Автомобільне обладнання: будова та діагностування
31
Надійність автомобіля в умовах експлуатації значною мірою залежить від справності приладів електроустаткування, які спричинюють близько 15% несправностей його. Ресурс механічних вузлів електроустаткування обмежують тертьові поверхні, які треба добре змащувати, захищати від пилу, вологи і бруду. Внаслідок різких температурних перепадів, неперервних вібрацій, потрапляння вологи, пилу, бензину, масла або їхньої пари різні контактні струмопровідні деталі працюють у складних умовах. Ізоляційні матеріали також зазнають руйнування під дією нагрівання, вологи й електричного поля. Від різких перепадів температури утворюються тріщини у приладах електроустаткування, розміщених під капотом двигуна, особливо взимку, а конденсація вологи знижує їхні ізоляційні властивості так само негативно діють на деякі ізоляційні матеріали пари бензину і масла. Строк служби і надійність електроустаткування автомобіля в умовах експлуатації залежать не тільки від досконалості конструкції і технології виробництва, а й від якості ТО, який охоплює контрольно-діагностичні, регулювальні та інші роботи. Діагностують технічний стан електроустаткування за допомогою спеціальних стендів і приладів - компактних, надійних, зручних для пересування, з високою точністю показань. Під час діагностування запалювання в бензиновому двигуні виконують такі роботи: контроль системи запалювання; вимірювання кута випередження запалювання, замикального кута - індивідуального і підсумкового; контроль первинної і вторинної картин запалювання; автоматичне вимірювання різниці потужностей циліндрів, частоти обертання. Діагностуючи електрообладнання автомобіля, проводять цифрові вимірювання потужності та напруги великих струмів (без порушення цілісності вимірюваної схеми), вимірювання опору, контроль генератора, стартера, регулятора напруги і т. ін. Дизельний двигун діагностують сигналом тиску: контроль системи подачі і впорскування палива за картиною тиску; контроль початкового тиску динамічного розпилювача, вимірювання фазових помилок, кута початку подавання палива, кута попереднього впорскування, кута тривалості впорскування; можливість вибору картини; цифрове вимірювання кутів маркерними сигналами. Проводять механічні вимірювання тиску і вакуум у, перевіряють герметичність циліндрів, стан клапанів і поршнів, контролюють регулятор вакууму.
На електроустаткуванні перевіряють такі прямі (структурні) діагностичні параметри: потужність генератора; прогин паса приводу генератора; напругу вмикання реле зворотного струму; електричну напругу, що підтримується регулятором напруги; електричний опір випрямного блока в прямому і зворотному напрямках; потужність стартера; висоту щіток стартера; зазор між підшипниками стартера та їхніми посадковими місцями; передачу приводом стартера обертального моменту.
Акумуляторна батарея (акумулятор) - це пристрій для збереження енергії, яку можна використовувати як електричну. Вона працює завдяки тому, що два різних метали, перебуваючи в кислотному розчині, виробляють електрику.
Основні показники акумуляторів. Нижче наведено деякі важливі відомості про акумулятори, що допоможуть правильно вибрати акумулятор для автомобіля.
Акумулятор має 100-відсоткову ефективність при температурі 27 °С, а при - 18 °С ефективність того самого акумулятора падає до 40%, бо для того щоб пустити двигун, треба мати вдвоє більше енергії, ніж це було потрібно при 27 °С.
Стартова потужність (пускові ампери) - це та потужність, при якій акумулятор спроможний стартувати н умовах дуже холодної погоди. Цей чинник означає кількість амперів, які виробляє акумулятор протягом 30 с при - 18 °С без падіння напруги нижче ніж 7,2 В (мінімальний рівень для надійного старту). Чим вищий цей показник, тим більша стартова потужність акумулятора.
Резервна потужність - це потужність, що досягається за час, протягом якого акумулятор виробляє 25 А при температурі 27 °С і забезпечує роботу всіх допоміжних приладів в автомобілі вночі та в умовах поганої погоди або з несправним генератором заряджання.
Функціонування в умовах холодної погоди. В зимових умовах при - 18 °С і нижче акумулятор погано заряджатиметься у зв'язку із зростанням внутрішнього опору. У разі коротких поїздок взимку енергія, витрачена акумулятором на пуск, не компенсується. Внаслідок цього він працює на спрацьовування, постійно розряджається і зрештою відмовляє.
"Гарячий старт". У літні місяці після тривалих поїздок двигун дуже нагрівається і часто трапляється, що його важко стартувати заново. Такі "гарячі старти" іноді потребують стільки ж потужності, скільки й за холодної погоди або й більше. Це особливо поширюється на високо компресійні двигуни з великим робочим об'ємом і автомобілі з кондиціонерами, що ще раз підкреслює важливість правильного вибору акумулятора відповідно до двигуна автомобіля.
Вибір акумулятора. Напевно, у кожного автомобіліста настає такий момент, коли стара акумуляторна батарея завдає багато клопоту, особливо у період суворої зими і сильних морозів. Постійні проблеми з пуском двигуна, нескінченні "домашні" підзарядки й страх, що активна маса, яка обсипається, у неслушний момент замкне пластини. Напрошується висновок: потрібен новий акумулятор.
Усі стартерні акумуляторні батареї поділяють на три категорії: акумулятори, що обслуговуються (ремонтопридатні), акумулятори, що мало обслуговуються, та акумулятори, що не обслуговуються.
Рис. 1. Будова акумуляторної батареї:
1 - пробки з центральною дегазацією для мінімальних витрат; 2 - позитивний полюс батареї (з паралельним з'єднанням); 3 - плоскі геометричні провідники; 4 - негативно заряджена пластина, що "підігнана" до спеціального сепаратора; 5 - позитивно заряджена решітчаста пластина; 6 - позитивно незаряджена решітчаста пластина; 7 - решітка зі спеціального сплаву, яка використовується для досягнення оптимального розподілення заряду на виступи акумуляторної пластини; 5 - негативно незаряджена пластина; 9 - негативно заряджена пластина; 10 - позитивно заряджені пластини; 11 - пластична обойма з позитивними пластинами зовні, що зменшує витрати енергії і збільшує строк служби; 12 - поліпропіленовий корпус і кришка, які зменшують масу на 20% (порівняно зі звичайним стартовим акумулятором)
Ремонтопридатні акумулятори поки що трапляються в продажу, хоча років десять тому вони становили майже абсолютну більшість. Тепер їх виробляють лише кілька російських заводів і ще в кількох країнах колишнього соцтабору. їх легко впізнати за ебонітовим корпусом і чорною мастикою, налитою зверху. Такий акумулятор дасть можливість замінити блок пластин однієї або кількох банок, якщо між пластинами сталося коротке замикання. Проте більшість автомобілістів цим займатися не буде. До того ж дорожчий у виробництві ебонітовий корпус менш міцний, ніж пластиковий, і від удару розколюється. Мастика також має істотний недолік - згодом від бруду і перепадів температури вона втрачає свої ізолювальні властивості, від чого акумулятор починає дуже швидко самовільно розряджатися. Власник акумулятора, що не обслуговується, позбавлений можливості що-не-будь зробити з ним: на кришці такої батареї немає ніяких отворів і заливальних пробок. Це спеціальні акумулятори, призначені для певних умов експлуатації з м'яким кліматом і налагодженим сервісом. Вони дуже дорогі й використовуються для автомобілів певних марок.
Більшість автомобільних акумуляторів, що випускаються в усьому світі, - це ті, які мало обслуговуються. Вони не мають таких жорстких обмежень в експлуатації, їх багато на ринку - від дешевих і простих до дорогих, якісних, виготовлених за сучасними технологіями.
Припустимо, ви вирішили купити акумулятор. Але де і який? Найкраще звернутися в солідну фірму, де швидко підберуть те, що потрібно. Щодо того, який - дамо лише деякі рекомендації.
Престиж і популярність будь-якої марки акумуляторів мають вирішальне значення під час купівлі, але треба враховувати і деякі технічні моменти. Звичайно, хімічний склад пластин або технологія їх виготовлення навряд чи відомі продавцю. Краще звернути увагу на те, що можна побачити самому, наприклад на пакетові пластини. Кожна пластина упакована в мікропористий конверт-сепаратор, який запобігає короткому замиканню між пластинами внаслідок обсипання активної маси і відповідно подовжує тривалість "життя" акумулятора. Такі пакети добре видимі, якщо відкрутити заливну пробку. Зверніть увагу також на пробки. Відомо, що під час заряджання акумулятора вода з електроліту випаровується і внаслідок електролізу розкладається на водень і кисень.
Щоб акумулятор не вибухнув, у пробках збоку або зверху роблять невеличкий отвір для виходу газів. У найпростіших (і найдешевших) акумуляторах роблять просто маленький отвір, що може швидко забиватися брудом. У дорожчих - пробки виготовляють на зразок клапана, що не дає електроліту вихлюпуватися, з порожниною для конденсації гарів. Найкраще, якщо пробки не мають отворів, а в кришці батареї є система порожнин для конденсації води, а також єдиній газовідвідний канал, як в акумулятора?:, що не обслуговуються.
Акумулятори, що мало обслуговуються, виробники поставляють сухозарядженими (як і більшість тих, що обслуговуються) або залитими електролітом на заводі. Якщо Ви купуєте акумулятор про запас, то краще купити сухозаряджений: у нього великий строк зберігання. Для того щоб привести його у робочий стан, потрібно залити електроліт. Залиті на заводі акумулятори вже готові до роботи. Електроліт для них готують з високоякісних складових. Він містить багато (іноді більше двадцяти) добавок, що перешкоджають сульфатації, обсипанню активної маси тощо.
Варто зазначити, що в продажу з'явилися спеціальні модифікатори, які містять нібито такі добавки, але довіри вони не викликають. Є ще одна перевага в залитих акумуляторах. Перед тим як потрапити в торгову мережу, їх спеціально заряджають з контролем параметрів на спеціальній апаратурі. При цьому виявити неякісні батареї значно легше.
Напевно, найважливіше, на що має звернути увагу покупець, - це характеристики акумулятора. їх три. Перша - номінальна напруга, вона в усіх батареях однакова, тому помилитися неможливо. Купуючи акумулятор, бажано перевірити його навантажувальною вилкою. Друга - ємність. Вона означає, грубо кажучи, кількість електроенергії, що зберігається в акумуляторі і вимірюється в ампер-годинах. Від ємності залежить, як довго можна крутити стартером двигун, точніше - скільки можна зробити спроб пустити двигун. Ціна акумулятора практично прямо пропорційна його ємності. І третя характеристика - пусковий струм, тобто струм в амперах (А), поданий на стартер під час пуску. На акумуляторах його можуть зазначати за чотирма різними системами: Держстандарт (на вітчизняних), ЕN (стандарт Єдиної Європи), 5АЕ (американський стандарт) і БШ (німецький). Останній стандарт найближчий до українського Держстандарту і на більшості європейських батарей ставиться "по замовчуванню", тобто коли систему стандарту не зазначено. Що він більший, то швидше і з більшою силою стартер прокрутить двигун.
Краще купувати акумулятор з тими характеристиками, що зазначені в інструкції з експлуатації вашого автомобіля: так він прослужить довше при мінімальних витратах. Можна заощадити і придбати акумулятор меншої ємності, але працюватиме він менше від звичайного строку і погано справлятиметься із зимовим пуском. Купивши батарею навіть більшої ємності, ви не виграєте у строку служби, тому що постійне недорозряджання акумулятора призведе до сульфатації пластин, і програєте в грошах. Захоплюватися підвищеним пусковим струмом також не треба: спалите стартер. Краще замінити масло у двигуні, й проблем із запуском не буде.
Увага! Останнім часом ринок країни переповнений неякісними товарами і підробками. Акумулятори не є винятком. Є кілька ознак, за якими можна з достатньою точністю відрізнити оригінал від підробки. Перше і, мабуть, головне: на акумуляторі обов'язково мають бути зазначені країна і завод-виробник, краще, якщо з адресою. Друге: має бути зазначена дата виготовлення, що дуже важливо, якщо акумулятор залитий. До кожної батареї має додаватися технічний паспорт, а от наявність інструкції не обов'язкова. Це пов'язано з тим, що на Заході акумулятори майже не продають уроздріб, їх установлюють спеціалісти на сервісних станціях. Третє: якісний акумулятор немислимий без якісного корпусу, зручних пробок і гладеньких вивідних клем, нерідко змазаних технічною захисною змазкою від окиснення і накритих зверху кольоровими пластмасовими ковпачками.
"Амперне" навантаження. Головним завданням акумулятора є подача струму для пуску двигуна. Струм, потрібний для повертання колінчастого вала холодного двигуна, залежить від характеристик автомобіля, тобто від розміру ходу поршня і його діаметра, кількості циліндрів, співвідношення прокручування двигун/стартер, опори ланцюга, температури, в'язкості масла двигуна і навантаження допоміжних пристроїв.
Чотирициліндровий двигун може потребувати струму пуску такої самої сили, як і восьмициліндровий з великим робочим об'ємом. Якщо оригінальне акумуляторне устаткування обирається, автомобіля, то враховуються всі ці чинники.
Друге призначення акумуляторної батареї - виконання навантажувальних потреб автомобіля, коли вони перевищують можливості зарядної системи з постачання енергії. Зарядна система витримує електричне навантаження за нормальних умов руху автомобіля. Проте якщо двигун працює на холостому ходу, то батарея може віддати частину енергії для допоміжних пристроїв. Це спостерігається під час їзди містом, коли постійно припиняється і поновлюється рух за нормального навантаження допоміжних пристроїв. Акумуляторна батарея має відновити електричне навантаження автомобіля в разі відмови зарядної системи.
У разі заміни автомобільного акумулятора слід застосовувати еквівалентні акумуляторні батареї. Якщо потрібна більша надійність, то треба застосовувати акумуляторну батарею більшої ємності.
Третє призначення акумуляторної батареї - її дія як стабілізатора напруги в зарядній системі.
Час від часу в електричній системі виробляються надто високі перехідні напруги. Це може статися, наприклад, під час замикання або розмикання ланцюга. Акумуляторна батарея частково поглинає і значно споживає ці пікові напруги і захищає напівпровідникові компоненти від виходу з ладу.
Зберігання акумулятора. Що холодніше на вулиці, то більше проб тем у водіїв. Одна з основних - як на морозі пустити двигун. І тут дає про себе знати насамперед акумулятор. Саме на нього в мороз падає найбільше навантаження: пуск двигуна потребує значних зусиль. Щоб стартер повернув колінчастий вал холодного двигуна, акумуляторній батареї потрібно віддати значно більше енергії. При цьому не забувайте, що працездатність акумулятора відновлюється не миттєво а через деякий час: електроліт, що загустів на холоді, повільно проникає всередину пластин. Саме тому повторну спробу луску двигуна рекомендують робити тільки через кілька хвилин. До того ж на морозі батарея під час роботи стартера розряджається дуже швидко.
Деякі водії, намагаючись пустити "замерзлий" двигун, безперервно крутять стартер раз за разом. Унаслідок цього насильства акумулятор дуже швидко "здихає" - остаточно і безповоротно: пластини батареї, не витримуючи надмірних навантажень, починають жолобитися та обсипатися.
Певно, немає потреби говорити про необхідність регулярного догляду за акумулятором, зокрема про те, що потрібно раз, а то й більше на тиждень перевіряти рівень електроліту в банках і в разі потреби доливати дистильовану воду. Якщо акумулятор не обслуговується, - турбот менше. Однак увагу приділяти доведеться все одно - періодично варто перевіряти натяг привідного паса, а за перших ознак зниження потужності акумулятор потрібно підзарядити.
А тепер мова про те, як швидше із найменшою шкодою для акумулятора пустити двигун на морозі.
Насамперед треба вчасно замінити масло на зимове. Краще - на імпортне, тому що вітчизняне (зокрема, й фасоване) інколи має неприємну особливість на морозі перетворюватися на кисіль або зовсім замерзати. Не кажучи вже про те, як таке масло буде змащувати деталі двигуна, акумулятору з ним доведеться дуже скрутно, і він швидко вийде з ладу.
Тепер - свічки. На зиму краще встановити нові. Проте це теорія, а на практиці часто спрацьовують такі чинники, як "ощадливість" або брак свічок під рукою у потрібний час. До того ж поки двигун пускається нормально, багато хто навіть не згадує про те, що у двигуні є свічки... Якщо свічки все-таки старі, то треба встановити в них потрібний зазор, що постійно збільшується через обгоряння електродів. Краще це зробити заздалегідь, інакше доведеться витратити багато часу тоді, коли потрібно їхати. У крайньому разі, якщо двигун не пускається, зазор можна встановити меншим, ніж рекомендується, але в цьому разі електроди обгорятимуть ще швидше.
У сильні морози, перед тим як увімкнути стартер, слід "розігріти" акумулятор - увімкнути на кілька хвилин дальнє світло. І не намагатися завести двигун відразу. Спочатку кількома короткими вмиканнями стартера слід поганяти поршні в циліндрах, щоб злегка розігнати загустіле масло. А вже після цього спробувати його пустити. Якщо двигун не запустився з першої спроби, не вимикайте відразу стартер. Найоптимальніший режим пуску двигуна - серії 10...15-секундних спроб із трихвилинними перервами.
Несправності акумуляторних батарей і їх діагностуванняУ свинцевих акумуляторних батареях можуть бути такі основні несправності: розряджання і саморозряджання, сульфатація і коротке замикання пластин, тріщини у банках і замикання вивідних штирів, жолоблення і замикання пластин тощо. Причинами саморозряджання можуть бути забруднення акумулятора, замикання пластин активною масою, що обсипається, утворення місцевих (паразитних) струмів, які виникають внаслідок потрапляння металевих домішок в електроліт. Сульфатація полягає в покритті поверхні активного шару пластин великими кристалами сульфату плюмбуму внаслідок зниження рівня електроліту, тривалого зберігання акумулятора без дозаряджання, високої густини електроліту, експлуатації дуже розрядженої акумуляторної батареї і надмірного користування стартером. Коротке замикання пластин настає через випадання з них на дно банок великої кількості активної маси. Жолоблення і руйнування пластин трапляється від тривалого перезаряджання, підвищення густини і температури електроліту (понад +45 °С), недостатнього кріплення батареї у гнізді, замерзання електроліту і значної сульфатації пластин, збільшення сили зарядного струму, короткого замикання, а також у разі частого й тривалого вмикання стартера. В кінцевому підсумку всі названі несправності зменшують ємність акумуляторних батарей.Акумуляторні батареї треба тримати в чистоті. Пробки заливальних отворів мають бути щільно закручені, поверхня батареї суха, а їхні вентиляційні отвори прочищені. Пил, вологу і бруд видаляють сухою тканиною. Якщо на поверхню мастики потрапив електроліт, то його нейтралізують 1-процентним розчином нашатирного спирту, а потім протирають поверхню сухою тканиною. Наконечники проводів, а також затискачі й штирі акумуляторів старанно зачищають аід оксидів, щільно затягують і змащують тонким шаром технічного вазеліну. Періодично перевіряють кріплення акумуляторних батарей. Вони мають бути щільно укріплені в гнізді, а взимку утеплені. Особливо важливими роботами під час ТО акумуляторних батарей є підтримування їх у зарядженому стані, а також доведення до норми густини і рівня електроліту.
