Электрооборудование автомобиля модели 21261-020 Иж 21261 Фабула

Возможные неисправности генератора 58.3701, их причины и способы устранения

Генератор

Особенности конструкции

Рис. 7.6. Генератор 58.3701: 1 – гайка; 2 – пружинная шайба; 3 – шкив; 4 – вентилятор; 5 – крышка со стороны привода; 6, 8 – дистанционная втулка; 7 – передний шариковый подшипник; 9 – внутренняя шайба крепления подшипника; 10 – шпонка; 11 – вал ротора; 12 – ротор; 13 – обмотка возбуждения; 14 – втулка; 15 – щеткодержатель; 16 – токоведущая шина; 17 – пружины щеток; 18 – кожух регулятора напряжения; 19 – винт крепления щеткодержателя и регулятора напряжения; 20 – регулятор напряжения; 21 – щетки; 22 – задний шариковый подшипник; 23 – крышка заднего шариковый подшипника; 24 – крышка со стороны контактных колец; 25 – выпрямительные диоды; 26 – выпрямительный блок; 27 – изоляционные втулки; 28 – статор; 29 – обмотка статора; 30 – контактные кольца; I – детали генератора

Рис. 7.7. Схема соединений системы генератора: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – генератор; 3 – монтажный блок; 4 – замок зажигания; 5 – контрольная лампа разряда аккумуляторной батареи

На двигателе мод. 331 установлен генератор 58.3701 с малогабаритным интегральным регулятором Я-112А, встроенным выпрямительным блоком БПВ4-60-02 и конденсатором К-73. Устройство генератора показано на рис. 7.6, а схема соединений его системы в электросхеме автомобиля – на рис. 7.7.

Техническая характеристика  генератора

Номинальное напряжение, В.......14

Максимальный ток, А.......52

Регулируемое напряжение при температуре окружающей среды (26±10) °С, частоте вращения ротора

3500 мин ^-1 и токе нагрузки 16 А, с подключенной аккумуляторной батареей, В.......13,9–14,6

Частота вращения ротора, при которой напряжение генератора достигает 13 В, мин ^-1:

без нагрузки.......1400

при токе нагрузки 32 А.......2400

при токе нагрузки 52 А.......5000

Максимальная частота вращения ротора, мин ^-1.......12 300

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ 1. Не допускайте работу генератора с отсоединенными от его выводов проводами потребителей. Это вызывает опасное повышение напряжения, приводящее к повреждению выпрямительного блока и регулятора напряжения. 2. Клемма «–» аккумуляторной батареи всегда должна быть соединена с «массой» автомобиля или двигателя. Из-за неправильного подключения батареи резко повысится ток через выпрямительный блок генератора, и он выйдет из строя. 3. Генератор и регулятор напряжения работают исправно только при условии хорошего электрического контакта между регулятором и генератором, а также между генератором и двигателем. 4. Не проверяйте работу генератора на «искру» даже кратковременным соединением выводов «+» генератора с «массой», при этом через выпрямительный блок проходит значительный ток и диоды выходят из строя. Проверять генератор можно только с помощью амперметра и вольтметра. 5. Нельзя проверять цепи зарядного тока мегомметром или лампой, питаемой напряжением более 12 В, не отсоединив предварительно провода от генератора и регулятора напряжения. 6. Проверяйте прочность изоляции статора повышенным напряжением только на стенде и обязательно с отсоединенными от выпрямительного блока выводами фазных обмоток. 7. При электросварке узлов и деталей кузова автомобиля отсоедините провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи. 8. Запрещается проверять диоды выпрямительного блока генератора напряжением переменного тока 110, 220 В и более, даже если есть контрольная неоновая лампа, или мегомметром, так как он имеет слишком высокое для диодов напряжение. В этом случае диод при проверке будет пробит (произойдет короткое замыкание).

Контрольные проверки  генератора 58.3701

Проверка на стенде позволяет определить исправность генератора и соответствие его характеристик номинальным. У проверяемого генератора щетки должны быть хорошо притерты к контактным кольцам коллектора, а сами кольца – чистыми.

