книги из ГПНТБ / Шестопалов, К. С. Устройство и эксплуатация автомобиля учеб. пособие для призывников, обучающихся на водителя автомобиля 3-го кл

верх него такой же 'слой из сплава олова и кадмия. При этом

между селеном	и сплавом образуется			запирающий слой. Ток
в таком диоде	будет	проходить	от	селена к сплаву	олова
и кадмия.		называют	полупроводниковый		триод,
Т р а н з и с т о р о м

состоящий из тонкой пластины германия, в которую вплавлены две капельки индия (рис. 56). При этом между германием и капельками индия возникнут два запирающих слоя. К капель­ кам индия и германиевой пластине припаивают медные элек­

троды (выводы).

Электрод, соединяемый с рлюсом источника тока, назы­ вают э м и т т е р о м , а соединяемый с минусом — к о л л е к т о ­ ром. Электрод, соединенный с германиевой пластиной, назы­

вается б а з о й .

Управление проводимостью транзистора осуществляется пу­ тем включения дополнительного источника электроэнергии меж­

ду эмиттером и базой.

Германиевые транзисторы на автомобилях применяются для изменения силы тока возбуждения генераторов, а также для усиления и прерывания тока в контактно-транзисторной си­ стеме зажигания.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Если проводник с током поместить в магнитном поле меж* ду полюсами магнита, то в результате взаимодействия магнит­ ных полей проводник начнет перемещаться сверху вниз. Это объясняется тем, что сверху магнитное поле сгущается, так как магнитные силовые линии проводника и магнита совпадают по направлению, а внизу, наоборот, магнитное поле ослабляется, так как магнитные силовые линии, направленные навстречу друг другу, частично взаимно уничтожаются (рис. 57, а и б). Если направление тока в проводнике изменить, он начнет пере­ мещаться снизу вверх. На этом принципе основана работа элек­ тродвигателя.

Направление движения проводника с током в магнитном поле определяют по правилу левой руки. Для этого левую руку располагают так, чтобы ладонь была обращена к северному по­ люсу, а вытянутые пальцы по направлению тока, при этом ото­ гнутый большой палец укажет направление движения провод­ ника (рис. 57, в ) .

Если проводник перемещать в магнитном поле, то от пересе­ чения магнитных силовых линий в нем появляется электродви­ жущая сила, а при замкнутой цепи появится электрический ток. Точно так же можно получить э. д. с. и ток в неподвижном про­ воднике, если перемещать относительно него магнитное поле (например, двигать около проводника постоянный магнит).

90

Рис. 57. Взаимодействие магнитных полей и электро­ магнитная индукция:

а и б — взаимодействие магнитного			поля проводника
с током	и магнитного поля магнита; в — правило ле­
	вой руки; г — правило правой руки
Это явление называется		э л е к т р о м а г н и т н о й		и н д у к ­
цие й.	тока в	проводнике	определяют по	правилу
Направление

правой руки. Для этого правую руку располагают ладонью к се­ верному полюсу, а отогнутый большой палец по направлению движения проводника (рис. 57, г). При этом вытянутые пальцы укажут направление индуктируемого тока. По принципу элек­ тромагнитной индукции основана работа генератора тока.

Явление электромагнитной индукции может происходить и в двух неподвижных проводниках, расположенных вблизи друг от друга. Когда по одному из них проходит ток изменяющейся величины, вокруг этого проводника возникает магнитное поле, изменяющееся в соответствии с усилением, ослаблением или

♦прекращением тока. Силовые магнитные линии этого поля, воз­ действуя на второй проводник, вызывают в нем появление э. д. с. и тока. Такое явление называют в з а и м о и н д у к ц и е й . Ее

используют в трансформаторах и автомобильных катушках за­ жигания. Роль проводников в этих приборах играют обмотки

91

с большим количеством витков, имеющие общий сердечник. Обмотку, через которую пропускают ток от какого-либо источ­ ника, называют первичной, а обмотку, в которой возникают индуктированные э.д.с. и ток,— вторичной.

Электромагнитная индукция проявляется также и в одиноч­ ных неподвижных проводниках, если по ним протекает ток изме­ няющейся величины. Поскольку такой проводник находится в создаваемом им самим изменяющемся магнитном поле, в нем появляется э.д.с., называемая э.д.с. самоиндукции. Направ­ ление тока самоиндукции при возрастании основного тока в lienn противоположно направлению этого основного тока, а при убывании совпадает с его направлением.

