Как работает автомобильный генератор, схемы

Принцип работы автомобильного генератора

Автомобильный генератор предназначен для преобразования энергии вращения двигателя в электрический ток, который используется для зарядки аккумулятора и питания электрооборудования машины. Устройство приводится в действие от коленчатого вала ременной передачей. К его главным параметрам относят номинальную силу тока и напряжение, номинальную частоту вращения и самовозбуждения, а также КПД.

При включенном замке зажигания ток с аккумулятора через щетки идет на обмотки возбуждения, создавая там магнитное поле. Ротор начинает одновременное вращение с коленвалом двигателя, и его магнитное поле пронизывает обмотки статора, создавая переменное напряжение. Выпрямительный блок преобразует ток в постоянный, который питает аккумуляторную батарею и бортовую сеть.

При изменении нагрузки в сети и частоты вращения двигателя начинает работать регулятор напряжения, контролируя время включения обмотки возбуждения. Если в автомобиле потребляемый ток превышает значение, вырабатываемое генератором, недостаток электричества компенсирует аккумуляторная батарея, о чем свидетельствует загоревшаяся на контрольной панели лампа заряда.

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

• Ротор.
• Статор.
• Блок щеток.
• Регулятор напряжения.
• Выпрямительный блок (диодный мост).

1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

• Приводной шкив.
• Подшипники качения.
• Охлаждающее устройство (вентилятор).

Рекомендуем: Трос ручного тормоза: замена, регулировка

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Схема вентиляции генераторов

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Регулятор напряжения

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .

Полезные советы в помощь

В завершение рассказа об автомобильных генераторах стоит выделить ряд советов, что необходимо, а чего нельзя делать автовладельцам в процессе эксплуатации.

Главный момент — установка, в процессе которой важно с предельным вниманием подойти к подключению полярности. Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания

Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания

Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания.

Аналогичную опасность несет и пуск двигателя при некорректно подключенных проводах.

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, стоит придерживаться ряда правил:

Следите за чистотой контактов и контролируйте исправность электрической проводки автомобиля

Отдельное внимание уделите надежности соединения. В случае применения плохих контактных проводов уровень бортового напряжения выйдет за допустимый предел.
Следите за натяжкой генератора. В случае слабого натяжения источник питания не сможет выполнять поставленные задачи

Если же перетянуть ремень, это чревато быстрым износом подшипников.
Отбрасывайте провода от генератора и АКБ при выполнении электросварочных работ.
Если контрольная лампочка загорается и продолжает гореть после пуска мотора, выясните и устраните причину.

В случае слабого натяжения источник питания не сможет выполнять поставленные задачи. Если же перетянуть ремень, это чревато быстрым износом подшипников.
Отбрасывайте провода от генератора и АКБ при выполнении электросварочных работ.
Если контрольная лампочка загорается и продолжает гореть после пуска мотора, выясните и устраните причину.

Отдельное внимание стоит уделить реле-регулятору, а также проверке напряжения на выходе источника питания. В режиме заряда этот параметр должен быть на уровне 13,9-14,5 Вольт. Кроме того, время от времени проверяйте износ и достаточность усилия щеток генератора, состояние подшипников и контактных колец

Кроме того, время от времени проверяйте износ и достаточность усилия щеток генератора, состояние подшипников и контактных колец.

Высота щеток должна измеряться при демонтированном держателе. Если последний износился до 8-10 мм, требуется замена.

Что касается усилия пружин, удерживающих щетки, оно должно быть на уровне 4,2 Н (для ВАЗ). При этом осматривайте контактные кольца — на них не должно быть следов масла.

Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно:

• Не оставляйте машину с подключенной АКБ, если имеются подозрения поломки диодного моста. В противном случае аккумулятор быстро разрядится, и возрастает риск воспламенения проводки.
• Не проверяйте правильность работы генератора путем перемыкания его выводов или отключения АКБ при работающем двигателе. В этом случае возможна поломка электронных элементов, бортового компьютера или регулятора напряжения.
• Не допускайте попадания технических жидкостей на генератор.
• Не оставляйте включенным узел в случае, если клеммы АКБ были сняты. В противном случае это может привести к поломке регулятора напряжения и электрооборудования авто.
• Своевременно проводите замену ремня генератора.

