Автомобильный генератор: устройство и принцип работы

Введение

Автомобильный генератор, который фактически является частью оборудования любого транспортного средства, можно сравнить с ролью электростанции в обеспечении энергией потребностей национальной экономики.

он является основным (при работающем двигателе) источником электроэнергии в автомобиле и предназначен для поддержания определенного и стабилизированного напряжения в электросети автомобиля через электрические провода, которые охватывают весь автомобиль изнутри. Принцип работы автомобильного генератора основан на теоретическом представлении работы классического электрического генератора, который преобразует неэлектрические формы энергии в электрическую.

В конкретном случае автомобильного генератора электрическая энергия вырабатывается путем преобразования механического вращательного движения коленчатого вала двигателя.

Вредные правила эксплуатации генератора (по Остеру)

Вот шаги «Как убить генератор за два шага»:

• правило «обратной полярности»: поменяйте местами провода аккумулятора и вы устроите в генераторе необычную яркую вспышку, а также исходящее от нее световое облако. При этом вы испытаете незабываемое акустическое удовольствие, услышав щелчки и шипение, а также невероятный запах горящих ниток и, самое главное, ожог 1-3 степени, в зависимости от ваших амбиций. Такая «хитрость» частично выводит из строя диодный мост, статор и регулятор, благо зажигание авто имеет шанс 1: 1000. Комбинация приборов, бортовой компьютер, магнитола и прочее бортовое сетевые компоненты могут быть отключены «побочными эффектами». Достоинство — осваивается новичками без длинных теорий;
• правило мойки — мойте двигатель в сборе как можно чаще и тщательно, большим количеством воды и пеной, особенно стартера генератора. Главное, чтобы поток воды обильно разряжал генератор изнутри, сушить его категорически запрещено, сразу заводим двигатель, включаем всех потребителей энергии и наблюдаем за эффектами. Если его нет, повторяем процедуру. Достоинство: сгоревший «ген» будет чистым;
• по старинке: выдергивая провод от вывода «+» для проверки заряда на работающем двигателе, это главное правило! Вероятность выхода из строя всех типов реле 50:50, главное для эффекта обеспечить много искр, а также включить все, что запитано от электричества;
• Мы «летаем» по лужам — многие даже не догадываются, что используют это правило во время дождя. Главное — всегда быть уверенным, что ваша машина по водонепроницаемости не сравнится с подводной лодкой: чем глубже лужа, тем ярче эффект. Важно выбрать скорость, с которой в моторный отсек поступает больше воды, важно выбросить все пластиковые крышки и ограждения! Главное преимущество в том, что трюк можно повторить везде, где есть вода (даже ручьи и реки), не выходя из машины;
• «Меломан»: надо установить самое дорогое радио, а точнее две, как можно больше колонок, хоть пару десятков, усилителей и пару сабвуферов, включить любимую музыку на полную громкость с помощью движка работает, если дым не выходит из-под капота, но воздух остается чистым, значит, вы купили слишком дешевое оборудование;
• «Старый аккумулятор»: метод требует некоторых знаний физики, хотя бы закона Ома. Берем батарею старую и чем она старше, тем больше вероятность того, что это будет закрытая банка. Возможно, аккумулятор будет излучать признаки быстрой работы, он непременно будет потреблять огромное количество энергии, но работа инжектора будет нестабильной, а о дальнем свете можно будет забыть. Главное, почаще использовать старую батарею — эффект не заставит себя ждать.

Основные параметры генератора

Модификация генератора адаптирована под параметры бортовой системы автомобиля. Вот параметры, которые учитываются при выборе источника энергии:

• Напряжение, которое выдает устройство, составляет 12 В в стандартном и 24 В для более мощных систем;
• Генерируемый ток не должен быть меньше необходимого для электросети автомобиля;
• Характеристики текущей скорости — это параметр, определяющий зависимость текущей силы от скорости вращения вала генератора;
• Эффективность: в большинстве случаев модель выдает показатель 50-60 процентов.

Эти параметры необходимо учитывать при обновлении автомобиля. Например, если в автомобиле установлено более мощное звукоусиление или кондиционер, электрическая система автомобиля будет потреблять больше энергии, чем может произвести генератор. По этой причине вам следует проконсультироваться с автоэлектриком о том, как правильно выбрать источник питания.

Для чего нужен регулятор напряжения

Ситуация: При работающем двигателе резко падает заряд АКБ или происходит перегрузка. Для начала нужно проверить аккумулятор и, исправно ли он работает, проблема в регуляторе напряжения. Регулятор может быть выносным или интегрированным в щеточную группу.

При высоких оборотах двигателя напряжение от генератора может возрасти до 16 вольт, что отрицательно сказывается на элементах аккумуляторной батареи. Регулятор «снимает» лишний ток, получая его от аккумулятора, а также регулирует напряжение в роторе.

Кратко о заряде, который должен давать генератор:

Маркировка клемм на корпусе

При проведении самодиагностики мультиметром информация актуальна для владельца, так как клеммы, подключенные к корпусу генератора, имеют маркировку. Единого обозначения нет, но все производители соблюдают общие принципы:

• от выпрямителя это «плюс», маркировка «+», 30, B, B + и BAT, «минус», маркировка «-», 31, D-, B-, E, M или GRD;
• вывод 67, Ш, F, DF, E, EXC, FLD запускается от обмотки возбуждения;
• «плюсовой» провод от дополнительного выпрямителя к контрольной лампе обозначен D +, D, WL, L, 61, IND;
• фаза обозначается волнистой линией, буквами R, W или STA;
• нулевая точка обмотки статора обозначается «0» или МП;
• релейный вывод регулятора для подключения к «плюсу» бортовой сети (обычно аккумулятор) обозначается цифрой 15, B или S;
• провод выключателя зажигания необходимо подключить к клемме регулятора напряжения с маркировкой IG;
• бортовой компьютер подключается к релейному выходу контроллера с маркировкой F или FR.

Других обозначений нет, да и вышеперечисленные полностью отсутствуют на корпусе генератора, так как они есть на всех существующих модификациях электроприборов.

Как проверить автомобильный генератор

Если ремонт генератора лучше доверить профессионалам, то проверку можно провести самостоятельно. В первом методе диагностики используется мультиметр:

1. Измеряем напряжение на выводах АКБ прибором при выключенном двигателе — оно должно быть около 12,7 В;
2. Заводим двигатель, не давая газу, выключаем всю бытовую технику (кондиционер, аудиосистему и т.д.);
3. Снова измеряем напряжение АКБ — при работающем двигателе оно должно быть в пределах от 13,8 до 14,5 В (на отдельных моторах до 14,8 В);
4. Отдаем в нагрузку: фары, кондиционер, аудиосистему, противотуманные фары и тд;
5. Снова измеряем напряжение — оно должно упасть до 13,7-14 В. Если показания мультиметра ниже, это говорит о неработающем генераторе.

Вы также можете попробовать «старомодный» метод. Для этого запускаем двигатель, включаем небольшую нагрузку (например, фары) и, не выключая зажигание, снимаем минусовую клемму с АКБ. Если двигатель не останавливается, а фары остаются включенными, генератор обеспечивает двигатель достаточной энергией. Если машина глохнет после снятия клеммы, это указывает на неработающий генератор.

Сколько ампер выдает генератор автомобиля

Величина тока, которую может подавать автомобильный генератор, зависит от модели генератора, обычно стандартный генератор способен выдавать 80-100 ампер выпрямленного тока.

Что ж, а если вам нужны точные данные о том, какой ток подает вам автомобильный генератор, найдите характеристики своего генератора или автомобиля и загляните в справочник.

Тонкости крепления

Генератор фиксируется с помощью специального кронштейна и болтового соединения.

Сам агрегат крепится к передней части мотора с помощью специальных ножек и ребер.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные ножки, то они располагаются на крышках двигателя.

Если используется только одна фиксирующая лапка, она устанавливается только на переднюю крышку.

В установленной сзади ножке, как правило, имеется отверстие с установленной в нем проставкой.

Задача последнего — устранить пространство, образовавшееся между упором и опорой.

Монтаж генератора Audi A8.

И так агрегат подключен к ВАЗ 21124.

Рекомендации по замене

Практика эксплуатации показывает, что заменить автомобильный генератор несложно, но для решения проблемы нужно соблюдать ряд правил:

• Новое устройство должно иметь те же текущие параметры скорости, что и заводская сборка.
• Показатели энергии должны быть идентичными.
• Передаточные числа старого и нового блока питания должны совпадать.
• Устанавливаемый блок должен быть подходящего размера и легко подсоединяться к двигателю.
• Цепи генератора в новом и старом автомобиле должны быть одинаковыми.

Обращаем ваше внимание, что устройства, устанавливаемые на иномарки, крепятся иначе, чем на отечественные, например, как на генераторе TOYOTA COROLLA
и Lada Granta Следовательно, если поменять иномарку на отечественный, потребуется установка нового держателя.

Схема подключения

Схема разделена на силовые цепи и цепи управления. Мощный вывод генератора через разъем питания от провода большого сечения, закрепленного гайкой на шпильке, подключается непосредственно к плюсовой клемме аккумулятора.

Тонкий провод управления часто просто подключается к цепи зажигания через контрольную лампу. Существуют и другие схемы, в которых лампочка имеет собственное управление посредством специально разработанного контакта с корпусом.

Что собой представляет генератор в машине?

Генератор — это устройство для восстановления заряда аккумуляторной батареи, без которого невозможно запустить двигатель.

Мощность генератора должна обеспечивать возможность зарядки аккумулятора при одновременной работе других потребителей. Если источник питания недостаточен или поврежден, батарея разряжена или электрические компоненты автомобиля неисправны. Из-за этого возможна некорректная работа систем, поломка и выход из строя деталей.

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

Ключевым элементом генераторной установки является регулятор напряжения, устройство, которое поддерживает уровень безопасности U на выходе из статора.

Такие изделия бывают двух видов:

• Гибридные — регуляторы, в электрическую схему которых входят как электронные устройства, так и радиодетали.
• Интеграл: устройства на основе технологии тонкопленочной микроэлектроники. В современных автомобилях это самый популярный вариант.

Не менее важным элементом является установленная на панели приборов контрольная лампа, по которой можно сделать вывод о наличии проблем с регулятором.

Свечение лампочки при запуске двигателя должно быть кратковременным. Если он горит постоянно (при работающей генераторной установке), это свидетельствует о выходе из строя регулятора или самого агрегата, а также о необходимости ремонта.

Виды

Автомобильные генераторы бывают двух основных типов:

• Постоянный ток, напряжение определенной полярности генерируется непосредственно на обмотках;
• Переменный ток, поскольку по-прежнему требуется постоянное напряжение, генератор оборудован внутренним полупроводниковым выпрямителем.

В настоящее время используется только второй тип, так как он имеет неоспоримые преимущества, а его обмотки излучают трехфазное напряжение, так как он легче сглаживает пульсации и позволяет более эффективно использовать массу и габариты устройства.

Ниже мы разберем, что находится внутри этого устройства.

Месторасположение и схема подсоединения агрегата

Вал ротора генератора приводится в движение ременной передачей, которая соединяет его со шкивом коленчатого вала. Поэтому агрегат всегда находится рядом с передней частью двигателя, где находится привод ГРМ. В переднеприводных автомобилях двигатель повернут на 90 °, а генератор расположен с правой стороны (если смотреть по направлению движения).

Примечание. В легковых автомобилях устройство часто размещают внизу, над защитными кожухами. Производители внедорожников стараются поднять генератор повыше, чтобы вода не попадала внутрь при движении по лужам и глубоким бродам.

Обмотка статора аппарата трехфазная, так как состоит из 3-х отдельных секций, повернутых друг относительно друга на 120 °. Таким образом, обмотки соединяются «звездой» и к выходу каждой фазы подключаются пары диодов, преобразующих переменный ток в постоянный. Всего выпрямительный мост состоит из 3 пар элементов (6 диодов).

Схема подключения автомобильного генератора состоит из следующих элементов:

• интегрированный диодный выпрямитель, описанный выше;
• реле — автоматический регулятор выходного напряжения;
• группа дополнительных диодов (3 штуки), выпрямляющих ток для регулятора;
• лампа — индикатор заряда аккумулятора;
• замок зажигания;
• аккумулятор.

Выходы обмоток ротора и статора подключены к реле-регулятору (через выпрямительный мост). Задача этого агрегата — регулировать мощность на выходе энергоблока, поддерживая напряжение в пределах 13,8-14,7 вольт.

Контакты выключателя зажигания и аккумулятора включены в цепь электрогенератора и реле, на которое во время работы двигателя поступает заряд. Световой индикатор на приборной панели получает питание от линии, ведущей к блоку управления, что указывает на то, что бортовая сеть питается от аккумулятора. Когда двигатель запускается и начинается генерация тока, индикатор гаснет.

Устройство генератора переменного тока

Работу любого генератора можно сравнить с электродвигателем, который работает в реверсивном режиме, то есть не потребляет, а генерирует ток. По типу конструкции современные генераторы делятся на два типа: компактные и традиционные. Они имеют общую конструкцию, но отличаются расположением корпуса, вентилятора, выпрямителя и ведущего шкива. Кроме того, современные устройства имеют три ступени.

Генераторное устройство

Генератор состоит из следующих основных элементов:

• трансмиссия 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 или диодный мост;
• кисть группы.

Разбираем каждый элемент устройства отдельно и подробно.

Корпус

В корпусе находятся все основные элементы генератора. Он состоит из двух крышек (передней и задней). Крышки скреплены болтами. Для изготовления кровли используются легкие алюминиевые сплавы, которые не намагничиваются и хорошо рассеивают тепло. Крышки имеют вентиляционные отверстия и монтажные фланцы.

В задней крышке установлен диодный мост и щеткодержатель со щетками. Также в задней крышке находится выходной контакт, через который протекает ток от генератора.

Привод

Вращение от коленчатого вала передается на шкив генератора и заставляет вращаться ротор. Частота вращения шкива в 2-3 раза выше частоты вращения коленчатого вала. Крутящий момент двигателя передается через ременную передачу. В зависимости от конструкции могут использоваться поликлиновые и клиновые ремни. Поликлиновой ремень считается более универсальным и современным.

Ротор

На валу ротора имеется обмотка возбуждения, которая создает магнитное поле и, по сути, представляет собой обычный электромагнит. Обмотка расположена между двумя полярными половинками (сердечниками), необходимыми для регулирования и направления магнитного поля. Каждая из половинок имеет шесть треугольных выступов, называемых клювами. На валу ротора также есть два медных контактных кольца. Иногда их делают из стали или латуни. Питание на обмотку возбуждения подается через контактные кольца аккумулятора. Контакты обмотки припаяны к кольцам.

Ротор генератора

На переднем конце вала ротора находится приводной шкив, а на другом конце — крыльчатка вентилятора. Их может быть два. Они нужны для охлаждения внутренних частей генератора. Кроме того, на обоих концах ротора установлены не требующие обслуживания шариковые подшипники.

Статор

Статора

Конструктивно статор имеет форму кольца. Это основная часть, используемая для создания переменного тока из магнитного поля ротора. Он состоит из обмотки и сердечника. В свою очередь сердечник состоит из соединенных между собой стальных пластин, в которых выполнено 36 канавок. В пазы намотаны три обмотки, образующие трехфазное соединение. Возможны две схемы подключения обмоток: «звезда» и «треугольник». По схеме «звезда» концы каждой из трех обмоток соединены в одной точке. По схеме «треугольник» концы обмоток вытягиваются отдельно.

Выпрямительный блок или диодный мост

Выпрямительный блок выполняет задачу преобразования тока генератора переменного тока в постоянный, необходимый для питания бортовой сети автомобиля. Другими словами, он излучает стабильное напряжение такой же величины.

Диодный мост

Блок еще называют диодным мостом, который состоит из двух пластин радиатора (положительной и отрицательной) и диодов. На каждую фазу по два диода. Сами диоды герметично закреплены в пластинах. Диодный мост имеет форму подковы.

С обмотки статора ток поступает на диодный мост, затем «распрямляется» и поступает на выходной контакт на задней крышке.

Ток через диоды проходит только в одном направлении, а токи обратной полярности прерываются. Диодный мост можно разместить в корпусе генератора или вынуть из корпуса. Но чаще всего он прикреплен к внутренней стороне задней крышки.

Регулятор напряжения

Регулятор поддерживает напряжение генератора в определенных пределах. В современных моделях используются полупроводниковые электронные регуляторы напряжения. Они устанавливаются над узлом щеткодержателя.

Регулятор напряжения и щеточная группа

Когда двигатель работает на большой скорости, напряжение на обмотке статора может достигать 16 В. Это напряжение не должно подаваться в электрическую систему автомобиля. Для устранения этого регулятор напряжения, получая ток от АКБ, уменьшит его значение. Небольшой ток на обмотке ротора создаст столь же малое магнитное поле. Это означает, что напряжение на обмотке статора снизится.

Щеточный узел

Щеточный узел в современных генераторах совмещен с регулятором напряжения в неразъемном механизме. Он передает ток возбуждения на медные контактные кольца ротора. Это простая конструкция, состоящая из щеткодержателя, двух графитовых щеток и нажимных пружин.

Признаки неисправности генератора автомобиля

неисправности автомобильного генератора возникают в тех же частях, из которых изготовлен автомобильный генератор, а точнее выражаются в тех же узлах и частях, из которых он изготовлен

• повреждение или сильный износ шкива генератора — неплотный, ведомый, лопнувший
• изношенные щетки токоприемника могут повлиять как на напряжение, подаваемое генератором, так и на его дугу
• износ контактных колец: так же, как и щетки, это влияет на выходное напряжение, дугу или даже генератор не работает
• некорректная работа регулятора напряжения — выдает напряжение, не соответствующее ни одному стандарту, вместо 13,9 вольт — 5 вольт или наоборот 19 вольт
• короткое замыкание между витками обмотки статора — неправильные выходные напряжения
• разрушение подшипников — стуки, урчание, плохое вращение, недостаточные обороты, большие колебания вала
• повреждение диодного моста — ток вообще перестанет течь
• поврежденные резьбы — проверить на обрывы, прогнатизм, излом, — заменить на ремонтируемые

Теперь вы узнали, как проверить работоспособность автомобильного генератора, а затем можете приступить к самой проверке, возможно, из-за этого ваша батарея постоянно разряжается, так как генератор не подает вам необходимое напряжение.

Привод генератора

Генератор получает обороты для выработки электроэнергии за счет клиноременной передачи от коленчатого вала. Поэтому натяжение ремня следует проверять регулярно, желательно перед каждой поездкой. Основными нюансами привода генератора являются:

• натяжение регулируется силой 3 — 4 кг, прогиб в этом случае не может превышать 12 мм;
• диагностика проводится линейкой, прочность которой на одном краю обеспечивает бытовой безмен;
• ремень может проскальзывать при попадании в него масла из-за протечек в прокладках и сальниках в соседних узлах под капотом;
• слишком жесткий ремень вызывает больший износ подшипников;
• несоосность шкивов коленчатого вала и генератора приводит к свисту и неравномерному износу ремня в сечении.

Рис. 14 Эксплуатация генератора

Средний ресурс шкивов составляет 150 — 200 тысяч километров пробега автомобиля. Для ремня эта характеристика слишком разная для разных производителей, моделей автомобилей и стиля вождения владельца.

Общий принцип работы

Теоретические положения, лежащие в основе работы электрогенераторов, основаны на хорошо известном случае электромагнитной индукции, которая преобразует один вид энергии (механический) в другой (электрический). Эффект этого эффекта возникает, когда медные провода расположены в форме катушки и помещаются в магнитное поле различной величины.

Это способствует появлению в проводах электродвижущей силы, которая приводит электроны в движение. Это движение электрических частиц генерирует ток в проводах, и на концевых контактах проводов генерируется электрическое напряжение, уровень которого напрямую зависит от скорости изменения магнитного поля. Создаваемое таким образом переменное напряжение необходимо подать во внешнюю сеть.

В автомобильном генераторе для создания магнитного явления используются обмотки статора, в которых якорь ротора вращается под действием поля. На валу якоря размещены токопроводящие обмотки, соединенные специальными контактами в виде колец. Эти кольцевые контакты также прикреплены к валу и вращаются вместе с ним. С помощью токопроводящих щеток электрическое напряжение снимается с колец, а генерируемая энергия передается потребителям электроэнергии автомобиля.

Генератор запускается через приводной ремень от фрикционного колеса приводного вала моторного агрегата, который запускается от аккумуляторной батареи для начала работы. Чтобы обеспечить эффективное преобразование генерируемой энергии, диаметр шкива генератора должен быть значительно меньше диаметра фрикционного колеса коленчатого вала. Это позволяет использовать более высокие скорости вала генераторной установки. В этих условиях он работает с повышением своего КПД и обеспечивает более высокие токовые характеристики.

Требования

Для обеспечения безопасной работы в определенном диапазоне характеристик всего комплекса электрических устройств работа автомобильного генератора должна соответствовать высоким техническим параметрам и обеспечивать генерацию стабильного уровня напряжения во времени.

Главное требование к автомобильным генераторам — это стабильная генерация тока с необходимыми мощностными характеристиками. Эти параметры предназначены для обеспечения:

• зарядить аккумулятор;
• одновременная работа всего задействованного электрооборудования;
• стабильное напряжение электрической сети в широком диапазоне изменения частоты вращения вала ротора и динамически подключаемых нагрузок;

Помимо вышеперечисленных параметров, генератор спроектирован с учетом его работы в условиях критических нагрузок и должен иметь прочный корпус, при этом иметь небольшой вес и приемлемые габаритные размеры, иметь низкие параметры шума и приемлемый уровень промышленных радиопомех.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Крепление

Генератор автомобиля легко найти в моторном отсеке, подняв капот. Там он крепится специальными болтами и уголками к передней части двигателя. Крепежные ножки и проушина для натяжения устройства расположены на корпусе генератора.

Корпус

Практически все узлы агрегата установлены в корпусе генератора. Он изготовлен из легких сплавов на основе алюминия, что отлично подходит для отвода тепла. Строение корпуса представляет собой сочетание двух основных частей:

• передняя крышка со стороны контактных колец;
• боковые заглушки трансмиссии;

Щетки, регулятор напряжения и выпрямительный мост закреплены на передней крышке. Крышки соединяются в единый корпус с помощью подходящих болтов.

Внутренние поверхности крышек фиксируют внешнюю поверхность статора, фиксируя его положение. Другими важными конструктивными элементами конструкции корпуса являются передний и задний подшипники, которые обеспечивают надлежащие условия для работы ротора и крепят его к крышке.

Ротор

Конструкция роторного узла представляет собой электромагнитную цепь с обмоткой возбуждения, установленной на несущем валу. Сам вал изготовлен из легированной стали с добавками свинца.

Кроме того, к валу ротора прикреплены медные контактные кольца и специальные подпружиненные щеточные контакты. Контактные кольца отвечают за подачу тока на ротор.

Статор

Группа статора представляет собой конструкцию, состоящую из сердечника с многочисленными пазами (в большинстве случаев их 36), в которой расположены витки трех обмоток, имеющих между собой электрический контакт, по схеме «звезда» или «треугольник». » схема. Сердечник, также называемый магнитопроводом, выполнен в виде полого сферического круга из металлических пластин, стянутых заклепками или сваренных в единый монолитный блок.

Для повышения уровня магнитного поля на обмотках статора при изготовлении этих пластин используется трансформаторный чугун с улучшенными магнитными параметрами.

Регулятор напряжения

Этот электронный блок предназначен для компенсации нестабильности ротора вала ротора, который соединен с коленчатым валом силового агрегата автомобиля, который работает в широком диапазоне колебаний оборотов. Регулятор напряжения подключен к графитовым коллекторам тока и помогает стабилизировать определенное постоянное выходное напряжение, подаваемое в электрическую сеть машины. Таким образом, обеспечивается бесперебойная работа электрооборудования.

По своему конструктивному решению контроллеры делятся на две группы:

• сдержанный;
• интеграл;

К первому типу относятся электронные блоки, на конструкционной плате которых монтируются радиоэлементы, разработанные по дискретной технологии (корпусу), отличающиеся неоптимальной плотностью расположения элементов.

Ко второму типу относятся самые современные электронные блоки контроля напряжения, разработанные с учетом интегрального метода сборки радиоэлементов, выполненных на основе технологии тонкопленочной микроэлектроники.

Выпрямитель

Учитывая потребность в постоянном напряжении для правильной работы бортовых приборов, выходной сигнал генератора питает сеть транспортного средства через электронный блок, установленный на мощных выпрямительных диодах.

Этот трехфазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов, три из которых подключены к отрицательной («заземляющей») клемме, а три других — к положительной клемме генератора, предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Физически выпрямительный блок представляет собой металлический радиатор в форме подковы с размещенными на нем выпрямительными диодами.

Щёточный узел

Этот узел имеет вид пластиковой конструкции и предназначен для передачи напряжения на контактные кольца. Внутри корпуса он содержит несколько элементов, основными из которых являются подпружиненные щеточные скользящие контакты. Они бывают двух модификаций:

• электрографит;
• медно-графитовый (более износостойкий).

Конструктивно щеточный узел часто выполняется в виде единого блока с регулятором напряжения.

Система охлаждения

Отвод избыточного тепла, образующегося внутри корпуса генератора, обеспечивается вентиляторами, установленными на валу его ротора. Генераторы, в которых щетки, регулятор напряжения и выпрямительный блок расположены снаружи, вне его корпуса и защищены специальным кожухом, всасывают свежий воздух через специальные охлаждающие прорези внутри него.

Крыльчатка внешнего охлаждения генератора

Аппарат классической конструкции с размещением вышеуказанных узлов внутри корпуса генератора обеспечивает подачу свежего воздуха со стороны контактных колец.

Подробно об алгоритме работы

Принцип работы генератора основан на простом физическом явлении, называемом электромагнитной индукцией. Суть в следующем: если на многооборотную обмотку из медного провода приложить магнитное поле, меняющее направление с определенной частотой, на выходе катушки появится переменный ток такой же частоты. Осталось только создать упомянутое поле вокруг обмоток статора, генерирующего напряжение.

На практике электричество вырабатывается по следующему алгоритму:

1. Источником переменного магнитного поля автомобильного электрогенератора является обмотка самовозбуждения, расположенная в роторе. Для первоначального намагничивания клиновидных втулок на них подается маломощный импульс от аккумулятора.
2. После запуска двигателя и достижения определенной частоты вращения коленчатого вала обмотки статора излучают переменный ток, выпрямляемый силовыми диодами. С этого момента обмотка ротора питается от самого генератора, то есть происходит самовозбуждение. Внешний источник питания больше не требуется.
3. Постоянный ток с диодного моста направляется на блок реле-регулятора. Поскольку напряжение «скачет» вместе со скоростью двигателя, задача электроники — стабилизировать падения в диапазоне от 13,8 до 14,7 В.
4. Дополнительно подается напряжение для зарядки аккумулятора и бортовой электросети автомобиля.

Реле регулятора напряжения может быть включено в генераторную установку или использоваться как отдельный блок.

Ток в обмотках статора возникает из-за вращения переменного магнитного поля, создаваемого катушкой ротора. Чем быстрее вращается вал, тем выше выходное напряжение и частота. Преобразование в постоянный ток обеспечивается полупроводниками (диодами), закрепленными на пластине радиатора и обдуваемыми вентилятором.

Бесщеточная конструкция генератора позволяет запитывать обмотку статора без внешнего источника питания. Намагничивание стальных втулок начинается на малых оборотах вала за счет особой конструкции ротора и дополнительной катушки. Поэтому при запуске автомобиля с толкателя с севшим аккумулятором оборотов коленчатого вала достаточно, чтобы электрогенератор заработал.

Рождение электричества: элементарная физика

Как мы уже говорили, генератор — один из двух источников тока для наших четырехколесных друзей. Следует отметить, что питание бортовых систем при работающем двигателе — не единственная его функция.

Параллельно с этим он также заряжает аккумулятор, чтобы обеспечить бесперебойную работу всех электрических систем автомобиля в любой ситуации.

По сути, генератор такой же, как и электродвигатель, только он выполняет обратную работу. Если обычный двигатель преобразует электрическую энергию в энергию вращения, то герой нашей сегодняшней истории делает прямо противоположное. По этой причине он не генерирует ток, пока двигатель автомобиля не работает — он должен быть запущен.

Чтобы понять процессы преобразования одной энергии в другую, нам нужно открыть учебник физики.

Он говорит, что работа генератора основана на явлении электромагнитной индукции. Проще говоря, это можно объяснить так: в любом проводнике, который находится рядом с движущимся магнитом (переменное магнитное поле), будет генерироваться переменный электрический ток.

«Но электрическая система машины работает на постоянной мощности!» — Объект. Так оно и есть, и чтобы понять секреты этих метаморфоз, необходимо изучить конструкцию генератора. Подробнее об этом позже.

Выбор генератора для легкового авто

Из-за разного диаметра шкивов клинового ремня генератору придается большая угловая скорость относительно оборотов коленчатого вала. Частота вращения ротора достигает 12-14 тысяч оборотов в минуту. Следовательно, ресурс генератора как минимум вдвое меньше, чем у двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Станок комплектуется генератором на заводе, поэтому в случае замены подбирается модификация с такими же характеристиками и отверстиями для крепления. Однако при тюнинге автомобиля мощность генератора может не подойти владельцу. Например, после увеличения количества пользователей (подогрев сидений, зеркал, стекол), установки сабвуфера, аудиосистемы с усилителем, это именно выбор нового более мощного генератора или установка второго комплектного электроприбора система дополнительной батареи, которая необходима.

В первом случае следует выбрать мощность, достаточную для подзарядки аккумулятора с запасом в 15%. С установкой второго генератора существенно увеличивается пусковой и эксплуатационный бюджет:

• для дополнительного генератора потребуется установка дополнительного шкива на коленвал;
• найти место для крепления корпуса прибора так, чтобы его шкив находился в одной плоскости со шкивом коленчатого вала;
• помощь и замена расходных материалов для двух «мобильных электростанций» одновременно».

С появлением моделей бесщеточных генераторов некоторые владельцы заменяют этим устройством штатное устройство.

Как устроен

Независимо от типа, каждый генератор предназначен для выработки и подачи электрического тока, с помощью которого можно ввести в действие систему устройств внутри автомобиля. Конструкция и принцип работы генераторов различаются, поскольку каждый тип агрегата вырабатывает разный ток. В связи с этим стоит рассмотреть оба генератора по отдельности.

Автогенератор постоянного тока

уже было отмечено, что этот агрегат встречается все реже, и это связано с рядом недостатков. Среди наиболее распространенных:

• низкая эффективность работы;
• недостаточная мощность;
• необходимость частого ремонта и осмотра;
• короткий срок службы.

В состав входит коллектор, благодаря которому такие устройства могут работать в двух режимах. Поэтому его часто использовали в гибридных автомобилях.

Отличительной особенностью является то, что подключенные к устройству электромагниты не двигаются. Это обеспечивает определенное положение электродвижущей силы и особый принцип работы.

Автогенератор переменного тока

считается популярным устройством среди современных моделей. На чертеже содержится:

• обмотка, статор и ротор;
• чехлы с двух сторон;
• привод со шкивом.

Этот тип генератора расположен возле двигателя, обычно спереди. Крепление производится надежными болтами через заранее рассчитанное соединение. Крышки устройства изготовлены из алюминиевых сплавов. Каждая крышка имеет встроенное окно для вентиляции корпуса, предохраняющее конструкцию от перегрева. Отсутствие вентиляции или ее засорение объясняют, почему генератор нагревается на холостом ходу или на нормальной скорости.

Кроме того, стоит отметить, что на задней крышке есть специальный узел, называемый щеточкой. Обе крышки ставят рядом, фиксируя их специальными винтами увеличенной длины.