Za jakie funkcje odpowiada generator w samochodzie? Dlaczego potrzebujesz generatora w samochodzie?
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 Samochód osobowy 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 agregaty prądotwórcze. prąd przemienny, 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 generator pełni funkcję rozrusznika-generatora, podobny obwód stosowany jest 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 one 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 produkowanymi 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 się zamkną, to lampa ostrzegawcza oparzenia. Po uruchomieniu silnika generator wytwarza prąd, a na uzwojeniach pojawia się napięcie przemienne 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 do uzwojenia 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, jedną sondę podłączamy do akumulatora na „plus”, i 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 wskaże 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; niepożądane jest również działanie przy odłączonym akumulatorze.
- 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.
Generatory są zwykle używane podczas przerwy w dostawie prądu lub gdy prąd nie jest dostarczany do pomieszczeń. W tym przypadku wykorzystywana jest autonomiczna sieć energetyczna, która działa w oparciu o generatory benzynowe lub diesla. Na podstawie specyfikacji, konfiguracji i funkcjonalności urządzenia możesz wybrać odpowiedni generator i używać go zgodnie ze swoimi wymaganiami.
Generatory różnią się znacznie m.in Specyfikacja techniczna, dlatego niedostatecznie doświadczonemu specjaliście trudno je zrozumieć. Zwracamy uwagę na główne cechy i różnice generatorów pracujących na różnych rodzajach paliwa.
Nie jest przeznaczony do długotrwałej pracy. Jeśli występuje główna sieć energetyczna i jej awarie, potrzebny jest tego typu generator. Jest w stanie wyprodukować prąd przy każdej pogodzie, ponieważ nie boi się nagłych zmian temperatury, a także jest mrozoodporny. Przy długotrwałym użytkowaniu wydajność generatora benzynowego gwałtownie spada i może łatwo zawieść.
W przypadku długotrwałego użytkowania i stabilnego zasilania zaleca się wybór generator diesla. Takie generatory są niezawodne i zapewniają odbiorcom energię elektryczną do 10 kW. Generatory diesla są często używane do zasilania domów i małych miasteczek, które nie mają głównej sieci energetycznej. Dodatkową zaletą generatorów diesla jest ich wydajność. Aby zapewnić długoletnią pracę urządzenia należy wykorzystać jego pełną moc. Jeśli generator diesla jest zaprojektowany na 6 kW, należy wykorzystać całą tę moc.
Każdy samochód wyposażony jest w pokładową sieć elektryczną, która odpowiada za wiele zadań – od uruchomienia silnika za pomocą rozrusznika elektrycznego i wytworzenia iskry zapalającej mieszankę paliwowo-powietrzną po zapewnienie działania reflektorów, radia, alarmu i innych urządzenia. Wszystkie powyższe urządzenia zużywają energię elektryczną, która jest wytwarzana przez dwa elementy - generator i akumulator. W tym artykule porozmawiamy o tym, jak to działa i działa. generator samochodowy, jakie są jego główne awarie i na co należy zwrócić uwagę podczas pracy.
Do czego służy generator?
Zasilanie sieci pokładowej do momentu uruchomienia silnika realizowane jest poprzez akumulator. Bateria nie jest jednak w stanie generować prądu, gromadzi go jedynie w sobie i uwalnia w razie potrzeby. Z tego powodu nie można używać akumulatora do ciągłego zapewnienia pracy samochodowych urządzeń elektrycznych - szybko odda on całą energię elektryczną i zostanie całkowicie rozładowany. Nawet podczas uruchamiania jednostki napędowej akumulator oddaje znaczną część swojego ładunku, ponieważ rozrusznik zużywa dużo energii elektrycznej.
Generator samochodu dba o przywrócenie naładowania akumulatora i dostarczenie prądu do wszystkich odbiorników podłączonych do sieci pokładowej. Nie magazynuje energii elektrycznej jak akumulator, lecz wytwarza ją w sposób ciągły podczas pracy silnika. Ale gdy silnik spalinowy nie pracuje, to urządzenie nie działa, a funkcję zasilania sieci pokładowej pełni akumulator.
Działanie agregatu samochodowego przypomina działanie silnika elektrycznego, tyle że w odwrotnej kolejności. Silnik elektryczny odbiera energię i przekształca ją w działanie mechaniczne, natomiast generator przekształca mechaniczny obrót wirnika w energię elektryczną.
W skrócie zasadę działania generatora samochodowego można wyjaśnić w następujący sposób: obrót wirnika prowadzi do powstania pola magnetycznego, które oddziałuje na uzwojenie stojana. Prowadzi to do pojawienia się w tym ostatnim prądu elektrycznego, który następnie dostarczany jest do odbiorców prądu podłączonych do sieci pokładowej pojazdu.
Jednak działanie autogeneratora ma pewne cechy, które należy wziąć pod uwagę. Nowoczesny generator elektryczny montowany w samochodach ma trzy fazy i wytwarza prąd przemienny, natomiast do zasilania sieci pokładowej niezbędny jest prąd stały. Ponadto generowany prąd elektryczny musi mieć ściśle określone parametry, w przeciwnym razie istnieje duże prawdopodobieństwo, że spowoduje uszkodzenie sprzętu. Aby temu zapobiec, urządzenie zostało wyposażone w dodatkowe elementy.
Urządzenie generatora samochodowego
Autogenerator składa się z kilku elementów:
- Wirnik.
- Stojan.
- Blok pędzla.
- Blok prostowniczy (mostek diodowy).
1 - łożysko tylne; 2 - blok prostowniczy; 3 — pierścienie ślizgowe; 4 — pędzel; 5 — uchwyt szczotki; 6 - obudowa; 7 - dioda; 8 — tuleja łożyskowa; 9 - śruba; 10 — tylna okładka; 11 — wirnik; 12 - śruba; 13 - wirnik; 14 — uzwojenie wirnika; 15 — okładka przednia; 16 — wał wirnika; 17 — podkładka; 18 - nakrętka; 19 — koło pasowe; 20 — łożysko przednie; 21 — uzwojenie wirnika; 22 - stojan.
Wirnik
Wirnik (od angielskiego obrotu) jest ruchomą częścią autogeneratora. Składa się z wału z umieszczonym na nim uzwojeniem wzbudzenia, umieszczonym pomiędzy dwiema połówkami bieguna. Te ostatnie wykonane są metodą tłoczenia, każdy z nich ma sześć występów w kształcie dzioba umieszczonych na górze uzwojenia. Połówki te tworzą układ biegunów i pierścieni ślizgowych. Celem pierścieni jest dostarczanie prądu elektrycznego do uzwojenia poprzez jego zaciski.
Uzwojenie wzbudzenia ma za zadanie wytwarzać pole magnetyczne. Aby rozwiązać ten problem, należy do niego przyłożyć słaby prąd elektryczny. Przed uruchomieniem zasilacza akumulator dostarcza prąd w celu wytworzenia pola magnetycznego. Gdy silnik spalinowy pracuje i prędkość obrotowa osiągnie wymaganą wartość, generator będzie dostarczał prąd do uzwojenia wzbudzenia
Dodatkowo rotor zawiera:
- Koło napędowe.
- Łożyska toczne.
- Urządzenie chłodzące (wentylator).
Wirnik znajduje się wewnątrz stojana, wciśnięty pomiędzy pokrywy obudowy. Pokrywy wyposażone są w gniazda, w których umieszczone są łożyska wirnika. Dodatkowo pokrywa znajdująca się od strony koła pasowego napędowego posiada otwory wentylacyjne.
Schemat wentylacji generatora
Stojan
Element ten, w odróżnieniu od opisanego powyżej, jest nieruchomy (statyczny) i dlatego otrzymał swoją nazwę. Jego zadaniem jest uzyskanie prądu elektrycznego o zmiennej wielkości, powstającego pod wpływem pola magnetycznego wirnika. Stojan składa się z uzwojeń i rdzenia. Ten ostatni wykonany jest z blachy stalowej i posiada rowki do ułożenia trzech uzwojeń (w zależności od liczby faz). Uzwojenia można układać na jeden z dwóch sposobów: pętlą lub falą. Wzór ich połączenia może być również inny - w kształcie gwiazdy lub trójkąta.
1 - rdzeń; 2 - uzwojenie; 3 - klin rowkowy; 4 - rowek; 5 - zacisk do podłączenia do prostownika.
