Za jakie funkcje odpowiada generator w samochodzie? Generator samochodowy: rodzaje, konstrukcja, zasada działania i cechy urządzenia
Akumulator zasila sieć pokładową pojazdu tylko podczas postoju i uruchomienia silnika. Następnie pałka jest odbierana przez zespół, który zamienia pracę mechaniczną obracającego się wału korbowego na energię elektryczną. Bez tego potężnego źródła zasilania normalna praca pojazdu jest niemożliwa, ponieważ poziom naładowania akumulatora nie jest nieskończony. Miłośnicy samochodów, którzy samodzielnie serwisują swoje samochody, powinni zapoznać się z zasadą działania generatora samochodowego i jego typowymi awariami.
Jak działa generator elektryczny?
Główną częścią urządzenia jest korpus, który składa się z dwóch osłon i wykonany jest ze stopu aluminium, co zapewnia skuteczne odprowadzanie nadmiaru ciepła. Nadwozie wyposażone jest w kołnierz montażowy lub piastę z otworem przelotowym na długą śrubę (w zależności od marki samochodu). Ogólnie struktura jednostki wygląda następująco:
- Przednia i tylna pokrywa obudowy są skręcone ze sobą za pomocą śrub, a od wewnątrz przymocowane jest do nich stacjonarne uzwojenie stojana.
- Na końcach pokryw wykonano otwory, w które wciskane są łożyska wału wirnika. Po bokach znajdują się również otwory wentylacyjne, które służą do chłodzenia wnętrza generatora.
- Wirnik, obracający się wewnątrz obudowy na łożyskach, to wał z drugim uzwojeniem i dwiema metalowymi tulejami z wycięciami w kształcie klina. Z boku przedniej pokrywy koło pasowe przykręcone jest do wału za pomocą nakrętki.
- Na zewnątrz tylnej pokrywy umieszczono miedziane pierścienie stykowe oraz grafitowe szczotki włożone w specjalne gniazda – uchwyty szczotek. W pobliżu, na płytce w kształcie podkowy, znajduje się układ prostowniczy oparty na diodach (inaczej mostek diodowy).
- Elementy do przenoszenia prądu z wirnika (szczotki, pierścienie) oraz obwód diodowy osłonięte są od zewnątrz obudową ochronną z licznymi otworami do chłodzenia. Na tylnym końcu wału (pod obudową) znajduje się wirnik tłoczący powietrze przez korpus urządzenia.
Urządzenie generatora prąd elektryczny niewiele się zmieniło od czasu jego wynalezienia. Urządzenie to, przeznaczone do zamiany energii obrotowej na energię elektryczną, wyróżnia się doskonałą konstrukcją i wysoką wydajnością. Sprawność urządzenia wynosi 98–99%.
Ponieważ przewodzące prąd styki ślizgowe (szczotki) są słabym ogniwem konstrukcji i szybko się zużywają, w nowocześniejszych generatorach stosuje się bezszczotkową metodę przenoszenia prądu. Proces ten polega na zamontowaniu na wale koła łańcuchowego i dodatkowym uzwojeniu przymocowanym od wewnątrz do końca tylnej pokrywy.
Pomimo pozornej złożoności konstrukcji samochodowego generatora elektrycznego, jego demontaż jest dość prosty. Aby zdemontować rotor, wystarczy odkręcić obudowę i śruby mocujące 2 pokrywy, po uprzednim zdjęciu koła pasowego.
Lokalizacja i schemat połączeń urządzenia
Wał wirnika generatora napędzany jest przez napęd pasowy łączący go z kołem pasowym wału korbowego. Dlatego zespół zawsze znajduje się w pobliżu przedniej części silnika, gdzie znajduje się napęd mechanizmu dystrybucji gazu. W samochodach z napędem na przednie koła silnik jest obrócony o 90°, a generator elektryczny znajduje się po prawej stronie (patrząc w kierunku jazdy).
Notatka. W samochodach osobowych urządzenie często umieszcza się w dolnej strefie, nad osłonami ochronnymi. Producenci SUV-ów starają się podnieść generator wyżej, aby zapobiec przedostawaniu się wody do środka podczas pokonywania głębokich kałuż i brodów.
Uzwojenie stojana urządzenia jest trójfazowe, gdyż składa się z 3 oddzielnych sekcji, obróconych względem siebie o 120°. Dlatego uzwojenia są połączone w gwiazdę, a do wyjścia każdej fazy podłączona jest para diod, przekształcając prąd przemienny na prąd stały. W sumie mostek prostowniczy zawiera 3 pary elementów (6 diod).
Schemat podłączenia generatora samochodowego składa się z następujących elementów:
- wbudowany prostownik diodowy opisany powyżej;
- przekaźnik – automatyczny regulator napięcia wyjściowego;
- grupa dodatkowych diod (3 szt.) prostujących prąd dla regulatora;
- lampka – wskaźnik ładowania akumulatora;
- blokada zapłonu;
- bateria.
Wyjścia uzwojeń wirnika i stojana podłączone są do regulatora przekaźnikowego (poprzez mostek prostowniczy). Zadaniem tego bloku jest regulacja mocy na wyjściu agregatu prądotwórczego, utrzymując napięcie w zakresie 13,8–14,7 woltów.
