Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаСреди поломок автомобиля чаще всего встречается выход из строя электрооборудования. Все электрооборудование можно поделить на источники тока, потребители тока и вспомогательные устройства. К потребителям тока относятся оптика, зажигание, климатическое оборудования, антиблокировочная система колес, системы безопасности, световые приборы и другое оборудование. Все эти системы не будут безотказно работать без отлаженной работы источников питания.В качестве источника питания в легковых автомобилях используют синхронный генератор трехфазного переменного тока, приводится в движение от основного двигателя. Его мощность 700-1 000 Вт. Автомобильная промышленность перешла на установку на легковые автомобили генераторов переменного тока (раньше ставили генераторы постоянного тока), когда появились мощные диодные выпрямители. Это позволило втрое уменьшить вес узла. Некоторые системы-потребители (автомагнитола, противоугонная система, стоп-сигналы, освещение и другие) должны работать и при выключенном двигателе. Их непрерывную работу обеспечивает автомобильный аккумулятор. Он заряжается от работающего генератора, сглаживает перепады напряжения во время подключения энергоемких потребителей.Разобраться в неисправностях генератора невозможно, не зная, из чего он состоит и как работает. Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаУстройство автомобильного генератораВ корпус современных генераторов встроены трехфазный диодный выпрямитель и регулятор напряжения. Ниже мы рассмотрим, как устроен автомобильный генератор.

Шкив передает вращение с помощью ременной передачи с выходного вала двигателя на ротор.

Ротор – это вал генератора, на который передается вращение от двигателя. На него насажены две клювообразные втулки из стали, между которыми находится обмотка возбуждения. Выходные контакты обмотки возбуждения выведены на контактные кольца.

Статор представляет собой пакет стальных листов, собранных в виде трубы. В пазах статора находится трехфазная обмотка. Она и вырабатывает мощность.

Выпрямительный блок (диодный мост) состоит из двух теплоотводов (положительного и отрицательного), к каждому из которых присоединены по три мощных диода. Узел служит для преобразования переменного тока генератора в постоянный, а точнее в пульсирующий с высокой частотой, необходимый потребителям напряжения.

Регулятор напряжения – устройство, которое поддерживает определенный интервал изменения напряжения, безопасный и достаточный для работы потребителей тока авто, при изменении частоты вращения вала мотора, а значит и ротора, электрической нагрузки, температуры среды.

Щеточный узел – конструкция, которая обеспечивает контакт подпружиненных щеток с кольцами ротора. Конструкция выполнена из пластмассы, съемная.

Корпус генератора объединяет все его узлы, имеет выходные контакты для подключения к системе электрооборудования, крепится на двигателе авто, состоит из двух крышек.

Устройство автомобильного генератора переменного тока, мы разобрали, теперь нужно разобраться, как он работает.При включении зажигания, от мотора приводится в движение ротор генератора. Обмотка возбуждения создает электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в обмотках статора. Затем регулятор напряжения корректирует скачки до 13,8 ÷14,2 В.

Скорректированное напряжение поступает на аккумулятор. Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаНаиболее частые неисправности генератора

  • повреждение или износ шкива на коленчатом вале, передающем вращение от двигателя на ротор;
  • неполадки в щеточном узле или износ токосъемных щеток;
  • нарушение работы регулятора напряжения;
  • поломка диодного моста;
  • разрушение подшипника вала ротора;
  • нарушение целостности проводов зарядной цепи или выводных клемм.
  • обрыв или замыкание обмоток;
  • загрязнение контактных колец, в том числе за счет подгорания;

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаАвтомобильная аккумуляторная батарея используется в автомобиле в качестве дополнительного источника питания при неработающем моторе и для запуска двигателя. В легковых авто установлены аккумуляторы с напряжением 12 В. Тип аккумуляторов свинцово-кислотный.

