5 — коллекторные
пластины
При этом рамка повернется в направлении, указанном
стрелкой. Чтобы рамка имела непрерывное вращение, не-
обходимо в ее проводах изменить направление тока. Изме-
нение тока в проводах рамки осуществляется с помощью
коллекторных пластин (5), к которым подводится ток щет-
ками (4) и (6).
В электродвигателях для повышения равномерности
рращения и крутящего момента вместо одной рамки между
болюсами помещают обмотку, состоящую из большого чис-
ла витков (якорь).
Для усиления магнитного поля полюсов обмотка рас-
полагается на железном сердечнике. Таким образом, для
реверсирования двигателя, т.е. для изменения направления
Движения вращения якоря, нужно либо изменить полярность
90 Автомобильный электрик
полюсов, переключив обмотку возбудителя, либо изменить
направления тока в обмотке якоря.
Обмотка возбуждения обладает значительной индук-
тивностью, и переключение ее нежелательно. Поэтому ре-
версирование двигателей постоянного тока обычно произ-
водится подключением обмотки якоря.
Двигатели постоянного тока допускают плавное регу-
лирование скорости вращения в широких пределах, созда-
вая при этом большой пусковой момент. Поэтому эти дви-
гатели незаменимы в качестве тяговых двигателей трамва-
ев, троллейбусов. В автомобильной промышленности элек-
тродвигатели используются в автомобилях с совмещенной
тягой, т.е. на автомобилях устанавливается двигатель внут-
реннего сгорания и электродвигатель постоянного тока, а
также в качестве стартера, предназначенного для пуска дви-
гателя внутреннего сгорания.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1, Объясните создание вращающегося магнитного поля
машины переменного тока,
2. Принцип действия асинхронного двигателя,
3, Как изменить направления вращения ротора асинхрон-
ного двигателя?
4, Опишите принцип работы и устройство двигателя по-
стоянного тока.
Глава 7
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
Класс полупроводниковых приборов многообразен и
включает такие приборы, как диоды (выпрямительные ста-
билитроны, варикапы, фото- и светодиоды), тиристоры,
транзисторы (биполярные, полевые), интегральные микро-
схемы и устройства отображения информации (дисплеи),
энакосинтезирующие и мнемонические индикаторы. Полу-
проводниковый диод (вентиль) представляет собой контак-
тное соединение двух полупроводников, один из которых с
электронной проводимостью (л-типа), а другой — с дыроч-
ной (p-типа, рис. 1.49 а). В результате большой концентра-
ции электронов в полупроводнике п они будут диффузиро-
нать из первого полупроводника во второй. Аналогично бу-
дет происходить диффузия дырок из второго p-типа полу-
Проводника в первый л-типа. В тонком пограничном слое
Полупроводника л-типа возникает положительный заряд, а
В пограничном слое полупроводника р-типа — отрицатель-
ный заряд. Между этими слоями возникает разность потен-
циалов (потенциальный барьер) и образуется электрическое
Цоле напряженностью Еп, которая препятствует диффузии
Электронов и дырок из одного полупроводника в другой.
Таким образом, на границе двух полупроводников возника-
ет тонкий слой, обедненный носителями зарядов (электро-
дов и дырок) и обладающий большим сопротивлением. Этот
слой называется запирающим или р-л-переходом.
92
Автомобильный электрик
в
Рис. 1.49. Полупроводниковый вентиль:
а— схема устройства; б — схема включения в обратном направлении; в — схема
включения в прямом направлении
Вследствие теплового движения в электрическое поле
р-л-перехода попадают неосновные носители зарядов (элек-
троны из p-области и дырки из л-области). Движение не-
основных носителей зарядов под действием сил поля р-л-
перехода направлено встречно диффузионному току основ-
ных носителей и называется дрейфовым или тепловым то-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
93
ком, зависящим в сильной степени от температуры. При
отсутствии внешнего электрического поля дрейфовый ток
уравновешивается диффузионным и суммарный ток через
р-л-переход равен нулю.
Соединив положительный зажим источника питания с
металлическим электродом полупроводника л-типа, а от-
рицательный зажим — с электродом полупроводникар-типа,
получим внешнее электрическое поле Ев, направленное со-
гласно с полем р-л-перехода Еп, усиливающее его (рис.
1.49 б). Такое поле еще больше будет препятствовать про-
хождению основных носителей зарядов через запирающий
слой, и через диод пройдет малый обратный ток 1^, обус-
ловленный неосновными носителями заряда. Обратный ток
диода в значительной мере зависит от температуры, увели-
чиваясь с ее повышением.
При изменении полярности источника питания (рис.
1.49 в) внешнее электрическое поле Ев окажется направлен-
ным встречному полю р-л-перехода Еп и под действием это-
го поля электроны и дырки начнут двигаться навстречу друг
другу и число основных носителей заряда в переходном qnoe
возрастет, уменьшая потенциальный барьер и сопротивле-
ние переходного слоя. Таким образом, в цепи устанавлива-
ется прямой ток который будет значительным даже при
относительно небольшом напряжении источника питания U.
На рис. 1.50 показана вольт-амперная характеристика
германиевого диода и его условное обозначение. Для боль-
шей наглядности прямая ветвь (правая часть графика) и об-
ратная ветвь (левая часть графика) характеристики изобра-
жены в различных масштабах. Характеристика показывает,
что при небольшом прямом напряжении Unp=l В на зажи-
мах диода в его цепи проходит относительно большой ток,
а при значительных обратных напряжениях 1/^ ток
ничтожно мал.
Таким образом, полупроводниковый диод обладает
односторонней проводимостью, т. е. является электричес-
ким вентилем.
94
Автомобильный электрик
Рис. 1.50. Вольт-амперная характеристика германиевого вентиля и
его условное обозначение
Промышленность производит электрические вентили:
германиевые, кремниевые, селеновые и медно-закисные.
Германиевые и кремниевые вентили изготовляют двух ти-
пов: точечные и плоскостные. У точечного германиевого
диода (рис. 1.51 а) помещен кристалл германия (5) с элект-
ронной проводимостью, в который острием входит контакт-
ный пружинящий вывод анода (5). Под контактным острием
в результате специальной термической обработки создается
область с дырочной проводимостью. В плоскостном герма-
ниевом диоде (рис. 1.51 б) на пластину германия (5) с элект-
ронной проводимостью накладывается таблетка из индия, ко-
торая в процессе изготовления диода нагревается до 500°С и
плавится так, что ее атомы диффундируют в германий, обра-
зуя область с дырочной проводимостью. На границе двух об-
ластей (с электронной и дырочной проводимостью) появля-
ется запирающий р-л-переход. Как в точечном, так и в плос-
костном диоде германий (5) припоем (4) укреплен на крис-
таллодержателе (6), к которому приварен вывод катода (ниж-
ний) (7). Вывод анода (3) также припоем (4) укрепляется в
1. Электротехника с основами электроники
95
Рис. 1.51. Конструкция германиевого диода:
i а — точечного; б — плоскостного
области с дырочной проводимостью и выводится наружу в
верхней части диода. Металлический корпус (2) сварен с кри-
сталлодержателем (б) и стеклянным изолятором (/).
Кремниевые диоды отличаются от германиевых не
^только материалом полупроводника, но и некоторыми пре-
имуществами, а именно: более высокой предельной темпе-
ратурой, значительно меньшим обратным током, более
высоким пробивным напряжением. Однако сопротивление
|кремниевого вентиля в прямом направлении значительно
Больше, чем германиевого.
\ Селеновый вентиль состоит из алюминиевого диска, с
Одной стороны покрытого слоем кристаллического селена,
Обладающего дырочной проводимостью, который служит
Одним электродом. Другим электродом является нанесен-
ный на селен слой сплава кадмия и олова, при диффузии из
которого атомов кадмия в селен образуется слой, обладаю-
щий электронной проводимостью. Селеновые вентили име-
ют значительно меныпие обратные напряжения (до 60 В) и
плотности тока (0,1—0,2 А/см2), чем германиевые и крем-
ниевые, так что их габариты и масса значительно больше.
96 Автомобильный электрик
Однако характеристики селеновых вентилей более стабиль-
ны, что позволяет соединять их последовательно и парал-
лельно для увеличения обратных напряжений и прямых
токов. Кроме того, селеновые вентили обладают свойством
самовосстановления, которое сводится к следующему: если
через пробитую шайбу пропустить большой ток, то селен
нагревается и плавится, закрывая место пробоя и восстанав-
ливая вентильное свойство диода.
Медно-закисный вентиль состоит из медного диска со
слоем оксида меди (I), к которому прилегает для получения
хорошего контакта свинцовый диск с латунным радиато-
ром большого диаметра. Слой оксида меди (I) образуется
при термической обработке меди в атмосфере кислорода.
Наружный слой оксида меди (I), полученный при избытке
кислорода, обладает дырочной проводимостью, а слой ок-
сида, полученного при недостатке кислорода, — электрон-
ной проводимостью. Между этими двумя слоями возника-
ет р-л-переход.
Медно-закисные вентили имеют низкие обратные на-
пряжения (10 В) и плотности тока (0,1 А/см2) и в преобразо-
вательных устройствах не используются. Их применение
ограничено измерительными приборами, имеющими ста-
бильную характеристику.
БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
В большую «семью» полупроводниковых приборов,
называемых транзисторами, входят два вида: биполярные и
полевые. Первые из них, чтобы как-то отличить их от вто-
рых, часто называют обычными транзисторами. Биполяр-
ные транзисторы используются наиболее широко.
Термин «транзистор» образован из двух английских
слов: transfer — преобразователь ^resistor — сопротивление.
В упрощенном виде биполярный транзистор представляет
собой пластину полупроводника с тремя (как в слоеном
пироге) чередующимися областями разной электропровод-
з*
раздел 1. Электротехника с основами электроники
97
Рис. 1.52. Схематическое устройство и графическое изображение на
схемах транзисторов структуры р-п-р и п-р-п
ности (рис. 1.52), которые образуют два р-п перехода. Две
крайние области обладают электропроводностью одного
типа, средняя — электропроводностью другого типа. У каж-
дой области свой контактный вывод. Если в крайних обла-
стях преобладает дырочная электропроводность, а в сред-
ней электронная (рис. 1.52 а), то такой прибор называют
транзистором структуры р-п-р. У транзистора структуры п-
р-n, наоборот, по краям расположены области с электрон-
ной электропроводностью, а между ними — область с ды-
рочной электропроводностью (рис. 1.52 б).
Транзистор можно представить себе как два плоско-
стных диода с одной общей областью, включенных навстречу
друг другу. Общую (среднюю) область транзистора называ-
ют базой, одну крайнюю область — эмиттером, вторую
крайнюю область — коллектором. Это три электрода тран-
зистора. Во время работы транзистора его эмиттер вводит
(эмитирует) в базу дырки (в транзисторе структуры р-п-р)
или электроны (в транзисторе структуры п-р-п), коллектор
собирает эти электрические заряды, вводимые в базу эмит-
тером. Различие в обозначениях транзисторов разных струк-
тур на схемах заключается лишь в направлении стрелки
эмиттера: в транзисторах она обращена в сторону базы, а в
п-р-п транзисторах — от базы.
Электронно-дырочные переходы в транзисторе могут
быть получены так же, как в плоскостных диодах. Напри-
мер, чтобы изготовить транзистор структуры р-п-р, берут
тонкую пластину германия с электронной электропроводно-
4—Автомобильный электрик
98 Автомобильный электрик
стью и наплавляют на ее поверхность кусочки индия. Атомы
индия диффундируют (проникают) в тело пластины, образуя
в ней две области типа р — эмиттер и коллектор, а между
ними остается очень тонкая (несколько микрон) прослойка
полупроводника типа и — база. Транзисторы, изготовляемые
по такой технологии, называют сплавными (рис. 1.53).
Наименования р-п переходов транзистора: между кол-
лектором и базой — коллекторный, между эмиттером и ба-
зой — эмиттерный.
В условиях работы транзистора к левому р-п-переходу
прикладывается напряжение эмиттер — база в прямом
направлении, а к правому р-п-переходу база — коллектор
Uб-к в обратном. Под действием электрического поля боль-
шая часть носителей зарядов из левой области (эмиттера),
преодолеваяр-п-переход, переходит в очень узкую среднюю
область (базу). Далее большая часть носителей зарядов про-
должает двигаться ко второму переходу и, приближаясь к
нему, попадают в электрическое поле, созданное внешним
источником U3_K. Под влиянием этого поля носители заря-
дов втягиваются в правую область (коллектор), увеличивая
ток в цепи батареи и^_к. Если увеличить напряжение
то возрастет количество носителей зарядов, перешедших из
эмиттера в базу, т. е. увеличится ток эмиттера на При
этом также увеличится ток коллектора на Мб-к-
Рис. 1.53. Устройство и конструкция сплавного транзистора
структурыр-л-р
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
99
Эмиттер База Коллектор
Эмиттер База Коллектор
б
Рис. 1.54. Принцип работы и условное обозначение транзистора:
а — п-р-п; б — р-п-р
100
Автомобильный электрик
В базе незначительная часть носителей зарядов, пере-
шедших из эмиттера, рекомбинирует со свободными носи-
телями зарядов противоположной полярности, убыль кото-
рых пополняется новыми носителями зарядов из внешней
цепи, образующими ток базы 1б. Таким образом, ток кол-
лектора/*-=/э—1б окажется незначительно меньше тока эмит-
тера. Отношение а=Д/к/Д/э при 1/в_к=const называется ко-
эффициентом усиления по току и обычно имеет значение
а=0,9+0,995.
Если цепь эмиттер — база разомкнута и ток в ней ра-
вен нулю /э=0, а между коллектором и базой приложено
напряжение ик_^, то в цепи коллектора будет протекать
небольшой обратный (тепловой) ток 1К0, обусловленный
неосновными носителями зарядов. Этот ток в значитель-
ной степени зависит от температуры и является одним из
параметров транзистора (чем меньше ток, тем лучшими
качествами обладает транзистор).
Так как эмиттерный р-п-переход находится под пря-
мым напряжением, то он обладает малым сопротивлени-
ем. На коллекторный р-п-переход воздействует обратное
напряжение, и он имеет большое сопротивление. Поэтому
напряжение, прикладываемое к эмиттеру, весьма мало (де-
сятые доли вольта), а напряжение, подаваемое на коллек-
тор, может быть достаточно большим (до нескольких де-
сятков вольт). Изменение тока в цепи эмиттера, вызванное
малым напряжением U3, создает примерно такое же изме-
нение тока в цепи коллектора, где действует значительно
большее напряжение UKt в результате чего транзистор уси-
ливает мощность.
При работе транзистора в качестве усилителя электри-
ческих колебаний входное переменное напряжение ит (сиг-
нал, подлежащий усилению) подают последовательно с ис-
точником постоянного напряжения смещения UCM между
эмиттером и базой, а выходное напряжение ивых (усилен-
ный сигнал) снимается с нагрузочного резистора RH.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 101
Возможны три схемы включения транзисторов п-р-п-
типа (рис. 1.55 а) и p-n-p-типа (рис. 1.55 б): с общей базой
ОБ, с общим эмиттером ОЭ и с общим коллектором ОК.
Название схемы показывает, какой электрод транзистора
является общим для входной и выходной цепей. Схемы
включения транзисторов отличаются своими свойствами, но
принцип усиления колебаний остается одинаковым.
Биполярные транзисторы выполняются из германия и
кремния.
В настоящее время действует система обозначения тран-
зисторов, по которой выпускаемые серийно приборы име-
ют обозначения, состоящие из четырех элементов, напри-
мер: ГТ109А, КТ315В, ГТ403И. Первый элемент этой сис-
Рис. 1.55. Схемы включения с общей базой, общим эмиттером,
общим коллектором транзисторов:
а — п-р-п; б — р-п-р
102
Автомобильный электрик
ГТ402 П213
Рис. 1.56. Внешний вид некоторых транзисторов
темы обозначения — буква Г, К или А (или цифра 1, 2 и
3) — характеризует полупроводниковый материал транзис-
тора и температурные условия работы прибора. Буква Г (или
цифра 1) присваивается германиевым транзисторам, буква
К (или цифра 2) — кремниевым транзисторам, буква А (или
цифра 3) — транзисторам, полупроводниковым материалом
которых служит арсенид галлия. Цифра, стоящая вместо
буквы, указывает на то, что данный транзистор может ра-
ботать при повышенных температурах (германиевый —
выше +60°С, кремниевый — выше +85°С).
Второй элемент — буква Т — начальная буква слова
«транзистор».
Третий элемент — трехзначное число от 101 до 999 —
указывает порядковый номер разработки и назначение при-
бора.
Четвертой элемент обозначения — буква, указывающая
разновидность транзисторов данной серии.
В качестве примера рассмотрим устройство плоскостно-
го германиевого транзистора р-и-р-типа (рис. 1.57). Базой
является пластина (3) из кристаллического германия с элек-
тронной проводимостью. С двух сторон в пластину вплав-
лены индиевые электроды, служащие эмиттером (6) и кол-
лектором (8). При плавлении индия между каждым из этих
электродов и германиевой пластиной — базой образуются
области с дырочной проводимостью и создаются эмиттер-
ный (7) и коллекторный (2) р-и-переходы. Коллектор (8)
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
103
Рис. 1.57. Схема устройства плоскостного германиевого транзистора
типа р-п-р
крепится на кристаллодержателе (7), от которого наружу
проходит вывод коллектора (9). Выводы от эмиттера (5) и
базы (4) изолированы от корпуса стеклянными проходны-
ми изоляторами. Транзистор помещается в металлический
корпус.
Транзисторы по сравнению с электронными лампами
обладают следующими преимуществами: отсутствует цепь
накала и, следовательно, упрощается схема и нет потребле-
ния мощности для разогрева катода, имеют большую меха-
ническую прочность и долговечность, постоянную готов-
ность к работе, малые габариты и массу, низкое напряже-
ние питания и высокий КПД.
К недостаткам транзисторов относится зависимость их
режима работы от температуры окружающей среды, неболь-
шая выходная мощность, чувствительность к перегрузкам,
разброс параметров, вследствие чего отдельные транзисто-
ры одного типа значительно отличаются между собой по
своим параметрам, значительное различие между входны-
ми и выходными сопротивлениями.
ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
В этом полупроводниковом приборе управление рабо-
чим током осуществляется не током во входной (базовой)
цепи, как в биполярном транзисторе, а воздействием на
104 Автомобильный электрик
носители тока электрического поля. Отсюда и название тран-
зистора «полевой».
Схематическое устройство и конструкция полевого
транзистора с р-п переходом показаны на рис. 1.58. Осно-
вой такого транзистора служит пластина кремния с элект-
ропроводностью типа и, в которой имеется тонкая область с
электропроводностью типа р. Пластину прибора называют
затвором, а область типа р в ней — каналом. С одной сто-
роны канал заканчивается истоком, с другой стоком — тоже
областью типа р, но с повышенной концентрацией дырок.
Между затвором и каналом создается р-п переход. От зат-
вора, истока и стока сделаны контактные выводы.
Если к истоку подключить положительный, а к сто-
ку — отрицательный полюсы батареи питания (на рис. 1.58 —
батарея GB), то в канале появится ток, создающийся движе-
нием дырок от истока к стоку. Этот ток, называемый током
стока 1С, зависит не только от напряжения этой батареи, но
и от напряжения, действующего между источником и зат-
вором (на рис. 1.58 — элемент G). И вот почему. Когда на
затворе относительно истока действует положительное зак-
рывающее напряжение, обедненная область р-п перехода
расширяется (на рис. 1.58 показано штриховыми линиями).
От этого канал сужается, его сопротивление увеличивается,
Рис. 1.58. Схематическое устройство, графическое изображение и
конструкция полевого транзистора с каналом типар
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
105
из-за чего ток стока уменьшается. С уменьшением положи-
тельного напряжения на затворе обедненная область р-п
перехода, наоборот, сужается, канал расширяется, и ток
снова увеличивается. Если на затвор вместе с положитель-
ным напряжением смещения подавать низкочастотный или
высокочастотный сигнал, в цепи стока возникнет пульси-
рующий ток, а на нагрузке, включенной в эту цепь, — на-
пряжение усиленного сигнала.
Так, в упрощенном виде устроены и работают полевые
транзисторы с каналом типа р, например транзисторы
КП 102, КП 103 (буквы К и П означают «кремниевый поле-
вой»).
Принципиально так же устроен и работает полевой тран-
зистор с каналом типа и. Затвор транзистора такой структу-
ры обладает дырочной электропроводностью, поэтому на
него относительно истока должно подаваться отрицатель-
ное напряжение смещения, а на сток (тоже относительно
истока) — положительное напряжение источника питания.
На условном графическом изображении полевого транзис-
тора с каналом типа п стрелка на линии затвора направлена
в сторону истока, а не от истока, как в обозначении транзи-
стора с каналом типа р.
Полевой транзистор — тоже трехэлектронный прибор.
Поэтому его, как и биполярный транзистор, включать в уси-
лительный каскад можно тремя способами: по схеме обще-
го стока (ОС), по схеме общего истока (ОИ) й по схеме об-
щего затвора (ОЗ). В радиолюбительской практике приме-
няют в основном только первые два способа включения,
позволяющие с наибольшей эффективностью использовать
полевые транзисторы.
Усилительный каскад на полевом транзисторе облада-
ет очень большим, исчисляемым мегаомами, входным со-
противлением. Это позволяет подавать на его вход высоко-
частотные и низкочастотные сигналы от источников с боль-
шим внутренним сопротивлением, например от пьезокера-
мического звукоснимателя, не опасаясь искажения или ухуд-
106 Автомобильный электрик
шения усиления входного сигнала. В этом главное преиму-
щество полевых транзисторов по сравнению с биполярными.
Усилительные свойства полевого транзистора характе-
ризуют крутизной характеристики S-отношением измене-
ния тока стока к изменению напряжения на затворе при ко-
ротком замыкании по переменному току на выходе транзи-
стора, включенного по схеме ОИ. Численное значение па-
раметра (8) выражают в миллиамперах на вольт; для раз-
личных транзисторов оно может составлять от 0,1—0,2 до
10—15 мА/B и больше. Чем больше крутизна, тем большее
усиление сигнала может дать транзистор.
Другой параметр полевого транзистора — напряжение
отсечки Uwomc- Это обратное напряжение на р-п переходе
затвор-канал, при котором ток через этот переход уменьша-
ется до нуля. У различных транзисторов напряжение отсеч-
ки может составлять от 0,5 до 10 В.
Особенностью полевых транзисторов является наличие
у них термостабильной точки, т. е. точки, в которой ток
стока практически неизменен при различных температурах.
С повышением температуры удельная проводимость кана-
ла уменьшается из-за снижения подвижности носителей за-
рядов. Одновременно сокращается ширина р-п-перехода,
расширяется проводящее сечение канала и увеличивается ток
1С. Эти два противоположных процесса при определенном
выборе рабочей точки могут взаимно компенсироваться.
ТИРИСТОРЫ
Четырехслойный кремниевый вентиль, имеющий два
электрода (анод и катод), называется динистором. Если кро-
ме анода и катода имеется третий (управляющий) электрод,
то вентиль становится управляемым и называется тиристо-
ром. Тиристор, а также динистор выполняют четырехслой-
ными: р-п-р-п (рис. 1.59). Средняя область/, тиристора имеет
вывод — управляющий электрод у. При отключенном уп-
равляющем электроде тиристор превращается в динистор.
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
107
Рис. 1.59. Схема устройства тиристора
Если между анодом и катодом вентиля будет приложено
небольшое постоянное напряжение в прямом направлении,
то переходы Ш и ПЗ окажутся открытыми и их сопротив-
ление мало. Переход П2 будет включен в обратном (непро-
водящем) направлении и его сопротивление велико, так что
все приложенное к тиристору напряжение будет практичес-
ки на переходе П2, а ток в цепи мал. При повышении на-
пряжения П2 на тиристоре ток в цепи увеличивается незна-
чительно, так как ограничивается большим сопротивлени-
ем перехода П2, и вольт-амперная характеристика тиристо-
ра будет подобна обратной ветви характеристики диода (кри-
вая Оа на рис. 1.60.) Если напряжение достигнет некоторо-
го определенного значения, называемого напряжением пе-
Рис. 1.60. Вольт-амперная характеристика тиристора
108 Автомобильный электрик
реключения Unt то в переходе П2 напряженность электри-
ческого поля становится достаточной для ионизации и об-
разования новых свободных носителей зарядов (электронов
и дырок), его сопротивление резко уменьшается и тиристор
открывается. Напряжение на открытом тиристоре (участок
бв вольт-амперной характеристики) мало (порядка 1-2В) и
почти неизменно, так что ток в цепи ограничивается сопро-
тивлением внешней нагрузки.
Наибольший ток тиристора лимитируется предельно
допустимой мощностью, рассеиваемой им. Если уменьшить
ток через открытый тиристор, то он будет оставаться от-
крытым до тех пор, пока ток тиристора достаточен для под-
держания процесса образования носителей зарядов в пере-
ходе П2. При токе, меньшем определенного значения, на-
зываемом током удержания тиристор закрывается, т. е.
возвращается в непроводящее состояние.
Если на управляющий электрод подать положитель-
ный потенциал от постороннего источника, то в переходе
П2 возникнет ток управления и появятся дополнительные
носители зарядов, вследствие чего уменьшится напряжение
переключения этого перехода и тиристор откроется при мень-
шем напряжении Un2. Чем больше ток управления 1у, тем
больше дополнительных зарядов в переходе П2 и меньше
напряжение переключения тиристора. При определенном
значении тока управления 1ус тиристор будет работать как
неуправляемый вентиль, т. е. будет открыт при любом по-
ложительном напряжении на его аноде. Таким образом,
тиристор открывается как при подаче на его анод напряже-
ния переключения, так и при включении тока управления
достаточного значения 1ус. Так как управляющий электрод
после открытия тиристора перестает оказывать влияние на
его работу, то в цепи управляющего электрода проходит крат-
ковременный импульс тока прямоугольной формы и дли-
тельностью примерно 10 мкс.
При подаче на зажимы тиристора обратного напряже-
ния он будет закрыт обратно включенными перехода-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
109
ми Ш и ПЗ независимо от управ-
ляющего тока и его вольт-ампер-
ная характеристика практически
не отличается от обратной ветви
вольт-амперной характеристики
неуправляемого вентиля.
Тиристоры имеют два устой-
чивых состояния: при закрытом
тиристоре его сопротивление
очень велико при откры-
том— мало (R — 0). Поэтому ти-
ристоры находят применение как
бесконтактные переключатели в
инверторах, регулируемых выпря-
мителях, в схемах защиты и т. д.
Конструкция мощного тири-
стора показана на рис. 1.61. Че-
тырехслойная кристаллическая
структура (4), укрепленная на при-
стал лодержателе (3), помещена в
металлическом корпусе (2), в
нижней части которого находит-
Рис. 1.61. Конструкция
мощного тиристора
ся резьбовый вывод катода (7). К верхнему p-слою припоем
(5) крепится плетеный вывод анода (7). В среднюю р-об-
ласть вводится вывод управляющего электрода (S). Выводы
анода и управляющего электрода закрепляют в корпусе изо-
лятором (6).
Схематическое обозначение управляемого тиристора
изображено на рис. 1.62.
Анод .... Ы------- Катод
I Упр. электрод
Рис. 1.62
110 Автомобильный электрик
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ
В современных электронных вычислительных маши-
нах количество пассивных (резисторов, конденсаторов) и
активных (диодов, транзисторов) элементов достигает мил-
лионов. Такое количество элементов приводит к необходи-
мости миниатюризации. Решение этих проблем привело к
разработке электронных устройств — объединению в одном
сложном миниатюрном элементе многих простейших эле-
ментов (диодов, транзисторов и т.д.) Полученный результат
такого объединения называется интегральной микросхемой.
В зависимости от технологии изготовления микросхе-
мы делятся на гибридные и полупроводниковые.
Гибридные интегральные микросхемы выполняются
в виде пленок, которые наносятся на поверхность диэлект-
рических материалов (стекло, керамика), и навесных бес-
корпусных элементов (диодов, транзисторов, конденсато-
ров и др.). На основе пленочной технологии изготовляются
резисторы, конденсаторы небольшой емкости, соединитель-
ные проводники.
Резисторы с сопротивлением от долей ома до десятков
килоом получают из тонкой пленки чистого хрома, нихро-
ма или тантала, наносимой на изоляционную основу. Для
получения более высокоомных резисторов (с сопротивле-
нием до десятков Мом) применяют металлодиэлектричес-
кие смеси, например из хрома и монооксида кремния. Сред-
ние размеры пленочных резисторов составляют 0,1—0,2 мм2.
В пленочных конденсаторах в качестве диэлектриков исполь-
зуют пленки из силиката алюминия, титаната бария, диок-
сида титана, оксида бериллия, кремния и др. Обкладки кон-
денсаторов выполняют в виде тонких пленок из меди, се-
ребра, алюминия или золота. Размеры таких конденсаторов
составляют 0,1 мм2—1 см2. Пленочные конденсаторы мо-
гут иметь емкость от десятых долей пикофарады до десят-
ков тысяч пикофарад. Конденсаторы большей емкостью в
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 111
гибридных интегральных микросхемах выполняют в виде
навесных элементов в специальном миниатюрном испол-
нении так же, как и другие элементы (трансформаторы, дрос-
сели, диоды и транзисторы).
Соединительные проводники в гибридных интеграль-
ных микросхемах обычно представляют собой тонкую плен-
ку золота, меди или алюминия. Для изготовления тонко-
пленочных элементов широко используется метод терми-
ческого напыления в вакууме. Такая технология обеспечи-
вает нанесение пленок толщиной 1 мкм, шириной 0,1—0,2
мм. Собранную гибридную интегральную микросхему по-
мещают в жесткий металлический или пластмассовый кор-
пус. Электронные устройства на гибридных интегральных
микросхемах могут иметь плотность монтажа до 60—100
элементов в 1 см3.
Полупроводниковые интегральные микросхемы изго-
товляют из единого кристалла полупроводника, отдельные
области которого выполняют функции резистора, конден-
сатора, транзистора или диода. Транзисторы в полупровод-
никовых микросхемах представляют собой трехслойные
структуры с двумя р-п-переходами, обычно п-р-п-типа, ди-
оды — либо двухслойные структуры с одним р-п-перехо-
дом, либо транзисторы в диодном включении (база соеди-
няется с эмиттером или коллектором).
Роль конденсаторов в полупроводниковых микросхе-
мах выполняютр-п-переходы, запертые обратным постоян-
ным напряжением. Емкость таких конденсаторов невелика
(менее 200 пФ).
Резисторы в таких интегральных микросхемах пред-
ставляют собой участки легированного полупроводника с
двумя выводами; сопротивление таких резисторов не пре-
вышает обычно нескольких килоом. В качестве более высо-
коомных резисторов иногда используютр-л-переходы, вклю-
ченные в обратном направлении.
Интегральные микросхемы представляют собой функ-
112 Автомобильный электрик
циональные устройства различного назначения, чаще всего
усилительные устройства. Они обладают большим быстро-
действием и высокой надежностью. Современные интеграль-
ные микросхемы могут содержать более 1000 элементов.
Условные обозначения аналоговых МС (рис. 1.63 б)
состоят из букв DA1, цифровых — DDL Номера выводов
обозначают цифрами.
Маркировка микросхем состоит из пяти элементов.
Первым (цифра) обозначают группу микросхемы — 1, 5, 6,
7 — полупроводниковые; 2, 4, 8 — гибридные. Маркировка
микросхем для БРЭА начинается с буквы К, второй эле-
мент (цифры от ООО до 999 или от 00 до 99) означает поряд-
ковый номер разработки микросхем, третий (две буквы) —
подгруппу микросхем и их вид, четвертый — это условный
номер разработки микросхемы по функциональному при-
знаку, пятый — буква А, Б, В и т. д. — означает разновид-
ность микросхемы по параметрам. Например, К174УН4А:
Рис. 1.63. Интегральные микросхемы н их условные обозначения
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
113
К — микросхема широкого применения, 1 — группа по кон-
структивно-технологическому исполнению, 74 — номер раз-
работки, У — подгруппа усилителей, Н — низкочастотная,
4 — условный номер схемы в данной серии по функцио-
нальному признаку, А — разновидность по параметрам.
В БРЭА находят применение микросхемы серий К224,
К237, К157, К159, К174, К553 и ряд других. В новых разра-
ботках используют цифровые микросхемы.
При эксплуатации микросхем и транзисторов необхо-
димо строго соблюдать полярности питающих напряжений,
а также правила монтажа и пайки выводов МС. При непра-
вильной полярности подводимого напряжения питания тран-
зисторы и микросхемы выходят из строя.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каково устройство германиевого вентиля?
2. Объясните принцип работы биполярного транзистора.
3. Какие два типа биполярных транзисторов существу-
ют?
4. Как называются электроды биполярного транзистора?
5. Чем конструкция полевого транзистора с р-п перехо-
дом отличается от конструкции биполярного транзи-
стора?
6. Нарисуйте схематическое устройство полевого тран-
зистора с р-п переходом.
7. Каково устройство тиристора?
8. Изобразите вольт-амперную характеристику тири-
стора.
9. Что такое интегральная схема?
10. Назовите два вида интегральных микросхем.
114
Автомобильный электрик
ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ
Одним из главных применений полупроводниковых
диодов является выправление переменного тока. Выпрями-
тель служит для преобразования переменного электричес-
кого тока в постоянный ток.
Схема простейшего выпрямителя изображена на рис. 1.64.
На вход выпрямителя подается переменное напряже-
ние электроосветительной сети. К выходу выпрямителя
подключен резистор RH, символизирующий нагрузку, пита-
ющуюся от выпрямителя. Функцию выпрямленного элемен-
та выполняет диод V. Сущность работы такого выпрямите-
ля иллюстрируют графики, помещенные на том же рисун-
ке. При положительных полупериодах напряжения на ано-
де диод открывается. В эти моменты времени через диод, а
значит, и через нагрузку, подключенную к выпрямителю,
течет прямой ток диода 1^. При отрицательных полуперио-
дах напряжения на аноде диод закрывается и во всей цепи,
в которую он включен, течет незначительный обратный ток
диода Диод как бы отсекает большую часть отрица-
тельных полуволн переменного тока (на рис. 1.64 а показа-
но штриховыми линиями). И вот результат: через нагрузку
Рис. 1.64. Схемы однополупериодного выпрямителя
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
115
RH9 подключенную к сети через диод V, течет уже не пере-
менный, а пульсирующий ток — ток одного направления,
но изменяющийся по значению с частотой 50 Гц. Это и есть
выпрямление переменного тока. Таким образом, диод яв-
ляется прибором, обладающим резко выраженной односто-
ронней проводимостью электрического тока. И если пре-
небречь малым обратным током (что и делают на практи-
ке), который у исправных диодов не превышает малые доли
миллиампера, можно считать, что диод является односто-
ронним проводником тока.
Можно ли таким током питать нагрузку? Можно, он
ведь выпрямленный. Но не каждую. Лампу накаливания,
например, можно, если, конечно, выходное напряжение не
будет превышать то напряжение, на которое лампа рассчи-
тана. Ее нить будет накаливаться не постоянно, а импульса-
ми, следующими с частотой 50 Гц. Из-за тепловой инерт-
ности нить не будет успевать остывать в промежутки меж-
ду импульсами, поэтому никаких мерцаний света мы не
заметим.
А вот приемник питать таким током нельзя. Потому
что в цепях его усилителей ток тоже будет пульсировать с
такой же частотой. В результате в телефонах или головке
громкоговорителя на выходе приемника будет прослуши-
ваться гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фо-
ном переменного тока. Этот недостаток можно частично
устранить, если на выходе выпрямителя параллельно на-
грузке подключить фильтрующий электролитический кон-
денсатор большой емкости, как это показано на рис. 1.64 б.
Заряжаясь от импульсов тока, конденсатор С^в момент спа-
дания тока или его исчезновения (между импульсами) раз-
ряжается через нагрузку RH. Если конденсатор достаточно
большой емкости, то за время между импульсами тока он
не будет успевать полностью разряжаться, и в нагрузке бу-
дет непрерывно поддерживаться ток. Ток, поддерживаемый
за счет зарядки конденсатора, показан на рис. 1.64 сплош-
ной волнистой линией. Но и таким, несколько приглажен-
116 Автомобильный электрик
ным током тоже нельзя питать приемник или усилитель:
он будет «фонить», так как пульсации пока еще очень ощу-
тимы.
В выпрямителе, с работой которого ты сейчас познако-
мился, полезно используется энергия только половины волн
переменного тока. Такое выпрямление переменного тока
называют однополупериодными, а выпрямители — однопо-
лупериодными выпрямителями. Однако выпрямителям,
построенным по таким схемам, присущи два существенных
недостатка. Первый из них заключается в том, что напря-
жение выпрямленного тока равно примерно напряжению
сети, в то время как для питания транзисторных конструк-
ций необходимо более низкое напряжение, а для ламповых
часто более высокое напряжение. Второй недостаток — не-
допустимость присоединения заземления к приемнику, пи-
таемому от такого выпрямителя. Если приемник заземлить,
ток из электросети пойдет через приемник в землю — мо-
гут перегореть предохранители. Кроме того, приемник или
усилитель, питаемые от такого выпрямителя и, таким об-
разом, имеющие прямой контакт с электросетью, опасны —
можно получить электрический удар.
Оба эти недостатка устранены в выпрямителе с транс-
форматором (рис. 1.65). Здесь выпрямляется не напряже-
ние электросети, а напряжение вторичной (П) обмотки сете-
вого трансформатора Т. Поскольку эта обмотка изолирована
Рис. 1.65. Двухполупериодный выпрямитель с сетевым
трансформатором
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
117
от первичной сетевой обмотки /, радиоконструкция не име-
ет контакта с сетью и к ней можно подключать заземление.
В выпрямителе на рис. 1.65 четыре диода, включен-
ные по так называемой мостовой схеме. Диоды являются
плечами выпрямительного моста. Нагрузка RH включена в
диагональ 1—2 моста. В таком выпрямителе в течение каж-
дого полупериода работают поочередно два диода противо-
положных плеч моста, включенных между собой последо-
вательно, но встречно по отношению ко второй паре дио-
дов. Следи внимательно! Когда на верхнем (по схеме) вы-
воде вторичной обмотки положительный полупериод напря-
жения, ток идет через диод V2, нагрузку RH, диод V3 к ниж-
нему выводу обмотки II (график а). Диоды VI и V4 в это
время закрыты. В течение другого полупериода переменно-
го напряжения, когда плюс на нижнем выводе обмотки II,
ток идет через диод V4, нагрузку RH, диод VI к верхнему
выводу обмотки (график б). В это время диоды V2 и V3
закрыты и, естественно, ток через себя не пропускают. И
вот результаты: меняются знаки напряжения на выводах
вторичной обмотки трансформатора, а через нагрузку вып-
рямителя идет ток одного направления (график в). В таком
выпрямителе полезно используются оба полупериода пере-
менного тока, поэтому подобные выпрямители называют
двухполупериодными.
Эффективность работы двухполупериодного выпрями-
теля по сравнению с однополупериодным налицо: частота
пульсаций выпрямленного тока удвоилась, «провалы» между
импульсами уменьшились. Среднее значение напряжения
постоянного тока на выходе такого выпрямителя равно при-
мерно переменному напряжению, действующему во всей
вторичной обмотке трансформатора. А если выпрямитель
дополнить фильтром, сглаживающим пульсации выпрям-
ленного тока, выходное напряжение увеличится в 1,4 раза,
т.е. примерно на 40%. Именно такой выпрямитель служит
для питания транзисторных конструкций.
118
Автомобильный электрик
СТАБИЛИЗАТОРЫ
Для обеспечения неизменной величины выходящего
напряжения используется стабилизатор напряжения. Ста-
билизатор напряжения удерживает выходное напряжение
на постоянном уровне.
Для стабилизации напряжения предназначены специ-
альные диоды, которые называются стабилитронами. Ста-
билитрон — это тоже диод, кремниевый, но предназначен
он не для выпрямления переменного тока, хотя и может
выполнять такую функцию, а для стабилизации, т.е. под-
держания постоянства напряжения в цепях питания элект-
ронной аппаратуры. Внешний вид одной из конструкций
наиболее распространенных стабилитронов и его графичес-
кое обозначение показаны на рис. 1.66.
По устройству и принципу работы кремниевые стаби-
литроны широкого применения аналогичны плоскостным
выпрямительным диодам. Но работает стабилитрон не на
прямом, как выпрямительные или высокочастотные дио-
ды, а на том участке обратной ветви вольт-амперной харак-
теристики, где незначительное обратное напряжение вызы-
вает значительное увеличение обратного тока через прибор.
Разобраться в сущности действия стабилитрона поможет его
вольт-амперная характеристика, показанная на рис. 1.67 а.
Рис. 1.66. Стабилитрон и его графическое обозначение на схемах
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
119
Рис. 1.67. Вольт-амперная характеристика стабилитрона (а) и схема
параметрического стабилизатора напряжения (б)
Здесь по горизонтальной оси отложены в некотором масш-
табе обратное напряжение Uo6p, а по вертикальной оси
вниз — обратный ток /^. Напряжение на стабилитрон по-
дают в обратной полярности, т.е. включают так, чтобы его
анод был соединен с отрицательным полюсом источника
питания. При таком включении через стабилитрон течет
обратный ток По мере увеличения обратного напряже-
ния обратный ток растет очень медленно — характеристика
идет почти параллельно оси U^. Но при некотором напря-
жении Uocp (на рис. 1.67 а — около 8 В) р-п переход стаби-
литрона пробивается и через него начинает течь значитель-
ный обратный ток. Теперь вольт-амперная характеристика
резко поворачивает и идет вниз почти параллельно оси 1^.
Этот участок и является для стабилитрона рабочим. Пробой
же р-п перехода не ведет к порче прибора, если ток через
него не превышает некоторого допустимого значения.
120
Автомобильный электрик
На рис 1. 67 б приведена схема возможного практичес-
кого применения стабилитрона. Это — параметрический
стабилизатор напряжения. При таком включении через
стабилизатор V течет обратный ток 1^, создающийся ис-
точником питания, напряжение которого может изменять-
ся в значительных пределах. Под действием этого напряже-
ния ток Igcp, текущий через стабилитрон, тоже изменяется,
а напряжение на нем, а значит, и на подключенной к нему
нагрузке RH остается практически неизменным — стабиль-
ным. Резистор R ограничивает максимально допустимый
ток, текущий через стабилитрон.
Вот наиболее важные параметры стабилитрона: напря-
жение стабилизации ток стабилизации минималь-
ный ток стабилизации kmmin и максимальный ток стабилиза-
ции lcm max- Параметр Ucm — это то напряжение, которое со-
здается между выводами стабилизатора в рабочем режиме.
Наша промышленность выпускает кремниевые стабилитро-
ны на напряжение стабилизации от нескольких вольт до 180 В.
Минимальный ток стабилизации mtn — это наименьший
ток через прибор, при котором начинается устойчивая работа
в режиме пробоя (на рис. 1.67 а — штриховая линия /<„, „tn^ с
уменьшением этого тока прибор перестает стабилизировать
напряжение. Максимально допустимый ток стабилизации
km тах~ это наибольший ток через прибор (не путать с током,
текущим в цепи, питающейся от стабилизатора напряжения),
при котором температура его р-п перехода не превышает до-
пустимой (на рис. 1.67 а — штриховая линия Ian max)- Превы-
шение тока 1cm max ведет к тепловому пробою р-п перехода и,
естественно, к выходу прибора из строя.
В последние годы вместо стабилизаторов на дискрет-
ных компонентах все чаще используют стабилизаторы на
интегральных микросхемах.
Современные стабилизаторы на интегральных микро-
схемах дешевы и просты в применении. Большинство ста-
билизаторов на интегральных микросхемах имеют только
три вывода (вход, выход и земля) и могут быть подсоеди-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 121
йены непосредственно к выходу фильтра выпрямителя. Ста-
билизаторы на интегральных микросхемах обеспечивают
широкий диапазон выходных напряжений как положитель-
ной, так и отрицательной полярности. Существуют также
двухполярные стабилизаторы напряжения. Если стабили-
затора с нужным напряжением нет среди стандартных мик-
росхем, можно использовать микросхему стабилизатора с
регулируемым напряжением.
При выборе микросхемы стабилизатора необходимо
знать напряжение и ток нагрузки, а также электрические
характеристики нестабилизированного блока питания.
УСИЛИТЕЛИ
Усилителем называется устройство, которое исполь-
зуются для увеличения амплитуды электронного сигнала.