Рис. 7.8. Схема соединений для проверки генератора на стенде: 1 – генератор; 2 – вольтметр; 3 – амперметр; 4 – реостат; 5 – выключатель; 6 – аккумуляторная батарея

1. Установите генератор на стенд и подсоедините, как указано на рис. 7.8.

2. Включите электродвигатель стенда, повышайте частоту вращения ротора до 5000 мин ^-1 и одновременно увеличивайте реостатом ток нагрузки, пока напряжение не достигнет 13 В.

3. Замерьте ток нагрузки. У исправного генератора он должен быть 52 А. Если замеренная величина тока меньше, неисправны обмотки статора или ротора, повреждены диоды выпрямительного блока или изношены контактные кольца и щетки.

4. Напряжение на выводе «+» генератора проверяют при температуре окружающей среды (25±10) °С и частоте вращения ротора 3500 мин ^-1. Аккумуляторная батарея стенда должна быть заряжена не ниже чем на 75%. Установите реостатом 4 (см. рис. 7.8) ток отдачи 16 А и замерьте напряжение на выводе «+» генератора, которое должно быть 13,9–14,6 В.

Проверка генератора  осциллографом

Осциллограф позволяет по форме кривой выпрямленного напряжения точно и быстро проверить исправность генератора и определить характер повреждения.

Для проверки отключите выводы «30», «+» от аккумуляторной батареи и вращайте ротор генератора с частотой 1500–2000 мин ^-1, подавая ток от батареи только на обмотку возбуждения.

Рис. 7.9. Форма кривой выпрямленного напряжения генератора: I – генератор исправен; II – диоды пробиты; III – обрыв в цепи диодов (обмотке статора)

При исправных диодах выпрямительного блока и обмотки статора кривая выпрямленного напряжения имеет пилообразную форму I ( рис. 7.9) с равномерными зубцами. Если диоды замкнуты накоротко (пробиты) или есть обрыв в цепи диодов (обмотке статора), форма кривой резко меняется: нарушается равномерность зубцов и появляются глубокие впадины (см. рис. 7.9, кривые II и III).

Проверка регулятора напряжения

В генератор встроен малогабаритный интегральный регулятор напряжения типа Я-112А. Он представляет собой неразборный нерегулируемый узел и расположен на крышке со стороны контактных колец генератора.

Регулятор автоматически непрерывно изменяет силу тока возбуждения генератора таким образом, чтобы напряжение генератора поддерживалось в заданных пределах при изменении частоты вращения и тока нагрузки генератора.

Проверка регулятора  на автомобиле

Для проверки необходим вольтметр постоянного тока со шкалой до 15–30 В, класса точности не ниже 1,0.

1. Пустите двигатель и дайте ему поработать 15 мин с частотой вращения коленчатого вала около 2000 мин ^-1 при включенных фарах.

2. Замерьте напряжение между клеммой «Ш» и корпусом («массой») генератора. Напряжение должно находиться в пределах 13,5–14,6 В при температуре окружающего воздуха и генератора (25±10) °С. При температуре более высокой или более низкой напряжение может быть соответственно несколько ниже или выше на 0,2–0,3 В.

Если аккумуляторная батарея постоянно недозаряжается или перезаряжается и регулируемое напряжение не укладывается в указанные пределы, замените регулятор напряжения.

Проверка снятого регулятора

Рис. 7.10. Схема проверки регулятора напряжения: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – регулятор напряжения; 3 – контрольная лампа

1. Между выводами «Ш» и «В» регулятора ( рис. 7.10) включите лампу мощностью 1–3 Вт и напряжением 12 В, а металлическое основание («массу») регулятора подключите к клемме «–» источника тока.

2. К выводам «Б», «В» подайте сначала напряжение 12 В, а затем – 15–16 В. Если регулятор исправен, то в первом случае лампа должна гореть, а во втором – гаснуть. Если лампа не горит в обоих случаях, то в регуляторе внутренний обрыв; если лампа горит в обоих случаях – в регуляторе пробой. Регулятор напряжения ремонту не подлежит.

