Кожен автомобіль оснащується бортовою електричною мережею, яка виконує багато функцій – запуск силової установкиза допомогою електростартера, створення іскрового розряду для займання горючої суміші (бензинові мотори), забезпечення світлозвукової сигналізацією та освітленням, підвищення комфортабельності в салоні та ще ряд інших. Але той же стартер, лампи і приводні двигуни є споживачами електрики і для того, щоб забезпечити електроенергією в авто є два джерела електричного струму- Акумулятор та генератор.
АКБ забезпечує бортову мережу авто енергією до того моменту, поки силова установка не запуститься. Особливістю акумуляторної батареї є те, що вона електричний струм не виробляє, а лише утримує його в собі і при потребі віддає. Тому використовувати тільки акумулятор неможливо, оскільки він просто згодом розрядиться, тобто віддасть всю накопичену енергію. І станеться це швидко, якщо часто запускати мотор, оскільки стартер є одним з найсильніших споживачів бортової мережі.
Щоб після запуску силової установки відновити заряд акумулятора, а також забезпечити енергією всі інші електроприлади, використовується генератор. Цей електричний елемент, на відміну від акумулятора, виробляє електрику, при цьому робити це може постійно. Але для вироблення електроструму необхідна механічна робота– обертання однієї із складових частин генератора – ротора.
Тому поки двигун не запущений, генератор не здатний виробити енергію, і бортова мережа запитується лише від акумулятора.
Генератор - той самий електродвигун, але робота його виконується з точністю до навпаки. Якщо ел. двигун подається енергія, щоб отримати механічна дія- обертання ротора, то у генератора - обертання забезпечує вироблення електричної енергії.
Якщо по-простому, то принцип дії генератора такий: при обертанні ротора він утворює магнітне поле, що впливає на статорну обмотку, через що в ній з'являється електричний струм, який і використовується для живлення бортової мережі.
Але є й певні нюанси у роботі даного елементабортової мережі. Сучасний автомобільний генератор є трифазним та забезпечує на виході змінний струм, який не підходить для електрозабезпечення бортової мережі авто, оскільки в ній використовується постійний струм. До того ж, генератор повинен виробляти електроенергію з певними показниками, щоб не завдати шкоди споживачам. Тому в даний пристрій включено ряд елементів додаткового оснащення.
Пристрій генератора
Генератор у розрізі
Отже, основними елементами генератора є:
- ротор – рухома складова
- статор – нерухома.
Ротор - це вал, на якому розташовується обмотка збудження, дві полюсні половини, що утворюють полюсну систему і контактні кільця. Основне завдання обмотки збудження – створення магнітного поля. Але для досягнення цього ефекту на неї потрібна подача електричного струму невеликого значення. Поки двигун не запущений струм для збудження поля, береться від акумулятора. Після запуску та досягнення певних оборотів, на обмотку починає подаватися струм, вироблений генератором, тобто прилад переходить у режим самостійного збудження.
Обмотка збудження вміщена між двома полюсними половинками. Ці половинки виготовлені методом штампування, що дозволило сформувати на них по 6 дзьобоподібних виступів, які розміщені поверх обмотки.
Контактні кільця потрібні подачі електричного струму на обмотку. До цих обручок підходять висновки обмотки збудження.
Додатково на роторі розташовуються шків приводу, вентилятор охолодження та підшипники кочення.
Статор призначений для отримання змінного струмущо утворюється через вплив магнітного поля ротора. Складається він із двох частин – сердечника та обмоток. Сердечник є пакет, зібраний з листової сталі. У ньому зроблені пази, в які укладаються обмотки – три штуки (три фази). Укладання їх проводиться петльовим чи хвильовим методом. При цьому вони об'єднані між собою за однією з таких схем - "зірка" або "трикутник".
Схема "зірка" зводиться до того, що одні кінці кожної з обмоток з'єднані в одній точці, інші кінці є висновками. У «трикутнику» з'єднання обмоток виконано по кільцю – перша обмотка приєднана до другої, друга – до третьої, третя – до першої. Точки з'єднання обмоток є висновками.
Ротор поміщається всередину статора, а той, у свою чергу, затискається між двома кришками корпусу. У цих кришках є і посадочні місцяпід підшипники ротора. У передній кришці (та, що з боку шківа) виконані вентиляційні отвори.
У задній кришці розміщені інші необхідні елементи:
- блок щіток;
- діодний міст, він випрямляючий блок;
- регулятор напруги.
Блок щіток призначений передачі електричного струму на обмотку збудження. Для цього даний блоквключає в свою конструкцію дві пружні графітні щітки, розміщені в корпусі. Пружини підтискують ці щітки до контактних кільців, але жорсткого з'єднання між ними немає.
Відео: Автомобільний генератор. Влаштування генератора. Дуже цікаво!
Діодний міст забезпечує перетворення змінного струму на постійний. Конструкція його включає шість діодів, встановлених у тепловідвідні пластини. На кожну з обмоток статора припадає по два діоди - плюс і мінус.
