Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Как работи автомобилен генератор, диаграми [ZEBR_TAG_ / h1>

Генераторът е един от основните елементи на електрическото оборудване на автомобила, осигуряващ едновременно захранване на потребителите и презареждане на батерията.




Принципът на работа на устройството се основава на преобразуването на механичната енергия, която идва от двигателя, в напрежение.

В комбинация с регулатор на напрежението уредът се нарича генераторен комплект.

В съвременните автомобили е осигурен AC блок, който напълно отговаря на всички посочени изисквания.

Генераторно устройство

Елементите на източника на променлив ток са скрити в един корпус, който е и основата за намотката на статора.




В процеса на производство на корпуса се използват леки сплави (най-често алуминий и дуралуминий) и са предвидени отвори за охлаждане, осигуряващи навременно отстраняване на топлината от намотката.

В предната и задната част на корпуса са предвидени лагери, към които е прикрепен роторът – основният елемент на източника на енергия.

Почти всички елементи на устройството са разположени в корпуса. В този случай самото тяло се състои от два капака, разположени от лявата и дясната страна – съответно близо до задвижващия вал и управляващите пръстени.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Двата капака са съединени заедно с помощта на специални болтове от алуминиева сплав. Този метал се отличава с ниската си маса и способността да разсейва топлината.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Също толкова важна роля играе четковият възел, който пренася напрежението към плъзгащите пръстени и осигурява работата на монтажа.




Продуктът се състои от чифт графитни четки, две пружини и държач за четки.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Ще обърнем внимание и на елементите, разположени вътре в корпуса:

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема
  • Роторът е стоманен елемент, който има една намотка и всъщност е електромагнит. Роторът е разположен на вала, а отгоре на намотката са монтирани втулки с форма на клюн. Токът се захранва с помощта на медни пръстени, които са разположени на вала и се комбинират с намотката чрез специални четки.
    Принципът на работа на автомобилен генератор, схема
  • Намотката е устройство, изработено от медна тел и фиксирано в жлебовете на сърцевината. Самата сърцевина е направена във формата на кръг и е изработена от специален материал с подобрени магнитни свойства. В електротехниката металът се нарича "трансформаторно желязо". Статорът има три намотки, свързани една с друга и комбинирани в звезда или триъгълник. В точката на сливане е инсталиран диоден мост, който осигурява изправяне на напрежението. Намотката е изработена от специален проводник с двойна топлоустойчива изолация, покрита със специален лак.
    Принципът на работа на автомобилен генератор, схема
  • Реле-регулаторът е ключов елемент от инсталацията, осигуряващ стабилно напрежение на изхода на устройството. Регулаторът може да се монтира вътре в корпуса на генератора или отвън. В първия случай той се намира близо до графитните четки, а във втория – там, където четките са прикрепени към държача на четките (но в различните модели автомобили монтажът може да се извърши по различни начини). По-долу са реле-регулатори с четка.
    Принципът на работа на автомобилен генератор, схема
  • Токоизправителният мост е елемент, предназначен да преобразува променлив ток на изхода на статора в постоянно напрежение. Токоизправителят се състои от три двойки диоди, които са монтирани върху проводяща основа и са комбинирани по двойки един с друг. Сред собствениците на автомобили и техниците в сервизите диодният мост често се нарича "подкова" поради сходството му с този предмет.
    Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Какви са изискванията за автомобилен генератор?

Към генераторния комплект на автомобила се поставят редица изисквания:

  • Напрежението на изхода на устройството и съответно в бордовата мрежа трябва да се поддържа в определен диапазон, независимо от натоварването или скоростта на коляновия вал.
  • Изходните параметри трябва да имат такива индикатори, че при всеки от режимите на работа на машината батерията да получава достатъчно напрежение на зареждане.

В същото време всеки собственик на автомобил трябва да обърне специално внимание на нивото и стабилността на изходното напрежение. Това изискване се дължи на факта, че батерията е чувствителна към такива промени.

Например, ако напрежението падне под нормата, батерията не се зарежда до необходимото ниво. В резултат на това може да има проблеми в процеса на стартиране на двигателя.

В обратната ситуация, когато инсталацията произвежда повишено напрежение, батерията се презарежда и се разпада по-бързо.




Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Полезно е да прочетете: Батерията избухна, причините и какво да направите.

Принципът на работа на автомобилен генератор, характеристики на веригата

Принципът на работа на генератора се основава на ефекта на електромагнитната индукция.

