Главная/BMW/X5 M/BMW X5 M E70 (2009-2011)/Руководство по ремонту/Система зарядки электрооборудования

Система зарядки электрооборудования

Пошаговое руководство по теме «Система зарядки электрооборудования» для автомобиля BMW X5 M E70 (2009–2011). Демонтаж, установка, регулировка и диагностика с иллюстрациями.

1 подраздел 2 статьи 54 иллюстрации ~32 минуты чтения

# Электрооборудование

# Аккумуляторная батарея - обзор

Батарея

Модель: Все

Дата производства: Все

Схема №1
Рис. 1: Батарея. BMW X5 M E70
Рис. 1: Батарея

Назначение автомобильного аккумулятора:

Батарея является основным источником ЭДС в автомобиле. Кроме того, батарея выполняет следующие функции:

  1. Обеспечивает напряжение и ток для стартерного двигателя.
  2. Обеспечивает напряжение и ток для розжига при прокрутке.
  3. Подает всю электроэнергию, когда система зарядки не работает.
  4. Подает дополнительную мощность, необходимую, когда электрическая нагрузка автомобиля превышает питание от системы зарядки.
  5. Выполняет роль стабилизатора напряжения в электрической системе. Батарея выравнивает пики напряжения и предотвращает их повреждение другими компонентами электрической системы.
  6. Обеспечивает питание KL30, KL15 и KLR.

Аккумулятор не запасает электрическую энергию. Он запасает химическую энергию, которая преобразуется в электрическую по мере разряда.

Конструкция батарей

Современные автомобильные аккумуляторы изготавливаются из корпусов (обычно пластиковых), содержащих чередующиеся пластины Свинца и Диоксида свинца (или Оксида свинца), разделенные изоляторами. Эти чередующиеся пластины соединены последовательно для получения напряжения 12,6 вольт или около 2,1 вольт для каждого набора пластин свинца и диоксида свинца. Отрицательный вывод соединен с пластиной двуокиси свинца, а положительный вывод - с пластиной свинца.

Схема №2
Рис. 2: Конструкция батареи. BMW X5 M E70
Рис. 2: Конструкция батареи

Пластины покрыты электролитом, который представляет собой раствор 35% Серной кислоты и 65% Воды.

Схема №3
  1. Пластиковый контейнер.
  2. Положительные и отрицательные внутренние пластины из свинца.
  3. Пластинчатые сепараторы из пористого синтетического материала.
  4. Электролит, который представляет собой разбавленный раствор серной кислоты и воды, более известный как аккумуляторная кислота.
  5. Выводные клеммы, которые являются точкой подключения между батареей и любым источником питания.

Корпус батарей

Большинство корпусов аккумуляторов и их крышки изготовлены из полипропилена. Корпус разделен на шесть секций или ячеек, имеющих форму, подобную лотку со льдом-кубиком.

Корпус предназначен для:

  1. Выдерживать экстремальные температуры в горячем и холодном состоянии.
  2. Противостоять повреждениям, вызванным механическим ударом в автомобильных применениях.
  3. Противостоять поглощению кислоты и химическим повреждениям.

Сетки

Решетки являются поддерживающим каркасом для активного материала пластин. Они также проводят ток к пластинам из активного материала и от них.

Схема №4
Рис. 4: Сетки. BMW X5 M E70
Рис. 4: Сетки

Пластины

Плиты представляют собой решетки, покрытые пастообразной смесью Оксида свинца и Серной кислоты и воды. Для получения отрицательных пластин в пасту добавляют материал расширителя, изготовленный из порошкообразных сульфатов.

Формирующий заряд прикладывается к положительным пластинам, превращая оксид свинца в диоксид свинца, высокопористый материал, который позволяет электролиту свободно проникать в пластину.

Формирующий заряд также прикладывается к отрицательным пластинам, преобразующим оксид свинца в губчатый свинец. Губчатый вывод позволяет электролиту свободно проникать, позволяя материалу под поверхностью пластины принимать участие в химической реакции.

Сепараторы

Сепараторы представляют собой тонкие листы электроизоляционного пористого материала, используемые в качестве распорок между пластинами для предотвращения коротких замыканий внутри ячеек.

Мелкие поры в сепараторах позволяют ионному току протекать в электролите между положительной и отрицательной пластинами.

Схема №5
Рис. 5: Сепараторы. BMW X5 M E70
Рис. 5: Сепараторы

Элементы

При наиболее распространенном способе построения формируют пакет чередующихся положительных и отрицательных пластин с разделителями между каждой положительной и отрицательной пластиной. Выступы отрицательных пластин сварены вместе, как и выступы положительных пластин. Пластинчатая лента каждой группы пластин используется для соединения их последовательно с группой пластин следующего элемента или с клеммой батареи.

Узел, получающийся в результате размещения одной положительной группы пластин и одной отрицательной группы пластин вместе с сепараторами, известен как элемент. На каждый элемент батареи приходится один элемент. Большее или большее количество пластин на элемент увеличит площадь поверхности пластины и увеличит емкость батареи, но не повлияет на выходное напряжение.

Электролит

Электролит представляет собой смесь Серной кислоты и Воды. Электролит состоит из 35% серной кислоты и 65% воды.

Электролит является носителем электрического тока, движущегося между положительной и отрицательной обкладками через сепараторы.

Выводные клеммы

BMW использует конический верхний терминал. В этой конструкции используются конические клеммные стойки, построенные в соответствии с промышленными стандартами, так что все кабельные зажимы подойдут к любой батарее с этими стойками.

Положительная клемма немного больше отрицательной, чтобы минимизировать опасность установки батареи в обратную сторону. Положительный вывод 17,5 мм в диаметре в верхней части. Отрицательный вывод - 15,9 мм в верхней части.

Схема №6
Рис. 6: Выводы. BMW X5 M E70
Рис. 6: Выводы

Типы аккумуляторов

Существует по меньшей мере три типа свинцово-кислотных аккумуляторов, которые в настоящее время используются в автомобильной промышленности.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Тремя основными факторами, влияющими на химический состав батареи, являются свинец, диоксид свинца и серная кислота. Чистый свинец слишком мягкий, чтобы выдержать физическое злоупотребление мобильными приложениями, поэтому необходим усилитель. Для упрочнения свинца добавляют около 6% сурьмы - полуметаллического элемента, получаемого в качестве побочного продукта рафинирования меди и свинцовой руды.

Сурьма, добавленная к решеткам, действует как катализатор и ухудшает потерю водорода и кислорода в результате дегазации. Эти аккумуляторы требуют частого пополнения водой.