W połączeniu w gwiazdę wszystkie uzwojenia są połączone razem na jednym końcu we wspólnym punkcie. Ich drugie końce służą jako wnioski. Obwód „trójkątny” polega na łączeniu uzwojeń według innej zasady: 1. z 2., 2. z 3., a 3. z kolei z 1. W tym przypadku funkcję zacisków pełnią punkty przyłączeniowe. Obydwa schematy są wyraźnie pokazane na rysunku.
Obwód gwiazdy i trójkąta
Blok pędzla
Zadaniem tego elementu generatora jest przesyłanie energii elektrycznej do uzwojenia wzbudzenia. Konstrukcyjnie blok jest obudową, w której znajduje się para sprężynowych szczotek grafitowych. Te ostatnie są dociskane do pierścieni ślizgowych za pomocą sprężyn, ale nie są do nich sztywno przymocowane.
Regulator jest potrzebny, aby utrzymać napięcie wyjściowe w ustalonych granicach. Jest to konieczne, ponieważ wielkość prądu, a także jego parametry zależą od prędkości obrotowej silnika, a trwałość akumulatora jest bezpośrednio powiązana z przyłożoną różnicą potencjałów. Niewystarczające napięcie doprowadzi do „chronicznego” niedoładowania akumulatora, a nadmierne napięcie doprowadzi do przeładowania. Zarówno w pierwszym, jak i drugim przypadku żywotność baterii zauważalnie się zmniejszy. Nowoczesne samochody są wyposażone w elektroniczne regulatory półprzewodnikowe.
Mostek diodowy (blok prostowniczy)
Zadaniem tego elementu jest zamiana dostarczanego do niego prądu przemiennego na prąd stały niezbędny do zasilania sieci pokładowej. Strukturalnie składa się z płytek odprowadzających ciepło, w których zamontowanych jest 6 diod - po 2 na każde uzwojenie stojana (na „+” i na „-”).
Zasada działania generatora samochodowego
Zastanówmy się teraz, jak działa autogenerator. Po przekręceniu kluczyka w stacyjce napięcie podawane jest na uzwojenie, przechodząc przez pierścienie ślizgowe, a także przez blok szczotek. Rezultatem jest pojawienie się pola magnetycznego wokół uzwojenia wzbudzenia. Stale obraca się wraz z wirnikiem, działając na uzwojenia stojana. Na zaciskach tego ostatniego pojawia się przemienny prąd elektryczny, który następnie jest doprowadzany do mostka diodowego. Na wyjściu prostownika prąd ma już stałą wartość. Następnie doprowadzany jest do regulatora napięcia, skąd trafia na szczotki grafitowe, dostarcza energię do odbiorników znajdujących się w sieci pokładowej oraz ładuje akumulator.
Napięcie wyjściowe urządzenia reguluje się w następujący sposób. Regulator współpracujący z blokiem szczotek zmienia wielkość napięcia podawanego na uzwojenie. Prowadzi to do zmiany parametrów pola magnetycznego, a także ilości wytwarzanej energii elektrycznej. Dodatkowo regulator realizuje kompensację termiczną, której istotą jest to, że napięcie zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do temperatury (im jest niższe, tym większa jest różnica potencjałów i odwrotnie).
Podstawowe awarie generatora samochodowego
To urządzenie jest dość niezawodne i przy prawidłowym użytkowaniu nie psuje się przez długi czas. Jednak awarie nadal występują, a przyczyny problemów mogą mieć charakter elektryczny lub mechaniczny.
Usterki elektryczne
Takie problemy występują częściej niż mechaniczne; dość trudno jest je poprawnie zidentyfikować i wyeliminować. Może to być zwarcie uzwojeń wzbudzenia stojana lub wirnika, ich uszkodzenie, awaria regulatora napięcia lub awaria diod na zespole prostowniczym. Takie problemy są również niebezpieczne, ponieważ mają negatywny wpływ na akumulator, dopóki nie zostaną zidentyfikowane i skorygowane. Zatem uszkodzony regulator napięcia spowoduje ciągłe ładowanie akumulatora. Jednocześnie praktycznie nie ma zewnętrznych oznak nieprawidłowego działania; najczęściej jest to wykrywane podczas kompleksowej diagnostyki, mierząc napięcie wyjściowe na autogeneratorze lub podejrzewając, że coś jest nie tak, gdy akumulatory ulegają awarii jeden po drugim po pracy. parę miesięcy.
Przerwę lub zwarcie w uzwojeniach wzbudzenia można wyeliminować poprzez przewinięcie. Inne usterki elektryczne są naprawiane poprzez wymianę uszkodzonej części.
Problemy mechaniczne
Przyczyną problemów mechanicznych jest z reguły zużycie szczotek grafitowych, koła pasowego lub szczotek napędowych, a także zerwanie paska napędowego generatora. Te usterki można dość łatwo zdiagnozować na podstawie zewnętrznego hałasu słyszanego podczas pracy generatora. Problemy te można wyeliminować poprzez wymianę niedziałającego elementu.
Na koniec pozostaje doradzić okresową diagnostykę generatora, sprawdzenie jego elementów pod kątem zużycia i pomiar napięcia na wyjściu agregatu. Umożliwi to terminową identyfikację i wyeliminowanie wszelkich powstałych usterek, unikając w ten sposób problemów z akumulatorem i urządzenia elektryczne włączone do sieci pokładowej pojazdu.
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?
Ten element pojazdu jest niezbędny 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 szczotki;
- 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 szczotki;
- kondensator przeznaczony do tłumienia zakłóceń;
- diody uzwojenia;
- dodatni wynik mechanizmu;
- diody prostownicze (zasilanie) – ujemne i dodatnie;
- moc uzwojenia;
- Regulator napięcia;
- uzwojenia stojana;
- lampka sygnalizacyjna (sygnalizuje awarię opisywanego urządzenia).
Napięcie stałe uzyskiwane jest z napięcia przemiennego w wyniku pracy 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.
Każdy samochód ma własną sieć elektryczną, która spełnia kilka funkcji: uruchomienie silnika za pomocą rozrusznika, zapewnienie stabilnego wyładowania iskier w celu zapalenia mieszanki benzynowej, alarmy dźwiękowe i świetlne, a także oświetlenie i tworzenie komfortowych warunków w kabinie.
Aby zapewnić energię elektryczną odbiorcom samochodowej sieci elektrycznej, zapewniono dwa źródła zasilania: generator i, który dostarcza energię do sieci pokładowej do momentu uruchomienia silnika. Jego osobliwością jest niezdolność do wytwarzania prądu elektrycznego, a jedynie do zatrzymywania go w sobie i uwalniania go do odbiorców, jeśli to konieczne. Dlatego sam akumulator przez długi czas nie będzie w stanie dostarczyć prądu do sieci samochodowej, ponieważ szybko się rozładuje, oddając całą energię. Im częściej silnik uruchamia się i wykorzystywane są mocne odbiorniki prądu, tym szybciej nastąpi jego rozładowanie.
Aby przywrócić ładowanie akumulatora i zapewnić energię elektryczną pozostałym odbiorcom samochodu, stosuje się generator samochodowy, który stale wytwarza energię elektryczną podczas pracy silnika.
Rodzaje autogeneratorów
W samochodach stosuje się dwa rodzaje generatorów:
- W nowoczesnych samochodach nie stosuje się generatora prądu stałego. Do działania nie wymaga prostowania prądu. Wcześniej stosowany w Pobiedzie, GAZ-51 i niektórych innych markach wyprodukowanych przed 1960 rokiem.
- Prąd alternatora jest obecnie szeroko stosowany w samochodach. Pierwsze takie generatory zostały opracowane w Ameryce w 1946 roku. To bardziej niezawodny i nowoczesny projekt. Wyjście generatora jest wbudowane.
Projekt i działanie
Obydwa typy generatorów służą do wytwarzania prądu elektrycznego niezbędnego do działania pojazdu. Ich budowa i zasada działania są cechy charakterystyczne ponieważ produkują różne rodzaje aktualny Rozważmy cechy konstrukcyjne oraz zasada działania każdego typu generatora samochodowego.
Generator prądu stałego w samochodzie
Taki generator samochodowy ma wiele wad:
- Niska wydajność pracy.
- Niewystarczająca moc.
- Niedoskonały schemat połączeń.
- Wymagany jest stały monitoring.
- Częsta konserwacja.
- Krótki okres użytkowania.
Podobne konstrukcje zawierające kolektor mogą jednocześnie działać w trybie generatora lub silnika. Są szeroko stosowane w samochodach hybrydowych.
Różnią się od autogeneratorów prądu przemiennego tym, że tworzące elektromagnesy są całkowicie nieruchome. Siła elektromotoryczna zlokalizowana jest w wirujących uzwojeniach wirnika. Elektryczność jest usuwany z odizolowanych od siebie półpierścieni. Każda szczotka ma napięcie o tej samej polaryzacji.
Alternator samochodowy
Jest to popularny model nowoczesnych autogeneratorów. Każda konstrukcja autogeneratora obejmuje uzwojenie umieszczone w stacjonarnym stojanie, które jest zamocowane pomiędzy dwiema pokrywami: tylną i przednią. Z boku tylnej pokrywy znajdują się pierścienie stykowe wirnika. Z boku przedniej pokrywy znajduje się napęd z kołem pasowym. Generator samochodowy znajduje się przed silnikiem i jest przykręcony do specjalnych wsporników. Ucho napinające i stopy montażowe znajdują się na pokrywach generatora.
Osłony generatorów wykonane poprzez odlewanie stopów aluminium. Posiadają okienka do wentylacji obudowy generatora. W różnych konstrukcjach takie okna można wykonać zarówno w końcowej części generatora, jak i na części cylindrycznej nad uzwojeniami stojana.
Na tylnej pokrywie znajduje się zespół szczotek połączony z regulatorem napięcia, a także zespół prostowniczy. Pokrywy generatora dokręcane są długimi śrubami, łącząc obudowę stojana z uzwojeniami.
Stojan generatora składa się z:
Stojan wykonany jest z blachy stalowej o grubości 1 mm. Aby zaoszczędzić metal, projektanci stworzyli stojan składający się z pojedynczych segmentów w kształcie podkowy. Blachy stojana łączone są w jedną konstrukcję za pomocą nitów lub spawania. Wszystkie główne typy konstrukcji stojanów zawierają 36 szczelin, w których znajduje się uzwojenie. Szczeliny stojana są izolowane związkiem epoksydowym lub specjalną folią.
Wirnik generatora składa się z:
Generator samochodowy ma specjalny typ systemu bieguny wirnika , składający się z dwóch połówek z występami w kształcie dzioba. Każda połówka ma sześć biegunów, które są wykonane metodą tłoczenia. Połówki bieguna są dociskane do wału. Pomiędzy nimi zainstalowana jest tuleja, na której znajduje się uzwojenie wzbudzenia. Wał wirnika zwykle wykonane ze stali automatowej o niskiej twardości. Natomiast przy zastosowaniu łożyska wałeczkowego, które pracuje na końcu wału od strony tylnej pokrywy, wał wykonany jest z twardej stali stopowej, a czop wału poddawany jest hartowaniu. Na końcu wału znajduje się gwint i wpust do mocowania koła pasowego.
W nowoczesnych generatorach klucz nie jest używany. Koło pasowe mocuje się na wale poprzez dokręcenie nakrętki. Aby ułatwić demontaż, wał posiada sześciokątny występ na klucz, czyli wgłębienie.
Szczotki generatora umieszczony w zespole szczotek i dociśnięty do pierścieni za pomocą sprężyn.
Agregat samochodowy może być wyposażony w dwa rodzaje szczotek:
- Miedź-grafit.
- Elektrografit.
Drugi typ charakteryzuje się znaczną utratą napięcia w kontakcie z pierścieniem. Wpływa to negatywnie na parametry wyjściowe generatora. Pozytywnym aspektem jest długa żywotność pierścieni i szczotek.
Jednostka prostująca stosowane są dwa typy:
- Płyty radiatora, w które wprasowane są diody mocy prostownika.
- Konstrukcja z dużymi żebrami chłodzącymi, do których przylutowane są diody typu pigułkowego.
Prostownik pomocniczy zawiera diody w plastikowej obudowie w kształcie grochu lub cylindra, ale może być również wykonany jako oddzielny, szczelny moduł podłączony do obwodu za pomocą specjalnych szyn.
Zwarcie płytek radiatora biegunów dodatniego i ujemnego może spowodować duże zagrożenie dla generatora. Może to nastąpić w wyniku przypadkowego kontaktu z metalowym przedmiotem lub przewodzącym brudem. W takim przypadku w obwodzie akumulatora dochodzi do zwarcia, które może doprowadzić do pożaru. Aby temu zapobiec, wiele elementów przewodzących prostownika pokrytych jest warstwą izolacji.
W generatorze zastosowano promieniowe łożyska kulkowe z jednorazowym smarowaniem i uszczelnieniem. Łożyska toczne są czasami używane w importowanych generatorach.
Generator jest chłodzony przez łopatki wentylatora przymocowane do wału. Powietrze jest zasysane przez otwory w tylnej pokrywie. Istnieją inne metody chłodzenia.
W samochodach, w których komora silnika jest zbyt gęsta i ma wysoką temperaturę, stosuje się generatory ze specjalną obudową, przez które oddzielnie dostarczane jest chłodne powietrze do chłodzenia.
Regulator napięcia
Służy do utrzymania napięcia autogeneratora w zakresie wymaganym do normalnej pracy wyposażenia elektrycznego pojazdu.
Takie regulatory działają w oparciu o elementy półprzewodnikowe. Ich konstrukcja może być inna, ale zasada ich działania jest taka sama.
Stabilizatory napięcia mają właściwości kompensacji temperatury. Jest to możliwość zmiany napięcia w zależności od temperatury miejsca pracy, aby jak najlepiej naładować akumulator. Im chłodniejsze powietrze, tym wyższe powinno być napięcie dostarczane do akumulatora.
Działanie generatora
Podczas uruchamiania silnika samochodowego głównym odbiorcą energii elektrycznej jest rozrusznik. W takim przypadku natężenie prądu może osiągnąć kilkaset amperów. W tym trybie urządzenia elektryczne działają wyłącznie na akumulatorze, który podlega silnemu rozładowaniu. Po uruchomieniu silnika głównym źródłem zasilania jest agregat samochodowy.
Podczas pracy silnika akumulator jest stale ładowany i zapewniona jest praca odbiorników elektrycznych podłączonych do sieci pokładowej pojazdu. Jeśli generator ulegnie awarii, akumulator szybko się rozładuje. Po naładowaniu napięcie akumulatora i generatora nieznacznie się różni, dlatego prąd ładowania maleje.
Kiedy w samochodzie pracują potężne urządzenia elektryczne, a prędkość obrotowa silnika jest niska, całkowity pobór prądu staje się większy niż pojemność generatora, więc przekaźnik napięciowy przełącza zasilanie na akumulator.
Montaż i napęd
Generator napędzany jest przez koło pasowe silnika poprzez napęd pasowy. Prędkość obrotowa generatora zależy od średnicy koła pasowego generatora i koła pasowego wału korbowego silnika.
Nowoczesne samochody są wyposażone w pasek wielorowkowy, ponieważ jest on bardziej elastyczny i może napędzać koła pasowe o małej średnicy. Pozwala to uzyskać wysokie prędkości generatora. Pasek może się napiąć różne sposoby, w zależności od marki samochodu i konstrukcji napinacza. Najczęściej jako napinacz stosuje się specjalne rolki.
Awarie
Autogeneratory są niezawodnym urządzeniem, ale ulegają również pewnym awariom, które dzielą się na dwa typy:
- Awarie mechaniczne najczęściej powstają na skutek zużycia części: koła pasowego, paska napędowego, łożysk tocznych, szczotek miedziano-grafitowych. Takie awarie można łatwo wykryć, ponieważ z generatora wydobywają się zewnętrzne dźwięki i odgłosy pukania. Awarie te są eliminowane poprzez wymianę zużytych części, ponieważ nie można ich przywrócić.
- Usterki elektryczne są znacznie częstsze. Można je wyrazić w zwarciu uzwojeń stojana lub wirnika, uszkodzeniu regulatora napięcia, uszkodzeniu prostownika itp. Do czasu wykrycia usterek takie awarie mogą niekorzystnie wpłynąć na akumulator. Na przykład uszkodzony regulator napięcia będzie stale ładować akumulator. Nie ma specjalnych znaków zewnętrznych. Można to ustalić jedynie poprzez pomiar napięcia wyjściowego generatora.
Usterki elektryczne można również naprawić, wymieniając wadliwe części na nowe. Zwarcie w uzwojeniach wymaga ich przewinięcia, co znacznie zwiększa koszt naprawy. W sieci można znaleźć części zamienne do generatorów, m.in. obudowę stojana wraz z uzwojeniami.