3. OBSŁUGIWANIE UKŁADÓW ZASILANIA W ENERGI ELEKTRYCZN Stan techniczny obwodu zasilania w energi elektryczn ma istotny wpływ na sprawne funkcjonowanie całej instalacji elektrycznej pojazdu. Obwód zasilania jest zdatny gdy zdatne s wszystkie zespoły obwodu i ich połczenia elektryczne. 3.1 OBJAWY USZKODZE I KONTROLA STANU URZDZE OBWODU Głównym symptomem uszkodzenia jest brak lub zbyt mała warto prdu ładowania. Brak prdu ładowania jest sygnalizowany zarówno przez amperomierz jak i przez lampk kontroln, przy czym amperomierz umoliwia stwierdzenie przyblionej wartoci prdu ładowania, co pozwala okreli stopie rozładowania akumulatora. W przypadku gdy obwód zasilania posiada woltoamperomierz moliwe jest stwierdzenie wartoci napicia prdu ładowania, które w zdatnym obwodzie zasilania nie powinno przekracza 14.5V dla instalacji 12V i 29V dla instalacji 24V. Uszkodzenia w obwodzie zasilania generuj cztery rodzaje objawów : 1. objaw 1 -brak prdu ładowania powoduje cigłe wiecenie lampki kontrolnej lub wskazywanie na "minus" amperomierza niezalenie od prdkoci obrotowej silnika; 2. objaw 2 -niedoładowywanie akumulatora powoduje ganicie lampki kontrolnej lub wskazania na "+" wskazówki amperomierza dopiero przy duych prdkociach obrotowych; wystpuj trudnoci w trakcie rozruchu silnika spowodowane rozładowaniem akumulatora; 3. objaw 3 -przeładowywanie akumulatora objawia si poprzez nadmierne, cigłe wychylenie na "+" wskazówki amperomierza, intensywne gazowanie elektrolitu połczone z jego wyrzucaniem przez otwory korków wlewowych; 4. objaw 4 -słabe arzenie lub migotanie lampki kontrolnej przy duych prdkociach obrotowych wału korbowego silnika spalinowego. W kadym przypadku diagnozowanie rozpoczyna si od sprawdzenia ukompletowania obwodu oraz stanu połcze elektrycznych i mechanicznych. Ocena stanu w przypadku obwodu zasilania z prdnic sprowadza si do: Objaw 1- wskazuje na uszkodzenie prdnicy lub regulatora prdnicy, w celu lokalizacji uszkodzonego zespołu naley : - uruchomi silnik i ustali redni prdko obrotow (około 1500 obr./min), - przewodem pomocniczym, przy zaciskach regulatora np.16 i 10 (masa) oraz 16 i 18 dokona prób na iskrzenie. Wystpienie iskrzenia w jednym z połcze wiadczy o niezdatnoci regulatora i o zdatnoci prdnicy. Diagnozowanie szczegółowe i naprawa wymagaj wymontowania uszkodzonego zespołu z pojazdu. Wystpienie objawu 2 moe by wynikiem uszkodzenia zarówno regulatora jak i prdnicy. W celu lokalizacji uszkodzonego zespołu naley posłuy si samochodowym przyrzdem diagnostycznym KR-8005, G-1135 lub kaset KPE-6/24 zgodnie z ich instrukcj uytkowania. W przypadku objawu 3 regulacji lub naprawy wymaga regulator prdnicy. Objaw 4 jest wynikiem zbyt duych spadków napi w obwodzie : włcznik zapłonu (stacyjka), styki wyłcznika samoczynnego regulatora prdnicy, połczenia przewodów obwodu sygnalizacji, szczotki - komutator prdnicy prdu stałego.
3.2 OBSŁUGIWANIE AKUMULATORA 1. Badanie stanu technicznego akumulatora-obejmuje nastpujce sprawdzenia: - ogldziny zewntrzne, - pomiar poziomu i gstoci elektrolitu, - pomiar napicia na zaciskach akumulatora z obcieniem i bez obcienia. Podczas ogldzin zewntrznych zwraca si uwag na czysto i stan zacisków, łczników midzyogniwowych oraz pokryw. Korki otworów wlewowych nie mog by uszkodzone, a ich otwory wentylacyjne powinny by drone i czyste. Niedopuszczalne s pknicia i uszkodzenia obudowy i masy uszczelniajcej poszczególnych ogniw. Poziom elektrolitu mierzy si zwon u wylotu rurk szklan z podziałk milimetrow. Poziom elektrolitu powinien znajdowa si (10-15) mm nad górn krawdzi płyt. Gsto elektrolitu mierzy si za pomoc areometru. W trakcie pomiarów naley uwzgldnia wpływ temperatury, poniewa areometry s cechowane w temperaturze +20 o C. Poprawka wynosi ±0,00007 g/cm 3 na 1 o C (plus odnosi si do temperatury elektrolitu wyszej ni +20 o C, minus do niszej). Warto gstoci dla całkowicie naładowanego akumulatora wynosi (1,260-1,290) g/cm 3, za dla całkowicie rozładowanego akumulatora wynosi (1.105-1.135) g/cm 3. Rónice wartoci gstoci elektrolitu w poszczególnych ogniwach akumulatora nie mog by wiksze ni 0.025 g/cm 3. Na podstawie wartoci gstoci elektrolitu okrela si w przyblieniu stopie naładowania akumulatora, odpowiednio : (1,26-1,29) g/cm 3-100% (1,23-1,25) g/cm 3-75% (1,18-1,22) g/cm 3-50% (1,16-1,17) g/cm 3-25 % (1,10-1,15) g/cm 3-0% Warto napicia akumulatora bez obcienia mierzy si woltomierzem. Mierzona jest wówczas siła elektromotoryczna akumulatora, a taki pomiar umoliwia wykrycie uszkodze przegród midzy ogniwami. Do pomiaru napicia ogniw akumulatora pod obcieniem (w przypadku dostpu do ogniw) słu widełkowe próbniki akumulatorów. Pomiar napicia pod obcieniem nie powinien trwa dłuej ni 5s.i na ich podstawie ocenia si stopie naładowania akumulatora, który jest nastpujcy : (1,7-1,8) V - 100% (1,6-1,7) V - 75% (1,5-1,6) V - 50% (1,4-1,5) V - 25% (1,3-1,4) V - 0% W przypadku braku dostpu do ogniw napicie mierzy si na zaciskach akumulatora (odpowiadajce temu pomiarowi wartoci napi uzyskuje si mnoc powysze wartoci napi przez ilo ogniw akumulatora). W przypadku akumulatorów bezobsługowych ocena stanu polega na pomiarze napicia (np. SEM =12,7V dla naładowanego akumulatora, SEM=12,3V dla naładowanego w 50%) [14] oraz na jakociowej ocenie gstoci elektrolitu (rys.3.1) przez wewntrzny wskanik gstoci elektrolitu akumulatora. Kolor zielony wskanika (A) - akumulator naładowany powyej 65%, kolor czarny lub ciemny (B) wskutek opadnicia kulki areometru - akumulator naładowany poniej 65%, kolor ółty lub jasnoółty (C) oznacza opadnicie poziomu elektrolitu poniej areometru. Jeeli wtedy wystpi trudnoci z uruchomieniem silnika,
akumulator trzeba wymieni. Przed podjciem decyzji o ładowaniu akumulatora naley nim potrzsn - jeeli wskanik nadal pozostaje ciemny, akumulator wymaga doładowania. Rys. 3.1. Wskazania areometru wbudowanego do akumulatora bezobsługowego A-akumulator naładowany co najmniej w 65%, B-akumulator naładowany mniej ni 65%, C-akumulator wyładowany - wymaga wymiany 2. Ładowanie odsiarczaniajce akumulatora kwasowego Niewłaciwa eksploatacja akumulatora prowadzi do zasiarczanienia akumulatora. Celem ładowania odsiarczaniajcego jest usunicie z płyt grubokrystalicznego siarczanu ołowiowego, który nie ulega redukcji w czasie ładowania normalnego. Objawami zasiarczanienia akumulatora s : - niska warto gstoci elektrolitu, - dua warto napicia podczas ładowania, - nadmierny wzrost temperatury elektrolitu w czasie ładowania, - znaczny spadek pojemnoci akumulatora. W przypadku nieduego zasiarczanienia ładuje si akumulator prdem o nateniu I=(0,02-0,05) Q 20 do wystpienia objawów całkowitego naładowania. Co 12 godzin naley robi (1-2) godzinn przerw. W przypadku silnego zasiarczanienia naley usun elektrolit z akumulatora, napełni go wod destylowan i ładowa prdem o nateniu I = (0,02-0,05) Q 20 do momentu uzyskania przez elektrolit gstoci γ = (1,16-1,17) g/cm 3. Ponownie usuwa si elektrolit, wlewa wod destylowan i kontynuuje si ładowanie, a do ustalenia si napicia na zaciskach akumulatora. Nastpnie wylewa si ciecz z akumulatora, napełnia wieym elektrolitem o gstoci γ = (1,28-1,29) g/cm 3 i ładuje prdem o nateniu I = 0,05 Q 20 do wystpienia objawów pełnego naładowania. Po ładowaniu odsiarczaniajcym zaleca si przeprowadzi wyładowanie akumulatora prdem o nateniu I = 0,05 Q 20 dla okrelenia jego pojemnoci elektrycznej. Jeli akumulator wykae ponad 50% pojemnoci znamionowej Q 20, to nadaje si do dalszej eksploatacji. 3. Eksploatacja i konserwacja akumulatora ołowiowego Prawidłowa eksploatacja i konserwacja akumulatora zwiksza jego trwało, naley wic przestrzega poniszych zasad : - do elektrolitu naley uywa czystego roztworu kwasu siarkowego i wody destylowanej o ciarze właciwym zalenym od przeznaczenia akumulatora i zalece producenta; - roztwór kwasu siarkowego naley sporzdza tylko w naczyniach kamionkowych lub szklanych. Naley zawsze dolewa kwas do wody, nigdy odwrotnie, zgodnie z danymi w tab.3.1. Właciwy pomiar gstoci elektrolitu na podziałce areometru przedstawia rys.3.2; Tablica 3.1 Dane do przygotowania elektrolitu Rys. 3.2. Sposób odczytu gstoci elektrolitu na podziałce areometru 1 - odczyt prawidłowy, 2 - odczyt nieprawidłowy - w czasie eksploatacji akumulatora elektrolit wskutek parowania traci wod, naley wic uzupełnia go (15mm nad górne krawdzie płyt) wod destylowan; - w trakcie ładowania akumulatora powstaje wybuchowa mieszanka gazów, w zwizku z czym zaleca si aby korki z pokrywy były wykrcone oraz nie naley uywa ognia; - akumulator z elektrolitem w stanie nie naładowanym nie powinien by przechowywany dłuej ni 24 godziny ze wzgldu na moliwo zasiarczenia płyt; - powstajce na mostkach i sworzniach łczeniowych osady naley usuwa gorcym ługiem sodowym, a wyczyszczone elementy łczeniowe naley posmarowa wazelin techniczn;
