Automatický generátor. Zariadenie a ako to funguje

Generátor v automobile

Generátor sa v automobilovom priemysle objavil na začiatku 20. storočia spolu s batériou, ktorá si vyžadovala neustále dobíjanie. Boli to obrovské DC zostavy, ktoré si vyžadovali neustálu údržbu. Moderné generátory sa stali kompaktnými, vysoká spoľahlivosť jednotlivých častí je spôsobená zavedením nových výrobných technológií. Ďalej podrobnejšie rozoberieme zariadenie, princíp činnosti a typické poruchy generátora. 

Čo je to automatický generátor

Automobilový generátor je jednotka, ktorá premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu a plní nasledujúce funkcie:

• poskytuje neustále a nepretržité nabíjanie batérie, keď je motor v prevádzke;
• dodáva energiu všetkým systémom počas štartovania motora, keď štartovací motor spotrebuje veľké množstvo elektriny.

Generátor je nainštalovaný v motorovom priestore. Vďaka konzolám je pripevnený k bloku motora, poháňaný hnacím remeňom z remenice kľukového hriadeľa. Elektrický generátor je zapojený do elektrického obvodu paralelne s akumulátorom.

Batéria sa nabíja, iba ak vyrobená elektrina prekročí napätie batérie. Výkon generovaného prúdu závisí od otáčok kľukového hriadeľa, respektíve sa napätie zvyšuje s otáčkami remenice s geometrickým vývojom. Aby sa zabránilo prebitiu, generátor je vybavený regulátorom napätia, ktorý nastavuje veľkosť napätia na výstupe a poskytuje 13.5-14.7V.

Prečo auto potrebuje generátor?

V modernom automobile je takmer každý systém riadený senzormi, ktoré zaznamenávajú ich rôzne režimy prevádzky. Keby všetky tieto prvky fungovali kvôli nabitiu batérie, potom by sa auto ani nestihlo zahriať, pretože batéria je úplne vybitá.

Aby počas prevádzky motora nebol každý systém napájaný z batérie, je nainštalovaný generátor. Funguje výlučne pri zapnutom spaľovacom motore a je potrebný na:

1. Nabite batériu;
2. Poskytnite dostatok energie pre každú jednotku elektrického systému stroja;
3. V núdzovom režime alebo pri maximálnom zaťažení vykonajte obe funkcie - napájajte batériu a dodávajte energiu elektrickému systému vozidla.

Batériu je potrebné znovu nabiť, pretože pri štartovaní motora sa spotrebuje iba energia batérie. Aby sa zabránilo vybitiu batérie počas jazdy, neodporúča sa zapínať veľa spotrebiteľov energie.

Napríklad v zime niektorí vodiči, keď zahrejú kabínu, zapnú klimatizáciu automobilu a ohrievače skla, aby tento proces nebol nudný, majú tiež výkonný audiosystém. Vďaka tomu generátor nemá čas na to, aby vygeneroval toľko energie a čiastočne sa odoberá z batérie.

Drive and mount

Tento mechanizmus je poháňaný remeňovým pohonom. Je spojená s remenicou kľukového hriadeľa. Najčastejšie je priemer remenice kľukového hriadeľa väčší ako priemer generátora. Z tohto dôvodu zodpovedá jedna otáčka hriadeľa kľukového mechanizmu niekoľkým otáčkam hriadeľa generátora. Takéto rozmery umožňujú zariadeniu generovať viac energie pre rôzne náročné prvky a systémy.

Generátor je namontovaný v tesnej blízkosti remenice kľukového hriadeľa. Napnutie hnacieho remeňa sa u niektorých modelov automobilov vykonáva pomocou valčekov. Lacné autá majú jednoduchšie uchytenie generátora. Má vodidlo, na ktorom je telo prístroja pripevnené skrutkami. Ak je napätie remeňa voľné (pri zaťažení bude kĺzať po remenici a škrípať), je možné to napraviť posunutím krytu generátora o niečo ďalej od remenice kľukového hriadeľa a jeho zafixovaním.

