GAZ-21.SU — Общесоюзный клуб волговодов

Реле-регулятор

Генератор работает совместно с реле-регулятором РР24, установленным на правом брызговике или щитке передней части кузова под капотом.

Реле-регулятор (рис. 179) состоит из реле обратного тока, регулятора напряжения и ограничителя тока, смонтированных на одной панели под общей крышкой. На панели реле-регулятора закреплены три изолированных зажима: Б (батарея), Я (якорь) и Ш (шунт). Зажимы Я и Ш соединены с соответствующими зажимами генератора, а зажим Б через амперметр соединен с батареей и потребителями тока.

Электрическая схема реле-регулятора РР24 в соединении с генератором и аккумуляторной батареей показана на рис. 180.

Реле обратного тока

Реле обратного тока автоматически включает генератор в сеть, когда напряжение на его зажимах превысит напряжение аккумуляторной батареи и достигнет определенной величины, устанавливаемой при регулировке реле, а также автоматически отключает генератор от сети, когда его напряжение становится ниже напряжения аккумуляторной батареи.

На сердечнике реле обратного тока (рис. 180) находится катушка, состоящая из шунтовой 4 и сериесной 1 обмоток.

При небольшом числе оборотов вала двигателя, когда напряжение генератора ниже напряжения аккумуляторной батареи, магнитный поток, создаваемый током шунтовой обмотки, сравнительно мал для того, чтобы якорь притянулся к сердечнику, поэтому контакты 6 остаются разомкнутыми под действием пружины 3.

По мере увеличения числа оборотов вала двигателя повышается напряжение генератора, а следовательно, и магнитный поток шунтовой обмотки. Как только напряжение генератора станет превышать напряжение батареи на величину, определяемую регулировкой реле обратного тока, действие шунтовой обмотки увеличится настолько, что сила пружины 3 будет преодолена, якорь 5 притянется к сердечнику и контакты 6 замкнутся, включив генератор в сеть. При питании сети от генератора ток проходит по виткам обмоток 1 и 4 в таком направлении, что магнитные поля обеих обмоток совпадают.

При понижении числа оборотов вала двигателя напряжение генератора уменьшается. Как только оно станет ниже напряжения аккумуляторной батареи, ток пойдет от батареи к генератору. В этом случае ток проходит по сериесной обмотке 1 в обратном направлении, поэтому притягивающее действие сердечника релеобратного тока уменьшается. В тот момент, когда обратный ток достигнет величины, определяемой регулировкой реле, под действием пружины 3 контакты 6 разомкнутся, и генератор будет отключен от сети.

Техническая характеристика реле-регулятора РР24

Примечание. Диаметры проволоки даны без изоляции.

Якорь реле установлен на плоской биметаллической пружине. При изменении температуры натяжение этой пружины меняется, вследствие чего компенсируется влияние температур на сопротивление обмоток реле и соответственно на величину напряжения, при котором реле включается. Для компенсации влияния нагревания катушки часть шунтовой обмотки реле выполнена из константановой проволоки.

Контакты реле обратного тока замыкаются при напряжении 12,2-13,2В, а размыкаются при обратном токе 0,5-6А. Напряжение включения реле зависит от регулировки реле и всегда не менее чем на 0,5В ниже напряжения, поддерживаемого регулятором напряжения.

Регулятор напряжения

Реле-регулятор имеет регулятор напряжения вибрационного типа. При замыкании и размыкании контактов регулятора в цепь обмотки возбуждения генератора периодически вводится сопротивление, благодаря чему напряжение генератора поддерживается в заданных пределах при изменяющихся числах оборотов и нагрузке генератора, а величина зарядного тока автоматически регулируется в зависимости от степени заряженности аккумуляторной батареи.

При малом числе оборотов генератора, когда напряжение его ниже напряжения батареи, ток в обмотке 15 (рис. 180), а, следовательно, и притягивающая сила электромагнита регулятора недостаточны для преодоления силы пружины, удерживающей контакты регулятора. Поэтому ток в цепи обмотки возбуждения проходит через эти контакты, минуя сопротивления 11 и 13.

