Назначение автомобильного генератора: Автомобильный генератор

Содержание

Генератор Автомобиля, Принцип Работы и Устройство, Мощностные Характеристики, Напряжение Выдаваемого Тока, Размеры и Схема

Содержание

  • 1 Назначение автомобильного генератора
  • 2 Особенности конструкции
    • 2.1 Статор
    • 2.2 Ротор
    • 2.3 Токосъемный узел
    • 2.4 Выпрямитель
    • 2.5 Регулятор напряжения
    • 2.6 Подшипники
    • 2.7 Крыльчатка
    • 2.8 Корпус
  • 3 Режимы работы
  • 4 Привод генератора
  • 5 Электрическая схема
  • 6 Маркировка клемм на корпусе
  • 7 Основные неисправности
  • 8 Выбор генератора для легкового авто
    • 8.1 Бесщеточные модификации

Поскольку для работы двигателя необходимо электричество, а запаса аккумулятора хватает лишь на его запуск, его постоянной выработкой занимается генератор автомобиля на холостом ходу и больших оборотах. Кроме подачи напряжения всем потребителям бортовой сети, электроэнергия расходуется на подзарядку АКБ и самовозбуждение якоря генератора.

Рис. 1 Генератор авто

Назначение автомобильного генератора

Кроме питания бортовой сети генератор автомобиля обеспечивает восполнение запаса электроэнергии, которую потратил аккумулятор при запуске ДВС. Первоначальное возбуждение обмотки так же производится за счет постоянного тока аккумулятора. Затем генератор начинает вырабатывать электричество самостоятельно при передаче вращения ремнем на шкив с коленвала двигателя.

Другими словами – без генератора машина заведется стартером от аккумулятора, но проедет недалеко, и не заведется в следующий раз, так как АКБ не получит подзарядки. На эксплуатационный ресурс генератора влияют факторы:

  • емкость и апмераж аккумулятора;
  • стиль и режим вождения;
  • количество потребителей бортовой сети;
  • сезонность эксплуатации транспортного средства;
  • качество изготовления и сборки узлов генератора.

Простая конструкция позволяет диагностировать и устранить самостоятельно большинство поломок.

Особенности конструкции

Основан принцип работы генератора автомобиля на эффекте индукции электромагнитной, позволяющем получать электроток при наведении, а затем изменении магнитного поля вокруг проводника. Для этого в генераторе имеются необходимые детали:

  • ротор – катушка внутри двух пар разнонаправленных магнитов, получающая вращение через шкив, и постоянный ток на обмотки возбуждения через щетки и коллекторные кольца
  • статор – обмотки внутри магнитопровода, в которых наводится переменный электрический ток
  • диодный мост – выпрямляет переменный ток в постоянный
  • реле напряжения – регулирует эту характеристику в пределах 13,8 – 14,8 В

Рис. 2 Конструкция генератора

При неработающем двигателе в момент его запуска ток возбуждения подается на якорь с аккумулятора. Затем генератор начинает выработку электричества самостоятельно, переходит на самовозбуждение, полностью восстанавливает заряд аккумулятора при движении машины.

На холостых оборотах подзарядки не происходит, но бортовая сеть и все ее потребители (фары, музыка, кондиционер) обеспечиваются в полном объеме.

Статор

В генераторе самым сложным является устройство статора:

  • из трансформаторного железа 0,8 – 1 мм толщины вырубаются штампом пластины;
  • из них набирают пакеты (сварка или крепление заклепками), 36 пазов по периметру изолируются эпоксидной смолой или полимерной пленкой;
  • затем в пакеты укладываются 3 обмотки, фиксируемые в пазах специальными клиньями.

Рис. 3 Статор генератора

Именно в статоре вырабатывается переменное напряжение, которое позже автомобильный генератор выпрямляет в постоянный ток для бортовой сети и АКБ.

Ротор

При использовании подшипников качения цапфа закаливается, а сам вал создается из легированной стали. На вал намотана катушка, залитая специальным диэлектрическим лаком. Сверху на нее надеты и закреплены на валу магнитные полюсные половинки:

  • имеют вид короны;
  • содержат по 6 лепестков;
  • изготавливаются штамповкой или литьем.

Рис. 4 Ротор генератора

Шкив фиксируется на валу шпонкой либо гайкой с головой под шестигранный ключ. Зависит мощность генератора от толщины провода катушки возбуждения и качества изоляции лаком обмоток.

При подаче напряжения на обмотки возбуждения вокруг них возникает магнитное поле, взаимодействующее с аналогичным полем постоянных полюсных половинок магнитов. Именно вращение ротора обеспечивает выработку электротока в обмотках статора.

Токосъемный узел

В щеточном генераторе устройство токосъемного узла следующее:

  • щетки скользят по коллекторным кольцам;
  • по ним передается постоянный ток на обмотку возбуждения.

Электрографитные щетки изнашиваются меньше меднографитных модификаций, но на коллекторных полукольцах наблюдается падение напряжения. Для снижения электрохимического окисления колец их могут изготавливать из нержавейки и латуни.

Рис. 5 Токосъемный узел генератора

Поскольку работа токосъемного узла сопровождается интенсивным трением, щетки и кольца коллекторные изнашиваются чаще прочих деталей, считаются расходниками. Поэтому к ним обеспечивается быстрый доступ для периодической замены.

Выпрямитель

Поскольку в статоре электроприбора вырабатывается переменное напряжение, а для бортовой сети нужен постоянный ток, в конструкцию добавлен выпрямитель, к которому и подключаются обмотки статора. В зависимости от характеристики генератора выпрямительный узел имеет различную конструкцию:

  • диодный мостик распаян или впрессован в подковообразные пластины-теплоотводы;
  • выпрямитель собран на плате, теплоотводы с мощным оребрением припаиваются к диодам.

Рис. 6 Выпрямитель генератора

Рис. 7 Вариант диодного мостика с независимыми радиаторами

Основной выпрямитель может дублироваться дополнительным диодным мостиком:

  • герметичный компактный блок;
  • диды-горошины или цилиндрической формы;
  • включение в общую схему небольшими шинами.

Выпрямитель является «слабым звеном» генератора, так как любое инородное тело, проводящее ток, попавшее случайно между теплоотводами диодов, автоматически приводит к короткому замыканию.

Регулятор напряжения

После того, как переменная амплитуда преобразована выпрямителем в постоянный ток, электроэнергия генератора подается на реле регулятора напряжения по следующим причинам:

  • коленвал ДВС вращается с разной скоростью в зависимости от типа вождения, дальностью поездки и циклом движения авто;
  • поэтому автомобильный генератор по умолчанию не способен вырабатывать одинаковое напряжение в разные промежутки времени физически;
  • устройство реле регулятора и отвечает за термокомпенсацию – отслеживает значение температуры воздуха, при его снижении повышает напряжение подзарядки и наоборот.

Стандартной величиной термокомпенсации принято значение 0,01 В/1градус. В некоторых генераторах имеются переключатели ручные лето/зима, выносимые в салон или пространство под капотом авто.

Рис. 8 Регулятор напряжения

Существуют реле регуляторов напряжения, в которых бортовая сеть подключается к обмотке возбуждения генератора «–» проводом или «+» кабелем. Эти конструкции являются не взаимозаменяемыми, путать их нельзя, чаще всего в легковых машинах установлены «минусовые» регуляторы напряжения.

Подшипники

Передним считается подшипник со стороны шкива, его корпус впрессовывается в крышку, а на валу используется скользящая посадка. Задний подшипник расположен возле коллекторных колец, его, наоборот, сажают на вал с натягом, в корпусе использована скользящая посадка.

В последнем случае могут применяться подшипники роликовые, передний подшипник всегда радиальный шариковый с одноразовой смазкой, закладываемой на заводе, которой хватает на весь эксплуатационный ресурс.

Рис. 9 Комплект подшипников генератора

Чем выше мощность генератора, тем большие нагрузки испытывает обойма подшипника, чаще требуется замена обоих расходных деталей.

Крыльчатка

Детали трения внутри генератора охлаждаются принудительным воздушным способом. Для этого на вал надевается одна или две крыльчатки, засасывающих воздух через специальные щели/отверстия в корпусе изделия.

Рис. 10 Крыльчатка генератора

Существует три типа воздушного охлаждения автомобильных генераторов:

  • при наличии узла щетки/коллекторные кольца и вынесения выпрямителя, регулятора напряжения из корпуса наружу эти узлы защищаются кожухом, поэтому воздухозаборные отверстия создаются в нем (позиция а) нижней схемы;
  • если компоновка механизмов под капотом плотная, а окружающий их воздух слишком нагрет, чтобы нормально охладить внутреннее пространство генератора, используется защитный кожух специальной конструкции (позиция б) нижнего рисунка;
  • в генераторах малогабаритных щели для забора воздуха создаются в обеих крышках корпуса (позиция в) на нижнем рисунке).

Рис. 11 Варианты схем воздушного охлаждения генератора

Перегрев обмоток и подшипников резко снижает характеристики генератора, и может привести к заклиниванию, короткому замыканию и, даже пожару.

Корпус

Традиционно для большинства электроприборов корпус генератора имеет защитную функцию для всех расположенных внутри него узлов. В отличие от стартера машины, генератор не имеет натяжного устройства, провисание ремня передачи регулируется за счет смещения корпуса самого генератора. Для этого кроме монтажных лапок на корпусе имеется регулировочная проушина.

Корпус изготавливается из алюминиевого сплава, состоит из двух крышек:

  • внутри передней крышки спрятан статор и якорь;
  • внутри задней крышки размещен выпрямитель и реле регулятора напряжения.

Рис. 12 Корпус генератора состоит из двух крышек

От этой детали зависит корректная работа генератора, так как внутрь одной крышки впрессован подшипник ротора, а ремень натягивается в проушине корпуса.

Режимы работы

При эксплуатации генератора машины существует 2 режима:

  • запуск ДВС – в этот момент стартер авто и катушка ротора генератора являются единственными потребителями, расходуется энергия аккумулятора, пусковые токи значительно выше рабочих, поэтому от качества подзарядки аккумулятора зависит, заведется машина, или нет;
  • рабочий режим – стартер в этот момент отключен, обмотка ротора генератора переходит в режим самовозбуждения, зато появляются прочие потребители (кондиционер, обогреватели стекол, зеркал, фары, автозвук), необходимо восстановить зарядку АКБ.

Внимание: При резком повышении суммарной нагрузки (аудиосистема с усилителем, сабвуфер) ток генератора становится недостаточным для удовлетворения потребностей бортовой системы, начинается расходоваться заряд АКБ.

Поэтому для снижения просадок напряжения владельцы автозвука часто ставят второй аккумулятор, увеличивают мощность генератора или дублируют его еще одним устройством.

Рис. 13 Два генератора на одном авто

Привод генератора

Обороты для выработки электричества генератор переменного тока получает клиноременной передачей от коленчатого вала двигателя. Поэтому натяжение ремня должно контролироваться регулярно, желательно перед каждой поездкой. Основными нюансами привода генератора являются:

  • проверка натяжения производится усилием 3 – 4 кг, прогиб в этом случае не может превышать 12 мм;
  • диагностика осуществляется линейкой, усилие к одному краю которой обеспечивается бытовым безменом;
  • проскальзывать ремень может при попадании на него масла из-за негерметичности прокладок и сальников в соседних узлах под капотом;
  • чересчур жесткий ремень вызывает повышенный износ подшипников;
  • отсутствии соосности шкивов коленвала и генератора приводит к возникновению свиста и неравномерной выработке ремня в поперечном разрезе.

Рис. 14 Привод генератора

Средний ресурс шкивов 150 – 200 тысяч километров пробега авто. У ремня эта характеристика слишком отличается у разных производителей, модели авто и стиля вождения владельца.

Электрическая схема

Производители учитывают конкретное количество потребителей в модели авто, поэтому в каждом случае применяется индивидуальная электрическая схема генератора. Наиболее востребованы 8 схем «мобильных электроустановок» под капотом машины с одинаковым обозначением элементов:

  1. генераторный блок;
  2. обмотка ротора;
  3. магнитопровод статора;
  4. мост диодный;
  5. переключатель;
  6. реле лампы;
  7. реле регулятора;
  8. лампа;
  9. конденсатор;
  10. блок трансформатора и выпрямителя;
  11. АКБ;
  12. стабилитрон;
  13. сопротивление.

Рис. 15 Схема 1

В схемах 1 и 2 возбуждающая обмотка получает напряжение через замок зажигания, чтобы АКБ не разряжалась на стоянке. Недостатком является коммутация 5 А тока, снижающего эксплуатационный срок.

Рис. 16 Схема 2

Поэтому на схеме 3 контакты разгружены промежуточным реле, а потребление тока снижено до десятых долей ампера. Минусом в этом варианте является сложный монтаж генератора, понижение надежности конструкции, возрастает частота переключения транзистора. Фары могут моргать, а стрелки приборов подрагивать.

Рис. 17 Схема 3

В схеме 5 из трех диодов изготовлен дополнительный выпрямитель на пути к обмотке возбуждения. Однако при длительной парковке рекомендуется снимать «+» с клеммы аккумулятора, так как возможен разряд батареи. Зато при первичном возбуждении обмотки в момент запуска ДВС расход тока АКБ минимальный. Опасное для электроники машины повышение напряжения гаси стабилитрон.

Рис. 18 Схема 5

Для дизельных моторов применяются генераторы, использующие 6 схему. Они рассчитаны на напряжение 28 В, возбуждающая обмотка получает вдвое меньший заряд за счет подключения в «нулевую» точку статора.

Рис 19 Схема 6

На схеме 7 ликвидирован разряд АКБ при длительной парковке за счет снижения разницы потенциалов на «Д» и «+» клеммах. Из стабилитронов создано дополнительное крыло диодного мостика выпрямителя для ликвидации всплесков напряжения.

Рис. 20 Схема 7

Схема 8 обычно применяется в генераторах производителя Бош. Здесь усложнен регулятор напряжения, зато упрощена схема самого генератора.

Рис. 21 Схема 8

Маркировка клемм на корпусе

При самостоятельной диагностике мультиметром для владельца актуальна информация, как маркируются клеммы, выведенные на корпус генератора. Единого обозначения не существует, но общие принципы соблюдаются всеми производителями:

  • с выпрямителя выходит «плюс», маркирующийся «+», 30, В, В+ и ВАТ, «минус», обозначенный «–», 31, D-, B-, E, M или GRD;
  • от возбуждающей обмотки отходит клемма 67, Ш, F, DF, E, EXC, FLD;
  • «плюсовой» провод от дополнительного выпрямителя на контрольную лампу обозначен D+, D, WL, L, 61, IND;
  • фазу можно узнать по волнистой линии, буквам R, W или STA;
  • нулевая точка статорной обмотки обозначена «0» или МР;
  • клемма реле регулятора для подключения к «плюсу» бортовой сети (обычно АКБ) обозначена 15, Б либо S;
  • кабель от замка зажигания должен подключаться к клемме регулятора напряжения, маркированной IG;
  • бортовой компьютер подсоединяется к выводу реле регулятора с обозначением F или FR.

Рис. 22 Расположение клемм на корпусе генератора

Других обозначений не существует, а вышеуказанные присутствуют на корпусе генератора не в полном объеме, поскольку встречаются на всех существующих модификациях электроприборов.

Основные неисправности

Поломки «бортовой электростанции» вызваны неправильной эксплуатацией транспортного средства, выработкой ресурса деталей трения либо выходом из строя электрики. Вначале производится визуальная диагностика и выявление посторонних звуков, затем проверяется электрическая часть мультиметром (тестером). Основные неисправности сведены в таблицу:

ПоломкаПричинаРемонт
свист, потеря мощности на высоких оборотахнедостаточная натяжка ремня, поломка подшипника/втулкирегулировка натяжения, замена втулки/подшипника
недозаряднеисправно реле регуляторазамена реле
перезарядканеисправно реле регуляторазамена реле
люфт валаотказ подшипника или выработка втулкизамена расходника
утечка тока, снижение напряженияпробой диодазамена диодов выпрямителя
отказ генератораподгорание или износ коллектора, обрыв обмотки возбуждения, зависание щеток, заклинивание ротора в статоре, обрыв ведущего от АКБ проводаустранить указанные поломки

При диагностике тестером измеряется напряжение генератора на разных оборотах двигателя – в режиме холостого хода, под нагрузкой. Проверяется целостность обмоток и соединительных проводов, диодного мостика и регулятора напряжения.

Выбор генератора для легкового авто

За счет разного диаметра шкивов клиноременной передачи генератору придается большая угловая скорость в сравнении с оборотами коленвала. Частота вращения ротора достигает 12 – 14 тысяч оборотов ежеминутно. Поэтому ресурс генератора минимум вдвое меньше, чем у ДВС авто.

Генератором машина комплектуется на заводе, поэтому при замене подбирается модификация с аналогичными характеристиками и крепежными отверстиями. Однако при тюнинге авто мощность генератора может не устроить владельца. Например, после увеличения количества потребителей (подогрев сидений, зеркал, стекол), установки сабвуфера, аудиосистемы с усилителем требуется именно выбор нового, более мощного генератора или монтаж второго электроприбора в комплекте с дополнительным аккумулятором.

В первом случае следует выбрать мощность, достаточную для подзарядки аккумулятора с 15% запасом. При установке второго генератора начальный и эксплуатационный бюджет резко увеличиваются:

  • для дополнительного генератора придется установить дополнительный шкив на коленвал;
  • найти место для крепления корпуса электроприбора таким образом, чтобы его шкив размещался в одной плоскости со шкивом коленвала;
  • обслуживать и менять расходники сразу двух «мобильных электростанций».

С возникновением бесщеточных моделей генератора некоторые владельцы производят замену штатного прибора этим девайсом.

Бесщеточные модификации

Основным достоинством бесщеточного генератора является сверхдолгий эксплуатационный ресурс. Несмотря на сложную конструкцию и цену, ломаться здесь в принципе нечему, а окупаемость, все равно, выше за счет отсутствия расходников щетки/коллекторные кольца.

Компактные размеры и отсутствие коротких замыканий при попадании воды на залитые лаком или композитным составом обмотки позволяет монтировать его практически на любые транспортные средства.

На малых оборотах работа генератора обеспечивает электричеством только бортовую сеть, зарядка АКБ начинается при увеличении оборотов от 3000 ежеминутно.

Генераторы постоянного тока исчезли с легкового транспорта в 70-е годы прошлого столетья, так как имели сложную схему и более крупные размеры.

Таким образом, работа автомобильного генератора обеспечивает электроэнергией всех потребителей, подзаряжает АКБ и создает искру в камерах сгорания. Своевременное обслуживание и диагностика позволяет сократить эксплуатационные расходы и повысить ресурс электрического устройства.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Автомобильный генератор: устройство, принцип работы, диагностика

Автомобильный генератор: принцип работы, виды

Одним из видов навесного оборудования считается автомобильный генератор. Его главные функции — преобразование в электрический ток механической энергии от двигателя, а также стабилизация напряжения в сети. Главное назначение узла генератора — поддержание беспрерывного питания электрооборудования авто от работающего двигателя. Также узел используется для подзарядки АКБ машины. Основные узлы, принцип работы автомобильного генератора и возможные поломки рассмотрены в приведенной информации.

Виды генераторов

Для разных моделей автомобилей используются один из двух типов этого механизма.

Основные типы:

  1. Генератор постоянного тока, применяющийся ранее на таких моделях как Победа, ГАЗ-51 и других авто, которые были выпущены еще до 1960 года.
  2. Генератор переменного тока востребован на современных марках авто, отличается более продуманным и удобным устройством.

Главная функция генератора — трансформация и передача электрического тока при заведенном двигателе. Электроснабжение требуется многим узлам современных авто, часть энергии идет на подзарядку АКБ.

Устройство и назначение

Генератор для переменного тока выполняет свою основную функцию только за счет передачи механической энергии от вращения вала мотора на ротор. Появившееся вследствие вращения ротора магнитное поле преобразуется в электрический ток на обмотке стартера, после чего распределяется по основным потребителям бортовой сети. Это позволяет использовать мощность АКБ только на старте, после чего заряд батареи постепенно восстанавливается. Без этого важного устройства, разрядка аккумулятора происходила бы с большой скоростью, а напряжение в сети было бы недостаточным для работы всех энергоемких узлов и потребителей.

Устройство автомобильного генератора включает следующие узлы:

  • Статор, в комплект которого входит обмотка, магнитопровод, выводы обмотки, клиновые пазы.
  • Ротор, состоящий из контактных колец, вала, обмотки возбуждения, полюса.
  • Подшипники.
  • Крышка генератора, в которой есть отверстия для охлаждения системы.
  • Система охлаждения, состоящая из одного или двух вентиляторов.
  • Щеточный узел.
  • Задняя и передняя крышка с крепежными пазами.
  • Регулятор напряжения.
  • Привод со шкивом, расположенный со стороны передней крышки.
  • Блок выпрямителя (другое название — диодный мост).

Расположен узел обычно в передней части двигателя, крепление с которым происходит при помощи ременной передачи. Для этого механизма губительным является попадание влаги и грязи на корпус, поэтому генератор обычно размещен в самой высокой точке относительно двигателя авто. На разных марках машин используются генераторы различной мощности. Принципиальным различием также являются габариты устройства. В зависимости от этого используется стандартная или компактная комплектация. Главным отличием выступают размеры диодного моста, приводного шкива и вентилятора.

Принцип работы генератора

Описать примерный алгоритм работы генератора довольно просто. Для этого достаточно представить схему основных узлов авто, а также вспомнить основные постулаты электромагнитной индукции из школьного курса физики.

Как работает генератор авто:

  1. Движения вала двигателя передаются на ротор посредством ременной передачи.
  2. Образующееся в процессе движения магнитное поле проходит через медную обмотку, образуя на ее выводах напряжение переменного тока.
  3. На выходе расположен выпрямительный блок, который преобразует переменный ток в постоянный, что обеспечивает постоянную подзарядку аккумулятора.
  4. Регулятор напряжения необходим для поддержания заданных параметров системы, сглаживает возможные скачки и частоту магнитных импульсов.

Для работы всех узлов, подключенных к системе электроснабжения, требуется номинальная мощность автомобильного генератора в пределах 1 кВт. Этого достаточно, чтобы снабжать энергией систему зажигания, бортовой компьютер, осветительные приборы, диагностическое оборудование.

Диагностика и возможные неисправности в работе генератора

Определить поломку генератора для начинающего автолюбителя довольно сложно. Для этого необходимо знать не только принцип работы самого устройства, но и «симптомы» его неполадок.

Как проверить автомобильный генератор:

  • Внешний осмотр корпуса, натяжение и целостность ремней, проводов, беспрепятственный ход вращения ротора.
  • Осмотреть щетки, при необходимости — заменить изношенные или поврежденные детали.
  • Осмотреть контактные кольца. Часто при невозможности найти подходящую запчасть приходится полностью заменять ротор генератора.
  • Признаком износа подшипников является свист и гул при работе двигателя. Выполняя замену, обязательной чистке подвергаются посадочные места.
  • При помощи мультиметра замерить значения сопротивления на обмотке возбуждения, для чего необходимо коснуться обоих контактных колец ротора. Нормальные показатели варьируются в пределах от 1,8 до 5 Ом. Низкий результат — признак короткого замыкания в сети. Высокое значение обычно говорит об обрыве цепи обмотки.
  • По сильному окислению контактов можно судить о выходе из строя диодного моста.

Устранить неисправности генератора своими силами можно только при достаточном уровне знаний устройства авто и наличии подходящего инструмента. В противном случае, лучше обратиться за квалифицированной помощью в СТО, ведь от нормальной работы генератора во многом зависит и дальнейший срок службы авто.

Работа генератора в авто обеспечивает непрерывное питание электрической сети, подключение всех потребителей и периодическую подзарядку аккумулятора. В случае возможных неисправностей, напряжение в сети падает, а АКБ быстрей выходит из строя. В нашей статье рассмотрен принцип работы генератора, составляющие и возможные неисправности.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

Добавить комментарий

В начало страницы

Кузов и автостекла

  • Панель приборов Supervision: что собой представляет
  • Антидождь для авто: рейтинг лучших, как использовать
  • Чистка салона автомобиля своими руками
  • Можно ли ездить без бампера? Ответ
  • Подготовка авто к весне: несколько дельных советов

Технические жидкости

  • Этилированный и неэтилированный бензин: различия
  • Какую кислоту заливают в аккумулятор автомобиля
  • Чем отличается литол от солидола
  • Электролит для автомобильных аккумуляторов
  • Мутный электролит в аккумуляторе: причины и решение проблемы

Шины и диски

  • Сезонное хранение шин: несколько дельных советов
  • Можно ли ездить летом на зимней резине без шипов
  • Отличие кованных дисков от литых
  • Как выбрать шины для автомобиля на лето
  • Выбор тормозных колодок для авто

Генератор в грузовом автомобиле, устройство автомобильного генератора

Генератор грузового автомобиля — элемент электрической системы, предназначенный для зарядки АКБ и питания потребителей / систем транспортного средства. Работает на принципе преобразования энергии из механической, создаваемой путем передачи вращения от коленвала, в электрическую с последующим выпрямлением напряжения. Ниже рассмотрим назначение и требования к генератору. Выделим особенности его устройства, назначение, признаки повреждений и основные неисправности.

Оглавление

  1. Назначение электрического генератора
  2. Требования к автомобильному генератору
  3. Конструкция генератора
    • Корпус
    • Статор
    • Ротор
    • Выпрямительный блок или диодный мост
    • Регулятор напряжения
    • Щетки
  4. Основные неисправности и их признаки
  5. Видео «Как проверить генератор на машине мультиметром»

Назначение электрического генератора

Грузовой автомобиль — сложный механизм, состоящий из двигателя, кузовной части и шасси. В состав последнего входит ходовая, тормозная и рулевая системы, трансмиссия и другие элементы. Предусмотрено множество систем безопасности, источников освещения и иных потребителей. Именно для их питания предусмотрены генератор и АКБ. 

Принцип работы автомобильного генератора прост и состоит из нескольких этапов:

  • Поворот ключа в замке зажигания.
  • Подача тока от АКБ к обмотке через щетки.
  • Вращение коленвала двигателя и, соответственно, ротора.
  • Создание магнитного поля в статоре и появление на выводах переменного тока.
  • Выпрямление напряжения в постоянное.
  • Заряд АКБ и питание потребителей.
  • Регулирование и поддержание напряжения на одном уровне в течение всей работы.
  • Подключение к работе аккумулятора при большой нагрузке на генератор.

Иными словами, в момент пуска мотора главным потребителем является стартер. Для его вращения требуется ток, исчисляемый сотнями Ампер. Это влечет за собой просадку напряжения на АКБ, а при неудачном запуске быстрый разряд. Как только двигатель заведен, питающую функцию берет на себя генератор, который параллельно поддерживает уровень заряда аккумулятора.

Важно

В грузовых автомобилях генераторы, как правило, вырабатывают напряжение 24 В. Это связано с большей нагрузкой на аккумулятор.

Питание всех потребителей осуществляется одним или несколькими «плюсовыми» проводами, а в качестве второго контакта выступает «земля». 

С учетом сказанного можно выделить две главные функции генератора:

  1. Подача напряжения к потребителям: фары, стоп-сигналы, магнитола, лампочки в салоне и т. д.
  2. Заряд АКБ после пуска двигателя и во время движения.

К категории потребителей можно отнести лампы, зажигание, диагностические системы и т. д. Мощность генератора зависит от типа грузового автомобиля и количества потребителей. Как правило, она составляет от 1 кВт и более. 


Выделяется также ряд дополнительных задач, которые выполняет генератор. Сюда входит:

  • Преобразование 3-фазного тока в постоянный.
  • Поддержка номинального напряжения без учета оборотов.

Как видно, автомобильный генератор работает только после пуска двигателя. До этого вся нагрузка ложится на аккумулятор. Также АКБ принимает нагрузку в случае поломки основного источника питания.

Требования к автомобильному генератору

Возможность эксплуатации автомобиля напрямую зависит от исправности и правильности работы устройства. Во избежание ошибок и повреждений к генератору предъявляется ряд требований:

  • Бесперебойность в процессе эксплуатации вне зависимости от условий.
  • Одновременное снабжение электрической энергией потребителей и заряд аккумулятора.
  • Сохранение напряжения бортовой сети в определенных границах вне зависимости от нагрузки и движений роторного механизма.
  • Защита АКБ от сильного разряда при максимальной нагрузке.
  • Большой срок службы, позволяющий избежать непредвиденных повреждений и ремонта.
  • Небольшая масса и размеры.
  • Минимальный уровень шума в процессе работы.
  • Небольшие радиопомехи.

Не менее важный момент — соответствие напряжения автомобильного генератора требованиям завода-изготовителя. В зависимости от типа грузовика оно может составлять не меньше 12 или 24 В даже под нагрузкой.

Конструкция генератора

Одна из особенностей, можно сказать,  достоинств генераторной установки грузовика — отработанная десятилетиями продуманная конструкция и надежное взаимодействие всех элементов. Рассмотрим каждый узел подробнее.

Корпус

Применяется для размещения основных элементов и их защиты от внешних воздействий. Конструктивно состоит из 2-х частей кожуха: шкивная часть и контактная группа с электрическими элементами. На поверхности предусмотрены кронштейны, обеспечивающие фиксацию к мотору. Внутри установлено два подшипника.

Последние используются в качестве основания для вращения роторного вала. В задней части корпуса имеется щетка, диодная группа, регулятор напряжения и разъемы. На некоторых грузовиках в состав входит вакуумный насос, обеспечивающий функционирование вакуумного усилителя.

Статор

Необходим для создания переменного тока. Состоит из сердечника и обмотки. Последняя находится в специальных углублениях (пазах), количество которых в большинстве устройств 36. Для изоляции используется пленка или специальные напыления.

Отпайки статора выходят в виде двух проводов для подключения к выпрямительному мосту. Конструктивно статор набирается из группы листов, изготовленных из стали и имеющих толщину в пределах 0,8-1 мм.

Стальные планки соединяются с помощью заклепок или сварочного аппарата.В ярме статора имеются выступы, обеспечивающие отвод тепла за счет увеличения площади соприкосновения с воздухом и, соответственно, более быстрое охлаждение.

Ротор

Ключевую функцию в работе автомобильного генератора несет ротор, состоящий из полюсных частей, обмотки, вала и контактных колец. Предназначен для создания магнитного поля. Конструктивно устройство состоит из 2-х полюсных частей с выступами или без них.

Если выступы не предусмотрены, между составляющими ротора ставится втулка. На кожух последней наматывается обмотка возбуждения. При изготовлении роторных валов применяется сталь, которая в зависимости от конструкции может быть автоматной или легированной.

Второй вариант актуален при использовании роликовых подшипников. На упомянутом валу находятся треугольные втулки, между которыми нашлось место для обмоток возбуждения из медной проволоки (устанавливается между полюсами).

Выпрямительный блок или диодный мост

Конструктивно состоит из 2-х элементов и работает по схеме Ларионова. Необходим для выпрямления переменного тока и создания на выходе генератора грузовика постоянного (несинусоидального) напряжения. Конструктивно состоит из пластин, изготовленных из алюминия и предназначенных для лучшего охлаждения. На этой конструкции установлено шесть диодов, установленных на подковах из алюминия и объединенных друг с другом.

