Электро - стартер: устройство

На рис. 2,а приведена конструкция стартера с постоянными магнитами на статоре ЭДВ и с дополнительным планетарным редуктором.

Аналогичную конструкцию имеет стартер фирмы BOSCH типа DW:12/1.1 серии 0.001.108.009 (рис. 2, б), на примере которого рассмотрим особенности устройства электростартеров современных легковых автомобилей.

 

 а — конструкция стартера;

 б — внешний вид стартера BOSCH-DW: 12/1.1 (статор снят);

 1 — задняя (тыльная) крышка;

 2 —ламельный коллектор;

 3 — токовый провод;

 4, 26 — постоянные ферритовые магниты;

 5 — токовый контактор тягового реле;

 6 — пусковое тяговое реле (ПТР);

 7 — включатель ПТР;

 8 — соленоид ПТР;

 9 — возвратная пружина;

 10 — толкатель включателя;

 11 — тяговый керн ПТР;

 12 — резиновая заглушка;

 13 — втулка с осью для вилки МСХ;

 14 — вилка муфты МСХ;

 15 — передняя (лобная) крышка — станина стартера;

 16 — шток поводковой муфты;

 17 — вторичный (выходной) вал;

 18 — шестерня МСХ;

 19 — муфта свободного хода (МСХ);

 20 — большая неподвижная шестерня планетарного редуктора;

 21 — водило на торце вторичного вала;

 22 — сателлитная шестерня;

 23 — первичный вал (вал ЭДВ) с ведущей шестерней планетарного редуктора;

 24 — якорь ЭДВ;

 25 — ярмо (магнитопроводящее кольцо) статора;

 26 — постоянный магнит;

 27 — щетка КЩМ

 Любой автомобильный электростартер, как классический, так и современный, состоит из пяти основных функциональных узлов: якоря 24 — это вращающая часть ЭДВ стартера; статора 4, 25, 26 — неподвижная часть ЭДВ; коллекторно-щеточного механизма (КЩМ) 2, 27; пускового тягового электрореле (ПТР) 5...11 и передаточного механизма внутри стартера 14.. 22. С помощью двух стартерных крышек 1 и 15 и статорного ярма 26, являющегося также корпусом стартера, функциональные узлы сочленяются в единую конструкцию пускового устройства — электростартер, который по отношению к ДВС является навесным агрегатом.

 Назначение всех перечисленных функциональных узлов в классическом стартере общеизвестно и не требует пояснений. Современный электростартер по сравнению с классическим имеет два основных конструктивных отличия: статор не имеет обмоток возбуждения, так как оснащен постоянными магнитами 4, 25, а передаточный механизм, находящийся внутри стартера, дополнен планетарным редуктором 20...22.

 Рассмотрим детально указанные отличия. Статор

 На рис. 3 приведено схематическое изображение электрических и магнитных цепей статора с постоянными магнитами.

На рисунке обозначено: NS — северный (синий) и южный (красный) полюсы постоянных магнитов статора; а, Ь, с, d — щетки КЩМ (желтый цвет), соединенные попарно (а+d — проводом Б+, b+c — проводом Б-); В — силовые линии (зеленый цвет) главного магнитного поля ЭДВ; (1-6), (14-19), (15-20), (28-5) - номера токопроводных стержней якорной обмотки (оранжевый цвет), подключенные к щеткам и находящиеся в магнитном поле; w — вал якоря.

 Массивная литая станина ярма статора заменена легким статорным цилиндром К, который свернут из листового железа (1,6 мм). Соединительный шов на поверхности цилиндра «зашит» фигурными замками, которые для надежности проварены точечной электросваркой. Защелки фигурных замков и все прочие крепежные элементы вырубаются или продавливаются штамповкой еще до свертки листа в цилиндр. Отдельным штампом на обечайку наносится маркировка.

 После свертки и сварки вовнутрь магнитного ярма статора устанавливаются постоянные магниты. Постоянные магниты из ферритов твердые, но хрупкие. Их крепление к ярму не может быть механически жестким (под болт), так как, находясь под затяжкой, ферриты даже при незначительных ударах могут растрескаться.