В случай на преминаване на магнитен поток през намотката и промяна в нея, на клемите се появява напрежение и се променя (в зависимост от скоростта на промяна на потока). Обратният процес работи по подобен начин.

Така че, за да получите магнитен поток, трябва да приложите напрежение към намотката.

Оказва се, че създаването на променливо напрежение изисква два компонента:

  • Бобина (напрежението се отстранява от нея).
  • Източник на магнитно поле.

Също толкова важен елемент, както беше отбелязано по-горе, е роторът, който действа като източник на магнитно поле.

Полюсната система на възела има остатъчен магнитен поток (дори при липса на ток в намотката).

Този параметър е малък, поради което може да предизвика самовъзбуждане само при повишени скорости. Поради тази причина отначало през намотката на ротора се пропуска малък ток, за да намагнетизира устройството.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Веригата, спомената по-горе, предполага преминаването на ток от батерията през контролната лампа.

Основният параметър тук е силата на тока, която трябва да бъде в нормалните граници. Ако токът е надценен, батерията бързо ще се разреди, а ако е твърде нисък, рискът от възбуждане на генератора при XX мотор (скорост на празен ход) ще се увеличи.

Като се вземат предвид тези параметри, се избира и мощността на електрическата крушка, която трябва да бъде 2-3 вата.

Веднага щом напрежението достигне необходимия параметър, светлината изгасва, а намотките на полето се захранват от самия автомобилен генератор. В този случай захранването преминава в режим на самовъзбуждане.

Напрежението се отстранява от намотката на статора, която е направена в трифазна версия.

Възелът се състои от 3 отделни (фазови) намотки, навити по определен принцип върху магнитна верига.

Токовете и напреженията в намотките са изместени един спрямо друг на 120 градуса. В този случай самите намотки могат да бъдат сглобени в две версии – "звезда" или "триъгълник".

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Ако е избрана веригата "триъгълник", фазовите токове в 3-те намотки ще бъдат 1,73 пъти по-малки от общия ток, подаван от генераторния комплект.

Ето защо веригата "делта" най-често се използва в автомобилни генератори с висока мощност.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Това се дължи именно на по-ниските токове, благодарение на които е възможно намотката да се навива с проводник с по-малко сечение.

Същият проводник може да се използва за звездни връзки.

За да може създаденият магнитен поток да върви по предназначение и да отиде до намотката на статора, намотките са разположени в специални канали на магнитната верига.

Поради появата на магнитно поле в намотките и в магнитната верига на статора се появяват вихрови токове.

Действието на последния води до нагряване на статора и намаляване на мощността на генератора. За да се намали този ефект, при производството на магнитната верига се използват стоманени пластини.

Генерираното напрежение влиза в бордовата мрежа чрез група диоди (изправителен мост), което беше споменато по-горе.

След отваряне диодите не създават съпротивление и позволяват на тока да тече свободно в бордовата мрежа.

Но с обратно напрежение, аз не се предава. Всъщност остава само положителната полувълна.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Някои производители на автомобили заменят диодите с ценерови диоди, за да защитят електрониката.

Основната характеристика на частите е способността да не пропускат ток до определен параметър на напрежението (25-30 волта).

След преминаване на тази граница, диодът Zener "пробива" и пропуска обратния ток. В този случай напрежението на "положителния" проводник на генератора остава непроменено, което не носи рискове за устройството.

Между другото, в регулаторите се използва способността на ценеровия диод да поддържа постоянен U на клемите дори след "срив".

В резултат на това, след преминаване през диодния мост (ценерови диоди), напрежението се изправя и става постоянно.

В много видове генераторни комплекти възбуждащата намотка има собствен токоизправител, сглобен от 3 диода.

Благодарение на тази връзка, токът на разреждане от батерията е изключен.

Диодите, свързани с намотката на полето, работят на подобен принцип и захранват намотката с постоянно напрежение.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Тук токоизправителят се състои от шест диода, три от които са отрицателни.

По време на работа на генератора, токът на възбуждане е по-нисък от параметъра, даден от автомобилния генератор.

Следователно диодите с номинален ток до два ампера са достатъчни за коригиране на тока върху намотката на възбуждането.

За сравнение, токоизправителите имат номинален ток до 20-25 ампера. Ако е необходимо да се увеличи мощността на генератора, се монтира друго рамо с диоди.