В простых версиях генераторов обмотка для создания возбуждения соединяется с основной частью через дополнительные диоды. Это защищает от разряда АКБ при заглушенном моторе грузовика. Параллельно повышается мощность генераторной установки в среднем на 10-15%. 

Регулятор напряжения

При работе двигателя коленвал может вращаться с разной частотой, что может привести к изменениям напряжения в большую или меньшую сторону. Это, в свою очередь, негативно сказывается на работе электрических устройств в грузовике. Для защиты от таких колебаний предусмотрен регулятор напряжения, созданный на базе микросхем или дискретных компонентов. Он гарантирует поддержание 12 или 24 В с учетом особенностей бортовой сети.

Конструктивно современные устройства могут быть двух типов: гибридные и интегральные. Вне зависимости от типа регулятор работает автоматически и поддерживает оптимальный уровень напряжения. При этом потенциал может меняться в сторону увеличения или снижения с учетом температуры в подкапотном пространстве.

В случае уменьшения температуры напряжение увеличивается и наоборот. В среднем при изменении на 1 градус Цельсия происходит корректировка на 0,1 Вольта. Для более старых моделей характерно регулирование вручную.

Щетки

Устройство автомобильного генератора, состоящее из пары графитных щеток и их держателя. Для последних используются пружины для более плотного прижатия и передачи потенциала к роторной обмотке. Как правило, щеточный узел размещается в задней части генератора.

Щетки бывают медно- или электрографитными. Первые считаются лучшим решением с позиции качества передачи возбуждения. В устройствах второго типа имеет место падение напряжения в месте контакта, что негативно влияет на параметры генераторной установки грузовика.

Основные неисправности и их признаки

Несмотря на простоту конструкции, автомобильный генератор имеет свойство ломаться. Повреждения могут быть связаны с внутренними неисправностями или проблемами в электрической части.

Поломку легко определить по следующим признакам:

  • Мигание лампочки заряда АКБ.
  • Уменьшение яркости фар или источников света в салоне.
  • Тихий звук сигнала.
  • Посторонние звуки при работе.
  • Отсутствие заряда на АКБ.
  • Нестабильное напряжение на выходе и т. д.

Рассмотренные выше признаки могут появиться при следующих поломках:

  • Повышенный износ щеток.
  • Накопление грязи на контактной группе колец.
  • Повреждение (разрыв, растяжение) ремня генератора.
  • Неисправность выпрямительного блока.
  • Клин или износ щеток.
  • Ослабление крепления шкива.
  • Нарушение питающей цепи.
  • Разрушение лопасти вентиляторы.
  • Поломка регулятора напряжения.
  • КЗ в обмотке.
  • Неисправность подшипника роликового механизма.

Прочие неисправности.

Для устранения повреждений может потребоваться проведение профилактики, замена генератора / щеток, корректировка натяжения ремня. В некоторых случаях необходима установка нового моста, новая прессовка подшипника и другие шаги.

Во избежание повреждений генератора грузовика запрещается проверка работы путем искусственного создания КЗ и включение генератора при отсоединении от аккумулятора.

При этом допускается применение вольтметра и амперметра для проверки, отключение контактов от аккумулятора / генератора и замена проводки в цепи с учетом сечения и требований завода-изготовителя.

Заключение

Генератор грузовика является важным элементом, обеспечивающим работу всех электрических приемников и заряд АКБ.

Его неисправность в дороге приводит к перекладыванию нагрузки на аккумулятор, который на это не рассчитан. Как результат, через несколько часов машина обездвиживается и не может больше эксплуатироваться в обычном режиме.
 

Как проверить генератор на машине мультиметром

Поиск запроса «генератор в грузовом автомобиле: устройство и принцип работы» по информационным материалам и форуму

Устройство и принцип работы автомобильного генератора JMC

☰ КАТАЛОГ ЗАПЧАСТЕЙ

BRILLIANCE

– M1, M2
– V5

– 1039 | 1049C дв. Isuzu

– NQR75 | NPR75
– NLR85
– NKR55

– 1032
– 1043
– 1052
– 1051 Евро 3/4
– Baodian
– LandWind X6

NISSAN

– Cabstar F24

Масла и
жидкости

– Масла моторные
– Масла трансмиссионные
– Жидкости
– Смазки

Сепараторы, подогреватели

– Предпусковые подогреватели
– Сепараторы дизельного топлива

★СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЯ

Спецпредложение №11

Получи скидку при покупке комплекта.
Свечи + Шина + Реле