 Проблема крепления и фиксации ферритовых магнитов решена с помощью шести пружинных фиксаторов Ф, вдвинутых между магнитами. Каждый фиксатор — это продольная упругая стальная платина с П-образным профилем и с упорами с одной стороны. В собранном виде ферритовые магниты расперты упругими усилиями этих фиксаторов, за счет чего надежно прижаты к внутренней поверхности статарного цилиндра. Точная установка и фиксация собранной магнитной системы «по месту» обеспечивается защелками фиксаторов, которые представляют собой окна в упругих пластинах, надвинутые при сборке на зубцовые вырубы в статорном цилиндре.

 Ферритовые магниты установлены на статарном ярме с чередованием полярности, что образует шестиполюсный (N-S-N-S-N-S) статор современного стартерного электродвигателя (см. рис. 3).

 Указанные конструктивные отличия обеспечивают статору малые габариты и вес, компактность, простоту в сборке и высокую эксплуатационную надежность. Якорь

 Якорь электродвигателя стартера BOSCH-DW: 12/1.1 является составной частью роторного узла (рис. 4). Якорь состоит из магнитопровода 4, рабочей якорной обмотки 3, ламельного коллектора 2 и вала вращения 1.

 1 — первичный вал (вал ЭДВ);

 2— ламельный коллектор;

 3 — якорная обмотка;

 4 — магнитопровод якоря;

 5 — продольная балансировочная выборка;

 6 — паз якорного магнитопровода;

 7 — фиксатор планетарной шестерни;

 8 — ведущая шестерня планетарного редуктора (на валу ЭДВ);

 9— неподвижная планетарная шестерня;

 10 — поводковая муфта;

 11 — муфта свободного хода (МСХ);

 12 — шестерня МСХ;

 13 — проточка под запорное пружинное кольцо;

 14 — крышка запорного пружинного кольца;

 15 — запорное пружинное кольцо;

 16 — вторичный (выходной) вал стартера

 Магнитопровод собран из 64 магнито-мягких пластин толщиной 0,46 мм, изолированных друг от друга лаком, спрессованных и склеенных в единое цельное тело. В магнитопровод запрессован вал 1 вращения, на одном конце которого нарезано 11 зубцов ведущей шестерни 8, а на другом установлен 28-ламельный коллектор 2. Магнитопровод якоря имеет 28 пазов 6, расположенных точно напротив ламелей.

 В каждый паз магнитопровода вложено по два токопроводящих стержня рабочей обмотки, которые таким образом образуют двухстержневую (парную) полурамку. Каждый стержень — это половина U-образного витка, изогнутого по шаблону и вложенного в пазы якорного магнитопровода с лобной стороны в сторону коллектора. На ламелях концы U-обра ных витков попарно свариваются контактной электросваркой, при этом на якоре образуется 28 якорных рамок, соединенных последовательно и замкнутых в кольцо. U-образные витки уложены в пазы за пять обходов по окружности якоря.

 На рис. 5
схематически показана последовательность подсоединения U-образных витков к коллекторным ламелям при первом (сплошные линии) и втором (штриховые) обходах окружности якоря. Из рисунка очевиден порядок сборки якорной обмотки: первая волна — задействованы ламели 1-6-11-16-21-26-3; вторая волна — ламели 3-8-13-18-23-28-5; третья волна — ламели 5-10-15-20-25-2-7; четвертая волна — ламели 7-12-17-22-27-4-9; пятая волна — задействованы ламели 9-14-19-24-1. Ясно, что начало первого витка и конец последнего 28-го короткозамкнуты на одну (условно первую) ламель коллектора, так как они уложены в один (условно первый) паз якорного магнитопровода.

 Таким образом из 28 U-образных токопроводящих круговых рамок складывается последовательная волновая коротко-замкнутая пятиобходная якорная обмотка на якоре барабанного типа.

 Следует заметить, что в данном случае число якорных рамок, равное 28, не кратно числу статарных полюсов, которых шесть. Здесь важно другое: при любой конструкции барабанного якоря ширина каждой его токопроводящей рамки должна быть равна ширине полюсного деления на статоре (полюсное деление п —расстояние между центрами соседних розноименных магнитных полюсов, см. рис. 3). Этим обеспечивается наибольшее пото-косцепление между магнитным полем статора и витками якорной обмотки, чем в свою очередь достигается максимальный КПД электродвигателя.

 В конструкции стартера BOSCH-DW: 12/1.1 сказанное достигается охватом одной токопроводящей рамкой сразу четырех якорных полюсов. Так как четыре якорных полюса по ширине совпадают с шириной одного полюса на статоре, то потокосцепление полное.

