генератор можно диагностировать мотор-тестером (без снятия генератора с автомобиля), на специальном стенде (со снятием с автомобиля), а также с помощью простейших контрольных средств – тестера и контрольной лампочки.
Диагностирование генератора мотор-тестером производится при частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу по осциллограммам, по которым можно определить состояние исправного генератора (рис. 17.1, г, а), обрыв фазной обмотки (рис. 17.1 г, б), межвитковое замыкание фазной обмотки (рис. 17.1 г, в), обрыв в цепи обмотки возбуждения (рис. 17.1 г, д).
Генератор проверяется также на мотор-тестерах. При этом проверяется напряжение, развиваемое генератором на различных частотах вращения, пульсации напряжения (рис. 17.2), а также, сила тока, вырабатываемая генератором. Проверки производятся как при включенных, так и при выключенных потребителях. Если измеренные величины не соответствуют необходимым, они высвечиваются красным цветом.
— чувствительный элемент, воспринимающий напряжение генератора (обычно это делитель напряжения на входе регулятора);
— элемент сравнения, в котором напряжение генератора сравнивается с эталонной величиной;
— регулирующий орган, изменяющий силу тока в обмотке возбуждения, если напряжение генератора отличается от эталонной величины.
Неисправностями регуляторов могут быть подгорание и загрязнение контактов, ослабление прижимных пружин щеток, механические и термические повреждения деталей, короткие замыкания, а также дефекты резисторов, диодов и полупроводниковых чипов. Современные автомобильные генераторы выполнены, как правило, с применением полупроводникового интегрального регулятора напряжения. Такой регулятор имеет малые габариты, не перегревается, достаточно надежен в работе.
Регулятор поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы: при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды.
Современные типы регуляторов имеют канал цифровой связи с бортовым компьютером автомобиля, по которому осуществляется обратная связь генератора с бортовой сетью, по этой же шине данных может производиться считывание кодов ошибок и изменение напряжения генератора.
Несмотря на разнообразное конструктивное исполнение, все регуляторы работают по единому принципу. Напряжение генератора зависит от трех факторов: частоты вращения его ротора, силы тока нагрузки и величины магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, который зависит от силы тока в этой обмотке (рис. 17.3).
Для проверки регуляторов напряжения применяется комплексный контроль с помощью тестера регулятора напряжения типа FR-2200 (рис. 17.4)
Комплексный контроль включает 6 режимов работы тестера (режимы А, B, C, D, Е, F), позволяющие выявить все основные неисправности регуляторов.
Режим А «Контроль работоспособности и измерение напряжения стабилизации (пробоя) регуляторов типа А и В, с напряжением бортовой сети 12 В, 24 В».
Допустимое отклонение напряжения от номинального значения для
Режим В «Контроль работоспособности регуляторов типа А и В с подключениями SIG, P-D, BSS, LIN, LIN2, RLO, рассчитанных на работу при напряжениях 12 В.
Режим С «Контроль наличия сигнала переменного напряжения на выходе DFM».
Режим D «Контроль работоспособности цепи ламповой сигнализации (активной лампочки) LAMP» и цепи возбуждения регулятора напряжения CHOKE DRIVE.
Режим Е «Контроль выходов STATOR, STATOR 1, STATOR 2».
Сигнал управления с выхода STATOR подаётся на соответствующие входы регуляторов, предназначенных для работы при напряжениях 24 В и ряда регуляторов, предназначенных для работы при напряжениях 12 В с интерфейсами BSS/LIN, SIG, P-D.
Дополнительный режим контроля F (используются при необходимости).
Режим F «Проверка работоспособности диода цепи обмотки возбуждения регулятора FIELD DIODE».
Для проверки регуляторов напряжения современных автомобилей дополнительно к выше описанному тестеру применяется тестер-приставка CRT 2.0. Принцип действия тестера-приставки CRT 2.0 заключается в имитации управляющих сигналов бортового компьютера автомобиля для тестируемого регулятора. В CRT 2.0 интегрированы физические интерфейсы и программные протоколы всех существующих на данный момент реле-регуляторов, включая самые последние версии протокола LIN2. (рис. 17.5).
Генератор и реле-регулятор можно проверить и более простыми способами с помощью тестера или контрольной лампочки по проверке обмоток на замыкание, проверке обмоток на сопротивление, по пропусканию тока в обоих направлениях (при проверке вентилей), по напряжению, ограничиваемому реле-регулятором.
Исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1…10 Ом). Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться на нуль.
при эксплуатации и обслуживании генераторной установки переменного тока в целях предупреждения выхода генератора из строя необходимо соблюдать указанные ниже меры предосторожности.
1. Отрицательный вывод аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с «массой», а положительный – подключаться через клемму контактного болта стартера к выводу клеммы «30» («+») генератора. Ошибочное обратное подключение полярности батареи немедленно вызовет прохождение тока повышенной силы через выпрямитель генератора, который выйдет из строя.
