CATEGORII DOCUMENTE |
Bulgara | Ceha slovaca | Croata | Engleza | Estona | Finlandeza | Franceza |
Germana | Italiana | Letona | Lituaniana | Maghiara | Olandeza | Poloneza |
Sarba | Slovena | Spaniola | Suedeza | Turca | Ucraineana |
DOCUMENTE SIMILARE |
|
KONTROLA INSTALACJI ELEKTRYCZNEJ SAMOCHODU
Stan instalacji elektrycznej samochodu, praca akumulatora i związanego z nim układu ładowania oraz odpowiadająca przepisom regulacja urządzeń zabezpieczających i sygnalizacyjnych oddziałują bezpośrednio i pośrednio na sprawność eksploatacyjną pojazdu. Bezpośrednio zakłócenie powoduje np. uszkodzony lub źle wyregulowany układ ładowania ze względu na zachowanie równowagi elektrycznej. Pośrednią niesprawność eksploatacyjną imoże między innymi spowodować niezgodne z przepisami ustawienie świateł, jako że w myśl odnośnych zarządzeń może to doprowadzić do wykluczenia pojazdu z ruchu drogowego.
Badając oba rodzaje możliwości usterek od strony użytkownika wydaje się na pozór, że bardziej nieprzyjemna jest niesprawność eksploatacyjna bezpośrednia, jeśli jednak weźmiemy również pod uwagę możliwości spowodowania wypadku z powodu niewłaściwego działania urządzeń zabezpieczających, to praktycznie znaczenie czynników pośrednich wcale nie jest mniejsze. Ponieważ diagnostyka ma za zadanie wykrywanie wszelkich ukrytych usterek zakłócających lub uniemożliwiających użytkowanie więc może być tu również wymieniona ocena instalacji elektrycznej oraz związanego z nią oprzyrządowania.
Badanie przyrządowe prądnicy, regulatora napięcia, akumulatora, reflektorów itd. jest opanowane co najmniej w takim stopniu, jak badanie zapłonu. Mimo to praktyka wykazuje, że w tej dziedzinie wciąż jeszcze dominuje przeprowadzanie prób bezprzyrządowych. Rozpowszechnienie nowych metod jest hamowane głównie tym, że fachowcy o specjalizacji mechanicznej nie przepadają specjalnie za urządzeniami elektrycznymi i z tego względu nie znają we właściwym stopniu działania ważniejszych części konstrukcyjnych tych urządzeń. W związku z powyższym omawiać będziemy nie tylko metody diagnostyczne, lecz równocześnie działanie ważniejszych części konstrukcyjnych urządzeń elektrycznych.
134
3.1. KONTROLA PRĄDNICY SAMOCHODOWEJ
Badanie sieci układu ładowania należy zawsze rozpoczynać od sprawdzenia prądnicy wytwarzającej energię elektryczną. Do zba-dania wciąż jeszcze dziś ogólnie stosowanej prądnicy prądu stałego e obwodem prądu bocznikowego potrzebna jest przede wszystkim znajomość podstawowych charakterystyk prądnicy względnie jej parametrów, dostarczanych w każdym przypadku przez producenta.
Ze względu na wciąż zmieniające się obroty silnika spalinowego oraz na nieustanną zmienność obciążenia sieci elektrycznej prądnica może spełniać swe zadanie jedynie przy zastosowaniu regu-
lacji. Jak wiadomo funkcję tę spełnia regulator napięcia umieszczony w obwodzie wzbudzenia. Bez regulacji napięcie prądnicy zmienia się w przybliżeniu proporcjonalnie do obrotów n (rys. 106)
i jeśli nie zmodyfikujemy z zewnątrz strumienia magnetycznego <&g a ponadto gdy nie ma obciążenia, wówczas napięcie 'po stosunkowo nieznacznym wzroście obrotów osiągnie 1 lub przekroczy wartość nominalną dla sieci. Punkt ten lub związane z nim obroty (tzw. obroty zero wato we') stanowi pierwszą charakterystykę prądnicy, biorąc pod uwagę, że o ładowaniu może być mowa jedynie powyżej tych obrotów.
Przy wzroście obciążeń Ih 22, I3 stromość charakterystyk prądnicy maleje i stosownie do tego napięcie nominalne osiągane jest przy coraz większych obrotach 2. Kolejną charakterystyką jest moc nominalna prądnicy i związane z nią obroty nominalne', wyższe od poprzednich. Ponieważ po przekroczeniu napięcia sieciowego nieogra-
135
r
niczony wzrost napięcia, z uwagi na towarzyszący mu duży prąd ładowania, jest szkodliwy zarówno dla prądnicy jak i dla akumulatora, stąd powstaje konieczność odpowiedniej stabilizacji różnicy napięć pomiędzy prądnicą a akumulatorem. Do tego celu najbardziej odpowiedni jest prąd indukcyjny.
Strumień magnetyczny wzbudzenia zależy od stałej Kl uzależnionej od charakterystyk konstrukcyjnych oraz od prądu lg przepływającego przez uzwojenie wzbudzenia. Prąd ten zależy naturalnie od chwilowego napięcia na zaciskach prądnicy
W związku z powyższym, o ile z zewnątrz nie zmienimy wartości prądu, to przy wzroście obrotów napięcie na zaciskach gwałtownie wzrasta. Regulator po osiągnięciu idealnego napięcia włącza się do obwodu prądu wzbudzenia i za pomocą odpowiedniego układu stykowego lub półprzewodnikowego obniża prąd wzbudzenia proporcjonalnie do dalszego wzrostu obrotów.
Wracając do badania sieci układu ładowania w pierwszej kolejności należy zawsze dokonać oceny charakterystyki prądnicy. Do badania potrzebny jest obrotomierz, woltomierz i amperomierz oraz ewentualnie regulowany opornik obciążenia. Zależnie od wyposażenia mogą być stosowane dwie metody pomiaru, a mianowicie metoda uproszczona spełniająca jednak całkowicie wymagania odnośnie wykrywania usterek oraz metoda dająca dokładniejsze wyniki.
Do metody uproszczonej stosowanej przy badaniach diagnostycznych potrzebny jest tylko obrotomierz i wolto-amperomierz. Obciążenie niezbędne do uzyskania mocy nominalnej wytwarzamy za pomocą akumulatora samochodowego. Akumulator jest tu szczególnie przydatny, ponieważ ze względu na daną siłę elektromotoryczną i dość niską oporność wewnętrzną, przez minimalny wzrost napięcia ładowania zdolny jest do przyjęcia znacznych prądów ładowania bez u-szkodzenia. W okresie krótkiego czasu badania niezbędnego do dokonania odczytu amperomierza akumulator wytrzyma prąd nawet dziesięciokrotnie większy od prądu normalnego d co najważniejsze nie zwiększa to w sposób istotny napięcia sieci. Biorąc pod uwagę, że przy badaniu prądnicy związanym z wykrywaniem usterek dokładność laboratoryjna nie jest potrzebna, to nieznaczny wzrost napięcia towarzyszący wzrostowi prądu ładowania, czyni pomiar napięcia praktycznie zbędnym.
Do przeprowadzenia pomiaru musimy znać obroty zerowatowe odpowiadające napięciu nominalnemu, moc nominalną względnie związane z nią obroty, przełożenie między wałem korbowym a wałem prądnicy oraz biegunowość, z którą należy połączyć wyjście wzbudzenia prądnicy w celu całkowitego wzbudzenia. Przygotowując pomiar
136
podłączamy obrotomierz lub po zdjęciu przewodu ładowania na drodze prądu ładowania umieszczamy amperomierz (rys. 107).
Wskaźnik napięcia, a w przypadku kombinowanego wolto--amperomierza przewód wskaźnika napięcia należy podłączyć bezpośrednio do wyjścia prądnicy.
Obroty zerowa to we odpowiadające napięciu nominalnemu można określić przy stopniowym przyspieszaniu silnika zwracając
Rys. 107. Kontrola mocy prądnicy
luwagę na to, przy jakich obrotach napięcie nieobciążonej prądnicy (Osiąga wartość nominalną podaną w katalogu. Do sprawdzenia mocy nominalnej konieczne jest przede wszystkim to, aby obroty prądnicy były dokładnie takie jak obroty odpowiadające mocy nominalnej. Przy obrotach bowiem mniejszych nawet najbardziej doskonała prądnica lnie jest w stanie uzyskać mocy nominalnej, a równocześnie przy większych obrotach moc nominalną może uzyskać nawet uszkodzona prądnica. Do podwyższenia obciążenia do niezbędnego poziomu, po ustawieniu obrotów odpowiadających mocy nominalnej, łączymy na krótki okres czasu odpowiednim przewodem pomiarowym wzbudzenie prądnicy z tą biegunowością, która umożliwia całkowite wzbudzenie i odczytujemy chwilowy prąd ładowania wskazywany przez ampe-| romierz.
Na skutek wyłączenia regulatora napięcia w tej sytuacji napięcie prądnicy gwałtownie wzrasta, jednak powstaje przy tym coraz większy prąd ładowania. Z kolei większy prąd przepływający przez prądnicę potęguje spadek napięcia wewnętrznego prądnicy i w ten sposób maksymalny prąd ładowania odpowiadający chwilowemu stanowi pracy pojawia się przy jedynie kilkuprocentowym wzroście napięcia.
