Лекция №7. - Методы и оборудование для диагностирования электрооборудования

Содержание лекции

- Методы и оборудование для диагностирования электрооборудования

Диагностирование электрооборудования.

Диагностируют техническое состояние электрооборудования с помощью специальных стендов и приборов

Аккумуляторные батареи

В свинцовых аккумуляторных батареях могут быть следующие основные неисправности: разряд и саморазряд, сульфатация и короткое замыкание пластин, трещины в банках и замыкание выводных штырей, коробление и замыкание пластин и др. Причиной саморазряда может быть загрязнение аккумулятора, замыкание пластин осыпающейся активной массой, образование местных (паразитных) токов, которые появляются в результате попадания металлических примесей в электролит. С у л ь ф а т а ц и я заключается в покрытии поверхности активного слоя пластин крупными кристаллами сернокислого свинца, в результате понижения уровня электролита, длительного хранения аккумулятора без дозаряда, высокой плотности электролита, эксплуатации сильно разряженной аккумуляторной батареи и чрезмерного пользования стартером.

К о р о т к о е з а м ы к а н и е п л а с т и н происходит в результате выпадания из них на дно банок большого количества активной массы. Коробление и разрушение пластин происходят при длительном перезаряде, повышении плотности и температуры электролита (более +45 °С), недостаточном креплении батареи в гнезде, замерзании электролита и сильной сульфатации пластин, увеличении силы зарядного тока, коротком замыкании, а также при частом и продолжительном включении стартера. В конечном итоге все указанные неисправности приводят к уменьшению емкости аккумуляторных батарей.

Уровень электролита проверяют стеклянной трубочкой с внутренним диаметром 5...6 мм. Высота уровня должна быть равна 10...15 мм от верхней кромки пластин аккумулятора или предохранительного щита. Периодичность проверки в зимнее время не реже чем через 30 дней и летом - через 10...15 дней. Снижение уровня электролита ниже нормы может привести к сульфатации пластин из-за их обнажения, так как обнаженные места (прежде всего у отрицательных пластин) усиленно окисляются, образуя сульфат свинца. Кроме этого, затрудняется запуск двигателя стартером, он не развивает требуемой мощности вследствие увеличения сопротивления в самом аккумуляторе (сульфат свинца не проводит элек­трический ток). Если в течение 2...3 недель верхняя часть пластин остается оголенной, пластины разрушаются, так как сульфат свинца выпадает из решеток. Уровень электролита доводят до нормы добавлением дистиллированной воды, получаемой при помощи различных дистилляторов. Дистиллированную воду хранят в стеклянной, фарфоровой, пластмассовой, эбонитовой и свинцовой посуде. Электролит добавляют в аккумуляторные батареи в случае его утечки.

Плотность электролита в работающем аккумуляторе при зарядке увеличивается, а при разрядке - уменьшается (в электролите остается меньше серной кислоты). Поэтому изменение плотности электролита может служить диагностическим признаком, определяющим степень разрядки аккумулятора. В процессе эксплуатации батареи должны быть полностью заряжены. В противном случае, вследствие повышения зарядного тока, они будут ускоренно разрушаться; снизится надежность запуска двигателя стартером, так как уменьшится сила тока, питающего стартер и систему зажигания. С увеличением разряженности аккумуляторной батареи повы­шается температура замерзания электролита. Поэтому эксплуатация батарей летом разрешается при разрядке до 50 % емкости, а зимой - не более 25 %.

Степень разряженности аккумуляторной батареи можно найти по таблицам, в основу которых положена линейная зависимость плотности электролита и степени разряженности батареи от 0 до 100 %. При отсутствии таблицы ориентировочно степень разряженности можно определить, исходя из следующих соотношений: понижение плотности электролита на 0,01 соответствует разрядке аккумулятора на 6,25 %. Степень разряженности аккумуляторное батареи следует определять по наименьшей плотности электролита в одном из аккумуляторов, при этом уровень электролита не должен отличаться от нормы более чем на 2...3 мм. При большем понижении уровня необходимо добавлять дистиллированной воды до нормы, зарядить батарею в течение 50...60 мин, а затем измерить плотность электролита и учесть температурную поправку.