2. При работающем генераторе не допускается отсоединение от выводов клемм «30» («+») проводов потребителей, а также отключение аккумуляторной батареи от сети электрооборудования. Это вызовет резкое повышение напряжения, приводящее к пробою выпрямительного блока и повреждению регулятора напряжения.
3. Не следует в процессе эксплуатации проверять цепи электрооборудования мегомметром или лампой, питаемой напряжением 36 В. Если такая проверка необходима, то предварительно отсоединяют провода от генератора и регулятора напряжения.
4. Проверять работоспособность генератора можно только с помощью контрольно-измерительных приборов – вольтметра и амперметра. Даже при кратковременном соединении выводов клеммы «30» («+») генератора с “массой” (на искру) через выпрямитель проходит значительный ток и генератор выходит из строя.
5. Проверять прочность изоляции статора повышенным напряжением следует только на стенде с обязательным отключением выпрямительного блока от выводов фазных обмоток.
6. при электросварочных работах на автомобиле следует отсоединить провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи.
7. Вентили выпрямительного блока генератора ни в коем случае не должны проверяться в схеме переменного тока напряжением 110 или 220 В и выше (даже при наличии сигнальной неоновой лампы) и не должны проверяться мегомметром, так как он имеет слишком высокое для вентилей напряжение. В этих случаях вентиль при проверке будет пробит (произойдет короткое замыкание).
17.1.3. ТО генератора
При ТО-1 и ТО-2 генератора внешним осмотром проверяется:
— состояние электропроводки (крепление пучков проводов, отсутствие их провисания и потертостей).
— состояние и надежность крепления штекерных соединении;
— затяжка гаек на силовых выводах генератора и стартера;
-натяжение ремня привода генератора.
После каждых 60 тыс. км пробега при ТО -2 также следует: продуть генератор сжатым воздухом для удаления пыли. При необходимости проверить состояние щеточного узла, перемещение щеток в гнездах щеткодержателя (оно должно быть свободным, без заеданий), высоту щеток; при необходимости подтянуть стяжные винты генератора и гайку крепления шкива.
17.2. ТО и диагностирование стартера
Общие положения. При пуске двигателя стартер должен преодолеть сопротивление вращению коленчатого вала и сообщить ему пусковую угловую скорость. Величина сопротивления вращению коленчатого вала зависит от литража двигателя, числа цилиндров, степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала.
Пусковая частота вращения зависит от способа смесеобразования и скоростной характеристики системы зажигания в бензиновых двигателях.
Для того чтобы провернуть коленчатый вал, необходим пусковой момент Mпуск для преодоления момента сопротивления Мсопр, который представляет собой сумму момента сил трения Мтр, момента от сжатия Мсж и момента от вспомогательных механизмов, приводимых двигателем, Мвс, т. е.
Mпуск= Мсопр = Мтр + Мсж + Мвс
Момент от сил трения зависит от числа цилиндров двигателя, литража и степени сжатия, температуры и кинематической вязкости масла. Момент от сил трения при температуре 0…5 ° С составляет примерно 60 % пускового момента, а при температурах от -12 до -15° С достигает 80…90 %.
При пуске холодного двигателя момент сопротивления может превысить в два раза рабочий момент и в восемь-девять раз момент, необходимый для пуска прогретого двигателя.
Момент, необходимый для привода вспомогательных механизмов, зависит от типа двигателя (бензиновый или дизель), так как для привода топливной аппаратуры дизеля требуются большие усилия.
Мощность стартера, необходимая для пуска двигателя, определяется по формуле:
где nпуск пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя; Мпуск — пусковой момент двигателя, равный кVh), (к — опытный коэффициент, зависящий от числа цилиндров и степени сжатия двигателя; Vh – литраж двигателя); ηп— КПД зубчатой передачи механизма привода.
Коэффициент к для четырех цилиндровых двигателей равен 3,5, а для шести- и восьмицилиндровых — 4,0 и 4,2 соответственно. Для дизелей к 5…9.
Неисправности стартера. К наиболее часто встречающимся неисправностям можно отнести нижеследующие.
При включении стартера тяговое реле не срабатывает, якорь не вращается. Основные причины: неисправность или полное разряжение аккумуляторной батареи; сильное окисление полюсных выводов аккумуляторной батареи и наконечников проводов; слабая затяжка наконечников; отсоединение или обрыв провода тягового реле со стороны стартера или выключателя зажигания; межвитковое замыкание в обмотке тягового реле стартера, обрыв или замыкание ее на “массу”; неисправность контактной части выключателя зажигания; заедание якоря тягового реле.
При включении стартера тяговое реле срабатывает, но якорь не срабатывает или вращается недостаточно интенсивно. Основные причины: разряжение аккумуляторной батареи; окисление полюсных выводов аккумуляторной батареи и наконечников соединительных проводов; ослабление затяжки крепления наконечников проводов; окисление контактных болтов тягового реле стартера; окисление наконечников проводов и ослабление их крепления на контактных болтах тягового реле стартера; подгорание коллектора; зависание щеток или их большой износ; обрыв в обмотке статора или якоря; замыкание между пластинами коллектора, межвитковое замыкание в обмотках якоря или статора либо замыкание их на «массу»; замыкание изолированного щеткодержателя плюсовой щетки на «массу».