Uproszczenie pomiaru umożliwia zatem działanie stabilizujące napięcie akumulatora. Jeśli w tym przypadku zmierzymy prąd odpowiadający mocy nominalnej lub większy, oznacza to, że prądnica jest w dobrym stanie, w przeciwnym przypadku wymontowujemy
137
prądnicę w celu dokonania dalszych poszukiwań usterek lub w celu dokonania niezbędnej naprawy.
Dokładność pomiaru może być zwiększona, jeśli po dokonaniu odczytu natężenia prądu odpowiadającego mocy nominalnej podłączymy wolto-amperomierz do pomiaru napięcia i z ilorazu napięcia zmierzonego przy chwilowym obciążeniu oraz natężenia zmierzonego uprzednio wyliczymy moc prądnicy.
Pomiar przeprowadzany przyrządem wyposażonym w regulowany opornik obciążający różni się od poprzednich jedynie tym, że tu przy sprawdzaniu mocy nominalnej nie mostkujemy regulatora napięcia. Po ustawieniu wymaganych obrotów zwiększamy obciążenie prądnicy przez obniżanie oporności tak długo, aż napięcie spadnie do wymaganej wartości nominalnej i wówczas dokonujemy odczytu prądu prądnicy.
138 |
Przy wykonywaniu pomiaru nie można zapominać o tym, że źle ustawiona kolumna regulacji napięcia lub prądu uniemożliwia dokonanie oceny. Wystarczy, aby jedna z nich była ustawiona na poziom niższy od wymaganego, a obniżenie prądu wzbudzenia związane z regulacją uniemożliwi uzyskanie maksymalnego prądu ładowania. Do rozstrzygnięcia czy wspomniana usterka zakłóca przebieg pomiaru wystarczy zmostkować na chwilę regulator i jeśli prąd ładowania nie wzrośnie będzie to oznaczać, że regulator nie zakłóca pomiaru.
Poza wieloma innymi zestawami regulowaną oporność stosu węglowego ma zestaw do badania układów elektrycznych samochodowych produkcji krajowej 'typu AUTOTEST-7/B (rys. 108). Osobne usytuowanie woltomierza i amperomierza umożliwia równoczesny pomiar napięcia i natężenia przy wzroście obciążenia (rys. 109). Z uwagi na korzystne charakterystyki zestawu może on być wykorzystany również do innych kontroli sieci elektrycznej.
Rys. 109. Schemat połączeń przyrządu AUTOTEST-7 przy kontroli prądnicy
Przy sprawdzaniu mocy elektrycznej prądnicy napęd paskami klinowymi przenosi moc maksymalną. W przypadku luźnych, zaolejonych lub znacznie zużytych pasków może się zdarzyć, że przy pomiarze na kole pasowym prądnicy występuje poślizg i chwilowe obroty wirnika są niższe od wielkości nominalnej. Ponieważ fakt ten również wywiera wpływ na mierzoną moc elektryczną, to w przypadku prądnic o mocy mniejszej od wymaganej, przed wydaniem opinii ostatecznej celowe jest sprawdzenie napędu paskami klinowymi.
3.2-KONTROLA REGULATORA NAPIĘCIA
W sieci elektrycznej samochodu regulator napięcia, poza urządzeniem zapłonowym, jest jedną z najbardziej złożonych i czułych części konstrukcyjnych. Jego zadanie jest szczególnie istotne, ponieważ od działania regulacji układu wytwarzającego energię elektryczną uzależnione jest zasilanie w tę energię całego pojazdu. Dla przykładu można wspomnieć, że nawet w przypadku silników wysokoprężnych nie wymagających zapłonu, ich użytkowanie staje się niemożliwe, jeśli zasilanie sieci w energię elektryczną nie jest doskonałe.
139
Energia magazynowana w akumulatorach dzisiejszych nowoczesnych samochodów nie wystarcza do trwałego użytkowania. Rola akumulatora staje się istotna jedynie w okresie obciążeń szczytowych związanych z nagłymi zmianami obciążenia, poza tym zasilanie w energię opiera się na układzie ładowania. Równowaga pomiędzy częściami konstrukcji elektrycznej zużywającymi i wytwarzającymi energię może zachodzić jedynie wówczas, gdy układ ładowania i stan związanego z nim regulatora jest bez zastrzeżeń oraz gdy regulacja jest właściwa.
Jest więc oczywiste, że ustawianie i sprawdzanie regulatora napięcia wchodzi w zakres czynności naprawczych i obsługowych i że muszą być one wykonywane często, wyłącznie za pośrednictwem serii pomiarów. Przy badaniu regulatora napięcia, podobnie jak przy sprawdzaniu prądnicy, potrzebne jest odpowiednie urządzenie pomiarowe. Charakterystyki przyrządu określone są rodzajem pomiarów, które mają być przeprowadzone.
W przemyśle naprawczym badanie części konstrukcji elektrycznych przeprowadza się dziś jeszcze głównie na stanowisku do badań elektrycznych. Wymaga to jednak wymontowania z samochodu prądnicy i regulatora napięcia, a po wykonaniu pomiaru lub regulacji ponownego ich zamontowania. Niezbędna praca montażowa, zamocowanie badanej jednostki na stanowisku, podłączenie przewodów zwiększają w bardzo istotny sposób czasochłonność badania. Wynika stąd, że wymagania szybkiej kontroli przeprowadzanej 'w ramach wykrywania usterek spełniają tylko takie przyrządy w miarę możliwości przenośne które nadają się do przeprowadzenia pełnej regulacji i kontroli badanych części konstrukcyjnych bez ich wy-montowywania.
|
Rys. 110. Krzywa charakterystyki regulatora napięcia w zależności od obciążenia
Zanim zajmiemy się szczegółami dotyczącymi wykrywania usterek omówimy charakterystyki obecnie stosowanych typów regulatorów. Stosowane dziś jeszcze powszechnie regulatory wibracyjne można podzielić na dwie duże grupy: na regulatory napięcia zależne i niezależne od obciążenia. Na kolumnie regulacji napięcia poza cew-
140
ką napięciową umieszcza się również zawsze cewkę prądową, co sprawia, że tzw. napięcie regulacyjne określone przez regulator zależy od prądu chwilowego - prądnicy (rys. 110). W kierunku wzrastających obciążeń, czyli w kierunku coraz większych natężeń prądu, na skutek oddziaływania cewki prądowej napięcie regulacyjne spada. Regulacja zależna od obciążenia chroni częściowo prądnicę częściowo zaś akumulator. Jeśli np. na skutek wyładowania akumulatora obciążenie prądnicy wzrasta, to napięcie regulacyjne maleje, co ogranicza prąd ładowania. Natomiast w przeciwnym przypadku, przy ładowaniu aku- mulatora. a więc przy wzroście napięcia na ogniwo, maleje proporcjonalnie prąd ładowania, co chroni akumulator przed przeładowaniem.
Do określenia krzywej charakterystycznej regulatora w funkcji obciążenia potrzebne są przynajmniej dwa punkty. Dotyczy to również sprawdzania regulatora, jeśli przy badaniu krzywej charakterystyki trzeba ocenić napięcie regulacyjne przy co najmniej dwóch różnych obciążeniach. W tym celu producent regulatora podaje osobno wartość napięcia regulacyjnego bez obciążenia (czyli odpowiadającego zerowemu prądowi ładowania) oraz przy obciążeniu odpowiadającym określonemu prądowi ładowania.
W przypadku regulatorów napięcia dających, niezależnie od obciążenia, napięcie regulacyjne stałe, wystarcza dokonywanie oceny charakterystyki przy jednym obciążeniu (rys. 111). Typy te można rozpoznać w ten sposób, że na kolumnie regulatora napięcia brak jest
Rys. 111. Krzywa charakterystyki regulacji napięcia niezależna od napięcia
cewki prądowej, a do ochrony prądnicy stosuje się zwykle oddzielną kolumnę ogranicznika prądu. Ogranicznik prądu jest potrzebny, ponieważ bez niego np. w przypadku wyładowanego akumulatora z powodu napięcia regulacyjnego niezależnego od obciążenia, prąd ładowania mógłby wzrastać niemal dowolnie i spowodować zniszczenie prądnicy.
141
Niezależnie od typu regulatora napięcia należy w każdym przypadku pamiętać o tym, że prądnica i akumulator mogą się znaleźć we wspólnym obwodzie prądowym jedynie wówczas, o ile napięcie prądnicy osiągnęło lub przekroczyło napięcie akumulatora oraz że obwód prądowy należy przerwać, jeśli poziom potencjału zmienia się na przeciwny. Zjawiskiem towarzyszącym temu ostatniemu procesowi elektrycznemu jest tzw. prąd zwrotny.
Reasumując powyższe, sprawdzenie i ustawienie regulatora napięcia wymaga wykonania następujących czynności: ■ pomiaru i regulacji napięcia włączania,
pomiaru i regulacji napięcia regulacyjnego bez obciążenia,
sprawdzenia napięcia regulacyjnego z obciążeniem,
sprawdzenia i ustawienia ogranicznika prądu,
sprawdzenia prądu zwrotnego,
sprawdzenia spadku napięcia na przewodach obwodu prądu ładowania.
