Что такое автомобильный генератор

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.

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

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:

Поломка Причина Ремонт
свист, потеря мощности на высоких оборотах недостаточная натяжка ремня, поломка подшипника/втулки регулировка натяжения, замена втулки/подшипника
недозаряд неисправно реле регулятора замена реле
перезарядка неисправно реле регулятора замена реле
люфт вала отказ подшипника или выработка втулки замена расходника
утечка тока, снижение напряжения пробой диода замена диодов выпрямителя
отказ генератора подгорание или износ коллектора, обрыв обмотки возбуждения, зависание щеток, заклинивание ротора в статоре, обрыв ведущего от АКБ провода устранить указанные поломки

Автомобильный генератор. Как он работает и из чего состоит

Электрооборудование любого автомобиля включает в себя генератор — основной источник электроэнергии. На автомобили устанавливаются генераторы переменного тока. В данной статье мы поговорим про автомобильный генератор, как он работает, из чего состоит и рассмотрим его устройство.

Как работает генератор автомобиля?

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.К автомобильному генератору предъявляют следующие требования:

  1. 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.
Генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радиопомех.

Читайте также:  Что означает бренд Toyota

Привод и крепление генератора

Привод генераторов осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей.Натяжение поликлинового ремняПо 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.

Статор генератора: 1 — сердечник, 2 — обмотка, 3 — пазовый клин, 4 — паз, 5 — вывод для соединения с выпрямителемРотор автомобильного генератора: а — в сборе; б — полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 — обмотка возбуждения; 4 — контактные кольца; 5 — валЩеточный узелВыпрямительные узлыНаиболее опасным для генератора является замыканиеПодшипниковые узлы генераторовОхлаждение генератора осуществляется


Система охлаждения генераторов: а — генераторы обычной конструкции; б — генераторы для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в — генераторы компактной конструкции. Стрелками показано направление воздушных потоков

Для чего нужен регулятор напряжения?

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Все регуляторы напряжения имеют измерительные элементы, являющиеся датчиками напряжения, и исполнительные элементы, осуществляющие его регулирование.Функцией регулятора напряжения является

Поделиться с друзьями:

Принцип работы автомобильного генератора

Классический электрический генератор берется за основу принципа деятельности автогенератора, который преобразует неэлектрический вид энергии (механический) в электрический. Исходя из нашего случая, механическое вращательное движение коленвала мотора позволит выработать электрическую энергию. Электромагнитная индукция (изменения одной энергии в другую) является базой для схемы работы электрических генераторов. Породить этот эффект можно, поместив в переменное магнитное поле катушку, которая создана из медных проводников. Затем появиться электродвижущая сила в проводе, что заставит двигаться электрические частицы. А с теории знаем, что движение электронов создает ток в проводе, а на концах провода возникнет разница потенциалов, зависящая от скорости изменения магнитного поля. В конце внешняя сеть должна получить сформировавшее напряжение переменной величины.

Автомобильный генератор имеет статор, в состав которого входят обмотки, необходимые для получения магнитного поля; в статоре под влиянием полей производит вращательное движение якорь. Вал якоря имеет в своем расположении специальные обмотки, которые позволяют проводить ток, они подключены к кольцевым контактам, закрепленные на вале и допускают с валом вращательное движение. Благодаря токопроводящим щеткам допускается передача тока с колец и в конечном виде напряжение будет передано электрическому оборудованию машины.

Запустить генератор позволяет влияние ремешка привода от колеса с ободом механической передачи коленвала мотора, причем этот должен запуститься от батареи. Для эффектной работы устройства, диаметр шкива подбираем минимальным, в сравнении с диаметром фрикционного колеса коленвала. С помощью этого повысим количество оборотов агрегата. Собственно, увеличим коэффициент полезного действия и позволим увеличить характеристику тока.

Автогенераторы.

С помощью элементов ТТЛ (НЕ, И, ИЛИ) можно проектировать автогенераторы, у которых выходная частота колебаний превышает 30 МГц. Чтобы автогенератор быстро возбуждался и работал устойчиво во всем диапазоне внешних воздействий, лежащая в его основе усилительная линейка должна быть инвертирующей с большим коэффициентом усиления КU, который по возможности следует стабилизировать.

Читайте также:  Бугатти Шерон

Простейший автогенератор получается из двух инверторов, но при этом значение КU невелико. Удобнее включить три или четыре элемента из микросхемы. На рисунке 1 показана схема автогенератора, в которой положительная обратная связь через конденсатор охватывает два элемента DD1.1 и DD1.2, причем DD1.1 выведен в линейный, усилительный режим с помощью резистора отрицательной обратной связи R1 = 220 Ом. Элемент DD1.3 применяется здесь как буферный, чтобы уменьшить влияния нагрузки на частоту автогенератора. Частота автогенерации F = 1/3(R1С1).

На рисунке 2 дана аналогичная схема кварцованного автогенератора. Мультивибратор на рисунке 3 снабжен выводом разрешения выходных сигналов EO. Элементы DD1.3 и DD1.4 образуют RS-триггер. В таком применении его называют защёлкой. Если на вход E0подать напряжение низкого уровня, то вход 10 элемента DD1.3 получит напряжение высокого уровня и генерация в линейке DD1.1 — DD1.3 будет разрешена. Генерация прекратится, когда на вход E0 поступит напряжение высокого уровня (тогда на входе 10 элемента DD1.3 будет низкий потенциал). На выходе генератора появится напряжение высокого уровня.

Как основу для автогенератора с повышенной стабильностью удобно выбрать инвертирующий усилительный каскад с отрицательной обратной связью через резистор Rос рисунок 4. Здесь коэффициент усиления КU = Uвых./Uс ≈-Rос/Rc. Надо учитывзть, что собственное усиление цифрового инвертора КU не превышает 20, что весьма далеко от усиления идеального операционного усилнтеля. В схеме на рисунке 5 использовано два таких инвертора с КU =2(560/220)

На рисунке 8 показана схема кварцевого автогенератора с буферным выходным логическим элементом DD1.3. На цифровых инверторах удобно выполнять симметричные мультивибраторы которые генерируют парафазные выходные последовательности. Автогенераторы на рисунках 9 и 10 различаются способом подключения времязадающих конденсаторов и резисторов. Выходная частота автогенератора по схеме 9 составляет 2МГц при С1 = С2 = 100пФ. Если в автогенераторе по схеме 10 установлены конденсаторы C1 = C2 = 200 пФ, его выходная частота будет 1 МГц. Выходную частоту можно установить от 1 Гц до 1ОМГц, если емкости конденсаторов выбрать в пределах 50мкФ до 10пФ.

Схема автогенератора с колебательным контуром показана на рисунке 11 Частота автогенерации здесь определяется по формуле Р = 1/(2π√LCэ, причем эквивалентная емкость Сэ соответствует параллельному включению конденсаторов СI и С2, Сэ = С1С2/(С1 + С2). Достоинством такого автогенератора является использование в нем всего одного инвертора.

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.

Читайте также:  ВАЗ 2109 технические характеристики

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

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.

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.

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.

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Добавить комментарий
Adblock
detector