Диагностирование и ТО генератора и стартера автомобиля

1. Генератор

1.1. Неисправности генератора

Генератор относится к составляющим энергообеспечения. Перечислим наиболее часто встречающиеся неисправности генератора и их основные причины.

Контрольная лампа горит после пуска двигателя, стрелка вольтметра находится в красной зоне в начале шкалы, после нажатия и отпускания педали дроссельной заслонки контрольная лампа гаснет и вольтметр показывает нормальнее напряжение. Основная причина: генератор не возбуждается на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя из-за отпайки дополнительных резисторов в монтажном блоке.

Контрольная лампа горит при работе двигателя, стрелка вольтметра находится в красной зоне в начале шкалы или постепенно отклоняется в начало шкалы. Основные причины:

• проскальзывание ремня привода генератора;
• обрыв или короткое замыкание в диодах питания обмотки возбуждения;
• повреждение регулятора напряжения; обрыв в одном или нескольких вентилях генератора, короткое замыкание в отрицательных вентилях;
• обрыв или межвитковое замыкание в обмотке статора, замыкание ее на «массу»;
• замыкание на «массу» выводов обмотки возбуждения генератора.

Контрольная лампа не горит при работе двигателя, стрелка вольтметра находится в красной зоне в начале шкалы или постепенно отклоняется в начало шкалы. Основные причины:

• отсутствие контакта между выводами регулятора напряжения и щеток;
• износ или зависание щеток;
• окисление контактных колец;
• повреждение регулятора напряжения;
• короткое замыкание в положительных вентилях;
• отпайка выводов обмотки возбуждения от контактных колец.

Стрелка вольтметра находится в красной зоне в конце шкалы при работе двигателя. Основная причина: поврежден регулятор напряжения.

Повышенная шумность при работе генератора. Основные причины:

• ослабление гайки шкива генератора;
• повреждение подшипников генератора;
• межвитковое замыкание или замыкание на «массу» обмотки статора (шум генератора);
• замыкание в одном из вентилей генератора.

1.2. Диагностирование генератора, реле-регулятора и конденсатора

Генератор можно диагностировать мотор-тестером (без снятия генератора с автомобиля), на специальном стенде (со снятием генератора с автомобиля), а также с помощью простейших контрольных средств — тестера и контрольной лампочки.

Диагностирование генератора мотор-тестером производится при частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу по осциллограммам, позволяющим определить: состояние исправного генератора (рис. 1, а); обрыв фазной обмотки (рис. 1, б); межвитковое замыкание фазной обмотки (рис. 1, в); обрыв в цепи обмотки возбуждения (рис. 1, г).

На мотор-тестерах проверяются также: напряжение, развиваемое генератором на различных частотах вращения, пульсации напряжения (рис. 2); сила тока, вырабатываемого генератором. Проверки производятся как при включенных, так и при выключенных потребителях электроэнергии. Если измеренные величины не соответствуют требуемым значениям, они высвечиваются красным цветом.

Рис. 1. Вид осциллограмм выходного напряжения исправного генератора (а) и при его неисправностях (б–г)

Более простые способы, которыми можно проверить генератор и реле-регулятор с помощью тестера или контрольной лампочки: проверка обмоток на замыкание; проверка сопротивления на обмотках, пропускания тока в обоих направлениях (при проверке вентилей), напряжения, ограничиваемого реле-регулятором.

Рис. 2. Информация о работе генератора на экране дисплея мотор-тестера

Исправность конденсатора можно проверить мегомметром или тестером (на шкале 1…10 Ом). Если в конденсаторе нет обрыва, то в момент присоединения щупов прибора к выводам конденсатора стрелка должна сначала отклониться в сторону уменьшения сопротивления, а затем постепенно вернуться к нулю.

При эксплуатации и обслуживании генераторной установки переменного тока в целях предупреждения выхода генератора из строя необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Отрицательный вывод аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с «массой», а положительный — подключаться через клемму контактного болта стартера к выводу клеммы «30» («+») генератора. Ошибочное обратное подключение полюсов батареи немедленно вызовет прохождение через выпрямитель генератора тока повышенной силы, при этом генератор может выйти из строя.
2. При работающем генераторе не допускаются: отсоединение от выводов клемм «30» («+») проводов потребителей; отключение аккумуляторной батареи от сети электрооборудования. Это вызовет резкое повышение напряжения, приводящее к пробою выпрямительного блока и повреждению регулятора напряжения.
3. Не следует в процессе эксплуатации проверять цепи электрооборудования мегомметром или лампой, питаемой напряжением 36 В. Если такая проверка необходима, то предварительно отсоединяют провода от генератора и регулятора напряжения.
4. Проверять работоспособность генератора можно только с помощью контрольно-измерительных приборов — вольтметра и амперметра.
5. Проверять прочность изоляции статора повышенным напряжением следует только на стенде с обязательным отключением выпрямительного блока от выводов фазных обмоток.
6. При проведении электросварочных работ на автомобиле следует отсоединить провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи.
7. Вентили выпрямительного блока генератора ни в коем случае не должны проверяться в схеме переменного тока напряжением 110 или 220 В и выше (даже при наличии сигнальной неоновой лампы) и не должны проверяться мегомметром, так как он имеет слишком высокое для вентилей напряжение (вентиль при проверке будет пробит — произойдет короткое замыкание).

1.3. ТО генератора

В ТО‑1, ТО‑2 внешним осмотром проверяются:

• состояние электропроводки (крепление пучков проводов, отсутствие их провисания и потертостей);
• состояние и надежность крепления штекерных соединений;
• затяжка гаек на силовых выводах генератора и стартера;
• натяжение ремня привода генератора.

После каждых 60 тыс. км пробега при ТО-2 следует также продуть генератор сжатым воздухом для удаления пыли. Кроме того, при необходимости: проверить состояние щеточного узла, перемещение щеток в гнездах щеткодержателя (оно должно быть свободным, без заеданий), высоту щеток; подтянуть стяжные винты генератора и гайку крепления шкива.

2. ТО и диагностирование стартера

2.1. Общие положения

Стартер относится к системе энергопотребления. При пуске двигателя стартер должен преодолеть сопротивление вращению коленчатого вала и сообщить ему пусковую угловую скорость. Величина сопротивления вращению коленчатого вала зависит от литража двигателя, числа цилиндров, степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала.

Пусковая частота вращения зависит от способа смесеобразования и скоростной характеристики системы зажигания в бензиновых двигателях.

Для того чтобы провернуть коленчатый вал, необходим пусковой момент M_пуск для преодоления момента сопротивления М_сопр, который представляет сумму момента сил трения М_тр, момента от сжатия воздуха в цилиндре двигателя М_сж и момента сил трения вспомогательных механизмов М_вс, приводимых в движение двигателем, т.е.

Момент сил трения зависит от числа цилиндров двигателя, литража и степени сжатия, температуры и кинематической вязкости масла: при температуре 0…5 °С он составляет примерно 60 % пускового момента, при температуре -12…-15 °С — достигает 80…90 %. При пуске холодного двигателя момент сопротивления может превысить в 2 раза рабочий момент и в 8–9 раз момент, необходимый для пуска прогретого двигателя.

Момент, необходимый для привода вспомогательных механизмов, зависит от типа двигателя (бензиновый или дизельный), поскольку для привода топливной аппаратуры дизеля требуются большие усилия.

Мощность стартера P_ст, необходимая для пуска двигателя:

где n_пуск — пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя; М_пуск — пусковой момент двигателя, равный kV_h (k — опытный коэффициент, зависящий от числа цилиндров и степени сжатия двигателя; V_h — литраж двигателя); η_п — КПД зубчатой передачи механизма привода.

Коэффициент k для четырехцилиндровых двигателей равен 3,5, а для шести- и восьмицилиндровых соответственно 4,0 и 4,2; для дизелей k = 5…9.

2.2. Неисправности стартера

К наиболее часто встречающимся неисправностям можно отнести следующие.

При включении стартера тяговое реле не срабатывает, якорь не вращается. Основные причины:

• неисправность или полное разряжение аккумуляторной батареи;
• сильное окисление полюсных выводов аккумуляторной батареи и наконечников проводов;
• слабая затяжка наконечников; отсоединение или обрыв провода тягового реле со стороны стартера или выключателя зажигания;
• межвитковое замыкание в обмотке тягового реле стартера, обрыв или замыкание ее на «массу»;
• неисправность контактной части выключателя зажигания; заедание якоря тягового реле.