Рис. 9.2. Диагностирование пластин аккумуляторной батареи:

1- кадмиевый электрод

Обычно измерение выполняют при температуре 15 °С Плотность электролита определяется ареометром с точностью до 0,01 во всех аккумуляторных банках. Она должна быть для центральных районов страны круглый год 1,27 (приведенная к 15 °С), для северных районов - больше, для южных - меньше.

По измеренной плотности электролита с учетом его плотности в полностью заряженной батарее можно определить степень разряженности аккумуляторных батарей, %:

С_р = 6,25 (Т_н - Т) 100,

где Т_н - начальная плотность электролита полностью заряженной батареи, приведенная к 15 °С, г/см³;

Т - измеренное значение плотности электролита, приведенное к 15 °С, г/см³.

Работоспособность батареи оценивают постоянством напряжения под нагрузкой соответствующей работе стартера. Проверить работоспособность аккумуляторной батареи, установленной на автомобиле, можно при запуске двигателя стартером, так как ее исправность отражается на работе стартера. Если стартер развивает мощность, достаточную для нормального запуска двигателя, то это свидетельствует об исправности аккумуляторной батареи. Оценить работоспособность аккумуляторных батарей, снятых с автомобиля, можно, проверив напряжение батареи под большой нагрузкой. Для этого применяют нагрузочные вилки, которые искусственно создают нагрузку, равную нагрузке при включенном стартере. Если показания вольтметра нагрузочной вилки в течение всего испытания (до 5с) будут устойчивыми и соответствовать 1,5... 1,8 В, аккумулятор исправен. Категорически запрещается проверять работоспособность батарей коротким замыканием на «искру».

Диагностирование технического состояния пластин аккумулятора без разборки можно осуществлять при помощи специального кадмиевого электрода (рис. 9.2). Применение такого дополнительного электрода позволяет обнаружить большинство неисправностей отрицательных и положительных пластин по каждому аккумулятору отдельно, в том числе переплюсование пластин. Принцип диагностирования основан на измерении потенциала проверяемых пластин относительно электролита. В полностью заряженном аккумуляторе при исправных пластинах потенциал положительных пластин относительно электролита - 2,25...2,28 В (в конце зарядки повышается до 2,55 В и более), потенциал отрицательных пластин - 0,12...0,13 В (в конце зарядки снижается до 0,07...0,08 В). В этом случае напряжение аккумулятора на зажимах полюсов будет составлять 2,13...2,15 В. В исправном, но разряженном до 1,75... 1,80 В аккумуляторе потенциал положительных пластин составит 1,90...2,00 В, отрицательных - 0,15...0,20 В. Признаком неисправности (снижения емкости) положительных пластин будет понижение их потенциала относительно электролита ниже 1,90... 1,95 В (в зависимости от плотности электролита). У неисправных отрицательных пластин потенциал выше 0,20...0,25 В. Наиболее точные результаты при использовании кадмиевого электрода будут получены на аккумуляторных батареях, разряженных до 1,75... 1,80 В. Измерительным прибором служит вольтметр постоянного тока на два предела измерения 0...0,3 и 0...3 В. Кадмиевый электрод проводником соединяют с отрицательной клеммой вольтметра, а провод от положительной клеммы поочередно подсоединяют к положительному и отрицательному выводам аккумулятора. В зависимости от состояния аккумуляторных пластин будет изменяться показание вольтметра. Повысить точность измерения можно, выдержав новый кадмиевый электрод в электролите плотностью 1,20... 1,25 г/см³ в течение не менее 10 ч и опустив его перед началом измерений в электролит проверяемого аккумулятора на 5... 10мин, если кадмиевый электрод был сухим.

Об окончании зарядки судят по плотности электролита. Если в течение 30 мин плотность не меняется, процесс зарядки считается оконченным.