Приборами, управляющими мощностью внутри систе-
мы, являются транзисторы или электронные лампы. Для
того чтобы транзистор обеспечивал усиление, он должен
быть в состоянии принять входной сигнал и выдать выход-
ной сигнал, значительно больший, чем входной. Усилитель,
рассчитанный на преобразование низкого напряжения в вы-
сокое, называется усилителем напряжения. В современной
электронике основными усилительными устройствами яв-
ляются транзисторы.
Существует несколько способов включения транзисто-
ра в цепь: схема с общей базой, схема с общим эмиттером и
схема с общим коллектором (рис. 1.68).
Рис. 1.68. Схема включения транзисторов:
а — с общей базой; б — с общим эмиттером; в — с общим коллектором
122
Автомобильный электрик
В каждом из этапов схем один из выводов транзистора
служит общей точкой, а два других являются входом и вы-
ходом, при этом на переход эмиттер—база подается напря-
жение смещения в прямом направлении, а на переход кол-
лектор—база — в обратном. Каждая схема имеет преиму-
ществами недостатки и может быть собрана как с р-п-р, так
и с п-р-п транзистором.
Усиление, получаемое посредством одного транзисто-
ра, в большинстве случаев недостаточно для приведения в
действие исполнительного механизма (например, репродук-
тора). Чтобы увеличить усиление сигнала, последовательно
соединяют усилительные каскады — образуется сложный
усилитель, состоящий из нескольких каскадов (рис. 1.69).
В многокаскадных усилителях часто первые каскады
служат усилителями напряжения, а последние два — уси-
лителями мощности.
Усилители на полевых транзисторах, как это было от-
мечено, имеют большое входное сопротивление, благодаря
чему они находят в настоящее время широкое применение.
Наибольшее распространение получил усилительный каскад
с общим истоком, схема которого приведена на рис. 1.70. В
этом каскаде резистор Rc, с помощью которого осуществля-
ется усиление, включен в цепь стока. В цепь истока включен
Рис. 1.69. Двухкаскадный усилитель
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
123
Рис. 1.70. Схема усилительного каскада на полевом транзисторе
с общим истоком
резистор RH, создающий при отсутствии входного сигнала (в
режиме покоя) необходимое падение напряжения явля-
ющееся напряжением смещения между затвором и истоком.
Резистор в цепи затвора R3 обеспечивает в режиме покоя ра-
венство потенциалов затвора и общей точки усилительного
каскада. В результате наличия резисторов R„ и R3, потенци-
ал затвора ниже потенциала истока на величину падения на-
пряжения на резисторе R„ от постоянной составляющей тока
IW9 т. е. потенциал затвора является отрицательным относи-
тельно потенциала истока.
Входное напряжение подается на резистор R3 через раз-
делительный конденсатор Сь причем оно создает в канале
полевого транзистора переменные составляющие тока ис-
тока iu и тока стока iC9 изменяющиеся с частотой входного
напряжения. За счет падения напряжения на резисторе R„,
от переменной составляющей тока iH переменная составля-
ющая напряжения между затвором и истоком, усиливаемая
полевым транзистором, может быть значительно меньше
входного напряжения:
из ~ ~ Ъ * h-
Это уменьшение вызвано отрицательной обратной свя-
зью, возникающей в усилителе, и приводит к уменьшению
коэффициента усиления усилительного каскада.
124
Автомобильный электрик
Для устранения этого параллельно резистору RH вклю-
чают конденсатор Си, сопротивление которого на самой низ-
кой частоте усиливаемого напряжения должно быть во много
раз меньше сопротивления резистора RH. При этом условии
падение напряжения от переменной составляющей тока ис-
тока /и, на цепочке RH — Си имеет очень небольшую величи-
ну, Так ЧТО
Выходное напряжение снимается через конденсатор С2
между стоком и обшей точкой усилительного каскада, т. е.
оно равно переменной составляющей напряжения между
стоком и истоком. Следует отметить, что выходное напря-
жение значительно больше входного, но находится с ним в
противофазе. Коэффициент усиления по напряжению уси-
лительного каскада на полевом транзисторе с общим исто-
ком можно определить по формуле:
Ки~ и„ r^r/ ’
где Ri — дифференциальное сопротивление стока, 5 — кру-
тизна переходной характеристики полевого транзистора.
Помимо усилительных каскадов с общим истоком
широко используются также усилительные каскады с об-
щим стоком (рис. 1.71). В этом каскаде нагрузочный резис-
тор RH включен в цепь истока, а сток по переменным со-
ставляющим тока и напряжения соединен с общей точкой
Рис. 1.71. Схема истокового повторителя
Раздел 1. ЭлбГГрбтехнйка с основами электроники
125
усилительного каскада. Входное напряжение подается на
резистор R3 через конденсатор Q. Выходное напряжение,
равное переменной составляющей падения напряжения на
резисторе RH, снимается через конденсатор С2. Оно пример-
но равно входному напряжению (^=^^^^=0,9) и совпа-
дает с ним по фазе, поэтому усилительный каскад с общим
стоком часто называют истоковым повторителем. Он обла-
дает большим входным и малым выходным сопротивлени-
ями, а также значительным коэффициентом усиления по
ТОКу A/=Zewx/Zer.
Истоковые повторители чаще всего применяют в каче-
стве вспомогательных усилительных каскадов для согласо-
вания высокоомных источников усиливаемого напряжения
с низкоомными нагрузочными устройствами.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ
Электронные генераторы применяют в большинстве
случаев для получения переменных токов высокой и повы-
шенной частоты; для высоких напряжений — преимуще-
ственно ламповые генераторы, для низких напряжений —
транзисторные генераторы. По существу эти генераторы
являются устройствами, преобразующими постоянное на-
пряжение в переменное напряжение определенной частоты.
Область применения электронных генераторов очень
широка. Мощные генераторы устанавливают на радиостан-
циях; используют в промышленности для поверхностной
закалки стали, для индукционного нагрева металлов и на-
грева диэлектриков действием переменного электрического
поля и т. д. Маломощные генераторы служат для самых
различных измерений.
В зависимости от характера цепи, в которой создаются
колебания, генераторы подразделяются на генераторы типа
LC (генераторы с колебательным контуром) и генераторы
типа гС.
Основная схема лампового генератора типа LC с транс-
126 АВТййЫ>ИлЬй^»й электрик
форматорной обратной связью показана на рис 1.72. В этом
генераторе посредством триода источник электроэнергии —
анодная батарея Ua — покрывает потери энергии в колеба-
тельном контуре LC и поддерживает в нем незатухающие
колебания. Обратная связь в данном случае заключается в
воздействии через обмотку (2) трансформатора Т колеба-
ний тока в контуре LC на потенциал сетки триода, а изме-
нение потенциала сетки вызывает изменение выходной ве-
личины— анодного тока, заряжающего конденсатор С.
Рис. 1.72. Основная схема лампового LC-генератора
с трансформаторной обратной связью
Конденсатор С разряжается на индуктивную катушку
L, которую представляет собой первичная обмотка транс-
форматора Т. Такой разряд имеет форму синусоидальных
колебаний. Эти колебания не затухают, так как через об-
мотку (2) обратной связи изменения тока в контуре LC вы-
зывают изменения сеточного напряжения триода, а следо-
вательно, колебания анодного тока, переменная составляю-
щая которого имеет частоту колебаний в контуре. Обмотка
(/) трансформатора индуктивно связана с выходной обмот-
кой (5) и выходными зажимами генератора. Таким обра-
зом, между выходными зажимами генератора создается си-
нусоидальное переменное напряжение, частота которого оп-
ределяется параметрами колебательного контура генератора.
К числу генераторов типа гС принадлежат релаксаци-
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 127
онные генераторы*. Колебания в цепях подобных генерато-
ров создаются периодическим освобождением запасенной
энергии — периодическими разрядами конденсатора на не-
линейный элемент цепи генератора.
Простейшим примером релаксационных колебаний мо-
гут служить колебания в генераторе пилообразных напряже-
ний, возникающих при разряде конденсатора С на неоновую
лампу Л (рис. 1.73). Вольт-амперная характеристика этой
лампы подобна характеристике тиратрона. Разряд в ней воз-
никает при. определенном напряжении зажигания U3 и пре-
кращается при значительно меньшем напряжении гашения
иг и токе 1г. Параллельно неоновой лампе присоединяется
конденсатор С. Напряжение U источника постоянного тока,
питающего генератор, должно быть больше напряжения за-
жигания U3, но, с другой стороны, сопротивление резистора г
(см. рис. 1.73), должно быть достаточно большим для того,
чтобы удовлетворять условию U—Iir< Ut, т. е. чтобы горе-
ние лампы было возможно только при условии дополни-
тельного питания электроэнергией за счет энергии, накоп-
ленной в электрическом поле конденсатора.
Рис. 1.73. Схема простейшего гС-генератора
Сначала лампа не горит, а конденсатор постепенно за-
ряжается током через резистор г. Напряжение на конденса-
торе в таких условиях повышается постепенно. Когда на-
пряжение на конденсаторе достигает значения напряжения
зажигания U3, лампа загорается. Так как проходящий через
резистор г ток меньше, чем требуется для горения лампы,
* От франц, relaxation — освобождение.
128
Автомобильный электрик
то во время горения лампы конденсатор постепенно разря-
жается и напряжение его понижается. Когда же это напря-
жение достигнет значения иг, лампа гаснет и возобновляет-
ся заряд конденсатора. В соответствии с таким ходом пери-
одического процесса изменения напряжения конденсатора
изображаются пилообразной кривой (рис. 1.74), состоящей
из отрезков экспонент.
Рис. 1.74. Пилообразная кривая напряжения rR-генератора
Практически неоновая лампа в таких генераторах пи-
лообразных импульсов заменяется тиратроном дугового
разряда, что дает возможность регулировать напряжение
зажигания U3. Воздействуя на сетку тиратрона соответству-
ющим переменным напряжением, возможно синхронизи-
ровать работу релаксационного генератора с тем или иным
процессом.
Для частот, превышающих десятки килогерц, тират-
рон заменяют транзистором или тиристором, соединенным
по специальной схеме.
ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ И НАПРЯЖЕНИЯ.
ФОТОРЕЛЕ
В ряде случаев для получения выдержки времени це-
лесообразно вместо механического устройства типа часово-
го механизма применить электронное устройство без дви-
жущихся частей. Основной частью такого устройства слу-
жит цепь заряда конденсатора С через резистор г постоян-
4'
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
129
ным напряжением U (рис. 1.75 а). Заряд конденсатора на-
чинается с того момента, когда замыкается ключ К. Его
может замыкать, например, быстродействующее электро-
магнитное реле. Конденсатор постепенно заряжается и его
напряжение растет, пока не достигнет значения напряже-
ния срабатывания релейного устройства, подключенного к
зажимам конденсатора. Когда напряжение конденсатора ц,
постепенно повышаясь, достигнет значения напряжения
срабатывания релейного устройства Ucp (рис. 1.75 б), то это
устройство срабатывает, его исполнительная часть замыка-
ет цепь оперативного тока и происходит, например, отклю-
чение масляного выключателя. Таким образом, время вы-
держки реле определяется скоростью повышения напряже-
ния заряжаемого конденсатора. Эта скорость зависит от
постоянной времени т =гС контура заряда конденсатора.
По истечении времени Z=3rC напряжение конденсатора бу-
дет почти равно U (ис= 0,9517)- Точнее, выдержка времени,
создаваемая реле времени, определяется по формуле
U-U
ср
здесь UCH — начальное напряжение конденсатора, если в
начальный момент он не разряжен полностью.
Для повторного срабатывания такого реле времени нуж-
но на короткий срок (порядка 0,3 с) отключить его от источ-
ника напряжения U.
Энергия, накапливаемая заряжаемым конденсатором,
Рис. 1.75. Структурная схема электронного реле времени (а) и кривая
зависимости напряжения конденсатора от времени (б)
130 Автомобильный электрик
относительно мала, поэтому в качестве основы релейного
устройства применяют электровакуумные или полупровод-
никовые приборы, управляемые сигналами весьма малой
мощности. В реле времени, схема которого приведена на
рис. 1.76, для этой цели применен тиратрон Тир, а напря-
жение заряжаемого конденсатора является его сеточным на-
пряжением. При подаче сеточного напряжения Uc= Uq, ти-
ратрон отпирается и в обмотке реле возникает ток. Реле сра-
батывает и замыкает цепь оперативного тока 1оп (ключ КО и
одновременно, замыкая ключ К2, разряжает конденсатор.
Тиратрон можно заменить тиристором. В этом случае
напряжение Uq, должно быть подано в цепь управляющего
электрода тиристора.
Длительность выдержки времени регулируется путем
изменения сопротивления резистора, через который заря-
жается конденсатор С.
Релейное устройство, подключенное параллельно за-
ряжаемому конденсатору, по существу является реле напря-
жения, так как оно срабатывает, когда напряжение конден-
сатора достигнет заданного значения. Вообще в электрон-
ной технике основными элементами — ключами простей-
ших реле напряжения служат тиристор и тиратрон, так как
они отпираются при определенном значении управляющего
напряжения. Но электронные реле напряжения собираются
и на транзисторах или на электронных лампах.
Рис. 1.76. Схема электронного реле времени
5-2
Раздел 1. Электротехника с основами электроники 131
Фотоэлектронное реле срабатывает при изменении све-
тового потока, падающего на их входной элемент — фото-
электрический прибор. Оно служит для автоматической
сигнализации и управления самыми различными процесса-
ми, как на производстве, так и в быту. В зависимости от
выбора фотоэлектрического прибора и особенностей управ-
ляемого процесса такое фотореле (как его часто называют)
может быть очень простым без усилителя или с одним уси-
лительным каскадом (рис. 1.77) или же содержать несколь-
ко усилительных каскадов.
Рис. 1.77. Схема фотореле
Схемы фотореле делятся на схемы прямого действия,
в которых ток на выходе фотореле возрастает с увеличени-
ем светового потока, падающего на фотоэлектрический при-
бор, и схемы обратного действия, в которых увеличение
светового потока вызывает уменьшение тока на выходе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Что такое однополупереходный выпрямитель и в ка-
ких случаях он применяется?
2. Как построен мостовой двухтактный выпрямитель?
3. Сколько вентилей необходимо для однофазного выпря-
мителя — однотактного и двухтактного?
4. Каковы особенности работы стабилитрона?
5. Как стабилитрон включается в цепь?
5*
132
Автомобильный электрик
6. Что такое усилитель?
7. Нарисуйте схемы трех основных конфигураций тран-
зисторных цепей.
8. Что такое генератор?
9. Нарисуйте схему простейшего генератора.
10. Каково назначение реле времени?
11. Из каких частей состоит фотореле с фоторезистором?
Раздел 2
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
АВТОМОБИЛЕЙ
Глава 1
ИСТОЧНИКИ ТОКА
И РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРЫ
Аккумуляторная батарея, состоящая из шести свин-
цово-кислотных аккумуляторов, является химическим ис-
точником постоянного тока и служит для питания электри-
ческим током приборов электрооборудования при неработа-
ющем двигателе, при пуске двигателя стартером, а также
при работе двигателя на малой частоте вращения коленча-
того вала.
Устройство н принцип действия простейшего аккуму-
лятора. Простейший аккумулятор состоит из емкости с по-
мещенными в нее двумя свинцовыми пластинами, не со-
прикасающимися друг с другом. В сосуд заливается элект-
ролит, состоящий из дистиллированной воды с добавлени-
ем химически чистой серной кислоты в определенной про-
порции. Уровень электролита должен превышать высоту
пластин, что обеспечивает полное использование их повер-
хности. Подготовленный таким образом аккумулятор заря-
жается от источника постоянного тока — генератора путем
соединения одной пластины с положительным, а другой —
с отрицательным полюсом (рис. 2.1 а).
При прохождении тока через пластины и электролит
(заряд) в аккумуляторе происходит процесс преобразования
электрической энергии в химическую, что выражается в
образовании налета активной массы на поверхности плас-
тин. На положительной пластине образуется перекись свинца
коричневого цвета, а на отрицательной — губчатый свинец
серого цвета. При этом плотность электролита значительно
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
135
Рис.2.1. Принцип действия аккумулятора:
а — заряд; б— разряд; в— полублоки отрицательных и положительных
пластин; I — баретка полублока отрицательных пластин; 2 — отрицательные
пластины; 3 — положительные пластины; 4 — сепараторы
увеличивается — аккумулятор зарядился. Напряжение за-
ряженного аккумулятора составляет 2 В.
При включении в цепь аккумулятора какого-либо по-
требителя (лампы) происходит обратный процесс превра-
щения химической энергии в электрическую, и аккумуля-
тор постепенно разряжается. При этом активная масса на
той и другой пластинах превращается в сернокислый сви-
нец (рис. 2.16), а плотность электролита уменьшается. После
полного разряда аккумулятор снова заряжается и работо-
способность его восстанавливается.
Для увеличения емкости аккумулятора (запаса элект-
роэнергии) в нем устанавливают большое количество решет-
136
Автомобильный электрик
чатых пластин, заполненных активной массой и составля-
ющих два полублока (рис. 2.1 в). При этом для изоляции
между положительными и отрицательными пластинами ус-
танавливаются сепараторы.
Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-
кислотных двухвольтовых аккумуляторов, соединенных
между собой последовательно, что обеспечивает получение
в электрической цепи рабочего напряжения 12 В, необходи-
мого для питания всех потребителей на автомобиле.
Устройство аккумуляторной батареи (рис. 2.2). Акку-
муляторная батарея имеет полипропиленовый полупрозрач-
ный корпус, разделенный перегородками на шесть отсеков,
представляющих собой отдельные аккумуляторы. Сверху
аккумуляторы закрыты общей полипропиленовой крышкой,
приваренной к корпусу ультразвуковой сваркой. В крышке
имеются отверстия для заливки электролита в каждый ак-
кумулятор и для прохода двух полюсных выводов батареи
(плюсового и минусового).
Рис. 2.2. Аккумуляторная батарея:
1 — корпус; 2 — крышка; 3 и 5 — соответственно положительный и
отрицательный полюсные выводы; 4 — межэлементное соединение (бори); 6 —
пробка; 7 — индикатор для проверки уровня электролита (тубус); 8 — сепаратор;
9 к 10 — положительная и отрицательная пластины; 11 — выступ корпуса;
12 — кронштейн с болтом крепления батареи
Раздал 2. Электрооборудование автомобилей 137
Каждый аккумулятор состоит из двух полублоков че-
редующихся пластин: положительных и отрицательных.
Пластины одинаковой полярности приварены к меж элемен-
тным соединениям (борнам), которые служат для крепле-
ния пластин и выводов тока и соединяют аккумуляторы ба-
тареи между собой. Решетки пластин отлиты из сплава свин-
ца с добавлением кальция и сурьмы, что замедляет процесс
разложения электролита и саморазряд аккумуляторов.
Для увеличения емкости в решетку пластин впрессо-
вывают активную массу, приготовленную на водном раство-
ре серной кислоты из окислов свинца — свинцового сурика
(РЬ3О4) и свинцового глета (РЬО) — для положительных
пластин и свинцового порошка — для отрицательных плас-
тин. Одноименные пластины соединяются в полублоки,
заканчивающиеся выводными полюсными штырями. По-
лублоки с положительными и отрицательными пластина-
ми собирают в блок таким образом, что положительные
пластины располагаются между отрицательными, поэтому
последних обычно на одну больше. Это позволяет лучше
использовать двустороннюю активную массу крайних по-
ложительных пластин и предохраняет их от коробления и
разрушения.
Положительные пластины аккумулятора помещаются
в сепараторы, изготовленные в виде конвертов из тонкого
пластикового микропористого материала. Это исключает их
короткое замыкание отрицательными пластинами, а малая
толщина и большая пористость сепараторов облегчают про-
хождение через них электролита, снижают внутреннее со-
противление и обеспечивают получение разрядного тока
большой силы. Кроме того, это исключает короткое замы-
кание пластин выпадающей активной массой, позволяет
устанавливать блоки пластин непосредственно на днище бака
без ребер и значительно увеличить объем электролита над
пластинами и тем самым увеличить срок доливки дистил-
лированной воды при эксплуатации автомобиля.
Для облегчения проверки уровня электролита в каж-
дом аккумуляторе у заливных отверстий снизу имеются
138 Автомобильный электрик
трубчатые индикаторы (тубусы). Нижний срез индикатора
находится на требуемой высоте от уровня пластин. При нор-
мальном уровне поверхность электролита образует четко ви-
димый через наливное отверстие мениск (эллипс). Кроме
того, на полупрозрачном пластмассовом корпусе аккуму-
ляторной батареи могут быть метки «MIN* и «МАХ*, меж-
ду которыми должен находиться уровень электролита.
Полублоки положительных и отрицательных пластин
отдельных аккумуляторов соединены между собой меж-
элементными соединениями, проходящими через пластмас-
совые перегородки. И соединяются соответственно с поло-
жительным и отрицательным выводами батареи.
Выводы большинства отечественных и импортных ак-
кумуляторных батарей имеют конусную форму, обеспечи-
вающую сохранение надежного контакта с клеммами про-
водов при износе их в процессе эксплуатации, и имеют стан-
дартные размеры. Причем положительный вывод батареи
по диаметру больше отрицательного, что исключает воз-
можность нарушения полярности при установке батарей на
автомобиль.
На верхней поверхности батареи расположены отвер-
стия для заливки электролита в каждый аккумулятор бата-
реи, закрываемые пробками. Пробки имеют вентиляцион-
ные отверстия для выхода газов, образующихся в процессе
работы батареи. У новых незалитых батарей вентиляцион-
ные отверстия закрыты специальными герметизирующими
приливами, которые при заливке в батарею электролита уда-
ляются (срезаются).
Технические характеристики аккумуляторной батареи
(АКБ). Емкость — это количество электричества в ампер-
часах (А ч), которое способна отдать полностью заряжен-
ная батарея при непрерывном 20-часовом разряде с посто-
янной силой тока, численно равной 0,05 емкости батареи,
до напряжения на выводных клеммах АКБ 10,5 В.
Во время пользования АКБ нельзя допускать снижения
напряжения ниже 10,2 Б, так как это приведет к ее порче.
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
139
Чем больше сила разрядного тока, тем меньше стано-
вится емкость АКБ. Емкость зависит также от размера пла-
стин аккумулятора и их числа, от количества активной мас-
сы, а также от температуры электролита.
ЭДС батареи — это разность потенциалов на ее вы-
водных клеммах без нагрузки (при разомкнутой внешней
цепи). Данная характеристика взаимосвязана со степенью
зараженности батареи и по ее величине можно оценивать
состояние батареи и необходимость ее заряда.
Напряжение АКБ — это разность потенциалов на ее
выводных клеммах в процессе заряда или разряда (при на-
личии тока во внешней цепи). Данная характеристика ис-
пользуется при оценке пусковых качеств батареи.
Пусковые качества АКБ оцениваются по следующим
параметрам стартерного разряда, измеряемым при темпе-
ратуре электролита 180°С:
— сила разрядного тока, А;
— напряжение в начале разряда (для АКБ с пластмассо-
вым корпусом — на ЗО-й секунде стартерного разряда), Б;
— время разряда до момента установления напряжения
10,2 В, мин.
Саморазряд АКБ необходимо учитывать для правиль-
ной эксплуатации батареи и продления срока ее службы.
Саморазрядом называют самопроизвольное снижение ем-
кости АКБ при отключенных от нее потребителях. При зна-
чениях саморазряда более 1 % в сутки он считается ускорен-
ным и свидетельствует о неисправности батареи. При отри-
цательных температурах саморазряд аккумуляторных бата-
рей резко уменьшается, поэтому хранить их лучше при низ-
ких температурах в заряженном состоянии.
Маркировка аккумуляторных батарей состоит из цифр
и букв:
— первая цифра обозначает число аккумуляторов в ба-
тарее;
140
Автомобильный электрик
— буквы СТ — свинцовая стартерная батарея, т.е. обеспе-
чивающая получение высокого пускового тока;
— число, отделенное от предыдущей части обозначения
черточкой, указывает номинальную емкость АКБ в
ампер-часах;
— последние буквы обозначают материал и конструктив-
ное исполнение корпуса батареи: Э — эбонит, Т — по-
лиэтилен, П — асфальтопековая пластмасса, А — пла-
стмассовый с общей крышкой; материал сепараторов:
М — мипласт, Р — мипор, С — стекловолокно; потре-
бительские характеристики: 3 — залитая и заряженная,
Н — несухозаряженная, Л — необслуживаемая.
Термин «необслуживаемая» является условным, так как
обслуживать такие батареи все же нужно, хотя и в значи-
тельно меньшем объеме.
После буквенных обозначений АКБ указывается соот-
ветствующий Государственный стандарт.
Для определения полярности на выводных клеммах
проставляют знаки «+» и «-». Кроме того, отрицательную
клемму делают меньшего диаметра. Если нет опознаватель-
ных знаков и выводные клеммы АКБ по диаметру разли-
чить трудно, то необходимо установить батарею на автомо-
биль и, подключив клеммы, включить фары. Если стрелка
амперметра или лампочка световой сигнализации при нера-
ботающем двигателе покажут разряд АКБ, то батарея вклю-
чена правильно.
Гарантийный срок работы АКБ зависит от материала
сепараторов, от качества наполнительной массы и достига-
ет двух лет при нормальной эксплуатации.
В настоящее время большая часть АКБ поступает с за-
вода в заряженном виде без электролита (сухозаряженные).
Перед употреблением такие АКБ необходимо привести в
рабочее состояние.
Эксплуатация АКБ. Современные легковые автомоби-
ли комплектуются необслуживаемыми аккумуляторными
батареями марки 6СТ-55А. Вместо отечественных АКБ мо-
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
141
гут устанавливаться импортные батареи с соответствующей
номинальной емкостью. В случае установки на автомобиль
батареи большей емкости, чем рекомендовано заводом-из-
готовителем, возможен ее недозаряд от автомобильного
генератора, а при установке батареи с меньшей емкостью —
ее перезаряд. Таким образом, в первом случае потребуется
более частая подзарядка батареи, а во втором — может рез-
ко снизиться срок ее службы, а также неизбежно возникнут
затруднения при пуске холодного двигателя при низких тем-
пературах.
Аккумуляторные батареи устанавливаются на специ-
альной площадке в моторном отсеке, либо крепятся за выс-
тупы в нижней части корпуса с помощью кронштейнов.
ЭЛЕКТРОЛИТ
Электролит — это раствор серной кислоты в дистил-
лированной воде. Раствор приготавливается только в кис-
лотоупорной посуде (эбонитовой, керамической). Электро-
лит нужной плотности получают медленным добавлением
серной кислоты к дистиллированной воде. Вливать воду в
кислоту категорически запрещено (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Объемы серной кислоты и дистиллированной воды
для приготовления 1 литра электролита при 15°С, см3
Компоненты Плотность электролита, г/см3
11,23 11,25 11,27 11,29 11,31 11,40
Серная кислота 00,225 00,246 00,268 00,290 00,310 00,416
Дистиллированная вода 00,775 00,754 00,732 00,710 00,690 00,584
По мере уменьшения плотности электролита понижа-
ется температура замерзания электролита. Например, при
плотности электролита 1,23 г/см3 его температура замерза-
ния составит минус 36°C. В полностью разряженной бата-
142
Автомобильный электрик
рее плотность электролита понижается до 1,11 г/см3, а тем-
пература замерзания — до -7°С. Поэтому в зимнее время
разряженные аккумуляторные батареи нельзя оставлять вне
отапливаемого помещения.
Для предотвращения замерзания электролита при экс-
плуатации аккумуляторной батареи в зимних условиях плот-
ность регламентируется в зависимости от климатических
условий эксплуатации (табл. 2.2).
Таблица 2.2
Плотность электролита при эксплуатации
в различных климатических районах
Климатические районы (средняя месячная температура воздуха в январе) Время года Плотность электролита, приведенная к 25°С, г/см3
заливаемого в батарею после полного заряда
Очень холодный (-5О...-ЗО°С) Зима 1,28 1,3
Лето 1.24 1,26
Холодный (-30... -15 °C) Круглый год 1,26 1,28
Умеренный (-15... -8°С) Тоже 1,26 1,28
Жаркий сухой (-15... +4°С) •• 1,22 1,24
Теплый влажный (О...+4°С) W 1,21 1,23
ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
При электротехнических работах, длительном хране-
нии автомобиля или на стоянке АКБ следует отключать от
массы автомобиля, для чего устанавливают выключатель
аккумуляторной батареи.
Выключатель (рис. 2.3) состоит из корпуса с закреплен-
ными в нем двумя контактами. На штоке установлен под-
пружинный контактный диск. Шток заканчивается кнопкой
включения, при нажатии на которую происходят смыкание
контактного диска с контактами и соединение минусовой
клеммы аккумуляторной батареи с массой автомобиля. В
этом положении шток удерживается фиксирующей пласти-
ной, входящей в кольцевую выточку на штоке под действи-
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
143
Рис. 2.3. Выключатель аккумуляторной батареи
ем пружины. При нажатии на кнопку выключения фикси-
рующая пластина выводится из кольцевой выточки штока и
под действием пружины шток с контактным диском воз-
вращается в исходное положение, и цепь размыкается.
Выключатель массы, помимо механического исполне-
ния, может иметь дистанционное управление (КамАЗ).
ГЕНЕРАТОР
Генератор служит для питания током всех потребите-
лей электрооборудования автомобиля и для заряда аккуму-
ляторной батареи при средней и большой частоте вращения
коленчатого вала двигателя.
На изучаемых автомобилях устанавливаются трехфаз-
ные генераторы переменного тока с выпрямителями на крем-
ниевых диодах, преобразующих переменный ток в постоян-
ный. Кремниевые диоды имеют больший срок службы,
ч пропускают малый обратный ток, надежно работают в ши-
i роком диапазоне температур, а также обладают малыми
габаритами и массой, что позволяет устанавливать их в
крышке генератора автомобиля.
144
Автомобильный электрик
Все генераторы, устанавливаемые на изучаемых авто-
мобилях, имеют одинаковое устройство и принцип действия.
Поэтому рассмотрим устройство и работу генератора на при-
мере генератора 37.3701, устанавливаемого на автомобиль
ВАЗ-2109.
Устройство генератора. Генератор (рис. 2.4) состоит
из статора, ротора, щеток, выпрямительного блока, элект-
ронного регулятора напряжения двух крышек, которые стя-
гиваются при помощи стяжных болтов, а также приводного
шкива с вентилятором и конденсатора.
Статор состоит из сердечника и катушек обмотки.
Сердечник (рис. 2.4) статора изготовляют в виде кольца из
отдельных стальных пластин, изолированных друг от дру-
га лаком. На его внутренней поверхности имеются зубцы,
на которые надеты катушки. Катушки образуют обмотку
статора, разделенную на три фазы, расположенные под уг-
лом 120° по отношению друг к другу. Одни концы каждой
фазы соединены между собой в одну точку, называемую
нулевой, а другие выводятся в цепь.
Ротор состоит из вала (рис. 2.4), на котором напрессо-
вана втулка с обмоткой возбуждения, и шести пар электро-
магнитных полюсных наконечников, создающих под дей-
ствием обмотки возбуждения магнитное поле. На валу ро-
тора установлены два контактных кольца, через которые в
обмотку возбуждения подается электрический ток. По кон-
тактным кольцам скользят графитовые щетки, соединен-
ные с выводами В и Ш (п. 10; 12) регулятора напряжения.
Ротор вращается в шариковых подшипниках, установлен-
ных в передней и задней крышках. Они заполнены специ-
альной смазкой, рассчитанной на весь срок службы генера-
тора. В связи с тем, что для заряда аккумуляторной батареи
необходим постоянный ток, внутри задней крышки генера-
тора помещен выпрямительный блок, преобразующий пе-
ременный ток в постоянный.
Выпрямительный блок представляет собой две алюми-
ниевые пластинки с запрессованными в них шестью диода-
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
145
Рис. 2.4. Генератор 37.3701 автомобиля ВАЗ-2109:
а — общий вид; б — ротор; 7 — крышка генератора со стороны контактных
колес; 2 — болт крепления выпрямительного блока; 3 — контактные кольца;
4 — конденсатор для подавления радиопомех; 5 — вал ротора; 6 — провод общего
вывода дополнительных диодов; 7— клемма 30 генератора для подключения
потребителей; 8— штекер 61 генератора (общий вывод дополнительных
диодов); 9 — провод вывода В регулятора напряжения; 70 и 12 — щетки; 77 —
регулятор напряжения; 13 — шпилька для крепления генератора к натяжному
устройству; 14— вентилятор со шкивом привода генератора; 15 — полюсный
иакоиечиик ротора; 16 — стальная втулка; 17— обмотка ротора (обмотка
возбуждения); 18 и 19 — сердечник и обмотка статора; 20— выпрямительный
блок; 27 — стяжной болт генератора; 22 — буферная втулка; 23 — втулка; 24 —
поджимная втулка; 25 — отверстия для вывода обмотки возбуждения
ми, пропускающими электрический ток только в одном на-
правлении, т.е. создающими в цепи постоянный электри-
ческий ток (одного направления). На пластине выпрямитель-
146 Автомобильный электрик
ного блока установлены еще три дополнительных диода.
Напряжение, снимаемое с этих дополнительных диодов,
идет для питания постоянным током обмотки ротора и цепи
контроля исправности генератора с помощью контрольной
лампы разряда аккумуляторной батареи, помещенной на
щитке приборов.
Электронный регулятор напряжения представляет со-
бой неразборный и нерегулируемый узел, в котором нет
обычных электромагнитных реле с контактами. В паз регу-
лятора напряжения вставляется щеточный узел — пластмас-
совый щеткодержатель с двумя щетками.
Приводной шкив с вентилятором установлен на пере-
днем конце вала ротора.
Вентилятор служит для охлаждения статора, ротора и
выпрямителя. Охлаждающий воздух засасывается через окна
в задней крышке, проходит внутри генератора и выходит
через окна передней крышки наружу.
Для подавления радиопомех и защиты электронного
оборудования от импульсов напряжения в системе зажига-
ния на генераторе устанавливается конденсатор.
Работа генератора осуществляется следующим обра-
зом. При включении зажигания загорается контрольная лам-
па на щитке приборов, сигнализирующая о том, что в об-
мотку возбуждения ротора поступает ток от аккумулятор-
ной батареи. Протекающий по обмотке возбуждения ток
создает вокруг полюсов ротора магнитный поток. После
пуска двигателя, когда ротор генератора стал вращаться, под
каждым зубцом статора проходит то южный, то северный
-полюс ротора. Поэтому магнитный поток, проходящий че-
рез зубцы статора, меняется по силе и направлению. Пере-
менный магнитный поток пересекает витки обмотки стато-
ра, индуцируя в нем ЭДС.
Переменное напряжение и ток, индуцированные в об-
мотке статора, выпрямляются выпрямительным блоком, и
для питания потребителей идет уже постоянный ток, сни-
маемый с клеммы генератора. Одновременно с общего вы-
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 147
вода дополнительных диодов подается выпрямленное на-
пряжение для питания обмотки возбуждения ротора.
У работающего исправного генератора напряжение на
клемме и на общем выводе дополнительных диодов равны.
Поэтому в контрольную лампу щитка ток не поступает, и
она не горит. В этом случае обмотка возбуждения генерато-
ра питается от выпрямителя на трех дополнительных дио-
дах, а аккумуляторная батарея заряжается от генератора.
Если контрольная лампа будет гореть, то это указывает на
неисправность генератора, когда он вообще не дает напря-
жения или оно ниже напряжения аккумуляторной батареи.
На автомобилях с генераторами переменного тока в
основном работают транзисторные реле-регуляторы, кото-
рые, как правило, являются регуляторами напряжения. Не-
обходимость в ограничении силы тока и реже обратного тока
отсутствует, так как генератор переменного тока обладает
свойством самоограничения силы тока нагрузки, а роль реле
обратного тока выполняет выпрямительное устройство ге-
нератора. Ниже приведены реле-регуляторы напряжения,
как правило, не требующие регулировки и технического
обслуживания в течение всего срока службы.
Генератор Г 250 Г 272 Г 287 Г 288
Бесконтактный транзистор- ный регулятор напряжения РР 350 РР 356 РР 132 РР 133
При увеличении частоты вращения ротора, когда на-
пряжение генератора превысит 13,7...14,5 В, при помощи
регулятора напряжения прекращается поступление тока в
обмотку возбуждения ротора. В результате этого напряже-
ние генератора падает, регулятор снова пропускает ток в
обмотку возбуждения и процесс повторяется. Благодаря
большой частоте протекания этого процесса напряжение
этого генератора остается практически постоянным в преде-
лах 13,7...14,5 В. Замыкание и размыкание цепи питания
обмотки возбуждения генератора происходит за счет откры-
тия и закрытия выходного транзистора в регуляторе в зави-
148 Автомобильный электрик
симости от управляющего напряжения на выводе регулято-
ра напряжения.
Более точный контроль напряжения в цепи электро-
оборудования осуществляется вольтметром, расположенным
на щитке приборов. Если при работе двигателя стрелка на-
ходится в начале шкалы красной зоны, напряжение тока,
отдаваемого генератором, ниже нормы, а если в конце шка-
лы — выше нормы. При нормальном напряжении стрелка
должна находиться в зеленой зоне шкалы в пределах
13,7...14,5 В.
Крепление генератора к двигателю на всех рассмат-
риваемых автомобилях осуществляется подвижно на бол-
тах, вставляемых в отверстие приливов крышек со втулка-
ми. С верхней стороны генератор крепится к двигателю че-
рез натяжную планку с прорезью, обеспечивающей переме-
щение генератора при регулировке натяжения или замене
приводного ремня (ремня вентилятора).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что представляет собой электролит, используемый в
аккумуляторных батареях, которые применяются на
изучаемых автомобилях?
2. Какие явления приводят к понижению емкости акку-
муляторной батареи?
3. Назовите подвижные и неподвижные детали генера-
тора, обмотки, в которых индуктируется ЭДС при
работе генератора.
4. От каких показателей в наибольшей мере зависит на-
пряжение, вырабатываемое генератором?
Глава 2
КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА
ЗАЖИГАНИЯ
Сжатая рабочая смесь в цилиндре двигателя зажигает-
ся электрическим разрядом — искрой, образующейся меж-
ду электродами свечи зажигания.
Для образования электрического разряда в условиях
сжатой рабочей смеси необходимо напряжение не менее 12—
16 кВ.
СИСТЕМА БАТАРЕЙНОГО ЗАЖИГАНИЯ
Преобразование тока низкого напряжения в ток высо-
кого напряжения и распределение его по цилиндрам двига-
теля осуществляется приборами батарейного зажигания.
Система батарейного зажигания состоит из источников тока
низкого напряжения, катушки зажигания, прерывателя рас-
пределителя, конденсатора, свечей зажигания, включателя
зажигания и проводов низкого и высокого напряжений (рис.
2.5). В системе батарейного зажигания имеется две цепи —
низкого и высокого напряжения.
Цепь низкого напряжения питается от аккумуляторной
батареи или генератора. В эту цепь кроме источников тока
последовательно включены включатель зажигания, первич-
ная обмотка катушки зажигания с добавочным резистором
и прерыватель.
Цепь высокого напряжения состоит из вторичной об-
мотки катушки зажигания, распределителя, проводов вы-
сокого напряжения, свечей зажигания.
150
Автомобильный электрик
Образование тока высокого напряжения в катушке за-
жигания основано на принципе взаимоиндукции. При вклю-
ченном выключателе зажигания и сомкнутых контактах
прерывателя ток от аккумуляторной батареи или генерато-
ра поступает на первичную обмотку катушки зажигания,
вследствие чего вокруг нее образуется магнитное поле. При
размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке
катушки зажигания и магнитный поток вокруг нее исчеза-
ют. Исчезающий магнитный поток пересекает витки вто-
ричной и первичной обмоток катушки зажигания и в каж-
дом из них возникает небольшая ЭДС. Благодаря большо-
му числу витков вторичной обмотки, последовательно со-
единенных между собой, общее напряжение на ее концах
достигает 20...24 кВ.
От катушки зажигания через провод высокого напря-
жения, распределитель и провода ток высокого напряже-
Включатель зажигания
8 8ч
Включатель
стартера
51
Катушка
зажигания
асп реде-
литель
Прерыватель
Путь тока низкого
напряжения
Путь тока высокого
напряжения
Крышка распределителя
Свеча зажигания
S5
X X
л 00
8ко
si
Ч
Аккумулят
ная батарея
t Конденсатор'
Рис. 2.5. Система батарейного зажигания
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
151
ния поступает к свечам зажигания, в результате чего между
электродами свечей возникает искровой разряд, зажигаю-
щий рабочую смесь.
ЭДС самоиндукции, возникающая в первичной обмот-
ке катушки зажигания, достигает 200...300 В, что вызывает
замедление исчезновения магнитного потока и появление
самой искры между контактами прерывателя. Для предотв-
ращения этого явления параллельно контактам прерывате-
ля установлен конденсатор.
Катушка зажигания служит для преобразования тока
низкого напряжения в ток высокого напряжения (с 12 В до
20—24 кВ). Она состоит из следующих основных частей
(рис. 2.6): сердечника, первичной обмотки из 250...400 вит-
ков толстого изолированного медного провода диаметром
0,8 мм, картонной трубки, вторичной обмотки из 19.. .25 тыс.
витков тонкого провода диаметром 0,1 мм, железного кор-
пуса с магнитопроводами, карболитовой крышки, клемм и
добавочного резистора. Вторичная обмотка расположена под
первичной и отделена от
нее слоем изоляции. Кон-
цы первичной обмотки вы-
ведены на клеммы карбо-
литовой крышки. Один ко-
нец вторичной обмотки со-
единен с первичной обмот-
кой, а второй выведен на
центральную клемму кар-
болитовой крышки.
Сердечник изготовля-
ют из отдельных изолиро-
ванных друг от друга поло-
сок трансформаторной ста-
ли, чтобы уменьшить обра-
зование вихревых токов.
Нижний конец сердечника
установлен в фарфоровый
152 Автомобильный электрик
изолятор. Внутри катушка зажигания заполнена трансфор-
маторным маслом.
Добавочный резистор состоит из спирали, керамичес-
ких гнезд и двух шин. Сопротивление колеблется от 0,7 до
20 Ом. Один конец резистора соединен шиной с клеммой
ВК, а другой — с ВКБ.
При малой частоте вращения коленчатого вала двига-
теля контакты прерывателя продолжительное время нахо-
дятся в замкнутом состоянии, сила тока в первичной цепи
возрастает, резистор нагревается, увеличивается сопротив-
ление в цепи, в катушку зажигания поступает ток неболь-
шой силы, этим она предохраняется от перегрева.
Когда частота вращения коленчатого вала двигателя
увеличивается, время сомкнутого состояния контактов
уменьшается, сила тока в первичной цепи уменьшается,
нагрев и сопротивление добавочного резистора уменьшают-
ся, что препятствует понижению напряжения во вторичной
цепи.
При включении стартера резистор закорачивается и пуск
двигателя облегчается.
Образование тока высокого напряжения и распределе-
ние его по цилиндрам двигателя для своевременного вос-
пламенения рабочей смеси должно соответствовать поряд-
ку работы цилиндров.
Чтобы индуктировать ток высокого напряжения во вто-
ричной обмотке катушки зажигания, необходимо периоди-
чески размыкать первичную цепь батарейного зажигания,
что и выполняет прерыватель. Для распределения тока вы-
сокого напряжения по цилиндрам соответственно порядку
работы двигателя служит распределитель. Оба эти прибора
объединены в один — прерыватель-распределитель.
Прерыватель (рис. 2.7) установлен на двигателе и при-
водится в действие от распределительного вала. Основны-
ми частями прерывателя являются корпус, приводной вал.
Подвижный диск (на котором размещены изолированный
рычажок с контактом и неподвижная стойка с контактом),
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
153
Рис. 2.7. Прерыватель
неподвижный диск, центробежный и вакуумный регулято-
ры опережения, окган-корректор и кулачок с выступами по
числу цилиндров. Кулачок соединен с приводным валиком
через центробежный регулятор. Контакты прерывателя на-
плавлены тугоплавким металлом — вольфрамом. Рычажок
прерывателя закреплен на диске шарнирно и своим контак-
том прижимается к неподвижному контакту пружиной.
Вращающийся приводной валик кулачками нажимает на
текстолитовый выступ рычажка прерывателя и за один обо-
154 Автомобильный электрик
рот разомкнет, а пружина сомкнет контакты столько раз,
сколько имеется выступов на кулачке.