Разборка и сборка генератора

1. Отверните винты 19 (см. рис. 7.6) и снимите щеткодержатель 15 в сборе с регулятором 20.

2. Пометьте любым способом взаимное расположение крышек 5, 24 и статора 28.

3. Отверните гайки стяжных винтов и снимите крышку 5 генератора вместе с ротором 12.

4. Зажмите ротор в тисках, отверните гайку 1 шкива 3 и съемником снимите шкив с вала ротора 11.

5. Выньте из паза на валу сегментную шпонку 10 и снимите крышку 5.

6. Отверните гайки винтов, соединяющих наконечники диодов с выводами обмотки 29 статора 28, и извлеките статор 28 из крышки 24 генератора.

7. Отверните гайку контактного болта и снимите выпрямительный блок 26.

8. Соберите генератор в обратном порядке. При этом несоосность отверстий в лапах крышек генератора должна быть не более 0,4 мм, поэтому при сборке тщательно совместите нанесенные перед разборкой метки на крышках и статоре или вставьте в эти отверстия специальный калибр. Гайку крепления шкива затяните моментом 45–72 Н·м (4,5–7,2 кгс·м).

Проверка обмотки  возбуждения ротора

Рис. 7.11. Проверка обмотки возбуждения ротора: а – проверка межвиткового замыкания; б – проверка замыкания обмотки на корпус

Проверьте омметром ( рис. 7.11), нет ли замыкания между витками в обмотке ротора и замыкания обмотки на корпус ротора.

Если обмотка не имеет короткозамкнутых витков, то ее сопротивление должно быть (3,7±0,2) Ом при температуре 20 °С. При измерении следите за надежностью контакта между кольцами ротора и присоединенными к ним проводниками.

Проверка статора

Перед проверкой выводы обмотки статора должны быть отсоединены от диодов выпрямительного блока.

Рис. 7.12. Проверка статора: а – проверка замыкания обмоток статора на «массу»; б – проверка межвиткового замыкания

В первую очередь проверьте омметром или с помощью контрольной лампы и аккумуляторной батареи, нет ли обрывов в обмотке статора и не замыкаются ли ее витки на «массу» ( рис. 7.12).

Проверьте специальным дефектоскопом, нет ли в обмотке статора короткозамкнутых витков.

Изоляция проводов обмотки должна быть без следов перегрева, который происходит при коротком замыкании в диодах выпрямителя. Статор с таким повреждением обмотки замените.

Проверка диодов выпрямительного блока

Исправный диод пропускает ток только в одном направлении, неисправный может вообще не пропускать ток (обрыв цепи) или пропускать ток в обоих направлениях (короткое замыкание).

В случае повреждения одного из диодов выпрямительного блока необходимо заменить весь выпрямительный блок.

Рис. 7.13. Схема проверки выпрямительного блока: 1 – регулятор напряжения; 2 – ротор генератора; 3 – обмотка статора; 4 – диод выпрямительного блока; 5 – конденсатор; 6 – контрольная лампа; 7 – аккумуляторная батарея

Короткое замыкание диодов можно проверить, не снимая генератор с автомобиля, предварительно отсоединив провода от аккумуляторной батареи и генератора, омметром или с помощью лампы (25–40 Вт) и аккумуляторной батареи, как показано на рис. 7.13.

Рис. 7.14. Схема проверки выпрямительного блока: а – проверка диодов положительной полярности; б – проверка диодов отрицательной полярности

Для проверки одновременно «положительных» и «отрицательных» диодов подсоедините через лампу клемму «+» батареи к «плюсовой» клемме генератора, а клемму «–» – на корпус. Если лампа горит, то и «отрицательные», и «положительные» диоды замкнуты накоротко. Для более точной диагностики проверьте выпрямительный блок на снятом и разобранном генераторе с отсоединенной статорной обмоткой и конденсатором ( рис. 7.14).

