Автомобильный генератор обеспечивает напряжением всех потребителей бортовой сети. Его выход из строя сопровождается остановкой мотора, и негативно отражается на электронных системах машины. Разберёмся в конструктивном устройстве, основных неполадках и как работает автогенератор.
Автомобильный генератор — это
Автогенератор – это электромашина переменного тока (I), выдающая электроэнергию, полученную за счет механического вращения коленвала силового агрегата.
Назначение
Автогенератор предназначен для поддержания стабильного уровня напряжения (U) и токовых нагрузок в бортовой сети. Он обеспечивает питание электрооборудования машины в момент работы силового агрегата. Назначение генератора:
- зарядка АКБ
- передача электроэнергии оборудованию при нормальных режимах эксплуатации
- обеспечение током потребителей одновременно с аккумулятором при аварийных отклонениях в бортовой сети.
Зарядка АКБ требуется для восполнения потерь энергии, затраченной на раскручивание стартера для пуска ДВС. Уровень напряжения автогенератора задается таким образом, чтобы он превышал электрохимический потенциал пластин аккумулятора.
Разобравшись с вопросом для чего нужен автогенератор легко понять, что при его повреждении машина не проработает долго. Дальнейшее функционирование ДВС будет обеспечиваться АКБ. Заряда батареи не хватит на долго. Для замедления разряда выключается вспомогательное оборудование (магнитола, кондиционер и т.д.). По факту полного разряда аккумулятора двигатель заглохнет.
Загрузка ...
Конструкция генератора автомобиля
Автогенератор – электрическая машина, работа которой полностью противоположна электродвигателю. Двигатель потребляет мощность, а генератор ее выдает. Конструктивно генераторы подразделяются на две группы:
- классические;
- компактные.
Их устройство идентично, отмечаются отличия в компоновке статора, охлаждающей крыльчатке, выпрямительного блочка и шкива. Новые модификации выпускаются в исполнении с тремя фазами.
Устройство генератора:
- приводной механизм – шкив, подшипники и вал;
- якорь, с намотанной катушкой возбуждения – на противоположной стороне вала по отношению к приводному механизму размещается коллектор;
- статор – сердечник и обмотки;
- корпус – две раздельные крышки;
- регулятор U;
- диодный мост (выпрямительный блочок);
- токосъемные щетки.
Детально остановимся на предназначении отдельных элементов генератора и схеме функционирования диодного моста.
Щетки и регулятор
Сейчас щетки и регулятор U автогенератора выпускаются в объединенном, неразборном устройстве. Оно предназначено для подвода I на катушку возбуждения через коллектор. Механизм состоит из щеткодержателя, двух щеток из графита и прижимных пружинок.
Регулятор предусмотрен для поддержания требуемого уровня напряжения генератора. Сейчас используют электронные регуляторы полупроводникового типа. Их устанавливают поверх механизма для удерживания щеток.
Работа бортовой сети рассчитана на определенный уровень напряжения, которое не допускается превышать. При повышенных оборотах ДВС, автогенератор выдает напряжение до 16 В. Для его удерживания в допустимых пределах предусмотрен регулятор U. Он понижает ток возбуждения, подводимый от АКБ. В результате снижается сила создаваемого электромагнитного потока, параллельно уменьшающая U на обмотке статора.
Корпус и привод
В корпусе располагаются все компоненты автогенератора. Корпус – это крышки спереди и сзади, которые соединены болтами. Крышки выливаются из алюминия, отводящего в кратчайшие сроки тепло и не намагничивающегося. На крышках предусмотрены вентиляционные каналы и фланцевые крепежи.
На крышечке сзади монтируется диодный мост, держатель щеток и контакт для отвода, вырабатываемого автогенератором тока.
Приводной механизм генератора состоит из шкива, ремня и коленвала. Крутящий момент, создаваемый коленвалом, переносится через ремень на вал ротора автогенератора. Используется два вида ременного привода – поликлиновый и клиновый. Первый эффективнее.
Про обгонную муфту генератора можете прочесть по ссылке.
Ротор и статор
Ротор – электромагнит, состоящий из вала, медного, стального или латунного коллектора, катушки возбуждения и двух сердечников (полюсов). Обмотка наводит магнитный поток, а полюса регулируют и распределяют его. Конструкция сердечника предусматривает шесть выступающих элементов в форме треугольника (клюв).
Коллектор размещается на валу якоря, соединяясь пайкой с обмоткой возбуждения. По контактным дорожкам коллектора ток протекает от АКБ к обмотке якоря.
Охлаждающая система генератора выполнена крыльчаткой. Она насаживается на одну или обе стороны оси ротора. С противоположной стороны по отношению к коллектору, монтируется шкив для приема крутящего момента от коленвала. Обе стороны вала якоря укомплектованы подшипниками шарикового типа, без возможности обслуживания.
Статор формирует переменный I в результате воздействия электромагнитного поля якоря. Он обладает формой кольца. Базовые элементы – сердечник и обмотка.
Сердечник собран пластинками из стали, формирующих тридцать шесть пазов. В пазы укладывается трех обмоточная катушка, создающая трехфазную сеть. Возможно использование двух видов соединения обмотки статора – в «Y» или «∆». В первом случае начало обмоток соединяется в одну точку. Во втором случае используется последовательное соединение начала одной и конца другой обмотки.
Диодный мост
Функция диодного моста преобразование I автогенератора из переменного в постоянный, требуемый для электроприборов машины.
Нередко встречается другое название диодного моста – выпрямительный блок.
Конструкция устройства состоит из:
- «+» и «-» пластины;
- диодов – 2 на фазу.
Блочок выполнен в форме подковы. Диоды блочка герметично вставлены в пластинки. Генерируемый электромашиной ток через выводы статорной катушки доходит к выпрямительному блочку. Преобразовавшись в постоянный, он направляется к выводному контакту сзади автогенератора. В диодах I проходит в одном направлении, блокируя токи с обратной полярностью. Как правило, выпрямительный блочок устанавливается внутри крышки автогенератора сзади. Но встречаются модификации, где диодный мост расположен в корпусе электромашины либо за его пределами.
Принцип функционирования
Автогенератор вступает в работу после запуска ДВС пусковым устройством, получающим электроэнергию от АКБ. Принцип работы генератора переменного тока основан на трансформации механической энергии в электрическую. Механика выполнена посредством коленвала мотора, на котором располагается шкив. Крутящий момент с коленвала через ременной привод передается на шкив якоря автогенератора.
Питание на катушку возбуждения ротора подводится через щеточно-контактный аппарат от АКБ. В цепи предусмотрен специализированный выпрямитель (состоит из 3 диодов), предотвращающий саморазряд батареи.
Для регулировки подводимого уровня напряжения к якорю монтируется специальный стабилизатор. Используются электронные или электромеханические модификации. Стабилизатор устанавливается либо как отдельное устройство, либо интегрируется в сопряженные элементы.
При протекании I в катушке крутящегося якоря наводится электромагнитное поле. Оно индуцирует переменный I в статорной катушке, который далее проходит через диодный мост с тремя «+» и «-» вентилями. Протекая через них, I преобразуется из переменного в постоянный.
Обмотки автогенератора собираются в «Y» или «∆». Второй вариант увеличивает значение вырабатываемого I в раз. Соединение в «∆» используется для комплектации машин с мощными потребителями электроэнергии.
Функционирование генератора обеспечивает поддержку U в пределах 13.9-14.5 Вольт. Конкретное значение зависит от частоты вращения коленвала и токовой нагрузки. Соединение электроприборов с генератором осуществляется через контактную ножку «В+».
Базовые характеристики генератора
Каждый автогенератор обладает конкретными номинальными параметрами, подбираемые в соответствии с техническими требованиями машины. Мощность генератора подбирается с учетом суммарного потребления тока приборами автомобиля.
К базовым характеристикам относятся:
- U14-28 В – согласно ГОСТа 52230-2004 (в коммерческих, легковых машинах и автобусах используется 12 В, в специализированных и мощных 24 В).
- I отдачи – предельное значение фиксируется при частоте вращения якоря шесть тысяч оборотов в минуту.
- частота возбуждения и самовозбуждения.
- КПД – 50-60 %.
- токоскоростная – зависимость номинального I от частоты вращения автогенератора.
Признаки поломки
Совместное функционирование АКБ и автогенератора обеспечивает бесперебойную работу бортовой сети машины. Генератор главенствующий элемент по обеспечению потребителей электроэнергией. АКБ резервный источник питания, несущий нагрузку по пуску мотора и подвода напряжения к электронным системам при остановленном ДВС.