Funkcie zariadenia a dizajnu

Automobilové generátory vykonávajú rovnakú funkciu, pracujú na rovnakom princípe, líšia sa však veľkosťou, prevedením montážnych dielov, veľkosťou remenice, charakteristikami usmerňovačov a regulátora napätia za prítomnosti chladenia (naftové motory sa často používajú kvapalné alebo vzduchové). Generátor sa skladá z:

• puzdrá (predný a zadný kryt);
• stator;
• rotor;
• diódový mostík;
• kladka;
• montáž kefy;
• regulátor napätia.

bývanie

Prevažná väčšina generátorov má telo pozostávajúce z dvoch krytov, ktoré sú spojené s čapmi a utiahnuté maticami. Časť je vyrobená z ľahkého zliatinového hliníka, ktorý má dobrý odvod tepla a nie je magnetizovaný. Kryt má vetracie otvory na prenos tepla.

Stator

Má tvar krúžku a je inštalovaný vo vnútri tela. Je to jedna z hlavných častí, ktorá slúži na vytváranie striedavého prúdu v dôsledku magnetického poľa rotora. Stator pozostáva z jadra, ktoré je zostavené z 36 dosiek. V drážkach jadra je medené vinutie, ktoré slúži na generovanie prúdu. Najčastejšie je vinutie trojfázové podľa typu pripojenia:

• hviezda - konce vinutia sú vzájomne prepojené;
• trojuholník - konce vinutia sú vyvedené samostatne.

rotor

Otáča sa to, ktorého os sa otáča na guľkových ložiskách uzavretého typu. Na hriadeli je inštalované budiace vinutie, ktoré slúži na vytvorenie magnetického poľa pre stator. Pre zaistenie správneho smeru magnetického poľa sú nad vinutím nainštalované dve pólové jadrá so šiestimi zubami. Hriadeľ rotora je tiež vybavený dvoma medenými krúžkami, niekedy mosadznými alebo oceľovými, ktorými preteká prúd z batérie do budiacej cievky.

Jednotka diódového mostíka / usmerňovača

Tiež jednou z hlavných súčastí, ktorej úlohou je premena striedavého prúdu na jednosmerný, poskytujúci stabilné nabitie autobatérie. Diódový mostík sa skladá z kladného a záporného pásu chladiča a tiež z diód. Diódy sú hermeticky spájkované do mostíka.

Prúd je privádzaný do diódového mostíka z vinutia statora, narovnávaný a privádzaný do batérie cez výstupný kontakt v zadnom kryte. 

Kladka

Remenica cez hnací remeň prenáša krútiaci moment na generátor z kľukového hriadeľa. Veľkosť remenice určuje prevodový pomer, čím väčší je jej priemer, tým menej energie je potrebné na otáčanie generátora. Moderné autá prechádzajú na voľnobežku, ktorej zmyslom je vyhladzovanie kmitov pri otáčaní kladky pri zachovaní napnutia a celistvosti remeňa. 

Montáž štetca

Na moderných automobiloch sú kefy kombinované do jednej jednotky s regulátorom napätia, menia sa iba v montáži, pretože ich životnosť je dosť dlhá. Kefy sa používajú na prenos napätia na zberné krúžky hriadeľa rotora. Grafitové kefy sú pritlačené pružinami. 

Regulátor napätia

Polovodičový regulátor zaisťuje udržanie požadovaného napätia v stanovených parametroch. Nachádza sa na jednotke držiaka kefy alebo je možné ju odobrať osobitne.