  • повреждение электродов (механическое или химическое);
  • замыкание пластин батареи;
  • нарушение целостности корпуса аккумулятора, разгерметизация банок;
  • окисление клемм аккумулятора.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаК механическим неисправностям относятся нарушение работы подшипников, механические повреждения корпуса, креплений, пружин, ременного привода, шкивов и др.Электрические – это выгорание щеток, биение ротора, межвитковые замыкания, поломки диодного моста, пробои, обрывы обмотки, неисправности реле и др.О возможных неисправностях генератора следует задуматься, если

  • индикатор разряда аккумулятора горит или мигает во время работы мотора;
  • произошла разрядка аккумулятора или его выкипание (перезарядка);
  • яркость света фар снизилась;
  • от генератора исходят писк, вой, другие посторонние звуки.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаНестабильная работа генератора не обеспечивает подзарядку аккумулятора. В момент, когда аккумулятор разрядится полностью, двигатель заглохнет, автомобиль остановится в самом неподходящем месте. Чтобы не попасть в такую ситуацию, следует периодически проверять исправность этого узла и аккумуляторной батареи.Диагностику генератора следует производить только с помощью вольтметра или амперметра.Во время диагностики или ремонта генератора следует неукоснительно соблюдать правила техники безопасности. Чтобы при проверке не угробить генератор ни в коем случае нельзя:

  • Проверять путем короткого замыкания, «на искру». Значительные перепады напряжения с большой долей вероятности выведут из строя все электронные системы автомобиля.
  • Соединять клемму «30» или «В+» с «массой» или клеммой 67 ( «D+»).
  • Позволять работать генератору при отключенном аккумуляторе или без нагрузки, то есть, когда нет включенных потребителей.
  • Осуществлять сварку кузова при подключенных проводах генератора и аккумулятора.
  • При включении аккумулятора внимательно следить за полярностью батареи. Иначе большая вероятность вывести из строя диоды выпрямителя.
  • При отсоединении проводов генератор следует внимательно следить за тем, где они находятся, чтобы случайно не замкнуть их между собой. Неосторожное соединение проводов может вывести из строя узлы генератора.
  • Если необходимо заменить проводку, то использовать можно только на провода с аналогичными параметрами (сечением и длиной).

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаОсуществляется в следующем порядке:

  1. Проверка предохранителя. Если он не исправен, его заменяют.
  2. Если предохранитель исправен, осматривают корпус, его целостность и расположение. Надо проверить вращение ротора, целостность и натяжение ремня, не повреждены ли соединения проводов.
  3. Проверяют контактные кольца и щетки. Во время работы щетки изнашиваются, их иногда может клинить. Токосъемных колец со временем загрязняются, их канавки забиваются графитовой пылью.
  4. Проверяют подшипники и статор. Об износе подшипников говорит вой или свист во время работы генератора.
  5. Производят диагностику ротора: проверяют обмотки возбуждения на обрывы и замыкания. Мультиметр надо переключить для измерения сопротивления и подключить к контактным кольцам генератора. Если измеряемое сопротивление ниже 1,8 ÷5 Ом, в витках есть короткое замыкание. Если оно выше этого интервала, есть обрыв обмотки. Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика
  6. Чтобы проверить обмотки возбуждения «на массу», надо отсоединить их от выпрямителя. Если мультиметр выдает бесконечно большое показание сопротивления, значит нет касания статорных обмоток с корпусом («массой»). Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика
  7. Отсоединив мультиметр от обмоток статора, надо перевести прибор в режим «проверка диодов». Плюс мультиметра присоединяют к клемме выпрямителя, минус – к выводу фазы. Снимают показания. Затем щупы меняют местами. Снова снимают показания. У неисправного диодного моста показания совпадут. Если показания сильно отличаются друг от друга, то узел исправен. Диодный мост выходит из строя, если от перегрева радиатора окисляются контакты.
  • изнашивание во время эксплуатации, коррозия;
  • установка некачественных комплектующих;
  • неправильная эксплуатация за границами рекомендуемых режимов работы;
  • влияние внешних неблагоприятных факторов (дорожная «химия», высокая температура, грязь, соль).

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаОбнаруженные изношенные или неисправные детали заменяются на новые. Практикуемая раньше перемотка обмоток ротора или статора сейчас нерентабельна. Чаще замены требуют щетки, подшипники, ремень. Самостоятельно легко можно выполнить мелкие работы. Например, припаять оторванные от выводных клемм провода. Промыть контактные кольца бензином и высушить.

Также рекомендуем посмотреть данные видео про автомобильный генератор:

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в х, и мы исправим статью!

Генераторы: как они устроены, и как их ремонтируют

Автомобильный генератор в современном понимании порожден любовью человечества к электрическому свету.