Свинцово-кальциевый аккумулятор

Введенные в 1970-х свинцовые/кальциевые батареи имеют кальций, добавленный к положительным и отрицательным сеткам, чтобы уменьшить дегазацию. Сначала эти аккумуляторы называли «необслуживаемыми». Свинцово-кальциевые батареи не устойчивы к глубокому циклу, который происходит, когда батарея разряжается до очень низкого напряжения перед подзарядкой. Частые глубокие циклы делают эти батареи неспособными выдерживать заряд. Свинцово/кальциевые аккумуляторы необходимо заряжать при более высоких настройках напряжения, иначе они не будут перезаряжаться до полной емкости.

Гибридный аккумулятор

Гибридные батареи используют положительную сетку, усиленную сурьмой, и отрицательную сетку с кальцием. Гибридный аккумулятор более устойчив к глубокому циклированию, чем свинцово/кальциевый, но все же не так хорош, как оригинальный свинцово-кислотный аккумулятор. В гибридной батарее значительно снижено потребление воды, хотя регулярная проверка целесообразна. У большинства автомобилей, снабжаемых гибридными аккумуляторами, регуляторы напряжения установлены на 14,3 вольта.

Гибридные аккумуляторы были впервые установлены в кабриолете E30 в 1991 модельном году.

Освобождение

Аккумуляторы не запасают электрическую энергию, они запасают химическую энергию и преобразуют ее в электрическую в процессе разряда.

Каждый элемент батареи содержит положительные и отрицательные пластины (сетки). Положительная пластина выполнена из двуокиси свинца, отрицательная пластина из губчатого свинца. Отрицательная пластина соединяется с серной кислотой с образованием сульфата свинца и одного дополнительного электрона. Положительная пластина производит ионы водорода и ионы серной кислоты (положительные ионы, атомы, пропускающие один электрон).

Дополнительные электроны от отрицательной пластины проходят от отрицательной клеммы батареи и через потребителя электроэнергии обратно к положительной клемме батареи. Вернувшись в батарею, свободные электроны соединяются с положительными ионами на положительном полюсе батареи, образуя сульфат свинца и воду.

Важно помнить, что система замкнута. Для каждого электрона, генерируемого на отрицательном выводе, существует электрон, потребляемый на положительном выводе.

По мере продолжения процесса активные материалы (пластины свинца и диоксида свинца и электролит) истощаются, и реакции замедляются до тех пор, пока батарея больше не будет способна подавать электроны. В этот момент батарея разряжается.

Процесс разряда изменяет соотношение серной кислоты и воды в электролите, так как в процессе разряда образуется больше воды. Измеряя объем кислоты в воде, обнаруживают состояние заряда аккумулятора.

Схема №7
Рис. 7: Выгрузка. BMW X5 M E70
Рис. 7: Выгрузка

Зарядка

Подача напряжения на батарею от внешнего источника, такого как генератор или зарядное устройство батареи, изменяет на обратное химическое действие в батарее.

Обращение химического действия в батарее заставляет свободные электроны на отрицательном полюсе батареи возвращаться в электролит, повышая процентное содержание серной кислоты. Это химическое действие удаляет сульфат свинца, который образовался на отрицательных пластинах, оставляя чистый активный материал.

Электроны, которые были принудительно введены в электролит, способны реагировать с сульфатом свинца на положительной клемме, снова повышая содержание серной кислоты и оставляя чистый активный материал на положительных пластинах.

Этот процесс позволяет использовать батарею снова и снова.

Схема №8
Рис. 8: Зарядка. BMW X5 M E70
Рис. 8: Зарядка
Схема №9
Рис. 9: Общие термины батареи. BMW X5 M E70
Рис. 9: Общие термины батареи
  1. Ah - Amp Hour Capacity Этот рейтинг получен из разряда полностью заряженной батареи при постоянном потреблении тока в течение 20 часов при 27°C, без падения напряжения батареи ниже 10,5 вольт. Постоянная потребляемая мощность умножается на 20 часов, чтобы получить Amp Hour Rating.
  2. CCA - Производительность холодной прокрутки Представляет собой емкость по току, которую полностью заряженная батарея может подавать при -18°C в течение 30 секунд, прежде чем напряжение батареи упадет ниже 7,2 вольт.
  3. RC - резервная емкость Резервная емкость выражается в минутах и относится к количеству времени, в течение которого полностью заряженная батарея может поддерживать постоянное потребление 25 ампер при 27°C, прежде чем напряжение упадет ниже 10,2 вольт.
  4. Вт - Ватты Измерение электрической мощности, которую аккумулятор может выдать для холодного старта. Он рассчитывается путем умножения тока стартера при -18°C на 10 вольт.
  5. V - Вольт Единица измерения разности потенциалов (Электрическое давление).
  6. A - Amp Ток протекает в цепи. Величина пропорциональна числу электронов, протекающих мимо точки за одну секунду.
  7. Ом - Ом Измерение сопротивления компонента или цепи протеканию тока.
  8. Электролит Смесь серной кислоты и воды. 35% серной кислоты, 65% воды.
  9. Удельный вес Измерение (по весу) объема серной кислоты в электролите. Удельный вес 1 275 (удельный вес полностью заряженной батареи) означает, что электролит в 1 275 раза тяжелее воды. Удельный вес воды - 1.000.
  10. Сульфат Отложения, образующиеся на пластинах батареи, так как электролит отдает свою серную кислоту. Чрезмерная глубокая цикличность батареи может вызвать затвердевание этого отложения и сделать невозможным возвращение сульфата в электролит. Сульфатированная батарея - это батарея, которая имеет эти затвердевшие отложения на пластинах и не может быть перезаряжена до полной емкости.
  11. OCV Напряжение разомкнутой цепи Измерение напряжения батареи на клеммах.
Схема №10

Как протестировать батареи

При тестировании автомобильного аккумулятора необходимо выполнить четыре шага:

  1. Осмотр.
  2. Удаление поверхностного заряда.
  3. Проверка состояния заряда.
  4. Нагрузочный тест.

Необходимые инструменты

Для тестирования батареи необходимы следующие инструменты:

  1. Цифровой вольтметр DVOM.
  2. Тестер нагрузки аккумулятора (т.е. Snap On VAT 60).
  3. DISplus или MoDic.
  4. Специальный инструмент для испытания на растяжение батареи PN 61 2 300.
  5. Измерительный адаптер замкнутой цепи PN 90 88 6 612 310.
  6. Термометр-компенсатор
Схема №11
Схема №12
Схема №13
Схема №14

Как проверить аккумуляторный батарею - обзора

Визуальный осмотр важен для выявления очевидных проблем:

  1. Ослабленный ремень генератора.
  2. Низкий уровень электролита.
  3. Корродированные кабельные или клеммные зажимы.
  4. Свободные вахтовые поселки или кабельные терминалы.
  5. Поврежденный корпус батареи. ПРИМЕЧАНИЕ: Правильный уровень электролита - это просто покрытие пластин, а не весь путь до верха смотровых отверстий аккумулятора.