Генераторные установки и реле - регуляторы

Современные генераторные установки достаточно долговечны и надежны при правильном уходе за ними в эксплуатации. Диагностирование генератора включает следующие операции: наружный осмотр якоря, коллектора, щеток; определение частоты вращения генератора на начало и полную отдачу; проверку температуры его нагрева; выявление шумов и стуков и проверку состояния деталей генератора с помощью специального оборудования. Особое внимание при этом следует уделять щеткам, так как качество работы генератора зависит от хорошего контакта щеток с коллектором. Причинами нарушения контакта могут быть: загрязнения коллектора, изнашивание щеток и коллектора, заедание щеток в щеткодержателях, ослабление пружин, прижимающих щетки к коллектору.

Во время работы генератора поверхность коллектора темнеет, приобретает красновато-коричневый оттенок. Такой цвет свидетельствует об исправности генератора. Цвета побежалости и синеватый оттенок коллектора появляются в результате его перегрева. В этом случае генератор необходимо тщательно проверить для установления причины неисправности. Загрязненный коллектор протирают чистой тканью, смоченной в бензине. Подгоревшую поверхность коллектора зачищают стеклянной бумагой С-100. Нельзя пользоваться наждачной шкуркой, так как наждачная пыль, забиваясь в зазоры между коллекторными пластинками, вызывает короткое замыкание секций обмотки якоря. Сильно изношенные коллекторы протачивают. Щетки, изношенные больше, чем наполовину или поврежденные, заменяют новыми. Перед установкой их протирают по профилю стеклянной бумагой.

Повышенный нагрев генератора (50 °С и выше) может быть вызван чрезмерным натяжением ремня, изнашиванием подшипников якоря, замыканием в обмотке якоря или коллектора. Температуру определяют специальными приборами, термометрами, на ощупь. Шумы и стуки могут быть вызваны изнашиванием подшипников, щеток, чрезмерным натяжением ремня и другими причинами. Уровень шумов определяют на слух и с помощью шумомеров.

Техническое обслуживание генераторов переменного тока не отличается от ТО генераторов постоянного тока, за исключением профилактических работ по обслуживанию выпрямителей (селеновых и с кремниевыми диодами). У выпрямителей могут быть такие основные неисправности: замыкание на массу, нарушение контакта с массой автомобиля, пробой селеновых шайб или диодов, старение выпрямителей.

Приборы зажигания

Для нормальной работы двигателя система зажигания должна обеспечивать напряжение не меньше 15 тыс. В. Ток высокого напряжения трансформируется в катушке зажигания из тока низкого напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора.

В процессе эксплуатации автомобилей могут быть случаи снижения низкого напряжения, что влияет в дальнейшем на получение тока высокого напряжения. Причинами снижения тока низкого напряжения могут быть: окисление, ослабление или подгорание различных контактов и соединений, разрегулировка контактов прерывателя (изменение угла замкнутого состояния), неисправности конденсатора и др.

Рис. 9.4. Осциллоскопическое устройство для испытаний двигателей

Надежная работа двигателя зависит также от состояния изоляции всех участков цепи высокого напряжения. Утечка тока в цепи высокого напряжения пропорциональна загрязненности изоляторов свечи и крышек распределителя, трещине в изоляторах, загрязненности пылью и маслом разрушенных или с пробитой изоляцией проводов и другим неисправностям. Утечка тока снижает напряжение на электродах свечи, создает слабую искру, перебои в работе двигателя.

Главным в обслуживании системы зажигания является содержание приборов цепи низкого напряжения в состоянии, обеспечивающем получение максимально возможного тока в первичной обмотке катушки зажигания, поддерживание необходимой изоляции приборов и проводов цепи высокого напряжения, установка зажигания и проверка автоматов опережения зажигания.