Машины эпохи зари автомобилизма имели лишь простейший узел под названием «магнето» – миниатюрный генератор, совмещенный с прерывателем зажигания, интегрированный в корпус двигателя и выдающий исключительно высоковольтные импульсы для работы свечей.

Ни лампу, ни какой-то иной потребитель электроэнергии к магнето подключить было нельзя, поэтому машины XIX века освещали дорогу карбидными лампами, в которых горел ацетилен – от двигателя внутреннего сгорания помощи ждать не приходилось…

Однако достаточно скоро стало очевидно, что двигатель автомобиля должен порождать больше электричества: не только для собственной работы, но и для работы внешних потребителей – фар, клаксона, измерительных приборов передней панели, зарядки батареи и тому подобного. Поэтому рядом с высоковольтной «искровой» обмоткой магнето появилась дополнительная обмотка – низковольтная, дающая бортовое напряжение. МАГнето + ДИНамО-машина = магдино. Так стали называться первые генераторы.

Читайте также:  Pontiac Can Am (1977): характеристики, описание, фото

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Но поскольку магнето и магдино традиционно встраиваются непосредственно в двигатель, мощность их ограничена небольшими габаритами. И как только стало ясно, что рост мощности генераторов неизбежен, «гена» стал внешним – он переехал на кронштейн на блоке цилиндров и вращение стал получать от внешней передачи – ременной, а иногда цепной или шестеренчатой.

Первые генераторы вырабатывали постоянный ток, однако после развития в середине ХХ века полупроводниковой промышленности и появления мощных выпрямительных диодов генераторы стали производить переменный ток, который затем выпрямлялся до постоянного диодными мостами. Смена типа тока позволила скачкообразно в несколько раз и понизить габариты и массу генераторов, и поднять их мощность.

Собственно, современный генератор практически идентичен тому, что стоял на машинах, разработанных и 10, и 20, и 30, и более лет тому назад. Двигатели и КПП год за годом усложняются, а едва ли не главный внешний электроагрегат остается практически неизменным. Его конструкция неидеальна, но являет собой золотой баланс свойств и стоимости.

Появляются, правда, дополнительные узлы и усовершенствования – например, вместо элементарного шкива для ремня на генератор может устанавливаться обгонная муфта, как в стартерном бендиксе, или в обмотке статора увеличивается количество катушек и усложняется диодный мост, но большинство генераторов все же по-прежнему обходятся классической конструкцией.

Две половинки корпуса, отлитые из алюминия, образуют «бочонок» и стянуты друг с другом болтами. Внутри «бочонка» расположена кольцевая обмотка – катушка статора, с которой мы снимаем переменное напряжение.

Снаружи к этой обмотке подключен диодный мост, прикрытый пластиковой защитной полукрышкой и делающий из переменного напряжения постоянное.

Через корпус генератора проходит ось – вал, вращающийся на двух подшипниках и приводимый в движение за шкив ремнем от коленвала двигателя.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

На валу генератора установлен и вращается вместе с ним ротор с катушкой внутри – электромагнит.

Через пару скользящих контактов и угольные щетки на него подает управляющий ток регулятор напряжения, следящий за тем, чтобы генератор выдавал на выходе 14 вольт – без регулятора величина напряжения будет зависеть от оборотов и способна достичь нескольких десятков вольт, опасных для 12-вольтового автомобильного электрооборудования.

Неисправности генератора

Генератор на большинстве машин достаточно прост по конструкции, и благодаря этому количество разновидностей его неисправностей невелико, а диагностика несложна. «Плавающих» проблем, которые затруднительно выловить и локализовать, в нем практически никогда не бывает.

Самые слабые узлы генератора – не механические, а электронные: это диодный мост, состоящий из шести мощных диодов, объединенных в три группы на алюминиевой пластине-радиаторе, и регулятор напряжения.

Выходят из строя они из-за перегрузки (из-за систематической работы с перегрузкой от нештатных потребителей тока, если прикуривать чужую машину, не заглушив свой двигатель, или из-за короткого замыкания в банках аккумулятора), из-за появления микротрещин от постоянной смены подкапотной температуры в широких пределах и проникновения в трещины влаги, а также иногда и вовсе без видимых причин – с электроникой это случается… В регуляторе напряжения еще вдобавок со временем стачиваются графитовые щетки. При этом и диодный мост, и регулятор напряжения в сборе со щетками могут быть заменены на новые.