Размыкание первичной цепи катушки зажигания вы-
зывает исчезновение магнитного потока, пересекающего не
только витки вторичной обмотки, а и первичной, вследствие
чего в них индуктируется ток самоиндукции напряжением
200...300 В. Этот ток, замедляя исчезновение тока в пер-
вичной цепи, приводит к уменьшению ЭДС во вторичной
цепи. Ток самоиндукции также приводит к интенсивному
искрению между контактами прерывателя и их разрушению.
Чтобы предотвратить вредное воздействие ЭДС самоиндук-
ции, применяют конденсатор.
Конденсатор включен параллельно контактам преры-
вателя и в момент проявления ЭДС самоиндукции заряжа-
ется, не допуская искрения на контактах. Кроме того, заря-
женный конденсатор, разряжаясь в обратном направлении,
приводит к быстрому исчезновению тока в первичной цепи,
а следовательно, и магнитного потока, благодаря чему на-
пряжение во вторичной цепи повышается. Конденсатор (рис.
2.8) состоит из лакированной бумаги, на которую нанесен
тонкий слой цинка и олова. Эта бумага является обкладкой
конденсатора и свернута в рулон. К торцам рулона припаи-
Проводники
Бумажный цилиндр
орпус
Текстолитовая
обрезиненная
шайба
Рулон
Торец рулона с
напыленным слоем
Пластмассовая
Обкладки
шайба
Рис. 2.8. Конденсатор
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 155
вается по одному гибкому проводнику. Рулон обернут ка-
бельной бумагой и пропитан маслом. Крепится конденса-
тор на корпусе снаружи или на подвижном диске прерыва-
теля.
Емкость конденсатора 0,17...0,2 мкФ. Конденсаторы
из металлизированной бумаги обладают способностью са-
мовосстанавливаться при пробое диэлектрика за счет запол-
нения отверстия маслом.
УСТАНОВОЧНЫЕ ЗАЗОРЫ КОНТАКТОВ
ПРЕРЫВАТЕЛЯ
Большое влияние на работу батарейного зажигания
оказывает зазор между контактами прерывателя. Нормаль*
иая работа батарейного зажигания будет при зазоре между
контактами прерывателя в пределах 0,35..,0,45 мм.
Винт крепления
пластины стойки
Стойка неподвиж-;
кого контакта
центрик
Пластина стойки
неподвижного
контакта
Рис. 2.9. Регулировка зазора в прерывателе
156
Автомобильный электрик
Если зазор будет большим, то время замкнутого со-
стояния контактов уменьшится, и сила тока в первичной
обмотке катушки зажигания не успеет возрасти до требуе-
мого значения и, как следствие этого, ЭДС вторичной цепи
не будет достаточной. Кроме того, при большой частоте
вращения коленчатого вала будут возникать перебои в рабо-
те двигателя.
При малом зазоре происходит сильное искрение меж-
ду контактами, их обгорание и, как следствие, перебои на
всех режимах работы двигателя. Зазор между контактами
прерывателя регулируют перемещением пластины со стой-
кой неподвижного контакта и при помощи эксцентрика, от-
вернув предварительно стопорный винт (рис. 2.9). После
регулировки стопорный винт нужно завернуть. Замеряют
зазор при полностью разомкнутых контактах пластинчатым
щупом.
Распределитель установлен сверху иа корпусе преры-
вателя и состоит из ротора и крышки (рис. 2.10). Ротор из-
готовлен в виде грибка из карболита, сверху в него вмон-
тирована контактная пластина. Крепится ротор на выступе
кулачка. Крышка распределителя изготовлена также из кар-
болита. На наружной ее части по окружности выполнены
гнезда по числу цилиндров, в которые вставляются прово-
да, присоединяемые к свечам зажигания. В крышке разме-
щено центральное гнездо для крепления провода высокого
напряжения от катушки зажигания. Внутри, против каждо-
го гнезда, расположены боковые контакты, а в центре —
угольный контакт с пружиной для соединения центрально-
го гнезда с пластиной ротора.
Крепится крышка на корпусе прерывателя двумя пру-
жинными защелками. Ротор, вращающийся вместе с кулач-
ком, соединяет поочередно центральный контакт с боковы-
ми контактами, замыкая цепь высокого напряжения через
свечи тех цилиндров, где в данный момент должно проис-
ходить воспламенение рабочей смеси.
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
157
Рис. 2.10. Распределитель
СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ
Электрический разряд — искра — образуется в цилин-
дре между электродами свечи зажигания. Свеча (рис. 2.11)
состоит из центрального электрода с изолятором (сердеч-
ник свечи) и стального корпуса, в котором он крепится.
Корпус имеет нарезную ввернутую часть, которой свеча ввер-
нута в нарезное отверстие головки цилиндров двигателя, в
нижней части корпуса имеется один боковой электрод. В
верхней части корпус свечи зажигания имеет грани под ключ.
Центральный электрод с изолятором завальцован в корпусе
свечи. Для уплотнения между кромками корпуса и бурти-
158
Автомобильный электрик
Рис. 2.11. Свеча зажигания:
1 — наконечник для присоединения провода; 2 — изолятор; 3 — завальцованная
кромка; 4 — уплотняющие прокладки; 5 — корпус; 6 — прокладка корпуса; 7 —
резьбовая часть корпуса; 8 — центральный электрод; 9 — боковой электрод
ком изолятора проложены уплотняющие прокладки. На
центральном электроде сверху установлен наконечник для
крепления провода высокого напряжения.
Для обеспечения нормальных условий работы свечи
зажигания необходимо, чтобы температура нижней части
изолятора была в пределах 500... 600°С, при которой сгора-
ет нагар и очищается свеча.
Тепловая характеристика свечи зажигания зависит от
длины нижней части изолятора и условий его охлаждения.
Чрезмерный нагрев свечи приводит к калильному зажига-
нию и разрушению изолятора, а переохлаждение — к за-
брызгиванию электродов свечи маслом и нагару.
Выбирают свечи зажигания для двигателя по их обо-
значениям, где указаны диаметр нарезной части, длина ниж-
ней части изолятора и материал изолятора. Диаметр нарез-
ной части обозначается буквами М и А, где М соответствует
диаметру 18 мм и А — 14 мм. Цифрой обозначено калиль-
ное число. Длина резьбовой части обозначается буквами Н —
11 мм, Д — 19 мм. Если буквы нет, то длина ввернутой
части равна 12 мм. Буква, «В» обозначает, что выступает
нижняя часть изолятора, а «Т» что герметизация изоля-
тора выполнена термоцементом.
Раздел 2. Электрооборуд ование автомобилей 159
На двигателях автомобилей ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-130 уста-
навливают свечи АН, где буква А обозначает, что диаметр
резьбы 14 мм, цифра 11 указывает калильное число, длина
ввертной части корпуса — 12 мм. Большое влияние на ра-
боту свечи зажигания оказывает зазор между центральным
и боковым электродами. Заводы рекомендуют зазоры 0,85...
1,00 мм. Уменьшение зазора против нормы вызывает обиль-
ное нагарообразование на электродах свечи зажигания и
перебои в ее работе. При большем зазоре из-за повышения
сопротивления ухудшаются условия искрообразования, от-
чего также будут возникать перебои в работе двигателя. Ре-
гулируют зазор подгибанием бокового электрода, а его раз-
мер проверяют круглым щупом (рис. 2.12). Центральный
₽ис. 2.12. Регулировка зазора между электродами свечи зажигания:
1 — проверка; 2 — регулировка
160
Автомобильный электрик
электрод подгибать нельзя, так как разрушается керамичес-
кая изоляция и свеча зажигания отказывает в работе.
РЕГУЛЯТОРЫ ОПЕРЕЖЕНИЯ МОМЕНТА
ЗАЖИГАНИЯ И ОКТАН-КОРРЕКТОР
Момент воспламенения в цилиндрах двигателя рабо-
чей смеси должен изменяться в зависимости от частоты
вращения коленчатого вала и степени нагрузки на двига-
тель (величины открытия дроссельной заслонки), т.е. от
режима его работы. Угол поворота коленчатого вала с мо-
мента воспламенения рабочей смеси до верхней мертвой
точки (в.м.т.) называется углом опережения зажигания и
обеспечивает наиболее полное использование давления рас-
ширяющихся газов после воспламенения рабочей смеси.
Опережение зажигания в зависимости от частоты вра-
щения коленчатого вала автоматически изменяется при по-
мощи центробежного регулятора, а в зависимости от вели-
чины открытия дроссельных заслонок — при помощи ваку-
умного регулятора. Центробежные и вакуумные регулято-
ры распределителей зажигания изучаемых двигателей уст-
роены и работают аналогично.
Центробежный регулятор опережения зажигания со-
стоит из пластины, закрепленной на приводном валике; двух
грузиков, установленных шарнирно на осях пластины; стя-
гивающих пружин и планки кулачка (рис. 2.13).
Кулачок вместе с втулкой свободно насажен на ось при-
водного вала. Снизу к втулке неподвижно закреплена планка
с продольными прорезями. Прорези планки кулачка нахо-
дят на штифты грузиков. Грузики, стягиваемые пружина-
ми, при вращении приводного валика под действием цент-
робежной силы стремятся раздвинуться. Когда частота вра-
щений коленчатого вала увеличивается, грузики, преодоле-
вая сопротивление пружин, раздвигаются (рис.2.13 б) и сво-
ими штифтами поворачивают планку с кулачком по ходу
вращения, обеспечивая более раннее размыкание контактов
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
161
Рис. 2.13. Центробежный регулятор опережения зажигания
и увеличение угла опережения зажигания. С уменьшением
частоты вращения центробежная сила уменьшается, и пру-
жины, стягивая их (рис. 2.13 а), поворачивают планку с ку-
лачком против хода его вращения, уменьшая угол опереже-
ния зажигания.
Вакуумный регулятор опережения зажигания крепится
иа корпусе прерывателя-распределителя и состоит из: кор-
пуса, диафрагмы, тяги, крышки со штуцером и пружиной
(рис. 2.14).
Диафрагма по краям завальцована между крышкой и
Корпусом и тягой соединена с подвижным диском прерыва-
теля. В исходном положении диафрагма пружиной отжи-
мается в сторону корпуса прерывателя-распределителя.
Полость со стороны крышки герметична и через штуцер и
трубку сообщается с полостью карбюратора за дросселем.
162
Автомобильный электрик
Штуцер
Трубка
Рис. 2.14. Вакуумный регулятор опережения зажигания
Прерыватель-
распределитель
Корпус
вакуумного
регулятора
Уменьшение
нагрузки
При закрытии дроссельной заслонки, когда нагрузка
на двигатель уменьшается, разрежение за дросселем и, со-
ответственно, в корпусе вакуумного регулятора увеличива-
ется, диафрагма, преодолевая сопротивление пружины, про-
гибается наружу и через тягу поворачивает подвижный диск
прерывателя навстречу вращению кулачка прерывателя, уве-
личивая угол опережения зажигания (рис. 2.14 а).
При открытии дроссельной заслонки разряжение умень-
шается, пружина разжимается и возвращает диафрагму, а
вместе с ней и диск прерывателя в исходное положение по
ходу вращения кулачка, тем самым уменьшая угол опере-
жения зажигания (рис. 2.14 б).
Совместная работа центробежного и вакуумного регу-
ляторов обеспечивает нужный угол опережения зажигания
в зависимости от режимов работы двигателя.
Октан-корректор. В процессе эксплуатации автомоби-
ля возможно применение топлива с различным октановым
числом и возникает необходимость в корректировке угла
опережения зажигания. В этом случае используют октан-
корректор (рис. 2.15), который состоит из двух пластин; одна
из них крепится к корпусу прерывателя-распределителя, а
другая — к блоку цилиндров. Пластины соединены между
собой регулировочным винтом. На нижней пластине нане-
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
163
Рис. 2.15. Октан-коррсктор
сена шкала с пятью делениями от нуля в обе стороны, а на
верхней имеется указательная стрелка. При вращении регу-
лировочного устройства верхняя пластина вместе с корпу-
сом и диском прерывателя поворачивается относительно
кулачка, угол опережения зажигания изменяется.
Комбинированный выключатель зажигания и стар-
тера. Включение и выключение приборов системы зажига-
ния и других потребителей электрического тока осуществ-
ляется при помощи выключателя зажигания, который (рис.
2.16) состоит из двух частей: замка с ключом и электричес-
кого выключателя. Поводок замка приводит в действие элек-
трический выключатель, который состоит из контактной
пластины с тремя выступами и панели с тремя контактны-
ми выводами.
На автомобилях ГАЗ 53-12 и ЗИЛ-130 замок имеет три
положения ключа:
I — головка ключа расположена вертикально — зажи-
гание выключено;
164
Автомобильный электрик
II — поворот ключа по часовой стрелке — зажигание
включено;
Ш — поворот ключа до отказа — включены зажигание
и стартер.
Возвратная пружина при отпускании ключа автомати-
чески возвращает его из III положения во II. В обоих случа-
ях вместе с зажиганием включаются контрольно-измеритель-
ные приборы.
Выключатель (замок) зажигания, как правило, осна-
щен противоугонным устройством, действие которого со-
стоит в том, что после выключения зажигания и вынима-
ния ключа из замка выдвигается специальный стержень,
который входит в паз вала рулевого управления и стопорит
его. Таким образом замок зажигания препятствует включе-
нию зажигания и стартера посторонним лицом, а также «за-
пирает» рулевой механизм, тем самым усложняя угон авто-
мобиля.
Рис. 2. 16. Выключатель зажигания
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 165
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ПОМЕХ РАДИОПРИЕМУ
На автомобилях имеются приборы электрооборудова-
ния, создающие пульсирующие магнитные поля (генератор,
катушка зажигания, звуковой сигнал и др.), которые вызы-
вают помехи радио- и телевизионному приему. Для умень-
шения воздействия помех применяют:
— экранировку приборов и проводов системы зажигания;
— провода высокого напряжения с полихлорвиниловой
оболочкой, обладающей большим сопротивлением,
способствующим подавлению радиопомех;
— обеспечение надежного соединения двигателя с мас-
сой автомобиля посредством медной гибкой шины;
— под болты, крепления устанавливают шайбы — звез-
дочки, обеспечивающие надежный контакт между де-
талями;
— подавительные сопротивления (6... 12 кОм), включае-
мые в провода высокого напряжения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. К каким последствиям приводит искрение между кон-
тактами прерывателя? Каким способом уменьшают
искрение?
2. Назвать детали, с помощью которых осуществляет-
ся распределение высокого напряжения по цилиндрам
двигателя.
3. Назвать детали, с помощью которых осуществляется
регулировка зазора между контактами прерывателя.
4. Объяснить эффективность работы двигателя при ра-
ботающих или неработающих регуляторах изменения
момента зажигания.
Глава 3
КОНТАКТНО-
ТРАНЗИСТОРНАЯ
И БЕСКОНТАКТНО-
ТРАНЗИСТОРНАЯ
СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
Рассмотренная контактная система зажигания отлича-
ется простотой, однако она имеет ряд существенных недо-
статков:
— сила тока низкого напряжения зависит от частоты вра-
щения коленчатого вала двигателя;
— через контакты прерывателя проходит ток значитель-
ной силы, вызывающий большой электрокоррозион-
ный износ контактов;
— ненадежное воспламенение рабочей смеси в двигате-
лях с более высокой степенью сжатия, частотой враще-
ния коленчатого вала и большим количеством цилин-
дров.
СХЕМЫ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ДОСТОИНСТВА И
ОСОБЕННОСТИ ТРАНЗИСТОРНЫХ СИСТЕМ
ЗАЖИГАНИЯ
На современных автомобилях широкое применение
находит контактно-транзисторная система зажигания (рис.
2.17), имеющая ряд преимуществ:
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
167
— » Цепь тока низкого напряжения
•— -►Цепь тока управления
Рис. 2.17. Схема контактно-транзисторной системы зажигания
— увеличение напряжения на вторичной обмотке катуш-
ки зажигания;
— увеличение силы и длительности искрового разряда
— устранение электрокоррозионного износа контактов
прерывателя;
— повышение срока службы свечей зажигания;
— происходит более полнее сгорание рабочей смеси в
цилиндрах двигателя;
168
Автомобильный электрик
— облегчается пуск, приемистость и экономичность ра-
боты двигателя.
В контактно-транзисторную систему зажигания входят
все элементы батарейной контактной системы зажигания
(кроме конденсатора), а также:
— транзисторный коммутатор;
— блок резисторов из двух ветвей.
Первичная обмотка катушки зажигания включена в цепь
эмиттера транзистора, а контакты прерывателя — в цепь его
базы.
При включенном выключателе зажигания после замы-
кания контактов прерывателя транзистор открывается, так
как потенциал его базы становится ниже потенциала эмит-
тера, и по первичной обмотке катушки зажигания будет
протекать ток.
В момент размыкания контактов прерывателя транзи-
стор запирается. Ток в цепи первичной обмотки резко умень-
шается, вызывая создание высокого напряжения во вторич-
ной обмотке катушки зажигания, импульсы которого на-
правляются к свечам зажигания распределителем.
Отечественная промышленность освоила выпуск бес-
контактной системы зажигания (рис. 2. 18), включающей
в себя:
— катушку зажигания;
— свечи зажигания;
— провода высокого и низкого напряжения;
— электронный коммутатор;
— датчик-распределитель;
— выключатель зажигания;
— источник тока.
Электронно-механическое устройство датчика-распре-
делителя при включенном зажигании и работающем двига-
теле выдает импульсы напряжения на электронный комму-
татор, который преобразует их в прерывистые импульсы
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
169
Рис. 2. 18. Схема бесконтактной системы зажигания двигателя
ВАЗ-2108:
1 ~ датчик-распределитель; 2 — свеча зажигания; 3 — электронный коммутатор;
4 — аккумуляторная батарея; 5 — генератор; 6 — катушка зажигания; 7н11 —
провода соответственно низкого и высокого напряжения; 8 — монтажный блок;
9 — выключатель зажигания; 10 — штекерный разъем датчика-распределителя;
+Б — плюсовая клемма катушки зажигания
тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент
прерывания импульса тока в первичной обмотке во вторич-
ной обмотке индуктируется ток высокого напряжения. Ток
высокого напряжения от катушки зажигания по проводу
подается на центральную клемму крышки распределителя
и далее через угольный контакт, токоразносную пластину
ротора, боковые клеммы подается на свечи зажигания и
искровым разрядом воспламеняет рабочую смесь в цилинд-
рах двигателя.
Преимущества бесконтактной системы зажигания:
— повышение надежности ввиду отсутствия подвижных
контактов и необходимости систематической их зачис-
тки и регулировки зазоров;
— отсутствие влияния вибрации и биения ротора-распре-
делителя на равномерность момента искрообразования;
— повышение надежности пуска и работы двигателя при
170
Автомобильный электрик
разгонах автомобиля благодаря более высокой энергии
электрического разряда, обеспечивающего надежное
воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя
независимо от частоты вращения коленчатого вала;
— упрощение технического обслуживания системы зажи-
гания.
ПРИБОРЫ БЕСКОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ
ЗАЖИГАНИЯ
Принципиальным отличием бесконтактной системы
зажигания от контактной системы является подача импуль-
са тока низкого напряжения на катушку зажигания элект-
ронным коммутатором (рис. 2.18),получающим управляю-
щие импульсы от электронно-механического устройства
датчика-распределителя, который вместо контактов имеет
бесконтактный датчик. Это и обусловливает преимущества
бесконтактной системы зажигания по сравнению с контакт-
ной системой.
Конструктивные особенности приборов бесконтактной
системы зажигания состоят в следующем.
Катушка зажигания, устанавливаемая в бесконтакт-
ных системах зажигания, имеет такое же устройство, как и
у катушек в контактных системах, но они не взаимозаменя-
емые. Повышенная сила тока (до 10 А вместо 3...5 А) в
катушке бесконтактной системы зажигания при ее установ-
ке в контактной системе приведет к быстрому выгоранию
контактов прерывателя.
Свечи зажигания отличаются увеличенными зазора-
ми между электродами (табл. 2.3) и толщиной электродов,
что повышает их надежность при более высоких напряже-
ниях.
Провода высокого напряжения отличаются увеличен-
ным сопротивлением и имеют более надежную изоляцию.
Например, провода типа ПВВП-40 имеют двуслойную изо-
ляцию и сопротивление 2550 Ом.
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
171
Электронный коммутатор служит для преобразования
управляющих импульсов от датчика-распределителя в им-
пульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. При-
меняемые электронные коммутаторы устроены и функцио-
нируют аналогично.
Бесконтактные системы зажигания отечественных ав-
томобилей отличаются, в основном, конструкцией датчи-
ков-распределителей и компановкой отдельных элементов
системы.
Датчик-распределитель (рис. 2.19) выдает управляю-
щие импульсы высокого напряжения и приводится в дейс-
твие через муфту (15) от газораспределительного механизма.
Рис. 2.19. Датчик-распределитель зажигания двигателя ВАЗ-2108:
1 — крышка распределителя; 2 и 4 — соответственно центральная н боковая
клеммы; 5— угольный контакт; 5— ротор; 6— защитный экран; 7 —
держатель переднего подшипника валика; 8 — опорная пластина; 9 — экран;
10 и 12 — соответственно ведомая н ведущая пластины центробежного
регулятора; 11 — грузик; 13 н 16 — корпусы соответственно датчика н
вакуумного регулятора; 14 к 15 — валик н муфта привода; 17— штуцер подвода
разрежения; 18 — диафрагма; 19 — тяга вакуумного регулятора; 20 —
бесконтактный датчик; 21 — колодка штекерного разъема; 22 — токоразносная
пластина
172
Автомобильный электрик
Датчик-распределитель состоит из:
— электронно-механического датчика;
— центробежного и вакуумного регуляторов опережения
зажигания;
— распределителя зажигания (отличается от распредели-
телей контактной системы зажигания отсутствием кон-
тактного прерывателя, который заменен бесконтактным
датчиком).
Электронно-механический датчик при включенном
выключателе зажигания (9) (см. рис. 2.18) и вращающемся
коленчатом вале выдает импульсы напряжения на комму-
татор (3), который преобразует их в прерывистые импульсы
тока в первичной обмотке катушки зажигания (6). В момен-
ты прерывания тока в первичной обмотке во вторичной об-
мотке индуктируется ток высокого напряжения до 25000 В.
Импульсы тока высокого напряжения от катушки зажига-
ния по проводу (11) и далее через угольный контакт (3) (рис.
2.19) передаются на токоразносную пластину (22) ротора (5),
боковую клемму (4) крышки (1) и по проводу высокого на-
пряжения, в наконечник второго установлен помехоподави-
тельный резистор, иа соответствующую свечу зажигания,
воспламеняя рабочую смесь в цилиндре. Далее (см. рис. 2.18)
ток высокого напряжения поступает на <массу», через акку-
муляторную батарею и генератор на контакты выключателя
зажигания, на вывод +Б катушки зажигания и во вторич-
ную обмотку, замыкая электрическую цепь.
Бесконтактный датчик устанавливается вместо контак-
тов прерывателя, а вместо кулачка на приводном валике
укреплен стальной экран с четырьмя прорезями. Через про-
рези датчик при вращении приводного валика выдает им-
пульсы высокого напряжения. Эти импульсы по угольку
центрального электрода поступают на наружный контакт
ротора распределителя и далее через клемму бокового элек-
трода на соответствующую свечу зажигания.
Приборы, применяемые в системе зажигания легковых
автомобилей, приведены в табл. 2.3.
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
173
Таблица 2.3
Приборы, устанавливаемые в системах зажигания
легковых автомобилей
Двигатель Катушка зажи- гания Распре- делитель зажига- ния Датчик- распреде- литель Элек- тронный коммута- тор Свечи зажи- гания (зазор между элек- тродами, мм)
ВАЗ-2108 27.3705 40.3706 36.3734; 3620; 3734 или Н1М-52 А17ДВ-Ю; А17ДВР; FE-65PR; FE-65GPR (0,7...0,8)
ВАЗ-2106 Б-117А* 27.3705 30.3706/- -/38.3706 -/36.3734; 3620; 3734 или Н1М-52 А17ДВР (0,5-0,6) / А17ДВР; FE-65PR; RE-65GPR (0,7...0,8)
УЗАМ-331 Б-115В с добавочным резистором / 27.3703 47.3706/- -/54.3706 -/36.3734 А20Д 1(0,5... 0,6)/А20Д2 (0,7...0,8)
МеМЗ-245 27.3705 — 5301.3706 36.3734 или 55.3734 А17ДВ-10 (0,7...0,8)
ВАЗ-2105 Б-117А/ 27.3705 30.3706/- -/38.370601 -/36.3734; 3620; 3734 или Н1М-52 А17ДВ (0,5...0,6У А17ДВР; FE-65PR; FE-65GPR (0.7...0.8)
412 Б-115В с доба- вочным рези- стором Р147А — — А20Д1 (0.5...0.6)
ЗМЗ-402 Б-116 с доба- вочным рези- стором Р147Б/- -/19.3706 ТК102/ 13.3734- 01 А14Д (0.5...0.6У А14В1 (0.7...0.8)
* В числителе указаны приборы, применяемые в двигателе с контак-
тной системой зажигания, в знаменателе — с бесконтактной.
Бесконтактная электронная система зажигания двига-
теля с системой распределенного впрыска топлива (рис. 2.20)
включает в себя:
174
Автомобильный электрик
Рис. 2.20. Схема системы зажигания и систем защиты окружающей
среды:
1 — воздушный фильтр; 2 — модуль зажигания; 3 — высоковольтные провода;
4 — вытяжной шланг системы вентиляции картера; 5 — датчик детонации;
6 — свечи зажигания; 7 — датчик давления масла; 8 — двигатель; 9—задающий
диск; 10 — индуктивный датчик; 11 — ресивер; 12— датчик концентрации
кислорода; 13 — газоприемник приемной трубы; 14 — каталитический нейт-
рализатор; 15— ЭБУ; 16, 20, 22, 24, 25, 34, 35— паровые трубки; 17 —
гравитационный клапан; 18 — предохранительный клапан; 19— тройиик; 21 —
сепаратор; 23 — тройник; 26 — топливный бак; 27— двухходовой клапан; 28 —
дроссельный патрубок; 29 — трубка вентиляции картера на режиме холостого
хода; 30— трубка вентиляции картера на рабочих режимах двигателя; 31 —
шланг подвода воздуха; 32 — датчик массового расхода воздуха; 33 — коробка
передач; 36 — адсорбер с электромагнитным клапаном продувки
— модуль зажигания;
— свечи зажигания;
— высоковольтные провода;
— электронный блок управления (ЭБУ);
— датчики детонации и положения коленчатого вала.
Модуль зажигания состоит из коммутатора и двух ка-
тушек зажигания, каждая из которых обеспечивает высоко-
вольтным импульсом две свечи зажигания цилиндров, пор-
шни которых находятся в противоположных по тактам фа-
J Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 175
? зах. Например, если поршень первого цилиндра находится
? в ВМТ такта сжатия, а поршень четвертого цилиндра — в
конце такта выпуска, то основная энергия импульса от ка-
тушки, обеспечивающей высоковольтные импульсы в этих
цилиндрах, будет направлена на свечу первого цилиндра, и
лишь незначительная часть энергии импульса будет пода-
ваться на свечу четвертого цилиндра.
При пуске двигателя, когда частота вращения коленча-
того вала менее 400 мин-1, моментом новообразования уп-
равляет коммутатор модуля зажигания. При более высоких
оборотах двигателя управление зажиганием осуществляет-
ся ЭБУ, который оптимизирует угол опережения зажига-
ния с учетом режимов работы двигателя, информация о
которых поступает от датчиков детонации, положения ко-
ленчатого вала (см. Раздел 2, глава 4.).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего служит система зажигания?
2. Какие системы зажигания применяются на карбюра-
торных двигателях?
3. Назвать приборы контактной (батарейной) системы
зажигания.
4. Что называется углом опережения зажигания?
5. В чем заключается принципиальное отличие бесконтак-
тной системы зажигания от контактной системы ?
Глава 4
ЭЛЕКТРОННАЯ
(ИНЖЕКТОРНАЯ)
СИСТЕМА ВПРЫСКА
ТОПЛИВА
ПРЕИМУЩЕСТВА
И ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА
Все чаще на современных автомобилях карбюраторные
системы питания двигателей заменяются инжекторными
системами впрыска бензина.
На двигатели легковых автомобилей может быть уста-
новлена:
— система распределенного впрыска топлива; или
— система центрального одноточечного впрыска топлива.
Основными преимуществами инжекторных систем по
сравнению с карбюраторными системами питания являются:
— отсутствие добавочного сопротивления потоку воздуха
в виде диффузора карбюратора, что способствует улуч-
шению наполнения камер сгорания цилиндров и полу-
чению более высокой мощности двигателя;
— улучшение продувки цилиндров за счет использования
возможности более длительного периода перекрытия
клапанов (когда одновременно открыты впускные и вы-
пускные клапаны);
— улучшение качества приготовления рабочей смеси за
счет продувки камер сгорания чистым воздухом без при-
меси паров топлива;
— более точное по составу смеси распределение топлива
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
177
по цилиндрам, что дает возможность использования
бензина с более низким октановым числом;
— значительно большая степень оптимизации состава
рабочей смеси на всех режимах работы двигателя с уче-
том его технического состояния.
К недостаткам системы впрыска топлива по сравнению
с карбюраторной системой питания двигателя следует отне-
сти значительно более высокую степень сложности изго-
товления деталей инжекторной системы и ее насыщенность
электронными приборами, что на сегодняшний день приво-
дит к удорожанию в изготовлении и обслуживании двига-
теля при эксплуатации.
Система распределенного впрыска топлива относится к
наиболее современным и совершенным. Основным функци-
ональным элементом системы является электронный блок
управления (ЭБУ), который, по существу, представляет со-
бой бортовой компьютер автомобиля. Используя сигналы
множества датчиков, ЭБУ осуществляет оптимальное управ-
ление механизмами и системами двигателя, обеспечивая наи-
более эффективную и экономичную работу двигателя на всех
режимах с максимальной экологической защитой.
Система распределенного впрыска топлива включает в
себя:
— подсистему подачи воздуха с дроссельной заслонкой;
— подсистему подачи топлива с форсунками по одной на
каждый цилиндр;
— систему дожигания отработавших газов;
— систему улавливания и сжижения паров бензина.
Управление подачей воздуха производится непосред-
ственно водителем путем воздействия на дроссельную зас-
лонку. ЭБУ в зависимости от степени подачи воздуха обес-
печивает оптимальную для различных режимов работы дви-
гателя подачу топлива.
Помимо непосредственно управляющих функций ЭБУ
имеет функции самообучения, закладывая в память и учи-
тывая предыдущие параметры и характеристики работы
178 Автомобильный электрик
двигателя, изменение его технического состояния, а также
диагностические и самодиагностические функции.
Система центрального одноточечного впрыска топли-
ва. Подача топлива в этой системе осуществляется с помо-
щью центрального модуля впрыска с одной электромагнит-
ной форсункой. Далее дроссельной заслонкой осуществля-
ется регулировка подачи топливовоздушной смеси. Распре-
деление горючей смеси по цилиндрам происходит анало-
гично карбюраторной системе.
УСТРОЙСТВО И РАБОТА СИСТЕМЫ
РАСПРЕДЕЛЕННОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА ТИПА
«МОТРОНИК»
Основным элементом системы (рис. 2.21) является
электронный блок управления (ЭБУ), представляющий
собой специализированный «бортовой» компьютер, который
на основании сигналов подсоединенных к нему датчиков
обеспечивает одновременное оптимальное управление не-
посредственно системой впрыска топлива, электронной си-
стемой зажигания (см. Раздел 2, глава 3), а также система-
ми защиты окружающей среды — системой дожигания от-
работавших газов и системы улавливания и сжигания паров
бензина. Одновременное управление ЭБУ этими система-
ми позволяет производить совместную оптимизацию их
работы, обеспечивая наиболее эффективную и экономичную
работу двигателя на всех режима при минимальной токсич-
ности выхлопных газов.
Подсистема подачи воздуха. Управление подачей воз-
духа производится непосредственно водителем путем воз-
действия на дроссельную заслонку в зависимости от нуж-
ного режима работы двигателя.
Это является принципиальным отличием систем
впрыска бензина от карбюраторных топливных систем, в
раздел 2. Электрооборудование автомобилей
179
Рис. 2.21. Схема системы распределенного впрыска бензина типа
«Мотроник»:
1 — воздушный фильтр; 2 — датчик массового расхода воздуха; 3 — шланг
подвода воздуха; 4 — шланг подвода охлаждающей жидкости; 5 — дроссельный
патрубок; 6— регулятор холостого хода с шаговым электродвигателем; 7—
датчик положения дроссельной заслонки; 8 — канал подогрева системы
холостого хода; 9 — ресивер; 10 — шланг-регулятор давления; 11 — ЭБУ; 12 —
реле электробензонасоса; 13 — топливный фильтр; 14 — топливный бак; 15 —
электробензонасос с датчиком уровня топлива; 16 — отводящая магистраль;
17— нагнетающая магистраль; 18 — регулятор давления; 19 — впускной
трубопровод; 20 — рампа форсунок; 21 — форсунка; 22 — датчик скорости; 23 —
датчик концентрации кислорода; 24 — газоприемннк приемной трубы; 25 —
коробка передач; 26— головка блока цилиндров; 27— выпускной патрубок
системы охлаждения; 28— датчик температуры охлаждающей жидкости; А —
к подводящей трубе водяного насоса
которых при помощи дроссельной заслонки регулируется
подача не воздуха, а топливовоздушной горячей смеси.
В подсистеме подачи воздуха установлены датчики
массового расхода воздуха (2) и наложения дроссельной зас-
лонки, информация от которых учитывается при управле-
нии подачей топлива ЭБУ, который в зависимости от пода-
чи воздуха обеспечивает оптимальную для различных ре-
жимов работы двигателя подачу топлива. В режиме холос-
того хода подача воздуха производится через канал холос-
того хода в обход дроссельной заслонки и регулируется ЭБУ
180 Автомобильный электрик
при помощи регулятора (6), имеющего клапан с приводом
от шагового электродвигателя.
Подсистема подачи топлива. Топливо постоянно по-
дается электробензонасосом, включаемым ЭБУ, из топлив-
ного бака через нагнетающую топливную магистраль и ре-
гулятор давления в рампу форсунок, через которые в опре-
деленные, регулируемые ЭБУ моменты времени в мелко-
распыленном виде впрыскивается во впускной трубопровод
на впускные клапаны.
Регулятор давления (18) мембранного типа, соединен-
ный воздушным шлангом (10) с ресивером (9), обеспечива-
ет регулирование давления нагнетаемого электробензонасо-
сом топлива в зависимости от разряжения во впускном тру-
бопроводе (которое, в свою очередь, зависит от степени от-
крытия дроссельной заслонки), что позволяет поддерживать
постоянное соотношение давления воздуха и топлива, обес-
печивающее оптимальный состав топливовоздушной сме-
си. Избыточное топливо возвращается через отводную ма-
гистраль (16) обратно в топливный бак, обеспечивая одно-
временно и удаление возможных загрязнений.
Управление подачей топлива ЭБУ осуществляется пу-
тем изменения времени подачи управляющих импульсов на
электромагнитные форсунки, а следовательно, и количества
подаваемого через них топлива. Для обеспечения варьиро-
вания состава топливовоздушной смеси в зависимости от
режимов работы двигателя на силовом агрегате устанавли-
ваются датчики:
- датчик (28) температуры охлаждающей жидкости
(устанавливается на выпускном патрубке системы охлаж-
дения) — обеспечивает информацией. ЭБУ для корректи-
ровки подачи топлива в зависимости от прогрева двигателя
(чем менее прогрет двигатель, тем богаче смесь);
- датчик (22) скорости (устанавливается на коробке пе-
редач) — обеспечивает отключение ЭБУ от управления ре-
раздел 2. Электрооборудование автомобилей 181
гулятором холостого хода при достижении автомобилем
определенной скорости;
- датчик (10) (см. рис. 2.20) положения и скорости
вращения коленчатого вала двигателя с размещенным на
конце коленчатого вала задающим диском (9) — использу-
ется ЭБУ для корректировки времени подачи топлива через
форсунки в зависимости от момента зажигания, а также оп-
тимизацию работы системы зажигания с учетом скоростно-
го режима процесса детонации (информация о детонации
поступает к ЭБУ от датчика (5) детонации);
- датчик (12) (см. рис. 2.20) концентрации кислорода
(устанавливается в приемной трубе системы выпуска отра-
ботавших газов) — обеспечивает информацией ЭБУ о со-
ставе рабочей смеси по концентрации кислорода в отрабо-
тавших газах (чем меньше содержание кислорода, тем бо-
гаче смесь) для коррекции подачи топлива в целях обеспе-
чения большей полноты его сгорания и оптимизации усло-
вий работы каталитической системы дожигания топлива и
соответственно снижения токсичности выхлопа.
Помимо непосредственно управляющих функций ЭБУ
имеет функции самообучения, позволяющие ему запоми-
нать и учитывать при приготовлении топливовоздушной
смеси прошлую работу двигателя и изменение его техни-
ческого состояния, а также диагностические функции, вклю-
чая самодиагностику, для осуществления которых к ЭБУ
подключены расположенная на панели приборов конт-
рольная лампа диагностики «CHECK ENGINE» («Проверьте
Двигатель»), загорающаяся при возникновении нарушений
в работе управляемых ЭБУ систем, а также колодка диаг-
ностики, используемая при тестировании для получения ко-
дов неисправностей, хранящихся в памяти ЭБУ
Компановка и конструктивное использование, а также
схема электрических соединений системы распределенного
прыска топлива приведены на рис. 2.22—2.23.
182
Автомобильный электрик
Рис. 2.22. Система распределенного впрыска топлива:
1 —патрубок подачи воздуха; 2 — корпус воздушного фильтра; 5—крышка воздушного фильтра; 4 — рампа форсунок; 5 —
форсунка; 6 — трубка слива топлива; 7— трубка подачи топлива; £— регулятор давления; 9 — фильтрующий элемент;
10 — датчик массового расхода воздуха; 11 — электробензонасос с датчиком уровня топлива; 12 — шланг подвода воздуха
(соединяется с дроссельным патрубком); 13 — магистраль слива топлива; 14 — магистраль подачи топлива; 15 — шланг
подвода картерных газов; 76 — топливный бак; 77— жгут проводов форсунок; 73 — датчик температуры охлаждающей
жидкости; 79 — дроссельный Патрубок; 20 — топливной фильтр; 27 — трос привода дроссельной заслонки; 22 — шланг
отсоса картерных газов на холостом ходу; 23 — датчик положения дроссельной заслонки; 24 — регулятор холостого хода;
25 — шланг подачи разрежения к регулятору давления; 26 — ресивер; 27 — пробка штуцера для присоединения манометра;
28 —датчик положения коленчатого вала; 29 — клапан регулятора давления; 30— диафрагма регулятора давления; 31 —
опорный кронштейн; 32 — впускной трубопровод; 33 — поддерживающий кронштейн; 34 — шланг отвода жидкостей от
дроссельного патрубка; 35 — шланг подвода жидкости для подогрева дроссельного патрубка; 36 — шланг для отсоса паров
бензина из адсорбера (устанавливается в системе впрыска с обратной связью); 37 — впускной клапан; А — отсос воздуха к
дроссельному патрубку; В — слив топлива в топливный бак; С — подвод топлива из рампы форсунок
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
184
Автомобильный электрик
Рис. 2.23. Схема электрических соединений системы распределенного впрыска топлива:
7 — датчик положения коленчатого вала; 2 — колодка диагностики; 3 — регулятор холостого хода; 4 — электронный
блок управления ЭБУ; 5 — датчик детонации; 6 — колодка для подключения кондиционера; 7— СО-потеициометр;
8 — модуль зажигания; 9 — свечи зажигания; 70— форсунки; 77 — электоронасос с датчиком уровня топлива; 72 —
плавкий предохранитель защиты электробеизоиасоса, его реле и форсунок; 13 — реле включения бензонасоса; 74—
плавкий предохранитель датчиков скорости и массового расхода воздуха; 75— реле зажигания; 76— плавкий
предохранитель защиты ЭБУ и модуля зажигания; 77—датчик массового расхода воздуха; 18 — табло с контрольной
лампой «CHECK ENGINE»;79— колодка, соединяющаяся со жгутом проводов панели приборов; 20—электродвигатель
вентилятора системы охлаждения двигателя; 27 — монтажный блок; 22 — датчик скорости; 23 — датчик температуры
охлаждающей жидкости; 24 — датчик положения дроссельной заслонки; К9 — реле включения электровеитилятора;
Л — к клемме «+» аккумуляторной батареи; В — к выключателю зажигания (к выводу «15/1» ); С — к тахометру; D —
к маршрутному компьютеру
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей_185
186
Автомобильный электрик
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ
СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА
ТИПА «МОНО-МОТРОНИК»
Главным отличием данной системы от рассмотренной
выше является отсутствие в ней распределенного (отдельно
Рис. 2.24. Схема системы впрыска бензина типа «Моно-Мотроник»:
1 — топливный бак; 2 — электробеизонасос с датчиком уровня топлива; 3 —
нагнетающая магистраль; 4 — отводящая магистраль; 5 — топливный фильтр;
6 — выпускной трубопровод с электрическим подогревателем смеси; 7—
регулятор давления; 5— датчик температуры всасываемого воздуха; 9 —
двигатель; 10 — патрубок подвода охлаждающей жидкости; 11 — датчик
температуры охлаждающей жидкости; 12— задатчик частоты вращения
коленчатого вала на холостом ходу с шаговым двигателем; 13 — кулиса привода
дроссельной заслонки; 14 — форсунка впрыска; 15— центральный модуль
впрыска; 16 — реле включения подогревателя смеси во впускном трубопроводе;
17— воздушный фильтр; 18 — датчик положения дроссельной заслонки; 19 —
датчик концентрации кислорода; 20 — выпускной трубопровод; 21 — датчик
разрежения во впускном трубопроводе; 22 — вакуумный шланг; 23 —
соединительный трубопровод; 24 — коробка передач; 25 — каталитический
нейтрализатор; 26— датчик скорости; 27— лампа «CHECK ENGINE»; 28 —
ЭБУ; 29 — реле включения электробеизонасоса
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
187
для каждого цилиндра) впрыска топлива. Подача топлива в
этой системе осуществляется при помощи центрального
модуля (75) (рис. 2.24) впрыска с одной электромагнитной
форсункой. При этом регулировка подачи топливовоздуш-
ной смеси дроссельной заслонкой и распределение смеси
по цилиндрам осуществляется аналогично карбюраторной
системе. Кроме того, в данной системе имеются: датчик
температуры всасываемого воздуха (8) и датчик (21) раз-
ряжения во впускном трубопроводе, отсутствующие в сис-
теме распределенного впрыска, но отсутствует датчик мас-
сового расхода воздуха, имеющийся в системе распреде-
ленного впрыска. Состав и функции остальных элементов
данной системы аналогичны рассмотренным выше.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите преимущества электронных систем
впрыска топлива.
2. Что представляет собой электронный блок управле-
ния системы впрыска топлива?
3. В чем принципиальное отличие систем впрыска бензи-
на от карбюраторных топливных систем?
4. Как осуществляется управление подачей топлива в
электронных системах впрыска?
5. В чем заключаются особенности устройства и рабо-
та системы центрального впрыска топлива от рас-
пределенного впрыска?
Глава 5
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПУСК
ДВИГАТЕЛЯ И КОНТРОЛЬНО-
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
СТАРТЕР
Надежный пуск двигателя возможен при условии, если
его коленчатый вал вращается с частотой 60...80 мин-1. Так
как достижение такой частоты вращения при помощи руко-
ятки требует от водителя значительных усилий, то для об-
легчения работы водителя при пуске применяют электри-
ческий двигатель — стартер. Основными частями стартера
(рис. 2.25) являются: корпус, якорь с обмотками и коллек-
тором, две крышки, щетки и щеткодержатели.
В связи с потреблением стартером значительной силы
тока (до 900 А) обмотки возбуждения и якоря выполнены
из толстого провода. Четыре секции обмотки возбуждения
включены последовательно обмоткам якоря двумя парал-
лельными ветвями по две обмотки возбуждения в каждой.
Щетки для лучшей проводимости сделаны меднографитны-
ми. Две щетки соединены с массой, а две — с обмотками
возбуждения. Закрепленные в щеткодержателе щетки при-
жимаются к коллектору пружинами. Для приведения во
вращение коленчатого вала двигателя стартер оборудован
приводом, соединяющим вал стартера с зубчатым венцом
маховика. Стартер включают при помощи выключателя за-
жигания. Работа стартера основана на взаимодействии маг-
нитных полей обмоток возбуждения и якоря при прохожде-
нии по ним электрического тока.
