Ремонт фото видео аппаратуры, бытовой техники, обзор и анализ рынка сферы услуг

Электроприводы агрегатов автомобиля

На современном автомобиле установлено большое число агрегатов, требующих для приведения в действие затрат механической энергии. Эту энергию они получают в большинстве случаев от электродвигателей.

Электродвигатель с механизмом передачи механической энергии и схемой управления электродвигателем образуют систему электропривода автомобиля. Для передачи энергии в автомобильном электроприводе используются зубчатые и червячные передачи, кривошипно-шатунные механизмы. Часто электродвигатель и механизм передачи механической энергий объединяют в моторедуктор или электродвигатель совмещают с исполнительным элементом.

Электроприводы автомобиля приводят в действие вентиляторы отопителей и системы охлаждения двигателя, стеклоподъемники, устройства выдвижения антенн, стеклоочистители, насосы омывателей, фароочистители, подогреватели, топливные насосы и т.п. Расмотрим требования предъявляемые к электродвигателям и типы электрических двигателей используемых в системах электропривода агрегатов автомобиля.

Электродвигатели приводов агрегатов автомобиля

Требования, предъявляемые к электродвигателям, весьма разнообразны. Электродвигатели отопителей и вентиляторов автомобиля имеют продолжительный режим работы и малый пусковой момент; электродвигатели стеклоподъемника обладают большим пусковым моментом, но работают кратковременно; электродвигатели стеклоочистителей воспринимают переменные нагрузки и, следовательно, должны обладать жесткой выходной характеристикой, частота вращения вала не должна существенно меняться при перемене нагрузки; электродвигатели предпусковых подогревателей должны нормально работать при очень низких температурах окружающего воздуха.

В приводах агрегатов автомобиля применяют электродвигатели только постоянного тока. Их номинальные мощности должны соответствовать ряду 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 Вт, а номинальные частоты вращения валов ряду 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 9000 и 10 000 об/мин.

Электродвигатели с электромагнитным возбуждением в системе электропривода агрегатов автомобиля имеют последовательное, параллельное или смешанное возбуждение. Реверсивные электродвигатели снабжены двумя обмотками возбуждения. Однако применение электродвигателей с электромагнитным возбуждением в настоящее время сокращается. Более широко распространены электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов.

Конструкции электродвигателей чрезвычайно разнообразны.

Рис. 2. Электродвигатель отопителя

На рис. 2 показано устройство электродвигателя отопителя. Постоянные магниты 2 закреплены на корпусе 12 электродвигателя пружинами 10. Вал якоря 11 установлен в металлокерамических подшипниках 1 и 5, расположенных в корпусе и в крышке 8. Крышка крепится к корпусу винтами, ввернутыми в пластины 9. Ток к коллектору 6 подводится через щетки 4, помещенные в щеткодержатель 3. Траверса 7 из изоляционного материала, объединяющая все щеткодержатели в общий узел, прикреплена к крышке 8.

На электродвигателях мощностью до 100 Вт общим является применение подшипников скольжения с металлокерамическими вкладышами, щеткодержателей коробчатого типа и коллекторов, штампованных из медной ленты с опрессовкой пластмассой. Применяют и коллекторы, изготовленные из трубы, имеющей на внутренней поверхности продольные пазы.

Крышки и корпус изготовляют цельнотянутыми из листовой стали. В электродвигателях стеклоомывателей крышки и корпус — пластмассовые. Статор электродвигателей электромагнитного возбуждения набирают из пластин; причем оба полюса и ярмо штампуют как одно целое из листовой стали.

Постоянные магниты типов 1 и 2 (см. табл. ниже) устанавливают в магнитопровод, залитый в пластмассовый корпус. Магниты типов 3, 4 и 5 прикрепляют к корпусу плоскими стальными пружинами или приклеивают. Магнит типа 6 устанавливают и приклеивают в магнитопровод, который размещается в крышке электродвигателя. Якорь набирают из пластин электротехнической стали толщиной 1-1,5 мм.

Технические данные основных типов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов

таблица 1. Основные типы электродвигателей в электроприводах отечественных автомобилей.

Технические данные основных типов электродвигателей с электромагнитным возбуждением

таблица 2. Основные типы электродвигателей в электроприводах отечественных автомобилей.

Электродвигатели мощностью более 100 Вт близки по конструкции к генераторам постоянного тока. Они имеют корпус, изготовленный из полосовой малоуглеродистой стали или из трубы, на котором винтами закреплены полюса с обмоткой возбуждения. Крышки стянуты между собой болтами. В крышках расположены шариковые подшипники. Реактивные щеткодержатели обеспечивают стабильную работу щеток на коллекторе.

Двухскоростные двигатели с электромагнитным возбуждением имеют выводы каждой катушки возбуждения, электродвигатели с постоянными магнитами оборудованы третьей дополнительной щеткой, при подаче питания на которую частота вращения вала увеличивается.

Технические данные основных типов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов представлены в табл. 1, а с электромагнитным возбуждением в табл. 2.

Переключатель электродвигателя «печки» ВАЗ 2108, 2109, 21099

На автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099 и их модификациях электродвигатель вентилятора отопителя («печки») включается переключателем, расположенным на панели приборов.

В случае его неисправности электродвигатель вентилятора не включается вовсе, либо работает всего на одной или двух скоростях. «Печка» в таком случае не греет, или греет, но слабо. Для точной и быстрой самостоятельной диагностики неисправности отопителя нужно знать и понимать что представляет собой его переключатель и как он работает.

Переключатель скоростей электродвигателя «печки» ВАЗ 2108, 2109, 21099

1. Что представляет собой переключатель скоростей «печки» ВАЗ 2108, 2109, 21099?

Переключатель электродвигателя отопителя представляет собой круглую «крутилку», расположенную на панели приборов автомобиля. С задней части к переключателю пристыковывается колодка проводов. Позиций у переключателя всего четыре: выключено, 1-я скорость, 2-я скорость, 3-я (самая большая) скорость.

2. Как работает переключатель «печки»?

Напряжение подается на вывод «+» переключателя с монтажного блока через предохранитель F7 (желто-синий провод колодки проводов). Водитель вращая рукоятку переключателя последовательно соединяет плюсовой контакт с контактами скоростей. Напряжение подается на дополнительный резистор, установленный на корпусе электродвигателя и далее на сам электродвигатель.

В дополнительном резисторе имеется две спирали сопротивления. Если задействованы обе — это первая скорость (сопротивление высокое), если одна — вторая (сопротивление поменьше), если не задействованы вовсе — третья (сопротивление отсутствует).

3. Схема включения электродвигателя вентилятора отопителя салона ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Схема подключения электродвигателя вентилятора отопителя («печки») автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

4. Неисправности переключателя отопителя «печки».

— Электрический ток не поступает на переключатель

Электродвигатель вентилятора не включается вовсе несмотря на вращение ручки переключателя. Необходимо по схеме проверить предохранитель и провода, идущие к переключателю.

— Контакты внутри переключателя не замыкаются

Электродвигатель не работает или работает на одной (двух) скоростях. Включаем зажигание. Снимаем колодку проводов с переключателя и по схеме замыкаем отрезком провода выводы проводов в колодке с выводом желто-синего провода. Если неисправность пропала, неисправен переключатель, если осталась, неисправен дополнительный резистор либо сам электродвигатель.

Примечания и дополнения

Контакты переключателя электродвигателя вентилятора отопителя салона ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Контакты переключателя печки ВАЗ 2108, 2109, 21099

Схема работы отопителя салона

Система отопления автомобиля у многих моделей устроена и работает по схожему принципу. Понимание принципа включения и регулировки скорости работы вентилятора отопителя салона очень будут кстати при самостоятельных поисках неисправности (к примеру, если у вас перестал работать вентилятор печки).

Общая схема циркуляции воздуха

Забор воздуха в салон автомобиля осуществляется вентилятором, который может быть установлен в салоне либо за моторным щитом. Над электродвигателем располагается фильтр салона. При необходимости подогрева воздушный поток проходит через радиатор отопителя. Радиатор печки соединен с системой охлаждения автомобиля, поэтому при нагреве двигателя циркулирующая жидкость из системы охлаждения двигателя нагревает соты радиатора печки. Поэтому, проходя через соты, поток воздуха также становится теплым.

Когда в подогреве необходимости нет, заборный и очищенный фильтром воздух подается в салон напрямую из окружающей среды. Если автомобиль оборудован кондиционером, в режиме охлаждения перед попаданием в салон поток проходит испаритель, после чего холодный воздух направляется в дефлекторы (более подробно о принципе работы системы кондиционирования).

Воздушные заслонки

Перенаправление воздушных потоков для регулирования температуры осуществляется специальной заслонкой. Виды управления заслонкой:

• механическое. Привод заслонки посредством тяг и тросов соединяется напрямую с переключателем в салоне. В таком случае водитель, перемещая регулятор, вручную дозирует температуру поступающего воздуха;
• электронное. Заслонка оборудована сервоприводом. Электромотор изменяет положение заслонки, получая команды от блока управления. Такая схема применяется на автомобилях с климатическими установками. Водителю достаточно задать в бортовом компьютере желаемую температуру в салоне, после чего электронный блок управления, ориентируясь на температурные датчики, будет управлять сервоприводом воздушной заслонки.