- konserwacja akumulatora obejmuje : - dopełnienie ogniw wod destylowan, - czyszczenie pokrywy, mostków łczeniowych i czopów, - sprawdzenie złcz i docignicie rub, - smarowanie połcze wazelin techniczn, - pomiary i korygowanie gstoci elektrolitu; - akumulator naley przechowywa w stanie naładowanym, przy czym płyty powinny by całkowicie zalane elektrolitem; stan pełnego naładowania akumulatora utrzymuje si w akumulatorze przez okresowe doładowywanie; - pojemno elektryczna akumulatora zmniejsza si ze spadkiem temperatury i wynosi przy : 0 o C ------ 75 % Q 20-20 o C ------ 25% Q 20-40 o C ------ 5% Q 20 Jeeli wic w pojedzie brak jest urzdzenia ocieplajcego akumulator, przy niszych temperaturach na czas postoju pojazdu, akumulator naley wyj i przechowywa w ogrzanym pomieszczeniu. 3.3 OBSŁUGIWANIE PRDNICY PRDU STAŁEGO 1. Badanie stanu technicznego prdnicy prdu stałego Stan techniczny prdnicy bez wymontowywania z pojazdu okrela si na podstawie: a) ogldzin zewntrznych - obejmuj one kontrol stanu łoysk twornika, szczotek, komutatora, mocowania, połcze z regulatorem oraz nacigu paska klinowego. Powierzchnia komutatora powinna by czysta i gładka, a izolacja midzy wycinkami komutatora powinna by obniona wzgldem wycinków miedzianych o (0,5-0,8) mm. Szczotki nie mog by pknite i musz luno przesuwa si w obsadach szczotkotrzymaczy oraz przylega na co najmniej na 2/3 swojej powierzchni do komutatora. Docisk szczotek do komutatora powinien wynosi (9,6-14)N. Sił docisku sprawdza si dynamometrem. Strzałka ugicia paska klinowego napdu prdnicy powinna wynosi (10-15) mm; b) kontrola działania prdnicy polega na pomiarze prdu ładowania. W tym celu naley odłczy przewody od regulatora prdnicy i połczy je ze sob np.(16, D+) i (18, DF), rys.3.3. Po uruchomieniu silnika i włczeniu wszystkich odbiorników wskazanie włczonego szeregowo amperomierza okrela stan prdnicy. Jeeli przy powolnym zwikszaniu prdkoci obrotowej wystpi prd ładowania oznacza to, e prdnica jest zdatna. Jego brak oznacza uszkodzenie prdnicy, za znaczne wahania prdu ładowania mog by spowodowane zanieczyszczeniem lub zuyciem komutatora, szczotek albo uszkodzeniem ich spryn dociskowych; c) natenie prdu przy pracy silnikowej prdnicy- w tym celu naley zdj pasek klinowy i wykona połczenie według schematu (rys.3.3). Kierunek prdkoci obrotowej powinien by zgodny z kierunkiem prdkoci obrotowej oznaczonym na obudowie prdnicy. Natenie prdu pobieranego przez prdnic nie powinno by wiksze ni (6-8)A dla instalacji 12V. Nadmierny pobór prdu wskazuje na zwarcie w uzwojeniu twornika lub w uzwojeniu wzbudzenia lub na nadmierne opory mechaniczne. Rys. 3.3. Schemat obwodu do sprawdzania prdnicy na prac silnikow 1 - akumulator, 2 - amperomierz, 3 - prdnica, 4,5 - przewody, 6 - woltomierz, 7 - włcznik bocznikujcy amperomierz w czasie rozruchu Za mała warto pobieranego prdu wiadczy o zwikszonej rezystancji w obwodzie twornika (zanieczyszczone połczenie komutator - szczotki). Zbyt mała i nierównomierna prdko
obrotowa oznacza zwarcie uzwoje lub nadmierne opory mechaniczne, za zbyt dua prdko wskazuje na uszkodzenie uzwojenia wzbudzenia; d) prdko obrotowa biegu jałowego, przy której prdnica wytwarza napicie znamionowe. Po odłczeniu regulatora prdnicy zacisk uzwojenia wzbudzenia np.(18, DF) łczy si z zaciskiem prdowym (16, D+). Po uruchomieniu silnika i stopniowym zwikszaniu prdkoci obrotowej twornika prdnicy naley ustali prdko obrotow przy której uzyskuje si napicie znamionowe. Ustalona prdko powinna odpowiada warunkom technicznym prdnicy podanych w instrukcji pojazdu; e) prdko obrotowa prdnicy obcionej prdem znamionowym, przy której uzyskuje si moc znamionow. Pomiar mocy wykonuje si poprzez pomiar natenia i napicia prdu prdnicy. Do obcienia prdnicy słuy akumulator lub rezystor. Wyznaczona warto mocy przy okrelonej prdkoci obrotowej powinna by równa wartoci mocy znamionowej podanej w charakterystyce prdnicy. W przypadku stwierdzenia uszkodzenia prdnicy naley wymontowa j z pojazdu, zdemontowa i podda dokładnym badaniom. Kontrolujc twornik naley : a) sprawdzi prawidłowo zuycia komutatora, niewielkie zanieczyszczenia oraz naloty naley usun za pomoc szmatki zwilonej w nafcie i drobnoziarnistego papieru ciernego. Twornik z komutatorem, którego wycinki uległy wikszemu uszkodzeniu, naley wymieni; b) sprawdzi uzwojenia twornika przez : - sprawdzenie rezystancji na przeciwległych wycinkach komutatora. Niewłaciwa warto rezystancji (przerwa lub zwarcie) wymaga wymiany twornika. Sprawdzenie przerwy w obwodzie twornika wykonuje si take za pomoc przyrzdu