ПРИМЕЧАНИЕ С целью упрощения крепления деталей выпрямительного блока три диода имеют на корпусе «плюс» выпрямленного напряжения. Эти диоды «положительные» и запрессованы в одну пластину выпрямительного блока. Другие три диода «отрицательные», имеют на корпусе «минус» выпрямленного напряжения и запрессованы в другую пластину выпрямительного блока.

При исправных диодах выпрямительного блока контрольная лампа должна гореть в положении I переключателя, в положении II – гореть не должна. Если в обоих положениях переключателя лампа горит или не горит, значит неисправны диоды выпрямительного блока и его следует заменить.

Замена щеткодержателя

Если щетки износились и выступают из щеткодержателя менее чем на 5 мм, замените щеткодержатель со щетками.

Снимайте щеткодержатель, как это делали при разборке генератора (см. выше), устанавливайте в обратном порядке, стараясь не повредить щетки об острые кромки контактных колец ротора.

Перед установкой щеткодержателя продуйте место его установки от угольной пыли.

Замена подшипника ротора  со стороны привода

1. Чтобы извлечь неисправный подшипник 7 (см. рис. 7.6) из крышки 5, отверните четыре винта, удерживающие шайбу 9 крепления подшипника, снимите шайбу и на ручном прессе выпрессуйте подшипник из крышки.

2. Запрессуйте подшипник в крышку на прессе, прикладывая усилие только к его наружному кольцу, и закрепите шайбой 9.

ПРИМЕЧАНИЕ Устанавливать новый подшипник в крышку генератора можно только в том случае, если отверстие для подшипника в крышке не деформировано. Если отверстие повреждено, замените крышку.

Возможные неисправности генератора 58.3701, их причины и способы устранения

Стартер

Особенности конструкции

Рис. 7.15. Стартер 421.3708: 1 – крышка со стороны коллектора; 2 – коллектор; 3 – стопорная шайба; 4 – вал якоря; 5 – колпак; 6, 23, 28 – втулка (подшипник); 7 – траверса; 8 – щеткодержатель щетки отрицательного вывода; 9 – обмотка якоря стартера; 10 – вывод обмотки возбуждения;11 – контактный болт; 12 – крышка реле; 13 – контакт реле; 14 – контактная пластина; 15 – стержень якоря; 16 – втягивающая обмотка; 17 – удерживающая обмотка; 18 – тяговое реле; 19 – якорь реле; 20 – крышка со стороны привода; 21 – рычаг включения шестерни привода; 22 – шлицевая втулка; 24 – упорное кольцо; 25 – шестерня привода маховика коленчатого вала; 26 – привод; 27 – центрирующий диск; 29 – бандажное кольцо; 30 – якорь стартера; 31 – катушка обмотки возбуждения; 32 – корпус стартера; 33 – пружина щетки; 34 – щеткодержатель щетки положительного вывода

Двигатель мод. 331 оборудован электростартером 421.3708 с принудительным электромагнитным перемещением привода 26 и встроенной в привод роликовой муфтой свободного хода ( рис. 7.15).

Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения с четырьмя полюсами, на которых расположены катушки возбуждения 31. Якорь стартера 30 вращается в трех бронзографитовых подшипниках 6, 23, 28, установленных в крышках 1 и 20 и в промежуточной опоре. Крышки и корпус 32 соединены двумя стяжными шпильками с резьбой М6. На задней крышке закреплена траверса 7, на которой укреплены два изолированных щеткодержателя 34 и два щеткодержателя 8, замкнутых на «массу».

Рис. 7.16. Схема включения стартера: 1 – тяговое реле стартера; 2 – блок монтажный (блок реле и предохранителей); 3 – замок зажигания; 4 – стартер; 5 – аккумуляторная батарея

Схема включения стартера дана на рис. 7.16. Питание стартера от аккумуляторной батареи 5 емкостью 55 А·ч. Управление стартером – дистанционное при помощи электромагнитного тягового реле 18 (см. рис. 7.15). Направление вращения якоря стартера правое, если смотреть со стороны привода.

