Примером регулятора напряжения смешанного типа может служить реле-регулятор РР362, который применяется на автомобилях ГАЗ-53А, ГАЗ-52-04 и на некоторых моделях автомобилей "Москвич". Этот реле-регулятор имеет регулятор напряжения с германиевым транзистором и реле защиты. Регулятор напряжения имеет две пары контактов: нормально разомкнутую и нормально замкнутую. Реле защиты имеет одну обмотку.

Недостатком регулятора смешанного типа является нестабильность регулируемого напряжения, так как вследствие старения изменяются характеристики возвратной пружины регулятора. Поэтому в эксплуатации данный регулятор, так же как и электромагнитный, должен периодически проверяться. Эти недостатки полностью исключены в электронных регуляторах напряжения (рис. 1.25), где в цепь возбуждения также включен транзистор, работающий в режиме ключа. Функцию чувствительного элемента выполняет стабилитрон VD3. Задающими элементами являются резисторы R1 и R3.

При напряжении генератора ниже регулируемого стабилитрон  VD3 закрыт, закрыт транзистор VT2, а транзистор VT1 открыт. Сопротивление цепи возбуждения минимально и с увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора увеличивается. При напряжении генератора выше регулируемого стабилитрон пробивается, транзистор VT2 открывается, что приводит к закрытию транзистора VT1, так как на его базу подается положительный потенциал. В цепь возбуждения включается добавочный резистор и напряжение генератора падает. Уменьшение напряжения          вызывает запирание стабилитрона, закрытие транзистора VT2 и открытие транзистора VT1. Этот процесс повторяется с большой частотой, в результате напряжение генератора колеблется около регулируемого значения.

Электронные регуляторы обладают более высокой надежностью и стабильностью регулируемого напряжения, чем электромагнитные и смешанные. Недостатком таких устройств является сложность изменения регулируемого напряжения в условиях эксплуатации.

К типичным электронным регуляторам напряжения можно отнести регулятор 201.3702, работающий в комплекте с генераторами Г250 или 32.3701 на автомобилях ЗИЛ-431410, УАЗ-3962 и др. Он содержит пять транзисторов и стабилитрон в качестве   чувствительного   элемента). Отличительной особенностью схемы регулятора 201.3702 является то, что стабилитрон расположен не в базовой, а в эмиттерной цепи входного транзистора. Поскольку ток в эмиттерной цепи транзистора больше, чем в базовой, такое схематическое решение способствует более стабильной работе регулятора по уровню поддерживаемого им напряжения.

Дальнейшим  совершенствованием электронных регуляторов явилось создание интегральных регуляторов — первых изделий на автомобиле, в которых использовались элементы микроэлектроники. В нашей стране эти регуляторы стали внедряться с середины 70-х годов и заняли прочное место среди изделий электрооборудования благодаря значительно меньшим габаритным размерам и массе, чем у их предшественников. Интегральные регуляторы имеют повышенные допустимые рабочие температуры, что позволило встраивать их в генератор и, следовательно, упростить схему электропроводки автомобиля и повысить надежность генераторной установки за счет выполнения соединений между генератором и регулятором напряжения внутри генератора. Интегральные регуляторы обеспечивают высокую стабильность и точность регулирования напряжения в бортовой сети. Немаловажно и то обстоятельство, что переход на интегральные регуляторы дает значительную экономию металлов, в том числе дефицитных цветных.

Выпускаются два типа интегральных регуляторов  напряжения: Я112 на номинальное напряжение 14 В и Я120 — на 28 В. Их

габаритные  размеры и масса в 9...24 раза меньше по сравнению с рассмотренными регуляторами РР362 и 201.3702, а наибольшая допустимая рабочая температура в 1,6 раза больше.