WT-3.Obracajc powoli twornik w szczkach przyrzdu naley przykłada kocówki probiercze amperomierza do dwóch ssiadujcych ze sob wycinków komutatora.amperomierz powinien wykaza przepływ prdu, brak przepływu wiadczy o przerwie w obwodzie twornika; - sprawdzenie na zwarcie midzyzwojowe, wykonuje si je za pomoc przyrzdu WT-3. Obracajc powoli twornik w szczkach przyrzdu naley zbliy stalow linijk do uzwoje twornika, wyrane przycignicie linijki do powierzchni twornika wskazuje zwarty zwój; c) sprawdzi bicie komutatora, nie powinno przekracza 0,02 mm, a w przypadku wikszego bicia komutator naley przetoczy. Po przetoczeniu izolacja wycinków komutatora powinna by obniona co najmniej 1 mm poniej obtoczonej płaszczyzny, ewentualnie naley j obniy przez wypiłowanie. Kontrolujc stojan naley : a) sprawdzi cigło uzwojenia wzbudzenia przez pomiar rezystancji. Niewłaciwa warto rezystancji (przerwa lub zwarcie) wymaga wymiany uzwojenia wzbudzenia. W tym celu naley odkrci wkrty mocujce rdze elektromagnesu i wyj uzwojenia. Przed zamontowaniem nowych uzwoje naley podgrza je do temperatury około 323 K w celu ułatwienia montau i prawidłowego ułoenia w korpusie stojana; b) sprawdzi w pokrywach stojana stan łoysk, łoysko zuyte lub uszkodzone wymieni i napełni smarem ŁT4S; c) sprawdzi stan zuycia szczotek, szczotki nadmiernie lub nierównomiernie zuyte naley wymieni; d) sprawdzi działanie spryn dociskowych, w przypadku niewłaciwej współpracy ze szczotkami naley wymieni; e) sprawdzi stan szczotkotrzymaczy oraz łatwo przesuwania si szczotek w prowadnicach, w przypadku utrudnionego przesuwania oczyci prowadnice szczotkotrzymaczy oraz ewentualnie wyprostowa;
f) sprawdzi stan połcze przewodów łczcych szczotki z zaciskami, a w przypadku naderwa lub nadpale przewodów naley wymieni szczotk. 2. Obsługiwanie prdnicy prdu stałego- w ramach obsługiwania prdnicy przykładowo naley : a) co 3000 km dokona zewntrznych ogldzin prdnicy, usun pył i zanieczyszczenia, sprawdzi sztywno zamocowania i stan połcze elektrycznych; b) co 6000 km : - sprawdzi stan szczotek : pknicia, docisk do komutatora, przesuwanie si w obsadzie trzymadła, - sprawdzi komutator, lady nadpale przetrze drobnoziarnistym papierem ciernym i oczyci spirytusem lub terpentyn, - sprawdzi łoyska, w przypadku nadmiernego zuycia wymieni, sprawne umy w benzynie i po osuszeniu napełni wieym smarem, - po kadym przegldzie prdnic sprawdzi na prac silnikow. 3.4 OBSŁUGIWANIE ALTERNATORA 1. Badanie stanu technicznego alternatora - okrela si poprzez: - ogldziny zewntrzne, - kontrol działania, - stosowanie metod diagnostycznych. Ogldziny zewntrzne alternatora obejmuj kontrol stanu szczotek, mocowania, połcze z innymi zespołami obwodu ródeł prdu i nacigu paska klinowego. Szczotki nie mog by pknite i musz przesuwa si w obsadach szczotkotrzymaczy oraz przylega na całej swojej powierzchni do piercieni lizgowych wirnika. Strzałka ugicia paska klinowego napdu alternatora powinna wynosi (10-15) mm przy sile nacisku 50 N. Kontrola działania alternatora polega na pomiarze prdu ładowania akumulatora. Brak prdu ładowania jest sygnalizowany przez amperomierz lub przez lampk kontroln, przy czym amperomierz umoliwia take stwierdzenie przyblionej wartoci prdu ładowania co pozwala okreli stopie wyładowania akumulatora. Objawami uszkodzenia s: 1. brak prdu ładowania - cigłe wiecenie lampki kontrolnej lub wskazania "na minus" amperomierza niezalenie od prdkoci obrotowej silnika; 2. niedoładowanie akumulatora - ganicie lampki lub wskazania "na plus" amperomierza przy duych prdkociach obrotowych silnika. Wystpi take trudnoci z rozruchem silnika wskutek niedoładowania akumulatora; 3. przeładowanie akumulatora - maksymalne, cigłe wychylenie wskazówki amperomierza "na plus", gazowanie elektrolitu, wyrzucanie elektrolitu i szybkie obnienie poziomu elektrolitu; 4. słabe wiecenie lub migotanie lampki kontrolnej przy duych prdkociach obrotowych silnika. Diagnozowanie w przypadku "1" i "2" wymaga zlokalizowania uszkodzenia - niezdatny jest alternator lub regulator napicia. W przypadku "3" naprawy wymaga regulator napicia. Objaw "4" jest wynikiem zbyt duych spadków napicia w obwodzie elektrycznym alternator - regulator napicia - akumulator. W kadym przypadku diagnozowanie naley rozpocz od sprawdzenia ukompletowania obwodu i stanu połcze elektrycznych i mechanicznych. W celu lokalizacji uszkodzonego zespołu naley posłuy si przyrzdami KP-6/24 lub TS-8600 zgodnie z ich instrukcj obsługi.