Техническая характеристика  стартера

Номинальное напряжение, В.......12

Номинальная мощность, кВт.......1,65±10%

Частота вращения при номинальной мощности, мин ^-1.......1750±170

Минимальная пусковая мощность, кВт.......0,85

На холостом ходу

Потребляемый ток вместе с реле, А, не более.......75

Частота вращения якоря, мин ^-1, не менее.......5000

При полном торможении

Потребляемый ток вместе с реле, А, не более.......520

Тормозной момент, Н·м (кгс·м), не менее.......15,7 (1,6)

Напряжение на клеммах стартера, В, не более.......7

Масса стартера, кг.......7±0,1

Контрольные проверки стартера

Чтобы убедиться в эффективности работы стартера, проверьте на стенде его электрические и механические параметры.

Стартер должен питаться от полностью заряженной аккумуляторной батареи или от специального источника, характеристика падения напряжения которого соответствует характеристике падения напряжения аккумуляторной батареи.

Рис. 7.17. Схема соединений для проверки стартера на стенде: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – амперметр с шунтом на 1000 А; 3 – выключатель; 4 – реостат; 5 – вольтметр с пределом шкалы не менее 15 В; 6 – стартер

Электрическая схема соединений для проверки стартера показана на рис. 7.17.

Присоединительные провода к источнику тока, амперметру и контактному болту тягового реле стартера должны иметь сечение не менее 16 мм. Температура при проверке должна быть (25±10) °С, а щетки должны быть хорошо притерты к коллектору.

Проверка работоспособности  на стенде

Выключателем 3 (см. рис. 7.17) четыре раза включите стартер при разных условиях торможения. Например, при тормозных моментах 2–2,5; 5,5– 6,6; 9–10,8 и 11,5–12,5 Н·м (0,2–0,25; 0,55–0,66; 0,9–1,08; 1,15–1,25 кгс·м). Продолжительность каждого включения стартера должна быть не более 5 с. Если стартер не вращает зубчатый венец или его работа сопровождается ненормальным шумом, разберите стартер и проверьте его детали.

Испытание на режиме полного торможения

Затормозите зубчатый венец стенда, включите стартер и замерьте ток, напряжение и тормозной момент, которые должны быть соответственно не более 520 А, не более 7 В и не менее 15,7 Н·м (1,6 кгс·м).

Если тормозной момент ниже, а сила тока и напряжение выше указанных значений, то причиной этого может быть межвитковое замыкание в обмотках статора и якоря или замыкание обмоток на «массу».

Если тормозной момент и сила потребляемого тока ниже указанных выше значений, то причиной может быть окисление и загрязнение коллектора, сильный износ щеток или снижение упругости их пружин, зависание щеток в щеткодержателях, ослабление выводов обмотки статора, окисление или подгорание контактных болтов тягового реле.

При полном торможении шестерни якорь стартера не должен проворачиваться; если это происходит, то неисправна муфта свободного хода.

Испытание на режиме  холостого хода

Выведите шестерню стартера из зацепления с зубчатым венцом стенда. Включите стартер и замерьте потребляемый ток и частоту вращения якоря стартера, которые должны быть соответственно 75 А вместе с реле стартера и (5000±500) мин ^-1 при напряжении на клеммах стартера 11–11,5 В.

Если сила тока и частота вращения отличаются от указанных, то причины могут быть те же, что и при предыдущем испытании.

Проверка тягового реле стартера

Установите между упорным кольцом 24 (см. рис. 7.15) и шестерней 25 прокладку толщиной 15 мм и включите реле. Напряжение включения реле должно быть не более 8 В. Сила тока питания обмотки не должна превышать 23 А. Если она больше, то неисправна обмотка реле.

Разборка стартера

1. Отверните гайку нижнего контактного болта тягового реле 18 (см. рис. 7.15) и отсоедините от него вывод 10 обмотки возбуждения.

2. Отверните винты крепления тягового реле и снимите его.

3. Отверните гайки стяжных шпилек.

4. Отверните два винта и снимите колпак 5.

5. Снимите шайбы: стопорную 3, регулировочные и упорную.