Как снять поверхностный заряд

Если аккумулятор только что был перезаряжен или автомобиль был приведен в движение, устраните любой поверхностный заряд одним из следующих способов:

  1. Дайте батарее просидеть 2-3 часа.
  2. Включите фары дальнего света на 5 минут и подождите 5 минут после выключения.
  3. С помощью тестера нагрузки батареи приложите нагрузку в 1/2 CCA батареи в течение 15 секунд, затем подождите 5 минут.

Как проверить состояние заряда

Напряжение батареи разомкнутой цепиПриблизительное состояние зарядаСреднее значение SG ячейки
12.65 +100%1.265 +
12.4575%1.225
12.2450%1.190
12.0625%1.155
11.890%1.120

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРЯЖЕНИЯ БАТАРЕИ РАЗОМКНУТОЙ ЦЕПИ

Используйте таблицу для определения состояния заряда батареи.

Обратите особое внимание, если измерение DVOM OCV равно:

  1. 0 вольт - указывает на открытую ячейку.
  2. 10,45-10,65 вольт - указывает на закороченную ячейку.

Для негерметичных батарей проверьте как удельный вес (SG) в каждой ячейке с помощью термометра с компенсацией температуры, так и OCV батареи, без запуска двигателя.

Для герметичных батарей измерение OCV батареи (без работающего двигателя) с помощью точного DVOM - единственный способ определить состояние заряда.

Аккумуляторы со встроенным гидрометром измеряют состояние заряда только в одной ячейке. Если индикатор прозрачный или светло-желтый, аккумулятор имеет низкий уровень электролита, и его следует заправить перед продолжением или заменить.

Показание уровня заряда НИЖЕ 75% с помощью SG, измерения напряжения или темнового индикатора в батареях со встроенными гидрометрами указывает на необходимость подзарядки батареи перед продолжением работы.

Замените батарею, если выполняется одно или несколько следующих условий:

  1. Более 0 050 разница в показаниях удельного веса между самой высокой и самой низкой ячейкой (Есть слабая или мертвая ячейка).
  2. Аккумулятор не будет подзаряжаться до 75% или выше состояния заряда или встроенный гидрометр не указывает на хорошее (зеленый указывает на 65% или лучше).
  3. Считывание DVOM указывает 0 вольт (открытая ячейка).
  4. Показание DVOM указывает 10,45-10,65 вольт (закороченная ячейка).

Испытание под нагрузкой

Батарея, которая имеет степень зарядки 75% или более или имеет «хорошую» встроенную индикацию гидрометра, может быть испытана под нагрузкой.

После правильной установки тестера нагрузки аккумулятора загрузите аккумулятор на 15 секунд в одно из следующих устройств:

  1. Половина (1/2) CCA (тока холодной прокрутки).
  2. В три (3) раза больше AH Rating (Amp Hour Rating).

Напряжение на хорошем аккумуляторе НЕ упадет ниже 9,7 вольт во время теста на нагрузку аккумулятора. После того, как нагрузка снята, подождите 5 минут, батарея должна отскочить до 50% или более состояния заряда. Если во время нагрузочного теста батарея падает ниже 9,7 вольт, не отскакивает или не может запустить двигатель, батарею следует заменить. Батареи, прошедшие этот тест, должны быть перезаряжены для восстановления пиковой производительности.

Условия нагрузочных испытаний

Испытания предполагают температуру электролита 27°C, 26,7 ° C.

Если температура электролита выше 27°C, добавьте 0,1 вольта на каждые 10 градусов до 100 °.

Если температура ниже 27°C, вычесть 0,1 В на каждые 10 ° - 40 °.

Уровень электролита

Если уровень электролита батареи существенно падает, объем газа внутри батареи пропорционально растет, приводя к увеличению количества горючей газовой смеси. Любая внешняя или внутренняя искра может привести к кислородно-водородному взрыву. Кроме того, пластины больше не покрыты электролитом и могут подвергаться коррозии.

Уровень электролита батареи должен проверяться на каждом осмотре I и осмотре II.

Используйте только дистиллированную воду для пополнения батареи!

Водопроводная вода и электролит никогда не должны использоваться для пополнения или пополнения автомобильного аккумулятора.

Подсказка для семинара:

Уровень электролита может снижаться более высокими темпами в зимние месяцы из-за более высоких нагрузок и более широкого использования электрических систем.

Подключение кабелей аккумуляторной батареи

Верхняя часть батареи должна быть чистой. Проверьте и устраните коррозию верхней части батареи и кабельных соединений.

Подсказка для мастерской

Многие проблемы с батареями вызваны неплотными или корродированными соединениями. Перед продолжением диагностики убедитесь, что кабели не имеют коррозии и герметичны.

Зарядка аккумулятора

Цель зарядки батареи состоит в том, чтобы вернуть назад энергию, которая была удалена. Аккумулятор, который не заряжен должным образом, обеспечит нестандартную производительность и покажет более короткий срок службы.

Заряжать батарею следует только после визуального осмотра корпуса батареи и уровня электролита. Никогда не пытайтесь зарядить аккумулятор с поврежденным корпусом или низким уровнем электролита.

Перед попыткой зарядки аккумулятора следует провести тест состояния заряда.

Всегда подключайте положительный вывод зарядного устройства к положительной клемме аккумулятора, а отрицательный вывод зарядного устройства к отрицательной клемме аккумулятора.

Отключите зарядное устройство или выключите его ПЕРЕД отсоединением выводов на аккумуляторе.

Полностью разряженные аккумуляторы следует заряжать в соответствии со следующей таблицей.

Номинальная резервная емкость (RC)Медленная зарядкаБыстрая зарядка
80 минут или меньше15 часов при 3 амперах2,5 часа при 20 амперах
От 80 до 125 минут21 час при 4 амперах3,75 ч при 20 А
От 125 до 170 минут22 часа при амперах5 часов при 20 амперах
От 170 до 250 минут23 часа при 6 амперах7,5 часов при 10 амперах
Более 250 минут24 часа при 10 амперах6 часов при 40 А

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АККУМУЛЯТОРОВ

Лучший способ зарядки - МЕДЛЕННО подзаряжать аккумулятор, используя одобренное BMW зарядное устройство.

