Руководство проводнику — приводы генераторов

Основные параметры генератора

Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:

• Напряжение. В соответствии с ГОСТ 52230-2004 выбирается из диапазона от 7,14 и до 28 В.
• Ток отдачи.
• Частота возбуждения и самовозбуждения.

Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин-1.

Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.

Принцип работы автомобильного генератора

Когда в замке зажигания поворачивается ключ, на обмотку возбуждения поступает ток через щёточный узел и контактные кольца. В обмотке наводится магнитное поле. Ротор генератора начинает двигаться с вращением коленчатого вала. Обмотки статора пронизываются магнитным полем ротора. На выводах обмоток статора возникает переменное напряжение. С достижением определённой частоты вращения, обмотка возбуждения запитывается непосредственно от генератора, то есть, генератор переходит в режим самовозбуждения.

Переменное напряжение преобразуется выпрямительным блоком в постоянное. В этом состоянии генератор занимается обеспечением требуемого тока для зарядки питания потребителей и аккумуляторной батареи.

Регулятор напряжения включается в работу при изменении нагрузки и частоты вращения коленчатого вала. Он занимается регулировкой времени включения обмотки возбуждения. Время включения обмотки возбуждения уменьшается при уменьшении внешней нагрузки и возрастании частоты вращения генератора. Время увеличивается при увеличении нагрузки и уменьшении частоты вращения. Когда же потребляемый ток превышает возможности генератора, включается в работу аккумуляторная батарея. На панели приборов имеется контрольная лампа, контролирующая работоспособное состояние генератора.

Основные параметры генератора:

• номинальное напряжение;

номинальная частота возбуждения;

номинальный ток;

частота самовозбуждения;

КПД (коэффициент полезного действия).

Номинальное напряжение составляет 12 либо 24 В, величина напряжения зависит от конструкции электрической системы. Номинальным током считается максимальный ток отдачи при номинальной частоте вращения (она составляет 6 000 оборотов в минуту).

Токоскоростная характеристика – это зависимость силы тока от частоты вращения генератора.

Кроме номинальных значений, токоскоростная характеристика имеет и другие точки:

• минимальный ток и минимальную рабочую частоту вращения (40-50% от номинального тока составляет минимальный ток);

максимальный ток и максимальную частоту вращения (не более чем на 10% максимальный ток превышает номинальный).

Клиноременный привод от средней части оси

В клиноременном приводе от средней части оси (рис. 56) с шестью клиновыми ремнями ведущий шкив 1 устанавливается на средней части оси 2 колесной пары, а ведомый 5 — на конце вала якоря генератора 4. Привод монтируется на тележке КВЗ-ЦНИИ с котлового конца вагона. Ведущий шкив состоит из двух полушкивов сварной конструкции, которые соединяются болтами. В полость шкива вложен запасный комплект клиповых ремней, закрытый металлическим кожухом. Необходимое натяжение ремней достигается при помощи натяжного приспособления 6. В клиноременном приводе генератора от средней части оси колесной пары все шесть ремней должны иметь одинаковое нормальное натяжение.
Уход за приводом предусматривает периодическую проверку крепления шкивов и подвески генератора, регулярную смазку трущихся частей привода, наблюдение за состоянием ремней и их натяжением.
В эксплуатации нередко наблюдается неравномерное вытягивание крайних ремней и даже их потеря из-за эксцентричности закрепления шкива на оси, перекоса, несоблюдения правил его посадки или смещения вдоль оси из-за ослабления крепительных болтов.
При обрыве в комплекте одного-двух ремней можно довести вагон до станции назначения, увеличив предварительно натяжение оставшихся ремней поджатием натяжной пружины на 5—10 мм. Одновременно необходимо сократить потребление электроэнергии в вагоне с 8 до 5,5 кВт. 
При сдвиге ведущего шкива на оси ремни необходимо снять и уложить в полость шкива, а вагон переключить на питание от соседнего вагона. Колесная пара со шкивом после прибытия к месту назначения выкатывается для устранения неисправности.
Износ ремней, особенно в углах большого основания трапеции, может появиться зимой из-за скоплений над шкивом генератора снега и льда. Их необходимо периодически счищать на стоянках поезда.
Для проверки плотности посадки шкива на его нажимные фланцы и ось в промежутках между болтами наносятся белилами две контрольные полосы шириной 30 мм в виде угла. Если в эксплуатации полосы не имеют взаимных смещений, значит шкив сидит на оси плотно.