 Еще одной особенностью конструкции якоря является то, что четыре несимметрично расположенных щетки КЩМ делят обмотку якоря на четыре ветви, не равных по числу витков. При этом электрическая схема включения ветвей получается такой, как показано на рис. 3.

 Из рисунка видно, что рабочий ток якоря протекает по ветвям а Ь и с d, в каждой из которых по четыре витка. Таким образом, во время работы ЭДВ под рабочим током якоря находится только 8 стержней из 56 или 4 рамки из 28. Остальные рамки в формировании крутящего момента ЭДВ участия не принимают до тех пор, пока при повороте якоря их положение не станет рабочим.

 Для каждого рабочего положения рамок создается момент вращения ЭДВ стартера: М = 8FR, где 8 — число стержней, включенных в работу; F — сила электромагнитного взаимодействия электрического тока якоря и магнитного поля статора; R — средний радиус якорной рамки.

 Во время работы ЭДВ происходит переключение витков якорной обмотки с помощью КЩМ.
Щетки относительно магнитной системы статора и внешней электрической цепи всегда неподвижны. Это обеспечивает постоянство крутящего момента ЭДВ как по направлению, так и по величине. Моксимальный крутящий момент ЭДВ в заторможенном стартере BOSCH-DW:12/1.1 около 15 Нм.

 Еще одной интересной особенностью описываемого стартерного ЭДВ является наличие на его статоре «неработающих» постоянных магнитов. Действительно, как следует из положения якоря, показанного на рис. 3 под полюсами N1 и S3, витки якорной обмотки в секциях (28...20) и (14...6) короткозамкнуты соединительными проводами Б+ и Б- между щетками ad и cb Ясно, что закороченные секции якорной обмотки нерабочие. Казалось бы, можно допустить, что и полюса N1 и S3 нерабочие. Однако магнитная система статора рассчитана и сконструирована таким образом, что эти полюса выполняют три рабочие функции: обеспечивают равномерное распределение главного магнитного поля по всему круговому периметру воздушного зазора между статорными магнитами и магнитопроводом якоря; оптимизируют положение физической нейтрали магнитного поля якоря относительно щеток КЩМ и, таким образом, являются компенсационными (дополнительными) полюсами; уменьшают противоэлектродвижущую силу на щетках, улучшая коммутацию. В этой связи сами щетки несколько развернуты (на угол 12°) относительно геометрической нейтрали статорных полюсов в сторону против вращения якоря.

 И последнее. Якорь современного электростартера обязательно точно балансируется. Эта технологическая операция стала необходимой, так как электродвигатель стартеров нового поколения высокооборотистый. Балансировку реализуют проточкой якоря после того, как он окончательно собран и залит эпоксидным компаундом. Точная доводка балансировки осуществляется с помощью продольных выборок на полюсах якорного магнитопровода (см. рис. 4). Выборки прорезаются алмазным кругом. Планетарный редуктор

 Уже отмечалось, что основной отличительной чертой передаточного механизма стартеров нового поколения является наличие в нем понижающего планетарного редуктора (рис. 6).

 а — с вращающейся планетарной шестерней и с сотеллитоми на корпусе;

 б — с неподвижной планетарной шестерней и с сателлитами на вращающемся водиле;

 1 — планетарная шестерня;

 2 — водило;

 3 — ось якоря ЭДВ;

 4 — шестерня на валу ЭДВ;

 5 — сателлитная шестерня;

 6 — корпус редуктора;

 7 — подшипник;

 8 — муфта свободного хода

 Планетарный — это такой редуктор, у которого большая шестерня 1 имеет зубцы с внутренним зацеплением и сочленена с малой ведущей шестерней 4 наружного зацепления через несколько сателлитных шестерен 5. При этом и ведущая, и ведомая шестерни соосны, а сателлиты находятся между ними и внутри большой (планетарной) шестерни. Оси сателлитных шестерен могут быть установлены как на корпусе первичного приводного устройства (рис. 6, а), так и непосредственно на торцевом водиле вторичного (выходного) вала редуктора (рис. 6, б). В первом случае большая планетарная шестерня вращается и сама является водилом выходного вала; во втором — она неподвижна, так как жестко закреплена в корпусе 6 редуктора. Во втором случае сателлиты, установленные на водиле 2 и сочлененные с шестерней 4 первичного вала, обегают внутренние зубья неподвижной планетарной шестерни 1 и тем самым приводят водило 2 во вращение.