Медленная скорость зарядки дает больше времени для проникновения электролита в пластины.

Сульфатированные батареи

Непрерывный разряд батареи или низкий уровень электролита вызывают образование кристаллов на пластинах. Эти кристаллы сульфата свинца возникают при разряде батареи. Чем глубже сброс, тем серьезнее сульфатирование. Молекулы серы, которые образуют сульфат, затем отсутствуют в электролите, что приводит к тому, что электролит становится неэффективным.

Батарея опирается на чистые пластины и сильный электролит, чтобы как получать зарядный ток, так и обеспечивать сильный разряд тока. Сульфатированная батарея не может сделать ни того, ни другого. Правильная подзарядка батареи удалит часть, но не весь сульфат. В конечном счете, пластины батареи покрываются достаточным количеством сульфата, так что невозможно достичь эффективной перезарядки.

Испытание батарей на сульфатирование

Батарея, не прошедшая нагрузочное испытание, должна быть испытана на сульфатацию. Чтобы проверить батарею на сульфатацию, поместите ее на зарядное устройство на три минуты с установленным зарядным устройством на 40 ампер. Через три минуты проверьте OCV, если показание превышает 15,0 вольт, батарея сульфатируется. Батареи, которые указывают на сульфатированное состояние, следует перезаряжать медленно и повторно тестировать перед выбросом.

Замораживание батарей

Полностью заряженная батарея может храниться при температурах ниже точки замерзания без повреждений. Батарея защищена от замерзания до температуры -59°C. Полностью разряженная батарея, однако, замерзнет при температуре + -3°C.

Избегайте замерзания, сохраняя аккумулятор полностью заряженным.

Тщательно осмотрите батарею, которая замерзла из-за треснувшего корпуса.

Как обслужить аккумуляторы (центральные транспортные средства)

Контроль заряда аккумуляторной батареи осуществляется во время нахождения автомобиля у ЦВД и до его выезда на транспорт. Если контроль качества I выполняется в центре транспортного средства, проверочный лист требует, чтобы напряжение батареи проверялось и поддерживалось на минимальном 12.65V.

Чтобы облегчить отслеживание транспортных средств на складе, BMW разработала программу обслуживания аккумуляторов. Программа использует:

  1. Формы журнала батареи.
  2. Аккумулятор Log Binder.
  3. Цветные наклейки на лобовое стекло (красный, зеленый, желтый и белый). Программа обслуживания аккумуляторов имеет три возможности:
  4. Автомобиль на хранении, выключатель аккумулятора снят.
  5. Транспортное средство в выставочном зале или на дисплее.
  6. Автомобиль на хранении, Выключатель аккумулятора оставлен в автомобиле.

Автомобиль в хранилище, батарейный выключатель снят

Для этих случаев установлен четырехнедельный цикл зарядки. Все транспортные средства прибывают с цветной кодированной наклейкой на лобовом стекле. Цвет соответствует неделе, которую батарея должна быть заряжена. Кроме того, транспортное средство будет снабжено формой журнала батареи.

Часть «A»(квитанция транспортного средства) формы журнала должна быть заполнена во время проверки QC I Display, а затем должна быть зарегистрирована в журнале зарядки аккумулятора в соответствующем разделе с цветовой кодировкой. Все транспортные средства в этой цветовой секции должны будут быть заряжены на этой неделе.

Автомобиль в выставочном зале или дисплее

Из-за высокого потребительского спроса на транспортные средства, которые отображаются и не управляются, четырехнедельного цикла зарядки недостаточно. Для транспортных средств в выставочном зале аккумулятор должен заряжаться так часто, как это необходимо, чтобы аккумулятор никогда не падал ниже 12.5V. Используйте раздел «C» формы журнала (Отображение транспортного средства - Отслеживается ежедневно), чтобы отслеживать зарядку и проверку батареи.

Автомобиль в хранилище, выключателя аккумулятора слева в автомобиле.

Так как выключатель аккумулятора оставлен установленным и в положении «ВЫКЛ» можно использовать 3-х месячный цикл зарядки. Используйте раздел «D» формы журнала батареи, чтобы документировать, когда батарея заряжена.

После продажи транспортного средства формуляр аккумуляторной батареи должен быть удален из скоросшивателя и помещен в досье транспортного средства для дальнейшего использования.

Схема №15
Рис. 15: Автомобиль в хранилище, выключатель аккумулятора слева в автомобиле.. BMW X5 M E70
Рис. 15: Автомобиль в хранилище, выключатель аккумулятора слева в автомобиле.
Схема №16

ПримечаниеЕсли напряжение батареи падает ниже 11,6 В в течение трех дней или более, батарея должна быть заменена перед доставкой клиенту

Схема №17
Рис. 17: Блок-схема технического обслуживания аккумуляторов. BMW X5 M E70
Рис. 17: Блок-схема технического обслуживания аккумуляторов

Как заменить батареи

Батареи, признанные дефектными в соответствии с процедурами испытаний, должны быть заменены с использованием следующих руководящих принципов.

  1. Повторное подтверждение батареи на самом деле неисправен, и он не нуждается в зарядке.
  2. Убедитесь, что выключатель зажигания находится в положении «Выключено» и двигатель не работает.
  3. Сначала отсоедините отрицательную клемму аккумулятора.
  4. Поместите отрицательный кабель батареи в такое положение, чтобы он не мог соприкасаться с батареей во время процесса извлечения.
  5. Переустановите зажим батареи.
  6. Сначала установите положительный кабель.
  7. Перепроверить выход автомобильного генератора и баланс электрической системы на предмет других проблем.
  8. Предоставьте четкое и краткое описание дефекта, включая показания элементов, результаты нагрузочных испытаний и любую другую соответствующую информацию, которая привела к замене батареи.
  9. Ярлык батареи с VIN и номером заказа на ремонт.

Отказы батарей

Анализ батарей, замененных по гарантии, показывает, что многих претензий можно было бы избежать, если бы батареи поддерживались в полностью заряженном состоянии.

Аккумуляторные батареи должны обслуживаться всегда, когда транспортные средства находятся у розничного продавца, будь то новые автомобили, подержанные автомобили, на хранении (задняя партия), на дисплее или автомобили клиентов для технического обслуживания или ремонта.

На батареи, замененные из-за отсутствия обслуживания, гарантия не распространяется.

