Автомобильный генератор

                                Введение

Автомобильный генератор — устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор используется для зарядки автомобильного аккумулятора, а также для питания электропотребителей, таких как система зажигания, автомобильная светотехника, бортовой компьютер, система диагностики и другие. К автомобильным генераторам предъявляют высокие требования по надёжности, так как генератор обеспечивает бесперебойную работу большинства компонентов современного автомобиля

Генератор на автомобилях  появился в 10-х годах ХХ века вместе с аккумулятором, которому требовалось  устройство для бортовой зарядки  во время движения. С тех пор  задачи генератора не изменились, но нагрузки возросли – если поначалу заряд  аккумулятора расходовался только на работу стартера и фар, то сегодня  автомобиль оброс большим набором  прожорливых потребителей в виде всевозможных опционных сервоприводов, подогревателей, электрогидравлических  устройств в рулевом, подвеске и  тормозной системе. Электроэнергии современной оснащенной машине требуется  много, и генератор, как главный  и единственный ее производитель, должен обеспечивать "поставку" полномерно и бесперебойно.

 

 

 

 

 

 

 

                                      

 

 

                                            1.  Общяя часть

1.1 Назначение генератора Г-221

Генератор Г-221 переменного  тока служит для питания потребителей электрической энергии и для  зарядки аккумуляторной батареи. Он представляет собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением правого вращения (со стороны привода). Для преобразования переменного тока в постоянный в  генератор встроен выпрямитель  на шести кремниевых диодах. Максимальная сила тока отдачи генератора (при 14 В и 5000 об/мин) составляет 42 А. Генератор установлен на двигателе с правой стороны и приводится во вращение клиновым ремнем от шкива коленчатого вала.

2.2 Устройство генератора  Г-221

1. Крышка генератора со стороны контактных колец;

2. Выпрямительный блок;

3. Болт крепления выпрямительного блока и фазных выводов обмотки статора;

4. Контактные кольца;

5. Контактные кольца;

6. Шарикоподшипник вала ротора со стороны контактных колец;

7. Вал ротора;

8. Изолирующая втулка;

9. Винт крепления щеткодержателя;

10. Плюсовой клеммовый болт (вывод "30");

11. Изолирующая втулка контактного болта;

12. Штекер центрального вывода обмотки статора;

13. Щеткодержатель;

14. Отрицательная щетка;

15. Положительная щетка;

16. Шпилька для крепления генератора к натяжной планке;

17. Крыльчатка шкива;

18. Клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны привода;

19. Шкив привода генератора;

20. Гайка крепления шкива;

21. Дистанционное кольцо подшипника;

22. Шарикоподшипник вала ротора со стороны привода;

23. Крышка генератора со стороны привода;

24. Каркас обмотки ротора;

25. Обмотка ротора;

26. Изоляция паза статора;

27. Статор;

28. Клин обмотки статора;

29. Обмотка статора;

30. Клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны контактных колец;

31. Стяжной болт;

32. Буферная втулка;

33. Втулка;

34. Отрицательный диод;

35. Изолирующая пластина;

36. Провод фазного вывода обмотки статора;

37. Положительный диод;

38. Держатель положительных диодов;

39. Изолирующая втулка;

40. Держатель отрицательных диодов.

 