Hlavné parametre generátora

Úprava generátora sa zhoduje s parametrami palubného systému vozidla. Tu sú parametre, ktoré sa berú do úvahy pri výbere zdroja energie:

• Napätie, ktoré zariadenie produkuje, je v štandarde 12 V a pre výkonnejšie systémy 24 V;
• Generovaný prúd by nemal byť nižší ako ten, ktorý sa vyžaduje pre elektrický systém vozidla;
• Charakteristiky prúdovej rýchlosti - toto je parameter, ktorý určuje závislosť sily prúdu od rýchlosti otáčania hriadeľa generátora;
• Účinnosť - vo väčšine prípadov model produkuje indikátor 50 - 60 percent.

Tieto parametre je potrebné zohľadniť pri modernizácii vozidla. Napríklad, ak do automobilu nainštalujete výkonnejšie zariadenie na zosilnenie zvuku alebo klimatizáciu, elektrický systém automobilu spotrebuje viac energie, ako dokáže generátor vyprodukovať. Z tohto dôvodu by ste sa mali poradiť s elektrikárom, ako zvoliť správny zdroj energie.

Ako funguje automatický generátor

Schéma činnosti generátora je nasledovná: po otočení kľúča v spínači zapaľovania sa zapne napájanie. Napätie z batérie sa privádza do regulátora, ktorý ho zase prenáša na medené zberacie krúžky, koncovým spotrebiteľom je budiace vinutie rotora.

Od momentu otáčania kľukového hriadeľa motora sa hriadeľ rotora začne otáčať cez remeňový pohon, vytvorí sa elektromagnetické pole. Rotor generuje striedavý prúd, pri dosiahnutí určitej rýchlosti je budiace vinutie napájané zo samotného generátora a nie z batérie.

Striedavý prúd potom prúdi do diódového mostíka, kde prebieha proces „vyrovnania“. Regulátor napätia sleduje prevádzkový režim rotora, ak je to potrebné, mení napätie vinutia poľa. Ak je teda diel v dobrom stave, dodáva sa do batérie stabilný prúd, ktorý dodáva palubnej sieti požadované napätie. 

Na prístrojovej doske modernejších automobilov sa zobrazuje indikátor batérie, ktorý tiež indikuje stav generátora (rozsvieti sa pri pretrhnutí pásu alebo prebití). Automobily ako VAZ 2101-07, AZLK-2140 a ďalšie sovietske „zariadenia“ majú číselníkový indikátor, ampérmeter alebo voltmetr, takže môžete vždy sledovať stav generátora.

Na čo slúži regulátor napätia?

Situácia: keď je motor v chode, nabitie batérie sa prudko zníži alebo dôjde k prebitiu. Najskôr musíte skontrolovať batériu a ak správne funguje, potom je problém v regulátore napätia. Regulátor môže byť diaľkový alebo integrovaný do zostavy kefy.

Pri vysokých otáčkach motora môže napätie z generátora vzrásť na 16 voltov, čo má nepriaznivý vplyv na články batérie. Regulátor „odstraňuje“ prebytočný prúd prijímaním z batérie a tiež reguluje napätie v rotore.

Stručne o poplatku, ktorý by mal generátor poskytnúť:

Koľko by malo byť auto účtované? DISKUSIE

Škodlivé pravidlá pre činnosť generátora (podľa Ostera)

Nasledujú kroky z rubriky „ako zabiť generátor v dvoch krokoch“:

