Автоматическое регулирование напряжения автомобильных
Генераторов
Потребители, установленные на автомобиле, могут работать нормально только при стабильном напряжении, которое стабилизируется при помощи автоматических регуляторов напряжения.
Принцип регулирования состоит в следующем. ЭДС генератора
E = CxnФ, 2.4.
где Сх - конструктивная постоянная генератора; Ф – магнитный поток в воздушном зазоре генератора; n – частота вращения ротора.
Из выражения видно, при различных частотах и нагрузках генератора постоянство напряжения можно получить только изменением магнитного потока, который, в свою очередь, зависит от величины тока в обмотке возбуждения.
Изменение тока возбуждения может осуществляться или изменением величины добавочного резистора, включенного последовательно с обмоткой возбуждения генератора, закорачиванием обмотки возбуждения или изменением времени включения добавочного резистора. Последние два способа получили широкое распространение в современных регуляторах напряжения.
На рис.2.3. приведена зависимость напряжения генератора от частоты вращения ротора. С увеличением частоты вращения ротора увеличивается напряжение генератора и ток возбуждения. При достижении необходимой величины напряжения в цепь обмотки возбуждения включается добавочный резистор Rд, который при дальнейшем увеличении частоты вращения ротора будет способствовать снижению тока возбуждения и сохранению постоянства
|
|
|
напряжения. Для этого с увеличением частоты вращения величину Rд необходимо увеличивать.
Максимальная величина резистора Rд должна обеспечивать минимальное значение тока возбуждения Iв mibn, соответствующего максимальной часттоте вращения nmax при работе генератора без нагрузки
, (2.5)
где Rв – сопротивление обмотки возбуждения генератора.
Рис. 2.3 Зависимость напряжения генератора от частоты вращения ротора при работе с регулятором напряжения
2.3.1 Регуляторы напряжения
В последнее время все большее распространение получают интегральные регуляторы напряжения благодаря значительно меньшим габаритам и массе, чем у их предшественников. Эти регуляторы имеют повышенные допустимые рабочие температуры, что позволяет встраивать их в генератор и, следовательно, упростить схему электропроводки автомобиля и повысить надежность генераторной установки за счет выполнения соединений между генератором и регулятором напряжения внутри генератора. Важно также то, что переход на интегральные регуляторы дает значительную экономию металлов, в том числе и дефицитных цветных.
|
|
|
Рассмотрим работу интегрального регулятора напряжения представленного на рис.2.4.
При изготовлении схему настраивают на требуемый уровень напряжения методом лазерной подгонки. Схема заливается специальным герметиком и закрывается пластмассовой крышкой. Регулятор имеет два ввода - «В» и «Ш», минус на корпусе. Обе щетки изолированы от массы.
Выходная цепь регулятора состоит из транзистора VT5, переключающегося с помощью управляемого транзистора VT2 и промежуточного транзистора VT4. Роль чувствительного элемента выполняет стабилитрон VD1, подключенный к входному высокоомному делителю напряжения R1 и R2.
Рис. 2.4 Принципиальная схема интегрального регулятора напряжения
Схема содержит цепочку обратной связи R4, С1 для повышения четкости переключения транзистора и уменьшения времени перехода схемы из одного состояния в другое. Конденсатор С2 служит для фильтрации входного напряжения, поступающего на транзистор VT2.
При напряжении в бортовой сети ниже регулируемого транзисторы VT5 VT4 открыты, так как имеет место ток их баз, протекающий по следующей цепи: клемма «В» - резистор R5 - диод VD3 – база – эмиттер транзистора VT5 - клемма «-» - «масса». При этом ток возбуждения проходит по следующей цепи: клемма «В» - клемма «В1» - обмотка возбуждения генератора -клемма «Ш» - коллекторно-эмиттерный переход транзистора VT5 – клемма «-» - «масса».
|
|
|
Как только напряжение достигает заданного уровня, стабилитрон VD1 пробивается и транзистор VT5 открывается. Сопротивление второго транзистора становится минимальным и шунтирует эмиттерно-базовый переход транзисторов VT4 и VT5, что приводит к их запиранию. Схема регулятора напряжения переключается в состояние, при котором VT2 открыт, а VT5 и VT4 заперты. Ток возбуждения генератора и величина выпрямленного напряжения начинают падать. При этом стабилитрон запирается, транзистор VT2 запирается транзисторы VT5 и VT4 открываются и процесс повторяется.
