Технологій технічного обслуго-вування та ремонту генераторів електричної енергії на прикладі автомобіля ВАЗ 21083

 

 

 

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ   ДЕРЖАВНИЙ   УНІВЕРСИТЕТ

ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

ЗАТВЕРДЖУЮ до захисту в ДЕК ПЕРШИЙ ПРОРЕКТОР УНІВЕРСИТЕТУ __________  професор О.В.Мішуков 25.05.09

 

 

 

САПРОНОВ О.В.

 

ТЕХНОЛОГІЯ ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ ТА РЕМОНТУ ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ АВТОМОБІЛІВ ВАЗ 21083

 

 

 7.010 104 - ПРОФЕСІЙНЕ НАВЧАННЯ.

 СПЕЦІАЛІЗАЦІЯ: ТЕХНІЧНИЙ СЕРВІС МАШИН

Випускна робота освітньо-кваліфікаційного рівня  "Спеціаліст"

             

 

  

  ПОГОДЖЕНО

Декан факультету ________   доцент В.І.Чепок 28.04.09 В.О. завідувача кафедри             професійного навчання ________  доцент Г.І.Разумна                                   18.04.09

Науковий керівник ________  доцент В.М. Овдій   16.04.09 Рецензенти:                    доцент Т.А.Храпко                   Директор ХСШ №37                    М.І.Пересунько   20.04.09

 

 

 

 

 

Херсон - 2009

ЗМІСТ

Вступ………….……………………………………………………………………. .3

Розділ 1. Будова, принцип дії,  технічне обслуговування та ремот

автомобільних генераторів………………….……..…………………………….....5

1.1. Призначення та принцип дії автомобільних генераторів……………..……..5

1.2. Трифазний випрамляч генератора……………………………….……………7

1.3. Принцип дії безконтакторних індукторних генераторів змінного струму…9

1.4.   Конструктивне виконання генератора змінного струму………………………..11 1.5.    Експлуатація генераторів та їхні основні несправності…………………………13

1.6. Технічне обслуговування генераторів……………………………………….17

1.7. Перевірка та ремонт деталей і вузлів генератора…………………………...19

Розділ 2. Розробка обладнання для перевірки генераторів……………………...29

2.1. Основи методики перевірки генераторів…………………………………….29

2.2. Устаткування та прилади для перевірки генераторів………………………….. 31

2.3. Будова, принцип дії та розрахунок  спроектованого пристрою…………….34

Розділ 3. Економічна ефективність технічного обслуговування і ремонту електрообладнання автомобілів…………………………………………………...38

3.1. Розрахунок економічної ефективності заходів щодо раціонального

планування та організації робочих місць…………………………………….............38

3.2. Економічна ефективность впровадження організаційно-технічних заходів

 на дільниці ремонту  і регулювання електрообладнання  автомобілів…………….39

Розділ 4. Охорона праці та навколишнього середовища при технічному обслуговуванні і ремонті автомобілів…………………………………………….43

4.1 Загальні положення по охороні праці……………...…………………………43

4.2. Вимоги електробезпеки при  технічному обслуговуванні і  ремонті електрообладнання автомобіля……………………………………………………44

4.3. Охорона навколишнього середовища………………………………………..48

Висновки……………………………………………………………………………52

Список використаних джерел….………………………………………………….53

Додатки……………………………………………………………………………..58

ВСТУП

 

Сучасні генераторні установки досить надійні і довговічні при правильному догляді за ними під час експлуатації [25].  При діагностуванні генератора прово-дять зовнішній огляд якоря, колектора, щіток; визначаються частоти обертання генератора на початок і повну віддачу електроенергії; вимірюється температура його нагрівання; встановлюється наявність шумів і стукоту та перевіряється стан деталей генератора за допомогою спеціального обладнання. Оскільки близько 15 % несправностей автомобіля виникає внаслідок неполадок в електрообладнанні автомобіля [23 - 26] і, враховуючи, що генератор є основним джерелом електропостачання на автомобілі, нами було обрано тему випускної роботи „Технологія технічного обслуговування та ремонту генераторів електричної енергії автомобілів ВАЗ 21083”

Актуальність теми роботи зумовлена стрімкою модернізацією електро-обладнання сучасних автоиобілів, методик діагностики та ремонту автомо-більного електроустаткування і, зокрема, генераторфів електричної енергії.