Неисправности автомобильного генератора

Генератор автомобиля – это один из узлов, обеспечивающий электричеством бортовую сеть и производящим зарядку аккумуляторной батареи. Кроме этого, генератор является наиболее нагруженным в процессе эксплуатации автомобиля и, соответственно, ресурс его работы определяется как временной характеристикой, так и своевременностью технического обслуживания. Возникновение неисправности автомобильного генератора влечет за собой отсутствие зарядки аккумулятора и в конечном итоге полную остановку транспортного средства.

Какие могут появиться симптомы, характеризующие о скорой поломке? При работающем двигателе на холостом ходу прослушивается низко тональный шум или однородный звук скрежета металлических деталей, частое включение на панели приборов аварийной лампы зарядки аккумуляторной батареи, запотевание поверхности аккумуляторной батареи.

Основными неисправностями являются:

• износ или разрушение подшипников;
• износ, поломка или зависание щеток;
• неработоспособность регулятора напряжения;
• отсутствие контакта в узловых контактных точках;
• неработоспособность выпрямительных диодов;
• загрязнение между ротором и статором.

Возможны также и другие характерные признаки не эффективной работы – это снижение освещенности ближнего света фар, мерцание освещения на панели приборов, падение давления в топливной рампе из-за недостаточного напряжения на бензонасосе.

Низкий уровень напряжения бортовой сети влияет и на динамические показатели работы двигателя, а также увеличения путевого расхода топлива.

Неисправности делят на виды, в зависимости от части повреждения: механическая и электрическая.

Перед снятием генератора с автомобиля с целью его ремонта электрической части желательно выявить возможные повреждения или обрывы проводов, проверить целостность предохранителей. Проверка предохранителей осуществляется тестером или светодиодной «контролькой».

Проверка механической части, заключается в определении износа или поломки подшипников, коллекторных щеток, трещин в передней и задней крышках, визуальной оценкой приводного ремня.

Для каждого вида неисправностей существуют индивидуальные способы проверок механической части и электрической.

Например, в области размещения генератора вращаются не только ротор с подшипниками, но и ролики натяжителя ремня ГРМ, помпа и дополнительно установленные узлы (компрессор кондиционера, насос усилителя руля и т.д.). В этой совокупности вращающихся деталей сложно различить шум подшипников генератора, и чтобы проверить вызывает ли он шум достаточно снять приводной ремень (отключить вращение ротора) и запустить двигатель. Если шум не прослушивается, то это значит имеется повреждение механической части, а именно подшипник (по статистике – это наиболее частая поломка).

Неисправности генератора и способы их устранения

Электрооборудование автомобиля имеет свойство ломаться. При этом наибольшие проблемы возникают с АКБ и генератором.

В случае выхода из строя любого из этих элементов эксплуатация ТС в нормальном режиме работы становится невозможной или же авто оказывается вовсе обездвиженным.

Все поломки генератора условно делятся на две категории:

• Механические. В этом случае проблемы возникают целостностью корпуса, пружин, ременным приводом и прочими элементами, которые не связаны с электрической составляющей.
• Электрические. Сюда относятся неисправности диодного моста, износ щеток, замыкание в обмотках, поломки реле регулятора и прочие.

Теперь рассмотрим список неисправностей и симптомы более подробно.