Diagnozowanie alternatora w pojedzie lub po wymontowaniu z pojazdu przeprowadza si za pomoc nastpujcych metod diagnostycznych: - metoda porównawcza, przez pomiar charakterystyk I = f(n) i Iw= f(n) oraz napicia regulowanego; - metoda oscyloskopowa; - metoda - za pomoc woltomierza; - metoda - za pomoc przyrzdu indykatorowego. Metoda porównawcza polega na porównaniu, uzyskanych podczas pomiarów, charakterystyk I = f(n) i Iw = f(n) z charakterystykami wzorcowymi. Metoda ta jest przydatna do kontroli zdatnoci alternatora ale nie umoliwia lokalizacji uszkodzenia. Najczciej jest wykorzystywana do badania stanu technicznego alternatorów nie majcych wyprowadze fazowych. Metoda oscyloskopowa polega na porównaniu oscylogramów badanego alternatora z oscylogramami wzorcowymi. Za pomoc tej metody moliwe jest lokalizowanie uszkodze, np. przerw w obwodzie wzbudzenia alternatora, zwarcie uzwojenia stojana z mas, zwarcie lub przerwa diody prostowniczej. Metoda moe by stosowana do wszystkich typów alternatorów, z tym, e moliwoci lokalizowania uszkodze zale od podatnoci diagnostycznej prdnicy. Do oceny stanu technicznego wykorzystuje si przebiegi napi fazowych, midzyfazowych i napicia wyjciowego. W rónych typach alternatorów oscyloskop podłcza si do rónych punktów (rys.3.4) : - w alternatorach z wyprowadzeniami fazowymi (typu A-12M, A-24M, G-221, serii A-100 i A-200) do punktów od 1 do 6, - w alternatorach z wyprowadzeniami midzyfazowymi (typu G-250, G-270, i pochodne) do punktów od 1 do 5, - w alternatorach bez wyprowadze midzyfazowych - typu Pz-1, Pz-10 do punktów 4 i 5, a w alternatorach typu G-260 i G-290 do punktów 1, 2, 4, 5. W tablicy 3.2 przedstawiono przykładowo cz programu diagnostycznego dla kontroli stanu i lokalizacji uszkodze alternatorów G-260 i G-290 w metodzie oscyloskopowej. Rys.3.4. Schemat podłczenia oscyloskopu do oceny stanu technicznego alternatorów 1-6 - punkty podłczenia oscyloskopu, 7 - uzwojenie twornika alternatora, 8 - diody prostownicze alternatora, 9 - oscyloskop Tablica 3.2 Kontrola stanu i lokalizacja uszkodze alternatorów bez wyprowadze fazowych Nastpna metoda polega na pomiarach kolejno, za pomoc woltomierza, wartoci: - napicia alternatora, - napi midzyfazowych (midzy wyjciami fazowymi alternatora), - napi fazowych (midzy rodkiem gwiazdy uzwoje stojana i wyjciami fazowymi) przy ustalonej, np. redniej prdkoci obrotowej silnika. Metod t stosuje si gdy zarówno rodek gwiazdy jak i wyjcia fazowe wyprowadzone s na zewntrz alternatora. Indykatorowy przyrzd diagnostyczny IPD (rys.3.5) stosuje si do badania alternatorów, w których koce uzwoje fazowych s wyprowadzone na zewntrz. Przyrzd umoliwia wykrycie przerw i zwar w diodach oraz uzwojeniach stojana, niemoliwe jest jednak rozrónienie tych uszkodze. Zalet tej metody jest prostota wykrywania uszkodze (rys.3.6 i rys.3.7) Rys.3.5. Schemat elektryczny indykatorowego przyrzdu diagnostycznego IPD-12/24 P rz - przekanik MT-16/12V, R 1 -R 3 rezystory, L 1, L 2 - lampki kontrolne, D 1, D 2 - diody Rys.3.6. Lokalizacja uszkodze w alternatorze za pomoc IPD
a - zwarcie w diodzie dodatniej, b - zwarcie w diodzie ujemnej, c - przerwa w diodzie dodatniej, d - przerwa w diodzie ujemnej 1 - uzwojenie twornika, 2 - diody prostownicze, 3 - akumulator, 4 - przewód kontrolny, 5 - diody przyrzdu, 6 - przełcznik rodzaju pracy, 7 - obudowa przyrzdu, L 1, L 2 - lampki kontrolne Rys.3.7. Lokalizacja uszkodze w alternatorze za pomoc IPD a - przerwa w uzwojeniu twornika, b - przerwa w uzwojeniu wzbudzenia, c - zwarcie uzwoje twornika z mas (badanie wykonywa przy niepracujcym silniku), d - wykrywanie zwarcia, 1 - uzwojenie twornika, 2 - diody prostownicze, 3 - akumulator, 4 - przewód kontrolny, 5 - diody przyrzdu, 6 - przełcznik rodzju pracy, 7 - obudowa przyrzdu, L 1, L 2 - lampki kontrolne Diagnozowanie alternatora na stanowisku pomiarowym (po wymontowaniu z pojazdu) polega na okreleniu prdkoci obrotowej pocztku ładowania oraz pomiarach charakterystyk I = f(n), Iw= f(n) dla n = const., Iw= f(n) dla Ro= const. i porównaniu ich z wzorcowymi. Do uzyskiwania czciowych charakterystyk mona wykorzysta przyrzdy diagnostyczne KP-6/24, TS-8600 oraz zestaw diagnostyczny GS-3115. W warunkach stacjonarnych wykorzystuje si stoły probiercze S-2C i SE-7 zgodnie z ich instrukcjami obsługiwa. 