• Pravidlo „obrátenej polarity“ - vymeňte káble batérie a v generátore zariadite nezvyčajný jasný záblesk, ako aj svetelný oblak vychádzajúci z neho. Zároveň ucítite nezabudnuteľný akustický pôžitok, počúvanie cvakaní a syčania, ako aj neuveriteľný zápach horiacich drôtov a hlavne 1-3 stupňové popálenie v závislosti od vašich ambícií. Takýto „trik“ čiastočne deaktivuje diódový mostík, stator a regulátor, našťastie požiar auta má šancu 1:1000. Z „vedľajších efektov“ je možné deaktivovať prístrojový panel, palubný počítač, rádiomagnetofón a ďalšie komponenty palubnej siete. Dôstojnosť – zvládnutá začiatočníkmi bez dlhých teórií;
• pravidlo umývania - pohonnú jednotku umývajte čo najčastejšie a dôkladne, veľa vody a peny, najmä na alternátore a štartér. Hlavná vec je, že prúd vody hojne prepláchne generátor zvnútra, je prísne zakázané ho vysušiť, okamžite naštartujeme motor, zapneme všetky spotrebiče energie a pozorujeme účinky. Ak nie, postup zopakujte. Dôstojnosť - spálený "gén" bude čistý;
• staromódna metóda - vytiahnutie drôtu zo svorky „+“ na kontrolu nabitia na bežiacom motore, to je hlavné pravidlo! Pravdepodobnosť zlyhania všetkých druhov relé je 50:50, hlavnou vecou je poskytnúť veľa iskier pre efekt a tiež zapnúť všetko, čo je poháňané elektrinou;
• „Letíme“ cez kaluže - mnohí si ani neuvedomujú, že toto pravidlo používajú v daždi. Hlavná vec je mať vždy istotu, že vaše auto je neporovnateľné s vodotesnosťou ponorky, čím hlbšia je kaluž, tým je efekt jasnejší. Je dôležité zvoliť rýchlosť, pri ktorej sa do motorového priestoru dostane viac vody, hlavné je vyhodiť všetky plastové kryty a ochranu! Hlavnou výhodou je, že trik možno opakovať všade tam, kde je voda (dokonca aj potoky a rieky) bez toho, aby ste opustili auto;
• „milovník hudby“ - musíte nainštalovať najdrahší rádiomagnetofón a najlepšie dva, čo najviac reproduktorov, aspoň niekoľko desiatok, zosilňovače a niekoľko subwooferov, zapnite svoju obľúbenú hudbu na plnú hlasitosť pomocou motor beží, ak spod kapoty nevychádza dym, ale vzduch zostáva čistý - znamená to, že ste si kúpili príliš lacné zariadenie;
• „stará batéria“ - metóda vyžaduje určité znalosti fyziky, prinajmenšom Ohmov zákon. Berieme najstaršiu batériu a čím staršia, tým je pravdepodobnejšie, že to bude uzavretá banka. Možno bude batéria vykazovať známky násilnej prevádzky, určite spotrebuje veľké množstvo energie, ale chod vstrekovača bude nestabilný a na diaľkové svetlo môžete zabudnúť. Hlavná vec je viac vyťažiť starú batériu - efekt vás nenechá čakať. 

Ako otestovať alternátor v aute

Aj keď by mal byť generátor opravený odborníkmi, jeho výkon môžete skontrolovať sami. Na starých autách skúsení motoristi skontrolovali výkon generátora nasledovne.

Naštartujte motor, zapnite svetlomety a pri naštartovanom motore odpojte záporný pól batérie. Keď generátor beží, vyrába elektrinu pre všetkých spotrebiteľov, takže pri odpojení batérie sa motor nezastaví. Ak sa motor zastaví, znamená to, že generátor je potrebné vziať na opravu alebo výmenu (v závislosti od typu poruchy).

Ale na nových autách je lepšie túto metódu nepoužívať. Dôvodom je, že moderné alternátory pre takéto vozidlá sú dimenzované na konštantnú záťaž, ktorej časť je kompenzovaná neustálym dobíjaním batérie. Ak je generátor vypnutý počas chodu generátora, môže ho poškodiť.

Najbezpečnejší spôsob testovania generátora je pomocou multimetra. Princíp overovania je nasledujúci:

• Pri vypnutom motore sa meria napätie batérie. Pri dobrej batérii by mal byť tento parameter 12.7 voltov.
• Motor sa naštartuje a všetky spotrebiče sa vypnú (ventilátor kabíny, svetlomety, vyhrievanie skla atď.)
• Opäť sú sondy multimetra pripojené k spodným vodičom batérie. V závislosti od modelu auta by napätie na svorkách malo byť 13.8-14.8 voltov.
• Spotrebitelia elektriny sú zapnutí - čo najviac.
• Znova sa meria napätie. Ak generátor funguje správne, tento indikátor klesne na 13.8-14 voltov. Údaje nižšie sú znakom poruchy alternátora.