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
189
Рис. 2.25. Стартер:
а — детали стартера; б — муфта свободного хода; в — ролики и толкатели; г —
работа муфты свободного хода
Привод стартера должен обеспечивать соединение ше-
стерни стартера с венцом маховика только на время пуска
двигателя. После пуска вал стартера должен немедленно
отключаться, в противном случае венец маховика будет вра-
щать якорь стартера с очень большой частотой и витки об-
мотки якоря могут под действием центробежной силы вый-
ти из пазов.
ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ СТАРТЕРОМ
На изучаемых автомобилях применяют стартер с дис-
танционным управлением и электромагнитным включени-
ем (рис. 2.26). Привод состоит из реле включения, тягового
реле с двумя обмотками — втягивающей и удерживающей,
рычага с вилкой, кольца, пружины, шлицованной втулки и
муфты. Втягивающая обмотка включена последовательно
обмотке якоря, а удерживающая — параллельно.
190
Автомобильный электрик
Рис. 2.26. Схема включения стартера
Муфта свободного хода состоит (рис. 2.25 б, в, г) из
ведущей обоймы, перемещающейся на шлицах вала, и ве-
домой обоймы с шестерней и четырьмя клинообразными
выемками. В клинообразных выемках помещены ролики с
пружинами. Вращение ведущей обоймы вызывает переме-
щение роликов в узкую часть выемки и заклинивание ведо-
мой обоймы на ведущей. Если вращать по ходу ведомую
обойму относительно ведущей, то ролики перемещаются в
более широкую часть выемок и ведомая обойма будет сво-
бодно вращаться на ведущей.
Для включения стартера необходимо повернуть ключ
зажигания вправо до отказа, при этом замыкается цепь об-
мотки реле включения. Созданное обмоткой реле магнит-
ное поле приводит к замыканию контактов реле, в резуль-
тате втягивающая и удерживающая обмотки тягового реле
включаются в электрическую цепь. Под действием магнит-
ного поля обмоток втягивается сердечник тягового реле и
рычагом, связанным с ним, вводит в зацепление шестерню
привода с венцом маховика. Одновременно медный кон-
тактный диск на другом конце стержня после включения
шестерни замкнет силовую электрическую цепь стартера.
|Г Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 191
При повороте ключа зажигания в исходное положение
> цепь удерживающей обмотки размыкается, и сердечник тя-
; гового реле, а с ним рычаг и медный диск включения вер-
нутся в исходное положение, стартер выключится.
На автомобиле КамАЗ в стартере применен привод с
i храповичным механизмом свободного хода. Привод пере-
| мешается по шлицам вала якоря. Он состоит из корпуса,
s ведущей и ведомой полумуфт, пружины, втулки со Спи-
S'. ральными шлицами и механизма для центробежного разъе-
динения полумуфт. Стартер следует включать на время не
более 5 с. При необходимости стартер можно включать по-
вторно с интервалом не менее 0,5 мин. Этот промежуток
времени необходим для восстановления работоспособности
аккумуляторной батареи. Включать стартер можно не бо-
лее 3 раз подряд.
Контрольно-измерительные приборы
Для контроля за работой системы смазки и охлаждения
^двигателя, заряда аккумуляторной батареи, наличия топлива
$. в баке применяют контрольно-измерительные приборы, к
которым относятся: указатели температуры воды, давления
масла, уровня топлива в баке, амперметр и аварийные сигна-
<лнзаторы температуры воды и давления масла.
I
АМПЕРМЕТР
Ья контроля за зарядом аккумуляторной батареи при-
амперметр. Амперметр показывает силу зарядного и
ого тока в амперах и включается в цепь аккумулятор —
Ш’еяератор последовательно. Состоит амперметр из следующих
Основных частей: корпуса, латунной шины, контактных вин-
постоянного магнита, якоря с осью, стрелки и шкалы (рис.
•^2.27). Стрелка закреплена на оси вместе с якорем. Якорь под
^Действием искусственного магнита при отсутствии тока в шине
^Удерживается вдоль него, а стрелка находится у нулевого де-
192
Автомобильный электрик
Рис. 2.27. Амперметр
ления шкалы. При прохождении электрического тока по ла-
тунной шине якорь стремится установиться вдоль созданного
вокруг шины магнитного потока, поворачиваясь на определен-
ный угол вместе со стрелкой. Размер и направление угла по-
ворота якоря со стрелкой зависят от силы и направления тока
в шине. Отклонение стрелки к знаку «+» показывает заряд
батареи, и к знаку «-» — разряд.
Амперметр не включен в цепь стартера и звукового
сигнала, так как ток, потребляемый этими приборами, име-
ет большое значение, на которое амперметр не рассчитан.
УКАЗАТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ
ЖИДКОСТИ
Для обеспечения нормальной работы двигателя води-
тель должен контролировать температуру охлаждающей
жидкости в полости охлаждения и при необходимости кор-
ректировать ее при помощи жалюзи. Контроль за темпе-
ратурой охлаждающей жидкости осуществляется указате-
6-
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
193
лем температуры, состоящим из датчика, укрепленного в
головке цилиндров, и самого указателя на щитке прибо-
ров (рис. 2.28).
Основные детали датчика: корпус, термистер и пружи-
на. Термистер изготовлен в виде диска, и его проводимость
меняется с изменением температуры. При повышении тем-
пературы проводимость увеличивается, а при охлаждении —
уменьшается.
В указателе имеются три катушки, одна из них вклю-
чена последовательно термистеру, а две другие через резис-
тор соединены с массой. Сопротивление последних двух
катушек практически не изменяется, поэтому сила тока так-
же постоянна. Стрелка указателя закреплена на оси вместе
с постоянным магнитом, находящимся под действием ре-
зультирующего магнитного поля катушек.
Рис. 2.28. Указатель температуры охлаждающей жидкости
194
Автомобильный электрик
При изменении температуры охлаждающей жидкости
магнит со стрелкой отклоняются под действием изменив-
шегося результирующего поля. Магнитоэлектрические ука-
затели не создают помех радиоприему, точны и надежны в
работе.
Кроме указателя температуры на изучаемых автомо-
билях устанавливают аварийные сигнализаторы, предупреж-
дающие водителей о недопустимом повышении температу-
ры жидкости в системе охлаждения.
Аварийный сигнализатор состоит из датчика, устанав-
ливаемого в верхнем бачке радиатора, и сигнальной лампы
на щитке приборов (рис. 2.29). Датчик сигнализатора состо-
ит из корпуса с латунной гильзой, в которой размещен не-
подвижный контакт, соединенный с массой, и подвижной
контакт, закрепленный на упругой биметаллической плас-
тине, изолированной от массы и соединенной с зажимом
снаружи корпуса. Провод от зажима соединен с сигнальной
Рис. 2.29. Аварийный сигнализатор температуры жидкости в системе
охлаждения:
1 — сигнальная лампа; 2 — датчик сигнализатора; 3 — биметаллическая
пластина; 4 — контакты
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 195
лампой на щитке приборов. Контакты датчика при нормаль-
ной температуре охлаждающей жидкости находятся в ра-
зомкнутом состоянии.
При достижении температуры выше расчетной (105°С —
ГАЗ-53-12, 115°С— ЗИЛ-130 и 92...98°С— КамАЗ) биме-
таллическая пластина изгибается настолько, что контакты
замыкаются, включая в цепь лампу сигнализатора.
УКАЗАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ МАСЛА
Указатель давления масла в системе смазки двигателя
состоит из датчика и указателя (рис. 2.30).
Датчик состоит из корпуса с диафрагмой, крышки и
ползункового реостата. Подвижной контакт реостата связан
с диафрагмой. При увеличении давления под диафрагмой
она прогибается, а вместе с ней перемещается по реостату
подвижной контакт, изменяя сопротивление.
Рис.2.30. Указатель давления масла
196
Автомобильный электрик
Указатель по своему устройству подобен указателю
температуры охлаждающей жидкости. Для уменьшения
влияния температуры на точность показания прибора одна
из катушек соединена с массой через резистор, являющий-
ся температурным компенсатором.
Для дополнительного контроля за давлением масла
устанавливают сигнализатор аварийного давления масла
(рис. 2.31), который состоит из контрольной лампы на щитке
приборов и датчика. Датчик состоит из корпуса, диафраг-
мы, контактного устройства, пружины и изолированного
вывода. При давлении в системе смазки ниже установлен-
ного предела контакты сомкнутся, и лампа загорится. При
повышении давления диафрагма прогибается, и контакты
размыкаются — лампочка гаснет.
Рис. 2.31. Контрольная лампа аварийного давления масла:
а — малое давление; б — давление в пределах нормы
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
197
УКАЗАТЕЛЬ УРОВНЯ ТОПЛИВА В БАКЕ
Указатель уровня топлива в баке предназначен для кон-
троля за уровнем топлива в баке. Электромагнитный указа-
тель состоит из датчика и указателя (рис. 2.32). Датчик по-
мещен на топливном баке и состоит из ползункового реоста-
та, расположенного снаружи бака, и поплавка с рычагом, на-
ходящегося внутри бака. При уменьшении уровня топлива
сопротивление, включаемое реостатом, уменьшается, а при
Рис. 2.32. Указатель уровня топлива
198
Автомобильный электрик
увеличении уровня — увеличивается. Указатель устроен так
же, как и указатель температуры охлаждающей жидкости.
Сила тока и магнитное поле левой катушки будет за-
висеть от положения ползунка реостата (рис. 2.33). При
полном баке обмотка реостата включена полностью, а сила
тока в левой катушке будет небольшой.
Рве. 2.33. Принципиальная схема работы указателя уровня топлива
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 199
Результирующее магнитное поле трех катушек повер-
нет магнит со стрелкой на отметку «П» (полный бак). С
уменьшением уровня топлива сопротивление уменьшает-
ся. Сила тока левой катушки увеличивается, и результиру-
ющее магнитное поле будет перемещать магнит со стрел-
кой в сторону нулевой отметки.
Комбинация приборов автомобиля
Контрольные приборы включают в себя контрольно-
измерительные электрические приборы и сигнализаторы с
контрольными лампами, которые устанавливаются на па-
нели приборов, прикрепленной к щитку передка кузова лег-
кового или кабины грузового автомобиля, а также их дат-
чики и выключатели, устанавливаемые непосредственно в
местах контроля измеряемых параметров.
Все контрольно-измерительные приборы комплектуют-
ся магнитноэлектрическими указателями, имеющими ана-
логичное устройство и принцип действия, и отличаются толь-
ко шкалами и электрическими характеристиками.
Обычная комбинация приборов автомобиля представ-
лена на рис. 2.34.
Электронный тахометр (J) дает информацию о часто-
те вращения коленчатого вала с целью выбора водителем
наиболее экономичной работы двигателя.
Указатель температуры охлаждающей жидкости (2).
При оптимальном режиме стрелка указателя должна нахо-
диться в правой части средней зоны. Нахождение стрелки в
крайне правой зоне свидетельствует о перегреве двигателя
автомобиля и необходимости устранения неисправности.
Спидометр (13) получает привод от коробки передач
через гибкий тросовый валик. Механизм указателя скорос-
ти состоит из постоянного магнита (б) (рис. 2.35), напрессо-
ванного на приводном валике, и алюминиевой катушки (10),
укрепленной на оси. На верхнем конце оси расположена
стрелка указателя, а в средней части оси напрессована втул-
ка со спиральной пружиной. Натяжение пружины регули-
руется заводом-изготовителем.
200
Автомобильный электрик
Рис. 2.34. Комбинация приборов автомобилей:
1 — тахометр; 2 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 3 —
вольтметр; 4 и 5 — контрольные лампы сигнализаторов соответственно
отсутствия давления в смазочной системе и включения стояночного тормоза;
6, 7,5,9 и 10 — лампы соответственно резервная, сигналов включения дальнего
света фар (синего цвета), наружного освещения (зеленого цвета), указателей
поворота (зеленого цвета) и сигнализатора резервного остатка топлива; 11 —
указатель уровня топлива в баке; 12 — экоиометр; 13 — спидометр; 14н 15 —
счетчики соответственно суммарного и суточного пробега; 16 — кнопка сброса
суточного пробега
Рис. 2.35. Механизм спидометра:
1 — пластина регулировочная; 2 — ось стрелки; 3 — волосок; 4 — барабанчик
счетного узла; 5 — трнбки; 6 — магнит; 7 — корпус; 8— валик привода
спидометра ведущий; 9 — валик ведомый; 10 — катушка
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
201
Во время вращения магнита магнитные силовые ли-
нии пересекают катушку, в которой при этом создается ЭДС.
Возникающие в катушке электрические токи создают соб-
ственное магнитное поле. При взаимодействии поля вра-
щающегося магнита с полем катушки создается крутящий
момент, вследствие чего катушка проворачивается в сторо-
ну вращения магнита. Этот момент уравновешивается спи-
ральной пружиной. Таким образом катушка вместе с осью
и стрелкой поворачивается на угол, пропорциональный числу
оборотов валика спидометра, т.е. на угол, соответствующий
скорости автомобиля.
Спидометр имеет два счетчика пройденного пути: сум-
марного и суточного. Показания суточного пробега можно
сбросить и установить на ноль при помощи специальной
рукоятки в нижней части комбинации приборов.
Эконометр (12) служит для установления экономич-
ного режима работы двигателями и представляет собой ва-
куумметр, измеряющий степень разряжения, создаваемого
во впускном трубопроводе двигателя. Пользуясь показани-
ями прибора, водитель может поддерживать оптимальный
режим экономичного расхода топлива регулированием по-
ложения дроссельных заслонок, добиваясь нахождения
стрелки эконометра в белой и зеленой зонах шкалы.
Вольтметр (3) контролирует напряжение в электричес-
кой цепи автомобиля:
— при включенном зажигании, но не работающем двига-
теле на клеммах аккумуляторной батареи;
— при работающем двигателе — напряжение, вырабаты-
ваемое генератором.
Шкала вольтметра имеет три зоны разного цвета. На-
хождение стрелки в левой зоне при неработающем двигате-
ле и включенном зажигании свидетельствует о малой сте-
пени зараженности аккумуляторной батареи, при работаю-
щем — о неисправности регулятора напряжения или выхо-
де из строя генератора. Средняя зона (обычно белого цвета)
соответствует нормальному напряжению в цепи 12... 15 В.
Нахождение стрелки в правой (как правило, красной) зоне
202 Автомобильный электрик
указывает на слишком большое напряжение 15... 16 В, что
обычно является признаком неисправности регулятора на-
пряжения и приводит к перезаряду аккумуляторной бата-
реи, перегоранию нитей ламп и выходу из строя электрон-
ного оборудования. При нахождении стрелки в левой или
правой зоне необходимо выключить зажигание и устранить
неисправность.
Колебания стрелки вольтметра при равномерном дви-
жении автомобиля и отключенных потребителях электричес-
кой энергии (кроме зажигания) свидетельствуют о неисправ-
ности регулятора, плохом контакте в цепи обмотки генерато-
ра, а также о проскальзывании ремня привода генератора.
Указатель уровня топлива (71) в баке имеет в правой
крайней части шкалы риску, указывающую на полный объем
топлива в баке, а в средней части — риску, указывающую
на половину объема топлива.
Контрольно-сигнальные лампы (4) и (5) предупреж-
дают водителя о нарушении работы соответственно смазоч-
ной или тормозной системы, а также включении стояноч-
ного тормоза, имеют светофильтры красного цвета. Лампа
(6) — резервная, а лампы (7), (8) и (9) сигнализируют о вклю-
чении соответственно дальнего света фар (синего цвета), на-
ружного освещения (зеленого цвета) и указателей поворота
(зеленого цвета). Контрольная лампа (10) оранжевого цвета
показывает резервный остаток топлива, достаточного для
пробега 50 км.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что определяется с помощью контрольно-измеритель-
ных приборов?
2. От чего зависит размер и направление угла поворота
якоря амперметра?
3. Что представляет собой термистер?
4. Опишите принцип работы диафрагменного датчика.
5. Опишите принцип работы указателя скорости.
Глава 6
ПРИБОРЫ ОСВЕЩЕНИЯ,
СВЕТОВОЙ И ЗВУКОВОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ И ЗВУКОВОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
Система освещения предназначена для обеспечения
движения автомобиля в темное время суток. В нее входят
фары (блок-фары), задние фонари, фонари освещения зад-
него номерного знака, фонари освещения салона и багаж-
ного отделения, лампы освещения моторного отсека и ве-
щевого ящика.
Система световой сигнализации предназначена для
предупреждения других участников движения об измене-
нии направления движения автомобиля (при поворотах и
маневрировании), о торможении автомобиля, а также об
аварийном его останове. В нее входят передние сигнальные
фонари, которые могут быть частью блок-фар, задние сиг-
нальные фонари, являющиеся частью задних фонарей, бо-
ковые повторители сигналов поворота, контрольные лам-
пы в комбинации приборов, электронное реле-прерыватель
И выключатели. Отражатели сигнальных фонарей поворота
Имеют оранжевый цвет, стоп-сигнала — красный.
Правые и левые указатели поворота включаются рыча-
гом, расположенным под рулевым колесом. При этом все
Правые и левые сигнальные и контрольные лампы горят
204 Автомобильный электрик
мигающим в пределах 60... 120 раз в минуту светом за счет
специального электронного реле-прерывателя, включенно-
го в электрическую цепь. После выхода автомобиля из по-
ворота рычаг выключения под рулевым колесом автомати-
чески возвращается в исходное положение. Если конт-
рольная лампа в комбинации приборов будет мигать с удво-
енной частотой, это означает, что не горит одна из сигналь-
ных ламп или неисправно реле-прерыватель.
При вынужденной остановке на проезжей части из-за
неисправности автомобиля нажатием специальной кнопки
включается аварийная сигнализация. В этом случае преры-
вистым светом будут гореть сразу все сигнальные лампы
указателей поворотов, а также сигнальная лампа в комби-
нации приборов. Аварийная сигнализация включается при
любом положении ключа выключателя зажигания, так как
ее цепь проходит, минуя этот выключатель.
ФАРА, ПОДФАРНИКИ И ЗАДНИЙ ФОНАРЬ
Фары устанавливают в передней части автомобиля.
Фара грузового автомобиля, как правило, имеет круглый
оптический элемент с параболоидным отражателем. Состо-
ит фара из корпуса, рефлектора, рассеивателя, патрона, лам-
пы, прокладок, регулировочного устройства и ободка
(рис. 2.36).
Корпус штампуют из стали, и внутри к нему на систе-
ме пружин крепят оптическую систему, состоящую из реф-
лектора, стекла-рассеивателя и патрона с лампой. Рефлек-
тор служит для создания направленного пучка света и пред-
ставляет собой вогнутое зеркало, покрытое внутри слоем
алюминия для лучшего отражения света. В центре рефлек-
тора имеется отверстие для крепления патрона с двухните-
вой лампой. Лампа крепится при помощи фланцевого цо-
коля в патроне так, чтобы нить дальнего света находилась в
фокусе рефлектора. Патрон, в большинстве случаев, изго-
товляют из пластмассы, и в нем имеются три контактных
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
205
Рис. 2.36. Фара
штыря с пружинами. Для соединения с источниками тока
на патрон надевают контактную колодку с проводами.
Для равномерного распределения света на дороге пе-
ред автомобилем служит рассеиватель, закрывающий реф-
лектор снаружи. Специальное рифление на стекле прелом-
ляет лучи света и равномерно распределяет их по дороге.
Крепится рассеиватель к рефлектору скобками. Для предот-
вращения попадания внутрь фары влаги, пыли и грязи между
рассеивателем и рефлектором уложена прокладка.
Рефлектор со стеклом-рассеивателем в сборе крепится
ободком и винтами к корпусу оптической системы, кото-
рый, в свою очередь, крепится к основному корпусу фары
регулировочными винтами и пружинами.
Направление светового потока регулируют вращением
винтов, которыми изменяют положение оптической систе-
мы в корпусе фары.
206
Автомобильный электрик
Противотуманные фары предназначены для освеще-
ния дороги впереди автомобиля в условиях тумана, дождя
или снегопада. Они отличаются от обычных фар широким
рассеиванием светового потока в горизонтальной плоско-
сти и более четкой верхней границей светового пучка, а так-
же установкой желтого светофильтра.
Фары легковых автомобилей компануются в блок-фару.
Блок-фара автомобиля ВАЗ-2109 (рис. 2.37) включает
в себя прямоугольную фару с лампами основного и габа-
ритного света, сблокированную с фонарем указателя пово-
рота с рассеивателем оранжевого цвета. Спереди фары к
пластмассовому корпусу приклеен рассеиватель из бесцвет-
Рис. 2.37. Блок-фара автомобиля ВАЗ-2109:
1 — рефлектор; 2 ~ иижияя опора рефлектора; 3 — ограничитель щетки
очистителя фары; 4 и 8 — нижний и верхний держатели рефлектора; 5 —
рассеиватель; 6 — рассеиватель указателя поворота;?—лампа; 9*11 — стяжиая
и возвратная пружины рычага; 10 — рычаг; 12 и 17— винты вертикальной и
горизонтальной регулировки света фары; 13 — кожух; 14 — галогенная лампа;
75 и 23— экраны; 16— лампа габаритного света; 18— шпилька крепления
блок-фары; 19 — корпус фары; 20 — колба; 27 и 22 — нити дальнего и ближнего
света; 24 — фиксирующий фланец
раздел 2. Электрооборудование автомобилей 207
Щ>го стекла, с внутренней стороны которого выполнена
^ложная система призм и линз.
В задней части корпуса фары установлен рефлектор,
Изготовленный из стали. Для создания зеркальной отража-
ющей поверхности он покрыт термостойким специальным
лаком и тонким слоем алюминия. В рефлекторе перед лам-
пой устанавливается экран, обеспечивающий более четкую
границу пучка ближнего света.
Направление пучка света фары можно регулировать в
^горизонтальной и вертикальной плоскости винтами регу-
лировки. Для регулировки пучка света фар в зависимости
ipr нагрузки устанавливается ручной гидрокорректор, управ-
ляемый с места водителя поворотом рукоятки.
£ Гидрокорректор состоит из рабочего цилиндра, уста-
новленного на панели приборов, исполнительных цилинд-
|юв, укрепленных на фарах, и соединительных трубок. Ци-
линдры и трубки заполнены специальной низкозамерзаю-
щей жидкостью. Гидрокорректор неразборный и в случае
неисправности заменяется новым.
Для обозначения габаритов автомобиля в ночное вре-
Щя при движении и на стоянке служат подфарники, кото-
рые размещаются на передних крыльях в гнездах и могут
рыть совмещены с передними указателями поворотов.
I Подфарники состоят из штампованного или литого
Йорпуса, стекла, ободка с прокладкой, патрона и лампы
S1.38).
адние фонари служат для обозначения габарита авто-
я и освещения номерного знака. Вместе с задними
ями могут совмещаться стоп-сигнал и указатель по-
>в. Фонари бокового повторителя (рис. 2.41) указате-
юротов устанавливают на передних крыльях. Рассеи-
. — оранжевого цвета.
адний фонарь (рис. 2.39) грузовых автомобилей со-
из корпуса, ободка, заднего красного и бокового бес-
>го стекол, патрона и двухнитевой лампы. Одна нить
I через боковое стекло освещает номерной знак и дает
208
Автомобильный электрик
Рис. 2.38. Передний (левый) подфарник
Рис. 2.39. Задний фонарь грузового автомобиля
раздел 2. Электрооборудование автомобилей 209
^сигнальный свет, другая нить большей световой силы заго-
рается при торможении.
Задний фонарь автомобиля ВАЗ-2109 (рис. 2.40) со-
стоит из основания, на котором устанавливаются лампы,
рассеиватель и защитный кожух. Фонарь крепится к кузову
на шпильках при помощи гаек. Он имеет секции с лампами
габаритного света, света заднего хода, сигналов торможе-
ния и поворота, а также противотуманного фонаря. Основа-
ние является платой с патронами для ламп и выводной клем-
мой для подсоединения колодки с пучком проводов. На рас-
сеивателе имеется встроенный светоотражатель. Левый
фонарь является зеркальным отражением правого.
На крыше кабины автомобилей-тягачей устанавлива-
ются три опознавательных фонаря автопоезда с оранже-
Рис. 2.40. Задний фонарь автомобиля ВАЗ-2109:
1 — рассеиватель, 2 и 7 — лампы, 3 — основание, 4 — кожух,
5 — гайка, 6 — патрон
210
Автомобильный электрик
Рис. 2.41. Боковой повторитель указателя поворота автомобиля:
1 — корпус; 2 — разрезной держатель; 3 — штекер с патроном лампы; 4 —
лампа; 5 — рассеиватель
Рис. 2.42. Фонарь освещения салона автомобиля:
1 — рассеиватель; 2 — пальчиковая лампа; 3 — фиксаторы; 4— выключатель;
5 — корпус
вым светофильтром. Для освещения дороги при движении
автомобиля задним ходом устанавливают фонари заднего
хода с выключателем, совмещенным с механизмом пере-
ключения передач.
Для освещения контрольно-измерительных приборов
в ночное время на щитке устанавливаются лампы неболь-
шой светосилы. Кабину грузового и салон легкового авто-
мобилей освещают плафоны, состоящие из корпуса, патро-
на с лампой, ободка и матового стекла (рис. 2.42).Двига-
тель при ремонте и осмотре в ночное время освещает подка-
^Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 211
ротная лампа. Переносная лампа состоит из корпуса с реф-
зцектором, патрона, лампы, шнура с вилкой. Для включе-
ния переносной лампы на автомобиле устанавливают одну
рли несколько штепсельных розеток.
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ СВЕТА,
УКАЗАТЕЛИ ПОВОРОТА И СИГНАЛИЗАТОРЫ
Переключатель света. Фары, габаритные огни (под-
фарники и задние фонари) включаются центральным пере-
ключателем на щитке приборов или при помощи комбини-
рованного переключателя (рис. 2.43), расположенного на
рулевой коленке под рулевым колесом.
г Центральный переключатель (рис. 2.44) ползункового
рта служит для включения фар и габаритных огней авто-
мобиля, для чего необходимо перемещать при помощи тяги
ролодку с контактными пластинами. Переключатель имеет
Й>и положения:
I-
^Переключатель
света фар
Переключатель
Переключатель
стеклоочистителя
Рис. 2.43. Комбинированный переключатель
Штекерная
колодка
г.
£
^указателя поворотов
Г Кольцо контактной
звукового сигнала
£
&
it
£
212
Автомобильный электрик
Рис. 2.44. Центральный переключатель света:
а — первое положение; б — второе положение; в — третье положение; г —
детали переключателя
первое — исходное положение — освещение выключе-
но, тяга с рукояткой вдвинута до отказа;
второе — среднее положение — включены подфарни-
ки или ближний свет фар (в зависимости от положения нож-
ного переключателя света), задние фонари и освещение
щитка приборов;
третье — тяга выдвинута до отказа — включены фары
(ближний или дальний свет в зависимости от положения
ножного переключателя), задние фонари, подфарники и
освещение щитка приборов.
Яркость освещения щитка приборов регулируют реос-
татом при повороте ручки переключателя.
Переключение света фар с дальнего на ближний и на-
оборот осуществляют ножным переключателем (ГАЗ 53-12),
либо комбинированным переключателем (КамАЗ, ЗИЛ-130
и легковые автомобили).
Ножной переключатель (рис. 2.45) состоит из корпуса,
крышки с контактами, контактного диска, штока и возврат-
ной пружины.
2. Электрооборудование автомобилей
213
Указатели поворота. Для предупреждения о предсто-
ящем маневре автомобили оборудованы указателями пово-
ротов, подающими импульсный сигнал. Обычно эти указа-
тели совмещены с подфарниками и задними фонарями.
Световой указатель поворотов состоит из переключа-
теля и прерывателя (реле). На автомобилях применяют элек-
тромагнитно-тепловые прерыватели тока. Такой прерыва-
тель (рис. 2.46) состоит из сердечника с обмоткой, двух яко-
н. четырех серебряных контактов, нихромовой струны,
резистора.
Левый якорь и два контакта замыкают и размыкают
Цепь сигнальных ламп, а правый дополнительный якорь с
контактами обеспечивает работу контрольной лампы.
При замыкании переключателем цепи сигнальных ламп
®ок от источника поступает через обмотку, минуя контакты
£они разомкнуты), на резистор и нихромовую струну, ле-
кций якорь, лампы и на «массу» автомобиля. Так как ток
йроходит через резистор и струну, накал нити лампы будет
Невелик, а струна под действием тока нагревается, удлиня-
214
Автомобильный электрик
Рис. 2.46. Световой указатель поворота
ется и дает возможность левому якорю подтянуться к сер-
дечнику, а контактам замкнуться. При таком положении
ток на лампы поступает через замкнутые контакты, минуя
резистор, и они будут светиться ярким светом. Обесточен-
ная струна, охлаждаясь, укоротится и опять разомкнет кон-
такты; при этом накал нити лампы вновь уменьшится. За-
мыкание и размыкание контактов, а следовательно, и мига-
ние сигнальных ламп указателей поворотов, пока они вклю-
чены, будет происходить 60—120 раз в минуту.
При увеличении силы тока в обмотке сердечника (т.е.
при замкнутых левых контактах) дополнительный якорь
притягивается и замыкает контакты цепи контрольной лам-
2. Электрооборудование автомобилей
215
Ёосле размыкания левых контактов сила тока в обмот-
дечника уменьшается, и правые контакты разомкнутся,
[а современных автомобилях указатель поворотов за-
о совмещен с системой аварийной сигнализации, при
___ ении которой специальной кнопкой на панели прибо-
ров мигают все указатели поворотов автомобиля.
Получение мигающего света достигается за счет кон-
тактно-транзисторного прерывателя.
л Прерыватель указателя поворотов н аварийной сиг-
нализации. Прерыватель предназначен для получения им-
пульсного светового сигнала при поворотах автомобиля (при
^включенном указателе поворота) и для получения прерывн-
остей световой сигнализации всех ламп указателей поворо-
тов при аварийном состоянии автомобиля (при включенном
^включателе аварийном сигнализации).
| Электрическая схема прерывателя РС-950 показана на
|рнс. 2.47.
Схема прерывателя представляет собой электронный
^Генератор прямоугольных импульсов тока с электротехни-
ческой обратной связью, осуществляемой посредством кон-
тактов исполнительного электромагнитного реле.
* В прерывателе использовано три транзистора и четыре
диода. Транзистор Т1 (собственно релаксационный генера-
тор) включен по мостовой схеме с целью уменьшения вли-
яния импульсов напряжения, при питании от одного гене-
ратора без аккумулятора. Транзистор Т2 работает в режиме
ЬЭмиттерного повторителя, а транзистор ТЗ — в режиме уси-
рхителя мощности. В работе генератора используется один
Перезарядный конденсатор типа К50-3.
В исходном состоянии, когда не подключены лампы
^указателей поворота, транзистор Т1 закрыт. Это состояние
^транзистора обеспечивается делителем напряжения, состо-
ящим из резисторов К1 и К2.В закрытом состоянии нахо-
|Дятся и транзисторы Т2 и ТЗ. При подключении ламп ука-
зателей поворота эмиттер транзистора Т1 подключается к
: Минусу источника питания через нити ламп, диод Д1 и ре-
216
Автомобильный электрик
Рис. 2.47. Электрическая схема прерывателя указателей поворота
РС-950 в нормальном и аварийном режимах:
I — реле в сборе; II — включатель аварийной сигнализации; ЛТ — лампы указателей
поворота левой стороны; ПТ — лампы указателей поворота правой стороны; ЛП,
ПП —для подключения ламп указателей поворота прицепа; КТ — контрольная
лампа иа щитке приборов; КП — для подключения контрольной лампы прицепа;
Р2, РЗ — реле контроля; W2, W3, W4, W5 — обмотки реле контроля; ПБ — правая
сторона; ЛБ — левая сторона; Д1, Д4 — диод КД 105А; Т1— транзистор КТ 315А,
Т2, ТЗ — транзистор МП25А; R1 — резистор подстроечный МЛТ-0,5-6,8 кОм;
R2— резистор МЛТ-0,5-8,2 Ом; R3, R7— резистор МЛТ-0,5-510 Ом; R4 —
резистор МЛТ-0,5-240 Ом; R5 — резистор МЛТ-1-240 Ом; R6 — резистор МЛТ-
0,5-51 Ом; R8 — резистор МЛТ-0,5-200 Ом; RK9 — резистор МЛТ-0,5-390 Ом;
R10— резистор МЛТ-0,5-1 кОм; С1 — конденсатор К-50-3-25-50; Р1 — реле
исполнительное; ПУП — переключатель указателей поворота; ЛАС — лампа
аварийной сигнализации; П — к средней клемме переключения^ — к включателю
габаритных огней; б— подключается в цепь при применении двухрежимных
фонарей; в — к источнику питания; г — к включателю зажигания
раздел 2, Электрооборудование автомобилей 217
^истор Кб. База транзистора Т1 по отношению к эмиттеру
указывается под положительным потенциалом. Транзистор
£Г1, следовательно, и транзисторы Т2 и ТЗ открываются.
^Исполнительное реле Р1 срабатывает, и посредством его кон-
тактов на сигнальные лампы подается «плюс* напряжения
источников питания. При этом начинается заряд конденса-
тора С1, ток которого удерживает транзистор Т1 в откры-
том состоянии. По истечении некоторого времени величина
тока заряда станет недостаточной для удержания транзис-
тора в открытом состоянии и он закроется. Транзисторы Т2
н ТЗ тоже закроются. Реле Р1 выключится. Контакты ра-
зомкнутся. Конденсатор С1 начнет разряжаться, удержи-
вая транзистор Т1 в закрытом состоянии. После разряда С1
дакл повторится. Диод Д1 служит для предотвращения по-
падания положительного потенциала напряжения питания
уа эмиттер транзистора Т1. Диод Д2 служит для шунтиро-
вания тока ЭДС обмотки реле Р1. Диод ДЗ служит для по-
лучения запирающего напряжения на базе транзистора ТЗ.
Диод Д4 служит для шунтирования обратных выбросов на-
пряжения питания, образующихся при изменении нагрузки
В схеме электрооборудования автомобиля.
Выключатель сигнальных фонарей торможения рабо-
чей тормозной системы, устанавливаемый на большинстве
легковых автомобилей (рис. 2.48), действует автоматичес-
1 2 3 4 5 6 7
F Рис. 2.48. Выключатель сигнальных фонарей торможения:
шток; 2— штуцер; 3 и 7— пружины; 4— изолирующий колпачок; 5 —
Ягтекерный контакт; 6 — подвижный контакт
218
Автомобильный электрик
ки при нажатии на тормозную педаль. При этом шток (У),
скользящий в штуцере (2), перемещается влево, и под дей-
ствием пружин (5) и (7) происходит замыкание между со-
бой штекерных контактов (5) при помощи установленного в
изолирующем основании подвижного контакта (6). Выклю-
чатель ввернут в кронштейн оси педали. Штекерные кон-
такты, изолированные колпачком (4), соединяются с источ-
ником тока. Полярность присоединения проводов значения
не имеет. Устанавливаемые выключатели могут отличать-
ся по конструктивному исполнению, но аналогичны по уст-
ройству и принципу действия.
Выключатель сигнальных фонарей торможения с гид-
равлическим приводом (рис. 2.49 а) установлен на главном
тормозном цилиндре. При нажатии на педаль тормоза жид-
кость под давлением поступает под диафрагму и прогибает
ее. Диафрагма через шток перемещает контактную пласти-
ну и замыкает электрические цепи «стоп-сигнала» — лампы
загораются. При растормаживании, когда давление жидко-
сти прекращается, пружина отжимает контактную пласти-
ну, и цепь размыкается.
Рис. 2.49. Выключатель стоп-сигнала на автомобилях
с приводом тормозов:
а — гидравлическим; б — пневматическим
2. Электрооборудование автомобилей
219
На автомобилях с пневматическим приводом тормоз-
jgjjx механизмов выключатель сигнальных фонарей тормо-
жения установлен на тормозном кране или после него. По
Своему устройству (рис. 2.49 б) этот выключатель подобен
^ридравлическому, но в отличие от него на диафрагму ока-
Ждвает давление не жидкость, а сжатый воздух.
Датчик аварийного уровня тормозной жидкости ус-
танавливается на горловину компенсационного бачка глав-
го тормозного цилиндра либо располагается в раздель-
ном бачке, соединенном с главным тормозным цилиндром
ягом (рис. 2.50). При понижении уровня тормозной жид-
в компенсационном бачке поплавок опускается и за-
мыкает контакты датчика, сигнализируя водителю о подте-
щнии жидкости в тормозной системе.
Рис. 2.50. Тормозной бачок и датчик
аварийного уровня тормозной жидкости:
1 3 — неподвижный и подвижный контакты; 2 — защитный колпачок;
основание датчика; 5— уплотнительное кольцо; 6 — крышка бачка;
отражатель; 8 — толкатель; 9 — хомут крепления бачка; 10 — поплавок;
« — бачок; 12 — хомут; 13 — шланг
220
Автомобильный электрик
Блок сигнализаторов. На автомобиле ЗИЛ-130 уста-
новлены два блока сигнализаторов. Один из блоков выпол-
нен печатной платой и имеет сигнализаторы фонарей авто-
поезда и включения указателей поворота тягача и прицепа.
Второй блок на диодах и имеет сигнализаторы падения дав-
ления в контурах тормозных систем и включения стояноч-
ной тормозной системы.
Автомобиль КамАЗ оснащен двумя блоками сигналь-
ных ламп: контроля действия указателя поворота автомоби-
ля и прицепа; механизма блокировки межосевого дифферен-
циала; включения электрофакельного устройства предпуско-
вого подогревателя; включения стояночного тормоза; паде-
ния давления в каждом тормозном контуре и сигнализато-
ром засорения фильтрующих элементов очистки масла.
Блоки снабжены кнопочными выключателями для про-
верки исправности сигнальных ламп. Помимо сигнальных
ламп в цепи сигнализаторов падения давления, в контуры
тормозных систем включены зуммеры звуковой сигнали-
зации падения давления воздуха.
ЗВУКОВОЙ СИГНАЛ
Звуковые сигналы, устанавливаемые на изучаемых ав-
томобилях, могут быть безрупорного типа без дополнитель-
ного реле включения или рупорные, которые устанавлива-
ются на автомобиле парами (один высокого, а другой низ-
кого тока) с одновременным включением через дополни-
тельное реле включения.
По устройству и действию рупорные звуковые сигна-
лы рассматриваемых автомобилей аналогичны, поэтому
рассмотрим их на примере сигнала С-308 автомобиля
ВАЗ-2109.
Звуковой сигнал С-308 (рис. 2.51) состоит из корпуса,
в котором размещается электромагнит в виде сердечника с
обмоткой. Внутри электромагнита находится якорь с грузи-
ком и текстолитовой шайбой. Якорь жестко прикреплен
Рис. 2.51. Звуковой сигнал С-308 автомобиля ВАЗ-2109 (а) и
электрическая схема его включения (б):
/ — крышка; 2 — корпус; 3 — мембрана; 4 — грузнк; 5 — мостик; 6 —
регулировочный винт; 7н 8— контакты; 9 — якорь; 10 — сердечник; 11 —
Обмотка; 12 — ярмо; 13 — шайба; 14— контакты реле; 15 — якорь реле; 16 —
Обмотка
^воим стержнем к мембране. В корпусе расположен мостик
t подвижным и неподвижным контактами. Для усиления
Эвука имеется составной диффузор (рупор), состоящий из
Корпуса и крышки.
В связи с тем, что рупорные сигналы потребляют ток
Выше допустимого для механических кнопочных выключа-
телей, в цепи сигналов устанавливается вспомогательное
реле. В этом случае при включении сигналов через контак-
ты выключателя проходит небольшой ток, потребляемый
222 Автомобильный электрик
только обмоткой реле и не вызывающий окисления и обго-
рания контактов.
При включении сигнала кнопкой ток вначале поступа-
ет в обмотку вспомогательного реле и по якорю через замк-
нутые его контакты — в звуковой сигнал; пройдя контакты,
ток поступает в обмотку электромагнита и через «массу*
замыкает цепь. При этом силой электромагнита якорь пе-
ремещается вверх, выгибает мембрану и одновременно тек-
столитовой шайбой под ярмом размыкает контакты, пре-
рывая электрическую цепь. При этом сердечник размагни-
чивается, под действием упругости диафрагма с якорем опус-
каются, занимают исходное положение, контакты сигнала
замыкаются, и процесс снова повторяется. В результате якорь
с мембраной совершает колебания с частотой 200 и 400 Гц,
что и создает звук. Сила и тембр звука регулируются вин-
том, который перемещает край мостика с контактами, из-
меняя момент размыкания контактов.
ПРЕДОХРАНИТЕЛИ И ЭЛЕКТРОЛАМПЫ
Предохранители предназначены для защиты электри-
ческих цепей при перегрузках и коротких замыканиях. Наи-
более широкое применение получили плавкие предохрани-
тели (рис. 2.52 б), которые представляют собой вставку из
медной или алюминиевой пластины небольшого сечения,
рассчитанной на протекание тока определенной силы. При
увеличении силы тока на 50% выше номинального значе-
ния вставка расплавляется и электрическая цепь прерывает-
ся. После обнаружения и устранения неисправности предо-
хранитель заменяют.
Предохранители объединяются в одном или несколь-
ких монтажных блоках, где также могут находиться все
вспомогательные реле (рис. 2.52).
В электрических цепях приводов стеклоочистителей и
стеклоподъемников, омывателей, фар, переднего и заднего
стекол кузова устанавливаются термобиметаллические пре-
2. Электрооборудование автомобилей
223
LPhc. 2.52. Предохранители:
монтажный блок реле и плавких предохранителей (крышка снята) АЗЛК
II; б— плавкий предохранитель: /— плавкий предохранитель; 2 — реле
рючеиия электродвигателя вентилятора системы охлаждения двигателя; 3 —
не включения звуковых сигналов; 4 — реле включения противотуманных
р; 5 — реле включения фароочистителя; 6 — реле очистителя и омывателя
двего окна; 7— реле-прерыватель указателей поворота и аварийной
(яалязации, 3 — реле стеклоочистителя; 9— контактная перемычка; 10—
Ье включения обогрева заднего окна; 11 — запасной предохранитель; /2 и
F— реле включения соответственно дальнего и ближнего света фар
L
^хранители многократного действия, которые способны
Одержать большие перегрузки. Термобиметаллические пре-
Ьфанители (рис. 2.53 а, б) состоят из корпуса с неподвиж-
мм контактом и биметаллической пластины с контактом,
II контакта прижаты друг к другу. При прохождении силы
Ка больше расчетной биметаллическая пластина, нагрева-
lb, выгибается и размыкает контакты. Пластина нагрева-
ли быстро, а остывает медленно, поэтому контакты доль-
В будут находиться в разомкнутом состоянии и, несмотря
{Короткое замыкание, средняя сила тока в цепи будет не-
мьшая. При охлаждении пластины контакты вновь замк-
рся, при этом слышится характерное пощелкивание. Так
224
Автомобильный электрик
Электрическая цель
а разомкнута
Электрическая цепь
замкнута
Биметалл ическая
пластина с контактом
Рис. 2.53. Предохранители:
а — многократного действия, б — однократного действия
будет продолжаться до тех пор, пока не будет разъединена
цепь при помощи выключателя или не будет устранена не-
исправность.
Термобиметаллические предохранители могут быть и
однократного действия, в которых контакты после размы-
кания замкнутся только при нажатии на кнопку (рис. 2.53 б).
В приборах освещения источником света служит элек-
трическая лампа, которая состоит из стеклянного баллона,
электродов, вольфрамовой спиральной нити и металличес-
кого цоколя (рис. 2.54). Из стеклянных баллонов выкачива-
ют воздух и вместо него закачивают инертный газ, после
чего баллоны герметически запаивают. Одноконтактные
лампы имеют одну нить накала и два электрода, один из
которых выведен на изолированный торец цоколя, а дру-
гой — соединен непосредственно с металлическим цоколем
лампы. В некоторых осветительных приборах применяют
лампы не с одной, а с двумя нитями накаливания — двух-
контактные.