Через отверстия в ушках  крышек 1 и 23 генератор крепится болтом к кронштейну двигателя и шпилькой к натяжной планке. Чтобы при затяжке  болта не обломились ушки крышек, в  отверстии крышки 1 имеется резиновая  буферная втулка 32. Под действием  усилия затяжки поджимая стальная втулка (на рисунке она расположена слева от буферной) смещается, выбирая зазор между ушком и кронштейном крепления генератора, буферная втулка 32 сжимается между стальными втулками и осевое усилие затяжки не передается на ушко. Основные части генератора это ротор, статор 27 и крышки 1 и 23, отлитые из алюминиевого сплава. Ротор состоит из вала 7, на рифленую поверхность которого напрессована стальная втулка и стальные клювообразные полюсы 18 и 30 и образующие вместе с валом и втулкой сердечник электромагнита. На втулке между клювообразными полюсами в пластмассовом каркасе помещена обмотка 25 ротора, называемая обмоткой возбуждения. Концы обмотки выведены через отверстия в полюсе 30 и припаяны к медным контактным кольцам 4 и 5, установленным на пластмассовой втулке. Ротор вращается в двух шарикоподшипниках 6 и 22 закрытого типа. Смазка закладывается в подшипники при их изготовлении и пополнения при эксплуатации не требует. Внутренняя обойма переднего подшипника 25 свободно посажена на вал ротора и вместе с дистанционным кольцом 21 зажата гайкой крепления шкива между ступицей шкива и буртиком вала. Наружная обойма этого подшипника запрессована в крышку и закреплена между двумя стальными шайбами, стянутыми четырьмя винтами. После затяжки гаек концы винтов раскернивают, чтобы исключить самоотвинчивание гаек. Внутренняя обойма заднего подшипника 6 напрессована на вал ротора, а наружная входит в гнездо крышки 1 и поджимается резиновым кольцом. На валу ротора с помощью сегментной шпонки и гайки закреплен шкив 19 с крыльчаткой 17 вентилятора, служащего для охлаждения выпрямителя и внутренних частей генератора. Воздух засасывается в окна крышки 1. проходит между статором и ротором и через окна крышки 23 крыльчаткой вентилятора выбрасывается наружу. Между ступицей шкива и гайкой установлена пружинная коническая шайба, обращенная выпуклой стороной к гайке. Шкив и вентилятор изготовлены из тонколистовой стали и соединены электросваркой. Сердечник статора 27 набран из пластин электротехнической стали толщиной 1 мм. В четырех местах по наружной поверхности пластины соединены сваркой. На внутренней поверхности статора имеется 36 пазов полузакрытой формы, изолированные картоном. В пазах уложена трехфазная обмотка статора, закрепленная от выпадения клиньями 28, в качестве которых используются пластмассовые трубки. Каждая фазная обмотка состоит из шести последовательно соединенных катушек. Фазные обмотки соединены а звезду с выводом нулевой точки на штекер 12 (без маркировки). Этот вывод используется для подключения реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи. Для повышения электрической прочности и теплопроводности обмотки статор пропитан лаком. На крышке -1 генератора винтом закреплен щеткодержатель 13 со щетками 14 и 15. Через щетки, изготовленные из меднографитовой смеси и прижатые пружинами к контактным кольцам ротора, подводится ток к обмотке возбуждения. Щетка 14 через пластину соединена с "массой" генератора, а щетка 15 - со штекером "67". Детали выпрямителя также прикреплены к крышке 1 генератора. Выпрямитель преобразовывает переменный ток, вырабатываемый генератором, в постоянный, которым питаются потребители электрической энергии автомобиля. Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме из шести кремниевых диодов типа ВА20 - полупроводниковых приборов, пропускающих ток только в одном направлении. Диоды находятся в специальном выпрямительном блоке, состоящем из двух алюминиевых держателей 38 и 40 с диодами. С целью упрощения конструкции выпрямителя три диода имеют на корпусе "плюс" выпрямленного тока ("положительные" диоды). Они запрессованы в держатель 38, соединенный с выводом "30" генератора. Другие три диода создают на корпусе "минус" выпрямленного тока ("отрицательные" диоды). Они запрессованы в соединенный с "массой" держатель 40 выпрямительного блока, соединенный с "массой". Диоды запрессованы в алюминиевые держатели для того, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла от их корпуса к держателям, которые для охлаждения продуваются воздухом. В случае выхода диодов из строя их нельзя заменять по отдельности надо заменять целиком выпрямительный блок. На генераторах выпуска до 1977г. отрицательные диоды были запрессованы в крышку 1, а положительные - в алюминиевый держатель, соединенный с выводом "30" и прикрепленный вместо выпрямительного блока к крышке 1. У этих генераторов можно было заменять отдельные поврежденные отрицательные диоды, аккуратно впрессовывая и запрессовывая их на прессе. Если выходил из строя положительный диод, то необходимо было заменять целиком держатель с положительными диодами. Работает генератор следующим образом. Когда ключ выключателя зажигания находится в положении 1 (зажигание), через обмотку возбуждения генератора проходит электрический ток, создающий вокруг полюсов ротора магнитный поток. При вращении ротора под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный клювообразный полюс ротора и магнитный поток, проходящий через обмотку статора, меняется по величине и направлению. Этот переменна магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу. Клювообразная форма полюсов ротора подобрана таким образом, чтобы получить форму кривой электродвижущей силы, близкую к синусоидальной.

 

 

 

 

 

 

                                  2. Специальная часть

2.1 Замена подшипников генератора Г-221

Итак сам генератор

Проверку подшипников  начните с внешнего осмотра, выявления  трещин в обоймах, наволакивания  или выкрашивания металла, наличие коррозии и т. д. Проверьте легкость вращения и отсутствие сильного люфта и шума. Если у подшипника сильно изношены посадочные места или есть повреждения, то он подлежит замене.

Почистим генератор щеточкой от грязи. И откручиваем гайку  шкива. Кладем генератор чтоб шкив уперся в пол, надеваем на гайку ключ на 19 и придерживая одной рукой шкив от проворачивая, наносим по ключу сильные и резкие удары молотком. Шкив конечно будет проворачиваться но и гайка в конечном итоге начнет откручиваться, я стучал так минуты 2-3Ключом на 10 откручиваем четыре болта и вынимаем шпильки стягивающие генератор. Ставим генератор валом в верх. С верху в низ ставим на шпонку зубило и несильными ударами молотка выбиваем ее. Выбив ее снимаем переднюю крышку генератора. Если идти будет туго поднимаем генератор на весу легонько бьем по балу молотком. Крышка снимется легко. Далее снимаем с генератора реле регулятор. И в через отверстие под реле через выколотку выбиваем ротор. Наносим несколько сильных ударов, проворачиваем ротор, наносим еще несколько ударов и так по кругу пока не выбьем. Далее головкой на 8 откручиваем три гайки крепления статора и диодного моста..И снимаем статор. Мне чтобы его снять пришлось немного полить стыки WD-40 и легкими ударами молотка аккуратно выбить его. После снятия статора вынимаем диодный мост, открутив конденсатор, если вы этого еще не сделали. Далее надо выпресовать задний подшипник ротора, лучше делать это универсальным съемником но я выпресовывал съемником рулевых тяг. Далее берем переднюю крышку и откручиваем стягивающие пластины. Болты там законтрены и гайки могут повредится при откручивании (для этого мы и брали 4 гайки на 8), но у меня они остались целыми. При откручивании опять таки болты выпадают из пазов и начинают прокручиваться, поэтому придерживаем их с другой стороны. Снимаем пластины и через оправку выпресовываем подшипник Ну вот генератор полностью разобран, чистим все щеткой по металлу, так же мне при чистке кое-где понабился нож и шкурка, просто ими удобней соскоблить большие отложения грязи. Новые запчасти. Конденсатор, два подшипника и диодный мост, у вас тут может быть в добавок реле регулятор. Замена подшипника ротора со стороны привода. Чтобы извлечь неисправный подшипник из крышки, необходимо отвернуть гайки винтов, стягивающих шайбы крепления подшипника, снять шайбы с винтами и на ручном прессе выпрессовать подшипник. Если гайки не отворачиваются (концы винтов раскернены), то следует спилить концы винтов. Причиной шума в генераторе, как правило, является износ или повреждение подшипников якоря. Первым из строя выходит обычно передний подшипник: сказываются большие нагрузки, приходящиеся на него, например, из-за чрезмерного натяжения приводного ремня. Обычно замена подшипников не вызывает серьезных затруднений, хотя для этого придется почти полностью разобрать генератор. Устанавливать новый подшипник в крышку генератора можно только в том случае, если отверстие для подшипника не деформировано. Диаметр отверстия должен быть 41,967-41,992 мм. Если отверстие имеет больший диаметр или деформировано, следует заменить крышку новой. Подшипник в крышку запрессовывают на прессе и затем зажимают между двумя шайбами, стянутыми винтами с гайками. После затягивания гаек концы винтов следует раскернить. Подшипники запрессовываем обратно через оправку, тут есть один очень важный момент - запрессовывая задний подшипник на ротор оправку надо ставить только на внутреннее кольцо подшипника, а запрессовывая передний только на внешнюю. иначе вы можете просто повредить подшипник при запрессовке. Собираем генератор в обратной последовательности. Если у вас был диодный мост старого образца то вывод 61 будет плохо проходить в отверстие в задней крышке, мне пришлось доработать отверстие напильником Кстати советую прошкурить посадочную плоскость конденсатора для лучшего контакта. Ротор забиваем обратно несильными ударами молотка, для того чтобы не повредить резьбу я надел на вал головку. При сборе накладок переднего подшипника не забываем законтрить болты зубилом. Ну и вот генератор опять в сборе

           3.2 Регулировка холостого хода карбюраторного ДВС

Холостой ход двигателя  регулируют винтом 2 качества смеси, определяющего  состав смеси, и винтом 1 количества смеси (у карбюраторов 2106-1107010, 2103-1107010-01 и 2103-1107010 при завертывании винта  количества смеси приоткрывается дроссельная  заслонка первой камеры). Чтобы исключить  нарушение заводской регулировки, у карбюраторов 2107-1107010-20 и 2107-1107010-10 на винты 1 и 2 напрессованы ограничительные  втулки. На заводе устанавливают втулки синего цвета, на станциях технического обслуживания - красные. Если втулками не удается отрегулировать содержание окиси углерода (СО) в отработавших газах, то, вывертывая винты, ломают головки втулок, снимают с винтов и снова завертывают винт на прежнее место.  
 
Холостой ход регулируют на прогретом двигателе (температура охлаждающей жидкости 90-95°С) с отрегулированными зазорами в механизме газораспределения и с правильно установленным углом опережения зажигания.  
 
У карбюратора 2107-1107010-20 и 2107-1107010-10 винтом 1 количества смеси по тахометру стенда устанавливают частоту вращения коленчатого вала в пределах 820-900 мин^-1. Винтом 2 качества смеси добираются концентрации СО (приведенной к 20°С и 760 мм рт.ст.) в отработавших газах в пределах 0,5-1,2% при данном положении винта 1.  
 
Винтом 1 восстанавливают частоту вращения в пределах 820-900 мин^-1. При необходимости винтом 2 восстанавливают концентрацию СО до 0,5-1,2% и напрессовывают на винты ограничительные втулки, ориентируя шлицы втулок относительно выступов.  
 
У карбюраторов 2106-11-7010, 2103-1107010-01 и 2103-1107010 по тахометру стенда устанавливают частоту вращения коленчатого вала в пределах 720-800 мин. Винтом качества смеси добиваются концентрации СО в отработавших газах 1,5-2,5% при данном положении дроссельной заслонки. Винтом количества смеси восстанавливают частоту вращения коленчатого вала до 720-800 мин^-1. При необходимости винтом качества смеси восстанавливают концентрацию СО до 1,2-2,5%.

 
 
У карбюратора 21053-1107010 холостой ход  двигателя регулируют винтом 2 качества (состава) смеси и винтом 1 количества смеси с уплотнительным кольцом 3, закрытым заглушкой 4. Для доступа  к винту необходимо сломать заглушку. Винтом 1 регулируют по тахометру стенда частоту вращения коленчатого вала до 750-800 мин^-1. Винтом 2 добиваются концентрации СО 0,5-1,2% при данном положении винта 1. Винтом 1 восстанавливают частоту вращения до 750-800 мин^-1. При необходимости винтом 2 восстанавливают концентрацию СО до 0,5-1,2%. В отверстие регулировочного винта 2 устанавливают новую пластмассовую заглушку.  
 
У всех карбюраторов холостой ход двигателя можно регулировать и при отсутствии газоанализатора. Но при этом после регулировки не гарантируется содержание окиси углерода отработавших газов при работе двигателя на холостом ходу. При регулировке винтом 1 количества смеси устанавливают минимально устойчивую частоту вращения коленчатого вала, затем винтом 2 качества смеси добиваются работы двигателя с максимальной частотой вращения коленчатого вала при данном положении винта 1. После этого винтом 1 уменьшают частоту вращения коленчатого вала до минимально устойчивой работы двигателя, а затем завертывают винт 2, пока двигатель не будет работать с заметными перебоями, и отворачивают его на 30-60° (не более) до достижения устойчивой работы двигателя.  
 
Правильность регулировки проверяют резким нажатием на педаль дроссельной заслонки и отпусканием ее. Двигатель при этом не должен останавливаться.

 

 

 

                         

 

 

 

 

 

 

 

                                3. Экономическая часть

I. Определяем стоимость основных материалов

Шариковый подшипник – 76,0 рублей *2 шт =152,0 рублей

II.  Посчитаем затраты электроэнергии  на освещения слесарной мастерской

∑N =2.5 КВТ   Время работы  3 часа

Расход электроэнергии составляет  2.5КВТ ×3=7,5 Квт

Стоимость 1КВТ/ч составляет 2,87 руб.  Определяем стоимость электроэнергии 7,5×2.87=21,53руб

Итого 21,53руб

III. Ввиду того что износ малоценных деталей незначителен то им можно пренебречь

IV. Затраты на оплату труда

1 чел- 4 разряд , T- 3 часа , тариф 93.45

Заработная плата 93.45×3=280,35

Премия 50%    280,35×0.5=140,20руб

Итого : 280,35+140,20=420,55руб

Районный коэффициент 15% 420,55×1.15=483,63руб

После расчета основной заработной платы определим дополнительную заработную плату 15% для этого 483,63×0.15=72,54руб

Итого  483,63+72,54=556,17руб

V. Рассчитываем отчисления на обязательные платежи в бюджет : пенсионный фонд 22%, социальное страхование 2,2% , медицинское страхование 5,1%, страхование от несчастных случаев 1,2%

ПФ 556,17×0.22=122,36руб

Соц. Страх 556,17×0.022=12,23руб

Мед. Страх 556,17×0.051=28,36руб

Н. С 556,17×0.012=6,67руб

Итого получается 122,36+12,23+28,36+6,67=169,62руб. В Бюджет

VI. Общие расходы

Общая сумма составляет 899,32руб

Норму цеховых расходов возьмем 10%, тогда сумма составит

899.32×0.1=89,93руб

Норму общезаводских расходов возьмем 9%

899,32×0.09=80,94руб

Прочие затраты 20%

899,32×0.2=179,86руб

Всего 89,93+80,94+179,86=350,73руб

899,32+350,73=1250,05руб

Сумма всех затрат  составляет 1250,05 руб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

            4.Охрана труда для слесаря по ремонту автомобилей

Выполняйте только порученную Вам работу.

К ремонту автомобилей  допускаются лица, не моложе 18 лет, обученные  безопасным методам работы прошедших  проверку знаний требований ОТ, ТБ. имеющие профессиональную подготовку и прошедшие: - предварительный медицинский осмотр. При уклонении от прохождения медицинских осмотров работник не допускается к выполнению трудовых обязанностей; - вводный инструктаж; - обучение безопасным методам и приемам труда и проверку знания безопасности труда; - первичный инструктаж на рабочем месте. К работе с электрифицированными инструментом и оборудованием допускаются слесари, прошедшие соответствующее обучение и инструктаж, имеющие I квалификационную группу по электробезопасности. Выполнение работ, не связанных с обязанностями слесаря, допускается после проведения целевого инструктажа.