Poruchy generátora automobilu

Generátor sa vyznačuje mechanickými a elektrickými poruchami.

Mechanické poruchy:

• zlomenie hnacieho remeňa - je potrebná výmena;
• vyhladenie okrajov remenice, čo spôsobí natočenie pásu;
• opotrebovanie kefiek;
• poškodenie skrinky generátora;
• porucha ložísk.

Elektrické:

• opotrebovanie klzných krúžkov v dôsledku trenia;
• porucha regulátora napätia;
• uzavretie statorových závitov;
• vyhorenie usmerňovacích mostíkových diód;
• vyhorenie vodičov konečného náboja;
• vyhorenie vinutia rotora.

Porucha ktorejkoľvek časti generátora má za následok dobitie alebo naopak. Najčastejšie zlyháva regulátor napätia a ložiská, hnací remeň sa mení podľa predpisov o údržbe.

Mimochodom, ak príležitostne chcete nainštalovať vylepšené ložiská a regulátor, venujte pozornosť ich charakteristikám, inak je vysoko pravdepodobné, že výmena dielu neprinesie požadovaný účinok. Všetky ostatné poruchy vyžadujú odstránenie generátora a jeho demontáž, čo je najlepšie prenechať odborníkovi. Hlavná vec, ktorú si treba zapamätať, je, že ak nedodržíte pravidlá podľa Ostera, potom existuje šanca na dlhú a bezproblémovú prevádzku generátora.

Tu je krátke video o prepojení medzi výkonom generátora a batériou:

AKBshnik # 11: Výkon generátora pri výbere batérie

Ťažkosti pri štartovaní motora

Aj keď je motor na štartovanie poháňaný výlučne batériou, ťažký štart môže naznačovať buď unikajúci prúd, alebo sa batéria nenabíja správne. Stojí za zváženie, že krátkodobé výlety spotrebujú veľa energie a počas tejto doby sa batéria neobnoví.

Ak sa auto každý deň začína horšie a horšie a cesty sú dlhé, mali by ste venovať pozornosť generátoru. Porucha generátora však môže súvisieť nielen s podbitím, ale aj s prebitím batérie. V tomto prípade je potrebné vymeniť relé-regulátor, ktorý je zodpovedný za udržiavanie špecifického výstupného napätia.

Tlmené alebo blikajúce svetlomety

Počas prevádzky musí generátor plne poskytovať energiu všetkým spotrebiteľom, ktorí sa nachádzajú v aute (okrem výkonných externých zariadení, ktorých prítomnosť výrobca neposkytuje). Ak si vodič počas jazdy všimne, že svetlomety sú slabšie alebo blikajú, je to príznak nefunkčného generátora.

Takýto generátor môže produkovať normálny náboj, ale so zvýšenou záťažou si nemusí poradiť. Podobnú poruchu možno spozorovať podľa blikania alebo slabšieho podsvietenia prístrojovej dosky.

Ikona na prístrojovej doske je zapnutá

Na upozornenie vodiča na nedostatočné nabitie a ďalšie problémy spojené s napájaním umiestnili výrobcovia na palubnú dosku ikonu s obrázkom batérie. Ak sa táto ikona rozsvieti, znamená to, že auto má vážny problém s elektrinou.

V závislosti od stavu a typu batérie bez dobíjania (iba na kapacitu batérie) je auto schopné prejsť niekoľko desiatok kilometrov. Na každej batérii výrobca uvádza, ako dlho batéria vydrží bez dobitia.

Aj keď sú všetky spotrebiče energie vypnuté, batéria bude stále vybitá, pretože na vytvorenie iskry vo valcoch (alebo ohrev vzduchu v dieselovej jednotke) je potrebná elektrina. Keď sa rozsvieti ikona batérie, musíte okamžite ísť do najbližšieho autoservisu alebo zavolať odťahové vozidlo (niektoré typy batérií inštalovaných na moderných autách nie je možné po hlbokom vybití obnoviť).

Hnací remeň píšťalky

Takýto zvuk sa často objaví hneď po naštartovaní motora v mokrom počasí alebo po prekonaní hlbokej mláky. Dôvodom tohto efektu je uvoľnenie napnutia remeňa alternátora. Ak po utiahnutí remeň po čase opäť začal pískať, je potrebné zistiť, prečo sa rýchlo uvoľňuje.

Remeň alternátora musí byť dobre napnutý, pretože pri zapnutí rôznych spotrebičov vytvára väčší odpor otáčaniu hriadeľa (na výrobu väčšieho množstva elektriny, ako pri bežnom dyname).

V niektorých moderných automobiloch je napnutie remeňa zabezpečené automatickým napínačom. Pri konštrukcii jednoduchších automobilov tento prvok chýba a napnutie remeňa sa musí vykonávať ručne.

Pás sa prehrieva alebo praskne

Teplo alebo predčasné zlyhanie hnacieho remeňa naznačuje, že je nadmerne namáhaný. Samozrejme, že vodič nemusí zakaždým kontrolovať teplotu pohonu generátora, ale ak je zreteľne počuteľný zápach spálenej gumy a v motorovom priestore sa objaví mierny dym, je potrebné skontrolovať stav hnacieho remeňa. .

Často sa remeň predčasne opotrebuje v dôsledku zlyhania ložiska hriadeľa generátora alebo napínacích valcov, ak sú v konštrukcii. Pretrhnutie remeňa alternátora môže v niektorých prípadoch viesť k narušeniu časovania ventilov v dôsledku toho, že kus spadol pod rozvodový remeň.

Zvuk zvonenia alebo šušťania spod kapoty

Každý generátor je vybavený valivými ložiskami, ktoré zabezpečujú konštantnú vzdialenosť medzi vinutím rotora a statora. Po naštartovaní motora sa ložiská neustále otáčajú, no na rozdiel od mnohých častí spaľovacieho motora nedostávajú mazanie. Z tohto dôvodu sa horšie ochladzujú.

V dôsledku neustáleho tepelného a mechanického namáhania (pás musí byť pevne napnutý) môžu ložiská stratiť mazanie a rýchlo sa pokaziť. Ak sa počas prevádzky generátora alebo pri zvýšení zaťaženia vyskytne zvonenie alebo kovové šušťanie, ložiská by sa mali vymeniť. V niektorých modifikáciách generátorov je jednosmerná spojka, ktorá vyhladzuje torzné vibrácie. Tento mechanizmus tiež často zlyhá. Na výmenu ložísk alebo voľnobežky bude potrebné demontovať alternátor.

elektrické bzučanie

Tento zvuk je podobný zvuku veľkých elektromotorov, aké sú inštalované na trolejbusoch. Keď sa objaví takýto zvuk, je potrebné demontovať generátor a skontrolovať stav jeho vinutí. V podstate sa objaví, keď sa vinutie v statore zatvorí.

Video k téme

Na záver - podrobný popis princípu činnosti generátora automobilu:

Autoelektrikár odhalil všetky tajomstvá generátora a jeho poruchy !!!

Otázky a odpovede:

Na čo slúži generátor v aute? Tento mechanizmus zaisťuje výrobu elektriny tak, aby nedochádzalo k plytvaniu rezervou batérie. Generátor premieňa mechanickú energiu na elektrickú.

Čo poháňa generátor v aute? Keď motor beží, generátor vyrába elektrinu na dobíjanie batérie a napájanie všetkých elektrických zariadení vo vozidle. Jeho kapacita závisí od počtu spotrebiteľov.