На втором месте по выходу из строя – подшипники. Их в генераторе два — более мощный и массивный передний, а также задний – меньших габаритов.

Страдает чаще всего передний, поскольку на него приходятся и нагрузка от туго натянутого ремня, и проникновение пыли и влаги извне.

Подшипники проявляют себя гулом и визгом, который исчезает, если завести мотор при снятом ремне генератора. Они также могут быть заменены новыми.

На третьем месте – более неприятные неисправности, хотя и, к счастью, более редкие. Могут сточиться до основания два медных колечка на валу – контакты для питания обмотки ротора, по которым скользят графитовые щетки регулятора напряжения.

Колечки эти достаточно долговечны, поскольку пружины щеток слабенькие, но, отработав несколько комплектов щеток, кольца с годами могут прийти в негодность.

В качестве запчастей встречаются не всегда, и для конкретной модели генератора их можно не найти… Если же купить удалось, то снимаются с вала они единым блоком (залиты в пластик), и одним блоком же ставятся новые.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Еще от старости может произойти разрушение изоляции проводов обмотки статора и возникнуть короткое замыкание между витками. Как правило, такое ремонтировать невыгодно, хотя в принципе перемотка возможна.

Неисправности типа разрушения корпуса рассматривать, наверное, не стоит, хотя и они, безусловно, случаются, и, как ни странно, некоторые отечественные производители генераторов поставляют в розничную продажу половинки «бочонка»…

Ремонт генератора

Теперь рассмотрим ремонт генератора на живом примере. Автомобиль ВАЗ-2115 приехал на сервис с проблемой отсутствия зарядки аккумулятора.

Электрик, к его чести, не приговорил, не глядя (как это часто делается), диодный мост и регулятор скопом, а сперва проверил проводку к генератору, затем (не снимая генератор с машины) извлек из него регулятор напряжения и проверил его при помощи внешнего источника напряжения 15-16 вольт и нагрузочной лампы, сымитировав штатную работу – регулятор оказался исправен.

Целыми оказались и щетки регулятора, контактные кольца на валу и обмотка ротора. После этого мастер посветил фонариком на диодный мост, увидел обугленный диод, сделал вывод о неисправности моста… и предложил полную замену генератора!

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Почему? Все просто: на наш генератор, рожденный Ржевским заводом автотракторного электрооборудования ЭЛТРА, модели 5102.3771, устанавливается 80-амперный диодный мост МП13-80-3-2, который стоит в магазине… 909 рублей, и меняется он не так, как, скажем на старой-доброй «девятке», где это делалось при помощи отвертки и без снятия генератора с машины.

В нашем случае мост меняется с использованием мощного паяльника, и генератор для этого, по-хорошему, должен лечь на верстак.
Это изрядная возня, требующая к тому же определенной аккуратности.

Мастер не захотел связываться с этим менее, чем за 2 000 рублей, и намекнул владельцу, что стоимость запчасти и ремонта почти в 3 000 рублей на генератор 2006 года выпуска выглядят бледно на фоне цены нового генератора в сборе в 4 450 рублей.

Иначе говоря, можно за 3 000 починить, а можно за дополнительные 1 500 рублей к цене ремонта получить нового «гену» на гарантии, с новыми подшипниками, обмотками, гарантированно лишенными усталостных трещин лака, и так далее. Владелец согласился с такими доводами, и генератор был заменен на новый.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Вот такой неожиданный исход… Мы хотели понаблюдать за недорогим восстановительным ремонтом, а столкнулись с крупноузловой дорогостоящей заменой.

Впрочем, ремонт уже завершен, машина восстановила подвижность и уехала, и у нас появилась возможность в спокойной обстановке внимательно взглянуть на генератор изнутри, изучить конструкцию и разобраться, прав ли был мастер. Более того, нам никто не запрещает починить его самостоятельно.

Генератор изнутри

Разборку генератора начинаем со снятия шкива с вала: 6-ручьевой шкив под поликлиновый ремень аккуратно зажимаем в тисках через алюминиевые прокладки и откручиваем гайку пневмогайковертом. Легкие следы замятия на шкиве не страшны, если они контролируемы и прогнозируемы – ни канавки, ни кромки не деформированы.