 В автомобильных электростартерах более широкое распространение получил планетарный редуктор второго типа. На рис. 7 показан внешний вид передаточного механизма стартера BOSCH-DW: 12/1.1, в состав которого входит планетарный редуктор. Для удобства восприятия передаточный механизм, показанный на фото, частично разобран: планетарная шестерня снята с сателлитов 2, а муфта свободного хода 8 — сдвинута с направляющих пазов 6 выходного вала 10 стартера.

 1 - ось сателлита;

 2 -сателлит планетарного редуктора;

 3 — водило на торце вторичного вала;

 4 — посадочное место для планетарной шестерни (шестерня снята);

 5 — проточка под пружинную защелку;

 6 — направляющие спиральные пазы для МСХ; 7 — поводковая муфта;

 8 — муфта свободного хода (МСХ);

 9 — шестерня МСХ;

 10 — вторичный (выходной) вал стартера

 Как и любой другой, планетарный редуктор состоит из двух основных шестерен: ведущей 11 -зубцовой шестерни 8 на валу 1 ЭДВ и большой планетарной шестерни 9, изготовленной из плостмассы. Последняя, имеющая 37 зубцов внутреннего зоцепления, неподвижно установлена в корпусе стартеро с помощью фиксирующих шпилек 7. Внутренние детали планетарного редуктора показаны на рис. 7: водило 3 установлено на торце выходного вола 10, оно одновременно является установочной площадкой для осей 1 врощения трех сотеллитов. Сателлитные 13-зубцовые шестерни 2 (сателлиты) плонетарного редуктора, их три, упироясь в неподвижную планетарную шестерню, передают вращение вало ЭДВ на водило. Оси 1 после установки на них сотеллитовых шестерен 2 запрессованы в тело водила 3 и, таким оброзом, сотеллиты с осей несъемные.

 При сборке, когда узел 7, 8, 9 муфты свободного хода 19 снят с вала 10, пластмассовая планетарная шестерня надвигается на посадочное место 4 выходного вала стартера (до упора в торец водило). В пластмассу планетарной шестерни залита бронзовая втулка, которая для вторичного вала является опорным подшипником. Вторым опорным подшипником для вало с водилом является бронзовая втулка, запрессованная в лобную крышку стартера. Планеторная шестерня фиксируется на валу для предотвращения обратного продольного смещения с помощью плоской пружинной защелки, под которую подкладывается дистанционная шайба. Планетарная шестерня накрывает сателлиты, которые при этом входят в зацепление с ее внутренними зубцоми.

 При окончательной сборке стартера шестерня вала ЭДВ вдвигается своими зубцами между тремя сотеллитами, а подшипниковый торец вала ЭДВ входит в бронзовую втулку, запрессованную в водило. Эта втулка является передним подшипником скольжения для якоря ЭДВ. Задним подшипником служит бронзовая втулка, запрессованноя в тыльную крышку стартера.

 Все три подшипника скольжения (бронзовые втулки) являются съемными и при ремонте стартера могут быть заменены на новые.

 В некоторых автомобильных электростартерах встроенный понижающий редуктор может быть не планетарным, а простым рядным, имеющим обычное внешнее или внутреннее зоцепление двух шестерен.

 В отечественных овтомобилей таким стартером впервые был оснащен правительственный автомобиль ЗИЛ-110.

 Однако планетарный редуктор, который иногда называют редуктором Джемсо, имеет преимущества перед всеми известными конструкциями: он малогабаритен; компактен; обладает равномерным распределением нагрузки по зубцам, а значит более надежен в работе; имеет одно направление вращения входного и выходного валов; обеспечивает повышенное передаточное число n при относительно молых розмерах (п=1+ Wj/W,); планетарный редуктор с пластмассовой шестерней не требует смазки, что особенно важно при роботе в приводном механизме автомобильного электростартере.

 Благодаря применению стартера с планетарным редуктором передаточное число между оборотами коленвала ДВС и якорем стартерного электродвигателя может быть увеличено до 80 (вместо 16 при классическом исполнении стартера).

Генераторы

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор - основной источник электроэнергии. Вместе с регулятором напряжения он называется генераторной установкой. На современные автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. Они в наибольшей степени отвечают предъявляемым требованиям.

Основные требования к автомобильным генераторам:

1. Генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью, чтобы:

 одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и заряжать АКБ;

 при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых оборотах двигателя не происходил сильный разряд аккумуляторной батареи;

 напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах во всем диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.

2. Генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радио-помех.

Основные понятия.

Отечественные разработчики и производители электрооборудования используют следующие понятия.

Система электроснабжения автомобиля - предназначена для бесперебойного питания электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Состоит из генераторной установки, аккумулятора и устройств, обеспечивающих контроль работоспособности и защиту системы от перегрузок.

Генератор - устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую.

Регулятор напряжения - устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды.

Аккумуляторная стартерная батарея (аккумулятор) - накапливает и хранит электроэнергию для запуска двигателя и питания электроприборов в течение непродолжительного времени (при неработающем двигателе или недостаточной мощности, развиваемой генератором).

Принцип действия генератора.

Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции - возникновении электрического напряжения в обмотке статора, находящейся в переменном магнитном поле. Оно создается с помощью вращающегося электромагнита - ротора при прохождении по его обмотке постоянного тока. Переменное напряжение преобразуется в постоянное полупроводниковым выпрямителем.

Подробнее об этом

Устройство генератора.

На современных автомобилях применяют в основном трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и контактными кольцами.
Основными частями генератора являются:

статор - пакет, набранный из стальных листов, имеющий форму трубы. В его пазах расположена трехфазная обмотка, в которой вырабатывается мощность генератора;

ротор - стальной вал с расположенными на нем двумя стальными втулками кпювообразной формы. Между ними находится обмотка возбуждения, выводы которой соединены с контактными кольцами. Генераторы оборудованы преимущественно цилиндрическими медными контактными кольцами;

крышки - передняя (со стороны шкива) и задняя (со стороны контактных колец), предназначены для крепления статора, установки генератора на двигателе и размещения подшипников (опор) ротора. На задней крышке размещаются выпрямитель, щеточный узел, регулятор напряжения (если он встроенный) и внешние выводы для подключения к системе электрооборудования;

щеточный узел - съемная пластмассовая конструкция. В ней установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора. В отечественных генераторах применяются медно-графитные щетки типа М1 размером 5х8х18 мм (генераторы Г222, 37.3701) или 6х6,5х13 мм (генераторы 16.3701, 58.3701);

подшипники - как правило, радиальные шариковые со встроенными уплотнениями и заводской закладкой смазки на заданный срок службы генератора;

выпрямитель - объединяет шесть мощных диодов, запрессованных по три в положительный и отрицательный теплоотводы. В схемах с самовозбуждением на положительном теплоотводе установлены три дополнительных маломощных (на 2 А) диода в пластмассовом цилиндрическом корпусе;

вентилятор - обеспечивает охлаждение узлов генератора. Располагается на приводном шкиве генератора или отдельно от него. В современных компактных конструкциях генераторов внутри находятся два вентилятора (у передней и задней крышек), обеспечивающих низкий уровень шума, более эффективное охлаждение и высокий к.п.д.

Подробнее об этом

Характеристики генераторных установок:

Способность генераторной установки обеспечивать потребителей электроэнергией на различных режимах работы двигателя определяется его токоскоростной характеристикой (ТСХ) - зависимостью наибольшей силы тока, отдаваемого генератором, от частоты вращения ротора при постоянной величине напряжения на силовых выводах. На рис. 1 представлена токоскоростная характеристика генератора.

Рис. 1. Токоскоростная характеристика генераторных установок.
На графике имеются следующие характерные точки:
n₀ - начальная частота вращения ротора без нагрузки, при которой генератор начинает отдавать ток;
I_хд - ток отдачи генератора при частоте вращения, соответствующей минимальным устойчивым оборотам холостого хода двигателя. На современных генератоpax ток, отдаваемый в этом режиме, составляет 40-50% от номинального;
I_dm - максимальный (номинальный) ток отдачи при частоте вращения ротора 5000 мин"' (6000 мин'' для современных генераторов).

