Diagnostika poruch elektrických zařízení

Diagnostika poruch elektrických zařízení

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