Назначение системы тарификации
Целью системы зарядки является преобразование механической энергии двигателя в электрическую, которая используется для подзарядки аккумулятора и питания электрических аксессуаров. При первом запуске двигателя батарея (и) подает весь ток, необходимый системам запуска и зажигания.
По мере того, как продолжается истощение батареи и увеличивается частота вращения двигателя, система зарядки способна вырабатывать большее напряжение, чем может выдавать батарея. Когда это происходит, электроны из зарядного устройства могут течь в обратном направлении через положительный вывод батареи. Теперь зарядное устройство обеспечивает требования электрической системы к нагрузке и подзаряжает аккумулятор.
Система зарядки состоит из
- Аккумулятор.
- Генератор.
- Приводной ремень.
- Выпрямитель в сборе.
- Регулятор напряжения.
- Индикатор заряда.
- Выключатель зажигания.
- Кабели и жгуты проводов
Схема №62
Аккумулятор
Батарея является основным источником ЭДС в автомобиле. Автомобильный аккумулятор - электромеханическое устройство, обеспечивающее разность потенциалов (напряжение). Аккумулятор не запасает электрическую энергию. Он запасает химическую энергию, которая преобразуется в электрическую по мере разряда.
Генератор
Генератор производит свободные электроны, необходимые для зарядки аккумулятора. Поток электронов создается через индуктивность, намагниченный ротор, вращающийся внутри статора. Генератор вырабатывает напряжение переменного тока, которое преобразуется в напряжение постоянного тока или выпрямляется.
Стили генератора
- Тип кисти.
- Бесщеточный тип.
ПримечаниеВ попытке стандартизировать терминологию в промышленности термин генератор переменного тока заменяется на генератор. Часто генератор переменного тока называют генератором переменного тока.
Для охлаждения генератора используется воздух или жидкость (хладагент).
Генераторы типа кисти
Генераторы щеточного типа состоят из следующих основных компонентов
- Корпус генератора.
- Сборка статора.
- Ротор в сборе.
Корпус генератора
Корпус изготовлен из двух кусков литого алюминия. Алюминий используется потому, что он немагнитный, легкий по весу и обеспечивает хорошее рассеивание тепла.
Подшипники для опоры ротора в сборе смонтированы в переднем и заднем корпусах.
Схема №63
Бесщеточные генераторы
Генераторы бесщеточного типа имеют жидкостное охлаждение (хладагент) и состоят из следующих основных компонентов:
- Корпус генератора.
- Сборка статора.
- Ротор в сборе.
Схема №64
Корпус генератора с водяным охлаждением
Генератор с водяным охлаждением заключен в герметичный металлический корпус. На корпус устанавливается алюминиевая оболочка.
Пространство между внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью генератора создает водяную рубашку, через которую протекает охлаждающая жидкость двигателя.
Хладагент течет из двигателя в оболочку через внутренние порты и выходит через шланговые соединения.
Жидкостное охлаждение сводит к минимуму образование шума за счет исключения вентилятора охлаждения генератора.
Приводной ремень
Функцией Приводного ремня является передача вращающейся энергии от двигателя к генератору. Приводной ремень вращает ротор, вращая магнитное поле. Ослабленный ремень может снизить эффективность системы зарядки, а слишком туго натянутый ремень вызывает ранний отказ подшипника.
Регулятор напряжения
Регуляторы напряжения предотвращают чрезмерно высокое напряжение на выходе генератора. Чрезмерное напряжение может привести к повреждению батареи (из-за перезаряда), лампочек, двигателей и особенно чувствительных электронных компонентов.
Регулятор предотвращает эти проблемы, ограничивая токовый выход генератора.
Два типа регуляторов, которые используются
- Стандартный регулятор.
- Многофункциональный контроллер.
Стандартный регулятор
Электронные регуляторы напряжения монтируются внутри в задней части генератора в сборе. Выходной сигнал генератора регулируется путем изменения времени, в течение которого катушка возбуждения находится под напряжением. Рабочий цикл стороны заземления катушки возбуждения изменяется в зависимости от требований, предъявляемых к электрической системе.