раздел 2. Электрооборудование автомобилей 225
крепмим
Рис. 2.54. Лампы:
а — двухконтактная; б — двухконтактная с экраном; в — одноконтактная
При помощи фланцевого цоколя лампа крепится в пат-
роне так, чтобы нить дальнего света находилась в фокусе
рефлектора фары. Патрон, в большинстве случаев, изготав-
ливают из пластмассы и в нем имеются подпружиные кон-
трактные штыри. Для соединения с источниками тока на пат-
рон надевают контактную колодку с проводами.
Галогенная лампа головного света (рис. 2.37) фары
заполнена парами галогена (йода или брома) и инертным
тазом (смесь аргона и азота или криптона и ксенона). Эта
Лампа обладает повышенной световой отдачей и более вы-
сокой температурой нагрева нитей, а повышенное давление
внутри колбы увеличивает срок ее службы. Жировые заг-
рязнения лампы приводят к потемнению стекла, значительно
^меньшая светоотдачу, она перегревается и быстро выхо-
дит из строя. Поэтому при замене лампы нельзя брать ее
фальцами, а следует применять для этого чистый кусок тка-
»и или перчатки.
В лампе находятся две нити накаливания. Одна нить
Для дальнего света находится в фокусе рефлектора и дает
226 Автомобильный электрик
узкий пучок света параллельно дороге на большое расстоя-
ние. Другая нить для ближнего света выведена вперед из
фокуса и закрыта снизу металлическим экраном, препят-
ствующим распространению ближнего света вверх. Правиль-
ное положение лампы в фаре определяется конструкцией
патрона, в котором она устанавливается.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего предназначена система световой сигнализа-
ции?
2. Опишите принцип работы электромагнитно-теплово-
го прерывателя тока.
3. Опишите принцип работы электронного прерывателя
указателей поворота и аварийной сигнализации.
4. Для чего предназначены блоки сигнализаторов?
5. Как работает термобиметаллический предохранитель
многократного действия?
Глава 7
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
ПРИВОДОВ
ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ОТОПИТЕЛЯ
Основным элементом системы отопления и вентиля-
ции кузова легкового и кабины грузового автомобилей, а
также обдува ветрового стекла является электродвигатель
(рис. 2.55), состоящий из корпуса, двух секций обмотки
Возбуждения с сердечником, якоря с коллектором, фланцев
С самоустанавливающимися втулками, пропитанных мас-
Рис. 2.55. Электродвигатель отопителя
228 Автомобильный электрик
лом и двух щеток с щеткодержателями. Обмотки возбуж-
дения включены последовательно с якорем.
Электродвигатель включается в цепь через реостат, при
помощи которого обеспечивается ступенчатая регулировка
частоты вращения вала вентилятора.
НЕЗАВИСИМАЯ СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО
ОТОПЛЕНИЯ
Автомобили с системой воздушного охлаждения дви-
гателя оснащаются независимой системой воздушного ото-
пления, обеспечивающей подвод воздуха из салона, кузова
или снаружи автомобиля в отопитель для нагрева и подачу
нагретого воздуха в обогреваемое пространство. Независи-
мость установки позволяет использовать ее для обогрева
кузова при неработающем двигателе.
Схема электрооборудования отопительной установки
представлена на рис. 2.56.
На концах электродвигателя отопителя насажены
крыльчатки: осевого вентилятора и центробежного нагне-
тателя. Температурный переключатель включен в цепь
электродвигателя и свечи накаливания и служит для авто-
матического включения и выключения свечи накаливания
и электродвигателя в зависимости от температуры в камере
догорания отопителя и состоит из следующих элементов:
конечного микропереключателя, трубки из жароупорной
стали, кварцевого стержня, штока, пружины и корпуса, зак-
репленного на отопителе.
Для запирания канала подачи бензина к топливному
жиклеру регулятора подачи бензина служит электромаг-
нитный клапан, в который входит клапан, пружина и ка-
тушка электромагнита. Обмотка катушки выполнена из
медной проволоки типа ПЗЛ диаметром 0,29 мм, имеет 2100
витков и сопротивление 35 Ом.
8-4
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
229
Рис. 2.56. Схема электрооборудования отопительной установки:
1 — температурный переключатель; 2 — свеча накаливания; 3 — клапан
электромагнитный; 4 — электродвигатель; 5 — дополнительное сопротивление;
б — электробензоиасос; 7— лампа контрольная; S — рукоятка переключателя;
9— переключатель отопителя; 10— предохранитель перегрева плавкий. Цвета
^проводов: кр — красный; г — голубой; ж — желтый; з — зеленый; с — серый;
я — черный
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ БЕНЗОНАСОС
Электромагнитный бензонасос (рис. 2. 57) состоит из
Корпуса, катушки электромагнита, пружины и штока. К
Корпусу сверху прикреплена система прерывания электри-
ческой цепи катушки электромагнита. К нижней части кор-
230
Автомобильный электрик
Рис. 2.57. Схема устройства и работы электромагнитного
бензонасоса:
1 — обмотка искрогасящего сопротивления; 2 — провод от подвижного контакта
к массе; 3 — штырь контактный; 4 — контакт неподвижный; 5 — рычаг
подвижного контакта; 6 — коромысло пружинное; 7— рычаг приводной; 8 —
шарнир; 9 — катушка электромагнита; 10 — шток; 11 — корпус; 12 — пружина;
13 — якорь; 14 — диафрагма; 15 — головка насоса; 16 — канал всасывающий;
17— клапан всасывающий; 18— канал нагнетательный; 19— клапан
нагнетательный; 20 — кольца. Стрелками указан путь бензина; а —соответствует
концу нагнетания бензина; б — концу всасывания
пуса прикреплена головка насоса с всасывающим и нагнета-
тельным клапанами. Между торцами головки и корпуса
насоса зажата диафрагма, которая закреплена на одном конце
штока совместно с подвижным якорем электромагнита.
Управление отопительной установкой и контроль за ее
работой осуществляется при помощи ручного переключате-
ля, контрольной лампочки, контрольной спирали и датчи-
ка перегрева.
Система электрооборудования независимой отопитель-
ной установки — однопроводная, имеет самостоятельный
пучок проводов.
Раздал 2. Электрооборудование автомобилей 231
МОТОРЕДУКТОР СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ
На автомобилях устанавливают двухщеточные и одно-
щеточные стеклоочистители, которые имеют аналогичное
устройство и принцип действия и отличаются конструкци-
ей деталей привода.
Двухщеточный стеклоочиститель ветрового стекла со-
стоит из: моторедуктора, основания, щеток, переключате-
ля, рычажной системы, концевого выключателя и термоби-
металлического предохранителя (рис. 2.58).
Рис. 2.58. Двухщеточиый стеклоочиститель ветрового стекла:
<г— стеклоочиститель в сборе; б — моторедуктор стеклоочистителя; / —
Пружина; 2 — щетка; 3 — рычаг щетки; 4 — электродвигатель; 5 — термо-
биметаллический предохранитель; 6 и S — тяги; 7— редуктор; 9— поводок;
/О — кривошип; 11 — переключатель; 12 — ось; 13 — контактный диск концевого
выключателя; 14 — шестерня; 15 — червяк; 16 — карданный валик; 77— корпус
232
Автомобильный электрик
Моторедуктор стеклоочистителя состоит из электро-
двигателя постоянного тока и редуктора с червячной пере-
дачей.
Концевой выключатель, служащий для автоматичес-
кой остановки щеток в момент подхода их к нижнему (го-
ризонтальному) положению, расположен на корпусе мото-
редуктора и подключен параллельно основному переклю-
чателю. С помощью контактного диска, установленного на
червячной шестерне, и контакта, прикрепленного к основа-
нию, концевой выключатель размыкает цепь питания элек-
тродвигателя.
Термобиметаллический предохранитель вибрационно-
го типа предназначен для защиты электродвигателя стекло-
очистителя от перегрузок и короткого замыкания в электро-
сети. Он обеспечивает надежный контакт при токе 4,2 А и
температуре окружающей среды 20±5°C. При токе 7,5 А и
температуре окружающей среды 20 ±5°C термобиметалли-
ческий предохранитель размыкает электросеть. Включение
электродвигателя после остывания термобиметаллическо-
го предохранителя происходит автоматически. При неодно-
кратном срабатывании предохранителя следует выключить
стеклоочиститель, найти причину неисправности и устра-
нить ее.
Полость моторедуктора заполняется пластичной смаз-
кой, рассчитанной на весь срок эксплуатации автомобиля.
Режим работы стеклоочистителя изменяется рычагом
подрулевого комбинированного переключателя (или отдель-
но расположенным на панели приборов выключателем стек-
лоочистителя), с включением специального реле-прерыва-
теля, обеспечивающего прерывистую работу щеток.
Однощеточные стеклоочистители ветрового стекла и
стекла задка автомобиля по конструкции аналогичны двух-
щеточному стеклоочистителю и отличаются от него отсут-
ствием промежуточных тяг.
На части автомобилей устанавливаются в принципе
аналогичные по устройству стеклоочистители фар. Они
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей 233
состоят из левого и правого моторедукторов с рычагами
привода и щеток.
Моторедукторы неразборные и ремонту не подлежат.
При отказе в работе их заменяют новыми.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что является основным элементом приводов прибо-
ров и механизмов вспомогательного оборудования ав-
томобилей?
2. Опишите схему электрооборудования независимой ото-
пительной установки.
3. Что представляет собой моторедуктор?
4. Для какой цели применяют реле-прерыватель в цепи
стеклоочистителей ?
Г лава 8
ОБЩИЕ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
АВТОМОБИЛЕЙ
На автомобилях применяют однопроводную схему,
когда источники и потребители электрической энергии со-
единены между собой одним проводом в определенной пос-
ледовательности; другим проводом служат металлические
части автомобиля — «масса».
В схеме электрооборудования автомобиля необходимо
выделить центральную цепь, соединяющую между собой
аккумуляторную батарею, стартер, генератор, реле-регуля-
тор, выключатель зажигания и комбинированный, переклю-
чатель света (рис. 2.59).
Рис. 2.59. Схема соединения источников тока, стартера,
выключателя зажигания и центрального переключателя света
раздел 2. Электрооборудование автомобилей 235
[ Все потребители электрической энергии включаются в
цепи посредством присоединения к одному из перечислен-
ных приборов.
Рассмотрим типовую схему электрооборудования ав-
томобиля (рис. 2.60).
Цепь управления транзистором: положительная клем-
ма аккумуляторной батареи — зажим стартера — ампер-
метр— зажим AM выключателя зажигания — зажим КЗ
выключателя зажигания — зажим 8К-Б блока дополнитель-
ных резисторов — зажим К резисторов — зажим К катуш-
ки зажигания — безымянный зажим катушки зажигания —
безымянный зажим транзисторного коммутатора — база
транзистора — первичная обмотка импульсного трансфор-
матора — зажим Р транзисторного коммутатора — зажим
прерывателя-распределителя — контакты прерывателя —
'Масса — минусовая клемма аккумуляторной батареи.
Цепь заряда аккумуляторной батареи: плюсовой за-
жим генератора — амперметр — зажим стартера — положи-
тельная клемма аккумуляторной батареи — аккумуляторная
батарея — отрицательная клемма аккумуляторной батареи —
Масса — минусовой зажим генератора.
Цепь включения дополнительного реле стартера: по-
ложительная клемма аккумуляторной батареи — зажим стар-
тера — амперметр — зажим AM включателя зажигания —
зажим СТ выключателя зажигания — зажим К реле вклю-
чения стартера — обмотка реле — масса — отрицательная
клемма аккумуляторной батареи.
Цепи осветительных приборов:
I — цепь габаритных огней: плюсовой зажим генера-
тора — зажим амперметра — зажим AM включателя-зажи-
гания — предохранитель 20 А — зажим 1 центрального пе-
реключателя — зажим 3 центрального переключателя —
задняя соединительная панель — зажим подфарников —
Мити накала — корпус подфарников — масса — минусовой
зажим генератора.
236
Автомобильный электрик
Рис. 2.60. Схема электро
1 — фара; 2 — передний габаритный фонарь; 3 — боковой повторитель
6— прерыватель-распределитель; 7 — соедииительная панель; 8 —
регулятор; 12— датчик термометра; 13 — датчик сигнализатора аварийной
дополнительные резисторы; 16 — подкапотная лампа; 17—датчик манометра;
стеклоочистителя; 20— электродвигатель стеклоочистителя; 21 —
приборов; 24— указатель манометра; 25 — амперметр; 26 — лампа
фар; 25 — лампа сигнализатора аварийной температуры; 29 — указатель уровня
поворота; 32 — предохранитель; 33 — плафон; 34 — выключатель плафона;
переносной лампы; 37— датчик уровня топлива в основном баке; 38 — датчик
поворота; 40— выключатель стоп-сигнала; 41 — центральный переключатель
кнопка сигнала; 45— звуковой сигнал; 46— стартер; 47— соединитель
переключатель указателей поворота; 50 — штепсельная розетка прицепа; 51 —
оборудования автомобиля:
указателя поворотов; 4 — транзисторный коммутатор; 5 — катушка зажигания;
подавительиый резистор; 9 — свеча зажигания; 10 — генератор; 11 — реле-
температуры; 14 — датчик сигнализатора аварийного давления масла; 15 —
18 — выключатель зажигания; 19— переключатель электродвигателя
Электродвигатель отопителя; 22— переключатель; 23 — лампы освещения
сигнализатора аварийного давления; 27 — контрольная лампа дальнего света
.топлива; 30 — указатель термометра; 31 — контрольная лампа указателя
35 — переключатель датчиков уровня топлива; 36 — штепсельная розетка
уровия топлива в дополиительиом баке; 39— прерыватель указателей
света; 42 — аккумуляторная батарея; 43 — дополнительное реле стартера; 44 —
проводов; 48— дополнительный (иожной) переключатели света; 49 —
задний габаритный фонарь
238
Автомобильный Электрик
От задней соединительной колодки к зажимам задних
фонарей — нить накала — корпус задних фонарей — мас-
са — минусовой зажим генератора.
II — цепь фар: плюсовой зажим генератора — зажим
амперметра — зажим AM выключателя зажигания — пре-
дохранитель 20 А — зажим 1 центрального переключате-
ля— зажим 4 центрального переключателя — ножной пе-
реключатель — передняя соединительная панель — зажим
фары — нить накала дальнего или ближнего света (в зави-
симости от положения ножного переключателя света) —
корпус фары — масса — минусовой зажим генератора.
III — цепь указателя давления масла: плюсовой зажим
генератора — зажим амперметра — зажим AM выключате-
ля зажигания — зажим ПР выключателя зажигания — пре-
дохранитель 15 А — указатель давления масла — датчик
давления масла — масса — минусовой зажим генератора.
Приборы электрооборудования автомобиля соединены
многожильными проводами с надежной защитой.
ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
В цепи электрооборудования могут возникать неисправ-
ности: короткое замыкание, обрыв и ослабление контактов.
Для определения замыкания необходимо отсоединить
оба конца проверяемого провода от зажимов соединения и
присоединить его конец последовательно с контрольной
лампой к положительной клемме аккумуляторной батареи.
При наличии замыкания провода на массу лампа будет све-
титься.
Для определения обрыва один конец контрольной лам-
пы присоединяют на массу, а другим концом провода каса-
ются поочередно зажимов, наконечников или жилы прово-
да, начиная от аккумуляторной батареи и заканчивая нерабо-
тающим прибором. Место, где лампа погаснет, укажет учас-
ток обрыва цепи от проверяемого прибора до места касания.
|удвл 2. Электрооборудование автомобилей 239
ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ ДЛЯ
ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
АВТОМОБИЛЕЙ
Передвижной электронный стенд мод. Э-205 обеспе-
ивает проверку технического состояния генератора, стар-
ера, реле-регулятора, аккумуляторной батареи с номиналь-
ны напряжением 12 В, системы зажигания четырех-, ше-
ги- и восьмицилиндровых двигателей непосредственно на
втомобиле. Стенд позволяет регистрировать электрические
роцессы в цепях системы зажигания с помощью осцил-
ографа.
Стационарный стенд мод. Э-211 предназначен для про-
ерки технического состояния и регулировки электрообору-
ования автомобиля. Он позволяет проверять генераторы
остоянного и переменного тока с номинальным напряже-
ием 12 и 24 В, мощностью до 506 Вт, стартеры мощностью
р 1,5 кВт, реле-регуляторы, реле-прерыватели указателей
оворотов, выпрямительные блоки и другие элементы схе-
ы электрооборудования.
Передвижной стенд мод. 537 служит для оценки тех-
йческого состояния приборов и сборочных единиц электро-
борудования непосредственно на автомобиле, а также элек-
рической прочности изоляции напряжением 220 В и 22 кВ.
1а стенде можно проверять генераторы постоянного тока
ющностыо до 500 Вт, стартеры мощностью до 1,5 кВт, акку-
[уляторные батареи, реле-регуляторы, катушки зажигания,
онденсаторы и контрольно-измерительные приборы.
Стационарный стенд мод. КИ-968 в условиях ремон-
ной мастерской позволяет определять техническое состоя-
ие и регулировать генераторы постоянного и переменного
ока мощностью до 500 Вт, реле-регуляторы, стартеры мощ-
остью до 5,2 кВт, четырех-, шести- и восьмикулачковые
аспределители, катушки зажигания, конденсаторы, маг-
его.
Переносной прибор мод. НИИАТ Э-5 предназначен для
пределения технического состояния и регулировки генера-
240_______________________________Автомобильный электрик
торов, стартеров, аккумуляторных батарей, электрических
цепей и потребителей, конденсаторов, катушек зажигания
без снятия их с автомобиля. Можно также регулировать рас-
пределители и реле-регуляторы.
Переносный прибор мод. Э-214 оценивает техничес-
кое состояние аккумуляторных батарей, стартеров мощнос-
тью до 1,5 кВт, генераторов постоянного и переменного тока
мощностью до 350 Вт, реле-регуляторов, распределителей,
катушек зажигания и изоляции цепей высокого напряже-
ния непосредственно на автомобиле.
Переносной прибор мод. Э217 позволяет определить
техническое состояние аккумуляторных батарей, угол зам-
кнутого состояния контактов прерывателя, работоспособ-
ность вакуумного и центробежного регуляторов опереже-
ния зажигания, установить зажигание, определить частоту
вращения коленчатого вала двигателя, проверить спидомет-
ры, генераторы, реле-регуляторы и т. д.
Переносным универсальным прибором мод. К-301
контролируют техническое состояние аккумуляторных ба-
тарей, генераторов мощностью до 350 Вт, реле-регуляторов,
стартеров, распределителей, катушек зажигания, конденса-
торов и т.д. непосредственно на автомобиле.
Стационарный стенд мод. 532М предназначен для
проверки генераторов постоянного и переменного тока мощ-
ностью до 2 кВт, реле-регуляторов, стартеров мощностью
до 11,2 кВт, состояния изоляции и определения значения
электрического сопротивления в условиях ремонтной мас-
терской.
Переносной прибор КИ-1093 проверяет и регулирует
автомобильные генераторы постоянного и переменного тока
мощностью до 350 Вт, стартеры, регуляторы напряжения,
аккумуляторные батареи, реле, звуковые сигналы, элект-
родвигатели и др.
Стационарный комплект приборов Э-203 н прибор
мод. 5М-2М позволяют очищать и проверять искровые све-
чи зажигания.
^раздал 2. Электрооборудование автомобилей 241
( Стационарный осциллограф мод. Э-206 позволяет
^проводить проверку системы зажигания автомобилей, ос-
;циллографировать электрические процессы в системе, из-
мерять напряжение и углы замкнутого состояния контак-
тов прерывателя, выявлять неисправности системы зажига-
ния сравнением полученных осциллограмм с эталонной.
Стационарный стенд мод. Э-208 служит для провер-
ки транзисторных коммутаторов, катушек зажигания, рас-
пределителей и конденсаторов в условиях ремонтной мас-
терской.
Стационарный стенд мод. СПЗ-8М контролирует ра-
боту приборов зажигания автомобиля в условиях ремонт-
ной мастерской. На нем можно определить переходное со-
противление контактов прерывателя, угол замкнутого со-
стояния контактов прерывателя, проверить работоспособ-
ность центробежного и вакуумного регуляторов опереже-
ния зажигания, исправность добавочных сопротивлений
обмоток катушек зажигания, конденсаторов.
БЕЗОПАСНЫЕ ПРИЕМЫ ТРУДА ПРИ
ОБСЛУЖИВАНИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
АВТОМОБИЛЕЙ
Техническое обслуживание электрооборудования авто-
мобилей необходимо выполнять только на постах и соот-
ветствующих участках ремонтных мастерских, в которых
должна быть аптечка с медикаментами, необходимыми для
оказания первой помощи.
К работам по техническому обслуживанию допускают
рабочих, прошедших соответствующую подготовку по тех-
нике безопасности.
При выполнении работ, сопровождающихся выделени-
ем вредных газов, пыли, искр, а также работ, при которых
происходят выбросы частиц металла и стружки, необходи-
мо использовать индивидуальные средства защиты (очки,
маски, респираторы и т.п.).
242
Автомобильный электрик
При проведении технического обслуживания электро-
оборудования непосредственно на автомобиле необходимо
выполнить следующие требования:
— контрольно-регулировочные работы, выполняемые при
работающем двигателе, проводить на посту, оборудо-
ванном местным отсосом отработавших газов;
— перед началом работ застегнуть обшлага рукавов и про-
верить, чтобы не было свисающих концов одежды, зап-
равить волосы под головной убор во избежание их по-
падания во вращающиеся части агрегатов автомобиля
и цехового оборудования (лопасти вентилятора, при-
водные ремни генератора, шпиндель электроинстру-
мента и т.п.);
— использовать передвижные подставки и переходные
мостики через осмотровые канавы;
— использовать специализированный исправный инстру-
мент;
— при снятии массивных навесных агрегатов применять
приспособления, облегчающие выполнение этой опе-
рации;
— для транспортировки массивных сборочных единиц
электрооборудования использовать тележки, оборудо-
ванные устройствами, предохраняющими сборочные
единицы от падения;
— работать только исправным, чистым, незамасленным
инструментом;
— при работе гаечными ключами подбирать их по разме-
ру гаек и болтов;
— проржавевшие трудноотворачиваемые болты и гайки
предварительно обстучать легкими ударами молотка,
затем смочить керосином и отвернуть;
— пользоваться молотками, напильниками, шаберами и
другим инструментом с надежно укрепленными руч-
ками с гладкой поверхностью, не имеющей заусенцев
аделЛ. Электрооборудование автомобилей 243
и трещин, использовать зубила и крейцмейсели дли-
ной не менее 150 мм;
— при осмотре автомобиля использовать переносную элек-
трическую лампу напряжением не выше 36 В, а при
работе в осмотровой канаве — не выше 12 В. Лампа
должна иметь предохранительную сетку и отражатель.
Применение переносных ламп напряжением 127...220 В
запрещено.
Безопасность работ с электроинструментом, работаю-
им от электрической сети напряжением более 36 В, обес-
чивается при соблюдении следующих требований:
— к работе допускаются рабочие, прошедшие специаль-
ную подготовку;
— электроинструмент должен выдаваться рабочему только
после проверки его исправности; осмотром необходи-
мо оценить состояние изоляции токоведущих прово-
дов, обратить особое внимание на места их вывода из
корпуса электроинструмента;
— перед началом работы следует надеть защитную одеж-
ду (резиновые сапоги, диэлектрические резиновые пер-
чатки), имеющую отметку об их испытании. Подсое-
динение инструмента к электрической сети разрешает-
ся только через штепсельные соединения, имеющие
заземляющий контакт;
— даже при самом слабом воздействии тока на человека
электроинструмент должен быть немедленно отклю-
чен и сдан на проверку;
— запрещено держать электроинструмент за электропро-
вод или касаться рукавом вращающихся частей инст-
румента до его отключения;
— после окончания работы электроинструмент должен
быть немедленно отключен от сети;
— все электродвигатели и оборудование поста или участ-
ка должны быть надежно заземлены или иметь зану-
244
Автомобильный электрик
ление согласно правилам устройства электротехничес-
ких установок;
— выключатели, рубильники к электродвигателям, стен-
дам и другому электрическому оборудованию должны
располагаться в местах, обеспечивающих их немедлен-
ное выключение;
— запрещается использовать рубильники открытого типа;
— при установке генератора, стартера или распределите-
ля на контрольно-испытательном стенде следует пра-
вильно центрировать и надежно закреплять его в за-
жимных устройствах во избежание выхода из строя
механизмов и травмирования людей.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. По какой электрической схеме соединяются приборы
электрооборудования автомобиля?
2. Какая цепь является определяющей в схеме электро-
оборудования автомобиля?
3. Перечислите компоновочные цепи схемы электрообо-
рудования автомобиля.
4. Каким образом определить короткое замыкание в
цепи?
5. Каким образом обнаружить обрыв в цепи?
Раздел 3
РЕМОНТ
И ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ
ПРИБОРОВ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Основными неисправностями системы электрообору-
дования автомобиля являются обрыв электрических цепей
вследствие нарушения контактов в электрических соедине-
ниях (ослабления их креплений, окисления контактирую-
щих поверхностей), обрыва проводников или перегорания
предохранителей, замыкание цепей из-за нарушения изо-
ляции проводников, а также выход из строя отдельных эле-
ментов системы (лампочек осветительных приборов, дат-
чиков контрольно-измерительных приборов, реле и пр.).
Устранение указанных неисправностей в большинстве слу-
чаев заключается в определении (при помощи индикатора
или тестера) мест обрыва или замыканий электрических це-
пей и в их восстановлении путем подтяжки ослабленных
контактных соединений, зачистки их от окисления, устра-
нения обрывов или замыканий проводов, а также замены
вышедших из строя элементов.
Электрические цепи электрооборудования автомобиля
защищены предохранителями, поэтому при проверке исправ-
ности той или иной электрической цепи в первую очередь
необходимо проверить, не перегорел ли предохранитель,
защищающий данную цепь.
Значительная часть элементов системы электрообору-
дования автомобиля не подлежит ремонту и практически
не нуждается в техническом обслуживании в течение всего
срока службы, за исключением поддержания их в чистоте и
обеспечения надежного контакта в соединениях.
Глава 1
НЕИСПРАВНОСТИ
И ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ
АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Неисправности аккумуляторной батареи. Срок служ-
бы аккумуляторной батареи при правильной ее эксплуата-
ции и своевременном уходе составляет примерно 3—4 года
или 75 000... 100 000 км пробега автомобиля, а при малых
годовых пробегах может увеличиваться до 6 лет. При нару-
шении правил эксплуатации и хранения батарей указанные
сроки могут значительно сокращаться. Особенно сильно на
техническом состоянии аккумуляторных батарей сказыва-
ются загрязнение электролита, работа и хранение при по-
вышенной температуре электролита и низком его уровне,
Нарушение режима заряда батареи на автомобиле, заливка
электролита повышенной плотности (это особенно часто
бывает, если вместо дистиллированной воды в аккумулято-
ры добавляют электролит). Перечисленные причины вызы-
вают такие наиболее часто встречающиеся неисправности,
Жак повышенный саморазряд, короткое замыкание разно-
именных пластин и сульфатация пластин. Указанные неис-
Йравности приводят к снижению емкости батареи, падению
Ре ЭДС и напряжения под нагрузкой. Основными призна-
ками указанных неисправностей аккумуляторной батареи
Являются замедленное вращение коленчатого вала двигате-
ля стартером при пуске (при сильном разряде батареи стар-
?tp может вообще не проворачивать коленчатый вал), а так-
248 Автомобильный электрик
же тусклый свет ламп и ослабленный звуковой сигнал.
Кроме того, в процессе эксплуатации батареи происходит
окисление полюсных штырей и наконечников (клемм) про-
водов, которое является наиболее частой причиной наруше-
ния нормальной работы стартера при пуске двигателя, а так-
же возможно появление трещин в корпусе, вызывающих
подтекание электролита, определяемое визуально.
Следует, однако, иметь в виду, что нарушение нормаль-
ной работы стартера при пуске двигателя может быть выз-
вано не только неисправностью аккумуляторной батареи,
но также и неисправностью самого стартера или его втяги-
вающего реле, либо других элементов системы пуска дви-
гателя.
Повышенный саморазряд аккумуляторной батареи при
ее эксплуатации и хранении может быть вызван следующи-
ми причинами: внутреннее короткое замыкание; загрязне-
ние поверхности батареи; применение для доливки обыч-
ной (недистиллированной) воды, содержащей щелочи и
соли; попадание внутрь аккумуляторов металлических час-
тиц и других веществ, способствующих образованию галь-
ванических пар. Саморазряд батареи неизбежен и возника-
ет вследствие образования в активной массе пластин мест-
ных токов. Эти токи появляются за счет возникновения ЭДС
между окислами активной массы и решеткой пластин. Кро-
ме того, при длительном хранении электролит в аккумуля-
торе отслаивается и плотность электролита в нижних слоях
становится больше, чем в верхних. Это приводит к появле-
нию разности потенциалов и возникновению уравнитель-
ных токов на поверхности пластин. Нормальный самораз-
ряд исправной, полностью заряженной, необслуживаемой
батареи составляет 0,2...0,3% в сутки.
Короткое замыкание разноименных пластин в отдель-
ных аккумуляторах сопровождается «кипением> в них элек-
тролита и снижением емкости и напряжения аккумулятор-
ной батареи. Причинами этих явлений могут быть разруше-
ние сепараторов, коробление пластин и выпадение из них
раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 249
активной массы, что в свою очередь может являться след-
ствием систематического перезаряда батар-и на автомоби-
ле и повышенной ее вибрации из-за ослабления креплений.
При коротком замыкании пластин внутри аккумуля-
торной батареи она подлежит замене.
Сульфатация пластин связана с образованием на них
крупнокристаллического сернокислого свинца в виде бело-
го налета. При этом увеличивается электрическое сопротив-
ление аккумуляторов. Крупные кристаллы сульфата свин-
ца закрывают поры активной массы, препятствуя проник-
новению электролита и формированию активной массы при
заряде. Вследствие этого активная поверхность пластин
уменьшается, вызывая снижение емкости батареи. Призна-
ком сульфатации пластин является то, что при заряде бата-
реи быстро повышаются напряжение и температура элект-
ролита и происходит бурное газовыделение («кипение»), а
Плотность электролита при этом повышается незначитель-
но. При последующем разряде и особенно при включении
Стартера батарея быстро разряжается из-за малой емкости.
Ьсновные причины, вызывающие сульфатацию: разряд ба-
тареи до величины ЭДС, меньшей 10,5 В, оголение плас-
тин вследствие понижения уровня электролита, длительное
^ранение батареи без подзаряда (особенно разряженной),
Слишком большая плотность электролита, продолжитель-
ное пользование стартером при пуске двигателя.
Незначительная сульфатация пластин может быть ус-
транена проведением восстановительного заряда батареи.
Бри значительной сульфатации пластин и невозможности
Вследствие этого нормальной эксплуатации аккумулятор-
|К>й батареи она подлежит замене.
| Окисление полюсных штырей приводит к увеличению
Сопротивления во внешней цепи и даже к прекращению тока.
Иля устранения неисправности надо снять со штырей нако-
нечники проводов (клеммы), зачистить штыри и клеммы
ЙО металлического блеска и укрепить последние на шты-
рях. После этого штыри и клеммы снаружи смазать тон-
250 Автомобильный электрик
ким слоем технического вазелина ВТВ-1 или другой кисло-
тостойкой консистентной смазки.
Подтекание электролита через трещины в корпусе бака
обнаруживается путем осмотра. Трещины чаще всего появ-
ляются вблизи выводов батареи из-за неаккуратного демон-
тажа клемм проводов, а также могут возникать при меха-
нических повреждениях корпуса (обычно при авариях). Не-
большую трещину в пластмассовом корпусе батареи можно
заделать, заплавив ее куском полиэтилена при помощи па-
яльника, или, положив на трещину несколько слоев поли-
этиленовой пленки, заплавить ее через лист плотной бума-
ги. При значительном повреждении корпуса батарея подле-
жит замене. При вынужденной временной эксплуатации
батареи с трещиной необходимо периодически добавлять в
неисправный отсек корпуса электролит, а не дистиллиро-
ванную воду.
ЗАРЯД АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Батарею, разряженную зимой более, чем на 25%, а
летом более, чем на 50%, необходимо снять с автомобиля и
зарядить на зарядном устройстве. Степень заряженности
батареи определяют по плотности электролита при темпе-
ратуре 25°С, г/см3 (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Плотность электролита аккумуляторной батареи
Полностью заряжена 13 1,28 1,26 134 1,22
Разряжена: на 25% 1,26 1,24 1,22 1,20 1,18
на 50% 1,22 1,20 1,18 1,16 1,14
Одновременно измеряют его температуру, чтобы учесть
температурную поправку (табл. 3.2).
3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
251
Таблица 3.2
Температурная поправка к показаниям ареометра
^^Температура электролита, °C Поправка к показанию ареометра, г/см*
-55...-41 -0,05
-40...-26 -0,04
-25...-И -0,03
-Ю...+4 -0,02
+5...+9 -0,01
+20...+30 0
+31...+45 +0,01
Г +46...+60 +0,02
Примечание. При температуре электролита выше 30°С поправку при-
бавляют к фактическому показанию ареометра. При температуре
электролита ниже 20°С поправку вычитают из показания ареомет-
ра. Температурную поправку не вводят при температуре электроли-
та 20...30°С.
Плотность электролита для аккумуляторных батарей
Втомобилей, работающих в различных климатических зо-
Вах, определяют по табл. 3.3.
Таблица 3.3
Плотность электролита в зависимости от
климатической зоны
^Климатический j. район Средняя ме- сячная темпе- ратура воздуха в январе, °C Время года Плотность электролита, приведенного к 25°С, г/см3
заливаемого заряженной батареи
доень холодный -50...-30 Зима 1,28 1,30
Лето 1,24 1,26
£ Холодный -30...- 15 Круглый год 1,26 1,28
Умеренный ^Жаркий сухой -15...-8 То же 1,24 1,26
-15... 4 » 1,22 1,24
Есплый влажный 0...4 » 1,20 1,22
Для приведения новой аккумуляторной батареи в ра-
рчее состояние ее необходимо залить электролитом также
(соответствии с данными табл. 3.3. Для сухозаряженных
Ьтарей, хранящихся при температуре до -30°С, для приве-
!бния их в рабочее состояние можно заливать электролит с
252 Автомобильный электрик
температурой 40±2°С. Для получения электролита соответ-
ствующей плотности следует руководствоваться данными,
приведенными в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Объемные массы компонентов электролита
Требуемая плотность электролита, г/см3 1,2 1,22 1,24 1,26 1,28 1,40
Объем воды н серной кислоты, л: воды 0,859 0,839 0,819 0,800 0,781 0,650
серной кислоты плотностью 1,83 г/см3 0,200 0,221 0,242 0,263 0,285 0,423
Примечание. При измерении плотности электролита следует учиты-
вать, что при повышении температуры электролита на 1 °C плотность
электролита уменьшается на 0,0007 г/см3, а при понижении темпера-
туры электролита на 1°С, наоборот, увеличивается иа 0,0007 г/см3.
После заливки электролита, но не ранее чем через
20 мин и не позже чем через 2 ч, необходимо измерить его
плотность и приступить к заряду батареи. Сила зарядного
тока выбирается по табл. 3.5.
Заряд аккумуляторной батареи в целях обеспечения
его наибольшей полноты, а также повышения срока служ-
бы батареи рекомендуется производить при постоянной ве-
личине зарядного тока, численно равной 0,05 С2о с приме-
нением специальных зарядных устройств. Заряд батареи
считается полным, если напряжение на ее выводах остается
постоянным в течение 2 ч, при этом во всех аккумуляторах
должно наблюдаться бурное газовыделение («кипение»).
Плотность электролита после окончания заряда во всех ак-
кумуляторах батареи не должна различаться более чем на
0,01 г/см3. При необходимости следует произвести коррек-
цию плотности электролита.
Восстановительный цикл заряда-разряда батареи про-
водится для восстановления ее емкости, снизившейся в ре-
зультате сульфатации ее пластин или загрязненности элек-
тролита. Для этого из разряженной током О,1С2о до 10,2 В
батареи нужно слить старый электролит, промыть ее дис-
Таблица 3.5
Техническая характеристика стартерных аккумуляторных батарей типа б СТ
Параметр 45 50 55 60 75 82 90 105 132 182 190
Номинальная емкость 45 50 55 60 75 82 90 105 132 182 190
при разряде, А ч 42 45 50 54 68 75 81 95 120 165 170
Сила тока. А:
разрядного 2,25 2,5 2,75 3 3,75 4,1 4,5 5,25 6,6 9,1 9,5
4,2 4,5 5,4 5,4 6,8 7,5 8,1 9,5 12 16,5 77
зарядного 4,5 5 5,5 6 7,5 8 9 10,5 13 18 19
Необходимый объем электролита для заполнения одной батареи, л 3 3,5 3,8 3,8 5 5,4 6 7 8 11,5 12
Примечание. В числителе даны значения при разряде в течение 20 ч, а в знаменателе — в течение 10 ч.
3. Ремонт и техническое обслуживание приборов_253
254 ________________________Автомобильный электрик
тиллированной водой и, залив в нее электролит понижен-
ной плотности 1,1 г/см3, зарядить ее малым током, равным
0,02 С20, до появления признаков окончания заряда (стаби-
лизация плотности электролита и ЭДС, «кипение» электро-
лита). После этого слить из батареи электролит понижен-
ной плотности, залить электролит нормальной плотности и
полностью зарядить батарею током 0,05 С20, как описано
выше. Для полного слива электролита или промывочной
дистиллированной воды батарею следует выдерживать в пе-
ревернутом вниз отверстиями положении каждый раз в те-
чение 5...10 мин.
Вышеописанный восстановительный цикл целесообраз-
но совместить с контрольным циклом заряда-разряда, из-
мерив при разряде батареи ее фактическую емкость. Это
позволит точно определить техническое состояние батареи
и избежать излишней потери времени на проведение дли-
тельного восстановительного заряда в случае непригоднос-
ти батареи к дальнейшему использованию (при фактичес-
кой емкости менее 40%).
Если длительность контрольное разряда током 10-ча-
сового режима окажется меньшей, чем указано в табл. 3.6,
то такую батарею не следует эксплуатировать.
Таблица 3.6
Параметры контрольного (тренировочного) разряда
Плотность электролита заряженной батареи, приведенная к 25 °C, г/см3 11,28 1,26 1,24
Длительность 10-часового разряда, ч, не менее 77,5 6,5 5,5
Контрольный разряд проводят при температуре элект-
ролита 18...27°С. Сила тока должна быть постоянной в те-
чение всего разряда. При снижении напряжения на одном
из аккумуляторов до 1,85 В напряжение измеряют через
каждые 15 мин, а при снижении напряжения до 1,75 В его
контролируют непрерывно, чтобы установить конец разря-
да. При падении напряжения на аккумуляторе до 1,7 В не-
медленно измеряют напряжение на всех аккумуляторах и
|г»д«>п 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 255
Йтарею отключают. Разряд батарей напряжением 12 В со
Крытыми перемычками проводят до момента установле-
на напряжения 10,2 В.
При заряде батареи происходит выделение вредных для
здоровья и взрывоопасных газов, поэтому заряд батареи
дедует производить в отдельном, хорошо проветриваемом
[смещении, не допуская появления в непосредственной
близости от батареи открытого огня или искр (например,
фи сварке и т.п.).
Техническое обслуживание аккумуляторной батареи.
|!рок службы и исправность аккумуляторной батареи во
Ьаогом зависят от своевременного обслуживания и правиль-
ного ухода за ней. Батарея должна содержаться в чистоте,
к как загрязнение ее поверхности приводит к повышенно-
hr саморазряду. При техническом обслуживании надо про-
преть поверхность батареи 10%-ным раствором нашатыр-
вго спирта или кальцинированной соды, после чего выте-
чь чистой сухой ветошью.
S Во время заряда в результате химической реакции вм-
еняются газы, значительно повышающие давление внутри
Жумуляторов. Поэтому вентиляционные отверстия в проб-
х нужно периодически прочищать тонкой проволокой,
яитывая, что при работе батареи образуется гремучий газ
цесь водорода с кислородом), нельзя осматривать бата-
ю при открытом огне.
Необходимо периодически проверять уровень электро-
та и его плотность, а при необходимости производить пол-
jio проверку батареи в целях более точного определения ее
стояния и пригодности к дальнейшей эксплуатации,
fr Для длительного хранения батарею необходимо снять с
Гомоби ля, полностью зарядить и хранить в заряженном
стоянии в сухом месте при температуре не выше 0 °C и не
рке минус 30°С, имея в виду, что чем ниже температура
ектролита, тем меньше саморазряд. Каждые 3 месяца сле-
ёт контролировать зараженность батареи по плотности элек-
№ита и при необходимости производить ее подзаряд.
256
Автомобильный электрик
При хранении батареи непосредственно на автомобиле
следует отсоединить провода от полюсных штырей (если
отсутствует специальный выключатель). Надо помнить, что
температура замерзания электролита плотностью 1,1 г/см3 —
минус 66°С. Замерзание электролита приводит к разруше-
нию и короблению пластин, появлению трещин в баке и
выходу из строя аккумуляторов батареи.
При наличии белого или зеленоватого налета на выво-
дах батареи и клеммах проводов необходимо снять клеммы
и удалить налет влажной тряпкой, зачистить контакты до
металлического блеска металлической щеткой или шлифо-
вальной шкуркой и после установки клемм нанести на их
поверхности тонкий слой смазки ВТВ-1 или другой кисло-
тостойкой консистентной смазки. При снятии клемм не сле-
дует прикладывать чрезмерных усилий или делать это при
помощи ударов, так как это может привести к поломке ее
выводов или появлению трещин на крышке и выходу бата-
реи из строя. Для легкого снятия клемм с выводов следует
отпустить стяжной болт крепления клеммы и раздвинуть
ее щечки при помощи отвертки.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите основные неисправности электрооборудо-
вания автомобиля.
2. Назовите причины, которые особенно отрицательно
сказываются на техническом состоянии аккумулятор-
ной батареи.
3. Опишите порядок подготовки новой сухозаряженной
аккумуляторной батареи к эксплуатации.
4. Как обеспечить наибольшую полноту заряда аккуму-
ляторной батареи?
5. С какой целью производится контрольный разряд ак-
кумуляторной батареи?
8'
Глава 2
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ
ЗАЖИГАНИЯ
В настоящее время на автомобилях применяют различ-
ные по конструкции системы зажигания: батарейно-контак-
тные; контактно-транзисторные и бесконтактные.
НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ
Для системы зажигания характерны три общие неисп-
равности:
' — не работает;
— работает с перебоями;
— нарушен момент зажигания.
Неисправности батарейно-контактной системы зажи-
мания (рис. 3.1) обнаруживаются по внешним признакам, к
которым относят перебои в работе двигателя, затрудненный
Ьуск его или «выстрелы» в карбюраторе или глушителе.
Основные неисправности и способы их определения с по-
мощью контрольной лампы EL (сигнализатора) приведены
^табл. 3.7.
Контактно-транзисторной системе зажигания (рис. 3.2)
Присущи все недостатки контактной системы зажигания. К
Характерным следует отнести:
£ — износ контактов 2 и кулачка 3 прерывателя;
; — вибрацию и окисление контактов 2;
— ослабление упругости или поломка пружины 1 подвиж-
ного контакта.
258
Автомобильный электрик
Рис. 3.1. Электрическая схема батарейно-контактного зажигания:
1 — крышка распределителя; 2 — ротор распределителя; 3 — кулачок пре-
рывателя: 4 ~ контакты прерывателя: 5 — подвижный рычажок прерывателя;
6 — зажим прерывателя; 7 — первичная обмотка; 8 — вторичная обмотка; 9 —
выключатель зажигания; 10— реле включения стартера; 11 — стартер; 12 —
тяговое реле стартера; I—VIII — различные положения контрольной лампы при
отыскании неисправностей
Неисправности дополнительных резисторов блока R4
катушки зажигания Т1, прерывателя-распределителя выяв-
ляют и устраняют по рекомендациям, изложенным в табл.
3.7. Основные неисправности транзисторного коммутатора
ТК 102 — пробой транзистора VT1, обрыв цепи, выход из
строя диода VD1 и стабилитрона VD2, импульсного транс-
форматора Т2. Выявляют эти неисправности с помощью
контрольной лампы, омметра, электрического осциллогра-
фа и вольтметра.