2. Przegldy okresowe Przegld okresowy wykonuje si po okrelonym przebiegu pojazdu np. po 24000 km. Podczas przegldu naley sprawdzi : - ruby mocujce alternator, w razie potrzeby dokrci je; - czysto i jako przewodów; - nacig paska klinowego (ugicie w rodku odległoci kół pasowych nie powinna by wiksza niz. 15 mm), w razie potrzeby wyregulowa; Po przebiegu np. 50000 km lub po 1000 godzinach pracy naley alternator wymontowa i sprawdzi: - czy wirnik swobodnie obraca si, w razie wyczuwalnego oporu skontrolowa łoyska; - czy luz promieniowy i osiowy wałka wirnika nie jest zbyt duy, w przypadku wystpienia luzu sprawdzi łoyska; - czy nie nastpiło nadmierne zuycie piercieni lizgowych i czy powierzchnia ich jest gładka, ewentualnie je przetoczy i polerowa; - czy szczotki nie s uszkodzone lub zuyte, czy swobodnie poruszaj si w szczotkotrzymaczu i czy spryny dociskaj je na całej długoci do piercieni lizgowych, ewentualnie wymieni je na nowe. Oprócz tego przemy łoyska toczne naft a do całkowitego usunicia smaru, wysuszy oraz napełni nowym smarem ŁT-4S do 2/3 objtoci. Przeczyci wszystkie czci, zmontowa alternator, sprawdzi łatwo obracania si wirnika oraz stan dokrcenia nakrtek i wkrtów. 3. Eksploatacja alternatora Alternatory ze wzgldu na rónice konstrukcyjne wymagaj odmiennych zasad eksploatacji. S nimi : a) przestrzeganie prawidłowego połczenia alternatora z pozostałymi zespołami obwodu zasilania; b) w czasie pracy silnika nie wolno odłcza akumulatora od alternatora ani te odłcza przewodu od zacisku prdowego alternatora (np. 30, 19, +) oraz zwiera zacisk prdowy z mas, powoduje to powstawanie przepi na diodach i ich uszkodzenie; c) przestrzeganie właciwego nacigu paska klinowego; d) w czasie ładowania akumulatorów umieszczonych na pojedzie zaleca si odłczenie akumulatorów od instalacji elektrycznej samochodu;
e) w czasie elektrycznego spawania na pojedzie zaleca si odłczy zacisk prdowy alternatora od instalacji elektrycznej; f) w czasie kontroli izolacji uzwoje oraz diod prostowniczych napicie powinno by nisze od wartoci 40V; g) w czasie dłuszej przerwy w pracy silnika oraz postoju pojazdu zaleca si odłczenie akumulatora od instalacji elektrycznej pojazdu. h) zapewni właciw pewno połcze przewodów z zaciskami alternatora; i) kontrol zdatnoci i lokalizacj uszkodze przeprowadza na podstawie algorytmów podanych w instrukcjach. 4. Naprawa alternatorów Alternatory naprawia si metod wymiany podzespołów : a) diody prostownicze, wymienia si w przypadku ich uszkodzenia (zwarcie, przebicie) lub jeli nie spełniaj warunków technicznych (wikszy od dopuszczalnego spadek napicia lub prd wsteczny). Diody uszkodzone naley wyprasowa z obudowy a nastpnie wcisn zdatne. W przypadku diod umieszczonych w radiatorze wymienia si kompletny radiator z diodami. Sprawdzenie diod odbywa si za pomoc omomierza (pomiar rezystancji w kierunku przewodzenia - R=(100-200)Ω, i w kierunku zaporowym - R=100kΩ, lub poprzez pomiar spadku napicia na diodzie przy przepływie prdu - U = 1.2V. b) uzwojenie stojana, wymienia si wraz z rdzeniem w wypadku : - zwar uzwojenia z mas, - zmniejszenie rezystancji izolacji uzwojenia, - przerwy uzwojenia, - zmniejszenia rezystancji uzwojenia. c) wirnik, wymienia si w przypadku : - zwarcia uzwojenia wzbudzenia z mas, - zmniejszenie rezystancji izolacji uzwojenia, - zmniejszenie rezystancji uzwojenia (zwarcie wewntrz uzwojenia), - zwarcie midzy piercieniami lizgowymi i mas, - skrzywienie wałka magnenicy, - bicia piercieni lizgowych (nierównomierne zuycie). d) szczotkotrzymacz ze szczotkami, wymienia si go w przypadku mechanicznych uszkodze lub pknicia spryny. Siła docisku spryny szczotki powinna wynosi (1,8-3) N. Szczotki wymienia si, jeli ich zuycie jest wiksze od dopuszczalnego (około 2/3 całkowitej długoci) lub gdy s uszkodzone mechanicznie. 3.5 OBSŁUGIWANIE PRZEKANIKOWYCH REGULATORÓW PRDNIC Celem oceny stanu jest stwierdzenie czy regulator prdnicy spełnia swoje funkcje, tzn. czy: - utrzymuje stałe napicie prdnicy w funkcji zmiennej prdkoci obrotowej silnika, zmiennego obcienia prdowego i zmiennych warunków otoczenia (temperatura, wilgotno), - zabezpiecza prdnic przed prdem wyszym od dopuszczalnego, - zapewnia właciw współprac pomidzy prdnic i akumulatorem. Objawami niezdatnoci regulatorów s : a) brak napicia wzbudzenia U w = 0 (przy właciwym napiciu zasilajcym regulator (U= (10,5-14)V dla instalacji 12V lub U = (21-28)V dla instalacji 24V); b) intensywne gazowanie elektrolitu akumulatora, prd ładowania osiga warto I=(10-30)A przy napiciu U p > 14,5V dla instalacji 12V lub U p > 29V dla instalacji 24V;