Мета: дослідження впровадженя сучасних технологій технічного обслуго-вування та ремонту генераторів електричної енергії на прикладі автомобіля ВАЗ 21083.

Об’єкт дослідження – генератори електричної енергії автомобіля ВАЗ 21083. 

Предметом є удосконалення обладнання для перевірки генераторів елект-ричної енергії.

Методи дослідження використані для досягнення поставленої в роботі мети:

a) вивчення та аналіз літературних джерел з питань з питань будови, принципу дії, технічної експлуатації та ремонту генераторів електричної енергії;

b) вивчення конструкцій обладнання для перевірки і ремонту генераторів електричної енергії.

 Виходячи з мети та враховуючи специфіку предмету нами були визна-чені такі завдання:

• Розглянути будову, принцип дії, технічне обслуговування та ремонт автомобільних генераторів.
• Опрацювати основні методики перевірки та ремонту генераторів електричної енергії.
• Розробити обладнання для перевірки генераторів.
• Виконати розрахунок приводу генератора.
• Розглянути питання економічної ефективності технічного обслуговування і ремонту електрообладнання автомобілів.
• Розглянути питання охорони праці та навколишнього середовища при тех-нічному обслуговуванні та ремонті автомобілів.
• Виконання зазначених завдань визначило теоретичну та практичну значу-щість роботи, яка полягає в конкретизації підходів до обґрунтування та розроб-ки технології технічного обслуговування та ремонту генераторів електричної енергії автомобілів ВАЗ 21083.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 1.

БУДОВА, ПРИНЦИП ДІЇ, ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ                          ТА РЕМОНТ АВТОМОБІЛЬНИХ ГЕНЕРАТОРІВ

 

1.1.   Призначення та принцип дії автомобільних генераторів

Генератор — основне джерело електроенергії на автомобілі, що забезпечує живлення споживачів та заряджання акумуляторної батареї під час роботи двигуна [1,2].

До генераторів висуваються такі вимоги: довговічність та надійність в експлуатації; малі габаритні розміри, маса та вартість; велика питома потужність, можливість забезпечення заряджання акумуляторних батарей за малої частоти обертання колінчастого вала двигуна в режимі холостого ходу.

Тривалий час застосовувався генератор постійного струму. В цьому генераторі напруга знімається з обертового якоря, а струм випрямляється колектором, що пов'язано з іскрінням і спрацюванням колектора та щіток. Зі зростанням потужності та кількості споживачів електроенергії на автомобілі розміри та маса генераторів постійного струму збільшуватимуться, а розміщення їх на двигунах ускладнюватиметься.

Застосування генераторів змінного струму сприяє зниженню ємності акуму-ляторної батареї за рахунок поліпшення її зарядного режиму [6 - 8].. Перевагами генераторів змінного струму є також зменшення витрат міді в 2,5...З рази та спрощення конструкції регулятора. Зменшення кількості розрядно-зарядних циклів батареї за рахунок зменшення її розряду на режимі холостого ходу позитивно відбивається на продовженні терміну служби акумуляторної батареї.

Генераторна установка змінного струму комплектується з випрямлячем, а тому не потребує реле зворотного струму. До того ж, оскільки їй властиве самообмеження, то не потрібне і реле обмеження струму.

Ресурс генераторів змінного струму в 2...З рази більший, ніж у генераторів постійного струму, і сягає 200...300 тис. км пробігу автомобіля [5].

Нині випускають два типи генераторів змінного струму: з контактними кільцями й щітками і безконтактні індукторні.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1. Схема автомобільного генератора змінного струму: 1 — статор; 2 — обмотка статора; 3 — полюс ротора; 4 — обмотка збудження; 5— щітки

 

Принцип дії генератора змінного струму грунтується на явищах електромагнітної індукції, відкритих М. Фарадеєм [32]. Магнітний потік у генераторі (рис. 1.1) створюється обмоткою збудження під час протікання в ній постійного електричного струму. Магнітний потік із полюса S, перетинаючи повітряний зазор, пронизує зубець ротора, статор і, вдруге перетинаючи повітряний зазор, досягає полюса N. Цей шлях на рис. 1.1 позначено штриховою лінією.

Під час обертання ротора під кожним зубцем статора проходить навперемінно то північний, то південний полюс ротора. Магнітний потік протікає через зубці статора, змінюється за величиною й напрямом і перетинає провідники трифазної обмотки, закладеної в пази між зубцями.