Коммутатор проверяют контрольной лампой в поло-
жении VIII, подключив ее к выходу коммутатора без индек-
са. У исправного коммутатора лампа не горит при замкну-
9-2
^раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 259
| Рис. 3.2. Электрическая схема контактно-транзисторной системы
зажигания:
J5B —аккумуляторная батарея; G1 — генератор; Ml — стартер; ТК 102 —
транзисторный коммутатор; VD1 —диод Д7Ж; VD2 — стабилитрон Д817В;
B1T— транзистор ГТ701-А; 01 и С2 — электролитические конденсаторы; R1 и
К2 — резисторы МЛТ; Т2 — импульсный трансформатор (первичная обмотка
L14 Ом; вторичная — 7,0 Ом); Т1 — катушка зажигания Б114; R3—
Ьдавительный резистор; R4 — блок дополнительных резисторов СЭ107; F1 —
(Меча зажигания; F2 — разрядник; I -УШ — места подключения контрольной
||Вмпы прн проверке системы зажигания
|ых контактах прерывателя и горит при разомкнутых. Если
Дампа не горит и при разомкнутых контактах прерывателя,
транзистор пробит. В этом случае при замыкании и раз-
мыкании контактов прерывателя показания амперметра,
включенного в цепь питания системы, не изменяются. Ком-
260
Автомобильный электрик
мутатор проверяют омметром, измеряя сопротивление
между его выводами. Сопротивление между зажимом без
индекса и зажимом <Масса» в прямом направлении должно
быть выше 1 кОм, в обратном — 4... 10 Ом, а между зажи-
мами без индекса и зажимом «К» более 100 кОм.
Коммутатор проверяют вольтметром при разомкнутых
контактах 2 прерывателя. Напряжение на зажиме «К» комму-
татора относительно зажима «М» должно быть 7...8 В, на за-
жиме «Р» 3...4 В. Если напряжение на зажиме «Р» мало или
полностью отсутствует, коммутатор неисправен, его нужно ре-
монтировать — меняя вышедшие из строя детали.
Бесконтактная система зажигания экранирована, по-
этому используются другие способы диагностирования тран-
зисторных коммутаторов и их цепей управления. В осталь-
ном методика поиска причин неисправностей аналогична
методике для контактно-транзисторной системы зажигания.
Перед проверкой транзисторных коммутаторов необ-
ходимо убедиться в исправности первичной цепи до его
разъема «К» (рис. 3.3), после чего отсоединить провод от
Рис. 3.3. Электрическая схема бесконтактной транзисторной
системы зажигания автомобиля ЗИЛ-131:
1 — аккумуляторная батарея; 2 — выключатель зажигания; 3 — добавочный
резистор; 4 — транзисторный коммутатор; 5 — катушка зажигания: 6 — свеча
зажигания; 7 — распределитель зажигания (датчик-распределитель); 8 —датчик
импульсов
9-4
Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
261
Таблица 3. 7
Причины и способы определения неисправностей
системы зажигания
Причина неисправности Способ определения
Стартер проворачивает коленчатый вал, но двигатель не пускается и вспышек не дает
Неисправна система зажигания Отсоединить провод высокого напряжения от любой свечи зажигания и подвести его конец к блоку двигателя (к массе) на рас- стоянии 4-7 мм. Включить зажигание и провернуть пусковой рукояткой коленча- тый вал. Если между концом провода и массой проскакивает яркая искра, то систе- ма зажигания исправна. Неисправность следует искать в системе питания двигателя топливом. Наличие слабой искры или ее отсутствие свидетельствует о неисправно- сти системы зажигания
Неисправна цепь низкого напря- жения Контрольную лампу подключить к винту (положение 1, рис. 3.2. Если при провора- чивании рукояткой коленчатого вала и размыкании контактов прерывателя тока лампа EL горит, а при их замыкании гаснет, то цепь низкого напряжения исправна
Обрыв провода, соединяющего выводной зажим и подвижный диск прерывателя тока. Сильное загрязнение контактов прерыва- теля. Увеличенный зазор между контактами Контрольная лампа EL при проворачива- нии коленчатого вала горит постоянно. Оборванный провод заменить. Зачистить контакты и отрегулировать величину зазора между ними
Отсутствие зазора между контак- тами прерывателя тока. Сильный износ молоточка подвижного контакта прерывателя тока Контрольная лампа в положении I при проворачивании коленчатого вала ие горит. Отрегулировать зазор между контактами. При сильном износе кулачка заменить подвижный контакт прерывателя тока
Пробой конденсатора Лампа в положении 1 не горит. Отсоеди- нить конденсатор. Если при замыкании и размыкании контактов прерывателя тока контрольная лампа в положении I соответ- ственно гаснет и зажигается, то заменить конденсатор на исправный
Обрыв провода от прерывателя к катушке зажигания Контрольная лампа не горит в положении I при разомкнутых контактах прерывателя тока и горит в положении П. Сменить про- вод или устранить обрыв
Обрыв в первичной обмотке катушки зажигания В этом случае контрольная лампа не горит в положении П (при разомкнутых контак- тах прерывателя) и горит в положении III.
262
Автомобильный электрик
Продолжение табл. 3.7
Причина неисправности Способ определения
Обрыв цепи или перегорание дополнительного резистора ДР катушки зажигания Контрольная лампа EL не горит в положе- нии Ш (при разомкнутых контактах пре- рывателя) и горит в положении IV. Заме- нить резистор
Обрыв провода между резистором RD катушки зажигания и выклю- чателем 9 зажигания Контрольная лампа EL не горит в положе- нии IV (при разомкнутых контактах пре- рывателя) и горит в положении V. Сме- нить провод или устранить обрыв
Неисправна контактная группа включателя зажигания Контрольная лампа не горит в положении V (при выключенных контактах прерыва- теля тока) и горит в положении IV. Прове- рить состояние контактов в контактной группе (зачистить, подогнуть контакты). Если это ие дает результата или разрушен пластмассовый корпус, то заменить кон- тактную группу
Неисправна свеча зажигания или подавительный резистор Двигатель работаете перебоями. Если снять иакоиечиик с неисправной свечи (при исправном подавительиом резисто- ре), то двигатель будет продолжать рабо- тать с такими же перебоями. Неисправная свеча должна быть заменена на исправ- ную. При исправной свече снять иакоие- чик с подавительиым резистором и кос- нуться проводом высокого напряжения центрального электрода свечи. Если дви- гатель работает без перебоев, то резистор неисправен. Его необходимо заменить
Обрыв или пробой высоковольт- ной изоляции (вторичной) обмот- ки катушки зажигания При исправной цепи низкого напряжения отсоединить провод, соединяющий катуш- ку зажигания с крышкой распределителя, и подвести его конец на расстояние 5...7 мм к массе автомобиля. При включенном зажигании провернуть коленчатый вал двигателя. Если искра отсутствует, то необходимо заменить катушку
Снижение мощности двигателя, повышенный расход топлива (в двигателе вся цилиндропоршневая группа исправна)
Нарушение работы центробежно- го регулятора опережения зажи- гания Распределитель следует сдать в ремонт
Нарушение работы вакуумного регулятора опережения зажигания Проверить герметичность трубки и ее соединения к карбюратору и вакуумному регулятору. При неисправности вакуумно- го регулятора заменить его
’ Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
263
Окончание табл. 3.7
Причина неисправности | Способ определения
Перегрев двигателя
Перегрев свечей, раннее зажи- гание Правильно установить зажигание
Позднее зажигание Правильно установить зажигание
Нарушение зазора между кон- тактами прерывателя Отрегулировать зазор
Ослабление жесткости пружины прерывателя Измерить жесткость пружины динамомет- ром. При необходимости заменить ее
Обрыв провода конденсатора Наблюдается повышенное искрение при размыкании контактов прерывателя, слабая искра красноватого цвета в цепи высокого напряжения. Заменить конденсатор
Электрический пробой ротора распределителя Снять крышку распределителя, подвести высоковольтный провод от вывода катушки зажигания к токоразностной пластине рото- ра на расстояние 5...6 мм. Если при прово- рачивании коленчатого вала между прово- дом и пластиной ротора проскакивает искра, то ротор пробит н его надо заменить
Двигатель пускается, но после выключения стартера останавливается
Обрыв или перегорание дополни- тельного резистора (вариатора) Заменить резистор катушки зажигания
Затруднен пуск двигателя, перебои в его работе
Подгорание или загрязнение контактов прерывателя тока Определить с помощью вольтметра падение напряжения на замкнутых контактах преры- вателя тока. Если оио превышает 0,1 В, то зачистить контакты
Износ вала привода и втулок распределителя превышает допустимый Определяется по зазору при снятой крышке распределителя. Распределитель следует отремонтировать.
Межвитковое замыкание в обмотках катушки зажигания Измерить сопротивление обмоток омметром и сравнить с паспортными данными. При обнаружении межвиткового замыкания катушку заменить
Электрический пробой крышки распределителя Отсоединить высоковольтные провода от свечей, и подвести их к массе автомобиля иа расстояние 5...6 мм. При включенном зажи- гании провернуть коленчатый вал двигате- ля. Если искра ие проскакивает поочередно между концами проводов и массою автомо- биля, то это свидетельствует о пробое в крышке. Крышку необходимо заменить
Пробой изоляции высоковольт- ных проводов Отсутствие искры в любом нз высоковольт- ных проводов при исправной крышке рас- пределителя. Провод необходимо заменить.
264 Автомобильный электрик
разъема «Д» транзисторного коммутатора (4). Если транзис-
торный коммутатор исправен, то при подаче на его разъем
«Д» импульсов напряжения от вывода «+» генератора или
добавочного резистора (3) стрелка амперметра должна ко-
лебаться. Если этого не происходит, то коммутатор не ис-
правен и его нужно заменить.
Цепь управления (участок: датчик импульсов (8) и про-
вод до разъема «Д» коммутатора) проверяют на отсутствие
обрыва и замыкания на «массу» с помощью контрольной
лампы, для чего лампу подключают между наконечником
провода, отсоединенным от разъема «Д» коммутатора, и вы-
водом «+12 В» добавочного резистора (3). Если контрольная
лампа горит слабо, то цепь управления исправна. Когда
лампа не горит или горит полным накалом, в цепи управ-
ления соответственно обрыв или замыкание на «массу».
УСТАНОВКА МОМЕНТА ЗАЖИГАНИЯ
Установку момента зажигания проводят в случае сня-
тия с двигателя прерывателя-распределителя или при нару-
шении угла опережения зажигания. Эту работу выполня-
ют, соблюдая последовательность:
— снять крышку прерывателя-распределителя, очистить
контакты прерывателя и отрегулировать зазор между
ними (0,3...0,4 мм);
— установить стрелку октан-корректора на нулевое деле-
ние шкалы;
— провернуть пусковой рукояткой коленчатый вал двига-
теля, добиваясь совпадения установочных меток. «М3»
(момент зажигания) в такте сжатия первого цилиндра.
Такт сжатия определяется по положению ротора рас-
пределителя: при такте сжатия в первом цилиндре ро-
тор должен быть направлен в сторону выводного кон-
такта первого цилиндра на крышке прерывателя-рас-
пределителя. Такт сжатия можно определить также по
компрессии. Для этого необходимо выдернуть свечу
Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
265
зажигания первого цилиндра и зажать отверстие паль-
цем руки или бумажной пробкой. Такт сжатия опреде-
ляется по моменту выталкивания бумажной пробки или
пальца руки. После определения такта сжатия свечу
поставить на место;
— ослабить гайку крепления корпуса прерывателя-распре-
делителя;
— подключить контрольную лампу одним проводом к
выводу низкого напряжения прерывателя-распредели-
теля, а другим — к «массе» двигателя (при контактно-
транзисторной системе зажигания контрольную лам-
пу подключают между немаркированным выводом ка-
тушки зажигания и «массой»);
— включить зажигание;
— повернуть корпус прерывателя-распределителя в на-
правлении вращения ротора распределителя до момен-
та замыкания контактов прерывателя (при этом конт-
рольная лампа не горит);
— осторожно поворачивать корпус прерывателя-распре-
делителя (для исключения люфта ротор распределите-
ля прижимать в сторону, противоположную направле-
нию его вращения) до момента загорания контрольной
лампы, указывающей на начало размыкания контак-
тов прерывателя;
— завернуть гайку крепления корпуса прерывателя-рас-
пределителя;
— установить на место крышку прерывателя-распредели-
теля, зафиксировав ее защелками;
— подсоединить трубку к вакуумному регулятору угла
опережения момента зажигания;
— подсоединить к крышке прерывателя-распределителя
провода высокого напряжения в соответствии с поряд-
ком работы цилиндров двигателя.
Правильность установки момента зажигания проверя-
ют на прогретом двигателе при движении автомобиля по
266 Автомобильный электрик
ровному участку дороги на прямой передаче со скоростью
25—30 км/ч для грузовых и 35—40 км/ч для легковых авто-
мобилей. Если при резком нажатии на педаль управления
дроссельной заслонкой карбюратора прослушивается сла-
бая детонация, которая исчезает при скорости 40—50 км/ч,
то установка момента зажигания выполнена правильно. При
сильной детонации необходимо стрелку октан-корректора
переместить в сторону знака «-» на его шкале, а при полном
отсутствии детонации — в сторону знака «+».
После корректировки угла опережения зажигания не-
обходимо снова проверить работу двигателя.
ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРИБОРОВ СИСТЕМЫ
ЗАЖИГАНИЯ
Приборы зажигания обслуживаются при каждом оче-
редном техническом обслуживании: ЕТО, ТО-1, ТО-2, СТО.
Необходимо поддерживать приборы зажигания в чистоте,
следить за состоянием и креплением всех разъемов и про-
водов. Регулярно смазывать все трущиеся поверхности пре-
рывателя-распределителя.
Свечи зажигания. Осмотром проверяют состояние изо-
лятора и наличие на нем нагара. Нагар красновато-коричне-
вого цвета характерен для свечи нормального состояния.
Нагар в виде твердой корки черного цвета образуется при
низкой температуре теплового конуса.
Проверка свечей зажигания на искрообразование под
давлением и удаление нагара производится прибором мо-
дели 514-2М (рис. 3.4).
Испытываемая свеча зажигания ввертывается вместо
заглушки в корпус воздушной камеры прибора. В воздуш-
ной камере сжатым воздухом создается давление 0,6—0,8
МПа, которое контролируется манометром. При включении
прибора кнопкой (?) через электромагнитный прерыватель
замыкается первичная обмотка катушки зажигания. При
каждом размыкании первичной обмотки во вторичной об-
мотке этой катушки возникает ток высокого напряжения,
раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 267
ю 1 1
Рис. 3.4. Схема прибора мод. 514-2М для очистки и проверки
искровых свечей зажигания:
кнопка включения катушки зажигания; 2 — катушка зажигания; 3 —
Йысоковольтиый провод с наконечником; 4 — испытуемая свеча: 5 — корпус
^шной камеры; 6 — искровой разрядник; 7 — штуцер подвода сжатого
ха; 8 — распределительная камера; 9 — резиновая диафрагма; 10 — крышка
корпуса; 11 — штифт; 12, 13 и 14 — винты-клапаны подачи сжатого воздуха;
15— прокладка (фильтр) из хлопчатобумажной ткани и проволочная сетка;
фб— виит крепления крышки; 17— крышка манжеты; 18 — отражательный
|Йск; 19 — сменная резиновая манжета; 20 — крышка пескоструйной камеры;
£/ — пескоструйная камера; 22 — песок; 23 — насадок; 24 — верхнее отверстие
|Йя обдува свечи сжатым воздухом; 25 — манометр; 26— заглушка; 27—
Ьютровое окно воздушной камеры; 28 — воздушная камера
Додаваемый на высоковольтный провод и центральный элек-
трод испытываемой свечи. Процесс образования искры на-
блюдают через смотровое окно прибора. Искровой разрядник
Оредохраняет вторичную обмотку катушки от пробоя. Пи-
|^йние прибора осуществляется от аккумуляторной батареи.
I Для очистки свечи от нагара ее вставляют в отверстие
Пескоструйной камеры прибора. Сжатый воздух, проходя
!Шрез слой песка, захватывает его и направляет на очищае-
мую поверхность свечи. Очистка свечи длится 8—10 с.
’ Непосредственно на двигателе работу свечей проверя-
ют поочередным отключением проводов высокого напря-
268 Автомобильный электрик
жения. Если отсоединенная свеча исправна, то перебои в
работе двигателя увеличиваются. При отключении неисп-
равной свечи перебои останутся неизменными. Неисправ-
ную свечу вывертывают и осматривают. Нагар удаляют чи-
сткой электродов и нижней части электрода.
Катушка зажигания. Характерные неисправности —
пробой изоляции низкого и высокого напряжения, обрыв
или перегорание обмотки низкого напряжения, электричес-
кий пробой изоляционной крышки катушки, перегорание
дополнительного резистора.
Техническое состояние катушки непосредственно на
автомобиле можно проверить с помощью стендов моделей
537, НИИАТ ЭБ, Э-214 или К-301. Во время проверки ис-
пользуемая катушка работает с эталонным (заведомо ис-
правными) прерывателем-распределителем, конденсатором
и разрядником. Если искра получается слабой, то катушка
неисправна.
Техническое состояние катушки можно проверить и по
следующей схеме:
— провод от конденсатора и провод низкого напряжения
от катушки зажигания соединить скруткой провода;
— - удалить из крышки прерывателя-распределителя цент-
ральный высоковольтный провод, идущий от катушки
зажигания;
— включить зажигание;
— периодически касаться скруткой провода «массы» ав-
томобиля.
Если между концом высоковольтного провода и «мас-
сой» автомобиля проскакивает яркая синего цвета искра дли-
ной не менее 5 мм, то катушка исправна.
Обрывы и межвитковые замыкания в обмотках катуш-
ки зажигания определяют по их сопротивлениям. Показа-
ния омметра сравнивают с паспортными техническими дан-
ными катушки. Катушки, имеющие в обмотке неисправно-
сти, электрический пробой в крышке или трещины, следу-
ет заменить на исправные.
Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 269
Прерыватель-распределитель. Внутреннюю поверх-
ность крышки рекомендуется протирать чистой ветошью,
смоченной бензином. Контакты прерывателя очищаются
плоской абразивной пластиной (надфилем). После зачист-
ки плоскости контактов должны быть параллельны. Их
протирают чистой ветошью, смоченной бензином. При зна-
чительном износе контакты следует заменить.
Через каждые 25—30 тыс. км пробега автомобиля ди-
намометром проверяют натяжение пружины прерывателя
(рис. 3.5). Усилие натяжения пружины прерывателя долж-
но составлять 3,5—7 Н в зависимости от типа прерывателя-
распределителя.
Регулируют и испытывают прерыватели-распределите-
ли, снятые с двигателя, на стенде СПЗ-6, СПЗ-8М или КИ-
968. На стенде проверяют угол замкнутого состояния кон-
тактов прерывателя, бесперебойность искрообразования,
Рис. 3.5. Регулировка зазора между контактами прерывателя и
проверка натяжения пружины прерывателя:
7— кулачок прерывателя; 2 — неподвижный контакт; 3— регулировочный
Винт; 4— пластина неподвижного контакта; 5— подвижный контакт; 6 —
стопорный винт; 7— динамометр; 8— шкала октан-корректора; 9 —
пластинчатая пружина; 10— винт крепления пружины; 11 н 12— октан-
хорректоры
270 Автомобильный электрик
работу вакуумного и центробежного регуляторов. После ис-
пытания исследуемого прерывателя-распределителя изно-
шенные детали заменяют на исправные. Затем проверка и
регулировка прерывателя-распределителя повторяется. За-
зор между контактами прерывателя устанавливают при пол-
ном их размыкании с помощью щупа 0,35—0,45 мм в зави-
симости от типа прерывателя-распределителя.
Конденсатор проверяют следующими способами. При-
вод конденсатора отсоединяют от зажима и, включив зажи-
гание, размыкают контакты прерывателя рукой, при этом
между ними появляется сильная искра. Незначительное
искрение между контактами при их размыкании после при-
соединения провода конденсатора свидетельствует о том,
что конденсатор исправен. Если же искра между контакта-
ми остается сильной и после присоединения провода кон-
денсатора, то конденсатор неисправен. Неисправный кон-
денсатор следует заменить.
Конденсатор можно проверить на «искру», для этого
провод высокого напряжения нужно держать на расстоянии
5—7 мм от «массы». Интенсивная искра между проводом и
«массой» при размыкании контактов прерывателя также яв-
ляется признаком исправности конденсатора.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите характерные неисправности систем за-
жигания.
2. В чем заключаются особенности диагностирования бес-
контактной системы зажигания?
3. Опишите порядок выполнения работ при установке
момента зажигания.
4. Перечислите характерные неисправности катушки за-
жигания.
5. Каким образом проверить исправность конденсатора?
Глава 3
РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ
ГЕНЕРАТОРА
И РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРА
Неисправности генератора имеют следующие основные
gE «и: отсутствует зарядный ток при работе двигателя,
ена сила зарядного тока, не обеспечивающая необхо-
) заряда аккумуляторной батареи, либо повышена сила
ого тока.
тсутствие зарядного тока генератора при работе
еля определяется по контрольным приборам (конт-
>й лампе, амперметру, вольтметру) и может быть
to выходом из строя ремня привода генератора, неис-
стью самого генератора (выходом из строя его ще-
0 узла, загрязнением контактных колец, замыкани-
i или обрывом электрических цепей элементов генерато-
), а также неисправностью цепи заряда аккумуляторной
тареи.
Определение причины отсутствия зарядного тока гене-
ратора целесообразно производить в следующем порядке.
Сначала необходимо проверить состояние и натяжение ремня
Привода генератора. Затем следует проверить вольтметром
ли пробником с отключенными дополнительными сопро-
тивлениями регулируемое напряжение генератора. Для этого
Вольтметр подключается к клемме «30» (или «+») генерато-
ра и к «массе» с соблюдением полярности, устанавливается
Средняя частота вращения коленчатого вала двигателя (при-
рйрно 2000 мин-1) и включаются основные потребители
2722 Автомобильный электрик
электроэнергии (дальний свет фар, отопитель, габаритные
огнни). При этом величина напряжения должна быть в пре-
деллах 13,7...14,5 В.
Если регулируемое напряжение генератора находится
в указанных пределах, то генератор исправен и нужно про-
верить цепь заряда аккумуляторной батареи. В противном
слуучае необходимо снять щеточный узел с регулятором на-
пряжения, проверить состояние щеток (их износ, отсутствие
заседаний в щеткодержателе) и отсутствие загрязнения кон-
такктных колец якоря генератора, а также надежность кон-
такктов регулятора напряжения, и снова замерить напряже-
ннее. Если это не даст результатов, то заменить регулятор
наппряжения на заведомо исправный. Если после замены ре-
гулпятора напряжение не восстановится, то следует снять
геннератор с автомобиля для более детальной проверки и
заюмены вышедших из строя элементов.
Пониженная сила зарядного тока проявляется в недоза-
рядце аккумуляторной батареи на автомобиле, при этом сни-
жаается накал ламп приборов освещения и изменяется тембр
звуукового сигнала. Причинами пониженного зарядного тока
моюгут быть пробуксовка ремня привода генератора, наруше-
ние:е работы щеточно-коллекторного узла (загрязнение кол-
ленктора, износ или заедание щеток), обрыв и междувитковое
заьмыкание или обрыв в одной из фаз обмотки статора, по-
вреждение одного из диодов выпрямительного блока.
Для определения и устранения неисправности нужно
про'оверить натяжение ремня привода генератора, надежность
коннтактов проводов, снять щеточный узел и проверить заг-
ряззненность контактных колец, износ и отсутствие заеда-
нияя щеток. Если после принятых мер регулируемое напря-
жеение генератора не восстановится, то генератор необходи-
мо о снять с автомобиля для проверки и замены вышедших
из строя элементов.
Повышенная сила зарядного тока вызывает перезаряд
акмкумуляторной батареи, при этом стрелки контрольных
прпиборов (амперметра, вольтметра) зашкаливают при боль-
шиих оборотах двигателя, а электролит «кипит» и выплески-
Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
273
вается из аккумуляторов. Причиной может быть неисправ-
ность регулятора напряжения либо аккумуляторной бата-
реи. В этом случае следует проверить регулируемое напря-
жение генератора, как описано выше, и заменить неисправ-
ный регулятор напряжения, либо вышедшую из строя акку-
муляторную батарею.
Ремонт генератора состоит в проверке его техническо-
го состояния, разборке, проверке состояния его деталей и
сборке.
Проверка технического состояния генератора, снято-
го с автомобиля, производится на специальном контрольно-
испытательном стенде, оборудованном электроприводом,
обеспечивающим плавное изменение частоты вращения ро-
тора генератора в пределах от 0 до 5000 мин-1, вольтметром
со шкалой 0...30 В, амперметром со шкалой 0...60 А, тахо-
метром и нагрузочным реостатом, рассчитанным на ток до
60 А. Схема для проверки генератора на стенде приведена
на рис. 3.6. Проверка на стенде заключается в определении
Минимальной частоты вращения ротора генератора, при ко-
торой достигается напряжение 12,5 В без нагрузки и с на-
1рузкой, а также в проверке величин тока нагрузки и регу-
лируемого напряжения.
Рис. 3.6. Электрическая схема для проверки генератора:
1 — электродвигатель стенда; 2 н 10 — вольтметры; 3,5, 6 н 8 — выключатели;
— реостаты; 7 — аккумуляторная батарея; 11 — амперметр; 12 — генератор;
$3 — тахометр
3 4 5 6 7
274
Автомобильный электрик
Проверка минимальной частоты вращения ротора про-
изводится при замкнутом выключателе (5) и разомкнутых
выключателях (3) и (6). Питание обмоток возбуждения ге-
нератора осуществляется от источника постоянного тока (ба-
тареи) напряжением 12,5 В, устанавливаемым реостатом (4),
и фиксируется по вольтметру (2). При проверке с нагруз-
кой, устанавливаемой реостатом (9), замыкается также вык-
лючатель (8). При испытании постепенно повышают часто-
ту вращения ротора, пока напряжение, фиксируемое по воль-
тметру (70), не достигнет 12,5 В. При испытании с нагруз-
кой реостатом (9) устанавливается нагрузка 32 А, фиксиру-
емая амперметром. Частота вращения ротора, при которой
достигается напряжение 12,5 В, не должна превышать (в
зависимости от модели генератора) 1000... 1100 мин*1 при
работе генератора без нагрузки и 1900...2200 мин*1 при на-
грузке 32 А. В случае большей величины минимальной ча-
стоты вращения следует разобрать генератор и проверить
обмотки ротора, статора и диоды выпрямительного блока
на обрыв или замыкание, как описано ниже.
Сила тока нагрузки определяется при разомкнутых
контактах (5) и (3) и замкнутых контактах (б) и (8). При
частоте вращения ротора генератора 5000 мин*1 и напряже-
нии 13 В сила тока нагрузки должна составлять не менее
40...55 А (в зависимости от модели генератора). В против-
ном случае следует разобрать генератор и проверить его
обмотки и диоды.
Проверка регулируемого напряжения генератора про-
изводится при разомкнутом выключателе (5) и замкнутых
выключателях (3), (б) и (8). Напряжение источника посто-
янного тока (батареи) должно быть в пределах 12,2... 12,6 В.
Измерение регулируемого напряжения производится по
вольтметру (2) при частоте вращения ротора 3500 мин*1 и
токе нагрузки, устанавливаемом реостатом (9), 16 А. Вели-
чина регулируемого напряжения при этом должна быть в
пределах 13,7...14,5 В. В противном случае следует заме-
нить регулятор напряжения на заведомо исправный и про-
должить проверку. Если и в этом случае регулируемое на-
еЗ. Ремонт и техническое обслуживание приборов 275
ние окажется меньше 13,7 В, то следует разобрать
(тор и проверить его обмотки и диоды.
| Разборка генератора производится в определенной по-
рледовательности:
— отвернуть крепления и снять щеткодержатель вместе с
регулятором напряжения;
— вынуть стяжные болты и снять крышку генератора
вместе со статором;
— отсоединить фазные обмотки статора от выводов на
выпрямительном блоке и извлечь его крышки;
— отвернуть гайку крепления шкива вентилятора и съем-
ником снять шкив с вала ротора;
— снять при помощи съемника переднюю крышку гене-
ратора (со стороны шкива);
— при необходимости замены переднего подшипника от-
вернуть винты его держателя и выпрессовать подшип-
ник из крышки при помощи съемника.
Сборка генератора производится в обратной последо-
вательности.
£ Проверка состояния деталей генератора включает в
^вбя проверку обмотки возбуждения ротора, проверку об-
моток статора, проверку диодов выпрямительного блока.
Проверка обмотки возбуждения ротора производится
|ри помощи омметра. Для этого, подсоединив его щупы к
Контактным кольцам якоря, нужно проверить отсутствие
Юрыва или замыканий в обмотке возбуждения по величи-
1е сопротивления.
I Обрыв в обмотке возбуждения можно определить так-
ке при помощи индикатора (контрольной лампы), подклю-
рйв через него к контактным кольцам аккумуляторную ба-
^рею. Данная проверка может быть выполнена и без сня-
|Вя генератора с автомобиля, после снятия с генератора
Ваточного узла.
L Проверка обмоток статора на обрыв и короткое за-
икание производится с помощью индикатора и источника
Йтания (аккумуляторной батареи), как показано на рис. 3.7.
проверка обмоток статора на межвитковое замыкание про-
276
Автомобильный электрик
Рис. 3.7. Схемы проверки статора генератора:
а — на обрыв; б — на короткое замыкание; 1, 2,3 — выводы фазных обмоток;
4— сердечник статора; 5 — обмотки; 6— контрольная лампа; 7— щуп; 8 —
аккумуляторная батарея
изводится омметром. При исправных обмотках сопротив-
ление всех фазных обмоток статора должно быть одинако-
вым (разница не более 10%).
Проверка диодов выпрямительного блока производится
при помощи индикатора (лампы мощностью 1.. .5 Вт) и акку-
муляторной батареи. Исправный диод пропускает ток только
в одном направлении. Неисправный может либо вообще не
пропускать ток (обрыв цепи), либо пропускать ток в обоих
направлениях (короткое замыкание). В случае повреждения
одного из диодов выпрямительного блока необходимо заме-
нять целиком выпрямительный блок в сборе.
Короткое замыкание диодов выпрямительного блока
можно проверить, не снимая генератора с автомобиля, пред-
варительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи
и генератора и вывод регулятора напряжения от клеммы
«30» (клеммы «+») и генератора. Проверить можно оммет-
ром или с помощью индикатора и аккумуляторной батареи,
как показано на рис. 3.8. Если при проверке по этой схеме
контрольная лампа горит, то в одном или нескольких дио-
дах имеется замыкание. Если лампа горит при проверке по
схемам, показанным на рис. 3.8, то замыкание имеется со-
ответственно в одном или нескольких «отрицательных» или
«положительных» диодах. В любом случае дефектный вы-
прямительный блок подлежит замене.
|раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 277
Рис. 3.8. Проверка диодов выпрямителя генератора:
а — проверка одновременно «положительных» н «отрицательных» диодов; б —
проверка «отрицательных» диодов; в — проверка «положительных» диодов; G1 —
генератор; G2 — аккумуляторная батарея; HL — контрольная лампа
Элементы селенового выпрямителя (3) проверяют (см.
рис. 3.9), измеряя силу обратного тока. Перед проверкой
замыкают выключатели SA, вводят полностью реостат R1 и
плотно прижимают щупы (J) и (2) к дистанционным шай-
рам проверяемого элемента выпрямителя. Щуп (J) со сто-
роны латунной контактной шайбы должен быть соединен с
л+» источника постоянного тока. Плавно повышают реос-
татом R1 напряжение на щупах (J) и (2) до 14 В. Если сила
обратного тока превышает 2 А, то селеновый элемент име-
ет короткое замыкание. Если сила обратного тока меньше
200 мА, то элемент исправен. Для более точного определе-
ния силы тока до 0,5 А следует разомкнуть включатель SA.
Рис. 3.9. Схема проверки исправности элементов селенового
выпрямителя
Автомобильный электрик
Если при напряжении 12 и сила тока превышает 200 мА, то
такой элемент имеет уменьшенное обратное сопротивление.
В селеновых выпрямителях все дефектные пластины, не
удовлетворяющие техническим условиям, следует заменить.
Проверка исправности выпрямительного блока может
быть проведена по схеме, представленной на рис. 3.10. Силу
обратного тока определяют в каждом плече по амперметру
РА (рис. 3.10 а), исправность отдельных вентелей выпря-
мительного блока проверяют измерением падения напря-
жения на зажимах каждого плеча выпрямителя по вольт-
метру PV (рис. 3.10 б). В этом случае поочередно в каждом
плече реостатом R устанавливают силу тока согласно тех-
ническим условиям для данного типа выпрямителя и изме-
ряют падение напряжения.
Рис. 3.10. Схема проверки выпрямительного блока:
а — определение обратного тока в плечах схемы; б — определение падения
напряжения в плечах схемы
раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 279
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА
При обслуживании генератора следует обратить вни-
мание на его чистоту. Не допускается работа генератора с
отсоединенной от зажима «+» аккумуляторной батареей, так
как при этом возникают кратковременные перенапряжения
на зажиме «+» генератора, которые могут вызвать повреж-
дение регулятора напряжения и электронных устройств и
бортовой сети автомобиля.
Ежедневно следует контролировать работу генератора
по приборам.
Через 10 000... 15 000 км пробега подтягивают крепле-
ния генератора на двигателе. Проверяют и при необходимо-
сти регулируют натяжение приводного ремня.
Через 60 000 км пробега нужно снять генератор, разоб-
щать, очистить и протереть все детали, продуть сжатым воз-
духом внутренность корпуса и крышек, проверить состоя-
ние контактных колец и щеток. При необходимости кольца
Надо зачистить мелкозернистой шкуркой или проточить, а
|цетки заменить вместе со щеткодержателем, если они вы-
ступают из щеткодержателя менее чем на 5...8 мм.
РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРЫ
На автомобилях с генераторами переменного тока в
основном работают транзисторные реле-регуляторы, кото-
рые, как правило, являются регуляторами напряжения. Не-
обходимость в ограничителе силы тока и реле обратного тока
Отсутствует, так как генератор переменного тока обладает
Двойством самоограничения силы тока нагрузки, а роль реле
Обратного тока выполняет выпрямительное устройство ге-
нератора.
* Основными неисправностями бесконтактных транзис-
торных регуляторов являются: обрыв соединительных про-
ходов между регулятором и генератором; обрыв в коллек-
торном или эмиттерном переходах выходного транзистора
fVT3, VT2 (рис. 3.11); пробой транзистора VT1 или стаби-
280
Автомобильный электрик
Рис. 3.11. Схема проверки транзисторного регулятора напряжения
РР350 иа стенде:
1 — регулятор РР350; 2 — генератор стенда; 3 — аккумуляторная батарея
литрона УД1; обрыв в обмотке дросселя L1; перегорание
одного из резисторов делителя напряжения (Rl, R2, R9, Rl 1);
уменьшение или увеличение сопротивления резистора R1;
межвитковое замыкание в обмотке дросселя Ы; пробой
перехода эмиттер-коллектора выходного транзистора VT3;
обрыв в цепи базы транзистора VT1. Разрывы в цепях уст-
раняют легко. Неисправные транзисторы, стабилитроны,
диоды и резисторы регулятора напряжения заменяют при
ремонте.
Неисправности регулятора напряжения обнаруживают
на стенде при работе с исправным генератором. Поддержи-
ваемое регулятором напряжение при изменении частоты
вращения ротора генератора в пределах, установленных для
того или иного генератора, и изменении силы тока от 0 до
номинального значения не должно превышать величины,
установленной для каждого типа регулятора.
Проверка регулятора напряжения производится по схе-
ме, показанной на рис. 3.12, с использованием источника
питания на 24 В (можно использовать две аккумуляторные
батареи, соединенные последовательно). При установке по-
тенциометром напряжения 12 В лампочка должна гореть
(если не горит, то в регуляторе пробой и его надо заменить).
При повышении напряжения до 13,7...15,5 В лампа должна
[раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
281
Рис. 3.12. Проверка регулятора напряжения Я112-В:
7 — аккумуляторная батарея; 2 — регулятор напряжения; 3 — провод,
Замыкающий клеммы «Б> и «В»; 4 — контрольная лампа; 5 — вольтметр; 6 —
ротенцнометр
|югаснуть. Если лампа не гаснет и при более высоком на-
пряжении, то регулятор неисправен и подлежит замене.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
L Перечислите основные неисправности генератора, спо-
собы определения и устранения неисправностей.
2. Объясните порядок разборки генератора и проверки
состояния деталей (обмотки возбуждения ротора, об-
моток статора диодов выпрямительного блока).
3. Перечислите основные неисправности транзисторных
реле-регуляторов.
4. Опишите порядок проверки регулятора напряжения.
Глава 4
РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ СТАРТЕРА
НЕИСПРАВНОСТИ СТАРТЕРА
К основным неисправностям стартера относятся ослаб-
ление крепления подводящих проводов, изнашивание или
загрязнение щеток и коллектора, окисление контактов вык-
лючателя, обрыв или замыкание в обмотках, изнашивание
деталей муфты свободного хода и зубьев шестерни. Эти не-
исправности приводят к тому, что стартер не работает со-
всем, не развивает нужные частоту вращения и мощность,
при включении якорь стартера вращается, а коленчатый вал
неподвижен, создается сильный шум при включении и ра-
боте стартера.
При включении стартер не работает совсем, характер-
ных щелчков тягового реле не прослушивается. Для выявле-
ния причин нужно включить фары и стартер. Если при вклю-
чении стартера накал ламп не будет изменяться, это указы-
вает на плохой контакт или обрыв в цепях вспомогательного
реле либо в цепи основного рабочего тока стартера.
Если накал ламп сильно уменьшается, то вероятной
причиной может быть плохое состояние аккумуляторной ба-
тареи или нарушение контакта в ее клеммных соединениях,
а также неисправность электродвигателя стартера. Места
плохого контакта в электрических цепях и обрыва определя-
ются последовательным подключением контрольной лампы
в указанных электрических цепях. При необходимости надо
проверить степень заряженности аккумуляторной батареи.
Если при включении стартера прослушиваются характерные
щелчки, это означает, что тяговое реле исправно.
^адал 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
283
При включении стартера коленчатый вал проворачи-
вается очень медленно. Наиболее частыми причинами это-
к> являются недостаточная заряженность аккумуляторной
батареи, окисление и (или) ослабление креплений контак-
тов рабочей электрической цепи стартера или пробуксовка
{проворачивание) роликовой муфты свободного хода. При
Ьсправной аккумуляторной батарее стартер необходимо
рнять для проверки и устранения неисправностей.
< При включении стартера якорь вращается, а маховик
Неподвижен. Причинами этой неисправности могут быть
Пробуксовка муфты свободного хода, выпадение оси или
Поломка рычага муфты, поломка поводкового кольца муф-
еы или буферной пружины.
I Сильный шум при включении и работе стартера воз-
можен при ослаблении его крепления, обрыве удерживаю-
щей обмотки втягивающего реле, поломке зубцов шестер-
привода и венца маховика.
I Сильный шум после пуска двигателя означает, что стар-
рер не выключается. Необходимо быстро заглушить двига-
тель, отключить аккумуляторную батарею, проверить креп-
ление стартера, а при необходимости снять его и проверить
Состояние зубцов шестерни привода и обмоток втягиваю-
щего реле (замыкание).
РЕМОНТ СТАРТЕРА
Ремонт стартера включает в себя проверку работоспо-
собности на стенде, разборку, проверку деталей и сборку.
Проверка стартера производится на специальном стен-
ав в режиме холостого хода и под нагрузкой. Электрическая
схема включения стартера при проверке приведена на рис.
si. 13. Соединительные провода к батарее и амперметру дол-
жны иметь сечения не менее 16 мм2. При подводимом на-
пряжении 12 В стартер должен на холостом ходу потреблять
JDK в пределах 70.. .85 А (в зависимости от модели), а частота
вращения якоря должна быть в пределах 5000 ±500 мин'1.
' Повышенный потребляемый ток, пониженная частота
вращения, а также шум во время работы свидетельствуют
284
Автомобильный электрик
Рис. 3.13. Схема включения при испытании стартера:
1 — рычаг; 2 — динамометр; 3 — стартер; 4 — втягивающее реле стартера; 5 —
выключатель; б — вольтметр; 7— указатель тока; 3— шунт указателя тока;
9 — аккумуляторная батарея
об электрических или механических неисправностях. Умень-
шенный потребляемый ток и пониженная частота враще-
ния якоря при нормальном напряжении на клеммах старте-
ра свидетельствуют о нарушении контактов в соединениях
проводов или в щеточном узле (износ, заедание щеток, за-
грязнение коллектора).
Для испытания стартера под нагрузкой в режиме пол-
ного торможения на шестерню привода надевают зажимное
приспособление с рычагом, соединенное с динамометром,
и определяют тормозной момент. Для этого производится
кратковременное (не более 4—5 с, чтобы не перегреть и не
повредить обмотки стартера) включение стартера и измере-
ние развиваемого им усилия по шкале динамометра. При
умножении измеренной динамометром величины усилия на
длину плеча рычага определяют развиваемый стартером
крутящий момент, который должен соответствовать паспор-
тным данным стартера.
Разборка стартера производится в следующем порядке:
— отсоединить от втягивающего реле вывод катушки воз-
буждения и снять его, отсоединив от крышки;
[раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов 285
— вывернуть стяжные болты (у стартера автомобиля ВАЗ-
2109 предварительно сняв кожух), снять крышку со
щетками и вынуть щетки из щеткодержателей со сто-
роны коллектора;
— разъединить корпус с передней крышкой и вынуть якорь
в сборе с муфтой свободного хода;
— снять муфту свободного хода, для чего необходимо
сдвинуть ограничительное кольцо в сторону привода и
удалить из проточки вала якоря стопорное кольцо.
После разборки все детали следует промыть и продуть
сжатым воздухом и произвести их проверку.
Проверка деталей стартера на замыкание производит-
ся при помощи индикатора и источника питания или авто-
тестера, как показано на рис. 3.14. При обнаружении замы-
кания по загоранию лампы индикатора дефектная деталь
подлежит замене.
Якорь стартера не должен иметь механических повреж-
дений шлицев и повышенного износа коллектора. При зна-
чительной шероховатости и износе коллектора его протачи-
вают и зачищают мелкозернистой шлифовальной шкуркой.
Замкнутые катушки возбуждения можно заменить,
отвернув при помощи пресс-отвертки винты их крепления к
корпусу стартера. При заворачивании винтов при сборке их
головки зачеканивают во избежание самопроизвольного
отворачивания.
Рис. 3.14. Схема проверки деталей стартера:
а — проверка катушек на короткое замыкание на корпус; б— проверка
изолированных щеткодержателей на короткое замыкание на корпус; в —
проверка обмотки якоря на короткое замыкание с магннтопроводом
286_____________________________Автомобильный электрик
Муфта свободного хода проверяется по проворачива-
нию ее шестерни на ступице: шестерня должна свободно
проворачиваться относительно ступицы в одну сторону и не
проворачиваться в другую сторону. Зубья шестерни не дол-
жны иметь следов выкрашивания и сколов. Небольшие за-
боины на заходовой части шестерни можно удалить шли-
фовкой мелкозернистым шлифовальным кругом.
Крышки стартера не должны иметь сколов и трещин,
изношенные втулки вала якоря перепрессовываются.
Щетки должны свободно перемещаться в щеткодержа-
телях и при повышенном износе их необходимо заменить.
Высота щеток должна быть не менее 9 мм у стартера авто-
мобиля ЗАЗ-1102 и не менее 12 мм — у стартеров осталь-
ных легковых автомобилей.
Сборка стартера осуществляется в порядке, обратном
разборке. Винтовые шлицы вала якоря при сборке необхо-
димо смазать моторным маслом, а втулки якоря и шестер-
ню привода — смазкой Литол-24. При сборке осуществля-
ется регулировка осевого перемещения вала якоря подбо-
ром количества и толщины регулировочных шайб, устанав-
ливаемых на передней или задней (в зависимости от конст-
рукции стартера) шейках вала якоря. После сборки проверя-
ют правильность регулировки привода по расстоянию меж-
ду торцом шестерни муфты свободного хода и ограничи-
тельным кольцом ее хода.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Техническое обслуживание стартера заключается в пе-
риодической подтяжке креплений проводов и очистке на-
ружных поверхностей от загрязнений.
Для обеспечения надежной работы стартера рекомен-
дуется через каждые 45 000 км пробега, а при необходимо-
сти и раньше, снимать его с автомобиля для очистки и про-
верки состояния его деталей и смазки. При этом произво-
дится зачистка коллектора и при необходимости замена из-
ношенных щеток, а также регулировка привода и осевого
перемещения вала якоря.
