Объясняем за 10 минут, как работает и как устроен автомобильный генератор

Каждый автомобиль имеет свой автономный источник питания. Это автогенератор. Это функциональное устройство предназначено для выработки электрической энергии и зарядки аккумулятора, ведь энергии не хватает на освещение, музыку и систему зажигания. При работающем двигателе и включенном оборудовании суммарный потребляемый ток превышает 10 А.

Обычный свинцово-кислотный аккумулятор не способен обеспечить такие токи. Автомобильный генератор вырабатывает достаточно энергии для питания всех потребителей.

Содержание

1. Что такое генератор
2. Для чего нужен генератор
3. Типы генераторов
4. Как работает автомобильный генератор
5. Принцип работы автомобильного генератора
6. Характеристики генератора
7. Мощность автогенератора
8. Напряжение генератора
9. Генераторная установка
10. Рамка
11. Водить машину
12. Генератор свободного хода
13. Ротор генератора
14. Статор
15. Выпрямительный блок или диодный мост
16. Регулятор напряжения
17. Щеточный узел
18. Схема генератора
19. Схема подключения генератора
20. Основные неисправности автомобильного генератора
21. Механические неисправности генератора напряжения
22. Неисправности электрики на генераторе в автомобиле

Что такое генератор

Любой генератор в автомобиле представляет собой перевернутый двигатель. Если электродвигатель потребляет электроэнергию и вырабатывает механическую энергию. Его вырабатывает электрогенератор, восстанавливая заряд аккумуляторной батареи, используемый для запуска двигателя и работы других узлов автомобиля. Агрегат является составной частью двигателя и непосредственно прикреплен к нему. Выработка мощности от генератора в машине обеспечивается вращением ротора агрегата, который приводится в движение ремнем от шкива распределительного вала.

Для чего нужен генератор

Генератор любого автомобиля является важным компонентом автомобиля, обеспечивающим питание всего электрооборудования и зарядку аккумуляторной батареи. Выработка энергии осуществляется за счет создаваемого постоянного магнитного поля в обмотке возбуждения, которая соединена с аккумулятором и вращающимся ротором с трехфазной обмоткой. Наведенный в нем ток поступает в бортовую сеть и питает всю электронику. Назначение генератора предельно ясно. Деталь очень важная для любого автомобиля, ведь без нее не будет дальнейшей скорости, невозможно включить ни один электроприбор и невозможно зарядить севший аккумулятор.

Виды генераторов

В автомобилях разные автопроизводители используют несколько типов генераторов, но назначение и принцип работы не меняются. В первую очередь автогенераторы обычно характеризуются максимальным выходным током. Есть модели на 90, 110 и более ампер. Разумеется, такие показания прибор выдает при 3 тысячах оборотов и при коротком замыкании клемм. В автомате токи снижены до 20-30 А при включении всего оборудования. Также автомобильные генераторы бывают постоянного тока и переменного тока. Генератор первого типа в своей конструкции содержит встроенный механический выпрямитель, благодаря чему на выходе сразу имеется постоянное напряжение. Второй тип выдает переменное изменяющееся во времени напряжение, для чего на выходе имеется трехфазный диодный мост или отдельный выпрямительный блок, входящий в конструкцию. Именно второй тип является наиболее популярным и используется на большинстве автомобилей благодаря более высокой надежности и способности генерировать большие токи.

Как работает автомобильный генератор

Ранее мы обсуждали, что такое генератор. Теперь приступим к изучению принципа работы генератора. Чтобы понять, как работает генератор, достаточно знать правило правильного винта. Эта функциональная сборка требует постоянно вращающегося магнитного поля. Он формируется аккумулятором, но для его возникновения требуется гораздо меньше электроэнергии, чем вырабатывается. Вал вращается двигателем внутреннего сгорания, вырабатывающим гораздо большую механическую мощность.