Наиболее распространенные причины преждевременных сбоев батарей

  1. Неспособность поддерживать надлежащее состояние заряда.
  2. Потеря электролита из-за перезарядки или чрезмерного нагрева.
  3. Глубокая разрядка (оставление включенными фонарей или других паразитных рисок).
  4. Недозаряд батареи.
  5. Вибрация (ослабление зажима батареи).
  6. Использование водопроводной воды (вместо дистиллированной).
  7. Коррозия.
  8. Замораживание.

Советы по безопасности

  1. Правильная одежда: всегда носите защитную маску или защитные очки. Пластиковые перчатки могут предотвратить кислотные ожоги рук.
  2. Нейтрализующий электролит:

Любая утечка или разлив электролита батареи должны быть нейтрализованы как можно скорее, чтобы предотвратить повреждение лакокрасочных покрытий, кузова или багажника. В зависимости от количества разлива разбавьте некоторое количество пищевой соды в воде и нанесите на участки автомобиля, которые подверглись воздействию электролита аккумулятора. Нейтрализующее действие создаст некоторое вспенивание в области, где происходит химическое действие. Промыть достаточным количеством воды, как только химическая реакция стихнет.

Общие советы по работе от батареи

  1. Добавляйте только дистиллированную воду НИКОГДА НЕ ДОЛИВАЙТЕ КИСЛОТОЙ.
  2. Поддерживайте уровень электролита над пластинчатыми сепараторами.
  3. Держите батарею сверху чистой и сухой.
  4. Держите открытое пламя и металлические предметы вдали от верхней части батареи и клемм.
  5. Плотно держите вентиляционные колпачки на месте (если применимо).
  6. Используйте надлежащее зарядное оборудование.

Специальные аккумуляторные системы

Специальные системы аккумуляторов разбиты на две группы:

  1. Вибрационные компенсирующие аккумуляторные системы.
  2. Системы с двумя батареями.

Аккумуляторные системы с компенсацией вибраций

Аккумуляторные системы с компенсацией вибрации действуют как амортизаторы вибрации, сглаживая дорожные вибрации в кабриолетах E36 и E46.

E36:

Трансформер E36 - это не только источник энергии. Аккумулятор выполнен в виде гасителя вибрации. Благодаря этой дополнительной функции аккумулятор также имеет специальный поддон с интегрированным виброизолятором.

ПримечаниеСкладные батареи E36 имеют маркировку «Защита от вибрации». Сменные аккумуляторы должны быть одного типа.

Схема №18
Рис. 18: E36:. BMW X5 M E70
Рис. 18: E36:

E46:

Кабриолет E46 использует тот же аккумулятор, что и седан E46, купе и туринг. Аккумуляторный ящик специально разработан для того, чтобы плавать на вертикальной оси через три сочлененных стержня.

Это позволяет батарее действовать как инерционная масса и гасить различные вибрации во время движения автомобиля.

Схема №19
Рис. 19: E46:. BMW X5 M E70
Рис. 19: E46:

E31 (850i):

Двойная аккумуляторная система на 850i была введена для работы с более высоким уровнем электронных технологий с расширенными функциями и функциями безопасности, которые были добавлены в автомобиль, а также с добавленной диагностической информацией.

Были приняты конструктивные решения по минимизации электрических нагрузок во время выключения ключа и периодов вождения с низкими скоростями двигателя, в то время как некоторые временные операции (например, освещение перчаточного отсека, фонари вежливости и обогрев сидений) были активны.

Существуют специальные процедуры тестирования и зарядки для системы с двумя батареями на 850i, обратитесь к соответствующей статье за конкретной информацией.

E38 750iL:

Система с двумя батареями на 750iL необходима из-за добавления E-CAT. Если используется система с одной батареей, E-CAT будут получать питание от одной батареи сразу после запуска холодного двигателя, когда батарея имеет самую низкую емкость. Это увеличило бы нагрузки на двигатель из-за зарядки одной батареи и вызвало бы увеличение времени включения инжектора во время периода прогрева холодного двигателя, что приводит к ненужным выбросам из хвостовой трубы.

Обеспечение раздельных систем батарей для пусковой цепи и цепей автомобиля также сводит к минимуму возможность разряженной стартерной батареи, обеспечивающей надежный запуск двигателя.

Компоненты системы E38 двумя батареями

  1. Стартерная батарея: Расположенная в правом заднем колесе багажника, стартерная батарея подключается к стартерному двигателю и к нагревательным катушкам E-CAT (через модуль E-CAT).
  2. Батарея цепи транспортного средства: Расположенная над стартерной батареей на откидном креплении, батарея цепи транспортного средства обеспечивает рабочее питание для баланса электрических требований транспортных средств и непосредственно подключена к генератору транспортного средства.
  3. Выключатель аккумуляторной батареи: Расположенный на поворотном креплении аккумуляторной батареи цепи транспортного средства, выключатель аккумуляторной батареи размыкает и замыкает цепь между обеими батареями на основе контролируемых условий.

ПримечаниеВыключатель изоляции батареи НЕ используется для усиления разряженной стартерной батареи напряжением батареи цепи автомобиля для запуска двигателя. Изолирующий выключатель аккумулятора выдерживает максимальный ток 60 ампер.

Выключатель аккумуляторной батареи

Выключатель изоляции батареи обеспечивает автомобиль отдельными системами батарей для цепей автомобиля и пусковой цепи.

Когда изолирующий выключатель разомкнут, батарея цепи транспортного средства является единственным источником питания, подключенным к центру распределения электроэнергии.

Когда изолирующий выключатель замкнут, стартерная батарея заряжается, а батарея цепи транспортного средства усиливается стартерной батареей.

Режимы разъединителя:

Схема №20
Рис. 20: Выключатель аккумулятора. BMW X5 M E70
Рис. 20: Выключатель аккумулятора
  1. Режим запуска: Нормальный запуск. Безопасный запуск.
  2. Режим движения.
  3. Режим зарядки.
  4. Спящий режим.

Режим запуска

Когда изолирующий переключатель распознает KL15 через шину K, он определяет напряжение батареи цепи транспортного средства.

  1. Если аккумуляторная батарея цепи транспортного средства достаточно заряжена, она переходит к нормальному запуску.
  2. Если аккумуляторная батарея цепи транспортного средства недостаточно заряжена, она переходит к безопасному запуску.

Нормальный запуск

  1. Разъединитель разомкнут.
  2. В течение 0,5 секунд после запуска двигателя модуль E-CAT подает питание на нагревательные катушки E-CAT (в зависимости от программы) и одновременно сигнализирует разъединителю о том, что ECAT включены, по сигналу «KATON»(низкий сигнал).
  3. По завершении периода нагрева модуль E-CAT сообщает изолирующему переключателю, что E-CAT выключены (высокий сигнал).
  4. В нормальных условиях изолирующий выключатель не замыкается до окончания процедуры нагрева.