c) niedoładowanie akumulatora, brak prdu ładowania lub mała jego warto przy napiciu U p < 14V dla instalacji 12V lub U p < 28V dla instalacji 24V przy duych prdkociach obrotowych silnika i zdatnej prdnicy; d) przegrzewanie si prdnicy w wyniku obcienia jej prdem wyszym od dopuszczalnego. W przypadku ich wystpienia naley regulowa parametry elektryczne regulatora. Jeli wyniku regulacji nie nastpuje zgodno parametrów z wymaganymi, regulator naley wymieni na nowy. W celu regulacji stanu regulatora napicia naley : a) wymontowany regulator prdnicy podłczy na stanowisku badawczym (rys.3.8); Rys.3.8. Schemat obwodu do sprawdzania regulatora napicia i ogranicznika prdu Reg - regulator, Pr - prdnica, V - woltomierz o zakresie 20V, A - amperomierz o zakresie 15A, R - rezystor o rezystancji 8Ω i prdzie 25A, Ak - akumulator 40Ah, J - wyłcznik b) po ustabilizowaniu termicznym regulatora (10-minutowe zasilanie napiciem U=15V) uruchomi prdnic nadajc wirnikowi prdko 4500 obr./min.; c) za pomoc elementu regulacyjnego wyregulowa naprenie spryny regulacyjnej, tak aby napicie wynosiło U = (13.9-14.5)V przy obcieniu 8Ω (rezystor R) dla instalacji 12V; d) sprawdzi stabilno i dokładno napicia regulowanego przez kilkakrotne włczenie i wyłczenie prdnicy oraz nadanie jej prdkoci 4500 obr./min.; W celu wyregulowania ogranicznika prdu naley : a) ustali zakres amperomierza (40A), włczy prdnic i przez zmian prdkoci obrotowej i rezystancji rezystora R ustali napicie o wartoci U = 13V oraz prd o wartoci znamionowej prdu prdnicy. b) za pomoc elementu regulacyjnego wyregulowa napicie spryny regulacyjnej przekanika ogranicznika prdu tak aby warto prdu wyłczanego była nisza lub równa wartoci prdu znamionowego prdnicy; c) sprawdzi stabilno i dokładno regulacji przez kilkakrotne włczenie i wyłczenie prdnicy oraz nadanie jej prdkoci 4500 obr./min.; W celu wyregulowania wyłcznika samoczynnego naley podłczy regulator na stanowisku badawczym (rys.3.9) oraz sprawdzi : Rys.3.9. Schemat obwodu do sprawdzania napicia włczenia samoczynnego wyłcznika prdu zwrotnego Reg - regulator, Pr - prdnica, V - woltomierz o zakresie 20V i klasie dokładnoci 0.5, LK - lampka kontrolna o napiciu 12V i mocy 5W a) napicie zadziałania wyłcznika samoczynnego poprzez ustalenie napicia prdnicy U=(12,2-13)V oraz wyregulowanie nacigu spryny regulacyjnej przekanika samoczynnego wyłcznika tak, aby zgasła lampka kontrolna LK; b) prd zwrotny wyłcznika samoczynnego poprzez zmniejszenie napicia prdnicy poniej napicia akumulatora (rys.3.10) (zmniejszenie prdkoci obrotowej prdnicy), a lampka kontrolna LK zawieci si i odczyta warto prdu zwrotnego - prd ten nie powinien przekracza wartoci okrelonej instrukcj regulatora. Rys.3.10. Schemat obwodu do sprawdzania prdu zwrotnego samoczynnego wyłcznika prdu zwrotnego Reg - regulator, Pr - prdnica, V - woltomierz o zakresie 20V i klasie dokładnoci 0.5, A - amperomierz o zakresie 10-0-15A, Ak - akumulator 40Ah
3.6 OBSŁUGIWANIE ELEKTRONICZNYCH REGULATORÓW PRDNIC Celem kontroli stanu jest stwierdzenie, czy regulator napicia jako element obwodu zasilania w energi elektryczn spełnia swoj funkcj, tzn. utrzymuje stałe napicie prdnicy w funkcji zmiennej prdkoci obrotowej silnika, zmiennego obcienia prdowego i zmiennych warunków otoczenia (temperatura, wilgotno). Objawami niezdatnoci elektronicznych regulatorów, podobnie jak dla regulatorów przekanikowych, s : a) brak napicia wzbudzenia U w = 0 (przy właciwym napiciu zasilajcym regulator (U = (10,5-14)V dla instalacji 12V lub U = (21-28)V dla instalacji 24V); b) intensywne gazowanie elektrolitu akumulatora, prd ładowania osiga warto I=(10-30)A przy napiciu U p > 14,5V dla instalacji 12V lub U p > 29V dla instalacji 24V; c) niedoładowanie akumulatora, brak prdu ładowania lub mała jego warto przy napiciu U p < 14V dla instalacji 12V lub U p < 28V dla instalacji 24V przy duych prdkociach obrotowych silnika i zdatnej prdnicy. Stan techniczny elektronicznych regulatorów prdnic bez wymontowywania z pojazdu sprawdza si poprzez ocen mocowania i stanu połcze regulatora z innymi zespołami instalacji. Po wymontowaniu z pojazdu stan techniczny regulatora ocenia si poprzez : a) ogldziny zewntrzne. Pozwala to ustali uszkodzone elementy regulatora, których barwa i kształt uległy zmianom (przepalone rezystory, przerwy w połczeniach elektrycznych); b) badania statyczne. Wykorzystuje si w nich test diagnostyczny polegajcy na pomiarach napi w okrelonych punktach regulatora przy dwóch rónych wartociach napicia zasilania. Porównujc otrzymane wartoci napi z wartociami dopuszczalnymi (s one okrelane na podstawie bada statystycznych populacji regulatorów zdatnych), otrzymuje si w kadym punkcie pomiarowym informacj, której w razie zgodnoci napi przyporzdkowuje si znak 0, a w przypadku niezgodnoci znak 1. Schemat układu pomiarowego oraz schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych elektronicznego regulatora RR-350 przedstawiono na rysunkach 3.11 i 3.12. Rys.3.11. Schemat układu pomiarowego elektronicznego regulatora RR-350 