И, наконец, скажем о токах, возникающих под действием электромагнитной индукции в стальных сердечниках. Когда сердечник вращается в магнитном поле (сердечник якоря гене­ ратора) или, оставаясь неподвижным, пронизывается силовыми линиями изменяющегося магнитного поля (сердечник катушки зажигания), в нем, как во всяком проводнике, индуктируются токи. Эти токи, называемые вихревыми, вызывают нагрев сердечника. Для ослабления вихревых токов сердечники обыч­ но изготовляют из отдельных тонких пластин мягкой стали, изо­ лированных друг от друга.

ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Для получения постоянного тока между полюсами магни­ та помещают проводник в виде рамки, каждый конец которой присоединяют к изолированному полукольцу (ламели) коллек­

тора. К полукольцам прижимаются положительная (+ )					и от­
рицательная (—) щетки, соединенные между			собой внешней
цепью с лампой накаливания		(рис. 58).	(в	соответствии
При вращении рамки	в	ее левой стороне
с правилом правой руки)	будет индуктироваться ток в направ­
лении от нас, а в правой стороне — к нам. Ток из рамки					будет
поступать на полукольцо -2,		плюсовую щетку	и	во внешнюю
цепь, затем через минусовую щетку на полукольцо				1 и обратно

в рамку (рис. 58, а). Когда рамка повернется на 90°, ее сторо­ ны будут скользить вдоль силовых магнитных линий, не пере­ секая их, и тока в цепи не будет (рис. 58, б).

При дальнейшем повороте рамки ее стороны снова будут пересекать магнитные силовые линии и в ней опять появится ток, но уже обратного направления. При этом во внешней цепи направление тока сохранится прежним (рис. 58, в). Так как одновременно с рамкой поворачиваются и полукольца, ток опять поступит на положительную щетку и во внешнюю цепь в том же направлении. После поворота рамки еще на 90° ток в цепи опять прекратится (рис. 58, г). Далее процесс повторяется. Таким образом, благодаря коллектору (полукольцам), переменный ток

92

Рис. 58. Принцип работы генератора постоянного тока:

1 ,2 — прлукольца; а, в — рамка пересекает магнитные силовые ли­ нии; б, г — стороны рамки скользят вдоль магнитных силовых линий

в рамке преобразуется в постоянный по направлению ток во внешней цепи. Этот принцип используется в генераторах по­ стоянного тока.

П р о с т е й ш и й г е н е р а ­ т о р п е р е м е н н о г о т о к а отличается тем, что ^онцы рамки присоединяют не к коллектору, состоящему из отдельных полу­ колец, а к двум изолированным друг от друга кольцам, к кото­ рым также прижимаются щетки. При вращении рамки в ней индук­ тируется переменный по направ-

Рис. 59. Принцип работы генерато­ ра переменного тока:

а — схема получения переменного тока; б — графическое изображе­ ние э.д.с. однофазного переменно­ го тока

1, 5 — кольца; 2, 4 — щетки; 3— рамка

93

ад.с.

Рис. 60. Схема получения трехфазного переменного тока:

a — схема трехфазного генератора; б — графическое изображение

э.д.с.

лению и величине ток, который поочередно поступает на щетки и во внешнюю цепь (рис. 59, а). За один оборот рамки ток уве­ личивается от нуля до максимума и снова уменьшается до нуля, а затем, изменив свое направление, опять увеличивается

от нуля до максимума			и уменьшается	до	нуля (рис. 59, б).
Такой	ток	называется	о д н о ф а з н ы м		переменным током.
Время	на	совершение	одного полного	колебания называется

п е р и о д о м . Число периодов в одну секунду называется ч а с ­

т о т о й	т ока . Наибольшее значение тока называется а м п л и ­
т у д о й	т ока .
Электрическая цепь, в которой одновременно действуют три
переменные э.д.с. с одинаковыми		амплитудой и частотой, но
смещенные по фазе на угол 120°,		называется т р е х ф а з н о й ,
а ток в цепи — т р е х ф а з н ы м .

Простейший трехфазный генератор имеет три обмотки (рам­ ки), сдвинутые в пространстве по отношению друг к другу на

120° (рис. 60).

АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ

Аккумуляторная батарея на автомобиле служит для пита­ ния током приборов электрооборудования на малых оборотах и при неработающем двигателе.

Аккумуляторная батарея состоит из шести отдельных двух­ вольтовых аккумуляторов (элементов), соединенных между со­ бой последовательно, что обеспечивает получение в цепи рабо­ чего напряжения в 12 В. Бак батареи изготовляют из эбонита

94

3

6

7

8

a

w

Рис. 61. Аккумуляторная батарея:

1 — отрицательная пластина; 2 — сепаратор; 3 — выводные шты­ ри; 4 — положительна^ пластина; 5 — мастика; 6 — бак; 7 — отри­ цательный выводной йЗтырь батареи; 8 — соединительная шина; 9 — пробка; 10 — положительный выводной штырь; 11 — вентиля­ ционное отверстие; 12 — наливное отверстие; 13 — крышка акку­

мулятора

и разделяют перегородками на шесть отделений, в каждом из которых помещают один аккумулятор (рис. 61).

