Функции генератора в автомобиле, Как работает генератор в автомобиле
Статор По форме представляет собой цилиндрическое изделие с составными частями: сердечник: состоит из комплекта металлических пластин 1 мм с пазами; 3-х катушек для соединения фаз по схемам: «звезда»: параллельное; «треугольник»: последовательное; комбинированная: одновременное использование обеих вариантов; наматывание двойным проводом: применение проволоки с меньшим диаметром используется для любой схемы. Сила этого тока не должна быть слишком большой, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею, но и не слишком малой, т. Как небольшому, компактному изделию, удается снабжать электроэнергией многочисленных потребителей даже на холостых оборотах мотора? Все остальные поломки требуют снятия генератора и его разборки, что лучше доверить специалисту.
В таком состоянии генератор обеспечивает требуемый ток для зарядки аккумуляторной батареи и питания потребителей. При изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в работу включается регулятор напряжения. Он регулирует время включения обмотки возбуждения. При возрастании частоты вращения генератора и уменьшении внешней нагрузки время включения обмотки возбуждения уменьшается, наоборот, при уменьшении частоты вращения и увеличения нагрузки — увеличивается.
В том случае, когда ток потребления больше чем возможности генератора, в работу включается аккумуляторная батарея. По характеру своей работы автогенератор напоминает обыкновенный электродвигатель, однако принцип его действия диаметрально противоположен: если обычный мотор преобразует энергию в механическое движение, то генератор, получая вращающий импульс от двигателя автомобиля, преобразует его в электроэнергию.
Принцип работы генератора автомобиля примерно следующий. После поворота ключа в замке зажигания на обмотку ротора поступает напряжение, оно проходит через контактные кольца и блок щеток. В результате, вокруг обмотки возникает магнитное поле. Данное поле постоянно вращается вместе с ротором двигателя, при этом взаимодействуя со статорными обмотками.
На статорных обмотка появляется ток, который подается на диодный мост. На выходе диодного моста ток уже имеет стабильную величину. Далее ток подается на регулятор напряжения, после чего он используется для питания потребителей и аккумуляторной батареи. Напряжение бортовой электросети автомобиля при работающем генераторе и исправном регуляторе напряжения поддерживается на уровне 13,9 — 14,5 В.
Это напряжение необходимо для обеспечения прохождения тока заряда через аккумуляторную батарею. Применение генераторов переменного тока позволяет существенно уменьшить габаритные размеры и вес генератора, повысить его надёжность, сохранив или даже увеличив его мощность по сравнению с генераторами постоянного тока.
Все неисправности генератора условно можно разделить на две группы — механические и электрические. К первым относится разрушение корпуса устройства, поломка креплений, подшипников, прижимных пружинок щёток, обгонной муфты или шкива и других деталей, а ко вторым — обрывы и замыкания обмотки, поломка диодного моста и реле-регулятора, износ угольных щёток. Неисправности генератора могут проявляться по-разному, однако в большинстве случаев они не приходят внезапно.
При должной наблюдательности у водителя транспортного средства есть время, чтобы заметить надвигающуюся поломку и минимизировать неприятности. Итак, основные признаки проблем с генератором:. Один из основных признаков поломки генератора — неуверенный пуск двигателя автомобиля.
Когда генератор перестаёт работать правильно, аккумулятор недополучает заряд и лишается способности нормально прокручивать стартер. Разряженный аккумулятор — это в большинстве случаев прямое следствие поломки генератора. Следующий симптом можно наблюдать в тёмное время суток. Фары автомобиля начинают светиться тускло, либо изменяют степень яркости в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки на электрическую систему.
Также неполадки можно заметить по подсветке приборной панели и приборам освещения салона — все они точно так же меняют яркость. Горящая или мерцающая пиктограмма в виде аккумулятора на приборной панели говорит о том, что у вашей машины серьёзные проблемы — аккумулятор не заряжается подобающим образом. Как правило, с горящей пиктограммой авто сможет ехать ровно до тех пор, пока батарея не разрядится полностью и не перестанет давать искру на свечах зажигания.
Нередко из-под капота непрогретого автомобиля слышится неприятный свист. Он возникает в случае если приводной ремень, приводящий в движение ротор генератора, натянут слабо. На многих современных автомобилей этот же ремень приводит в действие и другие устройства насос гидроусилителя руля и компрессор кондиционера , и натягивается автоматически.
На более простых моделях автонатяжитель не предусмотрен конструкцией — со временем ремень растягивается и требует ручной регулировки натяжения.
Характерный дымок и неприятный запах, исходящий от приводного ремня, или отслоение от него дорожек и кусков резины — признак подклинивания какого-то навесного агрегата в том числе генератора , либо обводных роликов. На некоторых моделях обрыв приводного ремня не просто приводит к отключению генератора, но также может быть причиной намного более серьёзных бед. Если ремень перегревается или самопроизвольно разрушается, обязательно проверьте шкив генератора — он должен вращаться легко и не перекашиваться под нагрузкой.
Имеет кольцевидную форму, установлен внутри корпуса. Является одним из главных деталей, который служит для создания переменного тока за счет магнитного поля ротора.
Состоит статор из сердечника, который собран из 36 пластин. В пазах сердечника находится медная обмотка, которая служит для образования тока.
Чаще всего обмотка трехфазная, по типу соединения:. Вращающаяся делать, ось которой вращается на шариковых подшипниках закрытого типа. На валу установлена обмотка возбуждения, которая служит для создания магнитного поля для статора. Для обеспечения правильного направления магнитного поля над обмоткой установлена два полюсных сердечника с шестью зубами для каждого. Также вал ротора оснащен двумя медными кольцами, иногда латунными или стальными, через которые поступает ток от аккумулятора на катушку возбуждения.
Также один из главных компонентов, задача которого преобразовывать переменный ток в постоянный, обеспечивая стабильный заряд автомобильного аккумулятора. Диодный мост состоит из положительной и отрицательной радиаторной полосы, а также диодов. Диоды герметично впаяны в мост. Ток подается на диодный мост с обмотки статора, выпрямляется и поступает на АКБ через выводной контакт в задней крышке. Шкив посредством приводного ремня, передает крутящий момент на генератор от коленчатого вала.
Размер шкива определяет передаточное число, чем больше его диаметр — тем меньше необходимо энергии на вращение генератора. Современные автомобили переходят на обгонную муфту, смысл которой сглаживать колебания вращения шкива, сохраняя натяжение и целостность ремня.
На современных авто, щетки объединены в один узел с регулятором напряжение, им меняются только в сборе, так как их срок службы довольно большой. Щетки служат для передачи напряжения на контактные кольца вала ротора. Графитовые щетки прижимаются пружинками. Полупроводниковый регулятор обеспечивает поддержание необходимого напряжения в заданных параметрах.
Находится на блоке щеткодержателей или может выводиться отдельно. Схема работы генератора следующая: при повороте ключа в замке зажигания включается электросеть. Напряжение с аккумулятора поступает на регулятор, который в свою очередь, передает его на медные токосъемные кольца, конечный потребитель — обмотка возбуждения ротора.
С момента вращения коленвала двигателя, через ременную передачу начинает вращаться вал ротора, создается электромагнитное поле. Ротор образует переменный ток, при достижении определенных оборотов обмотка возбуждения питается с самого генератора а не с АКБ. Регулятор напряжения следит за режимом работы ротора, при необходимости меняет напряжение обмотки возбуждения.
Таким образом, при условии исправных деталей, на аккумулятор поступает стабильный ток, обеспечивающий бортовую сеть необходимым напряжением. Полупроводниковая схема, которая регулирует ток в обмотке возбуждения ротора, поддерживая стабильное выходное напряжение независимо от мощности подключенных потребителей и частоты вращения ротора. При включении «прожорливых» устройств — обогрева стекол, фар, подогрева сидений — регулятор увеличивает ток в обмотке возбуждения.
Он также обеспечивает условия для правильной зарядки аккумулятора: увеличивает напряжение в бортовой сети при низкой температуре воздуха зимой и уменьшает — при высокой летом. Это позволяет оптимизировать зарядку батареи, предупреждая ее перезаряд и перегрев.
Щеточный узел. Пластиковый фиксатор с графитовыми подпружиненными щетками, которые касаются контактных — токосъемных — колец на валу ротора. Часто этот узел выполняют в одном корпусе с регулятором напряжения. Это позволяет не менять генератор каждый раз, когда стираются щетки или выходит из строя регулятор: проще заказать и поменять деталь.
Корпус обычно сделан из алюминиевого сплава. Он состоит из задней и передней крышки. Со стороны задней крышки устанавливают диодный мост, регулятор напряжения и щетки генератора, а к передней крепят статор. Также в каждой крышке есть подшипники для свободного вращения ротора.
Привод, или шкив, — не часть генератора, но элемент, соединяющий ротор генератора с коленчатым валом двигателя через клиновый ремень. Диаметр шкива напрямую влияет на скорость вращения генератора: чем он меньше, тем быстрее вращается. Чтобы вращение передавалось без рывков, на шкив ставится обгонная муфта. По конструкции генератор идентичен синхронному электродвигателю переменного тока, который работает за счет электромагнитной индукции.
Различие только в основном назначении: генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а электродвигатель — наоборот. Любой генератор может работать как электродвигатель, а любой электродвигатель — как генератор. Поэтому в «мягких гибридах» генератор выполняет роль в том числе стартера. Разберем, как работает электрогенератор:.
Номинальное напряжение для легковых авто — 12 В, для мототехники — 6—12 В , для грузовиков и спецтехники — от 24 В. Напряжение генератора должно соответствовать стандарту напряжения бортовой сети: 6, 12 или 24 В. Номинальный ток — сила тока, при которой генератор работает в оптимальном тепловом режиме, а его обмотки не перегреваются.
Для каждого автомобиля номинальный ток рассчитывается исходя из мощности всех энергопотребителей. Обычно на легковые авто устанавливают генераторы с током от 60 до А. Если установить в машину мощный сабвуфер, стекла с обогревом или дополнительное освещение, штатный генератор может не справиться — придется ставить более мощный.
Отбор мощности от двигателя на электропитание увеличится, но потеря мощности «на колесах» составит 2—3 л. Точно рассчитать номинальный ток нового генератора помогут в сервисном центре, но обычно хватает модели с током на 30—50 А больше. Номинальная частота вращения — частота вращения ротора, при которой генератор способен выработать номинальный ток. Обычно это значение принимают за или оборотов в минуту. Частота самовозбуждения — частота вращения ротора, при которой генератор выходит «на самообеспечение», то есть дает минимальный ток, способный питать обмотку возбуждения.
Она должна быть меньше, чем скорость вращения генератора при работе двигателя на холостом ходу, чтобы даже в этом режиме не разряжать аккумулятор. Коэффициент полезного действия — отображает эффективность конвертации механической энергии в электрическую. Обрыв приводного ремня можно исправить относительно быстро, если есть запасной. Чтобы заменить ремень, достаточно ослабить натяжитель. Обычно ремень меняют каждые 80 — км , к этому пробегу он стирается и растягивается, из-за чего может слететь или порваться.
Выход из строя регулятора напряжения. Возможные причины:. Генератор может отключиться от бортовой сети, тогда все потребители перейдут на питание от аккумулятора. Напряжение при этом падает ниже 12,8 В, а на панели загорается красный индикатор отсутствия зарядки.
В некоторых случаях напряжение в бортовой сети может подняться выше 15 В, тогда контрольный индикатор не загорится. Аккумулятор будет перезаряжаться, электронные системы начнут вести себя неадекватно, могут перегореть лампы и предохранители. Сам регулятор ставят у задней крышки генератора, обычно его несложно заменить, если он выйдет из строя.
В современных автомобильных генераторах щеточный узел стоит в корпусе регулятора напряжения. Поэтому в большинстве случаев достаточно заменить регулятор напряжения, хотя иногда конструкция позволяет заменить щетки отдельно. С токосъемными кольцами сложнее: чтобы их заменить, придется разбирать корпус генератора, а для этого — отпаивать концы обмотки от диодного моста.
Сделать это человеку без опыта довольно сложно. Осматривать щетки и токосъемные кольца стоит каждые три-четыре года или км пробега, а также перед любой дальней поездкой. Повреждение корпуса.
На некоторых машинах генератор устанавливают близко к днищу, и наезд на высокое препятствие может повредить его корпус. Для авто с такой особенностью помимо защиты картера дополнительно выпускают защиту генератора, иногда ее нужно докупать отдельно. Износ подшипников. Проблема диагностируется шумом или свистом подшипников, в запущенных случаях ротор может заклинить. Менять их самостоятельно хлопотно, лучше обратиться в сервис. Подшипники могут зашуметь при пробеге — км или раньше, если на автомобиле не стоит защита двигателя — хотя бы пластиковая, от пыли и грязи.
Обрыв или оплавление обмотки возбуждения или контактных колец.
Чаще всего это происходит из-за люфта подшипников. Ротор может тереться о неподвижные детали статора.