Глава 5
ОБСЛУЖИВАНИЕ
ПРИБОРОВ ОСВЕЩЕНИЯ
И КОНТРОЛЬНО-
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ПРИБОРОВ
ОСВЕЩЕНИЯ
К ним относят перегорание нитей и потемнение колбы
йрмп, потускнение и загрязнение поверхности отражателя,
Загрязнение и трещины рассеивателя, снижение светотех-
нических характеристик и разрегулировку световых пучков
|тр, окисление и разрушение контактов в электрических
Соединениях из-за попадания влаги.
Отклонение в регулировке фар и недостаточная сила
К света значительно снижают качество освещения дороги.
Неправильная регулировка фар (пучок света направлен вверх
влево или слишком вниз) приводит к ослеплению водите-
Евстречных автомобилей или сокращению длины осве-
лого участка дороги. Особенно внимательно надо отно-
ся к регулированию фар на автомобилях, оборудован-
ных фарами с галогенными лампами, так как эти фары силь-
но ослепляют водителей при встречном разъезде в случае
Неправильной их регулировки.
Одной из причин снижения светотехнических характе-
288_____________________________Автомобильный электрик
ристик приборов освещения может быть заниженная регу-
лировка регулятора напряжения или повышенное сопротив-
ление цепи питания фар и других осветительных приборов.
Падение напряжения в цепи питания фар не должно превы-
шать 0,5 В для 12-вольтовых систем электрооборудования.
Повышенная регулировка регулятора напряжения вызыва-
ет сокращение срока службы ламп и увеличивает опасность
ослепления водителей встречных автомобилей.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРИБОРОВ
ОСВЕЩЕНИЯ
Оптический элемент является основным узлом фары,
поэтому за ним требуется особенно тщательный уход. При
попадании внутрь оптического элемента пыли и грязи сила
света снижается. Если на зеркало отражателя осело значи-
тельное количество пыли, не следует удалять эту пыль,
протирая зеркало тканью через горловину. В этом случае
внутреннюю часть элемента нужно промыть водой и затем
высушить на воздухе.
Если рассеиватель (стекло) треснул или разбился, его
нужно немедленно сменить, так как иначе зеркало отража-
теля будет повреждено пылью и грязью, набившимися че-
рез трещины.
При разборке и сборке оптического элемента запреща-
ется прикасаться рукой к зеркалу отражателя.
Для замены лампы, вставляемой с тыльной стороны
отражателя, следует снять карболитовый патрон, предвари-
тельно нажав на него и повернув в левую сторону. После
этого, не вынимая лампы, удалить пыль с ее цоколя и флан-
ца и затем заменить лампу.
При смене лампы необходимо следить за тем, чтобы
пыль не попала внутрь оптического элемента. Зажимы и
штекерные соединения рекомендуется смазывать снаружи
смазкой Литол-24.
э-
Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
289
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
К основным неисправностям спидометра относят не-
правильное показание скорости движения автомобиля из-
за разрегулировки скоростного узла, колебание стрелки спи-
дометра, заедание барабанчиков счетного узла. Перед уст-
ранением этих неисправностей необходимо проверить ис-
правность гибкого вала привода спидометра: не ослабло ли
крепление гаек, соединяющих гибкий вал со спидометром
и с коробкой передач, и не оборван ли трос. В случае обрыва
троса необходимо установить причины обрыва. Одной из
причин обрыва троса может быть заедание в спидометре.
Для проверки этого присоединяют конец гибкого вала к спи-
дометру и медленно проворачивают рукой свободный ко-
нец троса. При этом не должно быть никаких заеданий и
стрелка спидометра не должна отходить от нулевого деле-
ния. При резком проворачивании троса в рабочем направле-
нии стрелка должна резко отклониться от нулевого деле-
ния, затем свободно вернуться обратно.
Колебание стрелки спидометра возникает вследствие
неправильного монтажа гибкого вала (плохое закрепление,
изгибы с радиусом менее 150 мм), недостаточного количе-
ства смазки внутри оболочки гибкого вала и отсутствия про-
дольного перемещения троса внутри оболочки при затяну-
той до отказа гайке крепления гибкого вала к спидометру.
Отсутствие продольного перемещения троса вала объясня-
ется попаданием грязи в отверстие валика спидометра.
С учетом большого разнообразия конструкций и назна-
чений контрольно-измерительных приборов ниже в качестве
примера приведены основные неисправности магнитоэлект-
рических указателей температуры: нарушение герметичнос-
ти баллона датчика из-за чрезмерных усилий, прикладывае-
мых к гайке датчика при его монтаже на двигателе; в этом
случае вода, попадая внутрь датчика, выводит из строя тер-
морезистор; нарушение стабильности характеристик термо-
резистора происходит чаще всего вследствие значительных и
длительных перегревов терморезистора в процессе эксплуа-
290 Автомобильный электрик
тации, например работа двигателя без охлаждающей жидко-
сти; смещение стрелки приемника на оси магнита из-за виб-
раций или ударов; обрыв провода внутри приемника.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
При обнаружении неисправностей датчика или прием-
ника рекомендуется заменить их исправными, а не подвер-
гать ремонту, так как конструкция приемника и датчика
неразборная и ремонту в эксплуатации ие йодлежит.
Проверку исправности магнитоэлектрических указате-
лей температуры рекомендуется проводить при 20°С в оп-
ределенной последовательности, для чего датчик и прием-
ник должны быть сняты с автомобиля.
Приемник устанавливают в приспособление в рабочем
положении. Датчик помещают в специальную герметичную
ванну с водой, закрытую пробкой от автомобильного радиа-
тора, которая дает возможность повышать температуру воды
выше 100°С. Датчики указателей, предназначенные для за-
мера температуры охлаждающей жидкости, проверяют только
в воде, так как при нагреве в масле при отсутствии интенсив-
ного его перемешивания увеличиваются погрешности изме-
рения в результате изменившихся условий теплопередачи.
Датчики указателей, предназначенные для замера тем-
пературы масла, проверяют в масляной вание.
Схема включения комплекта приемника и датчика для
проверки изображена на рис. 3.15 а. Напряжение, подводи-
мое к прибору, равно 14 или 28 В (соответственно для при-
боров с номинальным напряжением 12 и 24 В). Водяная
или масляная ванна должна медленно прогреваться.
Показания приемника указателя сравнивают с показа-
ниями контрольного ртутного термометра, установленного
в ванне. Цена деления контрольного ртутного термометра в
этом случае должна быть не более 0,5°C.
На каждой контрольной отметке шкалы перед отсче-
том показаний должна производиться выдержка не менее
10-2
Раздел 3. Ремонт и техническое обслуживание приборов
291
Рис. 3.15. Схема проверки указателя температуры:
а — указателя в комплекте; б — приемника; в — датчика; 1 — приемник; 2 —
датчик; 3 — герметичная ванна с водой; 4 — ртутный термометр; 5 — пробка
от автомобильного радиатора; б — электронагревательный прибор; 7 —
автотрансформатор с регулировкой выходного напряжения; 5— магазин
сопротивлений; 9 — эталонный приемник; 10 — амперметр; 11 — вольтметр
2 мин. Приемник и датчик исправны, если погрешность не
превышает данных, приведенных ниже:
Проверяемые точки шкалы приемника, °C 40 80 100 ПО 120
Допускаемая погрешность, °C ±8 ±5 ±5 ±6 ±6
В случае увеличенной погрешности необходимо прове-
рить приемник и датчик указателя температуры отдельно.
Проверку приемника указателя осуществляют с помо-
щью контрольного реостата или магазина сопротивлений,
включенного в цепь приемника вместо датчика (рис. 3.15 6)
при температуре окружающей среды + (20 ±5) °C и напря-
жении 14 или 28 В.
Перед проверкой показаний приемник выдерживают во
включенном состоянии на предельной отметке 110 или 120°С
в течение 2 мии. При этом фиксируют значение сопротив-
ления контрольного реостата.
292
Автомобильный электрик
Показания приемника удовлетворительны, если конт-
рольные положения стрелки соответствуют следующим зна-
чениям сопротивления контрольного реостата:
Проверяемые точки шкалы приемника, °C 40 80 100 ПО 120
Сопротивление, Ом 320-440 128-142 82-91 66-74 55-62
Погрешность приемника определяется разностью меж-
ду показаниями приемника и контрольного ртутного тер-
мометра. Приемник можно считать исправным, если его
погрешности не выходят за указанные выше пределы при
проверке приемника с датчиком.
Проверку датчика указателя проводят с эталонным при-
емником (рис. 3.156); сопротивление катушки между клем-
мами Б и Д равно (10± 1) Ом. При проверке используют
контрольный ртутный термометр с ценой деления 0,1 °C.
Проверка заключается в определении сопротивления
датчика в комплекте с эталонным приемником при конт-
рольных температурах. Такая проверка может быть выпол-
нена с помощью амперметра и вольтметра. Сопротивление
датчика определяют по формуле Кд— > где ид — паде-
1д
ние напряжения в датчике, В (показания вольтметра); —
сила тока датчика, А (показания амперметра). Применяе-
мый при этом испытании вольтметр должен иметь класс
точности не ниже 0,5. Сопротивление датчика не должно
выходить за указанные пределы:
Контрольные температуры, °C 40 60 80 100 120
Сопротивление, Ом 318-418 194-234 124-144 80-92 54-62
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите основные неисправности приборов осве-
щения, спидометра, магнитно-электрических указате-
лей температуры.
10-4
----------Приложение 1 --------------
Возможные неисправности электрооборудования
в автомобилях, нх причины н методы устранения
Причина неисправности I Метод устранения
Двигатель не запускается
1. Ток ие проходит через контакты прерывателя: 1. Проделайте следующее:
— загрязнены, окислены или пригорели контакты прерывателя; увеличенный зазор между контактами; — зачистите контакты и отрегулируйте зазор между ними;
— ослаблено крепление или окислены наконечники проводов в цепи низкого напряжения, обрыв в проводах или замыкание их с массой; — проверьте провода и их соединения; поврежденные провода замените;
— неисправен выключатель (ие замыкаются контакты «30/1» и «15» или реле зажигания; — проверьте, замените неисправную контактную часть зажигания или реле зажигания;
— пробит коидеисатор; — замените конденсатор;
— обрыв в первичной обмотке катушки зажигания — замените катушку зажигания
2. Не размыкаются контакты прерывателя: 2. Проделайте следующее:
— нарушена регулировка зазора между контактами прерывателя; — отрегулируйте зазор между контактами;
— сильно изношена текстолитовая колодка илн втулка рычажка прерывателя; — замените контактную группу;
— вышел из строя подшипник подвижной пластины прерывателя — замените подшипник или распределитель зажигания
3. Не подается высокое напряжение к свечам зажигания: 3. Проделайте следующее:
— неплотно посажены в гнездах, оторвались или окислены иаконечинкн проводов высокого напряжения; провода сильно загрязнены или повреждена нх изоляция; — проверьте и восстановите соединения, очистите или замените провода;
— износ илн повреждение контактного уголька, зависание его в крышке распределителя зажигания; — проверьте и, при необходимости, замените контактный уголек;
— утечка тока через трещины или прогары в крышке или роторе распределителя зажигания, через нагар или влагу иа внутренней поверхности крышки; — проверьте, очистите крышку от влаги и и агара, замените крышку и ротор, если в них имеются трещины;
— перегорание резистора в роторе распределителя зажигания; — замените резистор;
— повреждена катушка зажигания — замените катушку зажигания
294
Автомобильный электрик
Причина неисправности Метод устранения
4. Замаслены электроды свечей зажигания или зазор между ними ие соответствует норме 4. Очистите свечи и отрегулируйте зазор между электродами
5. Повреждены свечи зажигания (трещина на изоляторе) 5. Замените свечи новыми
6. Нарушен порядок присоединения проводов высокого напряжения к выводам крышки распределителя зажигания 6. Присоедините провода в порядке зажигания 1-3-4-2
7. Неправильная установка момента зажигания 7. Проверьте, отрегулируйте момент зажигания
8*. На коммутатор ие поступают импульсы напряжения от бесконтактного датчика: 8*. Проделайте следующее:
— обрыв в проводах между датчиком- распределителем зажигания и коммутатором; — проверьте провода и их соединения, поврежденные провода замените;
— неисправен бескоитвктиый датчик — проверьте датчик с помощью переходного разъема и вольтметра; неисправный датчик замените
9*. Не поступают импульсы тока иа первичную обмотку катушки зажигания; — проверьте провода и их соединения; поврежденные провода замените;
— неисправен коммутатор — проверьте коммутатор осциллографом; неисправный коммутатор замените
Двигатель работает неустойчиво или глохнет на холостом ходу
1. Слишком раннее зажигание в цилиндрах двигателя 1. Проверьте, отрегулируйте момент зажигания
2. Большой зазор между электродами свечей зажигания 2. Проверьте, отрегулируйте зазор между электродами
3. Малый зазор между контвктами прерывателя 3. Отрегулируйте зазор между контактами
Двигатель неравномерно и неустойчиво работает при большой частоте вращения коленчатого вала
1. Ослабла пружина подвижного контакта прерывателя 1. Замените контактную группу
2. Большой зазор между контактами прерывателя 2. Проверьте, отрегулируйте зазор между контактами
3. Ослабли пружины грузиков регулятора опережения зажигания в датч ике-распредел итело зажигания 3. Замените пружины, проверьте работу центробежного регулятора на стенде
Перебои в работе двигателя на всех режимах
1. Повреждены провода в системе зажигания, ослаблено крепление проводов или окислены их наконечники 1. Проверьте провода и их соединения. Поврежденные провода замените
* Неисправности, относящиеся к бесконтактной системе зажигания.
Приложения
295
Причина неисправности Метод устранения
2. Загрязнены, окислены, пригорели или смещены контакты прерывателя 2. Зачистите контакты и отрегулируйте зазор между ними
3. Износ электродов или замасливание свечей зажигания, значительный нагар, трещины иа изоляторе свечи 3. Проверьте свечи, отрегулируйте зазор между электродами, поврежденные свечи замените
4. Износ или повреждение контактного уголька в крышке распределителя зажигания 4. Замените контактный уголек
5. Сильное подгорание центрального контакта ротора распределителя зажигания 5. Зачистите центральный коитвкт
6. Трещины, загрязнение или прогары в роторе или крышке распределителя зажигания 6. Проверьте, замените ротор или крышку
7. Снижение емкости конденсатора или обрыв в ием 7. Замените конденсатор
8. Чрезмерно большое биение валика распределителя зажигания; повышенный износ втулки валика 8. Замените распределитель зажигания
9*. Неисправен коммутатор — форма импульсов иа первичной обмотке катушки зажигания ие соответствует норме 9*. Проверьте коммутатор с помощью осциллографа, неисправный коммутатор замените
Двигатель не развивает полной мощности и не обладает достаточной приемистостью
1. Неправильная установка момента зажигания 1. Проверьте, отрегулируйте момент зажигания
2. Заедание грузиков регулятора опережения зажигания, ослабление пружин грузиков 2. Проверьте, замените поврежденные детали
3. Большой износ втулки подвижного контакта прерывателя 3. Проверьте, замените коитвктиую группу
4*. Неисправен коммутатор — форма импульсов иа первичной обмотке катушки зажигания ие соответствует норме 4*. Проверьте коммутатор с помощью осциллографа, неисправный коммутатор замените
Возможные неисправности генератора,
их причины и методы устранения
Причина неисправности | Метод устранения
Стрелка вольтметра находится в красной зоне в начале шкалы
1. Проскальзывание ремия привода генератора 1. Отрегулируйте натяжение ремня
2. Обрыв в цепи питания обмотки возбуждения 2. Восстановите соединения
3. Поврежден регулятор напряжения генератора 3. Замените регулятор
296
Автомобильный электрик
Причина неисправности Метод устранения
4. Износ или зависание щеток генера- тора; окисление контактных колец 4. Замените щеткодержатель со щет- ками; протрите кольца тряпкой, смо- ченной в бензине
5. Обрыв или короткое замыкание на массу обмотки возбуждения генератора 5. Замените ротор
6. Короткое замыкание или обрыв в одном или нескольких диодах выпря- мительного блока 6. Замените выпрямительный блок генератора
7. Обрыв или межвитковое замыкание в обмотке статора 7. Замените статор генератора
8* Обрыв в цепи подачи от вывода «30» к штекеру «15» генератора 8. Восстановите соединения, про- верьте предохранитель «10»
9*. Замыкание между винтом крепле- ния щеткодержателя и шиной щетки, присоединяемой к выводу «В» регуля- тора 9. Устраните замыкание или замени- те пластмассовое основание щетко- держателя
10**. Обрыв или короткое замыкание в дополнительных диодах выпрямитель- ного блока 10. Замените поврежденные диоды или выпрямительный блок
Контрольная лампа не горит. Стрелка вольтметра находится в красной зоне в начале шкалы**
1. Перегорела контрольная лампа 1. Замените лампу
2. Обрыв в цепи между выводом «30» и штекером «61» генератора 2. Восстановите соединение, про- верьте предохранитель «10»
3. Нет контакта между выводами «В» и «Ш» регулятора напряжения и вывода- ми щеток (у генераторов выпуска до 1996 г.) 3. Зачистите выводы «В» и «Ш» регулятора напряжения и выводы щеток, подогните выводы регулятора
4. Отсоединился провод от вывода «В» щеткодержателя 4. Присоедините провод
Стрелка вольтметра находится в красной зоне в конце шкалы
1. Поврежден регулятор напряжения (короткое замыкание между выводом «Ш» и массой) 1. Замените регулятор напряжения
2*. Замыкание между винтом крепле- ния щеткодержателя и шииой щетки, присоединяемой к выводу «Ш» регуля- тора 2. Устраните замыкание или замени- те пластмассовое основание щетко- держателя
Повышенная шумность генератора
1. Ослабла гайка шкива генератора 1. Подтяните гайку
2. Повреждены подшипники генератора 2. Замените подшипники
3. Межвитковое замыкание (вой гене- ратора) 3. Замените статор
4. Скрип щеток 4. Протрите щетки и контактные кольца хлопчатобумажной салфет- кой, смоченной в бензине
♦ Неисправности только для генератора Г-222
♦* Неисправности только для генератора 37.3701. Остальные неисп-
равности общие для обоих генераторов.
Рис. П 1.1. Схема соединений системы генератора Г-222:
1 — генератор; 2 — отрицательный диод; 3 — положительный диод; 4 — обмотка статора; 5 — регулятор напряжения; 6 — обмотка
ротора; 7— конденсатор для подавления радиопомех; 3— аккумуляторная батарея; 9— реле контрольной лампы заряда
аккумуляторной батареи; 10 — монтажный блок; 11 — контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи в комбинации приборов;
12 — вольтметр; 13— реле зажигания; 14— выключатель зажигания
298
Автомобильный электрик
Возможные неисправности стартера,
их причины и методы устранения
Причина неисправности | | Метод устранения
При включении стартера якорь не вращается, тяговое реле не срабатывает
1. Неисправна или полностью разря- жена аккумуляторная батарея 1. Зарядите батарею или замените
2. Сильно окислены полюсные выво- ды аккумуляторной батареи и нако- нечники проводов; слабо затянуты наконечники 2. Очистите полюсные выводы и на- конечники проводов, затяните их и смажьте вазелином
3. Межвитковое замыкание во втяги- вающей обмотке тягового реле, замы- кание ее на массу или обрыв 3. Замените тяговое реле
4. Обрыв в цепи питания тягового реле стартера 4. Проверьте провода и их соединения в цепи между штекерами «50» старте- ра и выключателя зажигания
5. Не замыкаются контакты «30» и «50» выключателя зажигания 5. Замените контактную часть выклю- чателя зажигания
6. Заедание якоря тягового реле 6. Снимите реле, проверьте легкость перемещения якоря
7. Неисправно реле включения стар- тера 7. Зачистите контакты реле. Неис- правное реле замените
8. Обрыв в цепи питания обмотки реле включения стартера 8. Проверьте провода и их соединения в цепи между штекером «50» выклю- чателя зажигания н штекером «86» реле
При включении стартера якорь не вращается или вращается слишком медленно, тяговое реле срабатывает
1. Неисправна или разряжена аккуму- ляторная батарея 1. Зарядите батарею или замените
2. Окислены полюсные выводы акку- муляторной батареи и наконечники проводов; слабо затянуты наконечни- ки 2. Очистите полюсные выводы и на- конечники проводов, затяните и смажьте вазелином
3. Ослабло крепление наконечников провода, соединяющего силовой агре- гат с кузовом илн выводом «минус» аккумуляторной батареи 3. Подтяните крепления наконечников провода
4. Окислены контактные болты тяго- вого реле илн ослабли ганки крепле- ния наконечников проводов иа кон- тактных болтах 4. Зачистите контактные болты, затя- ните гайки крепления проводов
5. Подгорание коллектора, зависание щеток или их износ 5. Зачистите коллектор, замените щетки
6. Обрыв или замыкание в обмотках статора или якоря 6. Замените статор или якорь
7. Замыкание щеткодержателя «поло- жительной» щетки иа массу 7. Устраните замыкание или замените крышку со стороны коллектора
Приложения
299
Причина неисправности | Метод устранения
При включении стартера тяговое реле многократно срабатывает и отключается
1. Разряжена аккумуляторная батарея 1. Зарядите батарею
2. Большое падение напряжения в цепи питания тягового реле из-за сильного окисления наконечников проводов 2. Проверьте провода и их соедииеиия в цепи от аккумуляторной батареи до штекера «50» стартера
3. Обрыв или замыкание в удерживающей обмотке тягового реле 3. Замените тяговое реле
При включении стартера якорь з ращается, маховик не вращается
1. Пробуксовка муфты свободного хода 1. Проверьте стартер на стенде, замените муфту
2. Поломка рычага включения муфты или выскакивание его оси 2. Замените рычаг или установите на место его ось
3. Поломка поводкового кольца муфты или буферной пружины 3. Замените муфту
Необычный шум стартера при вращении якоря
1. Ослабло крепление стартера или поломана его крышка со стороны привода 1. Подтяните гайки крепления или отремонтируйте стартер
2. Стартер закреплен с перекосом 2. Проверьте крепление стартера
3. Чрезмерный износ втулок подшипников или шеек вала якоря 3. Замените стартер
4. Ослабло крепление полюса статора (якорь задевает за полюс) 4. Затяните винт крепления полюса
5. Повреждены зубья шестерни привода или обода маховика 5. Замените привод или маховик
6. Шестерня не выходит из зацепления с маховиком: 6. Проделайте следующее:
— заедание рычага привода; — замените рычаг;
— заедание муфты иа шлицах вала якоря; — очистите шлицы и смажьте их моторным маслом;
— ослабли или поломаны пружины муфты или тягового реле; — замените муфту или тяговое реле;
— соскочило стопорное кольцо со ступицы муфты; — замените поврежденные детали;
— заедание якоря тягового реле; — замените тяговое реле или устраните заедание;
—неисправна контактная часть выключателя зажигания: ие размыкаются контакты «30» и «50» — проверьте правильность замыкания контактов при различных положениях ключа; неисправную контактную часть замените
300
Автомобильный электрик
Возможные неисправности освещения и световой
сигнализации, их причины и методы устранения
Причина неисправности | Метод устранения
Не горят отдельные лампы фар и фонарей
1. Перегорели предохранители 1. Замените предохранители
2. Перегорели нити ламп 2. Замените лампы
3. Повреждение проводов, окисление их наконечников или ослабление соединений проводов 3. Проверьте, замените поврежденные провода, зачистите наконечники
Не работает сигнал торможения
Неисправен выключатель сигнала торможения Проверьте контрольной лампой, замените неисправный выключатель
Не переключается ближний или дальний свет фар
1. Окисление контактов переключателя света фар 1. Замените трехрычажный переключатель
2. Неисправно реле дальнего или ближнего света фар 2. Проверьте и замените реле
Не фиксируются рычаги переключателя указателей поворота и света фар
1. Выскакивание шарика фиксатора рычага 1. Замените трехрычажный переключатель
2. Износ илн излом выступов поводкового кольца переключателя указателя поворота 2. То же
Не переключаются рычаги переключателей указателей поворота и света фар
1. Заедание шариков фиксаторов рычагов 1. Замените трехрычажный переключатель
2. Заедание механизма возврата рычага переключателя указателей поворота 2. То же
Не работает контрольная лампа указателей поворота
1. Перегорела нить лампы 1. Замените лампу
2. Неисправен реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации 2. Замените реле-прерыватель
Контрольная лампа указателей поворота мигает с удвоенной частотой при включении указателей поворота*
1. Перегорела лампа переднего или заднего указателя поворота 1.Замените лампу
2. Неисправен реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации 2. Замените реле-прерыватель
* Или горит постоянно (не мигает), если на автомобиле установлен
реле-прерыватель 23.3747 аварийной сигнализации и указателей
поворота.
Приложения
301
Возможные неисправности контрольных приборов,
нх причины и методы устранения
Причина неисправности | Метод устранения
Постоянно перегорает п редохранителъ приборов
Пробит диод защиты приборов [ Замените поврежденный диод
Стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости постоянно находится в начале шкалы
1. Поврежден прибор 1. Замените прибор или комбинацию приборов
2. Неисправен датчик прибора 2. Замените датчик
3. Повреждены провода илн окислены их наконечники 3. Проверьте провода, восстановите соединение
Стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости постоянно находится в красной зоне
1. Поврежден прибор 1. Замените прибор или комбинацию приборов
2. Неисправен датчик прибора 2. Замените датчик
3. Провод, идущий к датчику, замкнут на массу 3. Проверьте, устраните замыкание
Стрелка указателя уровня топлива постоянно находится в начале шкалы
1. Поврежден прибор 1. Замените прибор или комбинацию приборов
2. Повреждены провода или окислены их наконечники 2. Проверьте провода, восстановите соединение
3. Поврежден датчик: 3. Проделайте следующее:
а) обрыв гибкой шины датчика а) припаяйте шину или замените датчик
б) обрыв обмотки резистора б) замените датчик
в) слабый контакт токосъемника резистора в) подогните контакт
г) негерметичен поплавок г) замените поплавок
Стрелка указателя уровня топлива постоянно находится в конце шкалы
1. Поврежден прибор 1. Замените прибор
2. Гибкая шина датчика замкнута с трубкой забора топлива 2. Отогните шину
3. Провод соединения с датчиком замкнут на массу 3. Проверьте, устраните замыкание
Стрелка указателя уровня топлива возвращается к началу шкалы при полном баке
Неправильно установлен ограничитель хода поплавка (кончается обмотка резистора) Подогните ограничитель на 1-2 мм вниз
Стрелка указателя уровня топлива передвигается скачками и часто падает к началу шкалы
1. Слабое касание резистора датчика токосъемником 1. Подогните токосъемник
2. Обрыв обмотки резистора датчика 2. Замените датчик
302
Автомобильный электрик
Причина неисправности | | Метод устранения
Постоянно горит контрольная лампа резерва топлива
1. Замыкание провода датчика с массой 1. Проверьте, устраните замыкание
2. Замыкание гибкой шины датчика с трубкой забора топлива 2. Отогните шину
Не работают какие-либо контрольные лампы
1. Перегорела лампа 1. Замените лампу
2. Плохой контакт лампы в патроне 2. Восстановите контакт
3. Окислились контакты датчика 3. Зачистите контакты датчика
4. Неисправен датчик лампы 4. Замените датчик
5. Обрыв в проводах, окисление наконечников проводов 5. Замените поврежденные провода, зачистите наконечники
Контрольная лампа давления масла горит постоянно или гаснет только при больших оборотах двигателя
1. Низкое давление масла 1. Проверьте двигатель
2. Замыкание провода датчика на массу 2. Проверьте, устраните замыкание
3. Неисправен датчик 3. Замените датчик
Не работает спидометр
1. Не затянуты гайки крепления наконечников гибкого вала привода спидометра 1. Проверьте, подтяните гайки
2. Обрыв гибкого вала привода 2. Замените гибкий вал
3. Поврежден механизм спидометра 3. Замените спидометр или комбинацию приборов
Шум гибкого вала привода спидометра
1. Деформирована оболочка гибкого вала привода (вмятииы, перегибы и т.п.) 1. Замените гибкий вал
2. Монтаж гибкого вала выполнен с радиусами изгиба менее 100 мм 2. Исправьте монтаж гибкого вала
Возможные неисправности очистителя ветрового
стекла, их причины и методы устранения
Причина неисправности | I Метод устранения
Электродвигатель очистителя не работает, биметаллический предохранитель не срабатывает и не перегорает предохранитель 2 в блоке предохранителей
1. Повреждены провода питания мо- торедуктора, окислены наконечинкн проводов в соединительных колодках 1. Проверьте провода, поврежденные замените. Зачистите наконечники
2. Поврежден переключатель очисти- теля 2. Замените трехрычажный переклю- чатель
3. Зависание щеток электродвигателя, сильное загрязнение или подгорание коллектора 3. Проверьте, устраните зависание щеток или замените поврежденные детали; зачистите коллектор
Приложения
303
Причина неисправности Метод устранения
4. Обрыв проводов, соединяющих щетки электродвигателя с колодкой проводов 4. Проверьте и при необходимости припаяйте оборванные провода
5. Поврежден термобиметаллический предохранитель в моторедукторе 5. Зачистите контакты термобнметал- лического предохранителя или заме- ните его
6. Обрыв провода в обмотке якоря электродвигателя 6. Замените якорь или моторедуктор
Электродвигатель очистителя не работает, биметаллический предохранитель срабатывает или перегорает предохранитель 2 в блоке предохранителей
1. Рычаги механизма очистителя де- формированы и задевают за детали кузова 1. Проверьте, выправьте рычаги или замените очиститель
2. Щетки примерзли к стеклу 2. Оторвите щетки от стекла, не до- пуская повреждения резиновой ленты
3. В механизм очистителя попал по- сторонний предмет 3. Проверьте, извлеките предмет
4. Короткое замыкание в обмотке якоря электродвигателя 4. Замените моторедуктор или якорь электроде игателя
Очиститель не работает в прерывистом режиме
1. Поврежден переключатель очисти- теля 1. Замените трехрычажиый переклю- чатель
2, Повреждено реле очистителя: 2. Проделайте следующее:
— обрыв в обмотке реле; — замените реле;
— замыкание проводов на контактной стойке; — устраните замыкание;
— зазор между контактами прерыва- теля реле — устраните зазор, при необходимо- сти замените реле
Очиститель не останавливается в прерывистом режиме
1. Перегорела обмотка прерывателя в реЛе очистителя 1. Замените реле очистителя
2. Кулачок шестерни моторедуктора не отгибает пружинную пластину концевого выключателя 2. Подогните пластину выключателя, чтобы кулачок отгибал пластину
3. Загрязнение контактов концевого выключателя в моторедукторе 3. Зачистите контакты концевого вы- ключателя
4. Загрязнение контактов прерывателя в реле очистителя 4. Зачистите контакты прерывателя или замените реле
Очиститель работает с остановками в прерывистом режиме. Щетки не останавливаются в исходном положении
Окисление или неполное касание контактов концевого выключателя в моторедукторе Зачистите контакты выключателя или подогните пластину концевого вы- ключателя
Моторедуктор очистителя работает, щетки не движутся
1. Поломаны зубья шестерни моторе- дуктора L Замените шестерню
2. Слабое крепление кривошипа на оси шестерни моторедуктора 2. Проверьте, затяните гайку крепле- ния кривошипа, установите его в ко- нечном положении
304
Автомобильный электрик
Возможные неисправности электродвигателя
отопителя, их причины и методы устранения
Причина неисправности | | Метод устранения
Электродвигатель не работает
1. Повреждены провода или окисли- лись соединения проводов 1. Проверьте и восстановите соедине- ния. Замените поврежденные провода
2. Перегорел предохранитель 1 в мон- тажном блоке 2. Замените предохранитель
3. Поврежден переключатель отопите- ля — напряжение ие подается на вы- ходные клеммы переключателя 3. Проверьте переключатель, при необходимости замените новым
4. Зависание или износ щеток элек- тродвигателя, обрыв в обмотке якоря или загрязнение коллектора 4. Проверьте электродвигатель, отре- монтируйте или замените
5. Замыкание на массу обмотки яко- ря — при включении электродвигате- ля сгорает предохранитель 5. Замените электродвигатель
Электродвигатель работает только на одной скорости
1. Повреждены провода или окисли- лись соединения проводов 1. Замените поврежденные провода, зачистите наконечники проводов
2. Поврежден переключатель отопите- ля 2. Замените переключатель
3. Перегорел дополнительный рези- стор 3. Замените резистор
Якорь электродвигателя вращается медленно
1. Загрязнение или окисление коллек- тора, износ щеток 1. Зачистите коллектор, замените щетки
2. Межвитковое замыкание в обмотке якоря 2. Замените электродвигатель
3. Заедание вала якоря в подшипниках 3. Разберите электродвигатель, зачис- тите шейки вала
-------------Приложение 2--------------------
Инструктивные указания к выполнению
практических работ
ТЕМА: ИСТОЧНИКИ ТОКА. ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
(АКБ) И ГЕНЕРАТОРА
Проверка уровня и плотности электролита
Очистите поверхность аккумуляторной батареи и по-
люсные выводы от загрязнений ветошью, смоченной 10 %-
ным водным раствором нашатырного спирта.
Выверните пробки и прочистите вентиляционные от-
верстия.
Проверьте уровень электролита (рис. П 2.1). Он дол-
жен касаться нижнего торца тубуса заливной горловины (2).
Его можно еще проверить и с помощью стеклянной трубки
диаметром 5—6 мм. Чтобы измерить уровень электролита,
надо опустить трубку в заливную горловину аккумулятора
до упора в предохранительную сетку (/), закрыть верхний
конец трубки большим пальцем, затем вынуть и опреде-
лить высоту столбика электролита в ней. Уровень электро-
лита должен быть на 10—15 мм выше предохранительной
сетки.
Если уровень окажется ниже, доведите его до нормы,
доливая дистиллированную воду резиновой грушей.
Помните! В холодное время года во избежание замер-
зания воды доливайте ее перед пуском двигателя или при
работающем двигателе. Доливку электролита производите
только в тех случаях, когда точно известно, что понижение
уровня произошло за счет утечки: при этом плотность до-
ливаемого электролита должна быть такой же, как и у элек-
тролита в АКБ.
306
Автомобильный электрик
Рис. П 2.1 Рис. П 2.2
Проверьте плотность электролита (рис. П 2.2), для чего:
сожмите резиновую грушу кислотомера, опустите его нако-
нечник в наливное отверстие аккумулятора, наберите необ-
ходимое количество электролита (до всплытия ареометра)
и по делениям ареометра определите плотность электроли-
та, которая должна соответствовать данным, приведенным
в табл. П2.1.
Таблица П 2.1
Климатические районы Плотность электролита, приведенная к 15 °C, г/см3
у полностью заря- жениой батареи у разряженной батареи
на 25% на 50%
Северный, при темпера- туре до ~40°С 1,29 1,25 1,21
Центральный, при темпе- ратуре до-30°С 1,27 мз 1,19.
Южный 1,25 1,21 1,17
Тропики 1,23 1,19 Ь25
Плотность электролита, измеренная в аккумуляторах
батареи при нормальном уровне, не должна отличаться
более чем на 0,02 г-см3. При необходимости плотность
электролита выравнивают доливкой электролита плотнос-
тью 1,4 г-см3 или дистиллированной водой.
Приложения
307
Проверка состояния АКБ по напряжению
аккумуляторов под нагрузкой
Установите по-
очередно нагрузочную
вилку (рис. П2.3) на
штыри каждого акку-
мулятора и, удержи-
вая в прижатом состо-
янии, определите по
вольтметру напряже-
ние (табл. П 2.2). Оно
должно быть не ниже
1,7 В.
Таблица П 2.2
Напряжение, В Степень разряженности, %
1,7-1,8 0
1,6-1,7 25
1,5-1,6 50
1,4-1,5 75
1,3-1,4 100
Разница в показаниях вольтметра под нагрузкой в каж-
дом аккумуляторе не должна быть выше 0,1 В.
Проверка и регулирование напряжения ремня
привода генератора
Нажмите на середину ветви приводного ремня с уси-
лием 4 кгс (рис. П 2.4). Замерьте мерной линейкой величи-
ну прогиба. Он должен быть не больше 15—22 мм при уси-
лии 4 кгс. При отклонении величины прогиба от указанной,
отрегулируйте натяжение ремня:
— ослабьте болты крепления передней лапы генератора к
кронштейну и болты (7) и (3) крепления генератора к
натяжной планке (2);
— нажатием руки или с помочью рычага отклоните гене-
ратор (4) в сторону натяжения ремня до требуемой ве-
личины.
308
Автомобильный электрик
Рис. П 2.4. Генератор:
1 — шкив; 2 — вентилятор; 3 — передняя крышка; 4 — статор; 5 — вал ротора;
6 — полюсы; 7 ~ контактные кольца; 8 — задняя крышка с выпрямительным
блоком; 9— щеточный узел
Затяните надежно болты (3), (5) крепления передней
лапы генератора к кронштейну и болт (7) крепления генера-
тора к натяжной планке.
Проверка состояния генератора
Отключите «массу» дистанционным выключателем,
поднимите кабину. Отсоедините выводы «+» и «-», а также
двухконтактную штекернуй) колодку.
Ослабьте болт разрезной опоры кронштейна генератора,
отверните гайку шпильки крепления генератора к кронштей-
ну, выверните болт крепления генератора к натяжной планке.
Снимите генератор, очистите его от грязи и пыли.
Отверните два болта крепления щеткодержателя к
крышке, снимите щеткодержатель и убедитесь, что щетки
свободно перемещаются в нем и хорошо прилегают к кон-
тактным кольцам. Высота щетки должна быть не менее 7 мм
от пружины до основания. При меньшей высоте или нали-
чии сколов замените щетки.
Продуйте сжатым воздухом выпрямительный блок.
Установите генератор на двигатель и отрегулируйте
натяжение ремня.
Приложения
309
Исправный генератор при работе двигателя со средней
частотой вращения коленчатого вала должен давать заряд-
ный ток, сила которого спадает по мере восстановления за-
ряда аккумуляторной батареи. При исправной и полностью
заряженной аккумуляторной батарее и отключенных потре-
бителях отсутствие зарядного тока не свидетельствует о не-
исправности генератора.
Техническое обслуживание регулятора
напряжения
В процессе эксплуатации требуется постоянно следить
за чистотой поверхности корпуса регулятора и надежнос-
тью соединения его штекерной колодки. Вскрывать и про-
изводить какие-либо регулировки разрешается только в спе-
циальной мастерской квалифицированным работникам, име-
ющим специальные измерительные приборы. При обнару-
жении неисправностей в регуляторе напряжения обычно ха-
рактерными признаками являются: отсутствие зарядного
тока при номинальной частоте вращения коленчатого вала
двигателя или большой зарядный ток при исправном гене-
раторе и его выпрямителе. В этих случаях регулятор необ-
ходимо заменить новым.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. При каком техническом обслуживании необходимо про-
изводить регулировку натяжения ремня привода гене-
ратора и к каким последствиям может привести чрез-
мерно слабое и сильное натяжение ремня?
2. При каком техническом обслуживании проверяют уро-
вень и плотность электролита?
3. При каком техническом обслуживании проверяют со-
стояние генератора?
4. Назовите возможные неисправности аккумуляторной
батареи и генератора, их характерные признаки, при-
чины, способы обнаружения и устранения.
310
Автомобильный электрик
ТЕМА: ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ, СВЕТОВОЙ И ЗВУКОВОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ, СТАРТЕРА
Проверка состояния приборов освещения,
световой и звуковой сигнализации, проводки
Протрите наружную поверхность рассеивателей фар,
подфарников и задних фонарей, боковых указателей пово-
ротов.
Осмотрите рассеиватели, при наличии трещин замените.
Проверьте исправность всех приборов систем освеще-
ния, световой и звуковой сигнализации при различных по-
ложениях комбинированного переключателя света. Переклю-
чатель имеет рукоятку (7) (рис. П 2.5) для фиксированного
включения света подфарников и задних габаритных фона-
рей (4), переключения ближнего и дальнего света фар (5),
(6) с одновременным включением подфарников и задних
габаритных фонарей и одно нефиксированное положение
(5) для сигнализации дальним снегом головных фар, пере-
ключателя указателей поворотов, кнопки (S) включения
пневматического, звукового сигнала, включения рабочей и
стояночной систем тормозов, передачи заднего хода и бло-
кировки дифференциала.
Убедитесь в исправности всех контрольных ламп вклю-
чениями выключателя приборов..
Рис. П 2.5
Приложения
311
Проверьте и при необходимости подтяните крепление
всех приборов системы, проверьте состояние соединитель-
ных колодок и защитных чехлов.
Внешним осмотром проверьте состояние изоляции про-
водов. В них не должно быть потертостей, провисания, на-
липания комьев грязи или льда.
Замена неисправных ламп
1. Головные фары.
Снимите декоративный
ободок (7) (рис. П 2.6)
фары, выверните винты
(2) крепления ободка опти-
ческого элемента, затем
регулировочные (3) и сни-
мите оптический элемент.
Снимите патрон,
выньте перегоревшую
лампу с потемневшей кол-
бой и установите новую.
Соберите фару.
2. Подфарники. Вы-
верните винты (7) (рис. П
2.7) крепления рассеива-
теля и снимите рассеива-
тель. Выньте неисправ-
ные лампы (габаритного
огня (3) или указателей
поворотов (4)) и установи-
те новые лампы.
Установите на место
рассеиватель и заверните
винты.
3. Противотуман-
ные фары. Выверните
Рис. П 2.6
Рис. П 2.7
312 Автомобильный электрик
винты (7) (рис. П 2.8) крепления оптического элемента и сни-
мите его. Выньте неисправную лампу и установите новую.
Соберите противотуманную фару.
Рис. П 2.8
4. Боковые повторители поворотов, фонари автопоез-
да, задние фонари, фонарь заднего хода. Отверните винты
(2) (рис. П2.9) крепления рассеивателя (7) и снимите рас-
сеиватель. Выньте неисправную лампу и установите новую.
Установите на место рассеиватель и заверните винты.
Рис. П 2.9
Регулировка света головных фар
При нормальном давлении воздуха в шинах установи-
те нагруженный автомобиль на ровную горизонтальную
площадку под прямым углом к экрану на расстоянии 10 м
(рис. П 2.10).
Включите ближний свет фар и установите их оптичес-
Приложения
313
Рис. П 2.10
кие элементы винтами (3) (см. рис. П 2.6) вертикального и
горизонтального регулирования так, чтобы горизонтальная
ограничительная линия освещенного и неосвещенного уча-
стков совпадала с линией Б—Б (рис. 2.10), а наклонные ог-
раничительные линии, направленные вверх под углом 15°,
исходили из точки «Р».
Регулировка света противотуманных фар
На расстоянии 5 м от автомобиля установите экран и
проведите на нем горизонтальную линию, которая должна
быть ниже линии высоты центров фар на 100 м.
Отверните гайку крепления противотуманной фары к
кронштейну, установите и закрепите фару так, чтобы верх-
няя граница светового пятна на экране совпадала с горизон-
тальной линией.
Регулировка электрических сигналов
Выверните винт (4) (рис. П 2.11) и снимите крышку (2).
314
Автомобильный электрик
Рис. П 2.11
Проверьте зазор А между якорем (6) и сердечником (3).
Он не должен выходить за пределы величины, установлен-
ной при регулировании: для сигнала С306 зазор должен быть
0,6—1,6 мм, для сигнала С307—0,3—1,3 мм.
Проверьте состояние и положение контактов прерыва-
теля. Их несовпадение не должно выходить за пределы
0,2 мм.
Подключите поочередно сигналы к аккумуляторной
батарее (АКБ) и отрегулируйте по тону и силе звучания (то-
нальность звука зависит от зазора, при уменьшении зазора
тон звука повышается, при увеличении — понижается).
При слишком низком или слишком высоком тоне ос-
лабьте верхнюю гайку (7), нижнюю гайку (7) вращайте в ту
или другую сторону до получения необходимого тона зву-
чания. После регулирования гайку (3) затяните и проверьте
звучание.
Если этой регулировкой не добились желаемого звуча-
ния сигнала, отрегулируйте зазор между якорем (6) и сер-
дечником (5) прокладками (7) толщиной 0,5 мм, устанав-
ливаемыми между основанием (10) и мембраной (8), а так-
же между резонатором (9) и мембраной (8).
Силу звука отрегулируйте изменением силы сжатия
контактов прерывателя гайками (7) и (3).