К основным неисправностям системы зажигания следует отнести: разрушение изоляции проводов и замыкание их на массу; нарушение плотного контакта в местах соединений; обгорание или окисление контактов прерывателя; изменение зазора между контактами, ослабление их крепления; неисправность конденсатора; забрызгивание маслом электродов свечей зажигания и покрытие их нагаром; изменение зазора между электродами, образование трещин в изоляторе и нарушение герметичности свечей; разрывы и замыкание в обмотках катушки зажигания; неправильная начальная установка момента опережения зажигания; неисправности регуляторов опережения зажигания и др.

Для диагностирования системы зажигания имеется много различных приборов. Один из них - осциллоскопическое устройство (рис. 9.4). Этот прибор позволяет испытать первичную обмотку при заземлении обеих полярностей, измерить в процентах угол замыкания, испытать вторичную обмотку зажигания; измерить высокое напряжение, угол опережения зажигания, частоту вращения коленчатого вала. На основании картин зажигания первичной и вторичной обмоток, значение опережения зажигания, а также частоты вращения коленчатого вала можно быстро и с большой надежностью определить неисправную деталь.

Наибольшее количество неисправностей приходится на свечи зажигания и прерыватель-распределитель. Признаками неисправности свечей зажигания служат трудный пуск и перебои в работе, а иногда и остановка двигателя. Существует несколько способов проверки работы свечей на автомобиле. Простейшими из них являются: проверка последовательным замыканием на массу центрального электрода свечи при помощи отвертки с деревянной ручкой; проверка регулярности вспышек в цилиндре индикатором с неоновой лампой с помощью различных электронных тестеров. Свечи, снятые с двигателя, испытывают и очищают от нагара на специальных приборах. Свеча очищается от нагара в пескоструйной камере кварцевым песком вместе с потоком воздуха, который подается к рабочей части свечи. Качество искрообразования определяется сравнением работы проверяемой и контрольной свечи. Исправная свеча имеет между электродами бесперебойное яркое со светло-фиолетовым оттенком искрение. Зазоры в электродах регулируют подгибанием боковых электродов. В зимнее время они должны быть меньшими. Неисправные свечи заменяют новыми.

Основными диагностическими признаками неисправности катушек зажигания является ослабление или прекращение искрового разряда. Поэтому катушки зажигания на специальных приборах проверяют на бесперебойное искрообразование и величину вторичного напряжения. Длина искры при исправной катушке должна быть 5...7 мм. В процессе эксплуатации проверяют также герметичность и температуру катушек зажигания. Неисправные катушки заменяют.

Основными диагностическими признаками неисправностей пре­рывателя-распределителя являются перебои в работе двигателя, повышение искрообразования в контактах прерывателя или полный отказ в работе двигателя. При диагностировании прерывателя-распределителя определяют угол замкнутого состояния контактов, состояние контактов и конденсатора, а также крепление прерывателя-распределителя и его элементов.

Одной из главных профилактических работ является установка зажигания. Перед установкой проверяют состояние контактов прерывателя и при необходимости регулируют зазор. Для регулировки его отпускают стопорный винт и эксцентриковым винтом поворачивают пластину с неподвижным контактом в нужную сторону. После установки нормального зазора пластину закрепляют стопорным винтом.

Зазор проверяют в положении наибольшего размыкания контактов щупом. Затем выворачивают свечу из первого цилиндра и определяют такт сжатия. Стрелка октан-корректора при этом должна находиться в нулевом положении. Начало такта сжатия определяют по выстрелу пробки, закрывающей свечное отверстие в первом цилиндре. Окончательно устанавливают поршень в ВМТ по совпадению установочных стрелок на картерах впереди или сзади двигателя и меток на шкиве коленчатого вала или маховика. После этого включают зажигание и сначала поворачивают корпус прерывателя до полного замыкания контактов, а затем - в обратную сторону до положения, соответствующего началу размыкания контактов. В этом положении корпус прерывателя закрепляют. Крышку распределителя ставят на место, а также подсоединяют высоковольтные провода согласно порядку работы двигателя. Окончательно момент зажигания уточняется по увеличению опережения зажигания при отсутствии признаков детонации на нормальных нагрузках и плавности их роста.