Безопасный запуск:

  1. В ответ на разряженное состояние аккумуляторной батареи цепи транспортного средства изолирующий переключатель замыкается, чтобы мгновенно повысить аккумуляторную батарею цепи транспортного средства и подать на все системы напряжение стартерной аккумуляторной батареи через центр распределения энергии. Эта операция длится максимум 30 секунд или до получения подтверждения запуска двигателя. (Сигнал TD на шине K)
  2. Прием сигналов TD вызывает немедленное размыкание изолирующего переключателя на время цикла обогрева E-CAT.
  3. Если двигатель не запускается в течение 30 секунд, отключающий переключатель размыкается и остается разомкнутым до тех пор, пока KL 15 не распознается в следующем цикле запуска.

Режим движения

Аккумуляторная батарея цепи автомобиля постоянно подключена параллельно генератору и заряжается при работающем двигателе. При замыкании изолирующего выключателя генератор одновременно заряжает батарею стартера.

При движении транспортного средства циклы изолирующего переключателя между разомкнутым и замкнутым на основе:

  1. Значения напряжения обеих батарей.
  2. Передача тока между обеими батареями контролируется изолирующим выключателем.
  3. Внутренняя температура изолирующего выключателя.

Условия, вызывающие размыкание переключателя во время движения:

  1. Достаточно заряженная стартерная батарея.
  2. Ток, протекающий через выключатель, превышает 0,5 А. Стартерная батарея будет дополнять электрические потребности автомобиля в периоды высокого спроса (например, непрерывная работа стеклоочистителя в сочетании с фонарями и воздуходувкой).
  3. Внутренняя температура изолирующего выключателя превышает запрограммированное максимальное значение.

Условия, вызывающие замыкание переключателя во время движения:

  1. Контролируемое напряжение батареи цепи транспортного средства превышает напряжение стартерной батареи на 0,7 вольт.
  2. Напряжение аккумулятора цепи автомобиля падает ниже 9 вольт три раза в течение одной минуты.
Схема №21

Режим зарядки (в мастерской)

Изолирующий переключатель контролирует напряжение стартерной батареи в условиях отключения ключа и продолжает мониторинг после того, как автомобиль и изолирующий переключатель перешли в спящий режим.

  1. Если во время зарядки в мастерской напряжение батареи стартера превышает 13,8 вольт, то изолирующий выключатель выходит из спящего режима и замыкается. Это приводит к тому, что напряжение стартерной батареи стравливается в батарею цепи транспортного средства, заряжая батарею цепи и защищая стартерную батарею от перезаряда.

Изолирующий переключатель остается замкнутым до следующего цикла включения ключа.

Схема №22

Спящий режим

Изолирующий переключатель переходит в спящий режим, как только двигатель выключается. Потребление тока изолирующего переключателя падает ниже 1 мА. Разъединитель выходит из спящего режима, если:

  1. KL15 распознается.
  2. Напряжение батареи стартера превышает 13,8 вольт (режим зарядки)

Отказ сигнала KATON:

Если сигнал KATON не принят из-за:

  1. Обрыв или замыкание на B + - отключающий выключатель замыкается на 4 секунды после запуска, TD получено.
  2. Замыкание на В- - отключающий выключатель размыкается через 60 секунд после получения ТД.

Как протестировать потребление тока замкнутой цепи

Повышенные токи замкнутой цепи могут возникать постоянно или периодически и вызывать преждевременную разрядку батареи. Увеличение тока замкнутой цепи может быть вызвано неисправностью блока управления или установкой не одобренного аксессуара.

В ситуации, когда автомобиль сломался из-за разряженной батареи, в диагностических целях важно не отключать батарею. Блок управления может выполнить сброс, если батарея отсоединена. После сброса неисправный блок управления может снова начать правильно функционировать, делая точную диагностику невозможной.

Необходимые инструменты:

  1. Адаптер для измерения тока в замкнутой цепи.
  2. Адаптер MoDic.
  3. DISplus, MoDic или DVOM.

Для правильного измерения тока замкнутой цепи следует использовать измерительный адаптер 61 2 300 (No детали 90 88 6 612 300). Этот инструмент обеспечивает мостик к земле, до того как отрицательный вывод батареи отсоединен, и это предотвращает сброс блоков управления.

Дополнительное использование адаптера MoDiC 61 2 310 (P/N 90 88 6 612 310) обеспечивает способ измерения тока в течение длительного периода времени.

Необходимое измерительное устройство зависит от ситуации.

DISplus может использоваться в ситуациях предполагаемого высокого потребления тока.

Зонд на 1000 ампер измеряет переменный и постоянный ток от 0 до 1000 ампер. Это самокалибрующийся индуктивный звукосниматель. (Используйте этот датчик с потреблением тока более 10 ампер) DISplus, через MFK 1 способен измерять до 2 ампер.

MoDic особенно подходит для расширенных измерений и обеспечивает графическое считывание зарегистрированных измерений во времени. Рекомендуется для ситуаций, когда использование мультиметра дало недостаточно информации для диагностики проблемы.

DVOM может использоваться для измерений до 10 ампер либо с измерительным адаптером, либо отдельно.

ПримечаниеКрайне важно, чтобы во время установки испытательного оборудования аккумулятор НЕ был отключен. Отключение батареи может привести к нормальной работе неисправного компонента.

Выполнение теста замкнутого тока

  1. Выберите правильное измерительное устройство (DISplus, MoDic или DVOM) Помните, что потребление тока свыше 10 А повредит DVOM. Используйте датчик индуктивного усилителя DISplus при высоком потреблении тока. При использовании индуктивного датчика DISplus зажмите отрицательный кабель батареи стрелкой, указывающей в сторону от батареи. Выключите всех потребителей. (При использовании индуктивного щупа отсоединять В- от корпуса не требуется).
  2. Подключите (-) тестовый вывод к отрицательной клемме аккумулятора и (+) тестовый вывод к заведомо исправному заземлению.
  3. Убедитесь, что все системы выключены!
  4. Убедитесь, что DVOM включен и установлен в надлежащий режим.
  5. Отсоедините провод заземления батареи от корпуса.
  6. Наблюдение за показаниями счетчика, ожидание перехода автомобиля в спящий режим.
  7. Определите неисправную цепь, отсоединив предохранители, реле, модули управления или разъемы, наблюдая за показаниями счетчиков.
  8. Определяют неисправную цепь, когда ток ниже максимального замкнутого тока для испытуемого транспортного средства.
Схема №23
E3150mA
E3250mA
E3440mA
E3630mA
E3850mA
E3940mA
E4640mA
E5250mA
E5340mA
Z330mA

МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК ЗАМЫКАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ПримечаниеПолные инструкции по измерению тока в замкнутом контуре с использованием измерительного адаптера и адаптера MoDIc см. в соответствующей статье.