Если напряжение генератора больше напряжения аккумуляторной батареи на величину, определяемую регулировкой регулятора, притягивающая сила электромагнита увеличивается настолько, что преодолевает напряжение пружины регулятора и притягивает к сердечнику якорь, разомкнув контакты 14 регулятора. При этом в цепь обмотки возбуждения генератора автоматически вводятся сопротивления 11 и 13, в результате чего сильно снижается ток, проходящий в этой цепи, и, как следствие этого, уменьшается напряжение генератора. Это приводит к уменьшению тока в обмотке 15, а следовательно, и притягивающей силы электромагнита регулятора. Якорь регулятора под воздействием пружины возвращается в исходное положение, снова замкнув контакты и выключив сопротивления 11 и 13 из цепи обмотки возбуждения. Напряжение генератора опять возрастает, и все явления в регуляторе повторяются в той же последовательности многократно и с большой частотой.

При этом регулятор поддерживает напряжение генератора в заданных пределах, которые зависят от силы натяжения пружины.

Чтобы напряжение генератора поддерживалось в, необходимых пределах при изменяющейся температуре окружающей среды и устранялось вредное действие выделяемого при работе реле-регулятора тепла, якорь регулятора напряжения установлен на плоской биметаллической пружине. При изменении температуры натяжение пружины меняется, вследствие чего компенсируется влияние температуры на сопротивление обмотки регулятора и соответственно на величину регулируемого напряжения. Биметаллическая пружина якоря обеспечивает повышение напряжения генератора при снижении температуры окружающей среды. При повышении напряжения увеличивается зарядный ток, что необходимо в связи с повышением внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи при снижении ее температуры и увеличением зимой расхода электрической энергии (пуск холодных двигателей и длительная езда с включенным светом).

Ограничитель тока

Ограничитель тока предохраняет генератор от перегрузки, препятствуя увеличению величины тока, отдаваемого генератором, сверх 19-21А. Ограничитель тока работает по тому же принципу, что и регулятор напряжения, включая в цепь обмотки возбуждения генератора сопротивление при повышении указанной выше величины тока.

Когда контакты 10 (рис. 180) ограничителя тока замкнуты, дополнительное сопротивление 12 замыкается накоротко. При размыкании контактов сопротивление 12 включается в цепь обмотки возбуждения генератора параллельно сопротивлениям 11 и 13.

В случае превышения указанной величины тока притягивающее действие электромагнита увеличивается настолько, что преодолевает натяжение пружины ограничителя и притягивает к его сердечнику якорь, разомкнув контакты 10 ограничителя. При этом в цепь обмотки возбуждения генератора включаются сопротивления, что значительно снижает проходящий по ней ток, вследствие чего снижается напряжение и уменьшается величина тока, отдаваемого генератором. В результате этого уменьшается притягивающая сила электромагнита ограничителя тока, и пружина возвращает его якорь в исходное положение, снова замкнув контакты. С этого момента описанный процесс работы ограничителя начинает повторяться. Размыкание и замыкание контактов будут продолжаться до тех пор, пока не исчезнет причина перегрузки генератора.

Проверка совместной работы генератора и реле-регулятора во время эксплуатации автомобиля

Проверку нужно делать по показаниям амперметра, установленного в комбинации приборов.

Амперметр включен так, что он показывает разрядный или зарядный ток аккумуляторной батареи. Величина зарядного тока в большой степени зависит от заряженности аккумуляторной батареи.

Стрелка амперметра при работающем двигателе и заряженной батарее (через несколько минут после пуска двигателя) и включенных фарах должна находиться вблизи нулевого деления (правее его). Если амперметр постоянно показывает большой зарядный ток, несмотря на хорошее состояние аккумуляторной батареи, то это свидетельствует о работе регулятора напряжения при повышенном напряжении. Кипение электролита в аккумуляторной батарее и необходимость частой доливки дистиллированной воды, а также ее неполная зарядка указывают на неправильную работу регулятора напряжения.