Режими на работа

За да разберете характеристиките на функционирането на автомобилния генератор, е важно да разберете характеристиките на всеки от режимите:

  • В процеса на стартиране на двигателя стартерът е основният консуматор на електрическа енергия. Характеристика на режима е създаването на повишен товар, което води до намаляване на напрежението на изхода на батерията. В резултат на това потребителите приемат ток само от батерията. Ето защо в този режим батерията се разрежда с най-голяма активност.
  • След като двигателят е навит, автомобилният генератор преминава в режим на захранване. От този момент устройството осигурява тока, който е необходим за захранване на товара в автомобила и презареждане на батерията. Веднага след като батерията достигне необходимия капацитет, нивото на зарядния ток намалява. В този случай генераторът продължава да играе ролята на основен източник на енергия.
  • След свързване на мощен товар, например климатик, отопление на купето и т.н., скоростта на ротора се забавя. В този случай автомобилният генератор вече не е в състояние да покрие текущите нужди на автомобила. Част от товара се прехвърля към батерията, която работи успоредно с източника на захранване и започва постепенно да се разрежда.

Регулатор на напрежението – функции, видове, контролна лампа

Ключовият елемент на генераторния комплект е регулаторът на напрежението, устройство, което поддържа безопасно ниво U на изхода на статора.

Такива продукти са от два вида:

  • Хибридни – регулатори, електрическата верига на които включва както електронни устройства, така и радиокомпоненти.
  • Интеграл – устройства, базирани на тънкослойна микроелектронна технология. В съвременните автомобили това е най-често срещаният вариант.

Не по-малко важен елемент е и контролната лампа, монтирана на таблото, по която може да се заключи, че има проблеми с регулатора.

Запалването на крушката в момента на стартиране на двигателя трябва да бъде краткотрайно. Ако гори постоянно (когато генераторната инсталация е в експлоатация), това показва повреда на регулатора или самия блок, както и необходимост от ремонт.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Тънкостите на закрепването

Генераторът се фиксира с помощта на специална скоба и болтова връзка.

Самото устройство е прикрепено към предната част на двигателя, благодарение на специални крачета и уши.

Ако на автомобилния генератор са предвидени специални крачета, последните се намират върху капаците на двигателя.

В случай на използване само на едно фиксиращо краче, последното се поставя само на предния капак.

В крака, монтиран в задната част, по правило има отвор с монтирана в него дистанционна втулка.

Задачата на последния е да премахне празнината, създадена между ограничителя и монтажа.

Закрепване на алтернатора Audi A8.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

И така устройството е прикрепено към VAZ 21124.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Неизправности в генератора и как да ги отстраним

Електрическото оборудване на автомобила има тенденция да се повреди. В този случай най-големите проблеми възникват с батерията и генератора.

В случай на повреда на някой от тези елементи, работата на автомобила при нормална работа става невъзможна или автомобилът е напълно обездвижен.

Всички аварии на генератора са условно разделени на две категории:

  • Механични . В този случай възникват проблеми с целостта на корпуса, пружините, ремъчната предавка и други елементи, които не са свързани с електрическия компонент.
  • Електрически . Те включват неизправности в диодния мост, износване на четките, къси съединения в намотките, повреди на релето на регулатора и други.

Сега нека разгледаме по-подробно списъка с неизправности и симптоми.

1. На изхода има недостатъчен ток на зареждане:

  • Плъзгане на задвижващия ремък. Решението е да затегнете ремъка и да проверите лагерите за факта на изправност, симптомите са свистене на ремъка на алтернатора.
    Принципът на работа на автомобилен генератор, схема
  • Висящи четки. За начало трябва да почистите държача на четките и четките от мръсотия и да се уверите, че има достатъчно сила.
  • Прекъсване на веригата на възбуждане, изгаряне на контактни колела. Първият проблем се решава чрез намиране и отстраняване на счупването, а вторият чрез оголване и нарязване на плъзгащите пръстени (ако е необходимо).
  • Неизправност на регулатора на напрежението.
  • Роторът докосва полюса на статора.
  • Скъсване на веригата, свързваща генератора и акумулатора.

2. Втора ситуация.

Когато автомобилният генератор подава необходимото ниво на ток, но батерията все още не се зарежда.

Причините могат да бъдат различни:

  • Лошо качество на протягане на земния контакт между регулатора и основното устройство. В този случай проверете качеството на контактната връзка.
  • Неизправност на релето за напрежение – проверете и го сменете.
  • Четките са износени или заседнали – сменете или почистете от замърсявания.
  • Защитното реле на регулатора се е задействало поради късо съединение към масата. Решението е да се намери мястото на повреда и да се премахне проблема.
  • Други причини – маслени контакти, повреда на регулатора на напрежението, верига на завъртане в намотките на статора, лошо напрежение на ремъка.

