Устройство автомобилей




Электродвигатели и уход за ними




Современные автомобили насыщены различными электрическими устройствами и приборами, призванными повысить уровень комфорта для водителя и пассажиров, а также удобство и безопасность управления автомобилем. Такие устройства нередко имеют электрический привод, использующий в своей работе электродвигатели.
В последние годы среди автомобилистов появился термин «полный электропакет», который обозначает, что автомобиль оснащен не только «стандартным» набором электромеханизмов – стеклоочистители, обогреватели и т. п., но и электростеклоподъемниками, центральной блокировкой замков, устройством для изменения положения сидений, корректором положения фар и зеркала заднего вида.
Все эти устройства имеют электрический привод, силовой основой которого является электродвигатель.

На автомобилях устанавливаются коллекторные электродвигатели постоянного тока мощностью 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250 Вт, и частотой вращения вала 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 9000 и 10 000 об/мин соответственно.

Двигатели с электромагнитным возбуждением имеют параллельное, последовательное или смешанное возбуждение. Регулирование частоты вращения их вала может осуществляться введением резистора в цепь возбуждения или якоря, или переключением в цепи обмотки возбуждения. Реверсивные двигатели снабжены двумя обмотками возбуждения.
Конструкция электродвигателя с электромагнитным возбуждением представлена на рис. 1.

автомобильный электродвигатель с электромагнитным возбуждением

Рис. 1. Электродвигатель с электромагнитным возбуждением: 1 – якорь; 2 – крышка; 3 – винт; 4 – траверса; 5 и 14 – плоские пружины; 6 – уплотнительная манжета; 7 и 15 – подшипники; 8 – коллектор; 9 – щетки; 10 – щеткодержатель; 11 – корпус; 12 – статор; 13 – обмотка возбуждения; 16 - выходной вал

Электродвигатели малой мощности (до 60 Вт) выполняются двухполюсными. Электродвигатели с электромагнитным возбуждением постепенно вытесняются электродвигателями с возбуждением от постоянных магнитов (рис. 2), поскольку применение постоянных магнитов упрощает конструкцию электродвигателя.

автомобильный электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов

Рис. 2. Электродвигатель (а) с возбуждением от постоянных магнитов и схема включения (б и в): 1 – крышка; 2 – щеткодержатель; 3 – щетка; 4 – катушка индуктивности; 5 – постоянный магнит; 6 – якорь; 7 – подшипник; 8 – траверса

На электродвигателях малой мощности устанавливаются подшипники скольжения. Коллекторы изготавливаются штамповкой из медной ленты или трубы с продольными пазами на внутренней поверхности и опрессовываются пластмассой.

В автомобильных двигателях используют магниты из гексаферрита бария изотропные (6БИ240, М6БИ230Ж) и анизотропные (24БА210, 18БА220 и 14БА255). Последние три цифры в обозначении магнита указывают на величину его коэрцитивной силы по намагниченности в кА/м. Постоянные магниты типов 1 и 2 применяются обычно в электродвигателях насосов омывателей стекол и заливаются в пластмассовый корпус, остальные типы магнитов прикрепляются к корпусу пластинчатыми стальными пружинами или приклеиваются.

В электродвигателях применяются щетки марок М1, 96, 960, ЭГ51. В двухскоростных электродвигателях между основными щетками устанавливается третья.

Частота вращения электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов зависит от числа рабочих проводников обмотки якоря, заключенных между щетками. При подаче напряжения на третью щетку число таких проводников уменьшается, и частота вращения растет.

***




В таблице 1 приведены технические характеристики некоторых типов электродвигателей с электромагнитным возбуждением и возбуждением от постоянных магнитов.

Таблица 1. Параметры электродвигателей, применяемых в автомобильных электроприводах

Модель
электро-
двигателя
Напряжение,
В
Полезная мощность,
Вт
Частота вращения вала,
об/мин
Масса,
кг
Назначение
Электродвигатели с параллельным возбуждением
   МЭ7Б
12
15
2000
0,83
Стеклоочиститель,
отопитель
   МЭ231
24
12
2200
1,3
Стеклоочиститель
Электродвигатели с последовательным возбуждением
   МЭ202А
12
11
4500
0,5
Вентилятор
подогревателя
   11.3730
24
150
3000
6,5
Отопитель
Электродвигатели со смешанным возбуждением
   32.3730
12
180
6500
4,7
Отопитель
   МЭ14АТ
12
15
1500
1,3
Стеклоочиститель
Электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов
   МЭ268
12
10
9000
0,14
Омыватель
   45.3730
12
90
4100
1,0
Отопитель
   МЭ237Б
12
12
2000
0,9
Стеклоочиститель
   МЭ251
24
5
2500
0,5
Вентилятор
   81.3730
12
6
3000
0,5
Вентилятор

Схема включения электродвигателя отопителя с возбуждением от постоянного магнита приведена на рис. 3.

схема включения электродвигателя печки автомобиля

Рис. 3. Схема включения электродвигателя вентилятора отопителя и элемента обогрева заднего стекла: 1 – монтажный блок; 2 – реле включения обогрева заднего стекла; 3 – выключатель зажигания; 4 – переключатель электродвигателя отопителя; 5 – дополнительный резистор; 6 – электродвигатель отопителя; 7 – выключатель обогрева заднего стекла; 8 – комбинация приборов с контрольной лампой обогрева заднего стекла; 9 – элемент обогрева заднего стекла

Для получения низкой частоты вращения используется дополнительный резистор, который закрепляется винтом с левой стороны кожуха радиатора отопителя. Резистор имеет две спирали: одну сопротивлением 0,23 Ом, вторую – 0,82 Ом.
При включении в цепь питания электродвигателя обеих спиралей обеспечивается первая скорость вращения вентилятора, если включена спираль 0,23 Ом – вторая скорость.
При включении электродвигателя без резистора лопасти вентилятора вращаются с максимальной скоростью.

***

(дополнительная информация)

Электроприводы в автомобильной технике

Практически все автомобильные электрические и электронные системы используют электродвигатели. С помощью электродвигателей приводятся в действие отопительные и вентиляционные установки, стекло- и фароочистители, стеклоподъемники и другие устройства.
Кроме того, в современных электронных системах автоматического управления (ЭСАУ), применяемых на автомобилях, блоки управления (ЭБУ) через оконечные каскады с помощью сигналов широтно-импульсной модуляции (ШИМ-сигналов) управляют исполнительными механизмами типа электродвигателей.

В последние годы электродвигатели с электромагнитным возбуждением постепенно вытесняются электродвигателями с возбуждением от постоянных магнитов (рис. 1). Применение постоянных магнитов существенно упрощает конструкцию электродвигателя, позволяя отказаться от обмотки возбуждения и всех неприятностей, связанных с ее отказами.

электроприводы автомобильной техники

Рис. 1. Электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов:
1-крышка; 2-щеткодержатель; 3-щетка; 4-коллектор; 5-корпус; 6-постоянный магнит; 7-якорь с обмотками; 8-подшипник; 9-винт крепления крышки

В автомобильных электродвигателях с возбуждением от постоянных магнитов используются магниты из гексаферрита бария изотропные и анизотропные. Чаще всего магниты прикрепляются к корпусу электродвигателя винтами, пластинчатыми стальными пружинами или приклеиваются, в некоторых конструкциях (электродвигатели насосов омывателей ветрового стекла).
В двухскоростных электродвигателях между двумя основными щетками устанавливается третья.

Частота вращения электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов зависит от числа рабочих проводников обмотки якоря. При подаче напряжения на третью щетку число таких проводников уменьшается, и частота вращения якоря растет.

***

Неисправности электродвигателей

Основными причинами неисправности электродвигателя являются:

Замыкание пластин коллектора пылью, образующейся в результате истирания щеток. При этом якорь вращается с малой частотой или вообще перестает вращаться.

Заедание вала якоря в подшипниках и, в частности, заедание крыльчатки насоса фароомывателя. При этом уменьшается частота вращения якоря, а сила тока в цепи электродвигателя возрастает до значения, вызывающего срабатывание плавкого или термобиметаллического предохранителей.

Разрыв в электрической цепи электродвигателя вызывает его выключение. При обрыве цепи катушки возбуждения электродвигатель работать не будет. В случае обрыва одной катушки якорь электродвигателя будет вращаться только в одну сторону.
Проверяют катушки возбуждения на обрыв контрольной лампой при питании от аккумуляторной батареи или сети переменного тока.

Межвитковое замыкание в катушках определяется измерением сопротивления.

При замыкании обмотки якоря на сердечник якорь вращаться не будет. При обрыве обмотки якоря резко снижается его частота вращения, или он будет вращаться неравномерно. Обрыв и межвитковое замыкание в секциях обмотки якоря определяют с помощью вольтметра при питании обмотки постоянным током от аккумуляторной батареи или на стенде типа Э202.

***

Техническое обслуживание электродвигателей

Электродвигатели, используемые в конструкциях электроприводов современных автомобилей, являются надежными устройствами, и не требуют трудоемкого обслуживания и ухода. автомобильные электродвигатели Тем не менее, определенные операции по техническому уходу и контролю помогут избежать отказов электродвигателей и продлить их ресурсный срок службы, что немаловажно с учетом относительно высокой стоимости этих устройств.

Ежедневно перед выездом проверяют действие стеклоочистителей, приборов вентиляции и другие устройства с электродвигателями. В случае обнаружения каких-либо неисправностей или отклонений от нормы в работе привода необходимо выяснить причину и устранить ее, поскольку увеличение нагрузки на электродвигатель может привести к его перегреву и поломке.
Один раз в год при сезонном обслуживании электродвигатели снимают, разбирают и проверяют состояние обмоток, коллектора, щеток и подшипников.

Состояние изоляции обмоток и щеткодержателей проверяют с помощью лампы напряжением 220 В аналогично проверке стартера.

Фетровые шайбы подшипников пропитывают турбинным маслом. Проверяют исправность обмотки якоря и обмотки возбуждения.

Исправность электродвигателя проверяют подключением его в цепь к аккумуляторной батарее через последовательно включенный реостат. Затем измеряют силу тока, потребляемую электродвигателем, и частоту вращения якоря и сравнивают показатели с техническими условиями данного электродвигателя.

***

Системы электрооборудования автомобилей



Главная страница


Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты