Автомобильный генератор. Как он работает?
Генератор — основной источник электроэнергии автомобиля. В данной статье поговорим про автомобильный генератор, как он работает, из чего состоит и рассмотрим его устройство.
Как работает генератор автомобиля?
При пуске двигателя основным потребителем электроэнергии является стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение напряжения аккумулятора. В этом режиме потребители электроэнергии питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается.
Сразу после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснабжения.
Генератор является источником постоянной подзарядки аккумуляторной батареи во время работы двигателя. Если генератор не будет работать, то аккумулятор очень быстро разрядиться.
Автомобильный генератор обеспечивает требуемый ток для заряда аккумулятора и работы электроприборов. После подзарядки аккумулятора разность его напряжения и генератора становится небольшой, что приводит к снижению зарядного тока. Источником электропитания по-прежнему является генератор, а аккумулятор сглаживает пульсации напряжения генератора.
При включении мощных потребителей электроэнергии (например, обогревателя заднего стекла, фар) и небольшой частоте вращения ротора (малые обороты двигателя) суммарный потребляемый ток может быть больше, чем способен отдать генератор. В этом случае нагрузка ляжет на аккумулятор, и он начнет разряжаться, что можно контролировать по показаниям вольтметра.
К автомобильному генератору предъявляют следующие требования:
- Генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью, чтобы:
- одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и заряжать АКБ,
- при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых оборотах двигателя не происходил сильный разряд аккумуляторной батареи,
- напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах во всем диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.
Привод и крепление генератора
Привод генераторов осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток.
На современных автомобилях привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать более высокие передаточные отношения, то есть использовать высокооборотные генераторы. Натяжение поликлинового ремня осуществляется натяжными роликами при неподвижном генераторе.
Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная проушина генератора находятся на крышках. Если крепление осуществляется двумя лапами, то они расположены на обеих крышках, если лапа одна — она находится на передней крышке.
По своему конструктивному исполнению генераторы можно разделить на две группы — традиционной конструкции с вентилятором у приводного шкива и генераторы так называемой компактной конструкции с двумя вентиляторами во внутренней полости генератора.
Устройство автомобильного генератора
Из чего состоит генератор автомобиля? Любой генератор содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками — передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец.
Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором сквозь генератор. Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, генераторы ‘компактной’ конструкции еще и на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора.
На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который часто объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор обычно оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности.
Крепежные лапы и натяжное ухо генератора отливаются заодно с крышками, причем, если крепление двухлапное, то лапы имеют обе крышки, если однолапное — только передняя.
При двухлапном креплении в отверстии задней лапы обычно располагается дистанционная втулка, позволяющая при установке генератора выбирать зазор между кронштейном двигателя и посадочным местом лап. Отверстие в натяжном ухе может быть одно с резьбой или без, но встречается и несколько отверстий, чем достигается возможность установки этого генератора на разные марки двигателей. Для этой же цели применяют два натяжных уха на одном генераторе.
Статор генератора: 1 — сердечник, 2 — обмотка, 3 — пазовый клин, 4 — паз, 5 — вывод для соединения с выпрямителем
Статор генератора набирается из стальных листов толщиной 0.8…1 мм, но чаще выполняется навивкой ‘на ребро’. При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой его наружной поверхности.
Необходимость экономии металла привела и к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.
Ротор автомобильного генератора: а — в сборе, б — полюсная система в разобранном виде, 1,3- полюсные половины, 2 — обмотка возбуждения, 4 — контактные кольца, 5 — вал
Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора. Она содержит две полюсные половины с выступами — полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.
Валы роторов выполняются из мягкой автоматной стали, однако, при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива.
Однако, во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от поворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке генератора, когда необходимо снять шкив и вентилятор.
Щеточный узел — это конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными, что неблагоприятно сказывается на выходных характеристиках генератора, однако они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин.
Выпрямительные узлы применяются двух типов — либо это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются диоды силового выпрямителя или на которых распаиваются и герметизируются кремниевые переходы этих диодов, либо это конструкции с сильно развитым оребрением, в которых диоды, обычно таблеточного типа, припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками.
Наиболее опасным для генератора является замыкание пластин теплоотводов, соединенных с ‘массой’ и выводом ‘+’ генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи и возможен пожар. Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.