Wyszczególnienie powyższe zawiera jedynie te czynności, które należy wykonać w każdym przypadku. Przy ocenie sieci ładowania mogą ponadto wystąpić inne czynności pomiarowe.
Przy pomiarze napięcia włączenia woltomierz łączymy z wyprowadzeniem prądnicy {rys. 112), a następnie przy powolnym wzroście obrotów silnika obserwujemy, przy jakim napięciu wskazówka
Rys. 112. Pomiar napięcia podłączeniowego
przyrządu, wskazującego monofonicznie rosnące napięcie, wskaże przy nieznacznym jej cofnięciu minimalne obciążenie towarzyszące włączeniu akumulatora. Może się zdarzyć, że przy uruchomieniu stykowym wyłącznika napięcia prądnicy i akumulatora są takie same, co sprawia, że znika niewielkie obciążenie wykorzystywane jako sygnał. W takim przypadku do przeprowadzenia pomiaru z regulatora napięcia zdejmujemy przewód akumulatora i podłączamy przewód woltomierza. Przyrząd nie wskazuje napięcia tak długo, dopóki styki
142
wyłącznika nie są zwarte. Przy pomiarze należy więc odczytać to napięcie, które przyrząd wskazuje w chwili włączenia.
W celu- dokonania oceny napięcia regulacyjnego bez obciążenia, podczas pracy prądnicy przy obrotach wyższych od nominalnych, należy w jakikolwiek sposób doprowadzić do tego, aby prąd prądnicy zmalał praktycznie do zera. Następnie należy zmierzyć napięcie bez obciążenia (rys. 113). Niekiedy pomiar, na skutek sygnałów napięcia
Rys. 113. Ocena napięcia regulacyjnego bez obciążenia
przejściowego, spowodowanych regulacją, jest możliwy jedynie z opornikiem szeregowym lub kondensatorem filtracyjnym.
Rys. 114. Ocena napięcia regulacyjnego z obciążeniem |
143 |
Dokładna regulacja napięcia regulacyjnego bez obciążenia jest szczególnie ważna z punktu widzenia ciągłej sprawności eksploatacyjnej sieci elektrycznej. Napięcie regulacyjne bez obciążenia określa czy układ ładowania zdolny jest do całkowitego naładowania akumulatora bez groźby przeładowania. W przypadku bowiem napięcia regulacyjnego bez obciążenia mniejszego od wymaganego, prądnica nie naładuje akumulatora, natomiast przy ustawieniu wartości
większej od wymaganej nieuchronnie nastąpi szkodliwe przeładowanie akumulatora.
Przy pomiarze napięcia regulacyjnego z obciążeniem należy za pomocą oddzielnego opornika Rt ustawić taki prąd, który określony jest przepisami technicznymi danej prądnicy dla napięcia regulacyjnego. Należy wówczas przeprowadzić pomiar napięcia (rys. 114). W tym celu w większości przypadków wyznacza się prąd mocy nominalnej. Jeśli przyrząd pomiarowy nie ma regulowanej oporności, to niezbędne przy pomiarze obciążenie może być ewentualnie utworzone odbiornikami energii samochodu.
Przy pomiarze ogranicznika prądu oporność obciążająca jest bezwzględnie konieczna (rys. 115). Ponieważ część krzywej charakterystyki dotycząca działania ogranicznika prądu jest szczególnie stro-
Rys. 115. Kontrola ogranicznika prądu
ma napięcie regulacyjne w funkcji natężenia prądu gwałtownie tu maleje to przy sprawdzaniu maksymalnego prądu ograniczonego należy zwrócić uwagę jedynie na to, aby obciążenie nie uruchomiło przypadkiem ogranicznika prądu.
Wynik pomiaru nie ulegnie zmianie, o ile zastosujemy obciążenie większe od wymaganego, ponieważ na skutek gwałtownie opadającej krzywej charakterystyki prąd ograniczony hędzie większy tylko o kilka procent. Wynikają stąd duże możliwości przeprowadzenia pomiaru. Pierwsza z nich polega na tym, że za pomocą regulowanej oporności obciążającej stopniowo zwiększamy obciążenie tak długo, aż prąd ładowania po stopniowym wzroście osiągnie ustalone maksimum, natomiast druga możliwość polega na tym, że za regulatorem napięcia włączamy od razu przeciążenie o takiej wielkości, która przesuwa krzywą charakterystyki regulatora do odcinka ograniczenia. Przy tej drugiej metodzie w celu zaoszczędzenia oporności obciążającej celowe jest uniezależnienie akumulatora od regulatora napięcia.
Do podkreślenia korzyści, jakie są uzyskiwane przez stosowanie nowoczesnych pod' każdym względem przyrządów diagnostycz-
144
nych przy wykrywaniu usterek, celowe jest przedstawienie jednego z przyrządów do sprawdzania regulatorów napięcia, czyniącego za-dość dzisiejszym 'wymogom. W celu zmniejszenia wymiarów i masy
w nowoczesnym oprzyrządowaniu naprawczym stosuje się tylko je-den przyrząd wskaźnikowy (rys. 116), który przez przełączanie 2 na-daje się do pomiaru zarówno napięcia jak i natężenia prądu.
Rys. 116. Obwód prądowy przyrządu do kontroli małego regulatora prądnicy i napięcia
Ze względu na podwójną biegunowość uziemienia stosuje się zawsze osobną przekładnię biegunowości 1 tak, że oznakowanie od-powiadające ustawieniu wyłącznika oznacza zawsze biegunowość uzie-mioną. W porównaniu z dawnymi cięższymi zestawami uzyskano znączne zmniejszenie wymiarów przez wprowadzenie opornika ofocią-żającego, przystosowanego specjalnie do pracy z impulsami, zastosowanego zamiast opornika obliczonego na obciążenie trwałe. Przy re-gulacji ogranicznika prądu należy bezwzględnie wytworzyć takie na-tężenie prądu wraz z odpowiadającym mu obciążeniem które odpowiada wartości granicznej wymaganej od badanego typu re-gulatora.
Ponieważ pomiar i niezbędne obciążenie elektryczne trwa jedynie przez okres dokonywania odczytu z przyrządu, stąd obciąże-nie opornika trwa niezmiernie krótko.
Przy projektowaniu opisanego wyżej przyrządu stwierdzenia te zostały wzięte pod uwagę i zamiast tradycyjnego, wielłcowymiaro-wego opornika obciążającego wbudowano do przyrządu przewód oporowy o małej objętości i niewielkiej masie, przy czym przewód ten może być włączony do obwodu prądowego za pośrednictwem przycisku 4. Przy sprawdzaniu ogranicznika prądu i pomiarze mocy prąd-nicy opornik obciążający należy włączyć jedynie na kilka sekund niezbędnych do dokonania odczytu amperomierza. Prąd obciążający przechodzi przez przewód środkowy połączony z masą.
Ponieważ stan całkowitego naładowania akumulatora, odpowiadającego badanemu regulatorowi oraz związana z nim możliwość sprawdzenia napięcia regulacyjnego w stanie nieobciążonym bez zdej-
145
10 Diagnostyka samochodu
mowanaa przewodów, zdarza się niezmiernie rzadko, stąd badanie to: jest zwykle bardzo uciążliwe do zrealizowania. Opornik szeregowy umieszczony w przyrządzie w znacznym stopniu pomiar ten upraszcza.
Opornik szeregowy łączy się szeregowo z przewodem ładowania i w ten sposób chwilowy prąd ładowania po otwarciu wyłącznika 3 przepływa przez opornik. Prąd ładowania powoduje ita wybranym oporniku spadek napięcia o wielkości odpowiadającej dokładnie obniżeniu napięcia na zaciskach, spowodowanemu obciążeniem prądnicy. Po włączeniu opornika szeregowego przyrząd mierzy właściwie napięcie na zaciskach akumulatora oraz spadek napięcia powstający na krańcach opornika. Oba te napięcia odpowiadają dokładnie napięciu regulacyjnemu bez obciążenia. Przy innym pomiarze ta część konstrukcji może być wyłączona z obwodu prądu ładowania za pomocą wyłącznika umieszczonego równolegle do opornika szeregowego.
|
Rys. 117. Połączenia przyrządu do kontroli regulatora prądnicy . i napięcia;wprzypadku różnych pomiarów |
146 |
Przyrząd posiada trzy przewody z zaciskami, z których przewód A po lewej stronie schematu połączeń jest wspólnym wyjściem ampero-woltomierza, przewód środkowy B jest wyjściem woltomierza i wreszcie przewód prawostronny C jest wyjściem amperomierza. Przy wykonywaniu zadań pomiarowych związanych ze sprawdzaniem i regulacją układu ładowania przewody przyrządu należy połączyć z obwodem prądowym prądnicy i regulatora napięcia według schematu połączeń widocznego na rysunku 117.
Do określenia mocy prądnicy przyrząd dysponuje dwiema możliwościami. Obciążenie niezbędne przy pomiarze może być uzyskane z jednej strpny opornikiem obciążającym umieszczonym w przyrządzie, z drugiej strony pomiar o właściwej dokładności może być przeprowadzony również wówczas, gdy regulację obwodu wzbudzenia na krótki czas przerwiemy i w ten sposób wykorzystamy akumulator jako obciążenie. W tym przypadku wspólny przewód amperomierza i woltomierza A należy połączyć z wyjściem zespołu regula-ora, zaś przewód amperomierza C ze zdjętym stąd przewodem rys. 117a). Przewód woltomierza jest tu praktycznie niepotrzebny, chociaż do wykonania ewentualnego pomiaru napięcia celowe jest przewód ten połączyć z masą silnika. Po ustawieniu obrotów silnika, odpowiadających mocy nominalnej prądnicy, realizujemy całkowite wzbudzenie przez krótkotrwałe przełączenie wzbudzenia i z amperomierza odczytujemy natężenie prądu.
Ustawienie napięcia regulacyjnego można przeprowadzić po-łączeniem podobnym do pomiaru poprzedniego (rys. 117b) z tą różnicą, że przewód woltomierza B jest już bezwzględnie potrzebny. Po okreś-leniu napięcia regulacyjnego z obciążeniem należy włączyć opornik szeregowy do pomiaru napięcia regulacyjnego bez obciążenia.
W identycznym układzie przeprowadza się sprawdzanie i ustawianie ogranicznika prądu. Przyrząd należy włączyć w układ z amperomierzem, a następnie przy krótkim jedno-, dwusekundowym naciskaniu przycisków oporników obciążających można na przyrządzie do-konać odczytu maksymalnego prądu ładowania.
Przy określaniu napięcia włączenia przewód ampero-wolto-mierza A należy połączyć z izolowanym wyjściem prądnicy, zaś przewód woltomierza B z masą silnika (rys. 117c). Przy pomiarze spadku napięcia przyrząd ustawiamy na 2-woltowy zakres pomiaru, a następnie przewody ampero-woltomierza A oraz woltomierza B podłączamy do badanego miejsca np. do końca dwóch przewodów ładowania, zgodnie z rysunkiem (rys. 117d). W przyrządach tych 2-woltowa granica pomiaru ma zabezpieczenie przed przepięciem.
Przy badaniu i ustawianiu regulatorów napięcia, należących do różnych typów pojazdów, miarodajne są wartości zalecane przez producenta. Brak jest danych o wartości ogólnej do ustawiania regulatorów, ponieważ konkretne wartości zależą do pewnego stopnia od mocy prądnicy, od średniego zużycia prądu, od charakterystyk aku-mulatora itp. W praktyce może się naturalnie zdarzyć, że do regulacji napięcia jakiegoś typu pojazdu nie uda się uzyskać danych orygi-nalnych, a mimo to regulację należy przeprowadzić. W takim przypadku najmniejszy błąd możemy popełnić wówczas, gdy przy ustawianiu regulatora stosujemy następujące dane: - napięcie włączenia:
w przypadku układu 6 V w przybliżeniu 6,5 V,
147
w przypadku układu 12 V w przybliżeniu 13,0 V, w przypadku układu 24 V w przybliżeniu 26,0 V; - napięcie regulacyjne bez obciążenia (napięcie biegu jałowego): w przypadku układu 6 V 7,07,5 V z regulatorem osobno zainstalowanym,
w przypadku układu 12 V 14,015,0 V, w przypadku układu 24 V 27,029,0 V.
W przypadku regulatorów napięcia wykonujących regulację zależną od obciążenia, napięcie regulacyjne z obciążeniem należy oceniać przy prądzie o wielkości równej dwie trzecie prądu odpowiadającego nominalnej mocy prądnicy. Przy pomiarze przeprowadzanym w takich warunkach wartości ogólne są następujące: napięcie regulacyjne z obciążeniem: w przypadku układu 6 V 6,77,2 V, w przypadku układu 12 V 13,514,5 V, w przypadku układu 24 V 2729 V.
Prąd maksymalny ograniczony przez ogranicznik prądu nie może być mniejszy od wartości odpowiadającej mocy nominalnej prądnicy, a dopuszczalne przeciążenie trwałe nie może przekroczyć 15% tej wartości.
3.3. KONTROLA ALTERNATORA I REGULATORA NAPIĘCIA PRĄDU PRZEMIENNEGO
Poza ogólnie rozpowszechnioną prądnicą prądu stałego coraz szersze zastosowanie znajduje generator prądu przemiennego lub innymi słowy alternator. Ponieważ maszyny na prąd przemienny mają już długą przeszłość, powstaje uzasadnione pytanie, dlaczego zastosowanie alternatora przy pracy samochodu kazało tak długo na siebie czekać.
Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę, że użytkowanie samochodu jest nie do pomyślenia bez zmagazynowanej energii elektrycznej, a do tego potrzebny jest bezwzględnie akumulator i prąd stały do jego naładowania. Z powodu ciągle zmieniających się obrotów silnika napięcie alternatora zainstalowanego na samochodzie, mające częstotliwość zmieniającą się w czasie, nie może być wykorzystane w sposób bezpośredni. Rozpowszechnienie alternatora przez dłuższy czas było hamowane niską sprawnością suchych prostowników. Sprawność maszyny prądu przemiennego sama w sobie była zawsze korzystniejsza niż prądnicy prądu stałego, lecz wraz z prostownikami starego typu stała się już niekorzystna.
Istotną zmianę wprowadziło jednak zastosowanie diod germanowych i krzemowych. Pod względem sprawności sytuacja jest już
148
obecnie bardziej korzystna. Jest więc zrozumiałe, że rozwiązanie to coraz bardziej wysuwa się na pierwszy plan. W przypadku zastosowania alternatora uzyskujemy wyższą sprawność, mniejsze wymiary i mniejszą masę przy takiej samej mocy jak w prądnicy. Jest szczególnie istotne, że alternator nie ma części konstrukcyjnej najbardziej skłonnej do uszkodzenia, jaką jest komutator w prądnicy. W konsekwencji braku iskrzących szczotek segmentów komutatora wzrasta w istotnym stopniu trwałość alternatora, równocześnie maleje poziom wzbudzanych przez niego zakłóceń do wielkości mało istotnej.
Twornik alternatora wykonany jest w wersji trójfazowej i wytwarzana energia elektryczna przedostaje się do odbiornika i do akumulatora przez układ prostownika dwudrogowego, (dwustronnego) trójfazowego (rys. 118). Wytworzone w taki sposób napięcie praktycznie nie zawiera składników zmiennych i nadaje się do zasilania nawet najbardziej wymagających odbiorników.
Regulacja alternatora może być rozwiązana przez zmianę prądu przepływającego przez uzwojenie wirnika lub przez zmianę wytworzonego w ten sposób strumienia magnetycznego. Wirnik zasilany jest w energię elektryczną z twornika, przy czym prąd na skutek działania regulatora dostaje się do uzwojenia wirnika z układu specjalnie w tym celu umieszczonego prostownika jednodrogowego trójfazowego, poprzez dwie szczotki i pierścień ślizgowy. W celu uzyskania biegunów obrotowych w liczbie równej ilości zwojów wirnika, uzwojenie umieszcza się między dwoma elementami z miękkiego żelaza, zaopatrzonymi w bieguny kłowe (rys. 119). Dla uzyskania
Rys. 120. Alternator z regulatorem wibracyjnym 150
zbędne. Diody przepuszczają prąd tylko w jednym kierunku w stronę, odbiorników i tym samym prostują prąd przemieniły i zamykają drogę prądowi zwrotnemu. Ze względu na wyeliminowanie styków wyłącznika odpada również pomiar i ustawienie napięcia włączenia, a ponadto w przypadku silnika stojącego zamiast prądu zwrotnego należy mierzyć prąd zwrotny spoczynkowy diod.
Ocena napięcia regulacyjnego i ograniczenia prądu przeprowadzona jest przy zastosowaniu metody i połączeń elektrycznych podanych przy omawianiu prądnicy. Przy pomiarze należy jednak zwrócić uwagę na to, aby napięcie na zaciskach akumulatora poniżej pewnej wartości było w stanie zapobiec uruchomieniu regulatora oraz że diody alternatora wymagają specjalnego z nimi obchodzenia się. O ile prądnica prądu stałego i związany z nią regulator napięcia wytrzymują obciążenie towarzyszące chwilowemu zwarciu występujące w okresie przygotowywania pomiaru o tyle diody zostaną w takim przypadku zniszczone w sposób nieuchronny. W okresie przygotowywania i realizacji pomiaru należy postępować ze szczególną ostrożnością.
Przy pomiarze alternatora należy mieć na uwadze następujące zalecenia specjalne:
1. Przewody ładowania pracującego alternatora nie mogą być uziemione, ponieważ diody prostujące na skutek zwarcia ulegają zniszczeniu.
2. Przewody pomiędzy regulatorem wzbudzenia i alternatorem nie mogą być uziemiane ani stykać się ze sobą, ponieważ powoduje to; zniszczenie diod zasilających wzbudzenie oraz tranzystorowego regulatora napięcia.
3. Wyjścia alternatora nie mogą być zamienione, a zmiana biegunowości jest tu całkowicie zbędna. Dla odwrócenia biegunów należałoby bowiem odwrócić również diody, ponieważ jednak jedno z wyjść znajduje się zawsze w kontakcie z pokryciem metalowym, stąd praca diod odwróconych nie może być zastosowana.
4. Alternator nie może być użytkowany bez regulatora napięcia, ponieważ wysokie napięcie pojawiające się na zaciskach bez regulacji powoduje zniszczenie diod.
5. Ze względu na powyższe należy zwrócić uwagę na połączenia, pamiętając, że niewłaściwy styk zagraża alternatorowi.
6. Do badania lub regulacji mogą być stosowane jedynie szczypce pomiarowe z izolacją boczną i narzędzia izolowane.
W przypadku tradycyjnego regulatora wibracyjnego regulacja układu na prąd zmienny jest możliwa przez zmianę napięcia wstępnego sprężyny regulatora. W przypadku regulatora tranzystorowego można ustawić potencjometrem to napięcie odniesienia, które pośrednio określa napięcie na zaciskach alternatora. Jeśli regulator tranzystorowy równocześnie dokonuje również ograniczenia prądu, to do jego ustawienia stosuje się oddzielny potencjometr.
152
3.4. BADANIE I ŁADOWANIE AKUMULATORA
Zły akumulator zagraża sprawności eksploatacyjnej samochodu co najmniej w takim stopniu, jak niewłaściwie ustawiony regulator napięcia lub uszkodzona prądnica. Z tego względu ocena akumulatora w ramach badań diagnostycznych jest również niezmiernie ważna. Do określenia niezawodności pracy należy w tym przypadku dokonać oceny naładowania i stanu akumulatora, przy czym tę drugą charakterystykę na ogół drogą pośrednią. W ramach czynności usługowych nie mniej ważne jest szybkie ładowanie wyczerpanych akumulatorów.
Ocena akumulatorów dokonywana jest przez przeprowadzenie pomiaru charakterystyk elektrycznych i fizycznych związanych z ładowaniem i wyładowaniem. Jak wiadomo, przy ładowaniu akumulatora ołowiowego kwasowego materiał płyt z siarczanu ołowianego przechodzi częściowo w ołów, częściowo zaś w dwutlenek ołowiu, podczas gdy wyswobodzone cząstki siarczanów łączą się z wodorem wody destylowanej i tworzą kwas siarkowy. Przy ładowaniu wzrasta więc gęstość kwasu (rys. 122) oraz napięcie na ogniwo. Ocena stężenia kwasu siarkowego sprowadzona do pomiaru gęstości na pozór
|
Rys. 122. Zmiana gęstości kwasu przy wyładowaniu i ładowaniu akumulatora
nadaje się do określenia stopnia naładowania, jednak jeśli weźmiemy pod uwagę, że stężenie elektrolitu może być ustawione na dowolnym poziomie niezależnie od ładowania elektrycznego, to ten sposób oceny nie wydaje się wystarczający. Stężenie kwasu odpowiadające naładowaniu elektrycznemu może być również zmienione na skutek ewentualnych wycieków. Ponieważ naturalne parowanie elektrolitu akumulatora należy zrównoważyć wodą destylowaną w celu utrzymania stężenia kwasu, to ogniwa akumulatora, w przypadku niewidocznych wycieków, utrzymują ten sam poziom. Maleje jednak ■wówczas stężenie kwasu tak, że właściwie należałoby uzupełnić nie wydaloną wodę, lecz kwas o odpowiedniej gęstości.
153
Ustalenie stężenia kwasu odpowiadające stanowi naładowania nie jest zadaniem prostym. Pomiędzy stanem całkowitego naładowania a stanem wyładowania stężenie kwasu zmienia się w zależności od naładowania elektrycznego, a ponadto na mierzoną gęstość wywiera również -wpływ temperatura. Aby ustalić średnią gęstość kwasu należałoby dokładnie znać stopień naładowania elektrycznego, co jednak w warunkach eksploatacji zwykle nie daje się zmierzyć z wymaganą dokładnością. Z tego względu celowe jest ustalenie gęstości kwasu w stanie naładowania elektrycznego na poziomie wielkości zaznaczonej również na wykresie, wynoszącej 1,285 kg/dm3.
Do oceny akumulatorów bezwzględnie konieczna jest znajomość zmian napięcia towarzyszących ładowaniu i wyładowaniu oraz tych wartości charakterystycznych napięć, które odpowiadają stanom całkowitego naładowania i wyładowania (rys. 123). Przy ładowaniu i wyładowaniu rozróżniamy dwa różniące się między sobą napięcia, a mianowicie napięcie robocze (napięcie na zaciskach pod obciąże-
Rys. 123. Zmiana napięcia na ogniwo przy ładowaniu i wyładowaniu akumulatora
■ niem), które może być mierzone podczas ciągłego ładowania i wyładowania, oraz napięcie znamionowe, które może być mierzone po ok. 2025 minutach od momentu przerwania ładowania lub wyładowywania. Obie te wartości zmieniają się w zależności od stanu naładowania tak, że stanowią informację o stanie procesu elektrochemicznego. Ponieważ producenci wszelkiego rodzaju specyfikację akumulatora odnoszą do normalnego stanu i normalnego naładowania, stąd wykres przedstawiony na rysunku 123 również odpowiada tego ro-
154
dzaju -warunkom. Prąd charakteryzujący normalne ładowanie lub wyładowanie odpowiada dziesięciogodzinnemu prądowi wyładowania.
Przy normalnym ładowaniu napięcie robocze akumulatora wzrasta początkowo gwałtownie, a następnie stopniowo, a wraz z nim proporcjonalnie do czasu wzrasta również napięcie znamionowe. Po około 8-godzinnym ładowaniu zmienia się stromość krzywej, charakteryzującej napięcie robocze i po osiągnięciu poziomu naładowania ogniwa rzędu 2,4 V rozpoczyna się wytwarzanie gazu. Wydzielaniu gazu towarzyszy dalszy wzrost napięcia znamionowego, ładowanie jeszcze się nie kończy. W celu ograniczenia wydzielania gazu, spulchniającego materiał płyt, należy zmniejszyć prąd ładowania. Pod koniec ładowania napięcie na ogniwo ustala się na wysokości około 2,6 V i ładowanie należy zakończyć, gdy górny poziom nie ulega zmianie przez ok. 2 godziny. W -ten sposób normalne ładowanie z uwagi na zmniejszenie prądu związane z ograniczeniem wydzielania się gazu trwa 11,512 godzin. Po zakończeniu ładowania napięcie na ogniwo spada do maksymalnej wartości znamionowej, to znaczy do 2,13 V.
Przy wyładowaniu sytuacja się odwraca, a mianowicie napięcie robocze spada poniżej wartości znamionowej. Na początku wyładowania napięcie robocze spada początkowo w sposób nagły, a później proporcjonalnie do czasu. Stan ten zmienia się dopiero przy końcu wyładowania, jako że napięcie robocze zaczyna spadać coraz gwałtowniej i gdybyśmy nie przerwali prądu wyładowania, to w krótkim czasie zmalałby on do zera. Jednak proces elektrochemiczny zachodzący w akumulatorze może być odwracalny jedynie wówczas, gdy po osiągnięciu napięcia roboczego o wielkości 1,75 V w każdym przypadku przerwiemy wyładowywanie. Dalsze obciążanie utrwala pod względem chemicznym zawartość siarczanu ołowiawego w płytach, proporcjonalnie do której maleje pojemność akumulatora. Po zakończeniu wyładowania akumulatora napięcie na ogniwo ustala się na minimum napięcia znamionowego o wielkości 1,99 V. Napięcie znamionowe wytwarza się również w stanach pośrednich pomiędzy naładowaniem i wyładowaniem, a więc w okresie, gdy akumulator nie pracuje.
Stosownie do powyższego naładowanie akumulatora może być obserwowane za pośrednictwem napięcia znamionowego bądź roboczego. Mając na uwadze fakt, iż różnica pomiędzy stanem naładowania i wyładowania poziomu znamionowego jest bardzo mała (0,14 V), bardziej celowe jest dokonanie oceny w oparciu o napięcie robocze. Większa różnica napięć jaka tu występuje (0,38 V na ogniwo) stanowi zaletę, która równoważy nieliniowy charakter napięcia roboczego. W ramach badania diagnostycznego mogą być więc zastosowane znane powszechnie widełki obciążające, które poza stanem całkowitego naładowania i wyładowania do wielkości granicznej, nadają się również do wykazania wielkości pośrednich. Należy jednak zwrócić uwagę na to, że przy obciążeniu znacznie większym od prą-
155
;: _ ■
du normalnego napięcie robocze odpowiadające stanowi takiego samego naładowania zmienia 6ię.
W ramach diagnostyki do
oceny stężenia kwasu może być również stosowany
wskaźnik gęstości kwasu. Jeśli stężenie kwasu
ustalone zostało w sposób właściwy i jeśli w okresie
eksploatacji nie rozcieńczano elektrolitu, to pomiar gęstości
daje rozeznanie odnośnie stanu naładowania akumulatora.