При разряженной батарее ток достигает предельной величины 20А, допускаемой ограничителем тока. Это нужно иметь в виду в том случае, когда заключение о неисправностях генератора и реле-регулятора делается по показаниям амперметра. Определять состояние батареи следует с помощью ареометра и нагрузочной вилки, руководствуясь указаниями, данными в разделе «Аккумуляторная батарея».

Для нормальной работы генератора и реле-регулятора очень важное значение имеет состояние электропроводки между генератором, реле-регулятором и аккумуляторной батареей, а также надежность соединения их с массой. Поэтому прежде чем отыскивать неисправности в работе генератора, необходимо тщательно проверить состояние указанной электропроводки и правильность схемы соединения проводов. Неисправности, обнаруженные при проверке (обрывы проводов, нарушение изоляции, короткие замыкания, загрязнение контактных наконечников и т. п.), должны быть немедленно устранены.

Следует учесть, что если батарея заряжена полностью, величина зарядного тока может быть очень мала (1-2А), ток трудно обнаружить по амперметру. Перед проверкой рекомендуется включить на некоторое время фары, стеклоочиститель и радиоприемник, чтобы батарея немного разрядилась.

При движении автомобиля с полностью заряженной батареей иногда создается впечатление, что батарея не заряжается, так как стрелка амперметра стоит на нуле или очень близко к нему. Чтобы убедиться в исправности генератора, в этом случае достаточно во время работы двигателя при средних числах оборотов включить фары. Если стрелка амперметра «вздрогнет», но не покажет разрядного тока, то это означает, что генератор и реле-регулятор исправны, а аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Проверка амперметра. В том случае, когда необходимо убедиться в исправности амперметра, надо при неработающем двигателе включить фары и проверить, показывает ли амперметр разрядный ток; если показаний нет, то амперметр нужно заменить новым.

Если исправный амперметр не показывает зарядного тока во время работы двигателя при средних числах оборотов, то следует отдельно проверить исправность генератора и реле-регулятора.

Проверка генератора. Убедившись в нормальном натяжении приводного ремня генератора, пустить двигатель и включить все осветительные приборы. На холостом ходу двигателя отъединить провода от трех зажимов реле-регулятора (Б, Я, Ш). Плоскогубцами плотно соединить наконечники объединенных проводов, не касаясь металлических деталей автомобиля. Наблюдая за показаниями амперметра, постепенно увеличивать число оборотов вала двигателя.

Если величина зарядного тока, показываемая амперметром, увеличивается при повышении числа оборотов вала двигателя, то генератор работает нормально. Если при увеличении числа оборотов вала двигателя зарядный ток не увеличивается, то генератор надо заменить или отремонтировать.

После проверки надо разъединить провода, остановить двигатель и присоединить провода к зажимам реле-регулятора.

Предупреждение. Чтобы не перегорели обмотки генератора во время проверки, нельзя допускать увеличения величины зарядного тока больше 20А; в случае внезапной остановки двигателя нужно немедленно разъединить концы проводов.

Проверка регулировки реле-регулятора на автомобиле

Все приведенные ниже цифровые данные относятся к реле-регулятору в холодном состоянии (при температуре 20°С).

Для проверки необходимо иметь вольтметр постоянного тока со шкалой до 20-30В и ценой деления 0,1-0,2В, а также амперметр постоянного тока со шкалой до 25А (желательно с двусторонней шкалой, т. е. с нулевым делением по середине) и ценой деления 1А.

Проверка реле обратного тока. Для проверки нужно выполнить следующее:

1. Отъединить провод от зажима Б (рис. 181) реле-регулятора и между концом этого провода и зажимом Б включить контрольный амперметр 4 (рис. 181, а). Контрольный вольтметр 3 включить между зажимом Я реле-регулятора и массой.

2. Пустить двигатель и, медленно повышая число оборотов коленчатого вала, определить напряжение, при котором замыкаются контакты реле (в этот момент отклонится стрелка амперметра); напряжение должно быть в пределах 12,2-13,2В, а при регулировке реле-регулятора в зависимости от климатических условий должно быть в пределах, указанных в табл. 2.

3. Уменьшая число оборотов вала двигателя, определить по амперметру обратный ток в момент размыкания контактов реле. Обратный ток должен быть в пределах 0,5-6А. Проверка ограничителя тока. При проверке необходимо:

1. Включить измерительные приборы так же, как при проверке реле обратного тока (см. рис. 181, а).

2. Пустить двигатель и открыть дроссельную заслонку так, чтобы получить среднее число оборотов двигателя (примерно 2000 об/мин).

Таблица 2. Пределы регулировок реле-регулятора в зависимости от климатических условий

3. Включить все потребители тока; ток, определяемый по контрольному амперметру, должен быть в пределах 19-21А.

Для проверки ограничителя тока аккумуляторная батарея должна быть несколько разряжена, так чтобы при включенных потребителях зарядный ток был 7-10А. Если батарея заряжена настолько, что зарядный ток меньше 7-10А, то ее нужно немного разрядить, включив на некоторое время фары, электродвигатель отопителя и радиоприемник.

При проверке ограничителя тока отсчет показаний амперметра следует производить быстро, так как через 1-2 мин после пуска двигателя величина зарядного тока станет меньше указанной выше.

Проверка регулятора напряжения. Для проверки надо сделать следующее:

1. Провод соединения вольтметра 3 с зажимом Я соединить с зажимом Б реле-регулятора (см. рис. 181, б).

2. Во время работы двигателя отключить аккумуляторную батарею, отъединив провод соединения аккумуляторной батареи с массой.

3. При числе оборотов коленчатого вала 2000 в минуту, что соответствует движению автомобиля на прямой передаче со скоростью 50 км/ч, вольтметр должен показывать напряжение не более 15В. При напряжении более 15В реле-регулятор следует отрегулировать. Если напряжение не превышает указанной величины, необходимо включить такое количество потребителей, чтобы ток нагрузки генератора равнялся примерно 10А. Напряжение вольтметра должно быть в пределах 13,8-14,6В, а в случае регулировки реле-регулятора в зависимости от климатических условий должно быть в пределах, указанных в табл. 2.

Если при проверке реле-регулятора показания приборов не соответствуют указанным пределам, реле-регулятор следует направить в мастерскую или отрегулировать, как указано в разделе "Регулировка реле-регулятора".

Для того чтобы при проверке регулятора напряжения можно было пользоваться спидометром, задний мост надо поднять домкратом и поставить на подставки. Для устойчивости автомобиля нужно подложить под передние колеса подкладки.

Регулировка реле-регулятора

Реле-регулятор - сложный прибор, требующий умелого обращения и точной регулировки. Следует иметь в виду, что регулировка реле-регулятора без контрольных приборов (на глаз) может привести к выходу из строя всего электрооборудования и поэтому она категорически запрещается. Снимать крышку с реле-регулятора можно только в случае полной уверенности в его неисправности, и это разрешается делать только квалифицированному электрику в мастерской. Кроме приборов, которые применяются для проверки реле-регулятора на автомобиле, в мастерской необходимо иметь: испытательный стенд, оборудованный электродвигателем для вращения генератора, позволяющим плавно изменить число оборотов генератора Г12 не менее чем до 3000 в минуту; аккумуляторную батарею 12 В реостат (ламповый или проволочный), позволяющий создать в цепи генератора ток нагрузки до 20 А. Реле-регулятор на стенде должен быть установлен клеммами вниз. Схема простейшего стенда для проверки реле-регуляторов показана на рис. 182.

Предупреждение. Зачистка контактов, регулировка и ремонт, произведенные без проверки реле-регулятора электроизмерительными приборами, влекут за собой нарушение его регулировки и приводят к выходу из строя всей системы электрооборудования автомобиля.

Если реле-регулятор неисправен, то, прежде всего, следует снять крышку и тщательно осмотреть реле-регулятор. При этом нужно проверить:

1. Не загрязнен ли реле-регулятор в результате повреждения уплотнительной прокладки и не проникает ли вода под крышку.

В случае необходимости очистить детали от коррозии и грязи и сменить уплотнительную прокладку.

2. Надежность электрических соединений и нет ли механических повреждений деталей или повреждений изоляции катушек вследствие их перегрева. Устранить замеченные неисправности.

3. Нет ли признаков обгорания или загрязнения контактов. Высокое сопротивление контактов, возникающее в результате их подгорания или загрязнения, а также ослабление натяжения пружин чаще всего являются причинами нарушения нормальной регулировки реле обратного тока, регулятора напряжения и ограничителя тока.

В этих случаях для восстановления нормальной работы реле-регулятора достаточно зачистить контакты и отрегулировать каждый из приборов, как указано ниже. Зачищать контакты нужно надфилем или стеклянной шкуркой зернистостью 170. После зачистки надо удалить пыль и мелкие частицы нагара, протянув между контактами кусок сухой чистой замши или ткани без ворса, смоченной в спирте. Применять для зачистки контактов наждачную шкурку запрещается.

4. Исправность сопротивлений и надежность их крепления. Неисправные сопротивления сменить.

5. Затяжку гаек крепления сердечников катушек к основанию.

6. Величину зазора между контактами и между якорями и сердечниками реле-регулятора напряжения и ограничителя тока. Если требуется, отрегулировать зазоры.

При измерении зазоров между якорем и сердечником у ограничителя тока и регулятора напряжения зазор надо измерять от якоря до сердечника, а не до латунной заклепки, предназначенной для предохранения якоря от прилипания к сердечнику при притягивании.

Регулировка зазоров. У реле обратного тока зазор А (рис. 183) между якорем и сердечником должен быть в пределах 0,6-0,8 мм при разомкнутых контактах (зазор между контактами должен составлять не менее 0,25 мм) и в пределах 0,25-0,45 мм при замкнутых контактах.

Изменение зазора между якорем и сердечником производят подгибанием ограничителя хода якоря. Зазор между контактами регулируют подгибанием стойки нижнего контакта.

У регулятора напряжения и ограничителя тока зазор между якорем и сердечником должен быть в пределах 1,35-1,55 мм при замкнутых контактах. Для регулировки указанного зазора необходимо отпустить винты крепления стойки верхнего контакта и, перемещая ее, установить нужный зазор. Зазор между разомкнутыми контактами должен составлять не менее 0,25 мм. У регулятора напряжения необходимо отрегулировать зазор между серьгой и торцом ярма, который должен быть в пределах 0,2-0,35 мм.

После регулировки зазоров и сборки реле-регулятор следует несколько раз осторожно ударить основанием по верстаку, что уменьшает возможность нарушения регулировки реле-регулятора вследствие тряски на автомобиле. Затем нужно проверить реле-регулятор и отрегулировать его.

Регулировка реле обратного тока

Понижая число оборотов генератора, надо заметить по амперметру, при каком обратном токе контакты реле разомкнутся. Обратный ток должен быть в пределах 0,5-6 А.

Регулировка регулятора напряжения

Для регулировки надо перевести переключатель 3 в положение А, а переключатель 9 - в положение В. Повысить число оборотов генератора до 3000 в минуту. С помощью реостата создать ток нагрузки 10 А.

Напряжение, регулируемое регулятором, должно быть в пределах 13,8-14,6 В, а при регулировке реле-регулятора в зависимости от климатических условий - соответствовать пределам, указанным в табл. 2. Если регулируемое напряжение не соответствует указанным величинам, то его следует отрегулировать натяжением пружины.

Для увеличения регулируемого напряжения натяжение пружины нужно увеличить, а для уменьшения - ослабить.

Регулировка ограничителя тока

Схема включения приборов, а также число оборотов генератора остаются такими же, что и при проверке регулятора напряжения.

С помощью реостата создают ток нагрузки и по амперметру определяют величину тока, не увеличивающегося при дальнейшем уменьшении сопротивления реостата. Величина тока должна находиться в пределах 19-21 А.

Регулировка тока осуществляется натяжением пружины ограничителя тока, как и при регулировке регулятора напряжения. После регулировки нужно установить крышку на реле-регулятор и повторно проверить все приборы, при необходимости провести дополнительную регулировку.

Уход за реле-регулятором

Перед началом эксплуатации нового или бывшего в ремонте автомобиля следует проверить регулировку реле-регулятора и, если требуется, отрегулировать его.

После первых 800-1000 км пробега необходимо проверить регулировку реле-регулятора, надежность его крепления и подтянуть винты крепления проводов.

Через каждые 6000 км пробега автомобиля нужно проверять правильность регулировки реле-регулятора.

Через каждые 24000 км пробега или при сезонном обслуживании надо полностью проверить реле-регулятор. Полная проверка должна включать в себя проверку регулировок реле обратного тока, регулятора напряжения, ограничителя тока, а также состояния контактных соединений.

Примечание. Если эксплуатирующая организация располагает соответствующей аппаратурой и имеет квалифицированного электрика, то целесообразно производить сезонную (два раза в год) регулировку реле-регулятора в зависимости от температурных условий, в которых эксплуатируется автомобиль (см. табл. 2).

При правильном изменении регулировок реле-регулятора в зависимости от температуры повышается срок службы аккумуляторных батарей.

Если нет надлежащих условий, изменять регулировку реле-регулятора в зависимости от температуры не следует.

Основные неисправности реле-регулятора и способы их устранения

1. Отсутствие зарядного тока.

Для определения причин неисправности надо пустить двигатель и открыть дроссельную заслонку так, чтобы обеспечивалось среднее число оборотов вала двигателя, и наблюдать за показаниями амперметра.

Если стрелка амперметра стоит против нуля, то нужно соединить коротким проводником зажимы Б и Я реле-регулятора и проверить показания амперметра. Если после этого амперметр показывает зарядный ток, то это означает, что неисправно реле обратного тока. Если же амперметр по-прежнему не показывает зарядного тока, то нужно соединить куском провода зажимы Я и Ш реле-регулятора и проверить показания амперметра. Появление после этого зарядного тока свидетельствует о неисправности регулятора напряжения или ограничителя тока. В обоих случаях реле-регулятор следует отрегулировать на стенде, как указано в разделе «Регулировка реле-регулятора».

Реле-регулятор можно проверить более просто. Для этого надо соединить между собой все зажимы реле-регулятора. Если зарядный ток появится, то реле-регулятор нужно сменить, так как, по крайней мере, один из его приборов не работает.

Предупреждение. Провод, соединяющий зажимы Б и Я реле-регулятора, нужно отъединить обязательно раньше, чем остановлен двигатель, в противном случае могут сгореть обмотки генератора.

2. Слабый зарядный ток при разряженной аккумуляторной батарее.

Для того чтобы определить причину неисправности, следует пустить двигатель и наблюдать за показаниями амперметра при 2000 об/мин коленчатого вала.

Если величина зарядного тока сначала будет максимальной, а затем по мере зарядки аккумуляторной батареи постепенно снизится, генератор работает исправно. Если зарядный ток не достигает максимальной величины при разряженной батарее, то надо отрегулировать реле-регулятор.

3. Большой зарядный ток при полностью заряженной аккумуляторной батарее.

В этом случае необходимо пустить двигатель, довести число его оборотов до 2000 в минуту и наблюдать за показаниями амперметра. Если после окончания зарядки батареи показания амперметра длительное время не становятся меньше 8-10А, то это свидетельствует о том, что регулятор напряжения отрегулирован на очень высокое напряжение. Такой реле-регулятор нужно отрегулировать.

Примечание. О чрезмерно высоком напряжении также свидетельствуют сильное «кипение» электролита в аккумуляторной батарее и необходимость часто добавлять дистиллированную воду.