Аккумулятор состоит из положительных и отрицательных пластин, изолированных друг от друга сепараторами, изготов­ ленными из специально обработанной однослойной фанеры, мипора или мипласта.

Пластины отливают в виде решеток из свинца с добавле­ нием 5—10% сурьмы для механической прочности. В решетку

пластин впрессовывают активную массу	из свинцового сурика
и свинцового глета или окисленного	свинцового порошка,

В аккумуляторы заливают электролит, составляемый из хими* чески чистой серной кислоты удельного веса 1,84 и дистиллиро-» ванной воды. Сверху аккумулятор закрывают крышкой, имею-» щей наливное отверстие, закрываемой резьбовой пробкой с вен­ тиляционным отверстием, через которое внутренняя полость аккумулятора сообщается с атмосферой.

Е м к о с т ь ю а к к у м у л я т о р а называется то количество электричества, которое может дать полностью заряженный аккумулятор при десятичасовом режиме разряда (до напряже­

ния 1,7	В).	Емкость		аккумулятора выражается ампер-часами
(А-ч) и зависит от				количества и размера Параллельно соеди*
ненных пластин, а также от температуры электролита.						при
Например,			заряженный аккумулятор		емкостью 70 А-ч
температуре		электролита 30° С способен			поддерживать в	цепи
ток 7 А	в	течение 10 часов, после чего			его напряжение	по­
низится	до	1,7	В. Чем больше размер и количество пластин и

95

выше температура электролита, тем больше разрядная емкость

аккумулятора.

Емкость аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, равна емкости одного аккумулятора.

В табл. 8 приведена характеристика аккумуляторных ба­ тарей.

		Аккумуляторные батареи		Таблица 8
			Емкость при	Номиналь­
	Модель автомо­		10-часовом
		Тип аккумуляторной батареи		ное напря­
	биля		разряде,
				жение, В
			А-ч
	ГАЗ-51А	З-СТ-70 ПД (две батареи, со-	70	12
		единенные последовательно)	84	12
	ЗИЛ-164А	З-СТ-84 ПДС (две батареи, со-
	ГАЗ-53А и ГАЗ-66	единенные последовательно)	68	12
		6-СТ-68 ЭМ
	ЗИЛ-130	6-СТ-78 ЭМ	78	12

Цифры и буквы в приведенных типах аккумуляторных ба­

тарей означают:	цифры 3 или 6 (в начале) — число аккумулято­
ров в батарее,	буквы СТ — батарея стартерного	типа,	число
после букв СТ — номинальная емкость батареи в		А т,	буквы

Э и П — материал бака (Э — эбонит, П — асфальтопековая мас­ са с кислотоупорными вставками), последние буквы — материал сепараторов (М — мипласт, ДС и МС — дерево или мипласт, комбинированные со стекловолокном).

НЕИСПРАВНОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

■В процессе эксплуатации в аккумуляторной батарее могут возникать следующие неисправности: окисление выводных шты­ рей, подтекание электролита через трещины сосуда, быстрый саморазряд, короткое замыкание и сульфитация пластин.

Окисление выводных штырей приводит к увеличению со­ противления во внешней цепи и даже к прекращению тока. Для устранения неисправности нужно снять со штырей наконечники проводов (клеммы), зачистить штыри и клеммы и укрепить по­ следние на штырях. После этого штыри и клеммы надо сверху смазать тонким слоем технического вазелина.

Подтекание электролита через трещины бака обнаружи­ вают осмотром. Для устранения неисправности батарею сдают в ремонт. При вынужденной временной эксплуатации батареи с этой неисправностью необходимо периодически добавлять в неисправную банку электролит, а не дистиллированную воду.

96

Быстрый саморазряд может быть следствием загрязнения поверхности батареи и электролита. Для устранения неисправ­ ности следует протереть поверхность батареи и заменить элек­ тролит.

Короткое замыкание внутри банки чаще всего вызывается осыпавшейся активной массой и вследствие разрушения сепа­ раторов. В том и другом случаях батарею разбирают и устра­ няют неисправности.

Сульфитация пластин заключается в том, что на пластинах образуется крупнокристаллический сернокислый свинец. Плас­ тины при этой становятся нетокопроводимыми, и аккумулятор­ ная батарея не принимает заряда.