6. Снимите крышку 1 со стороны коллектора.

7. Выньте щетки из щеткодержателей и снимите траверсу 7.

8. Разъедините корпус 32 и крышку 20.

9. Отверните гайку крепления оси рычага 21, выверните ось из крышки 20 и выньте рычаг.

10. Выньте якорь 30 с приводом в сборе из крышки 20.

11. Отодвинув влево упорное кольцо 24, снимите с вала замковое кольцо, установленное под упорным, а затем привод 26.

12. Для осмотра контактов тягового реле 18 отверните два винта крепления крышки 12 реле, отпаяйте выводы и снимите крышку.

После разборки продуйте детали сжатым воздухом и протрите.

Проверка технического  состояния и ремонт

Якорь

Проверьте мегомметром или с помощью лампы напряжением 220 В, нет ли замыкания якоря на «массу».

Рис. 7.18. Пpовеpка замыкания обмотки якоря на «массу»

Ток через лампу подайте к пластинам коллектора и к сердечнику якоря ( рис. 7.18). Горение лампы указывает на замыкание обмотки или пластины коллектора с «массой». При проверке мегомметр должен показывать сопротивление не менее 10 кОм. Якорь, имеющий замыкание с «массой», замените.

Специальным прибором проверьте, нет ли замыканий между секциями обмотки или пластинами коллектора, а также нет ли обрывов в месте припайки выводов секций обмотки к пластинам коллектора.

Рис. 7.19. Проверка биения коллектора при помощи индикатора

Осмотрите рабочую поверхность коллектора и проверьте его биение относительно цапф вала ( рис. 7.19).

Загрязненную или пригоревшую поверхность зачистите мелкозернистой шлифовальной шкуркой. При значительном повреждении поверхности или ее биении больше 0,06 мм проточите коллектор на токарном станке, снимая как можно меньше металла. Минимальный диаметр, до которого можно протачивать коллектор, – 36 мм. После проточки прошлифуйте коллектор мелкозернистой шлифовальной шкуркой.

Проверьте биение сердечника относительно цапф вала. Если оно больше 0,08 мм – замените якорь.

Проверьте состояние поверхностей шлицев и цапф вала якоря. На них не должно быть задиров, забоин и износа. Если на поверхности цапфы вала есть следы желтого цвета от втулок шестерни, которые могут стать причиной заедания шестерни на валу, удалите их мелкозернистой шлифовальной шкуркой.

Привод

Зубья шестерни не должны иметь значительного износа. Если на заходной части зубьев есть забоины, то зашлифуйте их мелкозернистым наждачным кругом малого диаметра. Шестерня должна легко проворачиваться относительно ступицы обгонной муфты в направлении вращения якоря при пуске двигателя и не должна проворачиваться совсем в противоположном направлении.

Если детали привода повреждены, значительно изношены или шестерня проворачивается в обоих направлениях, замените привод.

Статор

Проверьте мегомметром или с помощью лампы напряжением 220 В отсутствие замыкания обмотки статора на «массу».

Напряжение через лампу подводите к общему выводу обмотки и к корпусу стартера. Если лампа горит или мегомметр показывает сопротивление меньше 10 кОм, а также если на обмотке следы перегрева (почернение изоляции), замените обмотку. Для замены катушек обмотки статора снимите полюсы, вывернув крепежные винты. Перед снятием сделайте метки на корпусе и полюсах, чтобы при сборке они заняли прежнее положение.

Обмотку перед установкой рекомендуется подогревать примерно до 50 °С, чтобы придать ей гибкость и облегчить укладку на полюсах. Винты крепления полюсов затягивайте до отказа, чтобы воздушный зазор между якорем и полюсами статора был таким же, что и до разборки.

По окончании сборки проверьте внутренний диаметр между полюсами, который должен быть 66 мм. Расточка полюсов не допускается.

Крышки

Проверьте, нет ли на крышках трещин. Если они есть, замените крышки. Проверьте состояние подшипников скольжения (втулок). Если они изношены, замените крышки в сборе или только втулки. Новые втулки после запрессо