Принцип работы автомобильного генератора

Выработка энергии для заряда аккумулятора и питания всей бортовой электроники осуществляется в несколько этапов. Принцип работы генератора основан на электромагнитной индукции:

1. Шкив генератора через ремень соединен со шкивом распределительного вала и приводится им в движение.
2. На роторе автомобильного генератора имеется обмотка возбуждения, создающая вращающееся магнитное поле.
3. Поле порождает переменный ток в обмотках статора и по закону «буравчика» индуцируется ЭДС.
4. Ток, образующийся в обмотках статора, подается на выпрямительный блок.
5. Перед подачей напряжения в бортовую сеть ток от генератора автомобиля стабилизируется на уровне 14,7В с помощью подключенного стабилизатора напряжения.

Характеристики генератора

Решив заменить автомобильный генератор в своем автомобиле, необходимо знать основные характеристики:

• максимальный выходной ток;
• мощность генератора;
• выходное напряжение;
• размеры электрической машины;
• диаметр вала шкива.

Как правило, заказывают эту часть по артикулам, то есть уникальному номеру, поэтому спутать крайне сложно.

Мощность автогенератора

Одним из параметров выбора автомобильного генератора является мощность узла. Судя по принципу работы автомобильного генератора, этот параметр напрямую зависит от выходного тока и напряжения, так как рассчитывается как их произведение.

Обратите внимание: Как работает автоперевозка?.

Обычно в описании указывается выходной ток, поэтому для определения мощности нужно умножать данные друг на друга. Мощность генератора автомобиля также определяется размерами агрегатов, так как зависит от количества витков в обмотках.

рассчитать мощность электрогенератора достаточно просто:

1. устройство выдает максимальный ток 120 А;
2. выходное напряжение генератора 14,4 В;
3. мощность определяем как 120х14.7 и получаем 1728 Вт.

Этот показатель является максимальным для генераторов легковых автомобилей.

Напряжение генератора

Выходное напряжение с клемм генератора зависит от скорости вращения ротора, поэтому в описании свойств всегда указывается напряжение при такой-то скорости. Падение напряжения в пределах от 13,8 до 14,4 В считается нормальным. При этом максимальная отдача проявляется на высоких оборотах, 3000 об/мин и выше, минимальная на холостых или низких - от 900 до 3000 об/мин.

Устройство генератора переменного тока

Конструктивно устройство автомобильного генератора достаточно сложное и включает в себя множество ответственных узлов. Это коллекторный двигатель, работающий в обратном направлении. Генераторный блок включает в себя следующие элементы:

• ребристый или зубчатый шкив, в зависимости от марки автомобиля, фиксируется на оси шпонкой;
• корпус генератора, в состав которого входят 2 алюминиевые крышки или фланцы с подшипниками;
• выпрямитель, щеточный узел и стабилизатор напряжения – все это находится на заднем фланце генератора;
• статор с тремя генерирующими обмотками, с которых снимается ток, поступающий на выпрямительный мост;
• ротор состоит из 2-х стальных трубок, на которых находится обмотка возбуждения, создающая вращающееся магнитное поле;
• на роторе имеются кольца, через которые постоянный ток от аккумулятора подается на обмотки для создания магнитного поля.

Ротор и статор являются основными частями генератора, но без всех остальных этот узел работать не будет.

Корпус

Корпус автомобильного генератора состоит из двух фланцевых крышек сзади и спереди, между которыми расположен статор из листов электротехнической стали. В передней крышке подшипник, в задней крышке подшипник, а также диодный мост, щеточный механизм, стабилизатор и токосъемные контакты.

Привод

В качестве движущей силы все генераторы используют зубчатый или клиновидный ремень, в зависимости от марки автомобиля и года выпуска. Для сглаживания инерционных возмущений может быть установлена ​​обгонная муфта. Ремень должен быть натянут.

Обгонная муфта генератора

Обгонная муфта необходима для снижения риска отказа генератора и обрыва ремня из-за инерционных сил. Деталь состоит из двух частей, между которыми находится роликовый подшипник и включает стопорные ролики.

Ротор генератора

Электрическая схема состоит из двух обмоток генератора:

1. Первый расположен на статоре и генерирует, он состоит из трех обмоток, отдельных фаз, сдвинутых относительно друг друга на 120 градусов.
2. Другая - вращающаяся или обмотка возбуждения. На него подается постоянное напряжение от батареи для создания магнитного поля.

Статор

Статор автомобильного генератора представляет собой сердечник из листов электротехнической стали, снабженный 18 или 36 пазами для укладки генерирующей обмотки. В свою очередь, пазы имеют клиновидную форму и пазы для однонаправленных катушек. Также различают три типа статоров в зависимости от схемы включения обмотки:

• петля;
• волновая концентрированная схема;
• волновая распределенная схема.

Выпрямительный блок или диодный мост

В задней крышке находится выпрямительный блок или же диодный мост. Узел состоит из 6 диодов, собранных по классической схеме трехфазного выпрямителя. На них подается ток от обмоток статора, где он выпрямляется, проходя всего полволны, и далее поступает на регулятор напряжения. Диодные мосты выполнены отдельными сменными модулями. В их конструкции имеется 6 основных мощных сильноточных диодов и три слаботочных диода, через которые подается напряжение на регулятор.

Регулятор напряжения

Собранный в однополярной линии выпрямленный ток подается на регулятор напряжения. Это дополнительный схемный блок, обычно входящий в состав щеточного блока, но часто и отдельно. Внутри стоит мощный стабилизатор на радиаторе, который не пропускает через себя более 14,4 В, потому что оно идет от обмоток с большими пульсациями.

Щеточный узел

Питание на обмотку возбуждения подается через щеточный узел. Представляет собой фигурное изделие, состоящее из двух подпружиненных щеток. Со временем они изнашиваются и требуют периодической замены.

Схема генератора

Цепь возбуждения генератора состоит из реле и собственно самой обмотки возбуждения. Реле при наличии управляющего сигнала от блока подает ток на обмотку, индуцируя вокруг нее магнитное поле. Поскольку ротор приводится в движение двигателем, он по закону самоиндукции индуцирует ток в обмотках статора.

Схема подключения генератора

Для включения генератора схема достаточно проста. Условно он состоит из следующих компонентов:

• имеется реле подачи тока на обмотку возбуждения;
• регулятор напряжения, закреплен на генераторе;
• Предохранитель 60 А;
• аккумулятор, который заряжается от генератора через регулятор напряжения.

На схемах разных марок автомобилей обозначение проводов генератора может различаться. На схемах используются общепринятые обозначения выходов генератора, но они могут различаться в зависимости от производителя. Перечислим самые важные из них:

• B+, 30, BAT - плюс батареи;
• E, B-, 31, -, GRD - минус аккумуляторной батареи;
• Б - плюс батареи;
• C, G – вход управления регулятором;
• COM - физический интерфейс для управления и диагностики генератора;
• G - зажигание на автомобилях Honda и т.д.

Основные неисправности автомобильного генератора

В процессе эксплуатации автомобиля также периодически выходит из строя генератор. Это устройство имеет следующие типы ошибок:

• механический;
• электрический.

Механические неисправности генератора напряжения

К механическим неисправностям генератора относятся износ подшипников, поломка переливной муфты, разрушение крышек из-за сильного удара подшипников. В более серьезных случаях происходит обрыв вала генератора, что происходит из-за сильного натяжения приводного ремня. Также щеточное шлифование следует отнести к механическим погрешностям.

Электрические неисправности генератора в машине

Поскольку генератор автомобиля является электрической машиной, в нем могут возникать аналогичные неисправности:

• обрыв обмотки возбуждения или генератора;
• износ щеток;
• износ колец на роторе;
• пробой диодного моста, чаще припаивается один из выводов;
• повреждение регулятора напряжения.

При ремонте генератора почти всегда речь идет о механической и электрической части одновременно. Механик меняет подшипники, устанавливает новый щеточный узел и даже может установить новые кольца.

Больше интересных статей здесь: Советы.

Источник статьи: Объясняем за 10 минут, как работает и как устроен автомобильный генератор.