При включении стартера якорь вращается, а коленчатый вал двигателя не прокручивается. Основные причины: пробуксовка муфты свободного хода; поломка рычага выключения муфты или выскакивание его оси; поломка поводкового кольца муфты или буферной пружины; заедание или тугое перемещение привода на винтовой нарезке вала якоря стартера.
Повышенный шум стартера при вращении якоря. Основные причины: чрезмерный износ втулок подшипников или шеек вала якоря; ослабление крепления стартера; поломка крышки со стороны привода; ослабление крепления полюса в корпусе стартера (якорь задевает при вращении за полюс); повреждение зубьев шестерни привода или венца маховика двигателя.
Стартер не отключается после пуска двигателя. Основные причины: заедание рычага привода; заедание привода на валу якоря стартера или слипание контактов тягового реле; ослабление или поломка возвратных пружин муфты свободного хода либо тягового реле стартера; заедание якоря тягового реле; неисправность контактной части выключателя; поломка возвратной пружины выключателя зажигания
Общая проверка стартера. Проверка стартера может производится с помощью мотор-тестера.
Для этого необходимо заблокировать двигатель с целью предотвращения пуска, для чего, например, отсоединить электропитание от запорного электромагнитного клапана ТНВД. Присоединить датчик тока на провод, соединяющий АБ со стартером. Включить стартер на 3…5 с, и измерить ток и напряжение пуска и частоту вращения при пуске.
Пусковая частота вращения (N МАХ) должна находиться в пределах 200…350 об/мин.
Ток пуска должен соответствовать паспортному значению. Повышенный ток пуска свидетельствует о неисправности стартера.
Проверка эффективности работы стартера контрольно-испытательном стенде для проверки электрооборудования автомобиля производится в режиме холостого хода и под нагрузкой в режиме полного торможения. Предварительно перед проверкой необходимо убедиться в отсутствии замыканий в обмотках стартера и проверить тяговое реле его включения.
На холостом ходу измеряют силу тока и частоту вращения якоря стартера, а в режиме полного торможения — величину потребляемой мощности при заданных значениях силы тока и напряжения.
Увеличение силы потребляемого тока с уменьшением указанного значения тормозного момента свидетельствует о неисправности в обмотках якоря или возбуждения. Падение тормозного момента и силы потребляемого тока ниже номинальных значений происходит из-за нарушения контактов во внутренних соединениях стартера или ослабления усилия прижима щеток к коллектору. Если при проведении испытаний якорь стартера проворачивается в момент заторможенного состояния шестерни, значит, происходит пробуксовка муфты свободного хода и она подлежит замене.
Поэлементная проверка стартера. Наличие межвитковых замыканий обмотки якоря на сердечник и катушек обмотки возбуждения на корпус проверяют с помощью прибора Э236, мегомметра или контрольной лампы (220 В). Контрольная лампа не должна гореть при подключении ее к источнику электроснабжения через любую пластину коллектора и сердечник якоря. Мегомметр не должен показывать сопротивление менее 10 кОм. Проверку якоря на межвитковое замыкание или замыкание пластин коллектора можно проводить с помощью портативного дефектоскопа ПДО-1.
Проверка обмоток стартера на отсутствие замыкания на «массу». Для проверки обмоток используют тестер или контрольную лампу (рис. 17.6). Отсоединяют вывод обмотки возбуждения от тягового реле, приподнимают изолированные щетки, отсоединяют провод шунтовой катушки от неизолированного щеткодержателя, вынимают щетки из изолированных щеткодержателей, отвернув предварительно винты крепления щеточных канатиков. Через контрольную лампу подводят напряжение 12 В к выводу обмотки возбуждения и корпусу стартера. Загорание включенной в цепь контрольной лампы свидетельствует о замыкании обмотки возбуждения на «массу».
Аналогичным способом убеждаются в отсутствии замыкания на “массу” изолированных щеткодержателей. При этом напряжение подводят к изолированному щеткодержателю и корпусу стартера.
Чтобы убедиться в отсутствии замыкания коллектора или обмотки якоря на «массу», приподнимают неизолированные и изолированные щетки, подводят напряжение к пластинам (ламелям) коллектора и корпусу стартера. Если при этом происходит загорание контрольной лампы, значит, обмотка якоря замыкает на «массу».
ТО стартера. ТО стартера заключается в периодической подтяжке (при ТО-1) креплений проводов и очистке наружных поверхностей от загрязнений.
Через каждые 45…60 тыс. км пробега (при ТО-2) необходимо снимать стартер с автомобиля и зачищать коллектор, проверять износ щеток (9…14 мм) и при необходимости заменять их новыми, предварительно притерев к коллектору. Одновременно очищают и смазывают моторным маслом винтовые шлицы вала якоря, втулки обеих крышек и шестерню, а поводковое кольцо привода стартера смазывают консистентной смазкой «Литол-24».