В современных автомобилях (КамАЗ и др.) широко распространены полупроводниковые реле-регуляторы, являющиеся неотъемлемой составной частью генераторных установок переменного тока. В этих регуляторах функции измерения, усиления, формирования и регулирования импульсов выполняют транзисторы, диоды и стабилитроны. В состав схем регуляторов входят также резисторы, конденсаторы и другие элементы. Отказ или неисправность любого из перечисленных элементов приводит к нарушениям в работе системы электрооборудования. Например, при пробое перехода эмиттер-коллектор или эмиттер-база силового транзистора реле-регулятора наблюдается увеличение напряжения в бортовой сети, что приводит к «кипению» электролита аккумулятора, то же наблюдается и при обрыве в цепи терморезистора. Регулятор полностью отказывает при обрывах в цепи диодов и электродов силового транзистора.

Общее диагностирование реле-регулятора по уровню регулируемого напряжения (т. е. определение исправности реле-регулятора) проводят с помощью диагностических приборов (Э-205, Э-214 и др.) при работающем двигателе.

Поэлементное диагностирование реле-регуляторов проводится при снятии их с автомобиля, вскрытии и испытании отдельных транзисторов,

конденсаторов тестером или на специальных приборах. При этом возможно количество «холостых» проверок. Уменьшить трудоемкость выполняемых работ при одновременном повышении качества поэлементного диагностирования (без запуска двигателя) можно применением стандартного осциллографа Э-206, дооборудованного по несложной схеме (рис. 9.5). Диагностируемый реле-регулятор подключают к осциллографу. На экране осциллографа получают неподвижные фигуры, вид которых позволяет определить неисправность реле-регулятора, а также отказавший элемент.

Для диагностирования реле-регулятора РР-356 автомобиля КамАЗ надо двумя зажимами провода осциллографа коснуться поочередно клемм регулятора в последовательности: «+» и Ш, «+» и М, Ш и М. Осциллограммы исправного реле-регулятора РР-356 и его характерных неисправностей показаны на рис. 9.6, а.

Для диагностирования реле-регулятора РР-350 автомобиля необходимо провода осциллографа с обозначением Пр и М подсоединить к клеммам реле 1, 2, 3 в последовательности: Пр - 1 и М – 2, Пр - 2 и М - 3, Пр - 1 и М - 3. Осциллограммы исправного реле-регулятора РР-350 и некоторых характерных неисправностей показаны на рис. 9.6, б.

У стартера могут быть такие основные неисправности: стартер не включается; уменьшена его мощность; шестерни стартера заклиниваются в шестерне маховика; пробуксовывает муфта свободного хода; шестерня бьет о шестерню маховика, реле стартера включает его и сейчас же выключает; шестерня стартера не входит в зацепления с венцом маховика; стартер после выпуска двигателя не отключается и др. Указанные неисправности могут быть вызваны разряженностью аккумуляторной батареи: износами механизмов стартера; обрывами в цепи обмоток реле; нарушением электрических соединений внутри стартера; отсутствием контакта щеток с коллектором из-за заедания щеток в щеткодержателях, недостаточного контакта со щетками, загрязнения, подгорания или изнашивания поверхности коллектора, подгорания контактов реле; отсутствием контакта и цепи стартер - батарея; коротким замыканием в обмотках стартера; износом подшипников и др.