Obwód generatora elektrycznego i przekaźnika obejmuje styki wyłącznika zapłonu i akumulator, który ładuje się podczas pracy silnika. Lampka na desce rozdzielczej zasilana jest z linii prowadzącej do regulatora, wskazując, że sieć pokładowa jest zasilana z akumulatora. Po uruchomieniu silnika i rozpoczęciu wytwarzania prądu wskaźnik gaśnie.
Szczegóły dotyczące algorytmu działania
Zasada działania generatora opiera się na prostym zjawisku fizycznym zwanym indukcją elektromagnetyczną. Rzecz w tym, że jeśli przyłożysz pole magnetyczne do wielozwojowego uzwojenia drutu miedzianego, które zmienia kierunek z określoną częstotliwością, wówczas na wyjściu cewki pojawi się prąd przemienny o tej samej częstotliwości. Pozostaje jedynie wytworzyć wspomniane pole wokół uzwojeń stojana generujących napięcie.
W praktyce wytwarzanie energii elektrycznej odbywa się według następującego algorytmu:
- Źródłem zmiennego pola magnetycznego samochodowego generatora elektrycznego jest uzwojenie samowzbudne umieszczone w wirniku. Aby wstępnie namagnesować tuleje w kształcie klina, przykładany jest do nich impuls niska moc z akumulatora.
- Po uruchomieniu silnika i osiągnięciu określonej prędkości obrotowej wału korbowego uzwojenia stojana wytwarzają prąd przemienny, prostowany przez diody mocy. Od tego momentu uzwojenie wirnika jest zasilane przez sam generator, to znaczy następuje samowzbudzenie. Zewnętrzne zasilanie nie jest już potrzebne.
- Prąd stały z mostka diodowego jest przesyłany do modułu przekaźnikowo-regulatorowego. Ponieważ wartość napięcia „przeskakuje” wraz z , zadaniem elektroniki jest stabilizacja różnic w zakresie od 13,8 do 14,7 V.
- Następnie dostarczane jest napięcie w celu doładowania akumulatora oraz do pokładowej sieci elektrycznej pojazdu.
Przekaźnik regulatora napięcia może stanowić część agregatu prądotwórczego lub być używany jako oddzielna jednostka.
Prąd w uzwojeniach stojana powstaje w wyniku obrotu zmiennego pola magnetycznego wytwarzanego przez cewkę wirnika. Im szybciej wał się obraca, tym wyższe napięcie i częstotliwość na wyjściu. Konwersja na prąd stały odbywa się za pomocą półprzewodników (diod) zamontowanych na płycie radiatora i dmuchanych przez wirnik wentylatora.
Konstrukcja generatora bezszczotkowego umożliwia wzbudzanie uzwojenia stojana bez zewnętrznego źródła zasilania. Magnesowanie stalowych tulei rozpoczyna się przy niskich prędkościach wału ze względu na specjalną konstrukcję wirnika i dodatkową cewkę. Dlatego podczas jazdy samochodem z rozładowanym akumulatorem wystarczą obroty wału korbowego, aby generator elektryczny zaczął działać.
Typowe usterki
Wskaźnikiem sprawności agregatu prądotwórczego jest światło ostrzegawcze czerwony, umieszczony na desce rozdzielczej. Jego włączenie wskazuje, że zamiast generatora sieć pokładowa dostarcza energię do akumulatora, który stopniowo się rozładowuje.
Odniesienie. Jeśli będziesz kontynuować jazdę z zapaloną kontrolką, ładowanie akumulatora nie będzie trwało długo. Dużą ilość energii pochłania iskrzenie na świecach zapłonowych i zasilaczu systemy elektroniczne kontrola silnika.
Samochodowy generator elektryczny jest dość niezawodną jednostką, ale nie wieczną. W wyniku zużycia części właściciel samochodu musi poradzić sobie z następującymi awariami:
- rozciągnięcie i poślizg paska napędowego (lampka ostrzegawcza może migać);
- ścieranie powierzchni roboczej szczotek lub pierścieni kontaktowych;
- zużycie i zniszczenie koszyków łożyskowych;
- awaria elektroniki przekaźnika-regulatora;
- naruszenie integralności obwodów elektrycznych.
Ostatnie 2 przyczyny prowadzą do całkowitej awarii generatora - awaria regulatora i przerwa w obwodzie. Wtedy z urządzenia nie dochodzi w ogóle napięcie. W pozostałych przypadkach ładowanie akumulatora jest kontynuowane, ale z przerwami. Kiedy łożyska wirnika są zużyte, pracy agregatu samochodowego towarzyszy głośny hałas, a ślizgający się pasek wydaje głośne piski.
Wymiana lub naciągnięcie paska napędowego nie jest poważnym problemem, generatora nie trzeba demontować. W większości pojazdów należy poluzować nakrętkę mocującą wspornik napinacza i śrubę mocującą zespół, po czym można ponownie ustawić lub napiąć pasek. W niektórych maszynach napęd pasowy jest regulowany za pomocą osobnej rolki.
Aby wymienić łożyska, szczotki lub pierścienie, generator elektryczny będzie musiał zostać wymontowany i zdemontowany. Lepiej go zdemontować przed zakupem nowych części, aby nie pomylić się z wymiarami.