3. Генераторът работи, но издава много шум.

Възможни неизправности:

  • Късо съединение между завъртанията на статора.
  • Износена лагерна седалка.
  • Разхлабване на гайката на макарата.
  • Неизправност на лагера.
Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Ремонтът на автомобилен генератор винаги трябва да започне с точна диагноза на проблема, след което причината се отстранява чрез превантивни мерки или подмяна на повреден агрегат.

Препоръки за подмяна

Оперативната практика показва, че не е трудно да смените автомобилен генератор, но за да разрешите проблема, трябва да спазвате редица правила:

  • Новото устройство трябва да има същите параметри на текущата скорост като фабричния комплект.
  • Енергийните индикатори трябва да са идентични.
  • Предавателните числа на старото и новото захранване трябва да съвпадат.
  • Уредът, който трябва да се монтира, трябва да е с подходящ размер и да може лесно да се прикрепи към двигателя.
  • Веригите на новия и стария автомобилен алтернатор трябва да са еднакви.

Моля, имайте предвид, че устройствата, монтирани на чуждестранни автомобили, са фиксирани различно от местните, например, както на генератор на TOYOTA COROLLA

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

и Лада Гранта

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Следователно, ако смените чужда единица с домашен продукт, ще трябва да инсталирате нова стойка.

Полезни съвети в помощ

В края на историята за автомобилните генератори си струва да подчертаем редица съвети за това какво е необходимо и какво не трябва да правят собствениците на автомобили по време на работа.

Основният момент е инсталацията, по време на която е важно да се подходи към връзката с полярността с най-голямо внимание.

Ако направите грешка по този въпрос, токоизправителят ще се счупи и рискът от пожар се увеличава.

Подобна опасност носи и стартирането на двигателя с неправилно свързани проводници.

За да избегнете проблеми по време на работа, си струва да се придържате към редица правила:

  • Поддържайте контактите чисти и проверете изправността на електрическите кабели на автомобила. Обърнете специално внимание на надеждността на връзката. В случай на използване на лоши контактни проводници, нивото на напрежението на борда ще надхвърли допустимата граница.
  • Обърнете внимание на напрежението на генератора. Ако напрежението е твърде слабо, захранването няма да може да изпълни задачите си. Ако коланът е пренатяган, това е изпълнено с бързо износване на лагерите.
  • Изхвърлете проводниците от генератора и акумулатора, когато правите електрическо заваряване.
  • Ако контролната лампа светне и остане да свети след стартиране на двигателя, открийте и отстранете причината.
Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Специално внимание трябва да се обърне на реле-регулатора, както и проверка на напрежението на изхода на захранването. В режим на зареждане този параметър трябва да бъде на ниво 13,9-14,5 волта.

Освен това от време на време проверявайте износването и достатъчното усилие на четките на алтернатора, състоянието на лагерите и плъзгащите пръстени.

Височината на четките трябва да се измерва с отстранен държач. Ако последният е износен до 8-10 мм, е необходима смяна.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Що се отнася до силата на пружините, държащи четките, тя трябва да бъде на ниво 4,2 N (за VAZ). В същото време проверете плъзгащите пръстени – те не трябва да имат следи от масло.

Принципът на работа на автомобилен генератор, схема

Също така собственикът на автомобила трябва да помни редица забрани, а именно:

  • Не оставяйте колата с включен акумулатор, ако има съмнение за счупен диоден мост. Ако не го направите, батерията бързо ще се изтощи и ще увеличи риска от пожар в окабеляването.
  • Не тествайте генератора за правилна работа чрез късо съединение в клемите му или разкачване на акумулатора, докато двигателят работи. В този случай е възможна повреда на електронни елементи, бордов компютър или регулатор на напрежението.
  • Не позволявайте на технически течности да влизат в контакт с генератора.
  • Не оставяйте уреда включен, ако клемите на батерията са отстранени. В противен случай това може да доведе до повреда на регулатора на напрежението и електрическото оборудване на автомобила.
  • Сменяйте своевременно ремъка на алтернатора.

Познавайки характеристиките на генератора, нюансите на неговия дизайн, основните неизправности и тънкостите на ремонта, можете да избегнете много проблеми с окабеляването и батерията.

Не забравяйте, че генераторът е сложна единица, която изисква специален подход към работата.

Важно е постоянно да го наблюдавате, своевременно да извършвате превантивни мерки и да сменяте части (ако е необходимо).

С този подход източникът на енергия и самата кола ще издържат много дълго време.

Подобен...