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 №39
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.
В MINI используется генератор щеточного типа с воздушным охлаждением.
ПримечаниеВ попытке стандартизировать терминологию в промышленности термин генератор переменного тока заменяется на генератор. Часто генератор переменного тока называют генератором переменного тока.
Генератор щеточного типа состоит 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.
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 - многофункциональный контроллер
Электронный регулятор предотвращает чрезмерно высокое напряжение на выходе генератора. Чрезмерное напряжение может привести к повреждению батареи (из-за перезаряда), лампочек, двигателей и особенно чувствительных электронных компонентов.
Регуляторы напряжения монтируются внутри по направлению к задней части генератора в сборе. Он предотвращает повреждение компонентов, изменяя количество времени, в течение которого катушка возбуждения находится под напряжением. Рабочий цикл стороны массы 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.
Сигнал нагрузки генератора
Этот «датчик» - специальный выход генератора, определяющий уровень электрической нагрузки. Генератор переменного тока должен вырабатывать больший ток при включении электрических нагрузок, таких как фары, размораживатель заднего окна. При этом генератор переменного тока создает большую нагрузку на двигатель.
Сигнал от генератора подвергается широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Рабочий цикл варьируется между 0% и 100% и пропорционален нагрузке генератора. Однако сигнал слишком низкий, чтобы компенсировать возмущения, возникающие на холостых оборотах. Сигнал позволяет регулировать частоту вращения холостого хода.
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 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).
Схема №40
Выключатель 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.
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
Схема №42
Выпрямление трехфазного 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 №43
Схема №44
Схема №45
Регулирование напряжения
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.
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
Схема №47
Система индикации оплаты
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 массу. Это завершает цепь, позволяющую току позволить лампочке индикатора заряда засветиться.
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.
ПримечаниеСхема подключения зарядной системы приведена в разделе ЦЕПЬ ЗАРЯДКИ в ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМАХ.
Рекомендации для СТО
- 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.
- Перед началом диагностических процедур на системе тарификации необходимо: Запуск двигателя на холостом ходу в течение примерно 5 минут Выключение всех электрических нагрузок Это делается для того, чтобы аккумуляторная батарея была заряжена до такого уровня, при котором генератор не будет полностью использоваться и что нагрузки, необходимые во время запуска (например, стартер, насос вторичного воздуха), уже будут выключены.