От вентилятора печки в салон уходят каналы, по которым воздух может подаваться на лобовое стекло, в ноги либо через центральные дефлекторы. В зависимости от схемы работы, режимы могут быть как комбинированными, так и единичными, когда весь заборный воздух подается только в одну зону. Переключение режимов может осуществляться механически либо с помощью сервопривода и блока управления. Механический способ предполагает прямое соединение воздушных заслонок с переключателем на торпеде. Электропривод заслонок позволяется управлять ими нажатием клавиши, а также реализовать автоматическое управление электронным блоком системы кондиционирования салона.

Рециркуляция

В режиме рециркуляции закрывается основная воздушная заслонка, после чего вентилятор печки начинает забирать воздух из салона. Подобный режим работы позволяет заблокировать доступ неприятных запахов и загрязненного воздуха с улицы, если вы, к примеру, едете за автомобилем по пыльной гравийной дороге.

Зимой режим рециркуляции позволяет быстрее прогревать салон автомобиля, так как через радиатор отопителя проходит не морозный, а уже салонный теплый воздух. Соответственно, летом рециркуляция упрощает кондиционеру процесс охлаждения.

Виды привода рециркуляции:

• механический (описан выше);
• вакуумным. Заслонка соединена с вакуумной системой тормозов. При нажатии кнопки заслонка перемещается за счет вакуума и остается в закрытом положении до следующего нажатия кнопки;
• с помощью сервопривода. На некоторых автомобилях блок управления, ориентируясь на показания газоанализатора, может автоматически включать рециркуляцию при обнаружении высокого уровня концентрации выхлопных газов в заборном воздухе.

Как работает вентилятор печки

Вентилятор системы обогрева салона автомобиля представляет собой обычный двигатель переменного тока. Это может быть как простейший осевой вентилятор, так и диаметральный вариант, который чаще всего устанавливается на современных автомобилях. Устройство внутренней части вентилятора печки ничем не отличается от устройства обычного электродвигателя переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Больший интерес для нас представляет работа электродвигателя на разных скоростях. Реализуется эта возможность включением в схему дополнительного сопротивления. Резисторы увеличивают сопротивление, что приводит к уменьшению протекающей в цепи силы тока. Следовательно, вентилятор начинает вращаться медленней. Номинал резистора определяет, насколько сильным будет падение тока в цепи. Последняя скорость вентилятора является прямой, поскольку в цепь не включено сопротивление. Это позволяет вентилятору отопителя оставаться работоспособным, даже если сопротивление вышло из строя.

Схема подключения

На рисунке показана простейшая принципиальная схема подключения вентилятора печки. Когда плюсовой вывод переключателя, защищенный предохранителем, замкнут с контактом H, ток протекает к электродвигателю напрямую, заставляя его вращаться с максимальной скоростью. Когда же плюсовой контакт замкнут с контактом V, ток течет через сопротивление, что снижает скорость вращения вентилятора.
Электродвигатель отопителя моделей ВАЗ 2108, 21099 имеет уже 3 скорости вентилятора. Когда плюсовой вывод переключателя режимов замкнут на 1 контакт, в цепь включены последовательно 2 сопротивления, поэтому скорость вращения электродвигателя будет минимальной. При подаче питания на второй контакт переключателя режимов ток будет протекать через один резистор, что будет соответствовать средней скорости вращения. Соответственно, 3 контакт предназначен для подачи питания в обход дополнительного резистора и соответствует самой быстрой скорости вращения.

Именно такой принцип включения электродвигателя отопителя на большинстве автомобилей. Для лучшего понимания схемы предлагаем посмотреть видео.

Система автоматизированного управления

На схеме мы все так же видим дополнительный резистор, вот только теперь все команды передаются электровентилятору не напрямую от ручки переключения скоростей, а через блок управления системой отопления (№3). Также блок управляет электромагнитным клапаном рециркуляции салона и микромоторедуктором привода заслонки. В данной схеме используется лишь один датчик температуры в салоне, но в более продвинутых вариантах присутствуют также датчики температуры заборного воздуха, а также датчики, измеряющие в нескольких точках температуру подаваемого в салон воздуха.

Источник http://www.xn--b1agveejs.su/avtoelektronika/268-electroprivody-agregatov-avtomobilya.html

Источник http://twokarburators.ru/perekluchatel-pechki-2108-2109-21099/

Источник http://autolirika.ru/teoriya/sistema-otopleniya-avtomobilya.html