Rys.3.12. Schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych elektronicznego regulatora RR-350 Ze wzgldu na dwustanowy rodzaj pracy regulatora z progiem zadziałania 14,3±0,2V, naley dokona pomiarów przy napiciach zasilajcych U 1 =13V i U 2 =15V. W celu lokalizacji uszkodzonego elementu regulatora naley : - dokona pomiaru napi w punktach pomiarowych, - porówna je z wartociami napi w tablicy 3.3, - wynikowi porównania według kodu 0 i 1 przyporzdkowa odpowiedni przypadek uszkodzenia z tablicy 3.4. Tablica 3.3. Przedziały napi w punktach pomiarowych dla zdatnego regulatora RR-350 Tablica 3.4. Typowe uszkodzenia regulatora RR-350 I - uszkodzenie członu pomiarowego regulatora (tranzystor T1, dioda D1, rezystory R1-R7, dławik Dł) II - uszkodzenie tranzystora T1, III - uszkodzenie tranzystora T2, IV - uszkodzenie tranzystora T3, V - uszkodzenie diody D1
c) badania dynamiczne-istot metody dynamicznej jest zastpienie dwuwartociowego napicia zasilania (stosowanego w metodzie statycznej) napiciem zmiennym o wartoci zmieniajcej si w granicach 13-15V, czyli w przedziale pracy regulatora. Ze wzgldu na czytelno przebiegów oraz dla ułatwienia ich interpretacji stosuje si wymuszenie o przebiegu trójktnym i regulowanym okresie. Informacje o funkcjonowaniu regulatora s odbierane z punktów pomiarowych i przekazywane na oscyloskop, co umoliwia cigły odbiór i rejestracj informacji o zachowaniu si regulatora w przedziale napicia regulowanego. Jest to szczególnie wane w przypadku istnienia sprze zwrotnych oraz wystpowania elementów o charakterze reaktancyjnym, przejawiajcym swoje działanie przy dynamicznych zmianach płyncych prdów. Zmieniajc okres napicia wymuszajcego mona przybliy si do warunków rzeczywistych, co umoliwia odwzorowanie współpracy regulatora z prdnic pracujc przy zmiennej prdkoci obrotowej. Schemat blokowy zestawu do bada dynamicznych regulatora przestawiono na rys.3.13. Rys.3.13. Schemat układu do diagnozowania regulatorów napicia metod dynamiczn Zestaw składa si z nastpujcych elementów : - zasilacza stabilizowanego, - woltomierza, - generatora funkcyjnego, - oscyloskopu lub oscylografu, - urzdzenia diagnostycznego. Głównym elementem zestawu jest urzdzenie diagnostyczne spełniajce role wzmacniacza, elektronicznego komutatora przebiegów i stabilizowanego zasilacza. Na rysunku 3.14 przedstawiono przykładowy wykres zmian napicia w punkcie 6 (patrz rys.3.12). Wykres ten składa si z charakterystycznych meandrów wystpujcych wówczas, gdy napicie zasilajce przekroczy warto napicia regulowanego. Dna meandrów s lekko zakrzywione ku górze i wyraaj pewn warto potencjału wzgldem masy. Potencjał ten powstaje wskutek przepływu prdu przez połczony równolegle do tranzystora T 3 rezystor R 4. Otrzymanie takiej charakterystyki, dla której odpowiednio punkty J, K, L znajduj si na odpowiednim dla siebie potencjale, wiadczy o zdatnoci regulatora. Rys.3.14. Wykres zmian napicia na kolektorze tranzystora T 3 na tle napicia zasilajcego - napicie mierzone, -. -. -. - - napicie zasilajce Najczstsz przyczyn uszkodze regulatorów jest ich niewłaciwe obsługiwanie i nieprzestrzeganie zasad uytkowania, przy czym najczciej ulegaj uszkodzeniu : - tranzystory i diody członu wykonawczego, - tranzystory i dioda Zenera członu pomiarowego, - tranzystory członu wzmacniajcego, - rezystory ustalajce punkt pracy tranzystorów, - przewody połczeniowe. Wykonujc napraw regulatora naley : a) wymieni uszkodzony element lub zastpi go elementem o zblionych parametrach; b) usun usterki, które mog by przyczyn uszkodzenia regulatora, np.: zanieczyszczone połczenia przewodów (zwarcie do masy uzwojenia wzbudzenia), zanieczyszczone styki przekaników, uszkodzona izolacja, uszkodzone uszczelki;
c) sprawdzi działanie regulatora na stanowisku w celu okrelenia jego zdatnoci (jedn z przedstawionych powyej metod). W trakcie uytkowania elektronicznych regulatorów naley przestrzega nastpujcych zasad: a) nie mona zamienia przewodów regulatora midzy sob poniewa powoduje to uszkodzenie elementów półprzewodnikowych regulatora; b) w prdnicach współpracujcych z regulatorami elektronicznymi nie mona zwiera zacisku uzwojenia wzbudzenia regulatora (DF, 18) z mas. Powoduje to uszkodzenie elementów półprzewodnikowych; c) chroni regulator przed zalaniem wod; d) w czasie elektrycznego spawania na pojedzie zaleca si odłczy regulator od instalacji elektrycznej samochodu. 3.7 ALGORYTMY KONTROLI STANU I LOKALIZACJI USZKODZE Na rys.3.15 przedstawiono algorytm kontroli stanu i lokalizacji uszkodze przykładowego obwodu zasilania w energi elektryczn. Rys.3.15. Algorytm kontroli stanu i lokalizacji uszkodze obwodu zasilania w energi elektryczn