Зная особенности работы генератора, нюансы его конструкции, основные неисправности и тонкости ремонта, можно избежать многих проблем с проводкой и АКБ.

Помните, что генератор — сложный узел, требующий особого подхода к эксплуатации.

Важно постоянно следить за ним, своевременно проводить профилактические мероприятия и замену деталей (при наличии такой необходимости). При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго. При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго

При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго.

Для чего в генераторе регулятор напряжения?

При изменении частоты оборотов коленчатого вала и соответственно ротора в бортовой сети могут возникнуть скачки напряжения, которые негативно сказываются на работе потребителей. Скачки устраняются за счет ограничения тока возбуждения, передаваемого через щетки с регулятора напряжения на ротор. Управление осуществляется путем изменения времени подключения обмотки якоря в зависимости от нагрузки на бортовую сеть.

Неисправность генератора можно определить по индикатору на панели приборов. Горение лампочки заряда аккумулятора после запуска говорит о недостаточном напряжении в сети, а мигание указывает на превышение.

Рекомендуем: Гидроусилитель руля (ГУР): описание, функции, назначение, устройство, фото

Выявление причин и устранение неисправностей

Что делать, если не заводится генератор? Если свистит генератор? Разборка и сборка генератора — в принципе, процедура не очень сложная, если вы знаете, что нужно делать.

Итак, как отремонтировать генератор, зная основные причины:

Слишком малый заряд АКБ или его полное отсутствие может быть результатом того, что предохранительный элемент сгорел или просто отошел из-за механической тряски. Кроме того, отсутствие вольтажа в бортовой сети может быть следствием износа щеток. Электрика в этом случае очень важна, поскольку при скачках напряжения могут сгорать диоды, а в обмотке ротора либо статора может случиться обрыв или замыкание.
Чтобы проверить работоспособность щеток, обычно достаточно визуального осмотра. Но если в сети произошел обрыв проводки либо короткое замыкание, для диагностики может потребоваться мультиметр. Если вы не знаете, как снять генератор, воспользуйтесь сервисным мануалом, поскольку восстановление сломавшегося диода осуществляется только путем его замены или пайки. Если необходима также перемотка генератора, в домашних условиях ее осуществить будет проблематично. Для этого лучше обратиться к профессионалам, чтобы вы могли быть уверены, что все будет сделано правильно. Как правило, процедура перемотки обычно стоит дешевле, но если ее стоимость слишком высокая, возможно, есть смысл произвести замену на новое ГУ.
Что касается ремонта ротора, то его можно осуществить своими силами. Как правило, необходимость ремонта ротора обусловлена разрывом электроцепи рядом с контактными кольцами либо распайкой концов обмоток

В этом случае процедуру ремонта следует начинать с того, что необходимо осторожно отмотать один видок кабеля. Сломавшийся конец необходимо выпаять, после чего, используя паяльник и расходные материалы, нужно установить готовый кабель с применением отмотанного витка

Как показывает практика, обычно даже не нужно уменьшать число витков, поскольку осуществляется распайка выводов. Чтобы обеспечить нормальную работу ГУ, также можно произвести очистку кольца мелкозернистой наждачной бумагой. Если на кольце имеются более крупные повреждения, от них можно избавиться с применением плоских надфилей. Как снять генератор в таком случае — опять же, нужно обратиться к сервисному мануалу, поскольку процедура демонтажа в каждом случае будет разной. Таким же образом осуществляется разборка или сборка генератора. В процессе необходимо быть осторожным, чтобы ничего не перепутать. Замена контактных колец генератора, как правило, осуществляется в случае полного их повреждения.
Если ГУ сильно гудит, вероятнее всего, причина заключается в износе роторных подшипников. Если вы заметили, что состояние подшипниковых устройств довольно печально, возможно, пришло время произвести их замену. Но все может быть не так печально. К примеру, если люфт на подшипниках не особо критичный и практически не ощущается, можно просто демонтировать детали и промыть их своими силами. Перед установкой элементов необходимо будет смазать подшипники.
Отсутствие вольтажа или скачки напряжения в бортовой сети обычно можно решить путем смены реле регулятора. Следует отметить, что первостепенной причиной в данном случае могут быть проблемы в работе диодного моста или каких-то его компонентов. Определить вышедшие из строя диоды позволит диагностика устройства с помощью мультиметра.
В том случае, если диодный значок на контрольном щитке приборов сообщает водителю о проблемах с вольтажом аккумуляторной батареи, это может говорить о возможном пробое. В частности, речь идет об одном из диодов в цепи. Если вам необходимо будет добраться до этой схемы с диодными компонентами, потребуется открутить несколько гаек с обмотки, после чего извлечь гаечку, которая крепит положительный вывод. Когда вы сделаете это, вы получите доступ к схеме, которую можно либо заменить, либо отремонтировать (автор видео о самостоятельном ремонте ГУ — Вячеслав Ляхов).

Преимущества ремонта генераторов и стартеров в нашей компании

Преимуществом нашей компании является богатый выбор товаров и услуг по ремонту генератора, цена на который будет зависеть от выбора детали и сложности повреждения. В нашей компании вы также можете купить аналоговые запчасти по доступной цене. Точная диагностика и высокое качество ремонта позволяют ставить нас в ряд достойных и гарантирующих достойный сервис компаний. Выбор специалистов – дело уже само по себе хлопотное, поскольку мастерских достаточно много в Москве. Ремонт генераторов выполняется во многих организациях, однако мы готовы гарантировать превосходное качество своей работы, что дает нам некоторое преимущество. Благодаря наличию высококачественного современного оборудования и большому выбору запасных частей для иномарок мы гарантируем отличное обслуживание и сервис в Москве. Ремонт генераторов и выполненная перед этим диагностика производятся на специальном стенде, позволяющем правильно определить проблему и уверенно решить ее впоследствии.

Производители автомобильных генераторов

На иностранных и отечественных автомобилях устанавливаются генераторы как собственного производства, так и сторонних фирм-изготовителей. Замена изделия на аналогичное, но другого производителя возможно при совместимом креплении, мощности, аналогичными параметрами генерируемого тока, габаритами и шкива ременного привода. Чаще всего на автомобили устанавливают генераторы следующих фирм:

1. Bosch. Устанавливается на большинство европейских марок машин. Отличается простотой устройства и надежностью.
2. Cargo. Датская фирма, специализирующаяся на выпуске стартеров и генераторов. Поставляет продукцию многим автопроизводителям, цена изделий немного дешевле оригинала.
3. Delco Remy. Американский производитель, присутствующий на рынке комплектующих для автомобилей более ста лет. Продукция отличается безупречным качеством и долговечностью, обладая всеми необходимыми международными сертификатами.
4. Lucas. Крупный британский производитель деталей для автомобилей оригинального качества.
5. Magneton. Чешский производитель, специализирующийся на выпуске стартеров и автомобильных генераторов переменного тока. Продукция характеризуется оптимальным соотношением цены и качества.
6. Valeo. Французский концерн, образовавшийся в результате слияния нескольких фирм, выпускающих генераторы и другие узлы для автомобилей. Продукция конструктивно и по эксплуатационным особенностям сходна с фирмой Bosch.

Ремонт генератора своими руками

Генератор представляет собой устройство, которое осуществляет преобразование механической энергии в электрическую. Благодаря наличию данного прибора все системы автомобиля работают исправно. Кроме этого, именно генератор заряжает аккумуляторную батарею в машине и питает силовой агрегат.

Учитывая это, необходимо понимать, что поломка генератора приводит к тому, что АКБ не получает нужного заряда, из-за чего могут возникнуть серьезные проблемы.

По этой причине многие автомобилисты осуществляют ремонт генератора своими руками в случае появления различных неисправностей. Рассмотрим типичные неисправности генератора.

Распространенные поломки

Как правило, о наличии сбоев в работе генератора свидетельствует следующее:

• генератор обеспечивает подачу недостаточно высокого напряжения;
• на панели приборов загорается соответствующий индикатор;
• генератор вообще не вырабатывает электричество;
• посторонние звуки, которые появляются во время работы генератора.

Профилактические действия

Прежде чем приступить к ремонту генератора своими руками, советуем выполнить проверку данного прибора, для чего его надо разобрать. Ещё до этого желательно убедиться в том, что ремень генератора натянут (подробнее о том, как выполняется натяжка и замена ремня генератора читайте в соответствующей статье).

Для проверки необходимо надавить на центральную часть ремня с помощью пальца. Если ремень натянут нормально, он опустится максимум на 5 мм. Если же ремень установили совсем недавно, он должен прогибаться лишь на 1-2 мм.

Обратите внимание

Об износе ремня свидетельствует недостаточно сильная натяжка. В таких случаях подтягиваем ремень генератора. Кроме этого, профилактика заключается в прокручивании натяжного ролика генератора.

Если во время этого появляются посторонние шумы и скрипы, придется воспользоваться маслом либо заменить данный элемент.

Проверка состояния генератора

Для того чтобы определить техническое состояние устройства необходимо подготовить следующее:

Вольтметр.
Амперметр.
Реостат.

Для определения частоты вращения ротора придется воспользоваться тахометром (если этот прибор установлен на приборном щитке возле спидометра, вам повезло). Если генератор исправен, этот показатель составит минимум 2 тыс. оборотов в минуту.

В каких случаях нужен ремонт генератора

Сначала мы упомянем некоторые факторы, которые могут привести к выходу из строя рассматриваемого прибора. Если в вашем автомобиле генератор не вырабатывает заряд, скорее всего, причины в следующем:

• износ либо поломка щеток генератора;
• замыкание обмотки или обрыв в роторной либо статорной цепи;
• плохие контакты либо выход из строя предохранителя;
• поломка реле регулятора.

В большинстве таких ситуациях придется покупать новые элементы прибора и производить их замену. А для этого необходимо знать, как разобрать генератор.

Сначала необходимо снять щеткодержатель, а также регулятор напряжения (для этого следует осторожно открутить соответствующие крепления).
Вытянуть натяжные болты, а также крышку и статор.

Снять крышку, предварительно отключив фазные обмотки от выводов, расположенных на блоке выпрямления.
Снять гайку крепления шкива и сам шкив с вала.

Снять крышку генератора (понадобится соответствующий съемник).

Ремонт основных неисправностей генератора своими руками

Если произошло замыкание обмотки, заменой элемента обойтись не удастся. В случае обрыва обмотки её можно восстановить или установить новые провода. Нередко проблема возникает возле контактных колец.

Помимо этого, поломка может быть вызвана распайкой одного из окончаний обмотки. Для выхода из ситуации отматываем виток в зоне разрыва с роторной обмотки.

После этого удаляем отломанную часть обмотки с контактного кольца и припаиваем в это место предварительно отмотанный провод. Если провод просто отпаялся, его надо просто припаять обратно.

Если генератор обеспечивает чрезмерно сильный либо слабый заряд, необходимо заменить реле. Если во время проверки напряжения вы убедились, что генератор работает нормально, однако на приборном щитке горит лампочка, это может свидетельствовать о том, что сгорел соответствующий диод. Эти диоды расположены в генераторе, для их замены прибор придется разбирать.

Как видите, ремонт генератора своими руками вполне реально сделать. Для этого нужно иметь лишь определенные знания и немного навыков. Во время проверки и замены отдельных элементов устройства советуем придерживаться основных правил безопасности.

Многие автомобилисты сталкиваются с проблемой свиста ремня генератора. О её устранении читайте в одной из наших статей.

Как проверить автомобильный генератор

В идеале генератор надо проверять на стенде, где он будет раскручен до номинальных оборотов и максимально нагружен с проверкой отдаваемой в таком режиме мощности.

Но можно приблизительно проверить его и не снимая с автомобиля.

1. К выходной клемме генератора подключается цифровой вольтметр (например, в составе мультиметра).
2. Двигатель запускается. Показания вольтметра должны увеличиться до номинальных 14 – 14,5 вольт. Исключением станет случай, когда батарея сильно разряжена, тогда напряжение будет расти постепенно, по мере заряда.
3. Двигатель выводится на средние или высокие обороты, а в автомобиле включаются фары и другие мощные потребители, общей потребностью не превышающие полную мощность генератора. Напряжение должно остаться стабильным, значит генератор отдаёт свою положенную мощность.
4. От генератора не должно раздаваться характерных воющих звуков изношенных подшипников. При появлении сомнений достаточно снять ремень и прокрутить шкив вручную. Ротор должен вращаться абсолютно плавно, без вибраций и люфтов.

Новый генератор очень надёжен и первые проблемы могут возникнуть лишь после пробега в 100-150 тысяч километров. Но часто эти приборы ходят значительно больше, особенно с промежуточной заменой щёточного узла.

Устройства генератора автомобиля

Из чего же состоит сам генератор, давайте перечисли эти части

1. Шкив – насадка на вале на которую одеваются ремни, связывающие генератор и двигатель и через этот шкив и ремень вращательно движение, передается от двигателя к валу генератора
2. Ротор генератора – металлический вал, на котором располагаются стальные втулки, между которыми в свою очередь расположена обмотка генератора, провода или выводы которой соединяются к закругленными контактными кольцами
3. Статор – это трубообразный отрезок из специальных стальных листов, между которыми особым образом наматывается трехфазная обмотка генератора автомобиля
4. Диодная сборка – служит для выпрямления напряжения автомобиля которое вырабатывает статор, а также преобразовывает его в постоянное напряжение
5. Регулятор напряжения – так же расположен на генераторе и выполняет функцию поддержания напряжения в сети автомобиля в заданных приделах, исключая непредусмотренные колебания, возникаемые во время езды или из-за атмосферных условий
6. Щеточный узел генератора – это так называемы специальные щетки, которые напрямую контактируют или так сказать трутся постоянно о кольцо ротора
7. Корпус генератора – является основным кожухом генератора, в котором и располагаются все вышеперечисленные узлы, а также является и системой предохранения от внешних воздействий и дополнительно служит радиатором охлаждения генератора

Вот схема генератора автомобиля для тех, кто понимает

А вот ротор поподробнее, фото автомобильного ротора ниже

• Вал самого ротора
• Полюса положительные и отрицательны на роторе
• Обмотка возбуждения
• Металлические контактные кольца

Как отремонтировать генератор самостоятельно?

В принципе, ремонт большинства неисправностей автомобильных генераторов не является чрезмерно сложным и заключается в основном в простейшем устранении причин. Такое техническое обслуживание подразумевает, что:

• все оторванные наконечники проводов припаивают на нужные места, предварительно зачистив концы наждачной бумагой;
• поврежденную изоляцию восстанавливают при помощи специальных материалов;
• ослабленные болтовые соединения затягивают.

А вот если диагностика показала, что сильно повреждена обмотка, то перемотка для генератора автомобиля неизбежна. Вообще, данная процедура сложная, поэтому, кто не уверен в своих силах, лучше довериться профессионалам. Хотя при желании перемотка может осуществляться и вами, только не поленитесь хорошо изучить этот вопрос предварительно. Нужно снять прежнюю обмотку, часто ее сжигают, и хорошенько почистить стартер стальной щеткой. Перед тем как перемотка начнется, измерьте, насколько выступали лобовые части, иначе вы рискуете, что в корпус отремонтированная деталь не влезет.

Дальше обычно считают количество витков и чертят схему, но в интернете вы можете найти уже готовый чертеж для вашей марки авто. Перемотка предполагает, что в каждый паз вы поместите кусочек изоляции. Она бывает разной, но главное, чтобы во время вязания проводки прокладки не повредились. Далее перемотка входит в финальную стадию, нам нужно лишь по указанной схеме аккуратно навязать провод. В конце аккуратно подгибаем прокладки, если они выступают за кольцо, закрепляем намотку, пропитываем специальным лаком и проверяем работоспособность.

Если техническое обслуживание проводится редко, то в какой-то момент вам придется существенно обновить агрегат. Приобрести же запчасти, необходимые для автомобильных генераторов, сегодня крайне легко. Поэтому не скупитесь, если уже тянуть дальше некуда. Все сносившиеся и вышедшие из строя подшипники и щетки генератора нуждаются в замене.

https://youtube.com/watch?v=jVnVRAGBa_g

Главная →

Устройство → Электрическая система → Генератор →