На валу виден паз под шпонку, однако шпонки самой нет, как нет и паза для нее в шкиве. На данном генераторе шкив крепится трением – затяжкой гайки с гровером с упором во внутреннее кольцо подшипника, а через него – в ротор.

Читайте также:  1997 - 2004 Volkswagen Golf IV: характеристики, описание, фото и видеообзор
Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Снимаем пластиковую «полукрышку», под которой прячутся диодный мост и регулятор напряжения. Видим, что мост неисправен – пробит как минимум один диод из шести. Это заметно даже без проверки тестером – видно, что диод обуглен.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Регулятор напряжения снимается легко – откручиванием двух гаек М8. Электрически его уже проверяли, визуально тоже видно, что щетки изношены незначительно. Продуваем, вытираем и откладываем в сторону.

Теперь нужно демонтировать диодный мост. Как уже говорилось, снимается он непросто, после отпаивания шести выводов трех катушек обмотки.

Используем 100-ваттный паяльник и небольшую «минусовую» отвертку, которой, постепенно прогревая раз за разом точки паек, приподнимаем мост.

Каждую из шести точек пайки придется разогревать по 4-5 раз, чтобы снять мост осторожно, не вытянув провода из обмотки и не повредив лаковую изоляцию.

Проверяем тестером диоды моста – пробит один, тот, что был виден. Возникает вопрос – можно ли заменить один диод, а не целый мост?

Можно. Но, во-первых, такой диод не так-то просто купить. Стоит он рублей сто, но обычно в автозапчастях не продается. Найти его можно в конторах, занимающихся восстановлением и ремонтом генераторов и стартеров. А во-вторых, замена его – та еще проблема…

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностика

Даже при условии, что мы заимели новый диод, чтобы добраться до поврежденного, нужно разобрать «бутерброд» из двух алюминиевых и двух пластиковых «подков», для чего придется высверлить 4 алюминиевые заклепки, которые потом потребуется заменить винтами М3.

После высверливания заклепок подковы продолжают удерживать вместе сваренные (да-да, сваренные, а не спаянные!) выводы диодов – и из-за замены одного нам придется перекусить кусачками контакт остальных пяти! Восстанавливать контакт придется уже не сваркой, а пайкой, что будет непросто – выводы очень короткие.

После того, как клепки высверлены и сварка откушена, нужная «подковка» окажется у нас в руках. Можно выбить запрессованный диод и запрессовать новый при помощи тисков и подходящих оправок из торцевых головок на 10-12. После чего собрать «бутерброд подков», свинтив винтами и запаяв все перекушенные контакты.

Скажем откровенно, даже у специалиста с изрядными навыками электромонтажных работ эта затея не вызовет энтузиазма, и мастер, порекомендовавший замену генератора, в принципе, прав…

Однако если мы ремонтируем генератор самостоятельно, не переплачивая за вредность автоэлектриков, то затраты на новый диодный мост будут единственными затратами, и 900 рублей все равно окажутся заметно меньше 4,5 тысяч за новый генератор в сборе. Поэтому купим мост и продолжим разборку генератора, чтобы отдефектовать его до последнего винтика и быть уверенным в агрегате надолго!
«Располовиниваем» корпус и извлекаем статор с обмотками…

…затем и ротор…

Осматриваем скользящие контакты на роторе – износ хорошо заметен, но до мусорки еще далеко. Зачищаем шкуркой-нулевкой, измеряем сопротивление (должно быть 3-5 Ом; у нас – 3,5 Ом, норма) и откладываем в сторону.

В передней крышке подшипник зафиксирован от осевого перемещения фланцем. Откручиваем его и выбиваем подшипник, слегка нагрев крышку.

Раз «гена» разобран, грех не проверить наличие и состояние смазки в подшипниках, поддев ножом сальник. Увы, смазка загустела и нуждается в замене. Промываем подшипник в бензине, набиваем немного консистентной смазки, ставим на место сальниковые крышки.

Собственно, можно собирать генератор – в обратном порядке.

Закрепляем подшипник в передней крышке, ставим в нее статор с обмоткой, вставляем в подшипник ротор, закрываем второй крышкой, соединяем крышки болтами, запаиваем на место диодный мост, прикручиваем регулятор напряжения, устанавливаем обратно пластиковую защитную крышку. Порядок! Генератор теперь будет ходить долго, и у нас есть уверенность, что он не скрывает в себе неприятных сюрпризов.