Подшипниковые узлы генераторов это, как правило, радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец — обычно плотная, со стороны привода — скользящая, в посадочное место крышки наоборот — со стороны контактных колец — скользящая, со стороны привода — плотная.
Так как наружная обойма подшипника со стороны контактных колец имеет возможность проворачиваться в посадочном месте крышки, то подшипник и крышка могут вскоре выйти из строя, возникнет задевание ротора за статор. Для предотвращения проворачивания подшипника в посадочное место крышки помещают различные устройства — резиновые кольца, пластмассовые стаканчики, гофрированные стальные пружины и т. п.
Охлаждение генератора осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места — к выпрямителю и регулятору напряжения.
Система охлаждения генераторов: а — генераторы обычной конструкции, б — генераторы для повышенной температуры в подкапотном пространстве, в — генераторы компактной конструкции.

На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства, в котором температура воздуха слишком велика, применяют генераторы со специальным кожухом, через который в генератор поступает холодный и чистый забортный воздух. У генераторов ‘компактной’ конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.
Для чего нужен регулятор напряжения?
Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Они имеют измерительные элементы, являющиеся датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регулирование.
Все генераторы современных машин оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, как правило встроенными внутрь генератора. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут быть различны, но принцип работы у всех регуляторов одинаков.
Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации — изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С. Некоторые модели выносных регуляторов имеют ручные переключатели уровня напряжения (зима/лето).
Автомобильный генератор, устройство
Бесконтактный генератор с возбуждением от постоянных магнитов.
В генераторе, выполненном по модели
а — модель генератора;
б- ротор с кооксиальным (цилиндрическим) постоянным магнитом NS и с шестью когтеобразными полюсами;
в — шестиполюсный статор с тремя фазными обмотками, соединенными «звездой»;
NS— кооксиальный (цилиндрический) постоянный магнит с полюсами N и S;
М — магнитопровод статора;
R- магнитопровод ротора в виде когтеобразных наконечников из твердой стали;
Ф- магнитный поток ротора;
8- воздушным зазор;
Wф- фазная обмотка статора;
EФ— ЭДС, наведенная в фазной обмотке;
w- круговая частота вращения ротора;
1. 2, 3, общ. — выводы фазных обмоток, соединенных «звездой».
вращающийся ротор — это постоянный магнит, а фазные обмотки Wф, — это катушки на неподвижном статоре. Такой генератор называется бесконтактным генератором переменного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
Генератор переменного тока с клювообразным ротором и с контактными кольцами, отвечающий модели
а — модель генератора;
б — расчлененный ротор с катушкой возбуждения W„ и с шестью северными N и шестью южными S клювообразными полюсами постоянного электромагнита;
1 — магнитопровод М статора с фазными обмотками Wф
2 — клювообразные полюсные наконечники ротора;
3 — обмотка возбуждения Wв;
4 — крыльчатка вентилятора;
5 — приводной шкив;
6 — магнитопровод R ротора;
7 — корпусные крышки;
8 — встроенный выпрямитель;
9 — контактные кольца К;
10 — щеткодержатель КЩМ со щетками.

имеет многофазный статор, аналогичный вышеописанному (рис. 1а), но ротор генератора имеет некоторые отличия:
вместо постоянного цилиндрического магнита NS между клювообразными полюсами установлена обмотка Wв возбуждения (рис. 26). Обмотка Wв своими выводами подключена к контактным кольцам К, которые в свою очередь через щетки КЩМ соединяются с внешней электрической цепью возбуждения.
Таким способом к клювообразный ротор становится многополюсным постоянным электромагнитом, магнитодвижущая сила которого (F = Wв Iв) может легко регулироваться путем изменения тока Iв возбуждения, что очень важно для автомобильных электрогенераторов. Здесь реализуется принцип Еф = — WфG8f8(dF8/dt), с управлением индукцией ВR ротора (BR= var).
Индукторный генератор переменного тока. На рис.
-1000x1000.png)
а — модель генератора;
б — схема соединения обмоток на однофазном статоре;
в — упрощенная конструкция генератора;
1 — — паз ротора;
2 — подшипник;
3 — вал ротора;
4 — полюс ротора;
5 — корпус генератора;
Основным отличием этого генератора является то, что его вращающийся ротор — это пассивная магнитомягкая ферромасса, а обмотка возбуждения Wв установлена на неподвижном статоре вместе с фазными обмотками wф. Для уменьшения магнитных потерь ферромасса ротора, как и статора, выполнена набором тонких пластин из электротехнической стали. Генератор является бесконтактным.
Работа такого генератора основана на периодическом прерывании постоянного магнитного потока Фs, статора, что при вращении ротора достигается периодическим изменением величины воздушного зазора между статором и ротором. Ясно, что при этом магнитный поток Фs периодически изменяется с частотой, кратной частоте вращения ротора. Таким образом, индукторный генератор является синхронным и управляется по напряжению с помощью изменения тока Iв возбуждения в статорной обмотке Wв.
Еф = — WфG8f8(dF8/dt), при управлении величиной индукции Bs магнитного поля статора.
Соответствующим подбором конфигурации поверхности пассивного ротора и полюсных наконечников статора можно приблизить периодичность изменения магнитного потока Фs к синусоидальному закону, что обеспечивает синусоидальную форму рабочему напряжению генератора: eф = Ефsinwt.
Индукторный генератор, как и вышеописанные типы генераторов, может быть однофазным или многофазным. Это зависит от числа фазных катушек на статоре, от их расположения и от способа их соединения.
На рис. 3б приведена схема соединения обмоток и их расположения на однофазном статоре индукторного генератора.
Многофазный индукторный генератор, упрощенная конструкция которого показана на рис.

6 признаков того, что вашему автомобилю может потребоваться ремонт генератора переменного тока « 4 впечатляющих особенности GMC Acadia
2021 года Где найти лучшее барбекю в Толедо, штат Огайо, и в Перрисбурге, штат Огайо »
30 апреля 2021 г.
Генератор переменного тока — одна из самых важных частей вашего автомобиля. Его роль заключается в преобразовании механической энергии коленчатого вала в электрическую энергию, которую можно использовать для зарядки автомобильного аккумулятора и питания электрических компонентов автомобиля, таких как фары и сиденья с подогревом. Когда вашему автомобилю требуется ремонт генератора, вы, как правило, довольно быстро заметите это, так как ваш автомобиль может начать вести себя странно. Вот некоторые из общих предупреждающих знаков.
1. Сигнальные лампы на приборной панели
В большинстве автомобилей на приборной панели имеется ряд предупреждающих или служебных ламп, которые загораются автоматически, если что-то идет не так. Если вы заметили индикатор «ALT» или «GEN», это обычно указывает на проблему с генератором. Индикаторы «Проверьте аккумулятор» или «Проверьте двигатель» также могут быть связаны с проблемами генератора, поэтому не игнорируйте ни один из этих индикаторов.
2. Медленный запуск
Генератор переменного тока играет ключевую роль в питании аккумуляторной батареи автомобиля и запуске двигателя. Когда он начинает выходить из строя, вы можете заметить, что ваш автомобиль с трудом заводится, а при повороте ключа в замке зажигания ничего не происходит. Это также может быть признаком разряженной батареи или проблемы с двигателем, и важно как можно скорее проверить и устранить ее.
3. Внезапные остановки
Поскольку состояние вашего генератора напрямую связано с состоянием вашего двигателя, вы также можете заметить, что ваш автомобиль случайно и неожиданно глохнет на дороге, возможно, при движении вверх по склону или при попытке трогаться с места. на перекрестке. Это может происходить из-за того, что генератор не может обеспечить достаточную мощность для поддержания работы двигателя.
4. Странные звуки
Машины могут издавать множество странных звуков, от ударов и грохота до скрежета и визга. Не все они вызывают беспокойство, но некоторые из них могут быть признаками серьезных внутренних проблем. Когда генератор выходит из строя, водители часто слышат какой-то рычащий или скулящий звук.
5. Странные запахи
Ваш нос также может сообщить вам о проблемах с генератором, так как сломанный или неисправный генератор может издавать характерный запах жженой резины. Обычно это происходит, когда приводной ремень генератора перегревается и изнашивается. Запах гари также может исходить от поврежденных проводов. В любом случае, это то, что нужно смотреть и исправлять.
6. Неисправности в электрической части
Поскольку генератор переменного тока отвечает за питание электрических систем и аксессуаров вашего автомобиля, вполне логично, что некоторые из этих систем могут начать давать сбои и выходить из строя, когда генератор не работает на 100%.
Опубликовано в Перрисбург Авто Молл Сервис | Комментариев нет »
- Copyright © 2023, DealerOn | Карта сайта | Конфиденциальность | Cronin Perrysburg Auto Mall | 26875 N. Dixie Highway, Перрисберг, Огайо, 43551 | Отдел продаж: +1-419-874-4331
Основы автомобильного генератора переменного тока: все, что вам нужно знать о генераторах переменного тока
Ваш генератор переменного тока играет решающую роль, поддерживая заряд аккумулятора вашего автомобиля, но он также может быть печально известен как основная причина, по которой автомобильные аккумуляторы выходят из строя. В среднем генератор автомобиля служит около семи лет или около 150 000 миль пробега.
Как работает генератор?
По сути, автомобильный генератор используется для зарядки аккумулятора и поддержки электрической системы вашего автомобиля, когда он находится в дороге. Забавный факт: автомобильный генератор получил свое название от словосочетания «переменный ток» или AC.
Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электрическую, которая направляется в аккумулятор и питает все электрические системы автомобиля. Несмотря на то, что аккумулятор автомобиля получает всю ответственность за питание электрических систем, правда в том, что генератор переменного тока обеспечивает энергию во время движения автомобиля.
Компоненты генератора
Ниже приводится разбивка основных компонентов генератора.
Статор и ротор – Статор и ротор работают вместе, чтобы преобразовать механическую энергию в электричество. Когда ваш автомобиль работает, набор магнитов на роторе быстро вращается внутри статора. Статор включает в себя пучки плотно намотанной медной проволоки, называемые обмотками. Когда магниты вращаются внутри медных обмоток, генерируется переменный ток.
Диоды — Диоды выполняют две ключевые функции в генераторе переменного тока. Они преобразуют переменный ток в постоянный, который используется для зарядки аккумулятора вашего автомобиля. Диоды также гарантируют, что электрический ток течет только в одном направлении, от генератора переменного тока к автомобильному аккумулятору.
Регулятор напряжения — Регулятор напряжения работает почти так же, как и сетевой фильтр. Он следит за тем, чтобы напряжение в системе зарядки оставалось в допустимых пределах.
Охлаждающий вентилятор — Весь этот процесс выделяет много тепла. Вентилятор внутри генератора защищает систему, помогая рассеивать это тепло.
Признаки неисправности генератора
Сигнальная лампа
Приборная панель автомобиля должна быть одной из первых остановок при проверке неисправности генератора. Значок выглядит как аккумулятор. Если он горит, это означает, что возникла проблема с зарядкой аккумулятора. Если этот индикатор загорается во время вождения, отключите ненужные электрические компоненты (например, кондиционер и стереосистему). Если возможно, не глушите двигатель, пока не окажетесь в месте, где можно получить помощь.
Затемнение фар
Еще одним признаком выхода из строя генератора является затемнение фар и приборной панели вашего автомобиля. Другие распространенные признаки включают снижение подачи энергии на подогрев сидений и окон, что приводит к замедлению их работы.
Скрежет
Генераторы рассчитаны на различные детали, обеспечивающие их вращение, такие как шкивы и ремни. Эти детали могут издавать скрежещущие звуки при износе. Будь то втулки или подшипники, любой странный визг или скрежет могут быть признаком того, что эти детали выходят из строя.
Странные запахи
Если вы чувствуете запах горящей резины, это часто означает, что есть проблема с генератором автомобиля. Эта проблема может возникнуть, когда смещенный компонент вызывает трение и нагревает ремень.
Покупка генератора: что следует помнить
Замена генератора требует вложений, и никто не хочет застрять с неисправным генератором. Согласно YourMechanic Services, Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы убедиться, что вы покупаете хороший генератор переменного тока:
Не покупайте его у кого попало:
Сейчас не время искать самую низкую цену и покупать у незнакомый источник. Покупка генератора переменного тока известной марки у уважаемого розничного продавца снижает вероятность получения неисправного генератора.
Получите длительную гарантию:
Это еще один способ уменьшить ваши шансы застрять с неисправным генератором. Различные генераторы имеют разные гарантийные сроки. Убедившись, что вы получите достойную гарантию, вы можете немного успокоиться.
Встряхнуть:
Это простая, но эффективная техника. Если у вас в руках генератор переменного тока, просто встряхните его. Если вы слышите дребезжание, вам, вероятно, следует попросить еще один.
Всегда полезно узнать немного больше о том, что находится под капотом вашего автомобиля, и никогда не помешает сэкономить на страховке автомобиля. Позвоните агенту Infinity по телефону 1-800-INFINITY или получите онлайн-консультацию по номеру уже сегодня.