Основные причины, вызывающие сульфатацию, следующие:

—разряд батареи ниже 1,7 В на один аккумулятор;

—оголение пластин вследствие понижения уровня электро­

лита;

—продолжительное хранение батареи без подзарядки;

—пониженная плотность электролита.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

При ежедневном техническом обслуживании по окончании работы надо отсоединить батарею от цепи, пользуясь выклю­ чателем, соединяющим батарею с массой (автомобиль ГАЗ-66).

При первом техническом обслуживании нужно очистить аккумуляторную батарею от загрязнений, прочистить вентиля­ ционные отверстия в пробках, проверить крепление наконечни­ ков проводов, проверить уровень электролита и при необходи­ мости долить дистиллированную воду.

В случае окисления штырей и клемм следует зачистить и смазать их, как указано выше.

При втором техническом обслуживании, кроме работ ТО-1,

надо проверить крепление аккумуляторной батареи в гнезде, проверить уровень и плотность электролита, проверить степень , заряженности аккумуляторов нагрузочной вилкой. Если напря­ жение на выводных штырях каждого аккумулятора окажет­ ся ниже 1,7 В, нужно снять батарею для стационарного за­ ряда.

ГЕНЕРАТОР И РЕЛЕ-РЕГУЛЯТОР

Генератор на автомобиле служит для питания всех потре­ бителей электрической энергией и для зарядки аккумуляторной батареи при среднем и большом числах оборотов коленчатого вала двигателя.

На автомобилях применяют генераторы постоянного и пе­ ременного тока.

4 4-138

97

Генератор постоянного тока (рис. 62) состоит из корпуса, полюсных башмаков с обмоткой возбуждения, якоря, щеткодер­ жателей со щетками и крышек с подшипниками.

Корпус генератора имеет цилиндрическую форму и изго­ товляется из мягкой стали. С внутренней стороны к корпусу привинчивают полюсные башмаки, также изготовленные из мяг­ кой стали. На полюсные башмаки наматывают обмотку воз­ буждения, которая служит для увеличения магнитного поля.

Между полюсными башмаками вращается якорь. На вал якоря напрессован сердечник, состоящий из тонких железных пластинок, изолированных друг от друга окалиной (окись желе­ за) или лаком. На сердечнике имеются пазы, в которые закла­ дывается обмотка якоря, изготовленная в виде отдельных сек­ ций, концы которых припаивают к пластинкам (ламелям) кол­ лектора. Коллектор, медные ламели которого изолированы друг от друга слюдой, служит для преобразования переменного тока (который получается в обмотке якоря) в постоянный (протека­ ющий во внешней цепи).

По коллектору скользят угольно-графитовые щетки, кото­ рые помещены в щеткодержателях и прижимаются к коллекто­ ру с помощью пружин.

Обмотка возбуждения одним концом присоединена к мас­ се, а вторым — к клемме Ш генератора. Минусовая щетка со­ единена с массой, а плюсовая при помощи изолированного про­ водника — с клеммой Я генератора.

•Полюсные башмаки и корпус генератора намагничены и

образуют слабое магнитное поле, называемое о с т а т о ч н ы м м а г н е т и з м о м . При вращении якоря его обмотка пересекает магнитные силовые линии остаточного магнетизма и в ней ин­ дуктируется слабый ток. Часть этого тока поступает в обмотку возбуждения, при этом полюсные башмаки намагничиваются сильнее, магнитный поток увеличивается и напряжение на щет­ ках генератора повышается.

Вследствие того, что генератор получает привод от колен­ чатого вала двигателя, а обороты последнего изменяются в ши­ роких пределах (от 400 до 5000), напряжение в цепи генерато­ ра на больших оборотах может достигнуть недопустимой вели­ чины, при которой будут перегорать лампы, нагреваться обмотка якоря и нарушаться нормальная работа всех приборов электрооборудования. Кроме того, при сильно разряженной ба­ тарее и при питании большого числа приборов в генераторе может возникнуть чрезмерно большой ток, который может вы­ звать сгорание изоляции обмотки якоря. И наконец в связи с тем, что аккумуляторная батарея соединена с генератором параллельно, при малых оборотах, когда напряжение на щет­ ках генератора сильно уменьшается, ток из батареи может пойти в генератор, что приведет к быстрому разряду батареи и нагре­ ву обмоток генератора. Для устранения' этих нежелательных явлений на автомобиле устанавливают реле-регулятор.

№•

*

Рис. 82. Генератор постоянного тока:

1 — шкив; 2 — передняя крышка; 3 — полюсный башмак; 4 — обмотка возбуждения; 5, 7 и 8 — клеммы М, Я и Ш ; 6 — якорь; 9 — задняя крышка; 10 — щетка; 11 — пружина щеткодержателя; 12 — щеткодержатель; 13 — кол­ лектор; 14 — корпус