Aby rozwiązać problemy z obwodami elektrycznymi i urządzeniami, należy skontaktować się z technikami stacji serwisowej.
Niektóre awarie, które są dość rzadkie, prowadzą do całkowitej wymiany generatora:
- zwarcie zwojów uzwojenia wirnika lub stojana;
- przerwać wewnątrz cewki;
- zużycie wału lub gniazda w pokrywie, w wyniku czego ślizga się bieżnia łożyska.
Funkcjonalność agregatu można sprawdzić w warsztacie podłączając woltomierz do zacisków akumulatora. Pomiar wykonywany jest na biegu jałowym silnika. Jeżeli napięcie przekracza 14,7 V, następuje tzw. przeładowanie i problem leży po stronie regulatora. Odczyty poniżej 13,6 V wskazują na niewielką ilość prądu lub jego brak.
Przyczyną problemu jest także awaria diod mostka prostowniczego, który ulega całkowitej zmianie wraz z „podkową”. Jeżeli diody grzewcze będą stale narażone na działanie brudu i oleju z silnika (przez otwory wentylacyjne obudowy), wówczas tylna część agregatu prądotwórczego może się zapalić. Po wykryciu tłuszczu wewnątrz urządzenia należy je zdemontować i dokładnie oczyścić.
Jeśli chodzi o zasilanie samochodu energią elektryczną, wielu właścicieli samochodów z jakiegoś powodu pamięta tylko akumulator (akumulator), tutaj czytamy - jak wybrać akumulator. Jednak główną częścią, dzięki której energia pochodząca z silnika jest przekształcana z mechanicznej na elektryczną, jest generator. To on zasila cały sprzęt elektryczny w samochodzie (w czasie jazdy) i ładuje akumulator.
Urządzenie generatora samochodowego.
Przyjrzyjmy się, z czego się składa i jak działa ta jednostka samochodowa. Jednak od razu zastrzegam, że będziemy mówić o alternatorze samochodowym, ponieważ jest to typ montowany w nowoczesnych pojazdach.
Z czego składa się generator?
Generator samochodowy z reguły ma następujące elementy:
- koło pasowe jest rodzajem punktu wejścia (za pomocą paska) energii mechanicznej do generatora;
- obudowę generatora, którą tworzą dwie pokrywy, przednia i tylna, do których przymocowane są praktycznie wszystkie pozostałe elementy rozważanej przez nas części;
- wirnik - przymocowany do przedniej pokrywy obudowy generatora i składa się ze stalowego wału z 2 stalowymi tulejami (mają kształt dzioba) i pomiędzy nimi uzwojenia wzbudzenia, do którego z reguły przymocowane są cylindryczne miedziane pierścienie ślizgowe;
- stojan - odpowiedzialny za moc generatora i składa się z metalowego rdzenia z 36 szczelinami i uzwojeniami;
- płytka prostownicza - za pomocą 6 mocnych diod (3 dodatnie i 3 ujemne) zamienia napięcie wytworzone przez stojan na napięcie stałe sieci pokładowej samochodu;
- regulator napięcia – monitoruje to, tj. reguluje tak, aby napięcie sieci pokładowej maszyny zawsze mieściło się w określonych granicach, niezależnie od obciążenia czy temperatury środowisko i pracy rotora.
Schemat obwodu generatora samochodowego.
Zasada działania generatora.
Oznacza to, że gdy kierowca przekręci kluczyk w stacyjce, na uzwojenie wzbudzenia (zawierające pole magnetyczne) w wirniku podawane jest napięcie z akumulatora poprzez zespół szczotek. A gdy tylko wał korbowy silnika zacznie się obracać, jak pamiętasz, dzięki kołu pasowemu, wirnik generatora również zaczyna się obracać. Wytworzone w nim pole magnetyczne inicjuje uzwojenia stojana, tworząc w ten sposób napięcie przemienne na ich zaciskach. Przy określonej prędkości obrotowej generator przestaje być zasilany energią mechaniczną i zaczyna sam wytwarzać potrzebne mu napięcie (wewnątrz generatora zasilane jest uzwojenie wzbudzenia).
Powstałe napięcie przekazywane jest do panelu prostowniczego, gdzie zostaje zamienione na prąd stały, który ładuje akumulator i zasila urządzenia elektryczne samochodu.
Ponadto, jeśli wał korbowy zmienia prędkość obrotową, w tym systemie znajduje się również regulator napięcia. W zależności od obciążenia zewnętrznego reguluje czas przełączania uzwojenia wzbudzenia: gdy obciążenie maleje i/lub wzrasta prędkość obrotowa wału korbowego, zmniejsza się czas przełączania uzwojenia wzbudzenia, a gdy wzrasta obciążenie i/lub prędkość obrotowa wału korbowego maleje, wzrasta. Dokładnie to robi generator samochodowy. Dodatkowo polecam przeczytać dwa artykuły:
Najbardziej podstawowy funkcja generatora – ładowanie baterii akumulator i zasilanie sprzęt elektryczny silnik.
Dlatego przyjrzyjmy się bliżej obwód generatora, jak to poprawnie podłączyć, a także dajcie kilka wskazówek, jak to sprawdzić samodzielnie.
Generator- mechanizm przekształcający energię mechaniczną w energię elektryczną. Generator posiada wał, na którym zamontowane jest koło pasowe, przez które otrzymuje obrót z wału korbowego silnika.