Регулятор напряжения Я112-А (рис. 1.27) устанавливается на автомобилях "Москвич", автобусах ПАЗ, ЛАЗ, ЛиАЗ и др. Конструктивно он выполнен следующим образом. На металлической пластине — основании регулятора — смонтированы все элементы схемы. Активные элементы выполнены в виде защищенных блоков, пассивные — по толстопленочной технологии на керамической подложке с двусторонним исполнением схемы.

При изготовлении схему настраивают на требуемый уровень напряжения методом лазерной подгонки. Схема заливается специальным герметиком и закрывается пластмассовой    крышкой.    Регулятор

имеет два ввода: "В" и "Ш", "минус" на корпусе. Конструкция щеткодержателя генератора изменена, обе щетки изолированы от "массы".

Выходная  цепь регулятора состоит из транзистора  VT5, переключающегося с помощью управляющего транзистора VT2 и промежуточного транзистора VT4. Роль чувствительного элемента выполняет стабилитрон VD1, подключенный к входному высокоомному делителю напряжения Rl, R2.

Схема содержит цепочку обратной связи  R4, С1 для повышения четкости переключения транзисторов и уменьшения времени перехода схемы из одного состояния в другое. Конденсатор С2 служит для фильтрации входного напряжения, поступающего на транзистор VT2.

 

13. Физико-химические  процессы в свинцовом  кислотном аккумуляторе

Свинцовые аккумуляторы являются вторичными химическими источниками тока, которые могут использоваться многократно. Активные материалы, израсходованные в процессе разряда, восстанавливаются при последующем заряде.

Химический  источник тока представляет собой совокупность реагентов (окислителя и восстановителя) и электролита. Восстановитель (отрицательный электрод) электрохимической системы в процессе токообразующей реакции отдает электроны и окисляется, а окислитель (положительный электрод) восстанавливается. Электролитом, как правило, является жидкое химическое соединение, обладающее хорошей ионной и малой электронной проводимостью.

В свинцовом  аккумуляторе в токообразующих процессах  участвуют двуокись свинца (диоксид свинца) РЬ02 (окислитель) положительного электрода, губчатый свинец РЬ (восстановитель) отрицательного электрода и электролит (водный раствор серной кислоты H^SC^)- Активные вещества электродов представляют собой относительно жесткую пористую электронопроводящую массу с диаметром пор 1.5 мкм у РЬС>2 и 5-10 мкм у губчатого свинца. Объемная пористость активных веществ в заряженном состоянии - около 50%.

Часть серной кислоты в электролите  диссоциирована на положительные ионы водорода Н⁺ и отрицательные ионы кислотного остатка SO4²". Губчатый свинец при разряде аккумулятора выделяет в электролит положительные ионы двухвалентного свинца РЬ²⁺. Избыточные электроны отрицательного электрода по внешнему участку замкнутой электрической цепи перемещаются к положительному электроду, где восстанавливают четырехвалентные ионы свинца РЬ⁴⁺ до двухвалентного свинца РЬ²⁺. Положительные ионы свинца РЬ²⁺ соединяются с отрицательными ионами кислотного остатка SC>4²~, образуя на обоих электродах сернокислый свинец PDSO4 (сульфат свинца).

При подключении  аккумулятора к зарядному устройству электроны движутся к отрицательному электроду, нейтрализуя двухвалентные ионы свинца РЬ²⁺. На электроде выделяется губчатый свинец РЬ. Отдавая под влиянием напряжения внешнего источника тока по два электрона, двухвалентные ионы свинца РЬ²⁺ у положительного электрода окисляются в четырехвалентные ионы РЬ⁴⁺. Через промежуточные реакции ионы РЬ⁴⁺ соединяются с двумя ионами кислорода и образуют двуокись свинца РЬС^.