Электронный регулятор напряжения сравнивает напряжение питания тока возбуждения (от обмоток статора через диодное трио) с установленным уровнем напряжения (с помощью стабилитрона).
Когда напряжение питания тока возбуждения превышает напряжение пробоя стабилитрона, ток возбуждения на ротор отключается. Когда напряжение тока возбуждения на ротор выключено, генератор не вырабатывает напряжение. Быстрое переключение тока возбуждения позволяет поддерживать фиксированное выходное напряжение. Дополнительные диоды в регуляторе, предотвращают протекание тока при выключенном зажигании предотвращая слив батареи.
Многофункциональный контроллер
Помимо регулирования напряжения, электронный регулятор Muti-function управление предоставляет следующие возможности
- Реакция нагрузки во время пуска.
- Реакция на нагрузку во время движения.
- Индикация неисправностей (под напряжением, обрыв приводного ремня, прерывание катушки возбуждения).
ПримечаниеМногофункциональные электронные регуляторы управления доступны с реакцией на стартовую нагрузку и без нее. Единственное отличие - ограничение по времени номинального тока во время процедуры пуска.
Система реагирования на пусковую нагрузку обеспечивает запуск тока возбудителя генератора переменного тока (катушки возбуждения) транзистором через две секунды после погасания индикатора батареи. Это означает, что на запуск двигателя не влияет сопротивление, создаваемое генератором.
Реакция на нагрузку во время движения гарантирует, что при включении потребителей большого тока выходная мощность генератора линейно увеличивается, позволяя системе DME/EML стабилизировать частоту вращения двигателя и/или изменять время впрыска, если необходимо.
Индикатор заряда
Цель индикатора заряда состоит в том, чтобы сообщить водителю, что электрическая система автомобиля не работает с пиковой эффективностью и обслуживание должно быть выполнено.
Индикатор заряда работает по-разному в зависимости от того, каким типом регулятора оснащен автомобиль.
Индикатор заряда работает на основе противоположных напряжений. Если выхода через диодное трио нет, то цепь лампы замыкается на массу через поле ротора. Диодный выход подает напряжение на ранее заземленную сторону колбы, выключая колбу (Нет протекания тока при равном напряжении с обеих сторон колбы).
Индикатор заряда активируется электронным переключателем, интегрированным в контроллер. Этот внутренний выключатель получает напряжение от KL15 разъема 2 штыревого генератора. Контроллер внутренне измеряет разность напряжений между KL30 и KL15 и переключает цепь индикатора на низкий уровень в случае неисправности.
Замок зажигания
Переключатель зажигания обеспечивает начальное питание цепи возбуждения генератора переменного тока, сокращая время, необходимое для поля для создания магнитного поля. В зависимости от того, какой тип регулятора используется, выключатель зажигания подает питание на индикатор заряда для проверки целостности колбы.
Выпрямление напряжения
Батарея и электрическая система не могут хранить или использовать 3-фазное переменное напряжение, вырабатываемое генератором, оно должно быть выпрямлено или преобразовано в постоянное напряжение.
Для осуществления преобразования используется диодный выпрямительный мост.
Диод подобен невозвратному или однопутевому клапану, который обеспечивает прохождение текучей среды или газа только в одном направлении.
Схема №65
В простом преобразовании выпрямительный диод подавляет отрицательные полуволны и пропускает только положительные полуволны.
Для использования отрицательного значения полуволн применяют полное выпрямление.
Полное выпрямление отрицательных полуволн инвертирует их в положительные полуволны.
В результате получается выпрямленный пульсирующий постоянный ток.
Схема №66
Выпрямленный Пульсирующий постоянный ток
Трехфазное регулирование напряжения
Для достижения трехфазного выпрямления переменного напряжения используются шесть диодов. Три диода имеют положительное смещение, а три - отрицательное смещение.