1. На выходе недостаточный уровень зарядного тока:

• Пробуксовка приводного ремня. Решение — натянуть ремень и проверить подшипники на факт исправности, симптомы – свист ремня генератора.
• Зависание щеток. Для начала стоит вычистить щеткодержатель и щетки от загрязнений и убедиться в достаточности усилия.
• Обрыв цепочки возбуждения, подгорание контактных колес. Первая проблема решается путем поиска и устранения обрыва, а вторая — посредством зачистки и проточки контактных колец (если это требуется).
• Выход из строя регулятора напряжения.
• Задевание ротором статорного полюса.
• Обрыв цепочки, объединяющий генератор и АКБ.

2. Вторая ситуация.

Когда автомобильный генератор выдает необходимый уровень тока, но АКБ все равно не заряжается.

Причины могут быть разными:

• Низкое качество протяжки контакта «массы» между регулятором и основным узлом. В этом случае проверьте качество контактного соединения.
• Выход из строя реле напряжения — проверьте и поменяйте его.
• Износились или зависли щетки — замените или очистите от грязи.
• Сработало защитное реле регулятора из-за наличия замыкания на «массу». Решение — отыскать место повреждения и убрать проблему.
• Прочие причины — замасливание контактов, поломка регулятора напряжения, витковое замыкание в обмотках статора, плохое натяжение ремня.

3. Генератор работает, но издает повышенный шум.

Вероятные неисправности:

• Замыкание между витками статора.
• Износ места для посадки подшипника.
• Послабление шкивной гайки.
• Разрушение подшипника.

Ремонт генератора автомобиля всегда должен начинаться с точной диагностики проблемы, после чего причина устраняется путем профилактических мер или замены вышедшего из строя узла.

Принцип работы

Перед началом работы в автомобиле включается зажигание, и на управляющий контакт генератора поступает напряжение через лампочку. Поскольку энергию генератор в этот момент не вырабатывает, то напряжение на контакте отсутствует, и лампочка оказывается под потенциалом аккумуляторной батареи. Индикатор светится, через обмотку возбуждения протекает начальный ток.

После запуска мотора вращающееся поле обмотки возбуждения на роторе создаёт ответную индукцию в обмотках статора и генератор начинает вырабатывать электроэнергию. Дополнительные диоды поднимают напряжение на контакте лампочки, перепад на ней отсутствует, и она перестаёт светиться, сигнализируя, что всё в порядке, генератор работает.

Электронная схема в реле-регуляторе щёточного узла отслеживает выходное напряжение, увеличивая или уменьшая ток возбуждения, таким образом поддерживая выход на заданном уровне, обычно это 14-15 вольт, в зависимости от типа применённого аккумулятора и его температуры.

Батарея под таким напряжением перестаёт отдавать ток и переходит в режим заряда или удержания, выполняя роль дополнительного фильтрующего элемента, поскольку напряжение генератора пульсирует с частотой трёхфазного выпрямителя.

Если включено много потребителей, а обороты двигателя малы, прибор не в состоянии отдавать требуемую мощность, напряжение уменьшается, а часть потребителей начинает питаться от аккумулятора.

При добавлении оборотов генератор увеличивает мощность, питает потребителей, а избыток её идёт на зарядку аккумулятора. Если батарея заряжена, а мощность избыточна, то реле-регулятор уменьшает ток возбуждения, чтобы не допускать опасного роста напряжения в сети.

Как проверить генератор автомобиля

Есть два основных способа проверки работоспособности генератора.

Первый считается надежным «дедовским» способом, но используется сегодня исключительно на карбюраторных авто. Чтобы проверить генератор, запустите двигатель и снимите отрицательную клемму с АКБ. Если электроника автомобиля продолжает исправно функционировать, то это значит, что генератор исполняет свои функции на уровне, достаточном для работы авто.

Ни в коем случае не применяйте этот способ на современных автомобилях!

Второй способ потребует специального измерительного прибора — мультиметра. Для проверки работы генератора выставьте мультиметр в режим измерения постоянного напряжения от 0 до 20 вольт. На остановленном двигателе подключите черный щуп к минусовой клемме АКБ, красный — к плюсовой. Исправный аккумулятор покажет напряжение около 12,5 вольт. Не отключая мультиметр запустите двигатель. Рабочий генератор подаст заряд на АКБ, и показания на дисплее прибора вырастут. Нормальным считается заряд от 13,5 до 14,5 вольт. Напряжение ниже 13 вольт указывает на явные проблемы с генератором. Также можно на холостых оборотах включить несколько потребителей электроэнергии (обогрев стекол, фары, печку и др.) и посмотреть на показания мультиметра. Просадка напряжения ниже 13 вольт говорит о возможных проблемах в системе зарядки аккумулятора. В этом случае рекомендуется провести диагностику генератора, так как при таком напряжении эксплуатация автомобиля в зимний период будет приводить к систематической недозарядке аккмулятора и, как следствие, незапуску двигателя в морозы.

Для постоянного контроля работоспособности генератора мы рекомендуем обзавестись портативным вольтметром (он имеет также ряд дополнительных функций) или цифровым тестером, работающим от прикуривателя. Он будет отслеживать напряжение в сети и сообщать автовладельцу о проблемах до полного отказа генератора.

Если вам нужна помощь в подборе измерительных приборов, заполните форму ниже.

Кроме того, не помешает проверить состояние подшипников. Для этого потребуется снять приводной ремень и вручную прокрутить ротор генератора за шкив. Хруст шариков, ступенчатость вращения или легкие подклинивания указывают на износ подшипников. Также можно проверить люфт ротора. Если при покачивании шкива в вертикальной плоскости ощущается даже небольшое биение — подшипники критически изношены. Чтобы избежать проблем с генератором, их нужно заменить.

Что выгодней — починить или купить новый генератор?

Это вопрос насущный, и его задают очень многие, у кого ломался генератор. Ответим на него просто и логично: все будет зависеть от поломки. Многое можно починить в генераторе не очень дорого. Замена всевозможных подшипников, шкива, диодов, роторных колец и так далее. Даже в мастерской порядок цен приятно удивит, вот пример рандомной московской мастерской:

Новый же оригинальный генератор даже на бюджетную иномарку может стоить несколько десятков тысяч рублей. Заменитель (неоригинал) дешевле, но все равно 10-15 тысяч рублей. Это видно на примере далеко не нового Ford Focus II:

Такую покупку вряд ли можно назвать логичной, если автомобиль старый или произошла несерьезная поломка, которая обойдется в мастерской максимум в 2-3 тысячи рублей.

А вот если генератор старый и ему придется производить перемотку статора/ротора генератора, то здесь уже задумаешься, является ли этот сложный и трудоемкий процесс целесообразным или лучше купить новый генератор? Ведь средняя стоимость перемотки может доходить до половины стоимости нового узла, а в некоторых слоучаях и больше (при этом гарантию дают не все компании, а которые и дают, то не более 12 месяцев). Уж лучше в таком случае купить генератор на разборке. Он тоже «кот в мешке», но дешевле.

Для чего в автомобиле нужен генератор?

В современном автомобиле практически каждая система контролируется датчиками, фиксирующими их разные режимы работы. Если бы все эти элементы работали за счет заряда аккумулятора, то авто не смогло бы даже успеть прогреться, как АКБ полностью разрядится.

Чтобы в процессе работы мотора каждая система питалась бы не за счет батареи, устанавливается генератор. Он работает исключительно при включенном ДВС и нужен для:

1. Подзаряжать аккумулятор;
2. Обеспечивать достаточной энергией для каждого узла электросистемы машины;
3. В аварийном режиме или при максимальной нагрузке выполнять обе функции – и подпитывать АКБ, и обеспечивать энергией электрическую систему транспортного средства.

Подзаряжать аккумулятор нужно, потому что при запуске мотора используется исключительно энергия батареи. Чтобы при движении автомобиля аккумулятор не разряжался, не рекомендуется включать много потребителей энергии.

Например, в зимний период некоторые водители при прогреве салона включают климатическую систему авто и обогреватели стекол, а чтобы этот процесс не проходил скучно – еще и мощную аудиосистему. Как результат – генератор не успевает вырабатывать столько энергии и частично она берется из аккумулятора.

Неисправности генератора

1. Генератор генерирует ток с очень низким напряжением.
2. Генератор перестал вырабатывать электрический ток.
3. Лампа приборной панели сигнализирует о поломке генератора.
4. Генератор генерирует ток выше оптимальной нормы.
5. Возникли посторонние шумы при работе генератора.

Прежде чем приступить к ремонту генератора проверьте состояние приводного ремня генератора на износ, натяжку ремня (проверка проводится нажатием на него, ремень не должен прогибаться больше чем на 2мм). Если ремень не сильно изношен, натяжку можно исправить, немножко его подтянув. Проверьте натяжной ролик генератора, он должен легко прокручиваться и не издавать лишних звуков (если ролик плохо прокручивается и издает лишние звуки, следует его заменить). Затем следует снять и разобрать генератор для проверки технического состояния генератора.

Диагностика генератора

В дальнейшем, вам пригодятся следующие измерительные приборы для проверки технического состояния генератора:

• амперметр;
• вольтметр;
• реостат.

Многое нам может сказать частота вращения ротора генератора, которую мы можем проверить по тахометру на панели приборов. Нормальные показатели тахометра при рабочем генераторе должны находиться в пределах от 2000 до 5000 об/мин.

Причины неисправности и ремонта генератора, возможные причины поломки генератора:

Если при проверке вы обнаружили, что генератор не вырабатывает заряд, этому могут быть следующие причины:

1. Перегорели контакты или предохранитель.
2. Поломка или износ щеток генератора.
3. Неисправность реле регулятора.
4. Обрыв в статорной или роторной цепи, вследствие замыкания в обмотке.

Устранение выше перечисленных неисправностей генератора решается заменой изношенных деталей.

Как снять и разобрать генератор. Разборка генератора своими руками.

1. Снять щеткодержатель с регулятором напряжения, предварительно открутив все крепления.
2. Снять натяжные болты и крышку со статором.
3. Отсоединить фазные обмотки от выводных проводов блока выпрямления, после чего снять крышку со статора.
4. Снять шкив с вала генератора и переднюю крышку с помощью съемника.

Ремонт генератора

В случае замыкания обмотки генератора или обрыва обмотки необходимо заменить провода новыми. Обычно обмотка обрывается в непосредственной близости с контактными кольцами

Обратите внимание на концы обмотки, не произошла ли распайка. Чтобы устранить эту неисправность достаточно отмотать виток в области разрыва назад с обмотки ротора. Снимите отломанный конец обмотки с контактного кольца и припаяйте отмотанный провод.

Снимите отломанный конец обмотки с контактного кольца и припаяйте отмотанный провод.

Если вы обнаружили, что генератор генерирует слабый или чрезмерно сильный заряд, это является признаком неисправности реле генератора. Устранить поломку можно путем замены реле генератора. Если генератор исправен, а лампочка мигает, это свидетельствует о поломке диода питания лампочки в индикаторе. Такая поломка устраняется заменой диода в генераторе.

Посторонние шумы при работе генератора указывают на износ подшипника ротора. Следует разобрать генератор, снять подшипник, осмотреть на дефекты. Если подшипник генератора изношен, замените его.

Для сборки генератора следует провести все действия в обратной последовательности. Ремонт генератора можно выполнить своими руками, в своем гараже, главное соблюдайте технику безопасности, аккуратнее с электроприборами, внимательно запоминайте последовательность разборки генератора, для того, чтобы долго не сидеть над его сборкой.

Устройство генератора ВАЗ 2101, ВАЗ 2102, ВАЗ 2104, ВАЗ 2105, ВАЗ 2106, ВАЗ 2107, ВАЗ 2108, ВАЗ 2109, ВАЗ 2110

1– «отрицательная» щетка; 2 – щеткодержатель; 3 – «положительная» щетка; 4 – колодка штекера нулевого провода; 5 – изолирующие втулки контактного болта; 6 – выпрямительный блок; 7 – контактный болт; 8 – статор; 9 – ротор; 10 – внутренняя шайба крепления подшипника; 11 – крышка со стороны привода; 12 – вентилятор в сборе со шкивом; 13 – наружная шайба крепления подшипника; 14 – передний подшипник ротора; 15 – дистанционное кольцо; 16 – стяжной болт; 17 – поджимная втулка; 18 – крышка со стороны контактных колец; 19 – буферная втулка; 20 – втулка

Для чего в машине нужен генератор

Вся энергия в бортовую сеть поступает от двигателя внутреннего сгорания. Механическая энергия вращения его коленчатого вала должна быть преобразована в электрическую. Эту роль и выполняет генератор.

В типовом варианте его ротор снабжён шкивом, на который надет гибкий ремень, передающий вращения от аналогичного шкива на носке коленчатого вала. Параллельно от того же ремня могут приводиться и прочие навесные агрегаты, но традиционно он именуется генераторным.

На выходе генератора образуется электрическое напряжение, способное поддерживаться в заданном диапазоне при отдаче любого тока от нуля до максимума, лимитированного номинальной мощностью.

Эту мощность прибор отдаёт при максимально допустимых оборотах ротора, привязанных к предельной частоте вращения коленвала путём подобранного передаточного соотношения ременного привода.

Преимущества и недостатки

Обгонная муфта имеет следующие преимущества:

• автоматическое включение и отключение механизма (муфта не нуждается в наличии приводов управления);
• с помощью механизмов свободного хода упрощаются конструкции узлов и агрегатов машины;
• простота конструкции.

Принцип работы обгонной муфты

Отметим, что обгонная муфта с храповым механизмом более надежна, чем устройство с роликами. При этом храповый механизм является ремонтопригодным, в отличие от механизма с роликами. Попытки починить роликовую обгонную муфту – это пустая трата времени, так как она является неразборным узлом. Обычно при ее поломке устанавливается новая аналогичная деталь. При монтаже новой роликовой муфты нельзя применять ударные инструменты, так как механизм может заклинить.

Обгонная муфта не лишена недостатков. Минусы роликового механизма свободного хода следующие:

• невозможность регулирования;
• строгая соосность валов;
• повышенная точность изготовления.

Обгонная муфта с храповым механизмом имеет следующие недостатки:

• Главный недостаток – удар при зацеплении собачки с зубьями. Из-за этого такой тип механизма свободного хода не может быть применен в узлах, работающих с большими скоростями, или в случаях, когда требуется большая частота включений.
• Храповый механизм вращается с характерным шумом. Отметим, что сейчас имеются механизмы, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает храповое колесо и, соответственно, не издает шума.
• Из-за больших нагрузок зубья храпового колеса стираются, после чего обгонная муфта выходит из строя.

Маркировка клемм на корпусе

При самостоятельной диагностике мультиметром для владельца актуальна информация, как маркируются клеммы, выведенные на корпус генератора. Единого обозначения не существует, но общие принципы соблюдаются всеми производителями:

• с выпрямителя выходит «плюс», маркирующийся «+», 30, В, В+ и ВАТ, «минус», обозначенный «–», 31, D-, B-, E, M или GRD;
• от возбуждающей обмотки отходит клемма 67, Ш, F, DF, E, EXC, FLD;
• «плюсовой» провод от дополнительного выпрямителя на контрольную лампу обозначен D+, D, WL, L, 61, IND;
• фазу можно узнать по волнистой линии, буквам R, W или STA;
• нулевая точка статорной обмотки обозначена «0» или МР;
• клемма реле регулятора для подключения к «плюсу» бортовой сети (обычно АКБ) обозначена 15, Б либо S;
• кабель от замка зажигания должен подключаться к клемме регулятора напряжения, маркированной IG;
• бортовой компьютер подсоединяется к выводу реле регулятора с обозначением F или FR.

Рис. 22 Расположение клемм на корпусе генератора

Других обозначений не существует, а вышеуказанные присутствуют на корпусе генератора не в полном объеме, поскольку встречаются на всех существующих модификациях электроприборов.