При включении стартера тяговое реле срабатывает, но якорь не срабатывает или вращается недостаточно интенсивно. Основные причины:

• разряжение аккумуляторной батареи;
• окисление полюсных выводов аккумуляторной батареи и наконечников соединительных проводов;
• ослабление затяжки крепления наконечников проводов;
• окисление контактных болтов тягового реле стартера;
• окисление наконечников проводов и ослабление их крепления на контактных болтах тягового реле стартера;
• подгорание коллектора;
• зависание щеток или их большой износ;
• обрыв в обмотке статора или якоря;
• замыкание между пластинами коллектора, межвитковое замыкание в обмотках якоря или статора либо замыкание их на «массу»;
• замыкание изолированного щеткодержателя плюсовой щетки на «массу».

При включении стартера якорь вращается, а коленчатый вал двигателя не прокручивается. Основные причины:

• пробуксовка муфты свободного хода;
• поломка рычага выключения муфты или выскакивание его оси;
• поломка поводкового кольца муфты или буферной пружины;
• заедание или тугое перемещение привода на винтовой нарезке вала якоря стартера.

Повышенный шум стартера при вращении якоря. Основные причины:

• чрезмерный износ втулок подшипников или шеек вала якоря;
• ослабление крепления стартера;
• поломка крышки со стороны привода;
• ослабление крепления полюса в корпусе стартера (якорь задевает при вращении за полюс);
• повреждение зубьев шестерни привода или венца маховика двигателя.

Стартер не отключается после пуска двигателя. Основные причины:

• заедание рычага привода;
• заедание привода на валу якоря стартера или слипание контактов тягового реле;
• ослабление или поломка возвратных пружин муфты свободного хода либо тягового реле стартера;
• заедание якоря тягового реле;
• неисправность контактной части выключателя;
• поломка возвратной пружины выключателя зажигания.

2.3. Общая проверка стартера

Проверка стартера может производиться с помощью мотор-тестера. Для этого необходимо: заблокировать двигатель с целью предотвращения пуска (например, отсоединить электропитание от запорного электромагнитного клапана ТНВД); присоединить датчик тока на провод, соединяющий аккумуляторную батарею (АКБ) со стартером, включить стартер на 3…5 с, измерить ток и напряжение пуска и частоту вращения при пуске.

Пусковая частота вращения (N_мах) должна находиться в пределах 200…350 об/мин. Ток пуска должен соответствовать паспортному значению. Повышенный ток пуска свидетельствует о неисправности стартера.

Проверка эффективности работы стартера на контрольно-испытательном стенде для проверки электрооборудования автомобиля производится в режиме холостого хода и под нагрузкой в режиме полного торможения. Перед проверкой необходимо убедиться в отсутствии замыканий в обмотках стартера и проверить тяговое реле его включения.

На холостом ходу измеряют силу тока и частоту вращения якоря стартера, а в режиме полного торможения — величину потребляемой мощности при заданных значениях силы тока и напряжения.

Увеличение силы потребляемого тока с уменьшением указанного значения тормозного момента свидетельствует о неисправности в обмотках якоря или возбуждения. Падение тормозного момента и силы потребляемого тока ниже номинальных значений происходит из-за нарушения контактов во внутренних соединениях стартера или ослабления усилия прижима щеток к коллектору. Если при проведении испытаний якорь стартера проворачивается в момент заторможенного состояния шестерни, значит, происходит пробуксовка муфты свободного хода и она подлежит замене.

2.4. ТО стартера

Техническое обслуживание стартера заключается в периодической подтяжке (при ТО‑1) креплений проводов и очистке наружных поверхностей от загрязнений.

Через каждые 45…60 тыс. км пробега (при ТО‑2) необходимо снимать стартер с автомобиля и зачищать коллектор, проверять износ щеток (9…14 мм) и при необходимости заменять их новыми, предварительно притерев к коллектору. Одновременно очищают и смазывают моторным маслом винтовые шлицы вала якоря, втулки обеих крышек и шестерню; поводковое кольцо привода стартера смазывают консистентной смазкой «Литол-24».