Звук должен быть чистым без дребезжаний и хрипов,
сигналы звучать одновременно при напряжении не ниже
22 В.
Приложения
315
Проверка звучания пневматического сигнала
Доведите давление воздуха в пневмосистеме до 4—7
кгссм2.
Нажмите кнопку включения пневматического сигнала:
звук, дол жен быть чистым. При более низком (2,5—4 кгссм2)
давлении воздуха в системе качество звука может быть не-
удов л етворител ьным.
При плохом звучании пневматического сигнала, но при
нормальном давлении воздуха очистите вибраторы от засо-
рения (пыль, насекомые, снег, вода).
Проверка состояния стартера
Очистите стартер от пыли и грязи и снимите его с дви-
гателя.
Снимите крышку (7) (рис. П 2.12) со стороны коллек-
тора и проверьте состояние щеточно-коллекторного узла.
Рабочая поверхность коллектора должна быть гладкой,
без следов подгорания. При загрязнении или подгорании
протрите поверхность ветошью, смоченной в бензине, за-
чистите коллектор мелкой наждачной бумагой.
Рис. П 2.12
316
Автомобильный электрик
Щетки (2) должны свободно, без заеданий перемещать-
ся в щеткодержателях и не иметь чрезмерного износа. Если
они изношены до высоты 13 мм или имеют сколы, замени-
те их. Проверьте затяжку винтов крепления наконечников
щеточных канатиков к щеткодержателям; при необходимо-
сти подтяните. Продуйте щеточно-коллекторный узел сжа-
тым воздухом и установите крышку на место.
Снимите крышку (5) реле. Проверьте состояние кон-
тактной системы реле стартера. Очистите внутреннюю по-
верхность коробки от пыли. Осмотрите рабочую поверхность
контактных болтов и зачистите поверхность диска. При зна-
чительном износе диск переверните, а контактные болты
замените.
Проверьте надежность крепления реле к корпусу стар-
тера и установите крышку на место.
Проверьте легкость перемещения привода (4) на валу
якоря. При необходимости смажьте его под приводом смаз-
кой ЦИАТИМ-201. Установите стартер на двигатель.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Расскажите, при каком техническом обслуживании
проверяют состояние и регулируют звуковые сигналы,
свет головных и противотуманных фар.
2. Объясните, какие световые приборы включаются при
первом, втором, третьем и четвертом положениях ру-
коятки переключателя света комбинированного пере-
ключателя.
3. При каком техническом обслуживании или через сколь-
ко километров пробега проверяется состояние стар-
тера?
Приложение 3
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задание 1
I. Аккумуляторная батарея...
1) накапливает энергию при заряде и отдает ее потребите-
лям при разряде,
2) преобразует тепловую энергию, заключенную в элект-
ролите, в электрическую энергию?
//. Автомобильная аккумуляторная батарея является ис-
точником электрической энергии, питающим потреби-
телей...
1) при неработающем двигателе,
2) только при работающем двигателе?
III. Какие потребители во всех случаях получают ток
только от аккумуляторной батареи?
1) Стартеры. 2) Звуковые сигналы.
3) Приборы освещения. 4) Все перечисленные.
IV. На работающем, двигателе электрический ток к по-
требителям поступает...
1) во всех случаях только от генератора,
2) во всех случаях от генератора и аккумуляторной бата-
реи,
3) от генератора, а при определенных условиях от акку-
муляторной батареи?
V. Какие условия должны быть соблюдены, чтобы про-
исходил под заряд аккумуляторной батареи?
1) Двигатель работает.
2) Двигатель не работает.
3) Общий ток в цепи потребителей равен максимальному
току, вырабатываемому генератором?
4) Общий ток во внешней цепи меньше максимального
тока, вырабатываемого генератором.
318
Автомобильный электрик
Задание 2
Какими позициями на рис. П 3.1 обозначены детали и
узлы аккумуляторной батареи, которые:
/. Предотвращают повышение давления внутри бака при
работе аккумуляторной батареи?
II. Снимаются с батареи перед проверкой уровня элект-
ролит?
III. Предохраняют верхние части пластин и сепараторов
от механических повреждений?
IV. Соединяют штыри полублоков?
V. Служат для присоединения к батарее проводов внеш-
ней цепи?
Задание 3
/. Что представляет собой электролит, используемый в
аккумуляторных батареях, которые применяются на изу-
чаемых автомобилях?
1) Концентрированная серная кислота, содержащая незна-
чительное количество воды.
Рис. П 3.1. Аккумуляторная батарея
Приложения 319
2) Раствор определенной плотности серной кислоты в
дистиллированной воде.
3) Раствор серной кислоты в воде, очищенной от механи-
ческих примесей.
4) Концентрированная, полностью обезвоженная или раз-
веденная в воде серная кислота.
II. Приготавливая электролит, следует...
1) лить кислоту в воду,
2) лить воду в кислоту,
3) действовать одним из указанных способов в зависимо-
сти от требуемой плотности?
III. Как меняется химический состав залитого в аккуму-
ляторную батарею электролита в процессе заряда?
1) Уменьшается содержание воды.
2) Увеличивается содержание воды.
3) Уменьшается содержание кислоты.
4) Увеличивается содержание кислоты.
IV. Плотность электролита в результате заряда ба-
тареи...
1) увеличивается, 2) уменьшается,
3) остается неизменной?
V. Пропускание тока через полностью заряженную акку-
муляторную батарею ведет к...
1) выделению на пластинах сернокислого свинца,
2) выпадению из пластин частиц активной массы,
3) химическому разложению (электролизу) воды,
4) появлению всех перечисленных последствий?
Задание 4
I. Присоединять к выводам аккумуляторной батареи
клеммы проводов внешней цепи следует так, чтобы с
металлическим корпусом автомобиля (массой) соединял-
ся вывод, имеющий маркировку...
1) «+».
2) «-».
320
Автомобильный электрик
II. Если маркировка полюсов отсутствует или плохо раз-
личима, полярность вывода определяется по...
1) высоте вывода; причем вывод «-» имеет большую вы-
соту,
2) цвету вывода; причем вывод «-» имеет более темный
цвет,
3) диаметру вывода, причем вывод «-» тоньше вывода
*+»,
4) форме вывода, причем вывод «-» имеет цилиндричес-
кую форму?
Ш. Уровень электролита в аккумуляторной батарее дол-
жен...
1) быть ниже предохранительного щитка на 10—15 мм,
2) совпадать с предохранительным щитком или быть на
10—15 мм выше,
3) быть на 10—15 мм выше предохранительного щитка,
4) быть на 10—15 мм выше нижней кромки пробки за-
ливного отверстия?
ГУ. В результате разряда батареи...
1) увеличивается содержание воды в электролите,
2) увеличивается содержание серной кислоты в электро-
лите,
3) на пластинах выделяется сернокислый свинец,
4) из электролита выделяется кислород и водород,
5) плотность электролита уменьшается,
6) плотность электролита увеличивается?
V. Во избежание резкого падения напряжения батарею
нельзя эксплуатировать, когда напряжение на ее выво-
дах понизится до...
1)12 В, 2) 11,5 В, 3)11 В, 4) 10,5 В, 5) 10 В?
Задание 5
В маркировке аккумуляторной батареи 6СТ-60ЭМ:
I. 6— это...
1) число пластин в полублоке,
2) число аккумуляторов в батарее,
Приложения
321
3) напряжение одного аккумулятора,
4) напряжение аккумуляторной батареи?
II. «СТ» означает, что...
1) батарея соответствует требованиям государственного
стандарта,
2) сепараторы изготовлены из стекловолокнита или стек-
лотекстолита,
3) решетка пластин изготовлена из свинца, а бак — из
термопласта,
4) батарея обеспечивает отдачу большого тока при работе
стартера?
III. 60 — это...
1) максимальная продолжительность работы в часах при
разрядке,
2) предельный ток в амперах, отдаваемый при включе-
нии стартера,
3) время непрерывной работы (в секундах) при включе-
нии стартера,
4) электрическая емкость батареи, выраженная в ампер-
часах?
IV. Чему равен гарантийный срок работы аккумулятор-
ной батареи с сепараторами из мипласта или мипора?
1) 6 мес. 2) 9 мес. 3) 12 мес. 4) 18 мес. 5) 24 мес.
V. Пробег автомобиля в течение гарантийного срока ра-
боты аккумуляторной батареи 6СТ-60ЭМ устанавлива-
ется не более (в км)...
1) 25 000, 2) 50 000, 3) 75 000, 4) 100 000?
Задание 6
I. Какие из перечисленных явлений ведут к понижению
емкости аккумуляторной батареи?
1) Понижение температуры электролита.
2) Повышение температуры электролита.
3) Увеличение силы разрядного тока.
4) Уменьшение силы разрядного тока.
5) Повышение плотности электролита.
6) Понижение плотности электролита.
11 —Автомобильный электрик
322 Автомобильный электрик
II. Если аккумуляторная батарея разряжена летом бо-
лее чем на 50% и зимой на 25%, следует...
1) продолжать эксплуатацию, включая стартер не более
чем на 2 с,
2) завести двигатель пусковой рукояткой и подзарядить
батарею за счет работы автомобильного генератора,
3) снять с автомобиля аккумуляторную батарею и поста-
вить ее на заряд,
4) действовать любым из указанных способов?
III. При длительной стоянке автомобиля продолжитель-
ностью от нескольких суток до нескольких недель во из-
бежание ухудшения эксплуатационных показателей ак-
кумуляторной батареи...
1) достаточно отключить все потребители электрической
энергии,
2) следует отсоединить один из проводов, соединяющих
вывод батареи с внешней цепью,
3) необходимо отключать оба провода, соединяющих ба-
тарею с внешней цепью?
IV. Отключение аккумуляторной батареи от внешней
цепи...
1) полностью исключает падение ЭДС на выводах батареи,
2) снижает скорость разряда и увеличивает срок службы,
3) не оказывает существенного влияния на срок службы
батареи?
V. Саморазряд аккумуляторной батареи, хранящейся с
электролитом...
1) замедляется по мере снижения температуры,
2) протекает более интенсивно при низких температурах,
чем при высоких,
3) не зависит от температуры хранения аккумуляторной
батареи?
Задание 7
I. Для чего служит выключатель аккумуляторной бата-
реи (рис. П3.2)?
Приложения
323
Рис. П 3.2. Выключатель аккумуляторной батареи
1) Для отключения вывода «-» от корпуса автомобиля.
2) Для отключения вывода «+» от внешней цепи.
3) Для отключения обоих выводов от внешней цепи.
II. Кронштейн В при установке выключателя на автомо-
биле...
1) соединен с массой,
2) изолирован от массы?
II. С каким выводом аккумуляторной батареи должен
соединяться провод Г?
1)«+», 2)«-».
III. В каком положении должна находиться кнопка Б, что-
бы аккумуляторная батарея была включена во внешнюю
цепь?
1) Нажатом (нижнем).
2) Отпущенном (верхнем).
IV. Чтобы отключить батарею от внешней цепи, необ-
ходимо нажать на кнопку...
1) Б, 2) А, 3) Б и кнопку А.
Задание 8
Какими позициями на рис. П 3.3 обозначены:
324
Автомобильный электрик
Рис. П 3.3. Генератор автомобилей ВАЗ
I. Вращающиеся относительно корпуса детали генера-
тора?
II. Неподвижные относительно корпуса детали генера-
тора (вибрацию не учитывать)?
III. Обмотки, в которых индуктируется ЭДС при рабо-
те генератора?
IV. Обмотки, создающие магнитное поле, под действи-
ем которого индуктируется ЭДС?
V. Детали, с которыми через контактные кольца соеди-
нены концы обмоток возбуждения?
Задание 9
Какими позициями на рис. П 3.3 обозначены:
I. Детали, подводящие ток к контактным кольцам?
Приложения 325
II. Детали, прижимающие щетки к контактным коль-
цам?
III. Изолированная клемма, соединенная с клеммой «+»
секции диодов?
IV. Изолированная от корпуса клемма, соединенная с об-
моткой возбуждения?
V. Клемма, соединенная с корпусом генератора и с кон-
тактной пластиной «-» выпрямительного блока?
Задание 10
I. От каких показателей в наибольшей мере зависит на-
пряжение, вырабатываемое автомобильным генерато-
ром?
1) Частоты вращения ротора.
2) Температуры окружающей среды.
3) Мощности, развиваемой генератором.
4) Силы тока в обмотках возбуждения.
II. Для нормальной работы потребителей напряжение,
вырабатываемое автомобильным генератором, долж-
но быть в пределах:
1) 9—11 В, 2) 11—13 В, 3) 13-15 В, 4) 13—17 В?
III. Если не регулировать напряжение, вырабатываемое
генератором, то наиболее вероятными последствиями
увеличения частоты вращения коленчатого вала и рото-
ра генератора будут...
1) выход из строя диодов выпрямительного блока,
2) пробой изоляции обмоток ротора,
3) срабатывание предохранителей,
4) прекращение подачи электроэнергии к потребителям,
5) выход из строя приборов освещения и других потреби-
телей?
IV. Регулирование напряжения, вырабатываемого гене-
ратором, заключается в изменении...
1) напряжения трехфазного тока, протекающего по обмот-
кам статора,
326
Автомобильный электрик
2) силы тока в цепи потребителей путем автоматического
включения добавочного резистора,
3) интенсивности магнитного потока, создаваемого обмот-
ками возбуждения,
4) всех перечисленных параметров?
V. При увеличении напряжения, вырабатываемого гене-
ратором...
1) к обмоткам статора подключается понижающий транс-
форматор,
2) в цепь потребителей включается добавочный резистор,
3) в цепь обмотки возбуждения включается добавочный
резистор,
4) выполняются все перечисленные операции?
Задание 11
I. Регулятор напряжения (контактно-транзисторного и
бесконтактно-транзисторного типов) подключает допол-
нительный резистор к обмоткам возбуждения генератора
в том случае, когда напряжение, вырабатываемое гене-
ратором, будет...
1) выше допустимого,
2) ниже допустимого?
II. Добавочный резистор к обмоткам возбуждения под-
ключается...
1) последовательно,
2) параллельно,
3) одним из указанных способов в зависимости от типа
регулятора?
III. При подключении добавочного резистора сила тока в
обмотках возбуждения...
1) увеличивается,
2) уменьшается,
3) становится больше или меньше в зависимости от типа
регулятора?
IV. В последние годы в электрооборудовании автомоби-
Приложения
327
лей стали применяться интегральные регуляторы напря-
жения. Эти регуляторы...
1) выполняются в виде блока, размещенного отдельно от
генератора,
2) размещаются на генераторе?
V. Интегральный генератор в момент превышения на-
пряжением расчетного значения...
1) включает в обмотку возбуждения добавочный резис-
тор,
2) кратковременно прерывает цепь обмотки возбуждения,
3) отсоединяет добавочный резистор от обмотки возбуж-
дения?
Задание 12
I. Одна из распространенных неисправностей аккумуля-
торных батарей сульфатация — появление белого нале-
та из крупных кристаллов сернокислого свинца на плас-
тинах. Причинами этой неисправности являются
1) систематический недозаряд аккумуляторной батареи,
2) хранение незаряженной батареи с электролитом,
3) окисление выводов «+» и «-» аккумуляторной батареи,
4) понижение уровня электролита,
5) повышение уровня электролита?
II. Окисление выводов «+» и «-» аккумуляторной бата-
реи может стать причиной...
1) понижения частоты вращения якоря стартера при пус-
ке двигателя,
2) ускоренного саморазряда батареи,
3) снижения силы тока, протекающего по внешней цепи
при неработающем двигателе,
4) любого из указанных последствий?
III. Определить, что в одном из аккумуляторов произошло
короткое замыкание, можно по...
1) увеличению плотности электролита во всех аккумуля-
торах,
328
Автомобильный электрик
2) резкому снижению напряжения на выводах «+» и «-»
батареи,
3) снижению плотности электролита в данном аккумуля-
торе,
4) понижению уровня электролита во всех аккумулято-
рах,
5) уменьшению напряжения в данном аккумуляторе?
IV. Выплескивание электролита на поверхность крышки
бака аккумуляторной батареи может принести к...
1) ускоренному саморазряду,
2) понижению напряжения,
3) повышению плотности электролита,
4) любой из указанных неисправностей?
V. Если плотность электролита, залитого в аккумуля-
торную батарею, превышаетустановленное значение, то
это вероятнее всего приведет к...
1) сульфатации пластин,
2) короткому замыканию,
3) утечке электролита через трещины в баке,
4) любой из указанных неисправностей?
Задание 13
I. Наиболее вероятной причиной быстрого выкипания
электролита при подэаряде аккумуляторной батареи на
автомобиле является...
1) неисправность регулятора напряжения,
2) неплотный контакт клемм выводов «+» и «-»,
3) короткое замыкание пластин,
4) повышенный уровень электролита в батарее?
II. Малая частота вращения якоря стартера и коленча-
того вала при пуске двигателя...
1) всегда является признаком неисправности аккумулятор-
ной батареи,
2) может быть вызвана неисправностью стартера,
3) чаще всего указывает на неисправность реле включе-
ния,
Приложения
329
4) в большинстве случаев обусловлена неисправностью
выключателя зажигания?
III. Какие причины вызывают снижение силы тока, от-
даваемой аккумуляторной батареей во внешнюю цепь при
запуске двигателя стартером?
1) Разряд батареи ниже допустимого предела.
2) Короткое замыкание в одном из аккумуляторов.
3) Недостаточный уровень электролита.
4) Разрушение пластин с выпаданием активной массы.
5) Все перечисленные причины?
IV. По каким показателям оценивают степень заряжен-
ности аккумуляторной батареи?
1) Плотность электролита.
2) Уровень электролита.
3) Показания нагрузочной вилки.
4) Любой из названных показателей?
V. Если уровень электролита в аккумуляторе ниже нор-
мы, его восстанавливают, доливая...
1) концентрированную кислоту,
2) дистиллированную воду,
3) электролит большой плотности,
4) любую из указанных жидкостей?
Задание 14
I. Если все потребители отключены от аккумуляторной
батареи, то саморазряд при длительном хранении бата-
реи без подзаряда...
1) не происходит только при использовании выключате-
ля «массы»,
2) происходит только при поврежденных сепараторах и
пластинах,
3) происходит во всех случаях, в том числе на исправной
батарее,
4) не происходит при соблюдении установленных правил
хранения?
II. В разряженной батарее плотность электролита по
сравнению с плотностью в заряженной батарее...
330
Автомобильный электрик
1) всегда меньше,
2) всегда больше?
III. Батарею необходимо подзарядить, если при эксплуа-
тации летом хотя бы один аккумулятор разряжен более
чем на...
1)30%, 2)40%, 3)50%, 4)60%, 5)70%?
IV. В зимнее время допускается разряд батареи без под-
заряда не более чем на...
1)15%, 2)25%, 3)35%, 4)55%, 5)65%?
V. При измерении степени заряженности батареи с по-
мощью нагрузочной вилки время, в течение которого про-
изводится разряд батареи, не должно превышать...
1) 5 с, 2) 10 с, 3) 15 с, 4) 20 с?
Задание 15
К каким последствиям приводит:
I. Плохой контакт между щетками и контактными коль-
цами в генераторе?
II. Пробои диодов выпрямительного блока генератора?
III. Обрыв обмотки возбуждения генератора?
IV. Неисправность регулятора напряжения?
V. Замыкание обмоток статора в генераторе на корпус?
1) К значительному снижению мощности генератора.
2) К снижению напряжения на клеммах генератора до 3—
4 В при любой частоте вращения коленчатого вала.
3) К снижению напряжения на клеммах генератора до 8—
10 В.
4) К короткому замыканию обмоток статора.
5) К повышению напряжения на клеммах генератора.
6) К отсутствию напряжения на выводных клеммах гене*
ратора.
Задание 16
I. Простейшую проверку исправности генератора и регу-
лятора напряжения проводят следующим образом. Пус-
кают двигатель стартером и при работающем двигате-
Приложения
331
ле наблюдают за положением стрелки амперметра. Если
система электроснабжения (генератор, регулятор напря-
жения и зарядная цепь) исправна, то стрелка ампермет-
ра будет ...
1) отклоняться в сторону регистрации зарядного тока,
2) отклоняться в сторону регистрации разрядного тока,
3) сохранять неизменное положение?
II. Когда напряжение генератора переменного тока мало
или равно нулю, проверяют исправность генератора и ре-
гулятора напряжения путем замыкания зажимов гене-
ратора. ..
1) «+» и «Ш», 2) «+» и «—», 3) <—» и «Ш»?
III. Во избежание пробоя диодов выпрямителя замыкать
зажимы, указанные в вопросе II, более чем на... секунды
нельзя.
IV. Если при проверке, указанной в вопросе II, стрелка
вольтметра, подключенного к клеммам «+» и «-» гене-
ратора, резко отклонится и покажет напряжение боль-
ше нормального, это укажет на то, что генератор...
1) исправен,
2) неисправен?
V. Если при проверке системы электроснабжения уста-
новлено, что генератор возбуждается, а стрелка ампер-
метра не регистрирует зарядный ток, то это указыва-
ет, что вероятнее всего...
1) неисправен регулятор напряжения,
2) неисправна аккумуляторная батарея,
3) неисправен генератор?
Задание 17
Укажите цифры, которые должны стоять в пропущен-
ных местах (рис. П 3.4).
/. Под действием сердечника ... тягового реле рычаг пе-
ремещает вдоль вала якоря муфту свободного хода.
II. Вместе с муфтой перемещается приводная шестерня,
которая входит в зацепление с зубчатым венцом махо-
вика.
332
Автомобильный электрик
Рис. П 3.4. Стартер автомобиля ГАЗ-24
III. Перемещаясь вместе с сердечником тягового реле,
контактный диск замыкает силовые контакты на стар-
тере.
IV. Через замкнутые контакты (см. вопрос III) ток на-
чинает поступать к обмоткам полюсных башмаков
стартера, что приведет к возникновению внутри стар-
тера сильного магнитного поля.
V. От обмоток полюсных башмаков ток через щетки и
коллектор подводится к обмоткам якоря ...В результа-
те взаимодействия обмоток якоря с магнитным полем
якорь стартера начинает вращаться, поворачивая колен-
чатый вал.
Задание 18
/. Муфта свободного хода стартера обеспечивает пере-
дачу крутящего момента...
1) от вала якоря к шестерне стартера,
2) от шестерни стартера к валу якоря,
3) в обоих направлениях?
II. Передача крутящего момента через мсуфту свободно-
го хода осуществляется...
Приложения
333
1) при пуске двигателя,
2) после запуска двигателя,
3) в обоих указанных случаях?
III. Когда вал якоря и шестерня стартера имеют раз-
личную частоту вращения без учета поворота шестерни
при движении по винтовым шлицам?
1) В период времени, при котором происходит запуск дви-
гателя.
2) После запуска двигателя, когда шестерня стартера за-
цеплена с зубчатым венцом маховика.
3) В момент перемещения шестерни вдоль вала якоря
перед запуском двигателя?
IV. Отключение шестерни от вала якоря происходит...
1) в момент увеличения частоты вращения коленчатого вала
при переходе с режима пуска на режим холостого хода,
2) в момент выключения зажигания и остановки двигателя,
3) при переходе двигателя с режима холостого хода на
режим средних нагрузок?
V. Если на всех режимах работы стартера и двигателя
обоймы муфты свободного хода жестко связаны друг с
другом, может произойти недопустимое...
1) увеличение частоты вращения якоря после пуска дви-
гателя,
2) снижение частоты вращения якоря после пуска двига-
теля,
3) увеличение частоты вращения якоря перед пуском дви-
гателя?
Задание 19
I. Во избежание глубокого разряда аккумуляторной ба-
тареи продолжительность непрерывнойработы старте-
ра не должна превышать...
1)5 с,
2) 10 с,
3) 15 с,
4) времени, необходимого для пуска двигателя.
334
Автомобильный электрик
II. После запуска двигателя ключ выключателя зажига-
ния и стартера...
1) должен быть немедленно отпущен,
2) может удерживаться в крайнем положении до 5 с,
3) может удерживаться в крайнем положении не более 15 с,
4) должен быть отпущен и снова повернут в крайнее по-
ложение?
III. Если после первой попытки пуска двигателя старте-
ром запустить двигатель не удалось, повторную попыт-
ку можно предпринять не ранее чем через...
1)5 с, 2) 15 с, 3)30 с, 4) 60 с?
IV. Что следует сделать, если после трехкратной по-
пытки запустить двигатель стартером не удалось?
1) Продолжить попытки, увеличивая продолжительность
включения стартера при каждом последующем вклю-
чении.
2) Попытаться завести двигатель с помощью пусковой
рукоятки.
3) Попытаться завести двигатель путем буксировки дру-
гим автомобилем.
4) Обнаружить и устранить неисправности, препятствую-
щие пуску двигателя.
V. Наиболее вероятным последствием продолжительной
непрерывной работы стартера является...
1) перегрев и выход из строя обмоток тягового реле,
2) перегрев обмоток якоря и обмоток возбуждения,
3) разряд и выход из строя аккумуляторной батареи,
4) износ и поломка зубьев шестерни стартера?
Задание 20
Какими позициями на рис. П 3.5 обозначены:
I. Деталь, к которой прижат держатель оптического
элемента?
II. Детали, жестко соединяющие оптический элемент с
держателем?
III. Детали, с помощью которых изменяют положение
держателя относительно корпуса фары ?
Приложения
335
Рис. П 3.5. Фара
IV. Деталь, отражающая излучаемый лампой световой
поток и направляющая его вперед?
V. Деталь, которая распределяет световой поток, от-
ражаемый рефлектором?
Задание 21
I. Регулировка направления света фар (см. рис. П 3.5)
осуществляется путем изменения положения...
1) корпуса фары относительно кузова автомобиля,
2) оптического элемента относительно корпуса фары,
3) патрона и лампы относительно отражателя,
4) оптического элемента относительно держателя?
II. Чтобы отрегулировать направление света фар, необ-
ходимо...
1) отвернуть крепежный винт и снять декоративный ободок,
2) отсоединить рассеиватель от отражателя,
3) повернуть лампу относительно узла ее крепления,
4) выполнить все перечисленные операции?
Какой позицией обозначена деталь, с помощью кото-
рой изменяют направление света фар в:
III. Горизонтальной плоскости?
IV. Вертикальной плоскости?
336
Автомобильный электрик
V. Вышедшую из строя лампу извлекают...
1) с внутренней стороны отражателя, предварительно от-
соединив отражатель от рассеивателя,
2) с тыльной стороны отражателя без предварительной
разборки оптического элемента,
3) одним из двух указанных способов в зависимости от
конструктивных особенностей фары?
Задание 22
I. Противотуманные фары обеспечивают широкое рас-
сеивание света в...
1) горизонтальной плоскости,
2) вертикальной плоскости,
3) обоих направлениях?
II. Противотуманные фары работают в...
1) одном режиме с постоянным световым потоком,
2) двух режимах с различными световыми потоками?
III. Направление светового потока, создаваемого проти-
вотуманной фарой, можно менять путем...
1) перемещения корпуса фары в вертикальном направлении,
2) поворота корпуса вокруг детали, жестко закрепленной
на кузове,
3) поворота оптического элемента относительно корпуса
фары,
4) изменения положения лампы в патроне?
IV. Противотуманные фары устанавливаются...
1) ниже основных фар,
2) выше основных фар,
3) вровень с основными фарами,
4) в любом из указанных положений?
V. Какого цвета рассеиватели могут использоваться в
противотуманных фарах?
1) Белые.
2) Желтые.
3) Оранжевые.
4) Красные.
5) Любые.
Приложения
337
Задание 23
/. Какие выключатели света стоп-сигнала применяются
на изучаемых автомобилях?
1) Пневматические с диафрагмой, соединенной с подвиж-
ным контактом.
2) Гидравлические с диафрагмой, замыкающей контакт.
3) Механические'со штоком, соединенным с тормозной
педалью.
4) Выключатели всех перечисленных типов.
//. Где расположен выключатель ламп заднего хода?
1) На картере заднего моста.
2) На крышке коробки передач.
3) На картере сцепления.
4) На промежуточной опоре карданной передачи.
///. На щитке приборов автомобилей КамАЗ установле-
ны сигнальные лампы, позволяющие контролировать...
1) работу указателей поворота,
2) включение блокировки межосевого дифференциала,
3) включение пускового устройства «термостарт»,
4) включение стояночного тормоза,
5) падение давления в тормозных контурах,
6) засорение фильтрующих элементов очистки масла,
7) техническое состояние всех перечисленных устройств?
IV. Зуммеры звуковой сигнализации, включающиеся в слу-
чае падения давления в контурах тормозных приводов
рабочих тормозных систем, установлены на автомоби-
лях семейства...
1) ВАЗ, 2) ГАЗ, 3) КамАЗ, 4) «Москвич»?
V. На автомобиле ЗИЛ-130 установлены два блока сиг-
нализаторов, каждый из которых имеет...
1) две лампы, 2) три лампы,
3) четыре лампы, 4) шесть ламп?
Задание 24
/. Какие лампы световых указателей поворота инфор-
мируют водителя об исправной работе указателей?
338 Автомобильный электрик
1) Контрольные.
2) Сигнальные.
II. Где размещаются контрольные лампы указателей по-
ворота?
1) В подфарниках.
2) В боковых указателях.
3) На щитке приборов.
4) Во всех перечисленных.
III. В световых указателях поворота происходит перио-
дическое...
1) подключение ламп к источникам электроэнергии и
полное отключение,
2) включение резистора параллельно лампам указателя,
3) включение резистора последовательно лампам указа-
теля?
IV. В результате замыкания контактов электромехани-
ческого прерывателя (с нихромовой струной) указателя
поворота происходит...
1) включение резистора параллельно сигнальным лампам,
2) включение резистора последовательно сигнальным
лампам,
3) закорачивание (шунтирование) резистора,
4) отключение сигнальных ламп от источника?
V. Частота мигания ламп в названных указателях пово-
рота регулируется изменением...
1) сопротивления резистора,
2) зазора между контактами,
3) натяжения струны,
4) всеми указанными способами?
Задание 25
/. Каковы наиболее вероятные последствия короткого
замыкания в цепи питания фары (при неработающем дви-
гателе) на участке цепи от аккумуляторной батареи до
центрального переключения света?
1) Перегорание нитей накаливания в лампе фары.
2) Быстрый разряд аккумуляторной батареи.
Приложения
339
3) Нагрев проводов и повреждение их изоляции.
4) Обгорание контактов центрального переключения света.
II. Предохранители, используемые в автомобильном элек-
трооборудовании. ..
1) не допускают возникновения короткого замыкания,
2) в случае короткого замыкания отключают соответству-
ющий участок цепи от источника электроэнергии,
3) отключают все потребители от источника электроэнер-
гии в случае короткого замыкания на любом участке
цепи?
III. Срабатывание предохранителя, как правило...
1) сопровождается выходом из строя потребителей тока,
2) не вызывает повреждения потребителей,
3) сопровождается глубокой разрядкой аккумуляторной
батареи,
4) не ухудшает технического состояния источников элек-
троэнергии?
IV. Срабатывание предохранителей причину, вызвав-
шую короткое замыкание:
1) устраняет,
2) не устраняет?
V. В случае срабатывания предохранителей следует преж-
де всего проверить...
1) техническое состояние источников электроэнергии,
2) техническое состояние потребителей и целостность изо-
ляции проводов,
3) надежность крепления клемм на аккумуляторе?
Задание 26
I. Срабатывание предохранителя указывает, что корот-
кое замыкание произошло на участке цепи, находящемся...
1) между источником электроэнергии и предохранителем,
2) между предохранителем и потребителем,
3) в любом месте между источником и потребителем?
II. Срабатывание термобиметаллического предохрани-
теля с подвижным контактом определяется по...
1) однократному отключению потребителей от источника,
340 Автомобильный электрик
2) периодическому отключению и подключению потре-
бителей,
3) однократному уменьшению яркости свечения ламп,
4) однократному увеличению яркости свечения ламп?
III. Предохранитель с биметаллической пластиной, на ко-
торой установлены два контакта, обеспечивает при сра-
батывании...
1) автоматическое отключение и ручное подключение по-
требителей,
2) автоматическое отключение и подключение потреби-
телей,
3) как ручное, так и автоматическое подключение,
4) как ручное, так и автоматическое отключение?
IV. Если сработал предохранитель и произошло отсоеди-
нение потребителей от источника, необходимо опреде-
лить место замыкания. С этой целью оба конца прове-
ряемого провода отсоединяют от зажимов. К одному
концу провода присоединяют контрольную лампу, вто-
рой провод от лампы соединяют с клеммой «+» аккуму-
ляторной батареи. При наличии замыкания проверяемо-
го провода на массу контрольная лампа...
1) будет светиться,
2) не будет светиться?
V. Чтобы подключить потребителя к источнику тока
после устранения короткого замыкания в цепях с кно-
почным предохранителем, необходимо кнопку этого пре-
дохранителя...
1) повернуть по часовой стрелке,
2) повернуть против часовой стрелки,
3) нажать и отпустить,
4) вытянуть на себя?
Задание 27
I. При включении звукового сигнала детали, генерирую-
щие звуковые колебания, перемещаются внутрь корпуса
за счет...
1) упругости мембраны,
Приложения
341
2) намагничивания якоря,
3) прохождения тока через искрогасящий резистор,
4) всех перечисленных явлений?
II. Возврат мембраны в исходное положение происходит
под действием...
1) электрического поля,
2) силы упругости мембраны,
3) отталкивания якоря от сердечника,
4) всех перечисленных явлений?
III. Когда мембрана звукового сигнала возвращается в
исходное положение, контакты прерывателя...
1) размыкаются,
2) замыкаются,
3) размыкаются или замыкаются в зависимости от типа
сигнала?
IV. Ход мембраны регулируют, изменяя...
1) зазор между контактами прерывателя,
2) силу тока, текущего по обмоткам,
3) жесткость мембраны,
4) все указанные параметры?
V. Применение реле сигналов позволяет...
1) уменьшить силу тока, протекающего через контакты
кнопки,
2) повысить частоту колебания мембраны звукового сиг-
нала,
3) регулировать громкость звука, генерируемого сигна-
лом,
4) достичь всех перечисленных результатов?
Задание 28
I. Какие из перечисленных неисправностей могут быть
причиной недостаточной частоты вращения коленчато-
го вала при пуске двигателя стартером?
1) Подгорание контактного диска и торцов зажимов тяго-
вого реле.
342
Автомобильный электрик
2) Большой износ по высоте щеток стартерного коллек-
тора.
3) Замасливание и окисление коллектора.
4) Плохой контакт в соединениях проводов.
5) Любые из перечисленных неисправностей.
//. Какие причины могут вызвать отказ в работе тяго-
вого реле стартера?
1) Неисправность выключателя зажигания.
2) Неисправность реле включения стартера.
3) Ненадежный контакт в соединении тягового реле с по-
люсным башмаком.
4) Обрыв провода, соединяющего реле включения старте-
ра и тяговое реле.
5) Любая из перечисленных неисправностей.
///. Если при включении стартера слышен щелчок, сопро-
вождающий включение тягового реле, а якорь стартера
не начинает вращаться, то это может произойти вслед-
ствие...
1) подгорания контактного диска и торцов зажимов тяго-
вого реле,
2) большого износа щеток и замасливания коллектора
стартера,
3) обгорания контактов выключателя зажигания и стартера,
4) любой из перечисленных причин?
IV. Если после пуска двигателя якорь стартера продол-
жает вращаться после поворота ключа в выключателе
зажигания в положение «Зажигание включено», то это
может указывать на...
1) неисправность реле включения стартера,
2) заедание муфты свободного хода на валу якоря стартера,
3) обрыв в обмотках полюсных башмаков,
4) плохой контакт между щетками и коллектором якоря?
V. Если при включении стартера его шестерня зацепля-
ется с зубчатым венцом маховика, якорь начинает вра-
щаться, а коленчатый вал не вращается, то это означа-
ет, что...
1) сильно изношены детали муфты свободного хода,
Приложения
343
2) неисправен выключатель зажигания и стартера.
3) произошло заклинивание обойм в муфте свободного
хода,
4) произошел обрыв обмоток тягового реле,
5) имеет место любая из перечисленных неисправностей?
Задание 29
При каких видах технического обслуживания:
I. Очищают стартер от пыли и грязи?
II. Проверяют и при необходимости подтягивают места
креплений стартера к картеру маховика?
III. Подтягивают места крепления наконечников прово-
дов?
IV. Проверяют состояние коллектора и щеток.
V. При проверке на стенде работы стартера, снятого с
автомобиля, его надежно закрепляют и подключают к
аккумулятору или иному источнику тока, используя...
1) только провода большого сечения,
2) провод любого сечения, не вызывающего сильного на-
грева,
3) провод любого сечения с толстой изоляцией?
Задание 30
К каким последствиям в работе звукового сигнала при-
водит:
/. Незначительное окисление контактов прерывателя?
II. Обрыв провода в цепи сигнала?
III. Нарушение регулировки сигнала?
TV. Замыкание на массу провода, соединяющего изолиро-
ванную клемму на корпусе реле сигнала с кнопкой вклю-
чения?
V. Сильное окисление контактов кнопки?
1) К снижению громкости сигнала.
2) К самопроизвольному включению.
3) К отказу в работе.
Приложение 4
Эталоны ответов на контрольные задания
Номер задания Номер вопроса
I II III IV V
1 I 1 1 3 1.4
2 6 3,5 1 4,8 2,7
3 2 I 1,4 1 3
4 2 3 3 1,3,5 5
5 2 4 4 5 3
6 1,3,6 3 2 2 I
7 1 1 2 1 2
8 6,7 1,2, 3, 4, 5, 8,9 8 7 5,9
9 5,9 1 2 4 3
10 1 1 2 2 2
11 1 1 2 2 2
12 1,2,4 1,3 3,5 1,2 1
13 3 2 5 1,3 2
14 3 1 3 2 1
15 3 1,4 2,6 3, 5,6 4,6
16 1 1 2 1 1
17 2, 1,9 10 3 4 5,6,8
18 1 1 2 1 1
19 2 1 2 4 3
20 3 1,4,5 2,6 9 8
21 2 I 6 2 2
22 1 1 2 2 1,3
23 4 2 7 3 4
24 1 3 3 3 3
25 2,3 2 2,4 2 2
26 2 2 I 1 3
27 2 2 2 1 1
28 5 1,2,4 1,2 1,2 1
29 3 3 3 3 1
30 1 3 1 2 3
345
ЛИТЕРАТУРА
Игнатов А. П. и др. Автомобили ВАЗ-2107. Руководство по
эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. М.: Тре-
тий Рим, 2000.
Инструктивные карты для лабораторно-практических заня-
тий по техническому обслуживанию автомобиля КамАЗ-5320.
Тула: Союзполиграфпром, 1982.
Калиский В. С., Монзон А. И., Нагула Г. Е. Автомобиль:
Учебник водителя категории С. М.: Транспорт, 1988.
Касаткин А. С. Основы электротехники: Учебное пособие
для сред. ПТУ. М.: Высш, школа, 1986.
Китаев В. Е. Электротехника с основами промышленной
электроники: Учебник для проф.-техн. училищ. М.: Высш, шк.,
1985.
Лившиц А. В. Устройство и основы эксплуатации автомоби-
лей: Сб. заданий. М.: Транспорт, 1991.
Румянцев С. И., Синельников А. Ф., Штель Ю. Л. Техни-
ческое обслуживание и ремонт автомобилей. М.: Машиностро-
ение, 1989.
Синдеев Ю. Г. Электротехника с основами электроники:
Учебник для учащихся профессиональных училищ и коллед-
жей. Ростов н/Д: Феникс, 2001.
Фучатжи К. С. Автомобиль Запорожец и его модифика-
ции. Руководство по ремонту. М.: Арго-книга, 1998.
Чумаченко Ю. Т., Чумаченко Г. В., Ефимова А. В. Эксплу-
атация автомобилей и охрана труда на автотранспорте: Учеб-
ник. Ростов н/Д: Феникс, 2001.
Чумаченко Ю. Т., Герасименко А. И., РассановБ. Б. Авто-
слесарь. Устройство, техническое обслуживание и ремонт авто-
мобилей: Учебное пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2002.
Чумаченко Ю. Т., Рассанов Б. Б. Автомобильный практи-
кум: Учебное пособие к выполнению лабораторно-практичес-
ких работ. Ростов н/Д: Феникс, 2002.
Шестопалов Ф. К. Устройство, техническое обслуживание
и ремонт легковых автомобилей. М., 1999.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение...............................................3
Раздел 1. Электротехника с основами электроники
Глава 1. Электрическая энергия.........................6
Глава 2. Источники тока.............................. 13
Глава 3. Магнетизм и электромагнетизм 21
Глава 4. Электрическая цепь 26
Глава 5. Трансформаторы 59
Глава 6. Электрические машины переменного
и постоянного тока.................................77
Глава 7. Электронные приборы..........................91
Раздел 2. Электрооборудование автомобилей
Глава 1. Источники тока и реле-регуляторы 134
Глава 2. Контактная система зажигания................149
Глава 3. Контактно-транзисторная
и бесконтактно-транзисторная системы зажигания....166
Глава 4. Электронная (инжекторная)
СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА.......................... 176
глава 5. Электрический пуск двигателя
и контрольно-измерительные приборы 188
Глава 6. Приборы освещения, световой
и звуковой сигнализации...........................203
Глава 7. Электродвигатели приводов
вспомогательного оборудования.....................227
Глава 8. Общие схемы электрооборудования автомобилей..234
Раздел 3. Ремонт и техническое
ОБСЛУЖИВАНИЕ ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Глава 1. Неисправности и техническое обслуживание
аккумуляторной батареи...............................247
347
Глава 2. Техническое обслуживание системы зажигания....257
Глава 3. Ремонт и техническое обслуживание генератора
И РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОРА..................................271
Глава 4. Ремонт и техническое обслуживание стартера....282
Глава 5. Обслуживание приборов освещения
и контрольно-измерительных приборов................287
Приложение 1..........................................293
Приложение 2..........................................305
Приложение 3..........................................317
Приложение 4..........................................344
Литература............................................345
Чумаченко Ю. Т., Федорченко А. А.
АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИК.
Электрооборудование
и электронные системы автомобилей
Учебное пособие
Ответственный редактор Э. Юсупянц
Технический редактор Л. Багрянцева
Художник: А. Пащенко
Корректоры: Н. Пустовойтова, Н. Никанорова
Подписано в печать 31.05.06.
Формат 84x108/32. Бумага тип. № 2.
Гарнитура CG Times. Печать офсетная. Усл. п. л. 18,48.
Тираж 4000 экз. Заказ № 1552.
Издательство «Феникс»
344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80
Отпечатано с готовых диапозитивов
в типографии ОАО «Издательство «Самарский Дом печати».
443080, г. Самара, пр. К. Маркса. 201.
Качество печати соответствует качеству предоставленных диапозитивов
=—====== Феникс ======
Торговый Дом «Феникс»
В Москве книги издательства «Феникс» можно купить:
Для книготорговых организаций
в региональных представительствах:
1. Ул. Космонавта Волкова, 25/2,1-й этаж, м. «Войковское»
Т: (095) 156-05-68,450-08-35, 8-916-523-4376
E-mail: fenix-m@yandex.ru
Контактное лицо: Моисеенко Сергей Николаевич
Для оптовых покупателей — оптовые издательские цены,
гибкая система скидок, бесплатная доставка по Москве
2. Шоссе Фрезер, д. 17, м. «Авиамоторная»
Т: (095) 517-32-95,107-44-98, 711-79-81
Т./факс: 8-501-413-75-78
E-mail: mosfen@pochta.ru, mosfen@bk.ru
Директор: Мячин Виталий Васильевич
3. Торговый Дом «КноРус»:
Ул. Б. Переяславская, 46,
м. «Рижская», «Проспект Мира»
Т: (095) 680-02-07, 680-72-54, 680-91-06, 680-92-13
E-mail: phoenlx@knorus.ru
Лебедев Андрей
в крупнейших магазинах:
ТД «Библио-Глобус»
Ул. Мясницкая, 6 (тел.: 925-24-57)
ТД «Москва»
Ул. Тверская, 8 (тел.: 229-66-43)
«Московский Дом книги»
Ул. Новый Арбат, 8 (тел.: 291-78-32)
«Молодая гвардия»
Ул. Большая Полянка, 28 (тел.: 238-11-44)
«Дом педагогической книги»
Большая Дмитровка, 7/5, строение 1 (тел.: 299-68-32)
«Медицинская книга»
Комсомольский проспект, 25 (тел.: 245-39-33)