Gęstość kwasu całkowicie naładowa-nego akumulatora
wynosi 1,28 kg/dm3, akumulatora naładowanego do połowy
1,20 kg/dm3, zaś akumulatora w stanie rozładowania 1,12
kg/cm3, przy temperaturze elektrolitu wynoszącej
Poza napięciem roboczym i gęstością kwasu, stan akumulatora może być dobrze określony tak zwanym napięciem rozruchowym. Pojemność akumulatora określona jest odbiornikiem największej mocy, jakim jest rozrusznik. Ponieważ w każdym przypadku pamięta się o odpowiednim skoordynowaniu mocy rozrusznika i pojemności akumulatora, uruchomienie rozrusznika stanowi dla akumulatora dobrze wyliczone obciążenie. Na tym opiera się szybka kontrola akumulatora stonowana chętnie w ramach diagnostyki. W celu wykonania pomiaru wyłączamy zapłon silnika albo przez zdjęcie lub uziemienie części przewodu od strony głowicy rozdzielacza między cewką zapłonową a rozdzielaczem zapłonu, albo za pomocą wyłącznika umieszczonego w tym celu w zestawie urządzeń do badania zapłonu i uruchamiamy rozrusznik. Na skutek wyłączenia zapłonu silnik nie może być uruchomiony i tym samym w okresie trwania oceny (kilkusekundowym) rozrusznik stanowi dla akumulatora znaczne ale stałe w czasie obciążenie elektryczne. Akumulator nadaje się. do użytku jedynie wówczas, gdy zmierzone w tej sytuacji napięcie przekracza 4,5 V w przypadku jednostki 6 V, 9 V w przypadku jednostki 12 V i 18 V w przypadku jednostki 24 V. Nie należy tu mylić przyjętej jako granicznej wartości napięcia na ogniwo 1,5 V z uważaną za wartość graniczną przy normalnym prądzie wyładowania na-^ pięciem 1,75 V, ponieważ w tym przypadku rozrusznik pobiera wielokrotność prądu normalnego, co powoduje większy spadek napięcia wewnętrznego.
Przy badaniu szybkościowym dokładniejszy wynik daje skrócony pomiar mocy rozruchowej. Do badania tego potrzebna jest oporność obciążająca o takiej wielkości, która w przypadku badanego akumulatora pozwoliłaby na uzyskanie prądu obciążającego odpowiadającego trzykrotnej pojemności amperogodzinowej. Przy pomia-1 rze podłączamy oporność obciążającą do biegunów akumulatora i następnie przez okres 15 sekund stosujemy obciążenie odpowiadające trzykrotnej pojemności amperogodzinowej. Przy końcu obciążenia mierzymy napięcie na ogniwach i na zaciskach akumulatora. Napięcie na ogniwo akumulatora znajdującego się w dobrym stanie nie powinno zmniejszyć się poniżej 1,7 V, czyli akumulator jest odpowiedni, jeśli:
156
w przypadku jednostki 6 V zmierzone napięcie przekracza 5,1 V, w przypadku jednostki 12 V zmierzone napięcie przekracza 10,2 V, w przypadku, jednostki 24 V zmierzone napięcie przekracza 20,4 V. Ponadto rozbieżność napięć pomiędzy ogniwami może wynosić maksimum 0,1 V.
Może się zdarzyć, że przy końcu pomiaru napięcie akumulatora zmniejsza się poniżej dopuszczalnego poziomu dlatego, że uprzednio nie był on dostatecznie naładowany. Aby oddziaływanie zakłócające o tego rodzaju charakterze można było wyodrębnić od rzeczywistej usterki, po pierwszym pomiarze zdolności rozruchowej zakończonym wynikiem negatywnym, należy akumulator doładować przyspieszonym 3-minutowym ładowaniem. Jeśli przy szybkim ładowaniu napięcie akumulatora wzrasta w niezasadnie krótkim czasie powyżej 7,75 V, 15,5 V lub 31 V, oznacza to, 'że płyty są zasiarczone, a więc nie nadają się do użytku.
Po przeprowadzeniu szybkiego ładowania o czym sygnalizuje napięcie akumulatora wynoszące 7,75 V, 15,5 V lub 31 V powtarzamy pomiar zdolności rozruchowej i jeśli ponownie otrzymamy wynik negatywny, oddajemy akumulator do naprawy.
W związku z szybkim
ładowaniem przed drugą kontrolą należy wspomnieć,
że stan naładowania stwarza również możliwość dokonania
oceny stężenia kwasu. Pomiar zdolności rozruchowej może
być przeprowadzany jedynie przy temperaturze elektrolitu wynoszącej
powyżej 4-
Przy wykrywaniu usterek przeprowadzanych w ramach działalności usługowej często się zdarza, że stopień naładowania akumulatora samochodu jest niewłaściwy. W danym przypadku brak odpowiedniego naładowania może nawet uniemożliwić przeprowadzenie badania. W celu usunięcia tego rodzaju przeszkód i udzielenia szybkiej pomocy niezbędne jest zastosowanie szybkiego ładowania.
Przydatność szybkiego ładowania z uwagi na szkodliwe, jak przypuszczano, oddziaływania uboczne przez długi czas była poddawana w wątpliwość. Jednak okazało się, że szybkie ładowanie przeprowadzone fachowo w określonych warunkach w ogóle nie szkodzi akumulatorowi, a nawet, przeprowadzone we właściwym czasie, pozwala na uniknięcie wielu nieprzyjemnych oddziaływań. W ten sposób szybkie ładowanie zyskało prawo obywatelstwa, a w dziedzinie diagnostyki stało się wręcz niezbędne.
Ogólnie mówimy o szybkim ładowaniu wówczas, gdy zamiast prądu normalnego stosujemy do ładowania prąd o natężeniu odpowiadającym 50100% nominalnej pojemności amperogodzinowej. W poszczególnych przypadkach dopuszcza sią również prąd ładowania
f |
powiada jacy ponad 100% pojemności amperogodzinowej. 157
Skuteczność
szybkiego ładowania zależy od tego, w jakiej
mierze, przy zastosowanym urządzeniu i metodzie, uda się w krótkim
okresie czasu przekazać do akumulatora maksymalny ładunek bez
szkodliwego dla elektrolitu nagrzania i bez przekraczania dopuszczal
nej intensywności wydzielania gazu. Przegrzania elektrolitu można
uniknąć przez zastosowanie czujników termicznych wbudowanych w
ładowarki szybkościowe, zaś szkodliwe wydzielanie gazu może
być
wyeliminowane przez zastosowanie celowej technologii lub regulacji
elektrycznej. :.
Jeśli akumulator ładujemy prądem większym od normalnego (rys. 124), napięcie na ogniwo w pierwszym okresie ładowania stopniowo wzrasta i do momentu rozpoczęcia wydzielania gazu stopień naładowania zależnie od prądu ładowania osiąga wielkość
|
Rys. 124. Zmiana napięcia na ogniwo przy ładowaniu szybkościowym
7075%. Wydzielanie gazu spulchniające materiał masy płytowej może być w dalszym ciągu likwidowane ograniczaniem prądu ładowania w taki sposób, że napięcie na ogniwo utrzymywane jest na poziomie stałym. Sterowanie ręczne byłoby tu niewygodne, ponieważ czas niezbędny do zakończenia ładowania jest jeszcze znaczny. Czynność ta naturalnie znacznie się upraszcza przez zastosowanie regulacji elektrycznej.
Z uwagi na znaczny koszt regulatora elektrycznego większość znajdujących się w obrocie ładowarek szybkościowych nie ma
158
regulatora. Zamiast niego do instalacji wbudowuje się raczej zegar wyłącznikowy lub tego rodzaju czujnik napięcia, który przerywa ładowanie z chwilą osiągnięcia napięcia wydzielania gazu. Biorąc pod uwagę, że szybkie ładowanie ma na celu głównie przeciwdziałanie skutkom wyładowania zakłócającym użytkowanie samochodu lub przeprowadzenie pomiarów, można rozważane zagadnienie rozwiązać zastosowaniem tańszej instalacji, która w krótkim czasie pozwala na uzyskanie 7075% naładowania.
Większość ładowarek szybkościowych jest już wyposażona we wszystkie instalacje, które są potrzebne do badania diagnostycznego akumulatora {rys. 125). Tak więc poza wyłącznikiem stopniowym 1 i wyłącznikiem czasowym 2 potrzebnymi do szybkiego łado-
|
Rys. 125. Szybkościowa ładowarka akumulatora
wania, można tu jeszcze znaleźć opornik obciążający z regulacją 3 potrzebny do oceny zdolności rozruchowej, czujnik ogranicznika temperatury 4 oraz wskaźnik napięcia na ogniwo 5. Szybkie ładowarki większej mocy mogą być ponadto stosowane jako jednostki rozruchowe.
Należy w końcu zwrócić uwagę na to, że zarówno przy pomiarze zdolności rozruchowej jak i przy szybkim ładowaniu, w przewodach ładujących i wyładowujących płynie znaczny prąd, toteż nie może być tu nde uwzględniany spadek napięcia na przewodach i połączeniach. Z tego względu dostatecznie dokładny pomiar napięcia
159
wymaga .zastosowania takich sond woltomierzy, które mogą być podłączone bezpośrednio do miejsca pomiaru. Ocena napięcia woltomierzem na końcach przewodów ładowania i wyładowania od strony instalacji jest niewłaściwa.
3.5. KONTROLA ROZRUSZNIKA
Rozrusznik jest w każdym przypadku odbiornikiem największej mocy układu zasilania samochodu w energię elektryczną. Duże prądy niezbędne przy rozruchu zwłaszcza zimą poważnie obciążają akumulator, a najmniejsze uszkodzenie odnośnego odcinka sieci może ewentualnie uniemożliwić rozruch silnika. Z tego względu w aspekcie niezawodności pracy samochodu po akumulatorze należy zawsze dokonać oceny rozrusznika i związanego z nim obwodu prądowego, a więc pomiar ten musi się znaleźć wśród badań diagnostycznych.
Pomiary elektryczne i mechaniczne niezbędne przy pełnej ocenie rozrusznika mogą być przeprowadzane jedynie na stanowisku badań elektrycznych. Nie obniża to jednak wartości badań diagnostycznych, ponieważ dla wykrycia usterki i tak nie jest celowe wyłączanie badanej części konstrukcyjnej z miejsca jej pracy. Może się bowiem zdarzyć, że w ten właśnie sposób usuniemy usterkę zakłócającą pracę. Nie musimy zatem dokonywać szczegółowej oceny rozrusznika, jako że staramy się jedynie wykryć usterkę.
|
Rys. 126. Charakterystyka rozrusznika |
160 |
W ramach badań diagnostycznych należy dokonać oceny poboru prądu przez rozrusznik i spadków napięcia występujących na elementach obwodu prądowego sieci rozruchowej. Określenie prądu roz-
ruchu nie jest zbyt proste. Do jednoznacznej bowiem oceny rozrusznika należałoby, przy przepisowym napięciu sieciowym U, określić prąd biegu jałowego I0, prąd zwarcia I2, moment maksymalny MMI, ewentualnie moc maksymalną IVmax (rys. 126). W przypadku rozrusznika wbudowanego do samochodu nie ma możliwości przeprowadzenia tych pomiarów, ponieważ nie można zrealizować pracy bez obciążenia, zaś moment i moc nie mogą być tu zmierzone. Biorąc pod uwagę przedstawioną wyżej charakterystykę, pobór prądu roboczego rozrusznika zależy od momentu niezbędnego do obracania silnika spalinowego i dlatego jednoznaczną opinię o zmierzonym natężeniu prądu moglibyśmy właściwie sformułować wówczas, gdybyśmy znali miejsce zajmowane na krzywej charakterystyki, czyli moment lub moc podaną na osi. Mimo to, jeśli są ku temu możliwości, pomiar prądu roboczego nie należy uważać jako zbędny.
Jeśli w przypadku sprawnego akumulatora, nieuszkodzonej sieci rozruchowej i przeciętnej temperatury obroty rozrusznika są niskie, to pomiar prądu roboczego jest uzasadniony. Prąd roboczy, znacznie przewyższający wartość związaną z danym typem rozrusznika, wskazuje na zwarcie uzwojenia, prąd mniejszy od wymaganego tłumaczy się wzrostem oporności wewnętrznej, spowodowanym uszkodzeniem szczotki lub komutatora. Jeszcze raz należy podkreślić, że wnioskowanie to jest prawidłowe jedynie wówczas, gdy w okresie pomiaru na biegunach rozrusznika jest przepisowe napięcie, to znaczy gdy wartość zmierzona zgodnie z rysunkiem 127 jest większa niż 4,5 V, 9 V względnie 18 V.
|
Rys. 127. Ocena poboru prądu przez rozrusznik
Pobór prądu rozrusznika zwykle może być określony jedynie w sposób pośredni, ponieważ przewody pomiarowe i bocznikowanie amperomierza, zwiększające spadek napięcia na sieci rozruchowej, nie mogą być włączone do obwodu prądowego. Do przeprowadzania pomiaru pośredniego stosowany jest opornik regulowany wykorzystywany przy pomiarze zdolności rozruchowej akumulatora lub wolto--amperomierz usytuowany w instalacji (rys. 128).
161
11 Diagnostyka samochodu
W ramach przygotowań do badania przewody opornika obciążającego łączymy z biegunami akumulatora zwracając przy tym uwagę na uzyskanie możliwie największej powierzchni styku a następnie w celu uniknięcia spadków napięcia wynikających z przejściowej oporności połączeń podłączamy również woltomierz
Rys. 128. Ocena poboru prądu przez rozrusznik drogą pośrednią
bezpośrednio ostrymi końcówkami. W pierwszej części pomiaru wyłączamy opornik obciążający za pomocą przycisku regulacyjnego. Aby silnik nie ruszył w okresie pomiaru wyciągamy przewód wtórny z rozdzielacza zapłonu i swobodny koniec przewodu uziemiamy. Następnie uruchamiamy rozrusznik i po ustaleniu obrotów rozruchu odczytujemy dokładnie z woltomierza wielkość napięcia na zaciskach akumulatora, która odzwierciedla spadek napięcia wewnętrznego spowodowany prądem rozruchu.
Z kolei w celu określenia prądu rozruchu wyłączamy rozrusznik i obserwując woltomierz zwiększamy obciążenie akumulatora za pośrednictwem opornika obciążającego tak długo, aż osiągniemy poprzednio zmierzoną wielkość napięcia. Ponieważ w drugiej części pomiaru, doprowadzając spadek napięcia wewnętrznego i przez to napięcie na zaciskach do tego samego poziomu, wytwarzamy właściwie obciążenie równoważne z rozrusznikiem, zatem prąd odczytany na amperomierzu jest równy poborowi prądu rozrusznika.
162
Do zasilania prądem rozruszników 24-woltowych dużej mocy stosuje się zwykle 2 lub 4 akumulatory (rys. 129). Przy rozruchu wymagane napięcie 24. V uzyskuje się przez połączenie szeregowe akumulatorów. Do sprawdzania zdolności rozruchowej całego układu akumulatorowego lub do opisanego wyżej pośredniego określenia prądu rozruchowego potrzeba by szczególnie wielkiej oporności obciążającej. Ponieważ oporności obciążające znajdujące się w obrocie szyb-
Rys. 129. Ocena poboru prądu przez rozrusznik i pomiar mocy rozruchu w przypadku akumulatorów połączonych szeregowo
kich ładowarek i instalacji kontrolnych nie są tu przydatne, warto wspomnieć, że w takim przypadku zdolność rozruchową należy mierzyć na każdym akumulatorze, natomiast prąd rozrusznika przy zastosowaniu jednego akumulatora.
Ze względu na znaczną wielkość prądu rozruchu często występuje usterka polegająca na tym, że na skutek oporów niewłaściwych połączeń przewyższających wartości dopuszczalne, niewłaściwych zacisków akumulatora, nadpalonych styków lub nieodpowiednich przewodów rozrusznika, w obwodzie prądowym rozrusznika po-; wstaje szkodliwy spadek napięcia. W tym przypadku nie pomoże do-jbry stan akumulatora, mniejsze napięcie dochodzące do zacisków rozrusznika może w istotny sposób obniżyć jego moc. W trakcie czynnoś-Ici diagnostycznych do wykazania przedstawionych wyżej usterek należy w okresie rozruchu dokonać pomiaru spadku napięcia we s wszystkich miejscach połączeń (rys. 130).
163
Rys. 130. Kontrola obwodu prądowego rozrusznika
W celu sprawdzenia sieci rozruchowej należy zmierzyć spadek napięcia powstający:
na stykach zacisków rozrusznika Ue,
na przewodzie rozrusznika Uk,
na przewodzie uziemienia akumulatora Ut.
We wszystkich tych miejscach niedopuszczalny jest spadek napięcia większy niż 0,1 V dla układu 6-woltowego oraz 0,2 V dla układu 12 V i 24 V. Ponieważ spadek napięcia na przewodzie rozrusznika i na przewodzie uziemiającym akumulatora mierzymy zawsze między wyjściem akumulatora i drugim końcem przewodu (rozrusznikiem, masą samochodu), zdarza się często, że większy od dopuszczalnego spadek napięcia jest konsekwencją zanieczyszczenia lub niemetalicznego styku między biegunem akumulatora a przewodem. Do stwierdzenia tego celowe jest przeprowadzenie dodatkowego pomiaru spadku napięcia na biegunach akumulatora Us. Należy wspomnieć, że do powyższego sprawdzenia należy zastosować woltomierz odpowiednio czuły, a więc z niewielkim zakresem pomiaru, a ponieważ na skutek niewłaściwego połączenia całe napięcie akumulatora może się dostać do zacisków przyrządu, należy zadbać o ochronę przed przepięciem. O obwodzie prądowym ochronnym była już mowa przy sprawdzaniu przerywaczy zapłonu.
3.6. KONTROLA REFLEKTORÓW
Dobrze ustawiony reflektor to jeden z najważniejszych czynników bezpieczeństwa w komunikacji drogowej. Mimo że każdy <bez wyjątku kierowca samochodowy zna dobrze niebezpieczeństwa wynikające z oślepienia w czasie jazdy nocnej, to jednak na naszych drogach wciąż jeszcze jeździ duża ilość samochodów z niewłaściwie ustawionymi reflektorami.
164
W celu bowiem zmniejszenia niebezpieczeństwa wypadku powierzchnia drogowa powinna być oświetlona możliwie najlepiej, równocześnie jednak należy bezwzględnie ograniczać oślepianie uczestników ruchu w kierunku przeciwnym. Oczywiście spełnienie obu tych sprzecznych ze sobą warunków jest niemożliwe, tak więc jedynym rozwiązaniem jest ściśle sprecyzowany kompromis. Stosownie do tego musimy przyjąć do wiadomości, że skrócenie światła stosowane w celu zmniejszenia oślepienia uczestników ruchu w kierunku przeciwnym ogranicza odległość dobrego widzenia. W ten sposób skrócenie światła stwarza konieczność pewnego ograniczenia prędkości.
