Diagnostika poruch elektrických zařízení elektrická soustava spalovacích motorů
Elektrická soustava •
jednovodičová soustava (záporný pól = kostra vozidla)
•
použití stejnosměrné soustavy si vynutila akumulátorová baterie
•
jmenovité napětí 6, 12, 24 V
•
provozní napětí 7, 14, 28 V
Vozidlové soustavy: •
zdrojová soustava
•
zapalovací soustava
•
spouštěcí soustava
•
osvětlovací a kontrolní soustava
•
ostatní elektrická zařízení
• • • • • • • • •
1) akumulátor 2) spouštěč 3) alternátor 4) relé 5) spínací skříňka 6) kontrolka nabíjení 7) zapalovací cívka 8) rozdělovač 9) zapalovací svíčka
1
Elektrická schémata
Vodiče • • • •
vedou elektrický proud požaduje se vysoká vodivost a malý odpor mohou výrazně ovlivnit soustavu potřeba čistého kovového styku
Polovodiče •
vedou elektrický proud pouze v jednom směru dioda, tyristor, tranzistor, fotosoučástky kontrola elektrických veličin (závěrné proudy apod.) se vzrůstajícími výkony je třeba je důkladně chladit
• • •
Izolanty • •
nevedou elektrický proud důležitá je jejich elektrická pevnost (poměr napětí a tloušťky)
2
Zdrojová soustava Zdroj elektrické energie alternátor, dynamo • primární: •
sekundární: akumulátor
Akumulátory •
trakční
•
motocyklové (+ mřížková elektroda)
•
startovací
•
suché – nenabité
•
zasucha nabité
•
zasucha nabité aktivované vodou
•
naplněné a nabité
•
otevřené
•
uzavřené
•
hermetické
Vybíjení • kladná elektroda • PbO2 + H2SO4 → PbSO4 + H2 + O2 + 2e • záporná elektroda • Pb + H2SO4 → PbSO4 + H2 + 2e Nabíjení • kladná elektroda • 2e + PbSO4 + H2O → Pb + H2SO4 + O • záporná elektroda • 2e + PbSO4 + H2O + O → PbO2 + H2SO4
Kontrola a péče o akumulátor Na zkrácení životnosti má vliv: •
trvalé zatěžování vysokými nabíjecími a vybíjecími proudy,
Údržba a péče: •
dolévání destilované vody
•
dolévání elektrolytu – výjimečně
•
přebíjení akumulátoru
•
neúplné nabíjení nebo hluboké vybíjení
přebíjení a hluboké vybíjení akumulátoru,
•
vysoká provozní teplota a vysoká hustota elektrolytu,
•
sulfatace
•
otřesy a zkrat
použití znečištěného elektrolytu a destilované vody,
•
kapacitní zkoušky
•
stupeň nabití
•
měření poklesu napětí
•
•
pokles hladiny elektrolytu pod horní rámy elektrod,
•
provoz v prostředí s plyny nebo párami, které poškozují akumulátor,
•
silné otřesy, nárazy a vibrace.
Napětí (V)
•
13 12,6 12,2 11,8 11,4 0
50
100
150
200
Čas (s)
3
Údržba a péče o dynamo Závady dynama: • elektrického charakteru (zkrat, přerušené vinutí) • mechanického charakteru (kartáče, komutátor) Přezkoušení dynama: • ve funkci motoru • zaškrabávání komutátoru • kontrola mezizávitového zkratu • zkrat vinutí na kostru (elektrická odolnost izolace)
Údržba a péče o alternátor •
alternátor je zdrojem střídavého proudu
•
polovodičový usměrňovač je velmi citlivý (zkratový proud rychle poškodí diody)
•
nedochází k poškození vinutí – dříve se poškodí polovodičové součástky (zkratový proud)
•
teplo škodí polovodičovým součástkám a je tedy třeba alternátor dobře chladit
•
nejčastější závadou je zoxidované sběrací ústrojí – kontrola ohmmetrem
•
přerušené vinutí, mezizávitový zkrat, zkrat na kostru (ohmmetr, žárovka)
•
informativní zkouška na vozidle (napětí na svorce B+ a D+ se nemá lišit více jak o 0,4 V)
•
zkušební stav (kontrola počátku nabíjení, kontrola jmenovitých otáček pro proud 2/3 Imax)
Otáčky (min-1)
Zatěžovací proud (A)
Napětí na svorce B+ (V)
4000
5
13,8 – 14,2
4000
37
13,5 – 14,0
6000
55 - 58
min. 13,4
4
Údržba a péče a regulační techniku Závady a jejich odstranění: • opálené kontakty a kontrola seřízení • polovodičové je třeba chladit • kontrola elektrických veličin (regulace napětí, maximální proud omezovače, zkouška spínání) • obvykle se polovodičové neopravují
Mechanické relé
Polovodičové relé
Porovnání alternátoru a dynama Hlediska
Dynamo
Alterná Alternátor
Účinnost stroje (%)
45 až 55
65 až 90
Vně Vnější rozmě rozměry
větší
menší
Hmotnostní Hmotnostní výkon (W.kg-1)
45 až 60 (pro zvláštní účely: např. vojenské až 187 W.kg-1)
75 až 120
Výkon pro osobní osobní vůz (W)
max. 300 (pro zvláštní účely: např. vojenské až 10 kW)
min. 500
Maximá lní otá otáčky (min-1) Maximální
8000 omezeny komutací a obtížným vyvážením
12000 omezeny ložisky
Změ Změna smyslu pohonu
je možná pokud tomu nebrání sklon kartáčů a kompenzace reakce kotvy
je možná při použití vhodného ventilátoru vysávajícího teplý vzduch z alternátoru
Usmě Usměrně rnění stř střídavé davého proudu
komutátorem s původními nepříznivými vlivy
polovodičovými diodami zastávajícími současně funkci zpětného spínače
Vliv vně vnějších ších krá krátkodobých zkratů zkratů, př přepě epětí a př přepó epólová lování
stroji nevadí
zničí se diody
Ochrana proti př předchá edcházejí zejíc ím vlivů vlivům
stroj přetížení vydrží
žádná (jen dodržování stanovených zásad)
Mož Možnost oprav
téměř každý zkušený řidič
jen specialista
Pož Požadavek na kapacitu akumulá akumulátoru
větší
menší
Mož Možnost nabí nabíjení jení akumulá akumulátoru př při volnoběž ných otá volnoběžných otáčkách
ne
ano
Provedení Provedení regulač regulačního relé relé
konstrukčně složité, velké a těžké
jednoduché, malé a lehké
Seř Seřízení zení regulač regulačního relé relé
možné, avšak obtížné
nemožné (pevně nastaveno ve výrobním závodě)
Pracovní Pracovní rozsah regulace
široký (napětí kolísá podle zatížení stroje)
úzký (napětí téměř konstantní)
5
Zapalovací soustava Bateriové zapalování
Kontaktní elektronické zapalování
Bezkontaktní elektronické zapalování
Plně elektronické zapalování
Zapalovací cívka • • • • •
•
akumuluje do svého jádra energii z obvodu nízkého napětí a předává ji dál do obvodu s vysokým napětím odpor výstupního vinutí 2 – 15 kΩ odpor vstupního vinutí kolem 4 Ω ubývání energie jiskry u víceválcových a vysokootáčkových motorů souvisí s tím také opalování kontaktů rozdělovače a proto byl do obvodu zařazen kondenzátor diagnostika na osciloskopu (20 kV)
6
Rozdělovač •
mechanicky a elektricky velmi namáhaná součást
•
opalování kontaktů (nutný kondenzátor)
•
kontrola správně nastavené vůle kontaktů
•
kontrola správného nastavení předstihu (souvisí s podtlakovou a otáčkovou regulací)
•
kontrola kondenzátoru na osciloskopu (vyrovnání obrazce do přímky)
•
zkouška elektrické pevnosti rozdělovače (jiskra 15 mm, 3600 jisker za minutu, sledování 30 s, odpor víka 100 MΩ)
Zapalovací svíčky • • • • • • • •
pro každé vozidlo použít doporučené svíčky výrobcem kontrola svíčky v tlakovém a beztlakovém prostředí svíčka musí snést zatížení 19 kV po dobu 30 s seřízení vzdálenosti elektrod světlý hrot (přehřívání svíčky – chudá směs) zakarbonovaná špička (vnikání oleje, špatná komprese, nevhodná svíčka pro motor) světle hnědá špička (seřízení vzdálenosti elektrod) emise (výměna po 15 – 20 tis.km, nové až po 100 tiskm)
7
Kontrola jednotlivých snímačů
•
snímač otáček motoru
•
snímač polohy klapky pro množství nasávaného vzduchu
•
snímač teploty nasávaného vzduchu
•
snímač polohy škrtící klapky
•
apod.
•
kontrola vstupu a výstupu elektrických veličin do řídící jednotky
•
je nutné dbát především na čistotu a dokonalost spojů jednotlivých kontaktů a spojek, jelikož mnohé problémy jsou právě způsobeny nekvalitním kovovým stykem vodičů (špatný kontakt na tlakoměru mazací soustavy může vést k mylné domněnce, že motor není mazán)
Spouštěcí soustava •
spouštěč je v podstatě stejnosměrný elektromotor • kontrola kartáčů (délka, volný pohyb, dotyk 2/3) • kontrola kartáčových pružin (přítlak) • kontrola komutátoru (bez poškození a čistý (líh, benzín)) • kontrola pastorku a volnoběžky (nahrazuje se novým) • kontrola samomazných ložisek
•
kontrolní zapojení spouštěče • proud při chodu naprázdno (např. méně jak 65 A) • klidný, tichý běh s plynulým vysouváním pastorku
8
Osvětlovací a kontrolní soustava •
průběžná diagnostika osvětlovací soustavy se zpravidla neprovádí
•
provádí se až oprava po poruše
•
kontrola porušení vlákna žárovky
•
kontrola kontaktu (ukostření)
•
kontrola stavu pojistky
•
(kontrola použitého typu žárovek)
Ostatní elektrická zařízení •
kontrola neporušenosti pojistky a relátka
•
kontrola čistého elektrického kontaktu
•
kontrola odpovídajících elektrických veličin
Příklad ostatních zařízení •
klimatizace
•
stěrače zadního okna
•
vyhřívané sedačky
•
řízení polohy sedaček
•
apod.
9
Souhrnné diagnostické signály • • • • •
Zdrojová soustava – výkon zdrojové soustavy (Watt) Zapalovací soustava – dostatečně velká jiskra na zapalovací svíčce Spouštěcí soustava – schopnost uvést spalovací motor do chodu (pozor na kombinaci se zdrojovou soustavou) Osvětlovací a kontrolní soustava – Ostatní elektrická příslušenství -
10