 

Различают ТСХ, определенные:

 при самовозбуждении (цепь обмотки возбуждения питается от собственного генератора);

 при независимом возбуждении (цепь обмотки возбуждения питается от постороннего источника);

 для генераторной установки (регулятор напряжения включен в схему);

 для генератора (регулятор напряжения отключен);

 в холодном состоянии (под холодным понимают такое состояние, при котором температура узлов генератора практически равна температуре окружающего воздуха (25 ±10) °С, поскольку при экспериментальном определении ТСХ генератор нагревается, время эксперимента должно быть минимальным, т. е. не более 1 мин, а повторный эксперимент должен производиться после того, как температура узлов вновь станет равной температуре окружающего воздуха);

 в нагретом состоянии.

В технической документации на генераторы часто указывается не вся ТСХ,
а лишь ее отдельные характерные точки (см. рис. 1).

К таким точкам относятся:

 начальная частота вращения при холостом ходе n₀. Она соответствует заданному напряжению генератора без нагрузки;

 наибольшая сила тока, отдаваемого генератором I_dm. (Автомобильные вентильные генераторы обладают самоограничением, т. е. достигнув силы I_dm значение которой близко к значению силы тока короткого замыкания, генератор при дальнейшем увеличении частоты вращения не может отдать потребителям тока большего значения. Ток I_dm умноженный на номинальное напряжение, определяет номинальную мощность автомобильных генераторов);

 частота вращения n_pн и сила тока I_dн в расчетном режиме. (Точка расчетного режима определяется в месте касания ТСХ касательной, проведенной из начала координат. Приблизительно расчетное значение силы тока может быть определено как 0,67 I_dm Расчетному режиму соответствуют максимальный механический момент генератора и в области этого режима наблюдается наибольший нагрев узлов, так как с ростом частоты вращения растет ток генератора и, следовательно, нагрев его узлов, но одновременно возрастает и интенсивность охлаждения генератора вентилятором, расположенным на его валу. При больших частотах вращения над ростом интенсивности нагрева преобладает рост интенсивности охлаждения и нагрев узлов генератора уменьшается.);

 частота вращения n_хд и сила тока I_хд в режиме, соответствующем холостому ходу двигателя внутреннего сгорания (ДВС). В этом режиме генератор должен отдавать силу тока, необходимую для питания ряда важнейших потребителей, прежде всего зажигания в карбюраторных ДВС.

Как определить параметры своего генератора:

Для отечественных генераторов: На новые модели отечественных двигателей (ВАЗ-2111, 2112, ЗМЗ-406 и др.):
устанавливаются генераторы компактной конструкции (94.3701 и др.). Безщеточные (индукторные) генераторы (955.3701 для ВАЗов, Г700А для УАЗов) отличаются от традиционной конструкции тем, что у них на роторе расположены постоянные магниты, а обмотки возбуждения - на статоре (смешанное возбуждение). Это позволило обойтись без щеточного узла (уязвимая часть генератора) и контактных колец. Однако эти генераторы имеют несколько большую массу и более высокий уровень шума.

На щитке генератора обычно указываются его основные параметры:

 номинальное напряжение 14 или 28 В (в зависимости от номинального напряжения системы электрооборудования);

 номинальный ток, за который принимается максимальный ток отдачи генератора.

 Тип, марка генератора

Привод генераторов.

Привод генераторов осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора (отношение диаметров называют передаточным отношением), тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток.
Привод клиновым ремнем не применяется для передаточных отношений больше 1,7-3. Прежде всего это связано с тем, что при малых диаметpax шкивов клиновой ремень усиленно изнашивается.
На современных моделях, как правило, привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать более высокие передаточные отношения, то есть использовать высокооборотные генераторы. Натяжение поликлинового ремня осуществляется, как правило, натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Крепление генераторов.

Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная проушина генератора находятся на крышках. Если крепление осуществляется двумя лапами, то они расположены на обеих крышках, если лапа одна - она находится на передней крышке. В отверстии задней лапы (если крепежные лапы - две) обычно имеется дистанционная втулка, устраняющая зазор между кронштейном двигателя и посадочным местом лапы.

Регуляторы напряжения.

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Все регуляторы напряжения имеют измерительные элементы, являющиеся датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регулирование.

В вибрационных регуляторах измерительным и исполнительным элементом является электромагнитное реле. У контактно-транзисторных регуляторов электромагнитное реле находится в измерительной части, а электронные элементы - в исполнительной части. Эти два типа регуляторов в настоящее время полностью вытеснены электронными.