Рис. 9,6. Характер осциллограммы реле-регуляторов РР-356 (а) и РР-350 (б)

Работу стартера на. автомобиле можно проверить с помощью специальных приборов в режиме полного торможения по силе по­требляемого тока и падению напряжения в электрической цепи стартера. Между стартером и аккумуляторной батареей предварительно включают шунт. Стартеры, снятые с автомобиля, проверяют на стендах. При этом с помощью динамометра определяют крутящий момент, продувают корпус воздухом; проверяют состояние коллектора, щеток и контактов включения. Коллектор чистят стеклянной шкуркой зернистостью № 100. Периодически проверяют крепление стартера^

Для приборов освещения характерны такие неисправности: отсутствие света (при исправных источниках питания) из-за перегорания нитей лампочек, неисправности включателей, нарушения контактов; отказ всей системы освещения автомобиля из-за короткого замыкания в цепи или приборах освещения; неправильная регулировка их положения на автомобиле. Правильная установка фар - одно из условий обеспечения безопасности движения. Положение фар проверяют и регулируют при помощи настенных или переносных экранов либо специальных передвижных (или переносных) оптических приборов.

Оптический прибор (рис. 9.7) предназначен для диагностирования инастройки фар различных систем, испытания силы света фар при помощи фотометра. Можно быстро и точно производить настройку Измерительный шкаф установки передвигается по столбу и устанавливается на нужной высоте при помощи цепного привода. Столб находится на стенде, имеющем две пары колес, которые обеспечивают легкое передвижение его. Измерительный шкаф устанавливают в оптической оси фар при помощи

Рис.9.7 Оптический прибор для диагностирования и настройки фар.

двойной ориентировки. На испытательном экране без искажений виден луч фары, пропорционально уменьшенный. Встроенная в измерительный шкаф двояковыпуклая линза практически без потерь собирает лучи света. Фотоэлектрический фотометр показывает по световой шкале силу света. Контролируют состояние проводки, соединений и креплений, яркость фар.

Контрольно-измерительные приборы проверяют с помощью установок Э-204 и др. Неисправные приборы заменяют.

На автомобилях КамАЗ установлены современные контактно-транзисторные прерыватели указателей поворотов РС-951. Традиционные методы определения технического состояния полупроводниковых приборов электрооборудования дают возможность проводить только общее диагностирование по принципу «годен - негоден» или же требуют снятия приборов с автомобиля, вскрытия их и поэлементной проверки всех входящих в них деталей (триодов, диодов, резисторов, конденсаторов), что приводит к значительным затратам времени.

Более перспективно для этих целей применение комплексных методов и средств диагностирования. Одно из них - метод тестового контроля. Реализация тестового диагностирования заключается в выработке и подаче на проверяемый прибор системы электрооборудования входных сигналов (воздействий) и в приеме выходных сигналов на экране осциллографа в виде осциллограмм, характеризующих техническое состояние диагностируемого прибора. Этот метод позволяет диагностировать на уровне общего и поэлементного диагностирования.

С точки зрения диагностирования прерыватель указателей поворота РС-951 можно разделить на две части: первую – электрон-­ный генератор импульсов тока, вторую - блок электромагнитных реле.

В качестве тестовых входов и выходов для диагностирования электронного генератора используют клеммы на реле прерывателя поворотов с маркировкой «-», П, «+», а для электромагнитных реле - клеммы ЛТ, ПТ, ЛБ, ЛБ, ЛП, ПП.

Возможны характерные неисправности: пробой эмиттер но-коллекторного перехода транзисторов VI и V3, обрыв или пробой диодов V4...V7; сгорание или обрыв обмоток электромагнитных реле. Эти неисправности можно определить при помощи осциллографа Э-206 следующим образом. С прерывателя РС-951 снимают соединительный разъем. Поочередно касаются выводами М и ПР осциллографа выводов «+» и 77 прерывателя указателей поворотов в последовательности М к «+» и 77, перемыкают их накоротко и ПР к «—», М к «+» и ПР к 77, М к «—» и Я, тоже перемыкают их накоротко и ПР к «+». На экране осциллографа появля­ются фигуры, по которым можно однозначно определить, какой из элементов генератора прямоугольных импульсов неисправен.

Диагностирование выполняется без снятия прерывателя указателей поворотов с автомобиля. Обнаружив неисправность, из корпуса вынимают печатную плату, а корпус остается на автомобиле. Неисправный элемент заменяют в электроцехе.

Поиск по сайту: