Auto generator. Urządzenie i jak to działa

Generator w samochodzie

Generator pojawił się w przemyśle motoryzacyjnym na początku XX wieku wraz z baterią, która wymagała ciągłego ładowania. Były to ogromne węzły prądu stałego wymagające stałej konserwacji. Nowoczesne generatory stały się kompaktowe, a wysoka niezawodność poszczególnych części wynika z wprowadzenia nowych technologii produkcji. Następnie bardziej szczegółowo analizujemy urządzenie, zasadę działania i typowe usterki generatora. 

Co to jest generator samochodowy

Generator samochodowy to jednostka, która przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną i wykonuje następujące funkcje:

• zapewnia stałe i ciągłe ładowanie akumulatora podczas pracy silnika;
• zapewnia zasilanie wszystkim układom podczas uruchamiania silnika, gdy rozrusznik zużywa dużą ilość energii elektrycznej.

Generator jest zainstalowany w komorze silnika. Ze względu na wsporniki jest przymocowany do bloku silnika, napędzany paskiem napędowym z koła pasowego wału korbowego. Generator elektryczny jest połączony w obwodzie elektrycznym równolegle z akumulatorem.

Akumulator jest ładowany tylko wtedy, gdy wytwarzana energia elektryczna przekracza napięcie akumulatora. Moc generowanego prądu zależy odpowiednio od obrotów wału korbowego, napięcie rośnie wraz z obrotami koła pasowego z postępem geometrycznym. Aby zapobiec przeładowaniu, generator jest wyposażony w regulator napięcia, który reguluje ilość napięcia wyjściowego, zapewniając 13.5-14.7 V.

Dlaczego samochód potrzebuje generatora?

W nowoczesnym samochodzie prawie każdy system jest sterowany przez czujniki, które rejestrują różne tryby działania. Gdyby wszystkie te elementy działały ze względu na ładowanie akumulatora, samochód nie miałby nawet czasu na rozgrzanie, ponieważ akumulator jest całkowicie rozładowany.

Aby podczas pracy silnika żaden system nie był zasilany z akumulatora, zainstalowany jest generator. Działa wyłącznie przy włączonym silniku spalinowym i jest potrzebny do:

1. Naładuj baterię;
2. Zapewnić wystarczającą ilość energii dla każdej jednostki układu elektrycznego maszyny;
3. W trybie awaryjnym lub przy maksymalnym obciążeniu pełnią obie funkcje - zasilają akumulator i dostarczają energię do układu elektrycznego pojazdu.

Akumulator należy naładować, ponieważ podczas uruchamiania silnika zużywa się tylko energię akumulatora. Aby zapobiec rozładowaniu akumulatora podczas jazdy, nie zaleca się włączania wielu odbiorników energii.

Przykładowo zimą niektórzy kierowcy nagrzewając kabinę włączają system klimatyzacji auta oraz szklane grzejniki, a żeby ten proces się nie nudził, mają też mocny system audio. Dzięki temu generator nie ma czasu na wytworzenie tak dużej ilości energii i jest ona częściowo pobierana z akumulatora.

Jedź i zamontuj

Mechanizm ten jest napędzany przez napęd pasowy. Jest połączony z kołem pasowym wału korbowego. Najczęściej średnica koła pasowego wału korbowego jest większa niż w generatorze. Z tego powodu jeden obrót wału mechanizmu korbowego odpowiada kilku obrotom wału generatora. Takie wymiary pozwalają urządzeniu generować więcej energii dla różnych zużywających się elementów i układów.

Generator jest zamontowany w bliskim sąsiedztwie koła pasowego wału korbowego. Naprężenie paska napędowego w niektórych modelach samochodów odbywa się za pomocą rolek. Samochody ekonomiczne mają prostsze mocowanie generatora. Posiada prowadnicę, na której zamocowany jest korpus urządzenia za pomocą śrub. Jeśli napięcie paska jest luźne (pod obciążeniem będzie ślizgał się na kole pasowym i piszczał), można to skorygować, przesuwając obudowę generatora nieco dalej od koła pasowego wału korbowego i mocując ją.

Funkcje urządzenia i projektu

Generatory samochodowe pełnią tę samą funkcję, działają na tej samej zasadzie, ale różnią się rozmiarem, wzorem montażu części, wymiarami koła pasowego, charakterystyką prostowników i regulatorów napięcia, obecnością chłodzenia (w silnikach Diesla często stosuje się ciecz lub powietrze). Generator składa się z:

• korpus (przednia i tylna pokrywa);
• stojan;
• wirnik;
• mostek diodowy;
• koło pasowe;
• montaż szczotki;
• regulator napięcia.

obudowa

Zdecydowana większość generatorów ma obudowę składającą się z dwóch pokryw połączonych kołkami i dokręconych nakrętkami. Wydajność części wykonana jest ze stopu aluminium, który ma dobry radiator i nie jest namagnesowany. Obudowa ma otwory wentylacyjne do wymiany ciepła.

Stojan

Ma kształt pierścienia, zainstalowany wewnątrz obudowy. Jest to jedna z głównych części, która służy do wytwarzania prądu przemiennego z powodu pola magnetycznego wirnika. Stojan składa się z rdzenia, który jest złożony z 36 płyt. W rowkach rdzenia znajduje się uzwojenie miedziane, które służy do generowania prądu. Najczęściej uzwojenie jest trójfazowe, w zależności od rodzaju połączenia:

• gwiazda - końce uzwojenia są ze sobą połączone;
• trójkąt - końce uzwojenia są wyprowadzane osobno.

Wirnik

Obracanie do, którego oś obraca się na łożyskach kulkowych typu zamkniętego. Na wale zainstalowano uzwojenie wzbudzenia, które służy do wytworzenia pola magnetycznego dla stojana. Aby zapewnić prawidłowy kierunek pola magnetycznego, nad uzwojeniem zainstalowane są dwa rdzenie biegunowe z sześcioma zębami dla każdego z nich. Wał wirnika jest również wyposażony w dwa pierścienie miedziane, czasem mosiężne lub stalowe, przez które przepływa prąd z akumulatora do cewki wzbudzenia.

Mostek diodowy / blok prostownika

Jest to również jeden z głównych elementów, którego zadaniem jest konwersja prądu przemiennego na bezpośredni, zapewniając stabilne ładowanie akumulatora samochodowego. Mostek diodowy składa się z dodatniego i ujemnego paska grzejnika oraz diod. Diody są hermetycznie wlutowane w mostek.

Prąd jest doprowadzany do mostka diodowego z uzwojenia stojana, prostowany i doprowadzany do akumulatora przez styk wyjściowy w tylnej pokrywie. 

Koło pasowe

Koło pasowe poprzez pasek napędowy przekazuje moment obrotowy z wału korbowego do generatora. Rozmiar koła pasowego określa przełożenie, im większa jest jego średnica, tym mniej energii potrzeba do obrócenia generatora. Nowoczesne samochody przechodzą na wolnobieg, którego celem jest wygładzenie oscylacji w obrocie koła pasowego, przy jednoczesnym zachowaniu napięcia i integralności paska. 

Montaż szczotki

W nowoczesnych samochodach szczotki są połączone w jednym węźle z regulatorem napięcia, zmieniają się tylko w montażu, ponieważ ich żywotność jest dość duża. Szczotki służą do przekazywania napięcia do pierścieni stykowych wału wirnika. Szczotki grafitowe są prasowane przez sprężyny. 

Regulator napięcia

Regulator półprzewodnikowy zapewnia utrzymanie wymaganego napięcia w danych parametrach. Umieszczony na bloku uchwytu szczotki lub może być wyświetlany osobno.

Główne parametry generatora

Modyfikacja generatora dostosowana jest do parametrów systemu pokładowego pojazdu. Oto parametry brane pod uwagę przy wyborze źródła energii:

• Napięcie wytwarzane przez urządzenie wynosi w standardzie 12 V, a dla mocniejszych systemów 24 V;
• Generowany prąd nie powinien być mniejszy niż wymagany dla instalacji elektrycznej samochodu;
• Charakterystyki prądowo-prędkościowe są parametrem określającym zależność natężenia prądu od prędkości wału generatora;
• Wydajność - w większości przypadków model daje wskaźnik na poziomie 50-60 proc.

Te parametry należy wziąć pod uwagę podczas modernizacji pojazdu. Na przykład, jeśli zainstalujesz w samochodzie mocniejszy sprzęt wzmacniający dźwięk lub klimatyzator, system elektryczny samochodu będzie zużywał więcej energii, niż może wytworzyć generator. Z tego powodu należy skonsultować się z elektrykiem samochodowym w sprawie wyboru odpowiedniego źródła zasilania.

Jak działa generator automatyczny

Schemat działania generatora jest następujący: przekręcenie kluczyka w stacyjce powoduje włączenie zasilania. Napięcie z akumulatora jest dostarczane do regulatora, który z kolei przekazuje je do miedzianych pierścieni ślizgowych, odbiorcą końcowym jest uzwojenie wzbudzenia wirnika.

Od momentu, gdy wał korbowy silnika obraca się, wał wirnika zaczyna się obracać poprzez napęd pasowy, powstaje pole elektromagnetyczne. Wirnik generuje prąd przemienny, po osiągnięciu określonej prędkości uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z samego generatora, a nie z akumulatora.

Prąd przemienny płynie następnie do mostka diodowego, gdzie zachodzi proces „wyrównywania”. Regulator napięcia monitoruje tryb pracy wirnika, w razie potrzeby zmienia napięcie uzwojenia pola. W ten sposób, pod warunkiem, że części są w dobrym stanie, do akumulatora dostarczany jest stabilny prąd, zapewniający sieci pokładowej wymagane napięcie. 

Wskaźnik akumulatora jest wyświetlany na desce rozdzielczej nowocześniejszych samochodów, co również wskazuje stan generatora (zapala się, gdy pasek się zerwie lub przeładuje). Takie samochody jak VAZ 2101-07, AZLK-2140 i inne radzieckie „wyposażenie” mają wskaźnik zegarowy, amperomierz lub woltomierz, dzięki czemu zawsze możesz monitorować stan generatora.

Do czego służy regulator napięcia?

Sytuacja: gdy silnik pracuje, poziom naładowania akumulatora gwałtownie spada lub następuje ładowanie. Najpierw musisz sprawdzić baterię, a jeśli działa, problem leży w regulatorze napięcia. Regulator może być zdalny lub zintegrowany z zespołem szczotek.

Przy dużych prędkościach silnika napięcie z generatora może wzrosnąć do 16 woltów, co niekorzystnie wpływa na ogniwa akumulatora. Regulator „usuwa” nadmiar prądu, odbierając go z akumulatora, a także reguluje napięcie w wirniku.

Krótko o ładunku, który powinien generować generator:

Ile powinien być naładowany samochód? OMAWIAĆ

Szkodliwe zasady działania generatora (według Oster)

Poniżej znajdują się kroki z rubryki „jak zabić generator w dwóch krokach”:

• zasada „odwrotnej polaryzacji” - zamień przewody akumulatora, a zaaranżujesz niezwykły jasny błysk w generatorze, a także wydobywającą się z niego lekką chmurę. Jednocześnie poczujesz niezapomnianą przyjemność akustyczną, słuchając trzasków i syków, a także niesamowitego zapachu spalonych drutów, a co najważniejsze poparzenia o 1-3 stopnie w zależności od Twoich ambicji. Taka „sztuczka” częściowo wyłącza mostek diodowy, stojan i regulator, na szczęście pożar samochodu ma szansę 1:1000. Z „skutków ubocznych” można wyłączyć zestaw wskaźników, komputer pokładowy, magnetofon i inne elementy sieci pokładowej. Godność - opanowana przez początkujących bez długich teorii;
• zasada mycia - myj jednostkę napędową jak najczęściej i dokładnie, dużą ilością wody i piany, szczególnie na alternatorze i rozrusznik. Najważniejsze jest to, że przepływ wody obficie wypłukuje generator od wewnątrz, surowo zabrania się jego suszenia, natychmiast uruchamiamy silnik, włączamy wszystkie odbiorniki energii i obserwujemy efekty. Jeśli nie, powtórz procedurę. Godność - spalony „gen” będzie czysty;
• staromodna metoda - wyciągnięcie drutu z zacisku „+” w celu sprawdzenia ładunku na pracującym silniku, to główna zasada! Prawdopodobieństwo awarii wszelkiego rodzaju przekaźników wynosi 50:50, najważniejsze jest zapewnienie dużej ilości iskier dla efektu, a także włączenie wszystkiego, co jest zasilane energią elektryczną;
• „Latamy” przez kałuże - wielu nawet nie zdaje sobie sprawy, że stosują tę zasadę podczas deszczu. Najważniejsze jest, aby zawsze mieć pewność, że Twój samochód nie ma porównania z wodoodpornością łodzi podwodnej, im głębsza kałuża, tym jaśniejszy efekt. Ważne jest, aby wybrać prędkość, z jaką więcej wody dostaje się do komory silnika, najważniejsze jest wyrzucenie wszystkich plastikowych osłon i zabezpieczeń! Główną zaletą jest to, że trik można powtórzyć wszędzie tam, gdzie jest woda (nawet strumienie i rzeki) bez wychodzenia z samochodu;
• „miłośnik muzyki” - musisz zainstalować najdroższy magnetofon, a najlepiej dwa, jak najwięcej głośników, co najmniej kilkadziesiąt wzmacniaczy i parę subwooferów, włączyć ulubioną muzykę na pełną głośność silnik pracuje, jeśli spod maski nie wydobywa się dym, ale powietrze pozostaje czyste – oznacza to, że kupiłeś zbyt tani sprzęt;
• „stara bateria” - metoda wymaga pewnej znajomości fizyki, przynajmniej prawa Ohma. Bierzemy najstarszą baterię, a im starszą, tym większe prawdopodobieństwo, że będzie to bank zamknięty. Być może akumulator będzie nosił ślady gwałtownej pracy, na pewno będzie pobierał szaloną ilość energii, ale praca wtryskiwacza będzie niestabilna, a o światłach drogowych można zapomnieć. Najważniejsze to bardziej eksploatować starą baterię - efekt nie każe czekać. 

Jak przetestować alternator samochodowy?

Chociaż generator powinien być naprawiany przez specjalistów, możesz sam sprawdzić jego wydajność. W starych samochodach doświadczeni kierowcy sprawdzili wydajność generatora w następujący sposób.

Uruchom silnik, włącz reflektory i przy pracującym silniku odłącz ujemny zacisk akumulatora. Gdy generator pracuje, wytwarza energię elektryczną dla wszystkich odbiorców, dzięki czemu po odłączeniu akumulatora silnik nie zgaśnie. Jeśli silnik zgaśnie, oznacza to, że generator należy zabrać do naprawy lub wymienić (w zależności od rodzaju awarii).

Ale w nowych samochodach lepiej nie używać tej metody. Powodem jest to, że nowoczesne alternatory do takich pojazdów są projektowane na stałe obciążenie, którego część jest kompensowana przez ciągłe ładowanie akumulatora. Jeśli zostanie wyłączony podczas pracy generatora, może go uszkodzić.

Najbezpieczniejszym sposobem przetestowania generatora jest użycie multimetru. Zasada weryfikacji jest następująca:

• Przy wyłączonym silniku mierzone jest napięcie akumulatora. Przy dobrej baterii ten parametr powinien wynosić 12.7 wolta.
• Silnik uruchamia się i wyłączają się wszystkie odbiorniki (wentylator kabinowy, reflektory, ogrzewanie szyb itp.)
• Po raz kolejny sondy multimetru są podłączone do przewodów odprowadzających akumulator. W zależności od modelu samochodu napięcie na zaciskach powinno wynosić 13.8-14.8 woltów.
• Konsumenci energii elektrycznej są włączani - na ile to możliwe.
• Napięcie jest mierzone ponownie. Jeśli generator działa prawidłowo, wskaźnik ten spadnie do 13.8-14 woltów. Odczyt poniżej to oznaka awarii alternatora.

Wadliwy alternator samochodowy

Generator ma usterki mechaniczne i elektryczne.

Awarie mechaniczne:

• zerwanie paska napędowego - konieczna wymiana;
• wygładzenie żeber koła pasowego, dzięki czemu pasek się obraca;
• zużycie szczotek;
• uszkodzenie obudowy generatora;
• uszkodzenie łożyska.

Elektryczne:

• zużycie pierścieni ślizgowych z powodu tarcia;
• awaria regulatora napięcia;
• zamknięcie pętli stojana;
• przepalenie diod mostkowych prostownika;
• wypalenie ostatnich drutów ładunku;
• wypalenie uzwojenia wirnika.

Awaria jakiejkolwiek części generatora prowadzi do niedoładowania lub odwrotnie. Najczęściej zawodzi regulator napięcia i łożyska, pasek napędowy zmienia się zgodnie z przepisami dotyczącymi konserwacji.

Nawiasem mówiąc, jeśli czasami chcesz zainstalować ulepszone łożyska i regulator, zwróć uwagę na ich charakterystykę, w przeciwnym razie istnieje duże prawdopodobieństwo, że wymiana części nie przyniesie pożądanego efektu. Wszystkie inne awarie wymagają usunięcia generatora i jego demontażu, co najlepiej pozostawić specjaliście. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że jeśli nie będziesz przestrzegać zasad według Ostera, istnieje szansa na długą i bezproblemową pracę generatora.

Oto krótki film o połączeniu między mocą generatora a akumulatorem:

AKBshnik # 11: Moc generatora przy wyborze akumulatora

Trudności z uruchomieniem silnika

Chociaż silnik jest zasilany wyłącznie z akumulatora, trudny rozruch może wskazywać na prąd upływowy lub akumulator nie ładuje się prawidłowo. Warto wziąć pod uwagę, że krótkotrwałe wyjazdy będą pochłaniały dużo energii, a w tym czasie akumulator nie odzyska swojego naładowania.

Jeśli z każdym dniem samochód zaczyna coraz gorzej, a podróże są długie, warto zwrócić uwagę na generator. Ale awaria generatora może wiązać się nie tylko z niedoładowaniem, ale także z przeładowaniem akumulatora. W takim przypadku konieczna jest wymiana przekaźnika-regulatora, który odpowiada za utrzymanie określonego napięcia wyjściowego.

Przyciemnione lub migoczące reflektory

Podczas pracy generator musi w pełni dostarczać energię wszystkim konsumentom znajdującym się w samochodzie (z wyjątkiem potężnych urządzeń zewnętrznych, których obecność nie jest zapewniona przez producenta). Jeśli podczas jazdy kierowca zauważy, że reflektory ściemniały się lub migotały, jest to objaw niesprawnego generatora.

Taki generator może wytwarzać normalny ładunek, ale może nie być w stanie poradzić sobie ze zwiększonym obciążeniem. Podobną awarię można zauważyć po migotaniu lub przyćmionym świetle podświetlenia tablicy rozdzielczej.

Ikona na desce rozdzielczej jest włączona

Aby ostrzec kierowcę o niewystarczającym naładowaniu i innych problemach związanych z zasilaniem, producenci umieścili na desce rozdzielczej ikonę ze zdjęciem akumulatora. Jeśli ta ikona się zaświeci, oznacza to, że samochód ma poważny problem z prądem.

W zależności od stanu i rodzaju akumulatora bez doładowania (tylko od pojemności akumulatora) samochód jest w stanie przejechać kilkadziesiąt kilometrów. Na każdej baterii producent wskazuje, jak długo wytrzyma bateria bez ładowania.

Nawet jeśli wszystkie odbiorniki energii zostaną wyłączone, akumulator nadal będzie rozładowywany, ponieważ energia elektryczna jest potrzebna do wytworzenia iskry w cylindrach (lub ogrzania powietrza w jednostce wysokoprężnej). Gdy zaświeci się ikona baterii, należy natychmiast udać się do najbliższego serwisu samochodowego lub wezwać lawetę (niektórych rodzajów baterii zainstalowanych w nowoczesnych samochodach nie można przywrócić po głębokim rozładowaniu).

Gwizdki pasa napędowego

Taki dźwięk często pojawia się zaraz po uruchomieniu silnika w deszczową pogodę lub po pokonaniu głębokiej kałuży. Powodem tego efektu jest poluzowanie napięcia paska alternatora. Jeśli po naciągnięciu pasek z czasem znów zaczął gwizdać, należy ustalić, dlaczego tak szybko się poluzowuje.

Pasek alternatora musi być dobrze napięty, ponieważ przy włączaniu różnych odbiorników stawia większy opór obrotowi wału (aby wytworzyć więcej prądu, jak w konwencjonalnym prądnicy).

W niektórych nowoczesnych samochodach napięcie paska zapewnia automatyczny napinacz. W konstrukcji prostszych samochodów tego elementu nie ma, a napięcie paska należy wykonać ręcznie.

Pasek przegrzewa się lub pęka

Ciepło lub przedwczesna awaria paska napędowego wskazuje, że jest on przeciążony. Oczywiście kierowca nie musi za każdym razem sprawdzać temperatury napędu prądnicy, ale jeśli wyraźnie słychać zapach spalonej gumy i pojawi się lekki dym w komorze silnika, należy sprawdzić stan paska napędowego .

Często pasek zużywa się przedwcześnie z powodu uszkodzenia łożyska wału generatora lub rolek napinających, jeśli są w projekcie. Pęknięcie paska alternatora w niektórych przypadkach może prowadzić do zakłócenia rozrządu zaworowego z powodu wpadnięcia elementu pod pasek rozrządu.

Dzwonienie lub szelest spod maski

Każdy generator jest wyposażony w łożyska toczne, które zapewniają stałą odległość między uzwojeniem wirnika i stojana. Po uruchomieniu silnika łożyska stale się obracają, ale w przeciwieństwie do wielu części silnika spalinowego nie są smarowane. Z tego powodu ochładzają się gorzej.

Ze względu na ciągłe ciepło i obciążenia mechaniczne (pas musi być mocno naprężony) łożyska mogą tracić smarowanie i szybko się psuć. Jeżeli podczas pracy generatora lub przy wzroście obciążenia pojawi się dzwonienie lub metaliczny szelest, należy wymienić łożyska. W niektórych modyfikacjach generatorów zastosowano sprzęgło jednokierunkowe, które niweluje drgania skrętne. Ten mechanizm również często zawodzi. Aby wymienić łożyska lub wolnobieg, trzeba będzie zdemontować alternator.

elektryczny buczenie

Dźwięk ten jest podobny do dźwięku dużych silników elektrycznych, takich jak te montowane w trolejbusach. Gdy pojawi się taki dźwięk, należy zdemontować generator i sprawdzić stan jego uzwojeń. Zasadniczo pojawia się, gdy zamyka się uzwojenie w stojanie.

Wideo na ten temat

Podsumowując - szczegółowy opis zasady działania generatora samochodowego:

Elektryk samochodowy ujawnił wszystkie tajemnice generatora i jego awarii !!!

Pytania i odpowiedzi:

Do czego służy generator w samochodzie? Mechanizm ten zapewnia wytwarzanie energii elektrycznej, dzięki czemu zapas baterii nie jest marnowany. Generator zamienia energię mechaniczną na energię elektryczną.

Co zasila generator w aucie? Podczas pracy silnika generator wytwarza energię elektryczną w celu naładowania akumulatora i zasilania wszystkich urządzeń elektrycznych w pojeździe. Jego pojemność zależy od liczby konsumentów.