Химические  реакции в свинцовом аккумуляторе описываются уравнением:

разряд  РЬ0₂ + 2H₂S0₄ + Pb « > 2PbS0₄ + 2Н₂0. заряд

Содержание  в электролите серной кислоты  и плотность электролита уменьшаются при разряде и увеличиваются при заряде. По плотности электролита судят о степени разряженности свинцового аккумулятора:

  Расход кислоты у положительных электродов больше, чем у отрицательных. Если учитывать количество воды, образующейся у положительных электродов, то количество кислоты, необходимое для них в течение разряда, в 1,6 раза больше, чем для отрицательных. При разряде происходит незначительное увеличение объема электролита, а при заряде - уменьшение (около 1 см³ на 1 А-ч). На 1 Ач электрической емкости расходуется: при разряде - свинца 3,86 г, диоксида свинца 4,44 г, серной кислоты 3,67 г, а при заряде - воды 0,672 г, сульфата свинца 11,6 г.

 

14.Параллельная  работа генератора  и АКБ

Основным  источником электроэнергии является генератор, который при работе обеспечивает электропитание всех потребителей и  заряд батареи. При неработающем двигателе электропитание осуществляется от батареи. При работе автомобиля возможен режим, когда мощность подключенных потребителей превышает мощность, развиваемую генератором. В этом случае недостающую мощность компенсирует батарея, работая параллельно с генератором.

Применявшиеся ранее генераторы постоянного тока на холостом ходу двигателя не обеспечивали потребители электроэнергией, и в этом режиме источником являлась аккумуляторная батарея, что отрицательно сказывалось на степени ее заряженности. В соответствии с существующими требованиями на холостом ходу двигателя генератор должен обеспечивать питание системы зажигания, приборов, габаритных фонарей и основного отопителя при малой частоте вращения его вентилятора для автомобилей среднего и высокого классов, а для всех остальных автомобилей — питание зажигания, приборов и габаритных фонарей.

Поскольку на современных автомобилях устанавливают  генераторы переменного тока, будем  рассматривать работу аккумуляторной батареи только с такими генераторами (рис. 1.40). Характеристики совместной работы зависят от режима работы двигателя и от нагрузки.

    

    

    

    

 

15. Методы диагностирования системы электроснабжения

Проверка  состояния и техническое  обслуживание при ТО-1 аккумуляторной батареи

1.Определить  тип батареи и марки автомобилей,  на которых данная батарея устанавливается;

2. Тщательно  очистить и протереть аккумуляторную  батарею тряпочкой, смоченной  в 10%-ном растворе нашатырного спирта или каустической соды;

3. Зачистить  выводы клемм от окислов наждачной  бумагой № 00;

4. Смазать  тонким слоем неконтактные части клемм и межэлементные перемычки техническим вазелином;

5. Проверить  состояние бака аккумуляторной  батареи путем внешнего осмотра;  признаками трещин на поверхности  бака являются подтеки электролита;  проверяют осмотром герметичность  и целостность стенок корпуса, крышках и мастике;

6. Вывернуть  пробки из аккумулятора и прочистить  в них тонкой проволокой вентиляционные  отверстия;

7. Проверить  с помощью стеклянной трубки  уровень электролита, для чего:

7.1 Опустить  трубку вертикально через заливное  отверстие в электролит аккумулятора так, чтобы она уперлась в верхнюю кромку пластин;

7.2 Плотно  закрыть пальцем верхний конец  трубки и в вертикальном положении  поднять ее над отверстием аккумулятора. Уровень электролита в трубке соответствует уровню электролита в аккумуляторе и должен быть на 10-15 мм выше кромки пластин;

7.3 Слить  электролит в аккумулятор, отпустить  палец;

8. При  снижении уровня долить дистиллированную  воду до установленного уровня.

9. Проверяют  крепление и надежность контактов  выводных штырей аккумуляторной батареи и наконечников проводов, покачивая штыри в свинцовых втулках, после чего смазывают их солидолом.

Проверка  степени заряженности батареи

1. Проверять  аккумуляторные батареи необходимо  при закрытых пробках, чтобы  предупредить возможность вспышки выделяющихся из батареи газов. Каждый аккумулятор батареи проверяют отдельно.