Agregat samochodowy służy do zasilania odbiorników energii elektrycznej, takich jak: układ zapłonowy, komputer pokładowy, oświetlenie samochodu, układ diagnostyczny, a także posiada możliwość ładowania akumulator. Moc generatora samochodu osobowego wynosi około 1 kW. Generatory samochodowe są dość niezawodne w działaniu, ponieważ zapewniają nieprzerwaną pracę wielu urządzeń w samochodzie, dlatego też stawiane im wymagania są odpowiednie.
Urządzenie generatora
Konstrukcja generatora samochodowego implikuje obecność własnego prostownika i obwodu sterującego. Część generująca generatora, wykorzystując uzwojenie stacjonarne (stojan), wytwarza trójfazowy prąd przemienny, który jest następnie prostowany przez szereg sześciu dużych diod, a prąd stały ładuje akumulator. Prąd przemienny jest indukowany przez wirujące pole magnetyczne uzwojenia (wokół uzwojenia wzbudzenia lub wirnika). Następnie prąd doprowadzany jest do obwodu elektronicznego poprzez szczotki i pierścienie ślizgowe.
Struktura generatora: 1.Nakrętka. 2. Podkładka. 3.Koło pasowe 4.Przednia okładka. 5. Pierścień dystansowy. 6. Wirnik. 7.Stator. 8. Tylna okładka. 9.Obudowa. 10. Uszczelka. 11. Rękaw ochronny. 12. Zespół prostowniczy z kondensatorem. 13.Uchwyt zatrzasku z regulatorem napięcia.
Generator znajduje się z przodu silnika samochodu i uruchamiany jest za pomocą wału korbowego. Schemat połączeń i zasada działania generatora samochodowego są takie same dla każdego samochodu. Są oczywiście pewne różnice, ale zazwyczaj są one związane z jakością wytwarzanego produktu, mocą i rozmieszczeniem podzespołów w silniku. Wszystkie nowoczesne samochody są wyposażone w zespoły prądotwórcze prądu przemiennego, które obejmują nie tylko sam generator, ale także regulator napięcia. Regulator równomiernie rozprowadza prąd w uzwojeniu wzbudzenia, w związku z czym moc samego zespołu prądotwórczego waha się w czasie, gdy napięcie na zaciskach wyjściowych mocy pozostaje niezmienione.
Nowe samochody najczęściej wyposażone są w moduł elektroniczny na regulatorze napięcia, dzięki czemu komputer pokładowy może kontrolować wielkość obciążenia agregatu prądotwórczego. Z kolei w samochodach hybrydowych pracę generatora pełni rozrusznik-generator, podobny obwód zastosowano w innych konstrukcjach układu start-stop.
Zasada działania generatora samochodowego
Schemat połączeń generatora VAZ 2110-2115
Schemat podłączenia generatora AC zawiera następujące elementy:
- Bateria.
- Generator.
- Blok bezpieczników.
- Zapłon.
- Panel.
- Blok prostowniczy i dodatkowe diody.
Zasada działania jest dość prosta: po włączeniu zapłonu plus przez zamek, zapłon przechodzi przez skrzynkę bezpieczników, żarówkę, mostek diodowy i przechodzi przez rezystor do minus. Kiedy zapala się lampka na desce rozdzielczej, plus trafia do generatora (do uzwojenia wzbudzenia), a następnie podczas uruchamiania silnika koło pasowe zaczyna się obracać, twornik również się obraca, z powodu indukcji elektromagnetycznej, siły elektromotorycznej jest generowany i pojawia się prąd przemienny.
Najbardziej niebezpieczne dla generatora jest zwarcie płytek radiatora podłączonych do „masy” i zacisku „+” generatora przez przypadkowe wpadnięcie między nie metalowymi przedmiotami lub mostki przewodzące powstałe na skutek zanieczyszczeń.
Następnie dioda przechodzi plus do bloku prostownika poprzez falę sinusoidalną do lewego ramienia, a minus do prawego ramienia. Dodatkowe diody na żarówce odcinają minusy i uzyskuje się tylko plusy, następnie idzie to do zespołu deski rozdzielczej, a dioda tam znajdująca się przepuszcza tylko minus, w efekcie gaśnie światło, a potem idzie plus przez rezystor i idzie do minusa.
Zasadę działania samochodowego generatora prądu stałego można wyjaśnić w następujący sposób: przez uzwojenie wzbudzenia zaczyna płynąć niewielki prąd stały, który jest regulowany przez jednostkę sterującą i utrzymywany przez nią na poziomie nieco większym niż 14 V. Większość generatory w samochodzie są w stanie wygenerować co najmniej 45 amperów. Generator pracuje przy 3000 obr./min i więcej - jeśli spojrzeć na stosunek wielkości pasków wentylatora do kół pasowych, będzie to dwa lub trzy do jednego w stosunku do częstotliwości silnika.
Aby tego uniknąć, płytki i inne części prostownika generatora są częściowo lub całkowicie pokryte warstwą izolacyjną. Radiatory łączone są w monolityczną konstrukcję prostownika głównie poprzez płyty montażowe wykonane z materiału izolacyjnego, wzmocnione prętami łączącymi.
Schemat podłączenia generatora dla VAZ 2107
Schemat ładowania VAZ 2107 zależy od rodzaju używanego generatora. Aby naładować akumulator w samochodach takich jak VAZ-2107, VAZ-2104, VAZ-2105, które mają silnik gaźnikowy, potrzebny będzie generator typu G-222 lub jego odpowiednik z maksymalny prąd moc wyjściowa 55A. Z kolei samochody VAZ-2107 z silnikiem wtryskowym korzystają z generatora 5142.3771 lub jego prototypu, zwanego generatorem wysokiej energii, o maksymalnym prądzie wyjściowym 80-90A. Możliwe jest również zainstalowanie mocniejszych generatorów o prądzie wyjściowym do 100A. Absolutnie wszystkie typy generatorów prądu przemiennego mają wbudowane prostowniki i regulatory napięcia, zwykle są wykonane w tej samej obudowie ze szczotkami lub są wyjmowane i montowane na samej obudowie.
Obwód ładowania VAZ 2107 różni się niewielkimi różnicami w zależności od roku produkcji samochodu. Najważniejszą różnicą jest obecność lub brak lampki kontrolnej ładowania, która znajduje się na tablicy rozdzielczej, a także sposób jej podłączenia oraz obecność lub brak woltomierza. Takie obwody są stosowane głównie w samochodach gaźnikowych, natomiast w samochodach z silnikami wtryskowymi obwód się nie zmienia, jest identyczny z samochodami, które były produkowane wcześniej.
Oznaczenia agregatów prądotwórczych:
- „Plus” prostownika mocy: „+”, V, 30, V+, WAT.
- „Uziemienie”: „-”, D-, 31, B-, M, E, GRD.
- Wyjście uzwojenia wzbudzenia: Ř, 67, DF, F, EXC, E, FLD.
- Wyjście do podłączenia lampki serwisowej: D, D+, 61, L, WL, IND.
- Wyjście fazowe: ~, W, R, STA.
- Wyjście punktu zerowego uzwojenia stojana: 0, MP.
- Wyjście regulatora napięcia do podłączenia go do sieci pokładowej, zwykle do „+” akumulatora: B, 15, S.
- Wyjście regulatora napięcia do zasilania go ze stacyjki: IG.
- Wyjście regulatora napięcia do podłączenia go do komputera pokładowego: FR, F.
Obwód generatora VAZ-2107 typ 37.3701
- Bateria akumulatorowa.
- Generator.
- Regulator napięcia.
- Blok montażowy.
- Stacyjka.
- Woltomierz.
- Lampka kontrolna ładowania akumulatora.
Po włączeniu zapłonu plus z zamka idzie do bezpiecznika nr 10, następnie idzie do przekaźnika lampki kontrolnej ładowania akumulatora, następnie trafia do styku i wyjścia cewki. Drugi zacisk cewki współpracuje z centralnym zaciskiem rozrusznika, gdzie połączone są wszystkie trzy uzwojenia. Jeśli styki przekaźnika zostaną zamknięte, lampka kontrolna zaświeci się. Po uruchomieniu silnika generator wytwarza prąd, a na uzwojeniach pojawia się napięcie przemienne o wartości 7 V. Prąd przepływa przez cewkę przekaźnika, zwora zaczyna się przyciągać, a styki otwierają się. Generator nr 15 przepuszcza prąd przez bezpiecznik nr 9. Podobnie uzwojenie wzbudzenia otrzymuje energię przez generator napięcia szczotkowego.
Schemat ładowania VAZ z silnikami wtryskowymi
Schemat ten jest identyczny ze schematami w innych modelach VAZ. Różni się od poprzednich sposobem wzbudzania i monitorowania sprawności generatora. Można to przeprowadzić za pomocą specjalnej lampki kontrolnej i woltomierza na tablicy rozdzielczej. Ponadto przez lampę ładowania generator jest początkowo wzbudzany w momencie rozpoczęcia pracy. Podczas pracy generator działa „anonimowo”, to znaczy wzbudzenie pochodzi bezpośrednio z pinu 30. Po włączeniu zapłonu zasilanie przez bezpiecznik nr 10 trafia do lampki ładowania w tablicy rozdzielczej. Następnie przechodzi przez blok montażowy do pinu 61. Trzy dodatkowe diody zapewniają zasilanie regulatora napięcia, który z kolei przekazuje je na uzwojenie wzbudzenia generatora. W takim przypadku zaświeci się lampka kontrolna. To właśnie w tym momencie, gdy generator pracuje na płytkach mostka prostowniczego, napięcie będzie znacznie wyższe niż napięcie akumulatora. W takim przypadku lampka kontrolna nie zaświeci się, ponieważ napięcie po jej stronie na dodatkowych diodach będzie niższe niż po stronie uzwojenia stojana i diody zgasną. Jeśli lampka kontrolna zaświeci się podczas pracy agregatu, może to oznaczać uszkodzenie dodatkowych diod.
Sprawdzanie pracy generatora
Istnieje kilka sposobów wykorzystania określonych metod, na przykład: można sprawdzić prąd wyjściowy generatora, spadek napięcia na przewodzie łączącym wyjście prądowe generatora z akumulatorem lub sprawdzić napięcie regulowane.
Aby to sprawdzić, będziesz potrzebować multimetru, akumulatora samochodowego i lampy z lutowanymi przewodami, przewodów do połączenia generatora z akumulatorem, a także możesz wziąć wiertarkę z odpowiednią głowicą, ponieważ może być konieczne przekręcenie wirnika nakrętka na kole pasowym.
Podstawowe sprawdzenie za pomocą żarówki i multimetru
Schemat połączeń: zacisk wyjściowy (B+) i wirnik (D+). Lampę należy podłączyć pomiędzy wyjściem głównym generatora B+ a stykiem D+. Następnie bierzemy przewody zasilające i podłączamy „minus” do ujemnego bieguna akumulatora i do masy generatora, „plus” odpowiednio do plusa generatora i do wyjścia B+ generatora. Naprawiamy to na imadle i łączymy.
„Uziemienie” należy podłączyć na samym końcu, aby nie spowodować zwarcia akumulatora.
Włączamy tester w trybie DC (DC), jedną sondę podłączamy do akumulatora na „plus”, drugą też, ale na „minus”. Następnie, jeśli wszystko jest w porządku, lampka powinna się zaświecić, napięcie w tym przypadku wyniesie 12,4 V. Następnie bierzemy wiertło i zaczynamy obracać generator, odpowiednio, żarówka w tym momencie przestanie się palić, a napięcie będzie już 14,9 V. Następnie dokładamy obciążenie, bierzemy lampę hologenową H4 i zawieszamy ją na zacisku akumulatora, powinna się zaświecić. Następnie podłączamy wiertarkę w tej samej kolejności i napięcie na woltomierzu pokaże 13,9V. W trybie pasywnym akumulator pod żarówką daje 12,2V, a gdy kręcimy go wiertarką daje 13,9V.
Obwód testowy generatora
- Sprawdź działanie generatora poprzez zwarcie, czyli „iskrę”.
- Niepożądane jest również umożliwienie pracy generatora bez włączonych odbiorników; niepożądana jest także praca z odłączonym akumulatorem.
- Podłącz zacisk „30” (w niektórych przypadkach B+) do masy lub zacisku „67” (w niektórych przypadkach D+).
- Prace spawalnicze na karoserii samochodu należy wykonywać przy podłączonych przewodach generatora i akumulatora.
Generator jest głównym źródłem energii elektrycznej dla maszyny. Opowiemy Ci szczegółowo jak to działa, z czego się składa i jaka jest jego struktura wewnątrz. Informacje są odpowiednie dla początkujących i doświadczonych entuzjastów motoryzacji.
Jak to działa
Podczas uruchamiania silnika samochodowego głównym odbiorcą energii elektrycznej jest rozrusznik, prąd osiąga setki amperów, co powoduje znaczny spadek napięcia akumulatora. W tym trybie odbiorcy zasilani są wyłącznie z akumulatora, który szybko się rozładowuje. Zaraz po uruchomieniu silnika głównym źródłem zasilania staje się agregat prądotwórczy.Generator samochodowy jest źródłem stałego ładowania akumulatora podczas pracy silnika. Jeśli to nie pomoże, bateria szybko się rozładuje. Zapewnia prąd niezbędny do ładowania akumulatora i obsługi urządzeń elektrycznych. Po naładowaniu akumulatora generator zmniejsza prąd ładowania i pracuje normalnie.
Po włączeniu mocnych odbiorników (na przykład odszraniacza tylnej szyby, reflektorów) i niskich prędkościach obrotowych silnika całkowite zużycie prądu może być większe niż jest w stanie dostarczyć generator. W takim przypadku obciążenie spadnie na akumulator i zacznie się on rozładowywać.
Napęd i montaż
Napęd realizowany jest z koła pasowego wału korbowego za pomocą napędu pasowego. Im większa średnica koła pasowego na wale korbowym i im mniejsza średnica koła pasowego, tym wyższa prędkość generatora, a zatem jest on w stanie dostarczyć konsumentom więcej prądu.W nowoczesnych maszynach napęd odbywa się za pomocą paska wielorowkowego. Ze względu na większą elastyczność umożliwia wyposażenie generatora w koło pasowe o małej średnicy, a co za tym idzie, wysokie przełożenia. Napięcie paska klinowego przeprowadzane za pomocą rolek napinających, gdy generator jest nieruchomy.
Urządzenie i z czego się składa
Każdy generator samochodowy zawiera stojan z uzwojeniem, umieszczony pomiędzy dwiema pokrywami - przednią, po stronie napędu i tylną, po stronie pierścienia ślizgowego. Generatory przykręcone są do przodu silnika na specjalnych wspornikach. Nóżki montażowe i oczko do napinania znajdują się na pokrywach.Osłony odlane ze stopów aluminium posiadają okienka wentylacyjne, przez które wdmuchuje się powietrze za pomocą wentylatora. Generatory o konstrukcji tradycyjnej wyposażane są w okna wentylacyjne jedynie w części końcowej, natomiast generatory o konstrukcji „kompaktowej” wyposażane są w okna wentylacyjne w części cylindrycznej nad przednimi stronami uzwojenia stojana.
Do pokrywy, od strony pierścienia ślizgowego, przymocowany jest zespół szczotek połączony z regulatorem napięcia oraz zespół prostownika. Pokrywy są zwykle dokręcane trzema lub czterema śrubami, a stojan jest umieszczany pomiędzy pokrywami, których powierzchnie uszczelniające zakrywają stojan wzdłuż zewnętrznej powierzchni.
Stojan generatora: 1 - rdzeń, 2 - uzwojenie, 3 - klin szczelinowy, 4 - żłobek, 5 - zacisk do podłączenia do prostownika
Stojan wykonany jest z blach stalowych o grubości 0,8...1 mm, ale częściej jest nawinięty „na krawędzi”. Podczas wykonywania pakietu stojana przez nawijanie, jarzmo stojana nad rowkami ma zwykle występy, wzdłuż których ustalane jest położenie warstw względem siebie podczas nawijania. Występy te poprawiają chłodzenie stojana dzięki bardziej rozwiniętej powierzchni zewnętrznej.
Konieczność oszczędzania metalu doprowadziła do stworzenia konstrukcji pakietu stojana składającego się z pojedynczych segmentów w kształcie podkowy. Poszczególne arkusze pakietu stojana są łączone ze sobą w monolityczną konstrukcję za pomocą spawania lub nitów. Prawie wszystkie produkowane masowo generatory samochodowe mają 36 gniazd, w których znajduje się uzwojenie stojana. Rowki są izolowane folią izolacyjną lub natryskiwane związkiem epoksydowym.
Wirnik generatora samochodowego: a - zmontowane; b - zdemontowany układ słupowy; 1,3 - połówki biegunów; 2 - uzwojenie wzbudzenia; 4 - pierścienie ślizgowe; 5 - wał
Cechą szczególną generatorów samochodowych jest rodzaj układu biegunów wirnika. Zawiera dwie połówki słupów z występami - słupki w kształcie dzioba, po sześć na każdą połówkę. Połówki słupa są wytłoczone i mogą posiadać występy. Jeżeli po dociśnięciu do wału nie ma żadnych występów, pomiędzy połówkami bieguna montuje się tuleję z uzwojeniem wzbudzenia nawiniętym na ramie, a nawijanie przeprowadza się po zamontowaniu tulei wewnątrz ramy.
Wały wirnika wykonane są z miękkiej stali automatycznej. Jednak w przypadku zastosowania łożyska wałeczkowego, którego rolki działają bezpośrednio na końcu wału, po stronie pierścieni ślizgowych, wał jest wykonany ze stali stopowej, a czop wału jest hartowany. Na gwintowanym końcu wału wycięty jest rowek na wpust do mocowania koła pasowego.
Wiele nowoczesnych projektów nie ma klucza. W tym przypadku końcowa część wału ma wgłębienie lub występ w kształcie sześciokąta. Pozwala to zapobiec obracaniu się wału podczas dokręcania nakrętki mocującej koło pasowe lub podczas demontażu generatora, gdy konieczne jest wymontowanie koła pasowego i wentylatora.
Zespół szczotek- jest to konstrukcja, w której umieszczone są szczotki tj. styki przesuwne. W generatorach samochodowych stosowane są dwa rodzaje szczotek – miedziano-grafitowe i elektrografitowe. Te ostatnie charakteryzują się większym spadkiem napięcia na styku z pierścieniem w porównaniu do miedziano-grafitowych. Zapewniają znacznie mniejsze zużycie pierścieni ślizgowych. Szczotki dociskane są do pierścieni siłą sprężyny.
Jednostki prostownicze Stosowane są dwa typy. Są to albo płytki radiatora, w które wprasowane są diody prostownicze mocy, albo konstrukcje z wysoko rozwiniętymi żeberkami, w których diody są przylutowane do radiatorów. Diody dodatkowego prostownika mają zwykle cylindryczną lub grochową obudowę z tworzywa sztucznego lub są wykonane w postaci oddzielnego uszczelnionego bloku, którego włączenie odbywa się w obwodzie za pomocą szyn zbiorczych.
Najbardziej niebezpieczne jest zwarcie płytek radiatora podłączonych do „masy” i zacisku „+” generatora przez przypadkowe wpadnięcie między nie metalowymi przedmiotami lub mostki przewodzące powstałe na skutek zanieczyszczeń, ponieważ W takim przypadku następuje zwarcie w obwodzie akumulatora i możliwy jest pożar. Aby tego uniknąć, płytki i inne części prostownika generatora są częściowo lub całkowicie pokryte warstwą izolacyjną. Radiatory łączone są w monolityczną konstrukcję prostownika głównie poprzez płyty montażowe wykonane z materiału izolacyjnego, wzmocnione prętami łączącymi.
Zespoły łożysk generatora Są to zazwyczaj łożyska kulkowe zwykłe z jednorazowym smarem na cały okres eksploatacji i jedno- lub dwukierunkowymi uszczelkami wbudowanymi w łożysko. Łożyska toczne stosowane są wyłącznie po stronie pierścienia ślizgowego i dość rzadko, głównie przez firmy amerykańskie. Pasowanie łożysk kulkowych na wale od strony pierścieni ślizgowych jest zwykle ciasne, od strony napędowej – ślizgowe, w gnieździe pokrywy, wręcz odwrotnie – od strony pierścieni ślizgowych – ślizgowe, od strony napędowej – obcisły.
Generator samochodowy chłodzony jest przez jeden lub dwa wentylatory zamontowane na jego wale. W tym przypadku w tradycyjnej konstrukcji generatorów powietrze zasysane jest przez wentylator odśrodkowy do pokrywy od strony pierścieni ślizgowych. W przypadku generatorów, które posiadają zespół szczotek, regulator napięcia i prostownik poza wnęką wewnętrzną i są chronione obudową, powietrze zasysane jest przez szczeliny tej obudowy, kierując je do najgorętszych miejsc - do prostownika i regulatora napięcia.
System chłodzenia: a - urządzenia o konwencjonalnej konstrukcji; b - dla podwyższonej temperatury w komorze silnika; c - urządzenia o zwartej konstrukcji. Strzałki pokazują kierunek przepływu powietrza
W samochodach z gęstą komorą silnika stosuje się generatory ze specjalną obudową, przez którą dostaje się zimne powietrze z zewnątrz. W przypadku generatorów o „kompaktowej” konstrukcji powietrze chłodzące pobierane jest zarówno z tylnej, jak i przedniej pokrywy.
Dlaczego potrzebujesz regulatora napięcia?
![](https://i1.wp.com/amastercar.ru/articles/img/regulator_gena.jpg)
Regulatory napięcia mają właściwość kompensacji termicznej - zmiany napięcia dostarczanego do akumulatora w zależności od temperatury powietrza w komorze silnika w celu optymalnego ładowania akumulatora. Im niższa temperatura powietrza, tym większe napięcie należy dostarczyć do akumulatora i odwrotnie. Wartość kompensacji termicznej sięga do 0,01 V na 1°C. Niektóre modele zdalnych regulatorów posiadają ręczne przełączniki poziomu napięcia (zima/lato).
Zasada działania generatora samochodowego wcale nie jest trudna do zrozumienia, jeśli weźmiemy pod uwagę główne elementy tego ważnego urządzenia pojazdu, które przetwarza energię mechaniczną otrzymaną z silnika samochodu na energię elektryczną.
Schemat obwodu generatora samochodowego - z czego składa się generator samochodowy?
Ta część pojazdu jest niezbędna do ładowania i dostarczania niezbędnej mocy elektrycznej do urządzeń elektrycznych silnika pojazdu. Z reguły generator znajduje się w przedniej części silnik samochodowy. Dziś są dwa opcje projektowania wykonanie interesującego nas urządzenia:
- standard;
- kompaktowy.
Zarówno pierwszy, jak i drugi projekt mają rząd Pospolite elementy. Należą do nich następujące mechanizmy:
- zespół szczotek;
- Regulator napięcia;
- stojan;
- urządzenie prostownicze;
- rama;
- wirnik.
Różnica między generatorem standardowym a kompaktowym polega na konstrukcji ich obudowy, koła pasowego napędowego, zespołu prostownika i wentylatora. Ponadto mają różne wymiary geometryczne, co zależy nie tylko od ich konstrukcji, ale także od producenta. Jednocześnie działanie generatora samochodowego pozostaje niezmienione, niezależnie od formy, jaką nadają mu inżynierowie-projektanci.
Zasada działania agregatu samochodowego – jak dokładnie to działa?
Działanie interesującego nas urządzenia opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Jego istota jest następująca. Kiedy strumień magnetyczny przechodzi przez miedzianą cewkę, na jej zaciskach generowane jest napięcie. Jego wielkość jest proporcjonalna do prędkości, z jaką zmienia się ten sam przepływ.
Aby powstał strumień magnetyczny, zgodnie z efektem indukcji, przez cewkę należy przepuścić prąd elektryczny. Zasadniczo, jeśli potrzebujesz prądu przemiennego, wystarczy mieć pod ręką:
- cewka (napięcie przemienne zostanie z niej usunięte);
- źródło zmiennego pola magnetycznego.
Określonym źródłem w nowoczesnym pojeździe jest obracający się wirnik składający się z wału, układu biegunów i pierścieni ślizgowych. Oto kolejny ważny element– stojan – niezbędny do wytworzenia prądu elektrycznego (przemiennego). Stojan składa się z rdzenia składającego się z płyt stalowych i uzwojenia.
Zasada działania agregatu samochodowego – schemat obwodu urządzenia
Nie wystarczy ogólnie wiedzieć, jak działa generator samochodowy, jeśli chcesz w pełni zrozumieć, jak on działa. Ponadto należy przestudiować obwód elektryczny agregatu prądotwórczego, który obejmuje następujące elementy:
- stacyjka;
- "masa";
- zespół szczotek;
- kondensator przeznaczony do tłumienia zakłóceń;
- diody uzwojenia;
- dodatni wynik mechanizmu;
- diody prostownicze (zasilające) – ujemne i dodatnie;
- moc uzwojenia;
- Regulator napięcia;
- uzwojenia stojana;
- lampka sygnalizacyjna (sygnalizuje awarię opisywanego urządzenia).
Napięcie stałe uzyskiwane jest z napięcia przemiennego w wyniku działania zespołu prostowniczego, co umożliwia zasilanie prądnicy przez urządzenie prądotwórcze. Gdy zmieni się prędkość obrotowa wału korbowego i obciążenie, regulator napięcia zaczyna działać. Jego zadaniem jest terminowe rozpoczęcie nawijania pola. Jak widać zasada działania generatora jest dość prosta i zrozumiała.