Регулятор напруги – елемент, що забезпечує підтримку вихідної напруги в заданому діапазоні. Справа в тому, що від оборотів мотора залежить кількість і параметри енергії, що виробляється. АКБ ж дуже «чутлива» до напруги, що подається на неї. Якщо воно буде недостатнім, то акумулятор має недозаряд, а при надлишку його – перезаряд. І те, й інше призводить до значного зниження ресурсу АКБ. на сучасних автовикористовуються напівпровідникові електронні регулятори, які найчастіше виконані разом із блоком щіток.
Як працює автомобільний генератор
Тепер про те, як усе працює. При включенні запалення на обмотку збудження подається напруга через блок щіток та контактні кільця, через що навколо неї з'являється магнітне поле. Оскільки ротор після запуску двигуна постійно обертається, і магнітне поле його обмотки разом з ним. Це поле впливає на обмотки статора, через що на їх висновках з'являється змінний електричний струм, який подається на випрямний блок. На виході з нього йде постійний струм, який надходить на регулятор напруги. Частина його подається на щітки для забезпечення режиму самозбудження, решта йде на підзарядку АКБ та запитку споживачів.
Регулювання вихідної напруги регулятором організовано досить легко. Оскільки він пов'язаний з блоком щіток, то він просто змінює напругу, що подається на обмотку збудження, що в свою чергу позначається на магнітному полі і кількості виробленої енергії. Ще одна особливість роботи регулятора – термокомпенсація. Вона зводиться до того, напруга, що подається на акумулятор, змінюється від температури. При низькій температурі напруга – підвищена, але в міру зростання температурного показниканапруга знижуватиметься.
Відео: Швидка перевірка ГЕНЕРАТОРА не встановлюючи на авто
Основні несправності генератора
Генератор має цілком надійну конструкціюале й у нього бувають несправності. Їх можна поділити на механічні та електричні.
- Механічні несправності зазвичай з'являються через знос, якому піддаються підшипники, щітки, приводний реміньта шків. Зазвичай ці поломки виявити нескладно, оскільки вони супроводжуються появою сторонніх шумів чи писку з боку генератора. Усуваються ці несправності зазвичай заміною зношеного елемента.
- Електричних несправностей більше – обрив чи замикання обмоток ротора чи статора, пробій діодів, вихід із ладу регулятора. Ці несправності як виявити, і усунути складніше. При цьому електричні несправностідосі виявлення можуть негативно вплинути на АКБ. Наприклад, несправний регулятор забезпечує постійний перезаряд батареї. Ознак у своїй ніяких особливих нічого очікувати, а виявити несправність можна лише шляхом виміру вихідної напруги з генератора. Але до моменту виявлення поломки регулятора він може завдати непоправної шкоди акумулятору.
Усі електричні несправності, крім обриву та замикання, зазвичай усуваються заміною несправного елемента. Що ж до проблем з обмотками, то вони виправляються перемотуванням.
Основним вузлом електричної мережі автомобіля по праву вважається генератор. Завдяки роботі цього пристрою забезпечується живлення струмом всіх споживачів енергії авто, починаючи від оптики та магнітоли та закінчуючи допоміжними девайсами, такими як навігатор та реєстратор. Одним із основних елементів даного механізмує статор генератора. Докладніше про його пристрій, діагностику та перемотування обмоток ви можете дізнатися в цій статті.
Пристрій та принцип роботи статора генератора
Статорний елемент складається з таких деталей:
- самі обмотки;
- сердечник чи пакет;
- висновки для підключення до випрямляючого пристрою.
Конструктивно статорний пристрій складається з трьох обмоток, у яких формується три різних значеннязмінного струму, така схема є трифазний висновок. До корпусу генераторного вузла підключається по одному кінці кожної обмотки, а другий кінець з'єднується з пристроєм, що випрямляє. Щоб посилити та сконцентрувати магнітне поле в обмотувальних елементах, проводок від кожної обмотки прокладається навколо сердечника, який, у свою чергу, має бути виконаний у вигляді металевих пластиків.
Обмотка статорного пристрою знаходиться в спеціальних пазах, кількість яких у більшості агрегатів становить 36. У пазу обмотка зафіксована за допомогою пазового клина, який також виконаний з ізоляційного матеріалу.
Можливі несправності: ознаки та причини
У роботі статорного механізму може статися два типи поломок - це обрив в обмотках або їхнє замикання на масу. Внаслідок тривалого впливу вологості та температурних перепадів на торцевій поверхні сердечника можуть розшаруватись та розтріскатися ізоляція. Це, у свою чергу, може стати причиною замикання та прискореного виходу з ладу агрегату в цілому. Незалежно від причини, ознака несправності одна - генераторний вузол перестає нормально функціонувати, у його роботі з'являються неполадки, також агрегат не може генерувати струм.
Перевірка статора генератора мультиметром
Як перевірити механізм щодо поломок? Залежно від несправності, статорний механізм то, можливо перевірений щодо обриву чи замикання.
Щоб зробити діагностику обриву, вам знадобиться мультиметр або контрольна лампочка:
- Візьміть тестер і активуйте його в режим омметра, а потім підключіть щупи до висновків обмотки. Якщо обрив у пристрої відсутній, тестер повинен вивести на дисплей значення опору, що становить близько 10 Ом. Якщо ж обрив у пристрої є, відповідно, струм до обмоток пройти не може, значення опору буде прагнути до нескінченності. У даному випадкунеобхідно провести перевірку всіх трьох висновків.
- Що стосується діагностики контролькою, то в даному випадку вам необхідно буде подати негативний заряд від акумулятора на один з контактів обмотувального пристрою. Для цього вам знадобиться ізольований провід. Позитивний заряд потрібно буде подати через контроль на інший контакт. Якщо джерело освітлення почало горіти, це говорить про те, що девайс працює нормально, якщо ні, то в системі є обрив. Процедуру перевірки потрібно буде повторити кожного висновку.
Щодо діагностики на предмет короткого замикання, вона також може бути проведена за допомогою тестера або лампи:
- Негативний щуп тестера слід підключити до статора, мультиметр потрібно налаштувати в режим омметра. Позитивний щуп з'єднується з контактом обмотки, різниці, з яким саме. Процедура повторюється з кожним висновком.
- Що ж до діагностики контролькою, вона здійснюється аналогічним чином. Негативний контакт акумулятора з'єднується з виведенням статорного механізму, а позитивний - від АКБ з будь-яким висновком. Якщо лампочка стала горіти, це говорить про те, що в механізмі є коротке замикання, якщо ні, пристрій працює в нормальному режимі. Діагностика здійснюється з кожним висновком (автор відео канал altevaa TV).
Інструкція з перемотування генератора своїми руками
Ремонт статора полягає у перемотуванні обмоток.
Як виконати цю процедуру своїми руками:
- Насамперед потрібно розібрати генераторний вузол і дістати з нього статор.
- Існуючі обмотки необхідно обпалити, щоб вони згоріли, але перед цим слід порахувати число витків і зробити відповідну схему для перемотування. При цьому на статорі потрібно буде відзначити місця висновків для початку та кінця обмотки. Не лякайтеся її палити, це не зіпсує залізо, його магнітні характеристики не порушаться.
- Після згоряння проводиться очищення.
- Далі, використовуючи такі матеріали, як синтофлекс або прессшпан, потрібно нарізати ізоляційні прокладки. Зверніть увагу, що вони повинні виступати з торців паза приблизно на 2.5-3 мм. Коли одна з прокладок буде зроблена та підігнана під розміри, відповідно до її ширини або довгої необхідно буде відрізати шматок стрічки. Потім, використовуючи цю прокладку, відрізати 36 шматків аналогічної довжини та встановити їх у пази.
- Потім здійснюється перемотування. Суть перемотування полягає в тому, щоб проводок з одного паза йшов хіба що хвилею відразу в четвертий. Намотавши половину витків на одній фазі, проводиться намотування в зворотний бікПри цьому вам необхідно перекрити порожні частини напівкотушок. Усі фази намотуються аналогічним чином.
- Коли фази будуть перемотані, вам необхідно буде закласти пази, встановивши в них частини прокладок, що виступають. Необхідно домогтися того, щоб виступаючі частини напівкотушок не виступали за межі металу всередину, а також за межі кріплення зовні. Для цього через проставки котушки слід обстукати.
- На даному етапі може перевірити і приміряти статор у кришці генераторного вузла, переконайтеся в тому, що обмотки не стосуються корпусу. Якщо ж дотик є, то його потрібно позбутися.
- Зробіть очищення та з'єднання висновків обмотувальних елементів, для цього скрутіть їх між собою та запаяйте. Також їх необхідно буде ізолювати, для цього можна використовувати текстильний кембрик.
- Перед безпосереднім з'єднанням потрібно переконатися в тому, що між фазами, а також на метал немає короткого замикання. Якщо замикання є, необхідно знайти місце контакту, після чого заізолювати його, для цього буде потрібно ще одна прокладка.
- Виконавши ці дії, вам потрібно буде зв'язати обмотувальний елемент та зафіксувати його контакти за допомогою кордової нитки. Якщо її немає, можна використовувати лляну нитку, але тільки не капронову, інакше при сушінні вона розплавиться і потече. Статорний механізм необхідно трохи підігріти, це робиться для просушування, після чого помістити його в ємність з просочувальним лаком або схожою речовиною. Меблевий лак не можна використовувати.
- Коли аксесуар просочиться, підвісте його і зачекайте якийсь час, поки весь лак не стече. Потім пристрій рекомендується помістити в духовку звичайної печі, яку потрібно налаштувати на мінімальне нагрівання, його краще буде підвісити, а під нього встановити стару кахельну плитку. Або щось подібне, головне, щоб лак не стікав на гарячий піддон. Зачекайте близько однієї години - якщо за цей час лак перестане липнути, то за такої ж температури вам потрібно буде сушити девайс ще близько 2 годин.
Фотогалерея «Самостійна перемотування статора»
1. Обпікніть та видаліть стару ізоляцію.
2. Підготуйте статор та встановіть прокладки.
3. Почніть перемотування, провід укладається «хвиля» з одного паза в четвертий.
4. Намотайте всі три фази.
5. Скріпіть висновки за допомогою кордової нитки.
6. Розкрийте статор лаком, просушіть та встановіть у генератор.
Висновок
Як бачите, процедура перемотування обмоток загалом — досить складна та кропітка процедура, впоратися з виконанням такого завдання зможе далеко не кожен. Загалом її виконання займе щонайменше чотири години вільного часу. При цьому якщо ви припуститеся помилок і дізнаєтеся про це тільки в кінці, то можна вважати, що час було витрачено дарма. Тому якщо ви не посидючі, то, можливо, є сенс придбати новий статор.
Автомобіль хоч і працює на бензині, але містить у собі безліч пристроїв, що працюють від електрики. Головним джерелом електричної енергії у машині є автомобільний генератор. По суті це внутрішня електростанція, яка перетворює обертання двигуна внутрішнього згорянняна електрику. Цією електрикою живляться всі електроприлади автомобіля, у тому числі за рахунок цього заряджається акумуляторна батарея, також є джерелом електрики при непрацюючому двигуні.
представлена наступному малюнку.
G – генератор;
Ph1…Ph3 – обмотки трифазного статора;
VD+ - силовий випрямляч, позитивні діоди;
VD1 - силовий випрямляч, негативні діоди;
C - конденсатор, що вирівнює високочастотні сплески напруги;
B + - позитивний силовий вихід генераторної установки;
VD1d+ - елементи обмотки збудження;
Ex - збуджуюча обмотка;
VR - вольт-регулятор напруги;
Accu - акумуляторна батарея;
+ - Позитивний вихід акумуляторної батареї;
IgnSw – перемикач запалювання;
H - індикатор заряду;
D+ - вихід "D+" генеруючої установки;
DF - вихід управління збудливою обмоткою;
R – пристрої, що споживають.
Схема підключення автомобільного генератора та принцип його роботи аналогічний для будь-яких автомобілів. Відмінності пов'язані тільки з якістю виробництва, потужністю та компонуванням вузлів у моторі. На всі сучасні машини встановлюються генераторні установки змінного струму, що включають сам регулятор напруги. Регулятор нормує силу струму в обмотці збудження, завдяки цьому варіюється потужність генераторної установки при постійному напрузі на силових вихідних клемах.
Сучасні автомобілі додатково оснащуються електронним блокомна регуляторі напруги, за допомогою чого бортовий комп'ютерконтролює величину навантаження на установку генератора.
В основі схеми автомобільного генератора лежить принцип електромагнітної індукції. Якщо котушку з мідного дроту обертати в магнітному полі, створюваному постійними магнітамиабо обмоткою збудження живиться від акумулятора, то у мідному дроті утворюється (індукується) електричний струм. Як правило, обмотка в якій генерується робоча напругаелектричного струму розташовується у статорі. Обмотка збудження розташовується на роторі (валі, що обертається).
на гібридних автомобіляхгенератор виконує функцію стартера-генератора і використовується в деяких інших системах типу стоп-старт.
за конструкційного виконанняавтомобільні генератори бувають компактні та традиційні. Вони відрізняються в основному лише компонуванням вентилятора, конструкцією корпусу, випрямляючими елементами та приводним шківом. Практично будь-який генератор складається: ротора, статора, корпусу, блоку регулятора напруги та випрямного та щіткового вузла.
1 – підтискна втулка; 2 – втулка; 3 – буферна втулка; 4 – задня кришка; задній підшипник, 9 – контактні кільця, 10 – вал ротора, 11 – щітки, 12 – висновок «30» 13 – щіткотримач, 14 – висновок «67», 15 – штекер нульового дроту, 16 – шпилька кріплення генератора, 17 – крильчатка вентиля – шків, 19 – пластини, 20 – кільце, 21 – передній підшипник, 22 – обмотка ротора, 23 – ротор, 24 – обмотка статора, 25 – статор, 26 – передня кришка
Для ВАЗ 2110:
1 – кожух, 2 – висновок «В+» для підключення споживачів? 3 – завадодавна ємність 2,2 мкФ, 4 – загальний висновокдодаткових випрямлячів (під'єднується до виведення «D+» блоку регулятора напруги), 5 – тримач позитивних випрямляючих діодів, 6 – тримач негативних діодів, 7 – висновки обмотки статора, 8 – блок регулятора напруги, 9 – щіткотримач, 10 – задня кришка, 11 – передня кришка, 12 – сердечник статора, 13 – обмотка статора, 14 – дистанційне кільце, 15 – шайба, 16 – конусна шайба, 17 – шків, 18 – гайка, 19 – вал ротора, 20 – передній підшипник вала ротора полюсні наконечники ротора, 22 - обмотка ротора, 23 - втулка, 24 - стяжний гвинт, 25 - задній підшипник ротора, 26 - втулка підшипника, 27 - контактні кільця, 28 - негативний діод, 29 - позитивний діод1 - Висновок «D» (загальний висновок додаткових діодів)
1 – акумулятор; 2,3 – негативний та додатковий діод; 4 – генератор; 5 – позитивний діод; 6 – статорна обмотка; 7 – регулятор напруги; 8 – роторна обмотка; 9 – ємність для придушення радіоперешкод; 10 – блок монтажний; 11 – контрольна лампаідикатор заряду батареї; 12 – вимірювач напруги вольтметр; 13,14 – реле та вимикач запалювання;
Для панелі приладівваз 2107
1 – акумулятор; 2 – негативний діод; 3 – додатковий діод; 4 – генератор; 5 – позитивний діод; 6 – обмотка статора; 7 – регулятор напруги; 8 - обмотка ротора; 9 - ємність придушення радіоперешкод; 10 - монтажний блок; 11 - контрольна лампа заряду акумуляторної батареї у комбінації приладів; 12 – вольтметр; 13 – реле запалювання; 14 – вимикач запалювання.
Схема з'єднань системи генератора Г-222 |
Для автомобіля ВАЗ 2105
1 – генератор; 2 та 3 – негативний та позитивний діод; 4 – обмотка статора; 5 – регулятор напруги; 6 – роторна обмотка; 7 – ємність для придушення радіоперешкод; 8 – батарея акумулятора; 9 – реле контрольної лампи заряду акумуляторної батареї; 10 – блок монтажний; 11 – контрольна лампа заряду АКБ у комбінації приладів; 12 – вольтметр; 13 – реле запалювання; 14 – вимикач запалювання
Для автомобіля ВАЗ 2107
1 – генератор;
2 – негативний діод;
3 – позитивний діод;
4 – обмотка статора;
5 – регулятор напруги;
6 – обмотка ротора;
7 – конденсатор для придушення радіоперешкод;
8 – акумуляторна батарея;
9 - реле контрольної лампи заряду акумуляторної батареї;
10 – блок монтажний;
11 - контрольна лампа заряду акумуляторної батареї у комбінації приладів;
12 – вольтметр;
13 – реле запалювання;
14 - вимикач запалювання
Основи роботи генератора |
Ротор - створює магнітне поле, що обертається, для цієї мети на валу є обмотка збудження. Вона розташовується у двох половинках полюса, у кожній з яких є шість виступів – їх називають дзьобами. Ще на валу знаходяться два контактні кільця і саме через них здійснюється живлення обмотки збудження. Кільця, зазвичай мідні, але іноді зустрічаються сталеві та латунні. До кільця приєднані висновки обмотки збудження.
На валу ротора є одна або дві крильчатки вентилятора і закріплений приводний ведений шків. Два необслуговувані кулькових підшипниківутворюють підшипниковий вузол ротора. З боку контактних кілець на валу дуже часто розташовується роликовий підшипник.
Статор застосовується для генерації змінного струму, складається з металевого осердя і обмотки, сердечник зібраний із сталевих пластин і має тридцять шість пазів для навивки обмоток, в пазах розташовані три обмотки, що утворюють трифазне з'єднання. Існують два методи укладання обмоток у пази статора – хвильовий метод та петльовий. Між собою обмотки з'єднуються за схемою «зірки» та «трикутника».
Переважна більшість конструктивних компонентів генератора розташована у корпусі. Корпус являє собою дві алюмінієві кришки – передню та задню. Передня знаходиться з боку приводного шківа, задня з боку контактних кілець. Між собою кришки скріплені болтами. На поверхні кришок є вентиляційні отвори та кріпильні лапки. Залежно від кількості лап розрізняють однолапне або дволапне кріплення генератора.
Щітковий вузол призначений для забезпечення передачі збудливого струму контактні кільця. Вузол складається з 2-х графітних щіток та притискних пружин, а також щіткотримача. Зазвичай щіткотримач знаходиться з регулятором напруги в одному модулі.
Випрямний вузол призначений для перетворення синусоїдальної напруги, що виробляється генератором, постійна напругадля бортової мережі автомобіля. У модулі розташовані - 6 силових напівпровідникових діодів, тобто на кожну фазу - по два випрямлячі, один на "позитивний", а інший на "негативний" висновок.
На більшості сучасних генераторів обмотка збудження приєднана через окрему контактну групу, що складається з двох діодів. Ці діоди перешкоджають протіканню струму розряду акумулятора через обмотку при двигуні, що не працює. Якщо обмотки з'єднані «зіркою», на нульовому виведенні міститься два силові додаткові діоди, забезпечуючи зростання потужності генератора до 15%. Випрямний блок приєднаний до схеми за допомогою спеціальних контактних майданчиків методом паяння, зварювання або з'єднання гвинтами.
Регулятор напруги – необхідний підтримки напруги з виходу генератора в заданих параметрах. регуляторів напруги. Він буває в гібридному та інтегральному виконанні.
Стабілізація напруги здійснюється за зміни частоти обертання коленвала двигуна. Регулятор напруги здійснює керування частотою прямування та тривалістю імпульсів. Крім того він здійснює зміну напруги для зарядки акумулятора при термокомпенсації в залежності від температури. довкілля. Чим вище температур, тим менше напруга надходить до акумулятора.
За допомогою ремінної передачі відбувається обертання ротора зі швидкістю, що в два-три рази перевищує частоту обертання. колінчастого валу. Залежно від конструкції генератора застосовується полікліновий чи клиновий ремінь.
Є ще індукторний генератор, тобто безщітковий. Він складається з ротора, що складається з набору тонких спресованих пластин з трансформаторного заліза. На статорі є обмотка збудження. За допомогою зміни магнітної провідності повітряного зазору між ротором та статором.
Якщо в автомобільному замкузапалювання повертаємо ключ, на обмотку збудження йде струм через щітковий вузол та контактні кільця. В обмотці створюється. Ротор генератора починає переміщатися разом із обертанням колінчастого валу. Обмотки статора пронизуються магнітним полемротора. На висновках обмоток статора виникає змінна напруга. З досягненням заданої частоти обертання, збуджуюча обмотка запитується від генератора, тобто генератор виявляється в режимі самозбудження.
Змінна напруга випрямляється у постійне. У цьому стані генератор генерує необхідний струм для заряджання живлення споживачів та акумулятора. Регулятор напруги підключається до роботи при зміні навантаження та частоти обертання валу. Час включення обмотки збудження знижується при зменшенні навантаження та зростанням частоти обертання генератора. Час збільшується зі зростанням навантаження та зниженням частоти обертання. Коли струм підтвердження перевищує можливості генератора, починає працювати акумуляторна батарея. На передній панелі приладів є контрольна лампа, що відображає стан генератора.
Після пробігу перших 2000 км та через кожні наступні 15000-20000 км необхідно перевіряти стан та натяг клинового ременяприводу генератора. Для цього сильно натискають великим пальцем на ремінь приблизно в середині. При цьому він не повинен прогинатися більш ніж на 5 мм, а якщо новий то не більше ніж на 2 мм. Якщо відстань прогину менша за клиновий ремінь необхідно натягнути або замінити.
Щоб демонтувати ремінь, у деяких моделях автомобілів необхідно послабити фіксуючі гвинти, а потім за допомогою монтування або потужної викрутки перемістити генератор до двигуна та зняти ремінь. У моделях авто з натяжним роликомна ролик натискають і за допомогою головки накидної послаблюють натяжки і знімають ремінь.
Для збільшення натягу ременя необхідно послабити фіксуючі гвинти, за допомогою викрутки трохи повернути генератор від двигуна і знову закріпити гвинт. У моделях з натяжним роликом останній самостійно регулює натяг ременя.
Перевіряючи клиноподібний або клиновидно-ребристий ремінь переконайтеся в тому, що останній не обшарпаний і на ньому відсутні тріщини та злами. Якщо вони є, ремінь потрібно замінити на новий. Якщо двигун оснащений подвійним клиноподібним ременем, ця пара повинна замінюватися разом.
Несправності генератора. При появі досить дзвінкого, металевого шуму, необхідно перевірити, чи не ослаблені гайки шківа. Якщо причина не в них, можуть бути пошкоджені підшипники або могло статися міжгвинтове замикання на масу.
При підключенні акумулятора, перевірте, чи правильне підключення до полюсних штирей. Крім того, не можна допускати від'єднання акумулятора від бортової мережі при включеному двигуні та відключених споживачах. Тому за будь-якого техобслуговування генератора необхідно перевіряти справність ланцюга заряду батареї.
Не можна допускати того, щоб дроти стикалися з корпусом регулятора напруги. Найкраще, всього розташувати їх на відстані 3-5 см. Тому що регулятор може сильно нагріватися в процесі роботи, а ізоляція проводів може порушитися. Кришка регулятора повинна бути дуже щільно притиснута до корпусу, а прокладка між кришкою і корпусом повинна відмінно ізолювати простір під кришкою.
Заміна щіток генератора. Щітки генератора необхідно перевірити після 50 000-60 000 км пробігу. Для цього не потрібно демонтувати генератор, а лише:
Від'єднайте кабель мінус від акумулятора, а потім відкрутіть регулятор напруги. Якщо зношені щітки виступають із щіткотримача менше 5 мм, їх необхідно замінити на нові. Перед встановленням регулятора з новим щіткотримачем, необхідно очистити гніздо щіткотримача від вугільного пилу, що накопичився. Для заміни щіток відпаяйте з'єднувальні дроти, а в разі потреби очистіть контактну поверхню та перевірте силу контакту пружин.
Встановивши нові щітки, перевірте, чи вільність їх ходу у тримачі. Потім злегка прикріпіть регулятор напруги стопорним гвинтом і з натиском, але дуже обережно встановіть в кінцеве положення і щільно закрутіть. Не забудьте після закінчення процесу заміни щіток генератора підключити кабель маси до батареї.
Іноді на новому автомобілі контрольна лампа на панелі може помилково показувати "відсутність заряду батареї". Це відбувається тому, що у нового генератора ще не встигли притертись щітки.
Електрична машина, що служить для перетворення механічної енергії на електричний струм, називається автомобільним генератором. Функція генератора, яку він виконує в автомобілі – це заряджання батареї акумулятора та живлення електричного обладнанняпри двигуні, що у робочому стані. Як автомобільний генератор служить генератор змінного струму.
Розташовується генератор у двигуні найчастіше в його передній частині, наводиться від колінного валу. На гібридних автомобілях генератор виконує роботу стартера-генератора, подібна ж схема використовується і в деяких інших конструкціях системи стоп-старт. В даний час фірми Denso, Delphe та Bosch займають перші місця у світі з випуску генераторів.
Існує два види конструкцій автомобільних генераторів: компактна і традиційна. Відмінності, що характеризують ці види, складаються з різниці в компонуванні вентилятора, відрізняються пристроєм корпусу, випрямляючим вузлом і приводним шківом, геометричними розмірами. Загальні параметри, що є в обох видах автомобільних генераторів, це:
- Ротор;
- Статор;
- Корпус;
- Регулятор напруги;
- Випрямний блок;
- Щітковий вузол.
| 1 - підтискна втулка | 14 - висновок «67» |
| 2 – втулка | 15 – штекер нульового дроту |
| 3 – буферна втулка | 16 - шпилька кріплення генератора |
| 4 – задня кришка | 17 – крильчатка вентилятора |
| 5 – гвинт кріплення випрямного блоку | 18 – шків |
| 6 – випрямний блок | 19 – пластини |
| 7 – вентиль (діод) | 20 – кільце |
| 8 – задній підшипник | 21 – передній підшипник |
| 9 – контактні кільця | 22 - обмотка ротора |
| 10 - вал ротора | 23 – ротор |
| 11 – щітки | 24 - обмотка статора |
| 12 - висновок «30» | 25 – статор |
| 13 – щіткотримач | 26 – передня кришка |
| 1 – кожух | 17 – шків |
| 2 – висновок «В+» для підключення споживачів | 18 – гайка |
| 3 – перешкододавлюючий конденсатор 2,2 мкФ | 19 - вал ротора |
| 4 – загальний висновок додаткових діодів (приєднується до виведення «D+» регулятора напруги) | 20 – передній підшипник валу ротора |
| 5 – тримач позитивних діодів випрямного блоку | 21 - дзьобоподібні полюсні наконечники ротора |
| 6 – утримувач негативних діодів випрямного блоку | 22 - обмотка ротора |
| 7 – висновки обмотки статора | 23 – втулка |
| 8 – регулятор напруги | 24 – стяжний гвинт |
| 9 – щіткотримач | 25 – задній підшипник ротора |
| 10 – задня кришка | 26 – втулка підшипника |
| 11 – передня кришка | 27 – контактні кільця |
| 12 - сердечник статора | 28 - негативний діод |
| 13 - обмотка статора | 29 - позитивний діод |
| 14 – дистанційне кільце | 30 – додатковий діод |
| 15 - шайба | 31 – висновок «D» (загальний висновок додаткових діодів) |
| 16 - конусна шайба |
1 – генератор; 2 – негативний діод; 3 – додатковий діод; 4 – позитивний діод; 5 – контрольна лампа розряду акумуляторної батареї; 6 – комбінація приладів; 7 – вольтметр; 8 – монтажний блок; 9 – додаткові резистори по 100 Ом, 2 Вт; 10 – реле запалювання; 11 – вимикач запалювання; 12 – акумуляторна батарея; 13 – конденсатор; 14 - обмотка ротора; 15 - регулятор напруги
Головне завдання ротора- створити магнітне поле, що обертається, для цієї мети на валу ротора і розташована обмотка збудження. Вона міститься у дві половини полюса, у кожній полюсній половині є шість виступів – вони називаються дзьобами. Ще на валу є контактні кільця, їх два, і саме через них йде живлення обмотки збудження. Кільця найчастіше виготовляються з міді, досить рідко зустрічаються сталеві кільця або латунні. Безпосередньо до кільця припаяні висновки обмотки збудження.
На валу ротора розміщується одна або дві крильчатки вентилятора (їх кількість залежить від конструкції) і закріплений ведений приводний шків. Два кулькових необслуговуваних підшипників складають підшипниковий вузол ротора. З боку контактних кілець на валу також може бути розташований роликовий підшипник.
Статор необхідний для створення змінного електричного струму, об'єднує металевий осердя і обмотки, осердя набрано з пластин, вони виготовлені зі сталі. Має 36 пазів для навивки обмоток, в цих пазах укладаються обмотки, їх кількість три штуки, вони утворюють трифазне з'єднання. Є два способи укладання обмоток у пази – хвильовий спосіб та петльовий. Між собою обмотки з'єднуються за схемами «зірка» та «трикутник».
Що таке ці схеми?
- "Зірка" - одні кінці обмоток з'єднуються в одній точці, а інші кінці - це висновки;
- «Трикутник» – кільцеве з'єднання кінців обмоток у послідовності, висновки виходять із точок з'єднання.
Щетковий вузол служить для забезпечення передачі струму збудження на кільця контакту. Він складається з двох графітних щіток, пружин, які їх притискають, та щіткотримача. У генераторах сучасних машинщіткоутримувач перебуває з регулятором напруги в єдиному нерозбірному вузлі.
Випрямний блок виконує функцію перетворення синусоїдальної напруги, який виробляє генератор, на напругу постійного струмубортової мережі автомобіля. Це пластини, які виконують роль тепловідведення, зі змонтованими діодами. У блоці - шість силових напівпровідникових діодів, на кожну фазу - по два діоди, один на "позитивний", а інший на "негативний" виведення генератора.
На багатьох генераторах обмотка збудження підключається через окрему групу, що складається з двох діодів. Ці випрямлячі перешкоджають проходженню струму розряду акумулятора через обмотку при непрацюючому двигуні. Коли обмотки з'єднані за принципом «зірка», на нульовому виведенні встановлюється два силові діоди додатково, дозволяючи збільшувати потужність генератора до 15 відсотків. Випрямний блок вимикається в схему генератора на спеціальних монтажних майданчиках за допомогою паяння, зварювання або з'єднання болтами.
Регулятор напруги- Його призначення підтримувати напругу генератора у певних межах. В даний час генератори оснащені напівпровідниковими електронними (або інтегральними) регуляторами напруги.
Конструкції регуляторів напруги:
- гібридне виконання – використання радіоелементів та електронних приладівв електронної схемиразом;
- інтегральне виконання – всі компоненти регулятора (крім вихідного каскаду) виконані з допомогою тонкопленочной мікроелектронної технології.
Регулятор напруги змінює напругу, що підводиться для заряджання акумуляторної батареї термокомпенсацією напруги (залежністю від t повітря). Чим вище температура повітря, тим менша напруга йде до акумуляторної батареї.
Привід генератора відбувається за допомогою ремінної передачі, що забезпечує обертання ротора зі швидкістю, що перевищує частоту обертання колінчастого валу в два-три рази. У різних конструкціях генератора може використовуватися полікліновий або клиновий ремінь:
- Клиновий реміньмає передумови для швидкого зношування (це залежить від певного діаметра шківа) так як область застосування клинового ременя обмежується розмірами веденого шківа.
- Полікліновий реміньвважається більш універсальним, застосовується при невеликих діаметрах веденого шківа, з його допомогою реалізується більше передавальне число. Сучасні моделігенераторів мають у своїх конструкціях полікліновий ремінь.
Коли в замку запалювання повертається ключ, на обмотку збудження надходить струм через щітковий вузол та контактні кільця. В обмотці наводиться магнітне поле. Ротор генератора починає рухатися з обертанням колінчастого валу. Обмотки статора пронизують магнітним полем ротора. На висновках обмоток статора виникає змінна напруга. З досягненням певної частоти обертання обмотка збудження запитується безпосередньо від генератора, тобто, генератор переходить в режим самозбудження.
Змінна напруга перетворюється випрямляючим блоком на постійне. У цьому стані генератор займається забезпеченням необхідного струму для заряджання живлення споживачів та акумуляторної батареї.
Регулятор напруги включається в роботу при зміні навантаження та частоти обертання колінчастого валу. Він займається регулюванням часу вмикання обмотки збудження. Час увімкнення обмотки збудження зменшується при зменшенні зовнішнього навантаження та зростанні частоти обертання генератора. Час збільшується зі збільшенням навантаження та зменшення частоти обертання. Коли струм, що споживається, перевищує можливості генератора, включається в роботу акумуляторна батарея. На панелі приладів є контрольна лампа, яка контролює працездатний стан генератора.
Основні параметри генератора:
- Номінальна напруга;
- номінальна частота збудження;
- номінальний струм;
- частота самозбудження;
- ККД (коефіцієнт корисної дії).
Струмошвидкісна характеристика- Це залежність сили струму від частоти обертання генератора.
Крім номінальних значень, токошвидкісна характеристика має й інші точки:
- мінімальний струм та мінімальну робочу частоту обертання (40-50% від номінального струму становить мінімальний струм);
- максимальний струм та максимальну частоту обертання (не більше ніж на 10% максимальний струм перевищує номінальний).
Відео