Полупроводниковые бесконтактные электронные регуляторы, как правило, встроены в генератор и объединены со щеточным узлом. Они изменяют ток возбуждения путем изменения времени включения обмотки ротора в питающую сеть. Эти регуляторы не подвержены разрегулировке и не требуют никакого обслуживания, кроме контроля надежности контактов.

Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации - изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С. Некоторые модели выносных регуляторов (2702.3702, РР-132А, 1902.3702 и 131.3702) имеют ступенчатые ручные переключатели уровня напряжения (зима/лето).

Подробнее об этом

Автомобильный кондиционер

работает по тому же принципу, что и обычный бытовой холодильник, хотя и устроен немного по-другому. Автомобильный кондиционер представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.

Теоретически, заполнить кондиционер можно было бы и обычным пропаном, если бы не его взрывоопасность. Для холодильных систем придумали специальные хлоросодержащие соединения, которые, кроме безопасности, обладают еще и набором нужных характеристик.

Несмотря на некоторые отличия между кондиционерами на автомобилях разных производителей, принципиальная их схема одинакова. Мы рассмотрим самый распространенный вариант. Итак, вы нажали на кнопку включения кондиционера. Сработала электромагнитная муфта, стальной прижимной диск <3>, издав характерный щелчок, примагнитился к шкиву <2>. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор <1>. Компрессор сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор <4>. В народе этот самый конденсор часто называют "радиатором кондиционера". В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.

Охладиться ему помогает вентилятор <5>, который включился на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет - еще лучше, конденсор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться, и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель <6>. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.

Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок <9>. Через него на жидкий фреон можно полюбоваться воочию. Вообще-то, ничего интересного, выглядит как газ в зажигалке. Впрочем, глазок сделан не для удовлетворения любопытства. Через него можно визуально оценить, насколько система полна. Если часть фреона утекла в атмосферу, то при работе компрессора в глазке будет видна молочно-белая пена. К сожалению, глазки есть далеко не на всех автомобилях.

Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основное предназначение. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через ТРВ <10>. ТРВ, он же терморегулирующий вентиль, представляет собой специальное устройство, регулирующее перегрев пара, выходящего из испарителя. (Перегрев - разница температур на выходе из испарителя и кипения хладагента). ТРВ устанавливают на трубопроводе, по которому жидкий фреон поступает в испаритель. Если испаритель полностью заполнен жидким фреоном, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган ТРВ закрывается. Если из испарителя выходит пар, перегрев которого превышает установку ТРВ, то регулирующий орган ТРВ открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. По сути, ТРВ является автоматически регулируемым дросселем. Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.

Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель <12> - это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор <13> сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор.

Круг замыкается. Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7-ми до 15-ти атмосфер (в аварийных случаях и до 30-ти), то в обратной магистрали давление не превышает 3.5 атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около 5-ти атмосфер.

За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе <6> стоит датчик <7> включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора <4> недостаточно (вы стоите в пробке, например), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор <5> на полную мощность. Датчик <8> выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик <11> выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.

Ремни безопасносчти

Действуют современные ремни безопасности по одной-единственной, проверенной временем схеме блокировки. Схема эта проста: при столкновении с препятствием тело пассажира по инерции продолжает двигаться вперед, но в этот момент ремень безопасности «замирает», фиксируя пассажира в сиденье. Существует два принципа приведения этой схемы в действие.

Первый принцип блокирует ремень в результате движения автомобиля. В упрощенном варианте данная схема выглядит следующим образом: катушка, на которую наматывается ремень, оборудована зубчатыми шестернями, непосредственно под которыми в вертикальном положении находится пластина с грузом, работающая по принципу маятника. Пока машина работает в нормальном режиме, пластина плавно покачивается из стороны в сторону, не мешая катушке ремня. Стоит машине резко снизить скорость (столкнуться с препятствием, в частности) — как тут же груз, благодаря силе инерции, толкает пластину навстречу раскручивающейся катушке. Через тысячные доли секунды после столкновения ремень намертво блокируется.

Второй принцип блокирует ремень в результате движения самого ремня. Чаще всего катализатором блокировки выступает повышенная скорость вращения катушки, на которую наматывается ремень. Эта система обладает более сложной структурой. Основным ее элементом является рычаг, размещенный на боковой части катушки ремня. При плавном движении катушки рычаг располагается внутри ее окружности. Зато при резком ее ускорении це<