Положительные полуволны проходят через диоды с положительным смещением, а отрицательные полуволны - через диоды с отрицательным смещением.
Диодное выпрямление отрицательных полуволн инвертирует их в положительные полуволны.
При полном выпрямлении напряжение постоянного тока, подаваемое на автомобиль генератором, не является идеально плавным, но проявляет небольшую пульсацию. Эта пульсация дополнительно сглаживается батареей, которая подключена параллельно генератору.
Выпрямительные диоды в генераторе не только преобразуют ток, но и предотвращают разряд батареи через 3 фазные обмотки статора. Протекание тока может происходить только от генератора к аккумулятору.
Схема №67
Протекание тока через Y-намотанный статор.
Схема №68
Выпрямленный выход переменного тока имеет пульсацию, как видно на осциллографе.
Схема №69
Протекание тока через статор с дельта-обмоткой.
Электронный регулятор использует стабилитрон, который блокирует протекание тока до получения заданного напряжения.
Измеряемый ток от клеммы 2 проходит через термистор к стабилитрону (D2). Когда напряжение системы превышает напряжение пробоя стабилитрона, ток протекает через стабилитрон, включая транзистор 2 (TR2). При TR2 на транзисторе 1 (TR1) отключается.
Схема №70
Транзистор 1 управляет током возбуждения ротора. При выключенном TR1 ток не течет к катушке возбуждения, и генератор не имеет выхода.
Падение напряжения ниже напряжения пробоя стабилитрона останавливает ток к TR2, который включается TR1.
На поле снова подается напряжение, позволяющее генератору вырабатывать напряжение.
Схема №71
Катушка возбуждения выключена, зарядка отсутствует.
Многофункциональный контроллер регулирует напряжение таким же образом, как и стандартный регулятор напряжения. Регулирование осуществляется через управление рабочим циклом катушки возбуждения.
Отличия по сравнению со стандартным регулятором составляют
- Способ управления индикаторной лампой неисправности.
- Соединения с жгутом проводов.
Схема №72
Терминал 1
KL 15 из конденсированного источника.
Терминал 2
D + (KL61) в ДМЭ.
B +
Выход генератора на батарею.
Схема №73
Двухконтактный разъем жгута проводов
Разъем жгута
B + соединение.
Схема №74
Световой индикатор системы зарядки работает по принципу противоположного напряжения. Напряжение аккумулятора подается на одну сторону лампочки, другая сторона лампочки подключается к регулятору напряжения. При включенном ключе питание подается на лампочку, через к регулятору. Напряжение статором не вырабатывается, поэтому нет напряжения от диодного трио. Это отсутствие напряжения от диодного трио, позволяет напряжению от выключателя зажигания перетекать через регулятор на землю. Этим завершается цепь, позволяющая гореть лампочке индикатора заряда.
Когда генератор начинает вырабатывать напряжение, выход диодного трио равен напряжению батареи. Это равное напряжение подается на лампочку. При равном напряжении с каждой стороны лампочки ток протекать не может и свет выключается.
Схема №75
Световой индикатор заряда включается с помощью электронного переключателя, интегрированного в контроллер. Этот выключатель получает свое напряжение с клеммы 15 на 2-х или 3-х контактном разъеме на генераторе. Терминал D + заменен изолированным электронным терминалом, 61E в генераторах многофункциональным контроллером. Задача на этой клемме - включить индикаторную лампу заряда батареи и указать различным нагрузкам, что генератор находится в режиме заряда.
Индикаторная лампа питается напряжением через клемму 15 от комбинации приборов. Лампа горит, когда напряжение на клемме 61E ниже 1,5 В, и гаснет, когда напряжение выше 8 В.
Индикатор горит при следующих условиях
- Ключ, двигатель выключен.
- Генератор не заряжается.
- Выход из строя приводного ремня.
- Прерывание катушки возбуждения.
- Перенапряжение контроллера.
- Обрыв зарядного кабеля.