Генератор автомобиля не выходит из строя одномоментно. Характерные признаки поломки прослеживаются заранее, что позволяет свести к минимуму негативные последствия.
| Проверка АКБ и генератора | |
|---|---|
| Условия замера | Выдаваемое напряжение |
| Двигатель заглушен | 12,5-12,8 |
| Двигатель заведен: 1500-2000 об/мин | 13,8-14,6 |
| Двигатель заведен: включены потребители (свет, подогревы) | 13,6-13,8 |
К характерным признакам неисправности автогенератора относятся:
- Проблематичный запуск силового агрегата из-за разряженности или избыточной заряженности АКБ – недостаток вырабатываемого генератором тока приводит к разряду батареи. Она не успевает восстановить заряд. Избыточный ток автогенератора, формирующийся при повреждении регулятора U, приводит к выкипанию электролита и преждевременной поломке АКБ.
- Потускнение или мерцание оптики – отчетливо заметно при езде ночью. Оптика теряет яркость или сильно просаживается свет при изменении оборотов ДВС.
- Загорание значка батареи на приборной доске – питание бортовой сети полностью обеспечивается АКБ. Время оставшегося функционирования зависит от заряженности и состояния батареи. Необходимо срочно принимать меры по устранению неисправности автогенератора.
- Свист ремня навесного оборудования – свидетельствует о необходимости восстановления уровня натяжки ременного привода. Некоторые модели машин укомплектованы автоматическими натяжителями.
- Перегрев или разрыв ремня – подклинивание шкивов, роликов, подшипников или непосредственно агрегатов навесного оборудования. Проявляется запахом гари или расслоением ременного привода. Нередко ремень рвётся.
- Звон, шуршание со стороны подкапотного пространства – указывает на изношенность подшипников или обгонной муфты автогенератора, работающих под высокими нагрузками.
- Гул, вой – такие звуки характерны для электромашины, работающей с коротким замыканием (межвитковым) в статорной обмотке.
| Причины неисправности | Способы устранения |
|---|---|
При включении зажигания не горит сигнализатор разряда аккумуляторной батареи (АКБ)  | |
| Обрыв провода между генератором, выключателем (замком) зажигания и сигнализатором | Устраните обрыв |
| Сигнализатор разряда АКБ не гаснет послу запуска мотора | |
| Слабое натяжение ремня, неисправен автоматический натяжитель | Подтяните / замените ремень, замените автоматический натяжитель |
| Неисправен генератор (изношены или неплотно прилегают к контактным кольцам щетки, сгорела обмотка возбуждения, неисправен выпрямитель или регулятор напряжения) | Замените или отремонтируйте генератор |
| Замыкание на "массу" провода между генератором и сигнализатором | Изолируйте провод |
| Генератор не обеспечивает заряд АКБ | |
| Окисление клемм батареи | Зачистите, закрепите и смажьте специальной смазкой наконечники проводов и клеммы |
| Неисправна АКБ | Замените АКБ |
| Слабое натяжение ремня | Натяните / замените ремень или натяжитель |
| Неисправен регулятор или выпрямительный блок | Замените регулятор напряжения или выпрямительный блок |
| АКБ перезаряжается | |
| Неисправен регулятор напряжения или выпрямительный блок | Замените регулятор напряжения или выпрямительный блок |
| Повышенное падение напряжения в цепи генератор-аккумуляторная батарея | Проверьте, зачистите, подтяните или замените контактные соединения в выключателе (замке) зажигания, монтажных блоках предохранителей и реле, разъемах, проверьте соединение корпуса генератора с массой |
Основные неисправности генератора
Автогенератор подвержен двум основным категориям повреждений – электрические и механические. К электрическим поломкам относятся:
- обрыв проводников и короткое замыкание в обмотках;
- изношенность коллектора или щеток из графита;
- повреждение регулятора U или диодного моста.
Среди механических неисправностей выделяется разрушение корпуса, крепежных элементов и подвижной части генератора. Подшипники, шкив, обгонная муфта или пружинки для поджима щеток могут выйти из строя.
О неисправности автогенератора укажут общие признаки: проблематичный запуск ДВС, мерцание или потускнение оптики, постоянное свечение индикатора АКБ на панели приборов.
Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.