Диод VD3 служит для улучшения запирания основного транзистора при открытом транзисторе VT2 благодаря дополнительному падению напряжения на этом диоде.
Диод VD6 служит для гашения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения генератора и защиты транзистора от перенапряжения в момент его запирания.
Система пуска двигателя
В систему пуска входят стартер, аккумуляторная батарея, подводящие провода и все средства облегчения пуска.
|
|
|
В летний период пуск исправного двигателя не представляет трудностей, в то время как при отрицательных температурах пуск холодного двигателя усложняется.
Мощность электропусковой системы зависит от двух основных факторов: момента сопротивления двигателя и его пусковых качеств.
Затруднение пуска двигателя
Затруднение пуска двигателя возникает из-за сложности создания пусковых оборотов и ухудшения условий воспламенения рабочей смеси. Для надежного пуска скорость проворачивания коленчатого вала должна быть равна или превышать минимальное пусковое число оборотов двигателя, обеспечивающее процесс подготовки горючей смеси в бензиновом двигателе или достаточную температуру конца сжатия в дизельном.
Минимально необходимые пусковые обороты зависят от типа двигателя (карбюраторный, дизельный, 4-х тактный или 2-х тактный) и резко увеличиваются по мере понижения температуры.
Чтобы сообщить коленчатому валу двигателя необходимые пусковые обороты, пусковое устройство должно развивать достаточный крутящий момент. Он определяется моментом прокручиванию коленчатого вала при пуске:
Мсопр = Ми + Мк + Мтр , (3.1)
Где Ми – момент на преодоление сил инерции при разгоне двигателя до режима пусковых оборотов; Мк – момент на преодоление компрессии в цилиндрах двигателя; Мтр – момент на преодоление сил трения.
Экспериментальные данные и теоретические расчеты показывают, что основной составляющей момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала двигателя при пуске в условиях низких температур является момент трения. Этот момент при понижении температуры от нуля до –200С возрастает примерно в три раза.
Таким образом, сложность создания пусковых оборотов двигателя при низких температурах вызвана, прежде всего, увеличением момента сопротивления прокручиванию коленчатого вала из-за повышения вязкости масла.
В то же время при низких температурах резко снижаются возможности пускового устройства. Это объясняется уменьшением работоспособности аккумуляторных батарей. Ухудшение возможностей пускового устройства при низких температурах еще более затрудняет достижение пусковых оборотов двигателя. В то же время зимой значительно ухудшаются условия воспламенения рабочей смеси.
Для карбюраторных двигателей причинами ухудшения условий воспламенения рабочей смеси являются: обеднение смеси и снижение энергии искры.
Обеднение рабочей смеси происходит по следующим причинам: топливо хуже испаряется в холодном воздухе, так как испарение – процесс эндотермический, то есть проходящий с поглощением тепла; увеличивается вязкость бензина, что приводит к торможению при истечении его из жиклеров, то есть к уменьшению их производительности и, следовательно, к обеднению смеси.
Причинами снижения энергии искры является уменьшение напряжения на зажимах аккумуляторной батареи из-за понижения температуры электролита и резкого увеличения разрядного тока во время пуска. Совместное действие указанных факторов увеличивает трудности пуска карбюраторного двигателя в зимнее время.
Для дизельного двигателя причинами ухудшения условий воспламенения рабочей смеси являются ухудшение распыливания топлива и снижение температуры конца сжатия.
Плохое распыливание дизельного топлива при низких температурах связано, в первую очередь, с увеличением его вязкости. При этом топливо попадает в цилиндры двигателя в виде сравнительно крупных капель с малой относительной поверхностью, что затрудняет его воспламенение.
Для надежного воспламенения температура конца сжатия должна быть выше температуры самовоспламенения дизельного топлива на 200-3000К. Однако при снижении температуры окружающего воздуха температура конца такта сжатия уменьшается, а вместе с тем ухудшаются условия воспламенения рабочей смеси в цилиндрах и затрудняется пуск дизельного двигателя.
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 491; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!