Опрос

А у вас выходил из строя генератор?

Принцип работы и устройство современного автомобильного генератора

В стандартном исполнении в автомобиле существуют два источника питания – генератор и аккумулятор. Разница между ними заключается в том, что АКБ накапливает электроэнергию, а автомобильный генератор ее вырабатывает. То есть это устройство преобразует механическую энергию от двигателя в электрическую с целью дальнейшего питания всех потребителей и заряда аккумулятора.

Функции генератора

При запуске двигателя пусковой ток на стартер подается от аккумулятора. Но сам аккумулятор не вырабатывает энергию, а только ее накапливает и потом отдает.

Если использовать для питания всех потребителей только АКБ, то она быстро разрядится.

Автомобильный генератор производит электроэнергию, заряжает АКБ и питает бортовую сеть автомобиля во время работы двигателя (при достижении им определенных оборотов вращения коленчатого вала).

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаАвтомобильный генератор

Генератор начинает вырабатывать электрический ток начиная с частоты вращения холостого хода, однако, на оптимальный режим работы он выходит при достижении двигателем 1600-1800 об/мин и более.

Виды генераторов

Выделяют два вида автомобильных генераторов:

  • постоянного тока;
  • переменного тока.

Первый вид генераторов в настоящее время уже не используется. Такие устройства устанавливались на старых моделях автомобилей (ГАЗ-51, Победа и др.). Они имеют много недостатков, такие как:

  • малая мощность и эффективность;
  • необходимость в постоянном контроле и обслуживании;
  • небольшой срок службы.

Сейчас применяются генераторы переменного тока. Главное их отличие в том, что вне зависимости от режима работы двигателя автомобильную сеть питает постоянный ток. Это достигается благодаря полупроводниковому выпрямителю.

Устройство генератора переменного тока

Работу любого генератора можно сравнить с электродвигателем, который работает в обратном режиме, то есть не потребляет, а вырабатывает ток.

По типу конструкции современные генераторы делятся на два вида: компактный и традиционный.

Они имеют общее устройство, но различаются в компоновке корпуса, вентилятора, выпрямительного узла и приводного шкива. Также у современных устройств имеется три фазы.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаУстройство генератора

Генератор состоит из следующих основных элементов:

  • привод со шкивом, подшипниками и валом;
  • ротор с обмоткой возбуждения и контактными кольцами;
  • статор с сердечником и обмоткой;
  • корпус, состоящий из двух крышек;
  • регулятор напряжения;
  • выпрямительный блок или диодный мост;
  • щеточный узел.

Разберем каждый элемент устройства отдельно и подробно.

Корпус

В корпусе находятся все основные элементы генератора. Он состоит из двух крышек (передняя и задняя). Крышки соединяются между собой болтами. Для изготовления крышек используют легкие сплавы алюминия, которые не намагничиваются и хорошо отводят тепло. В крышках есть вентиляционные отверстия и крепежные фланцы.

В задней крышке установлен диодный мост и щеткодержатель со щетками. Также в задней крышке расположен выводной контакт, по которому ток поступает от генератора.

Привод

Вращение от коленчатого вала передается на шкив генератора и вращает ротор. Частота вращения шкива больше частоты вращения коленвала в 2-3 раза. Крутящий момент от двигателя передается посредством ременной передачи. Могут использоваться поликлиновый и клиновый ремень в зависимости от конструкции. Поликлиновый ремень считается более универсальным и современным.

Ротор

На валу ротора находится обмотка возбуждения, которая создает магнитное поле и, по сути, представляет собой обычный электромагнит. Обмотка находится между двух полюсных половин (сердечников), необходимых для регулирования и направления магнитного поля.

Каждая из половин имеет по шесть треугольных выступов, называемых клювами. Также на валу ротора расположены два медных контактных кольца. Иногда они изготавливаются из стали или латуни. Через контактные кольца на обмотку возбуждения поступает питание от аккумулятора.

Контакты обмотки припаяны к кольцам.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаРотор генератора

На переднем конце вала ротора находится приводной шкив, а на другом крепится крыльчатка вентилятора. Их может быть две. Они нужны для охлаждения внутренних деталей генератора. Также на обоих концах ротора установлены необслуживаемые шариковые подшипники.

Читайте также:  Датчик положения коленвала ваз: приора, калина. расположение, проверка, неисправности

Статор

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаСтатор

Конструктивно статор имеет форму кольца. Это основная деталь, служащая для создания переменного тока от магнитного поля ротора. Состоит из обмотки и сердечника. В свою очередь, сердечник состоит из соединённых стальных пластин, в которых образуются 36 пазов. В пазы навивается три обмотки, которые образуют трехфазное соединение. Может быть две схемы соединения обмоток: «звезда» и «треугольник». По схеме «звезда» концы каждой из трех обмоток соединены в одной точке. По схеме «треугольник» концы обмоток выводятся отдельно.

Выпрямительный блок или диодный мост

Выпрямительный блок выполняет задачу по преобразованию переменного тока генератора в постоянный, который необходим для питания бортовой сети автомобиля. Другими словами, он выдает напряжение стабильной и одинаковой величины.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаДиодный мост

Блок также называют диодным мостом, который состоит из двух радиаторных пластин (положительной и отрицательной) и диодов. На каждую фазу приходится по два диода. Сами диоды герметично вмонтированы в пластины. Диодный мост имеет форму подковы.

С обмотки статора ток поступает на диодный мост, затем «выпрямляется», и подается на выводной контакт на задней крышке.

Через диоды ток проходит только в одном направлении, при этом отсекаются токи обратной полярности. Диодный мост может находиться в корпусе генератора, а может быть вынесен за корпус. Но чаще всего он крепится на внутренней стороне задней крышки.

Регулятор напряжения

Регулятор поддерживает напряжение генератора в определенных пределах. В современных моделях применяются полупроводниковые электронные регуляторы напряжения. Они устанавливаются сверху блока щеткодержателей.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаРегулятор напряжения и щеточный узел

Когда двигатель работает на больших оборотах, то напряжение на обмотке статора может доходить до 16В. Такое напряжение не должно поступать в бортовую сеть. Чтобы это исключить, регулятор напряжения, получая ток от АКБ, будет снижать его значение. Малый ток на обмотке ротора будет создавать такое же малое магнитное поле. Это значит, что на обмотке статора будет понижаться напряжение.

Щеточный узел

Щеточный узел в современных генераторах объединен с регулятором напряжения в один неразборный механизм. Он передает ток возбуждения на медные контактные кольца ротора. Это простая конструкция, которая состоит из щеткодержателя, двух графитовых щеток и прижимающих пружин.

Принцип работы

Теперь разберем подробнее работу генератора переменного тока в автомобиле. При включении зажигания, на щеточный узел подается ток от аккумуляторной батареи. Через щеточный узел он попадает на медные контактные кольца, а затем на обмотку возбуждения ротора.

Напомним, что ротор, по сути, является электромагнитом, который создает магнитное поле. Коленчатый вал через шкив и ременную передачу начинает вращать ротор. Вокруг ротора расположен статор, который от вращения начинает вырабатывать переменный ток.

Когда вращение ротора достигает определенной частоты, обмотка возбуждения питается от самого генератора.

Через диодный мост переменный ток “выпрямляется” и преобразуется в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Так автомобильный генератор обеспечивает питание потребителей и подзаряжает аккумулятор. Регулятор напряжения изменяет работу обмотки возбуждения при возрастании частоты вращения ротора. Таким образом поддерживается стабильная нагрузка.

В салоне автомобиля на приборной панели есть контрольная лампа генератора, которая показывает состояние устройства. Например, лампа может загореться при обрыве ремня. Тогда питание сети будет идти только через аккумулятор. Продолжительность работы в этом случае будет зависеть от уровня заряда АКБ.

Параметры генератора

Работу генератора оценивают по нескольким параметрам:

  • номинальный ток и номинальное напряжение;
  • номинальная частота возбуждения;
  • частота самовозбуждения;
  • коэффициент полезного действия (КПД).

Номинальное напряжение для бортовой сети автомобиля от генератора 12В или 24В. Токоскоростная характеристика показывает зависимость силу тока от частоты вращения генератора.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаХарактеристика генератора

Напряжение генератора можно измерить мультиметром. При всех выключенных потребителях без нагрузки на холостом ходу мультиметр должен показывать напряжение в пределах 14,3В – 15,5В. Если напряжение после запуска двигателя свыше 14В, то это может говорить о разряде АКБ и зарядке его генератором. При поочередном включении потребителей (фары, подогрев, кондиционер и т.

д.) напряжение уменьшается примерно на 0,2 после каждого включения. Но в итоге напряжение не должно снижаться ниже 12,8В. Если значение меньше, то аккумулятор начнет разряжаться. Если напряжение, наоборот, сильно высокое (14В и выше), то это может привести к выходу АКБ из строя. При этом на выходе самого аккумулятора напряжение должно быть в пределах 12,6В – 12,7В.

Напряжение генератора под нагрузкой может отличаться от номинальных значений 12В. После включения всех потребителей тока значение должно быть в пределах 13,5В – 14В. Если ниже, то это может указывать на неисправность устройства. Допустимым пределом считается 13В.

На картинке ниже показана подробная схема подключения генератора в автомобиле.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаСхема подключения генератора

Мощность автогенератора

Если включить все энергоемкие приборы в автомобиле, то генератор может не справляться с нагрузкой и часть энергии будет отдавать аккумулятор.

Чтобы рассчитать мощность генератора достаточно воспользоваться простой формулой из школьного курса P = I * U, где Р – мощность, I – сила тока, U – напряжение.

Мы узнали, что напряжение на выходе генератора должно быть в районе 13,5В – 14,2В. Сила тока у разных моделей может отличаться. В среднем это от 80А до 140А. Возьмем среднее значение в 100А.

По формуле получаем 13,5В*100А = 1 350 Вт или 1,35 КВт. Это и есть мощность генератора, которая измеряется в Ваттах. Нужно также учитывать, что это максимальное значение, которое достигается при определенных оборотах двигателя, как правило, от 3000 об/мин и выше.

На холостом ходе выдаваемая мощность равняется 75% от максимально возможной. Считается, что для автомобиля хватает 80А. Если применить более мощный автогенератор, то бортовая сеть может не справиться с нагрузкой. Нужно это учитывать.

Большая мощность не всегда идет на пользу.

Основные неисправности

Устройство довольно надежное и должно работать продолжительное время, но некоторые компоненты могут выходить из строя по разным причинам. Неисправности могут иметь механический или электрический характер.

Так как генератор автомобиля и аккумулятор работают неотъемлемо друг от друга, при неисправности любого из устройств загорится лампа разряда аккумулятора, а также может загореться индикатор “Check Engine”. Проверить состояние аккумулятора и диагностировать неисправность можно с помощью универсального автомобильного сканера Rokodil ScanX Pro.

Автомобильный генератор: что это, зачем нужен, устройство, принцип работы, неисправности, диагностикаRokodil ScanX Pro

На неисправность, связанную с генератором или плохим электрическим соединением в цепи управления часто указывают ошибки P0620 и P0622.

Механические неисправности

Главной возможной поломкой может быть обрыв приводного ремня. В этом случае вращение от коленвала на ротор не будет передаваться. Всю нагрузку на себя берет аккумулятор, который начнет разряжаться. Это покажет контрольная лампа в салоне автомобиля. Чтобы избежать обрыва ремня, нужно периодически проверять его состояние и натяжение.

Также может случиться простой износ графитовых щеток. В этом случае надо менять весь щеточный узел.

Электрические неисправности

Неполадки с электрикой в генераторе случаются нередко, и заметить их трудно. Может возникнуть замыкание в обмотках возбуждения ротора или статора, обрыв обмотки.

Может выйти из строя регулятор напряжения, что чревато большими проблемами для всей электроники и АКБ. Также случается так называемый пробой диодного моста по различным причинам. Нельзя отключать генератор или АКБ во время работы двигателя.

Также нужно следить за надежностью соединений, чистить клеммы и т.д.

Каждому водителю нужно знать устройство и принцип работы автомобильного генератора. Это поможет избежать многих проблем, которые могут возникнуть с устройством. Нужно регулярно следить за компонентами генератора. Проверять натяжение и состояние приводного ремня, крепление устройства, напряжение и другое. При правильной эксплуатации устройство прослужит исправно долгие годы.

(7

Ссылка на основную публикацию