Дійсне (ефективне) значення електрорушійної сили (ЕРС), наводжуване в обмотці однієї фази генератора робочим магнітним потоком Ф, В:

Еф = 4,44∙Коб ∙f∙W∙Ф,

де f = р∙n/60.

Тут Ко6 — обмотковий коефіцієнт; f — частота індукованої ЕРС, Гц; р — кількість пар полюсів; п — частота обертання; W— кількість послідовно з'єднаних витків в обмотці однієї фази статора.

Значення обмоткового коефіцієнта залежить від кількості пазів q статора, що припадає на полюс і фазу: 0,866 — для трифазних генераторів, в яких q = 0,5 (18 пазів на статорі, 12 полюсів на роторі); 1,0 — для трифазних генераторів, у яких q = 1 (36 пазів на статорі, 12 полюсів на роторі); 0,966 — для трифазних генераторів, у яких q = 2 (72 пази на статорі, 12 полюсів на роторі).

Вираз для ЕРС можна записати в спрощеному вигляді:

Еф = Со ∙n∙Ф,

де для даного генератора сталий коефіцієнт:

Cо = 4,44∙P∙W∙Ko6 / 60

1.2. Трифазний  випрямляч генератора

Характер зміни ЕРС у проводах обмотки статора залежить від кривої розподілу магнітної індукції в зазорі, що визначається формою полюса. Форма полюса, як правило, робиться такою, щоб форма ЕРС наближалась до синусоїди. Розглядаючи процес випрямлення, можна оперувати напругами фаз:

 

 

 

 

де Um - максимальне значення фазної напруги; = 2 f = - кутова частота обертання [34,35].

Змінний струм генератора перетворюється на постійний за допомогою випрямляча, який має шість діодів (рис. 1.2, а), що створюють трифазну мостову схему. Перша група — це діоди VD1, VD3 і VD5, катоди яких з'єднані між собою, створюють позитивний полюс випрямленої напруги, друга група — діоди VD2, VD4 і VD6, аноди яких з'єднані між собою, створюють негативний полюс випрямленої напруги.

У кожний момент часу працюють два діоди — по одному з кожної групи. В першій групі струм проводить той діод, анод якого перебуває під найбільшим потенціалом; у другій групі струм проводить діод, катод якого перебуває під найменшим потенціалом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Риcунок 1.2. Трифазний випрямляч генератора:

а — схема генераторної установки; б — графік зміни напруги щодо часу

 

Трифазна мостова схема випрямлення струму забезпечує відносно невеликі пульсації випрямлення напруги. Так, випрямлена напруга визначається координатами між верхніми та нижніми дугами фазних напруг UA, UB і Uс (рис. 1.2, б). Тому випрямлена напруга — Ud пульсуюча, і частота пульсації в 6 разів більша, ніж частота змінної напруги, тобто:

fn = 6f=(6pn)/60 = 0,1pn.

Максимальне значення випрямленої напруги становить 1,73 Um,   а   міні-мальне   — 0,5 Um. Пульсація випрямленої напруги:

Ud = (1,73 -1,5)Um = 0,23Um.

При середньому значенні випрямленої напруги 14 В пульсація становить 1,95 В. При цьому максимальне значення досягає 14,65 В, а мінімальне — 12,7 В

1.3.   Принцип дії безконтактних індукторних генераторів змінного струму

Більш надійні та довговічніші в роботі індукторні електромагнітні гене-ратори [44,45], які не мають контактних кілець та щіток. Принцип дії індукторного генератора можна пояснити за схемою на рис. 1.3.

На рисунку зображений електромагніт (рис. 1.3, а) з обмоткою збудження 03, по якій протікає струм. Полюси електромагніту мають пази, в які закладено котушки. Між полюсами встановлено зіркоподібний ротор. На всю довжину 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3. Схема безконтактного генератора змінного струму:

а — електромагніт з обертовим ротором; б — розподіл магнітного потоку у зазорі індукторної машини

 

 дуги розточки електромагніту (статора) припадає ціле число зубцевих виступів ротора. При цьому кількість виступних зубців у два рази більша за кількість пазів статора.

Якщо відкритість паза мала, то при обертанні ротора повний опір магнітопрово-ду не змінюється. Отже, при незмінній МРС F незмінним буде і потік Ф, що протікає по всьому магнітопроводу. Незалежно від положення ротора більша частина потоку протікатиме через зубці ротора і тільки незначна частина - через пази.