Regulację
reflektorów najprościej można przedstawić w stary, lecz
dziś jeszcze często stosowany sposób. Przed badaniem samochód
ustawia się na całkowicie poziomej płaszczyźnie w
odległości 5 lub
Wynik przeprowadzonej w taki sposób regulacji może być poważnie zmieniony przez obciążenie samochodu, pod wpływem którego tył samochodu obniża się i stosownie do tego kierunek oświetlenia reflektorów ulega zmianie. Zmiana ta jest szczególnie istotna w przypadku samochodów ciężarowych, toteż przepisy dotyczące regulacji określają wymagane przy pomiarze obciążenie lub stwierdzają, w jakim położeniu powinny się znajdować reflektory bez obciążenia lub z obciążeniem. Podstawowym wymaganiem przy wykonywaniu pomiaru jest całkowita poziomość nawierzchni stanowiska.
|
Rys. 131. Położenie żarnika w żarówce reflektora symetrycznego lub asymetrycznego |
165 |
Z punktu widzenia wymagań regulacji możemy rozróżnić reflektor normalny i asymetryczny. Światło mijania reflektora normalnego, ze względu na jednostronne przesłanianie włókna żarówki (rys. 131a), ma całkowicie poziomą jasno-ciemną strefę graniczną.
Natomiast podobna strefa światła mijania asymetrycznego, ze względu na ukształtowanie krawędzi kielicha przesłony (rys. 1316), idąc w kierunku od lewego do 'prawego, do linii środkowej reflektora biegnie w kierunku poziomym, a począwszy od tej linii w kierunku do góry pod kątem 15°. Regulacja obu tych podstawowych typów jest częściowo rozbieżna. Wymagania są ponadto zmienione rodzajem samochodu (samochód osobowy, ciężarowy, autobus itd.), rozwiązaniem konstrukcyjnym resorowania (resory pneumatyczne) i wreszcie odległością reflektorów od ziemi.
Zakładając, że wysokość punktu środkowego reflektora mierzona od ziemi wynosi H, jasno-ciemna strefa graniczna światła mijania różnych typów samochodów, w odniesieniu do tej wysokości, powinna być ustawiona na następujące wielkości:
1.
W przypadku samochodów osobowych, o ile
wysokość reflektora mierzona od ziemi jest mniejsza niż
2. W przypadku
pojazdów jednośladowych (motocykle) przy obciążeniu
odpowiadającym po jednej osobie na każdym siedzeniu i bez
obciążania ewentualnego wózka bocznego, wysokość strefy jasno-ciemnej
H w odległości
3. W przypadku
samochodów ciężarowych, autobusów i pojazdów dostawczych, jeśli
w kabinie kierowcy znajduje się 1 osoba a pojazd jest całkowicie
obciążony, to wysokość strefy jasno-ciemnej H w
odległości
4.
W przypadku wszelkiego rodzaju maszyn roboczych,
jeśli wysokość reflektora mierzona od ziemi jest mniejsza
niż
Niezależnie od
rodzaju samochodu, jeśli wszystkie koła mają resorowanie
pneumatyczne, wysokość regulacyjna H w każdym przypadku w
odległości
Ustawianie reflektora rozpoczynamy od określenia kierunku światła drogowego i w celu uniknięcia oddziaływań zakłócających zawsze wyłączamy źródło światła nie badanego. W przypadku normalnego źródła światła najlepiej oświetlone centrum światła drogowego nie może wykazywać odchylenia w kierunku bocznym w porównaniu z oznakowaniem krzyżowym (rys. 132). Jeśli stwierdzimy odchylenie, to eliminujemy je przez regulację boczną reflektora. Ponieważ włókna żarzące się źródła światła bilux usytuowane są w tej samej żarówce, a więc w stosunku do siebie są unieruchomione, ustawianie światła drogowego w kierunku pionowym jest niepotrzebne
166
Rys. 132. Ustawianie świateł drogowych
Ustawienie reflektora w
kierunku pionowym należy zmieniać przy ustawianiu światła
mijania (rys. 133). W tym przypadku obracając reflektorem w kierunku
pionowym ustawiamy granicę strefy jasno-ciemnej tak długo, aż
uzyskamy opisane ustawienie. Po ustawieniu powtórnie włączamy
światła drogowe i obserwujemy, gdzie znajduje się tzw.
gorący punkt' najlepiej oświetlonego centrum w porównaniu z
oznakowaniem krzyżowym. Największe dopuszczalne odchylenie w stosunku
do oznakowania krzyżowego wynosi
Rys. 133. Ustawianie świateł mijania reflektora symetrycznego
góry i
Przy ustawianiu świateł mijania reflektorów asymetrycznych należy zwrócić szczególną uwagę na usytuowanie punktu przegięcia jasno-ciemnej strefy granicznej (rys. 134). W tym przypadku poza wysokością części poziomej strefy granicznej przepisy regulują również sprawę położenia 15° przegięcia stwierdzając, że powinno się ono znajdować dokładnie na linii pionowej przechodzącej przez oznakowanie krzyżowe, a więc że odchylenie w kierunku bocznym jest niedopuszczalne. W związku z powyższym światło mijania określa rów-
167
Rys. 134. Ustawienie świateł mijania reflektora asymetrycznego
nież ustawienie reflektora w kierunku
bocanym. Dość często się zdarza, że z powodu
niewłaściwych parametrów żarówki po ustawieniu światła
mijania kierunek światła drogowego jest zły. W odniesieniu do
oznakowania krzyżowego gorący punkt' światła
drogowego może mieć odchylenie na prawo i lewo do
|
Rys. 135. Część wewnętrzna przyrządu do ustawiania reflektorów |
168 |
Przedstawiony sposób nie nadaje się do badań diagnostycznych z jednej strony dlatego, że światło zewnętrzne zakłóca lub ewentualnie uniemożliwia przeprowadzenie pomiaru, z drugiej strony ze względu na szczególnie wysokie koszty budowy pomieszczenia krytego, co sprawia, że zwykle brakuje swobodnej przestrzeni o długości 510 metrów. Zagadnienie to rozwiązują nowoczesne instalacje do sprawdzania reflektorów, jako że zastosowanie ich zmniejsza odległość pomiaru do 1520 cm. Naturalnie poziomość podłoża w dal-
szym ciągu stanowi podstawowe wymaganie. Pomiar ten można zwią-zać z inną czynnością kontrolną.
Instalacja do sprawdzania reflektora skraca odległość po-miarową przez zastosowanie soczewki o dużym przekroju umiesz-czonej przed reflektorem (rys. 135). Zmniejszony w taki sposób obraz rzeczywisty 2 w przypadku gdy wysokość osi optycznej soczewki odpowiada osi optycznej reflektora oraz jest równoległa do osi podłużnej samochodu stwarza możliwość dokonania oceny strefy oświetlonej. Na ekranie można zawsze znaleźć oznakowania niezbędne przy sprawdzaniu, a w gorącym punkcie', czyli na środku strefy oświetlonej przez światła drogowe, umieszcza się zwykle fotoogniwo 2, które jako wskaźnik luxów za pomocą przyrządu elektrycznego 3 ocenia intensywność oświetlenia. Ocena strefy oświetlonej może być uproszczona, jeśli obraz utworzony przez soczewkę zostanie za pośrednictwem zwierciadła rzucony na szkło opałowe usytuowane na górnej części instalacji (rys. 136). Szczególnie korzystne jest umiesz-czenie tu przyrządu do pomiaru luxów, dokonującego oceny inten-
Rys. 136. Ekran przyrządu do ustawiania reflektorów
sywności oświetlenia, ewentualnie w wykonaniu pozwalającym na
pomiar światła zarówno drogowego jak i mijania.
Pod względem budowy zewnętrznej spotyka się w praktyce dwa rodzaje instalacji. Jedno z rozwiązań pozwala na przemieszcza-nie instalacji kontrolnej na kółkach i ustawianie jej względem osi
podłużnej samochodu i szkła reflektora za pomocą prętów zderzakowych. W celu ustawienia względem wysokości reflektora obramowa-nie instalacji ma możliwość przesuwu w kierunku pionowym (rys. 137). W ramach badania diagnostycznego coraz bardziej rozpowszechnia się instalacja zawieszana (rys. 138). Jest to uzasadnione
tym, że przy dokonywaniu pełnej oceny diagnostycznej wymagającej
wielu czynności związanych z miejscem, badanie reflektorów może
169
■ |
Rys. 137. Przyrząd do ustawiania Rys. 138. Przyrząd do ustawiania
reflektorów (Bosch) w wersji reflektorów (Bosch) w wersji
przenośnej na kółkach podwieszonej
być przeprowadzone jako czynność dodatkowa. Możliwość bocznego i pionowego przemieszczania instalacji umożliwia praktycznie przeprowadzenie pomiaru dowolnego urządzenia reflektorowego. Zawieszenie wahadłowe w sposób jednoznaczny określa warunek jedno-osiowości samochodu stojącego na terenie poziomym oraz warunek osi optycznej instalacji.
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 9043
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved