Automobilový generátor v moderním smyslu je generován lidskou láskou k elektrickému světlu. Automobily z úsvitu automobilismu měly pouze jednoduchou jednotku zvanou „magneto“ – miniaturní generátor kombinovaný s přerušovačem zapalování, integrovaný do krytu motoru a produkující výhradně vysokonapěťové impulsy pro činnost zapalovacích svíček. Na magneto se nedala připojit lampa ani žádný jiný spotřebič elektřiny, a tak auta XNUMX. století osvětlovala silnici karbidovými lampami, ve kterých hořel acetylen – pomoc od spalovacího motoru nebylo třeba čekat.
Brzy se však ukázalo, že motor vozu potřebuje vyrábět více elektřiny nejen pro svůj provoz, ale i pro provoz externích spotřebičů – světlometů, klaksonu, přístrojového vybavení předního panelu, dobíjení baterie a podobně. Proto se vedle vysokonapěťového “jiskrového” magnetového vinutí objevilo přídavné vinutí – nízkonapěťové, které dává palubní napětí. MAGNETO + DYNAMO-stroj = magdino. Začaly se tedy volat první generátory.
Alternátor s plochým hnacím řemenem u motoru moderního nákladního automobilu
Ale protože magneta a magdina jsou tradičně zabudována přímo do motoru, jejich výkon je omezen malými rozměry. A jakmile bylo jasné, že zvýšení výkonu generátorů je nevyhnutelné, “gen” se stal externím – přesunul se do držáku na bloku válců a začal se otáčet z vnějšího převodu – řemenu a někdy řetěz nebo ozubené kolo.
První generátory vyráběly stejnosměrný proud, ale po rozvoji polovodičového průmyslu v polovině dvacátého století a objevení se výkonných usměrňovacích diod začaly generátory vyrábět střídavý proud, který se pak diodovými můstky usměrňoval na stejnosměrný. Změna typu proudu umožnila několikanásobný skok a zmenšení rozměrů a hmotnosti generátorů a zvýšení jejich výkonu.
Ve skutečnosti je moderní generátor téměř totožný s tím, který byl na strojích vyvinutých před 10, 20 a 30 a více lety. Motory a převodovky jsou rok od roku složitější a téměř hlavní vnější elektrická jednotka zůstává prakticky nezměněna. Jeho design není ideální, ale je to zlatá rovnováha vlastností a nákladů. Je pravda, že se objevují další komponenty a vylepšení – například místo elementární řemenice pro řemen lze na generátor nainstalovat jednosměrnou spojku jako u startéru bendix nebo se zvyšuje počet cívek ve vinutí statoru a diodový můstek se stává složitější, ale většina generátorů si stále poradí s klasickou konstrukcí.
Jak funguje generátor
Dvě poloviny těla odlité z hliníku tvoří „sud“ a jsou k sobě přišroubovány. Uvnitř “sudu” je prstencové vinutí – cívka statoru, ze kterého odebíráme střídavé napětí. Vně je k tomuto vinutí připojen diodový můstek, krytý plastovou ochrannou polovíčkem a vytvářející ze střídavého napětí konstantní napětí. Skříní generátoru prochází osa – hřídel rotující na dvou ložiskách a poháněná řemenicí s řemenem od klikového hřídele motoru.
Rotor s cívkou uvnitř je instalován na hřídeli generátoru a otáčí se s ním – elektromagnet. Prostřednictvím dvojice posuvných kontaktů a uhlíkových kartáčků do něj regulátor napětí dodává řídicí proud a zajišťuje, že generátor produkuje na výstupu 14 voltů – bez regulátoru bude napětí záviset na rychlosti a může dosáhnout několika desítek voltů , nebezpečné pro 12voltová automobilová elektrická zařízení.
Poruchy generátoru
Generátor na většině strojů má poměrně jednoduchý design, a proto je počet druhů jeho poruch malý a diagnostika je jednoduchá. Téměř nikdy se v ní nestávají „plovoucí“ problémy, které je obtížné zachytit a lokalizovat.
Nejslabší součásti generátoru nejsou mechanické, ale elektronické: jedná se o diodový můstek sestávající ze šesti výkonných diod, sdružených ve třech skupinách na hliníkové desce chladiče, a regulátoru napětí. Selhávají kvůli přetížení (kvůli systematické práci s přetížením od nouzových spotřebičů proudu, pokud rozsvítíte cizí auto, aniž byste vypnuli motor, nebo kvůli zkratu v bateriových bankách), kvůli výskytu mikrotrhlin z konstantní změna teploty motorového prostoru v širokém rozsahu a pronikání vlhkosti do prasklin a někdy zcela bez zjevného důvodu – to se děje u elektroniky. V regulátoru napětí se navíc časem obrušují grafitové kartáčky. V tomto případě lze diodový můstek i sestavu regulátoru napětí s kartáči vyměnit za nové.
Na druhém místě z hlediska poruch jsou ložiska. Ty jsou v generátoru dva – výkonnější a masivnější přední, stejně jako menší zadní. Nejčastěji trpí přední, protože snáší jak zátěž od pevně napnutého pásu, tak pronikání prachu a vlhkosti zvenčí. Ložiska se projevují hučením a pískáním, které po nastartování motoru s demontovaným řemenem alternátoru zmizí. Lze je také vyměnit za nové.
Na třetím místě jsou nepříjemnější poruchy, i když naštěstí vzácnější. K zemi lze zabrousit dva měděné kroužky na hřídeli – kontakty pro napájení vinutí rotoru, po kterých kloužou grafitové kartáčky regulátoru napětí. Tyto kroužky jsou poměrně odolné, protože pružiny kartáčů jsou slabé, ale po vypracování několika sad kartáčů se kroužky mohou v průběhu let stát nepoužitelnými. Ne vždy se najdou jako náhradní díly a je možné, že je nenajdete pro konkrétní model generátoru. Pokud se vám podařilo koupit, pak jsou z hřídele vyjmuty v jednom bloku (vyplněné plastem) a nové jsou instalovány v jednom bloku.
I ze stáří se může zhoršit izolace vodičů statorového vinutí a může dojít ke zkratu mezi závity. Oprava je zpravidla nerentabilní, i když převíjení je v zásadě možné. Poruchy, jako je zničení bydlení, asi nestojí za úvahu, i když k nim určitě dochází a kupodivu někteří domácí výrobci generátorů dodávají poloviny „sudu“ pro maloobchodní prodej.
Oprava generátoru
Nyní zvažte opravu generátoru na živém příkladu. Vůz VAZ-2115 dorazil do servisu s problémem nedostatečného nabití baterie. Elektrikář, k jeho cti, neodsoudil, aniž by se podíval (jak se to často dělá), diodový můstek a regulátor v davu, ale nejprve zkontroloval kabeláž ke generátoru, pak (aniž by vyjmul generátor ze stroje) odstranil regulátor napětí z něj a zkontroloval jej pomocí externího zdroje napětí 15-16 voltů a zátěžové lampy, simulující pravidelný provoz – regulátor se ukázal být v pořádku. Kartáče regulátoru, sběrací kroužky na hřídeli a vinutí rotoru se ukázaly být neporušené. Poté mistr posvítil baterkou na diodový můstek, uviděl ohořelou diodu, usoudil, že můstek je vadný . a nabídl kompletní výměnu generátoru!
Proč? Je to jednoduché: náš generátor, vyrobený Rževským závodem na výrobu elektrických zařízení pro automobily a traktory ELTRA, model 5102.3771, je vybaven 80ampérovým diodovým můstkem MP13-80-3-2, který stojí v obchodě. 909 rublů a nemění se jako, řekněme, ta stará – dobrá „devítka“, kde se to dělalo šroubovákem a bez vyjmutí generátoru z auta. V našem případě se můstek mění pomocí výkonné páječky, a proto by měl generátor přátelsky ležet na pracovním stole.
To je pořádná dávka povyku, která vyžaduje i jistou dávku přesnosti. Velitel to nechtěl řešit za méně než 2 000 rublů a naznačil majiteli, že náklady na náhradní díly a opravy téměř 3 000 rublů pro generátor z roku 2006 vypadaly bledě ve srovnání s cenou nového smontovaného generátoru 4 450 rublů. . Jinými slovy, můžete to opravit za 3 000, nebo můžete získat nový „gen“ v záruce za dalších 1 500 rublů k ceně opravy s novými ložisky, vinutím, zaručeně bez únavových trhlin v laku. , a tak dále. Majitel s těmito argumenty souhlasil a generátor byl vyměněn za nový.
Zde je takový nečekaný výsledek. Chtěli jsme sledovat levnou rekonstrukci, ale museli jsme čelit drahé výměně SKD. Oprava je však již hotová, auto opět nabylo pohyblivosti a odjelo a v poklidné atmosféře jsme měli možnost pečlivě prohlédnout generátor zevnitř, prostudovat design a zjistit, zda měl pán pravdu. Navíc nám nikdo nezakazuje, abychom si to opravili sami.
Generátor zevnitř
Demontáž generátoru zahájíme vyjmutím řemenice z hřídele: opatrně upněte 6pramennou řemenici pro žebrovaný klínový řemen do svěráku přes hliníkové těsnění a odšroubujte matici pneumatickým klíčem. Lehké stopy po zaseknutí na řemenici nejsou hrozné, pokud jsou kontrolované a předvídatelné – nejsou zdeformovány drážky ani hrany.
Na hřídeli je vidět drážka pro klíč, ale není tam žádný klíč samotný, stejně jako pro něj není drážka v řemenici. Na tomto generátoru je řemenice upevněna třením – utažením matice drážkou s důrazem na vnitřní kroužek ložiska a přes něj – do rotoru.
Odstraňujeme plastový „polokryt“, pod kterým se skrývá diodový můstek a regulátor napětí. Vidíme, že můstek je vadný – alespoň jedna dioda ze šesti je rozbitá. Je to znát i bez kontroly testerem – je jasné, že dioda je zuhelnatělá.
Regulátor napětí lze snadno demontovat odšroubováním dvou matic M8. Elektricky je již zkontrolován a vizuálně je také patrné, že kartáče jsou mírně opotřebené. Sfoukneme, otřeme a dáme stranou.Nyní je potřeba demontovat diodový můstek. Jak již bylo zmíněno, není snadné jej odstranit po připájení šesti vývodů tří cívek vinutí. Používáme 100wattovou páječku a malý „mínusový“ šroubovák, kterým za postupného zahřívání pájecích bodů znovu a znovu zvedáme můstek. Každý ze šesti pájecích bodů se bude muset zahřát 4-5krát, aby se můstek opatrně odstranil, aniž by došlo k vytažení vodičů z vinutí nebo poškození izolace laku.
Testerem kontrolujeme můstkové diody – jedna je rozbitá, ta, která byla vidět. Nabízí se otázka: je možné vyměnit jednu diodu a ne celý můstek?
Umět. Ale za prvé, taková dioda není tak snadné koupit. Stojí to sto rublů, ale obvykle se neprodává v obchodech s autodíly. Najdete ho v kancelářích, které restaurují a opravují generátory a startéry. A za druhé, vyměnit to je stále problém.
I kdybychom dostali novou diodu, abychom se dostali k té poškozené, musíme rozebrat „sendvič“ dvou hliníkových a dvou plastových „podkov“, k čemuž budeme muset vyvrtat 4 hliníkové nýty, které pak bude potřeba nahradit šrouby M3. Po odvrtání nýtů podkovy nadále drží pohromadě svařené (ano, svařené, nepájené!) vývody diod – a kvůli výměně jednoho budeme muset kontakty dalších pěti přeříznout drátořezy! Budete muset obnovit kontakt ne svařováním, ale pájením, což nebude snadné – přívody jsou velmi krátké. Po odvrtání nýtů a odříznutí sváru bude potřebná „podkova“ v našich rukou. Vylisovanou diodu vyklepete a zalisujete novou pomocí svěráku a vhodných trnů z 10-12 hlavic patice. Poté sestavte „podkovovitý sendvič“ sešroubováním a připájením všech zakousnutých kontaktů. Řekněme si upřímně, že z tohoto nápadu nebude nadšený ani specialista se značnými dovednostmi v elektroinstalačních pracích a mistr, který výměnu elektrocentrály doporučil, má v zásadě pravdu. Pokud si však elektrocentrálu opravíme sami, bez přeplácení pro škodlivost autoelektrikářů pak budou jedinou cenou náklady na nový diodový můstek a 900 rublů bude stále znatelně méně než 4,5 tisíc za nový smontovaný generátor. Koupíme proto můstek a pokračujeme v rozebírání generátoru, abychom jej zafixovali až do posledního šroubku a mohli si být na dlouhou dobu jisti!
„Rozpůlíme“ pouzdro a vyjmeme stator s vinutím.
Kontrolujeme kluzné kontakty na rotoru – opotřebení je jasně viditelné, ale stále je to daleko od odpadkového koše. Očistíme brusným papírem, změříme odpor (měl by být 3-5 ohmů; u nás je 3,5 ohmu, norma) a odložíme.
V předním víku je ložisko zajištěno proti axiálnímu pohybu přírubou. Odšroubujeme a vyklepneme ložisko, mírně zahřejeme kryt.
Jakmile je „gena“ rozebrána, byl by hřích nezkontrolovat přítomnost a stav maziva v ložiscích vypáčením olejového těsnění nožem. Bohužel mazivo zhoustlo a je třeba jej vyměnit. Ložisko umyjeme v benzínu, naplníme trochou tuku a nasadíme víka gufera.
Ve skutečnosti můžete generátor sestavit v opačném pořadí. Ložisko upevníme do předního krytu, vložíme do něj stator a vinutí, vložíme rotor do ložiska, uzavřeme druhým krytem, připojíme kryty šrouby, připájeme diodový můstek, našroubujeme regulátor napětí a nasaďte zpět plastový ochranný kryt. Objednat! Generátor nyní poběží dlouhou dobu a my věříme, že neskrývá žádná nepříjemná překvapení.
Princip činnosti autogenerátorů je stejný a je založen na elektromagnetické indukci. Elektrický proud vzniká v uzavřeném rámu, když jej protne rotující magnetické pole. Aby generátor fungoval, je nutné, aby v něm rotovalo magnetické pole.
Vlastní rotující magnetické pole je vytvářeno rotorem. Okamžitě poznamenejme, že v generátoru automobilu nejsou žádné permanentní magnety. Tito. V generátoru prostě není žádné konstantní magnetické pole. Na vinutí rotoru se však po přivedení proudu objeví magnetické pole. Vinutí rotoru se správně nazývá “vinutí pole”. Vytváří magnetické pole, když otočíte klíčkem zapalování. Poté, po nastartování motoru, se rotor začne otáčet. Proud je generován ve třech samostatných statorových vinutích. Stejný proud pak napájí budicí vinutí, tzn. odběr proudu z baterie se zastaví.
Na našem kanálu YouTube se můžete podívat na video recenzi o generátorech automobilů.
Střídavý proud odebraný z vinutí statoru je stabilizován v zařízení zvaném usměrňovač, známém také jako diodový můstek. Díky němu je výstupní proud generátoru konstantní a usměrněný. Obsahuje šest výkonových diod. Polovina diod je připojena k napájecímu plus generátoru, polovina k jeho „země“, tzn. tělo. Usměrňovač může také obsahovat nízkoproudé diody, přes které je připojeno budicí vinutí. Diody jsou polovodiče, které umožňují proudění proudu pouze jedním směrem.
Generátor má také relé regulátoru napětí. Napájecí napětí odebírané ze statoru přichází na kontakty relé z diod. Pokud to nestačí, tzn. napětí menší než 14 V, relé zvýší napětí na budícím vinutí. S rostoucím magnetickým polem se zvyšuje napájecí napětí. Požadovaná hodnota je 14-14,5 V.
Zde dodáváme, že magnetické pole zvyšuje sílu, se kterou se rotor otáčí. Toto zatížení se přenáší přes hnací řemen na klikový hřídel. Zařazení elektrických spotřebičů a především jejich celkový výkon tak přímo ovlivňuje spotřebu paliva.
Díky regulaci proudu ve vinutí rotoru nezávisí výkon generátoru na otáčkách rotoru a zatěžovacím proudu. Samozřejmě do určitých limitů, omezených celkovým výkonem generátoru. Samotný regulátor napětí je čistě elektronické zařízení.
Budicí proud je přiváděn přes pružinové grafitové kartáče, které se dotýkají sběracích kroužků na rotoru.
Modernější automobily používají bezkomutátorové indukční generátory. Používají samostatné stacionární budicí vinutí s magnetizovaným magnetickým jádrem. Rotor je hvězda se 6 paprsky a stator není 3fázový, ale 5fázový. Takové generátory jsou samobuzené, tzn. může fungovat bez baterie.
generátor volnoběhu
Výkonné elektrocentrály jsou vybaveny řemenicí s jednosměrnou spojkou. V tomto případě slouží jako tlumič, který tlumí setrvačnost klikového hřídele i samotného rotoru generátoru a nedovolí těžkému a zatíženému rotoru generátoru narazit a upravit připojovací řemen při poklesu jeho otáček. Tito. Pokud rychlost pásu klesne nebo se pás zastaví, když je motor vypnutý, rotor generátoru se může dále volně otáčet. Pokud je jednosměrná spojka vadná, tzn. Pokud je zaseknutý, můžete během provozu motoru vidět silné vibrace hnacího řemene v blízkosti spojky. A když se motor zastaví, je slyšet vrzající řemen – to je rotor generátoru, který se otáčí setrvačností a otáčí zablokovanou spojkou vzhledem k řemenu.
Připojení generátoru. Nejběžnější piny a terminály.
Generátor je připojen k elektroinstalaci automobilu nejen napájecím vodičem a zemnicím kontaktem. Výkonový výstup – svorka 30 – je označen „B“ (baterie). Samostatný záporný kontakt – svorka 31 – na generátoru je označen písmeny E, B-, GRD.
Generátor musí mít výstup na kontrolní (indikační) žárovku. Přes stejný výstup je přiváděno malé napětí pro magnetizaci rotoru. Tento kontakt je označen písmenem „L“ (lampa). Rozsvícená kontrolka signalizuje nedostatek nabití. Mimochodem žárovka zhasne při vyrovnání potenciálů, tzn. když se na kolíku L objeví „plus“. To se děje v okamžiku, kdy generátor začne produkovat proud.
Kontrolku lze také připojit přes kontakt „D+“. Nuance spočívá v tom, že v tomto případě je regulátor napětí napájen přes stejný kontakt. Kontakt „S“ (senzor) měří napětí pro ovládání.
Generátory dieselových motorů mají často koncovku „W“. Jedná se o výstup z jednoho statorového vinutí, přes který je připojen tachometr.
Přes kontakt „FR“ nebo „DFM“ je regulátor napětí připojen k ECU pro řízení zátěže generátoru. Pokud je zatížení vysoké, elektronika zvýší volnoběžné otáčky nebo vypne některé spotřebiče.
Generátor může mít kontakt „D“ s velmi odlišnou funkcí. „D“ může znamenat jak Digital, tak Drive. Dokáže například přenášet digitální signál jako u vozů Ford. U japonských generátorů automobilů je proud přiváděn přes tento kontakt pro ovládání regulátoru napětí. Může to být také jen prázdný kontakt.
Proč selže generátor?
Poruchy generátoru lze rozdělit na mechanické a elektrické.
V mechanice se jedná o narušení rotace rotoru v důsledku opotřebení nebo zničení ložisek. Zaseknutý generátor může způsobit přetržení upevňovacího řemene. Může také dojít k vůli ložiska.
Grafitové kartáče se neustále opotřebovávají v důsledku tření o sběrací kroužky na rotoru. Pravda, jsou vyrobeny s rezervou a vydrží statisíce kilometrů a obrovské množství motohodin. Maximální délka kartáče je 5 mm.
Pokud kartáče ztratí kontakt s kroužky rotoru, generátor přestane fungovat. Budicí vinutí není magnetizováno a nevytváří se žádný proud.
Diody v usměrňovači selhávají kvůli zahřívání způsobenému přetížením. Zde můžeme říci, že existují generátory s nesprávně vybranými diodami, které prostě nevydrží dostatečně dlouho. A obecně jsou výkonové diody určeny pro jmenovitý proud s minimální rezervou.
Upozorňujeme také, že diodový můstek může na vašem voze selhat, pokud nesvítí správně. Faktem je, že kvůli vysokému odběru proudu startéru a vybité baterii jiného auta jsou diody ve vašem generátoru jednoduše zasaženy elektrickým proudem. Správný způsob, jak zapálit jiné auto, je tento: připojte jej k jeho baterii, nabíjejte jej několik minut při běžícím motoru, poté vypněte motor, dokonce vyjměte klíčky ze zapalování. A teprve poté umožníte pacientovi začít.
Pokud dojde k poruše v regulátoru relé, pak generátor nevytváří dostatečné napětí. V tomto případě nabíjení opět zmizí. Kromě toho může regulátor relé způsobit únik proudu. U některých generátorů existuje doporučení vyměnit reléové regulátory po určitých jízdách.
Také nabíjení může zmizet nebo může chybět pod zatížením v případě zkratu.
Kontrola odstraněného generátoru bez auta
Vyjmutý a nerozebraný generátor lze zkontrolovat pomocí takových pomocných věcí, jako je nabitá baterie a nějaké zařízení, pomocí kterého můžete roztočit rotor generátoru (šroubovák nebo vrtačka s vhodnou hlavou). Musíte také správně připojit indikátory – lampy. Jedna kontrolka bude zhruba indikovat přítomnost nabíjení, druhá bude ukazovat funkčnost reléového regulátoru.
Přesnější a cílenější kontroly se provádějí na rozebraném a zjevně vadném generátoru za účelem hledání konkrétní vadné jednotky.
Generátor na autě se kontroluje pomocí multimetru. Nejprve je třeba změřit napětí na samotné baterii. V ideálním případě by napětí mělo být asi 12,5 V. Po nastartování motoru by napětí na baterii mělo být alespoň 13,8 V a ne více než 14,5 V.
Existuje staromódní metoda odpojení svorky baterie za chodu motoru. Pokud se motor nezastaví, generátor se rozběhne. Dnes je nemožné tímto způsobem zkontrolovat činnost generátoru vyjmutím svorky z baterie za jízdy. Pokud to uděláte, za pár týdnů dojde k poruše jedné z diod.
Zvláštní zmínku si zaslouží generátory s připojením PD (svorka PD, „pulzní řízení“). Nemají regulátor napětí. Regulátor je umístěn v ECU. Odtud se přivádí napětí do budícího vinutí. Nelze je tedy testovat metodou připojení kontrolky a buzení přes ni. Prostě to není kam připojit a buzení je napájeno přes silový kontakt. Takové generátory se testují na speciálním stojanu nebo pomocí domácího reléového regulátoru schopného vyslat impuls do vinutí rotoru.