# Системы зарядки - обзор

Модель: Все

Дата производства: Все

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:

  1. Аккумулятор.
  2. Генератор.
  3. Приводной ремень.
  4. Выпрямитель в сборе.
  5. Регулятор напряжения.
  6. Индикатор заряда.
  7. Выключатель зажигания.
  8. Кабели и жгуты проводов
Схема №24

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:

  1. Тип кисти.
  2. 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:

  1. Корпус генератора.
  2. Сборка статора.
  3. 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 №25
Рис. 25: Корпус генератора. BMW X5 M E70
Рис. 25: Корпус генератора

Как собрать статор

Статор закреплен на корпусе генератора и не поворачивается. Он содержит три основных набора обмоток, обернутых в пазы вокруг ламинированного, круглого железного каркаса. Каждая из трех обмоток имеет такое же количество катушек, как и ротор имеет пары северных и южных полюсов. Катушки каждой обмотки равномерно разнесены вокруг сердечника.

Схема №26
Рис. 26: Сборка статора. BMW X5 M E70
Рис. 26: Сборка статора

Три набора обмоток чередуются и перекрываются при прохождении через сердечник, чтобы получить требуемые фазовые углы.

Каждая группа обмоток занимает одну треть статора, или 120 градусов окружности.

Напряжение, вырабатываемое каждой петлей статора, находится под разным фазовым углом, в результате выход статора делится на три фазы.

Два общих способа соединения обмоток:

  1. Y Соединение.
  2. Дельта-соединение.

Параллельный путь соединения Delta делает доступным больший ток.

Схема №27

Ротор в сборе

Узел ротора состоит из вала ротора, обмотки вокруг железного сердечника, двух полюсных наконечников и токосъемных колец.

Вал ротора запрессовывают в сердечник, затем на валу против каждого конца сердечника обмотки собирают шестипалые ковкие железные полюсные наконечники.

Полюсные наконечники размещаются так, чтобы пальцы зацеплялись, но не соприкасались. При пропускании постоянного тока через обмотку катушки возбуждения пальцы становятся попеременно северным и южным полюсами.

Схема №28
Рис. 28: Ротор в сборе. BMW X5 M E70
Рис. 28: Ротор в сборе

В результате такого расположения полюсов линии магнитного потока будут перемещаться в противоположных направлениях между соседними полюсами.

(Линии потока всегда движутся с севера на юг.)

Такая конструкция обеспечивает пересечение статора несколькими переменными магнитными полями при вращении ротора.

Схема №29

Контактное кольцо, напрессованное на вал ротора, соединено с двумя концами обмотки возбуждения.

Две щетки прижимаются пружинами к контактным кольцам. Одна щетка подключается через выключатель к аккумулятору В +, другая - к регулятору напряжения.

Щетки проводят только ток возбуждения (от 2 до 5 ампер).

Схема №30

Бесщеточные генераторы

Генераторы бесщеточного типа имеют жидкостное охлаждение (хладагент) и состоят из следующих основных компонентов:

  1. Корпус генератора.
  2. Сборка статора.
  3. Ротор в сборе.
Схема №31

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.

Несмотря на то, что он отличается по внешнему виду, узел статора в бесщеточном генераторе выполняет те же функции, что и щеточный тип.

Схема №32
Рис. 32: Ротор в сборе. BMW X5 M E70
Рис. 32: Ротор в сборе

Бесщеточный генератор Ротор не содержит катушки возбуждения. Полюсно-пальцевые коронки вращаются вокруг неподвижной катушки возбуждения и намагничиваются полем потока катушки возбуждения.

Две коронки образуют полюсные секции с зубцами и удерживаются немагнитным кольцом, расположенным под пальцами полюсов.

Выпрямитель в сборе

Выпрямительная сборка состоит из шести диодов, по паре диодов на каждую обмотку статора. Каждая пара содержит один диод с положительным смещением и один диод с отрицательным смещением. При использовании пары диодов, которые имеют обратное смещение относительно друг друга, достигается выпрямление обеих сторон синусоидального колебания переменного тока. Диоды с отрицательным смещением позволяют проводить ток с отрицательной стороны синусоидальной волны переменного тока и вводить этот ток в цепь как положительный ток. Использование диодов с положительным и отрицательным смещением обеспечивает выпрямление полной волны, поскольку используются обе половины синусоидальной волны.

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:

  1. Стандартный регулятор.
  2. 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:

  1. Реакция нагрузки во время пуска.
  2. Реакция на нагрузку во время движения.
  3. 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.

Кабели и жгуты проводов

Кабели и жгуты проводов используются для подачи напряжения, создаваемого генератором, на аккумулятор для хранения и на системы автомобиля для дополнения напряжения аккумулятора.

Принцип работы системы тарификации

Зарядные системы (щеточные или бесщеточные) используют принцип электромагнитной индукции для выработки электроэнергии. Электромагнитная индукция возникает в генераторе при вращении магнитного поля внутри неподвижного проводника. Магнитное поле может генерироваться постоянными магнитами или как в случае автомобильного генератора мощными электромагнитами.

Прохождение электрического тока через провод или обмотку заставляет магнитное поле окружать провод или обмотку. Число витков в обмотке и величина тока, протекающего по обмотке, определяют напряженность магнитного поля.

Напряженность поля дополнительно увеличивается за счет окружения катушки полюсными наконечниками. Полюса примут полярность (Север или Юг) стороны катушки, к которой они касаются, или тех, к которым они ближе всего. Объединенные обмотки (катушка возбуждения) и полюсные наконечники называют ротором. Выход генератора регулируют путем регулирования напряженности катушки возбуждения.

Исследование генерирования однофазного переменного напряжения поможет в понимании генерирования 3 фазного переменного напряжения.

Генерация однофазного переменного напряжения

Для генерации однофазного переменного напряжения требуется один каркас статора с обмотками и одно магнитное поле (северный и южный полюсные наконечники).

Схема №33
Рис. 33: Генерация однофазного переменного напряжения. BMW X5 M E70
Рис. 33: Генерация однофазного переменного напряжения

По мере приближения северного полюса полюсного наконечника ротора к обмотке статора уровень индуцированного напряжения в статоре начинает повышаться. Чем ближе северный полюс подходит к обмотке статора, тем выше индуцированное напряжение. Когда северный полюс достигает 90 ° к обмотке статора, максимальное количество линий магнитного потока действует на обмотку, индуцированное напряжение имеет самое высокое положительное значение (1/4 оборота).

Схема №34

Ротор продолжает вращаться, а Северный полюс все дальше отходит от обмотки. Напряжение падает, пока через статор не индуцируется напряжение 0 (1/2 оборота).

Схема №35

С приближением теперь Южного полюса напряжение обмотки начинает возрастать отрицательно. Когда южный полюс достигает 90 ° к обмотке, снова максимальное количество линий магнитного потока действует на обмотку, и индуцированное напряжение имеет наибольшее отрицательное значение (3/4 оборота).

Схема №36

Южный полюс продолжает двигаться дальше от обмотки, уменьшая отрицательное значение напряжения до тех пор, пока снова не будет достигнуто напряжение 0 (1 полный виток).

Это включает в себя один цикл или вращение магнитного поля на 360 °.

Схема №37

Синусоидальная волна, создаваемая одной обмоткой статора во время одного оборота одной пары полюсных наконечников, называется однофазным напряжением.

Генерация трехфазного переменного напряжения

В большинстве генераторов переменного тока используется либо двенадцати-, либо четырнадцатиполюсный ротор. Каждая пара полюсов (Северный и Южный) производит одну полную синусоидальную волну в каждой обмотке за один оборот.

Схема №38
Рис. 38: Генерация напряжения трехфазного переменного тока. BMW X5 M E70
Рис. 38: Генерация напряжения трехфазного переменного тока

Напряжение каждой обмотки статора суммируется для создания трехфазного напряжения.

За один оборот четырнадцатиполюсный ротор произведет семь синусоидальных волн. (Статор имеет одну обмотку (катушку) для каждой пары роторов.)

Ротор генерирует три перекрывающихся цикла синусоидального напряжения в статоре (один ротор три набора обмоток в статоре).

Общий выход составит двадцать один цикл синусоидальной волны на оборот (3 комплекта обмоток статора, каждая с 7 катушками).

Схема №39

Синусоидальный цикл четырнадцатиполюсного ротора и трехфазного статора.

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 №40
Рис. 40: Выпрямление напряжения. BMW X5 M E70
Рис. 40: Выпрямление напряжения

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 №41

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 №42
Рис. 42: Трехфазное регулирование напряжения. BMW X5 M E70
Рис. 42: Трехфазное регулирование напряжения

Протекание тока через Y-намотанный статор.

Схема №43

Выпрямленный выход переменного тока имеет пульсацию, как видно на осциллографе.

Схема №44

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 №45
Рис. 45: Стандартный регулятор. BMW X5 M E70
Рис. 45: Стандартный регулятор

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 №46

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:

  1. Способ управления индикаторной лампой неисправности.
  2. Соединения с жгутом проводов.
Схема №47

Терминал 1:

KL 15 из конденсированного источника.

Терминал 2:

D + (KL61) в ДМЭ.

B +

Выход генератора на батарею.

Схема №48

Двухконтактный разъем жгута проводов

Разъем жгута

B + соединение.

Схема №49

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 №50
Рис. 50: Стандартный регулятор. BMW X5 M E70
Рис. 50: Стандартный регулятор

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:

  1. Ключ, двигатель выключен.
  2. Генератор не заряжается.
  3. Выход из строя приводного ремня.
  4. Прерывание катушки возбуждения.
  5. Перенапряжение контроллера.
  6. Обрыв зарядного кабеля.
Схема №51

Как продиагностировать генератор

Перед началом любой диагностики генератора убедитесь, что аккумулятор находится в хорошем состоянии и прошел все процедуры тестирования. Слабый или дефектный аккумулятор повлияет на тестирование генератора.

Генератор может быть испытан с использованием:

  1. DISplus.
  2. Оборудование для тестирования НДС.

Подсказка для семинара:

Перед началом диагностических процедур на системе тарификации необходимо:

  1. Проработайте двигатель на холостых оборотах около 5 минут.
  2. Выключите все электрические нагрузки.

Это делается для того, чтобы аккумуляторная батарея была заряжена до такого уровня, при котором генератор не будет использоваться полностью, а нагрузки, необходимые при запуске (например, стартер, насос вторичного воздуха), уже будут отключены.

Как протестировать генератор с DISplus

При использовании DISplus доступны два режима тестирования.

  1. Тестирование с использованием плана тестирования.
  2. Тестирование с использованием предустановленного измерения.

Как протестировать генератор с использованием плана тестирования

Тестирование системы зарядки с использованием плана тестирования является более полным методом тестирования.

При выборе этого режима тестирования помимо генератора тестируются и другие компоненты в системе зарядки.

Доступны планы тестирования:

  1. Генератор (Проверка выходного напряжения и тока).
  2. Проводка от генератора к аккумулятору (Проводит тест на падение напряжения).
  3. Индикаторная лампа заряда (Состояние колбы, проводки и сигнала на колбу).
  4. Задержка включения и задержка включения (если применимо).
  5. Проводка цепи на стороне заземления (испытание на падение напряжения).

Дополнительные тесты могут быть доступны с некоторыми из тестирования компонентов.

Использование плана тестирования имеет много преимуществ.

  1. Полное тестирование системы.
  2. Функциональное описание системы на экране.
  3. Надлежащие электросхемы, предоставленные во время тестирования.
  4. Инструкции и примечания по тестированию.
  5. Инструкции по правильной настройке теста.
  6. Отображение номинальных значений.
  7. Решения.
Схема №52

Как протестировать генератор с помощью измерительной системы

Войдите в систему измерений и выберите Предустановленные измерения.

Инструкции по правильному подключению можно получить, нажав кнопку HELP (справка) и выбрав Help using Preset Measurement (справка по предварительно заданным измерениям).

Осциллограф будет отображаться предварительно настроенным для тестирования.

Диагностическая информация, доступная через осциллограф.

  1. График напряжения.
  2. Зарядный ток.
  3. Содержание гармоник.
  4. Скорость вращения (об/мин двигателя).
Схема №53

Содержание гармоник:

Это выражение напряжения переменного тока, содержащегося в напряжении постоянного тока.

Чем выше процент содержания гармоник, тем больше величина остаточного напряжения переменного тока в напряжении постоянного тока.

Высокое остаточное напряжение переменного тока вызвано слабыми или отказавшими диодами в генераторе. Генераторы, у которых показания содержания гармоник выше указанных (В СДП), должны быть заменены.

Схема №54