Generator auto. Dispozitiv și cum funcționează

Generator în mașină

Generatorul a apărut în industria auto la începutul secolului XX împreună cu bateria, care a necesitat reîncărcare constantă. Acestea au fost ansambluri uriașe de curent continuu, care au necesitat o întreținere constantă. Generatoarele moderne au devenit compacte, fiabilitatea ridicată a pieselor individuale se datorează introducerii de noi tehnologii de producție. În continuare, vom analiza mai detaliat dispozitivul, principiul funcționării și defecțiunile tipice ale generatorului. 

Ce este un generator auto

Un generator auto este o unitate care convertește energia mecanică în energie electrică și îndeplinește următoarele funcții:

• oferă o încărcare constantă și continuă a bateriei atunci când motorul funcționează;
• furnizează energie pentru toate sistemele în timpul pornirii motorului, când motorul de pornire consumă o cantitate mare de energie electrică.

Generatorul este instalat în compartimentul motorului. Datorită consolelor, acesta este atașat la blocul motor, acționat de o curea de transmisie de pe fulia arborelui cotit. Un generator electric este conectat într-un circuit electric în paralel cu bateria de stocare.

Bateria se încarcă numai atunci când energia electrică generată depășește tensiunea bateriei. Puterea curentului generat depinde de rotațiile arborelui cotit, respectiv tensiunea crește odată cu rotațiile fuliei cu o progresie geometrică. Pentru a preveni supraîncărcarea, generatorul este echipat cu un regulator de tensiune care reglează cantitatea de tensiune de ieșire, oferind 13.5-14.7V.

De ce o mașină are nevoie de un generator?

Într-o mașină modernă, aproape fiecare sistem este controlat de senzori care înregistrează diferitele lor moduri de operare. Dacă toate aceste elemente ar funcționa din cauza încărcării bateriei, atunci mașina nu ar avea nici măcar timp să se încălzească, deoarece bateria este complet descărcată.

Pentru ca în timpul funcționării motorului, fiecare sistem să nu fie alimentat de o baterie, să fie instalat un generator. Funcționează exclusiv atunci când motorul cu ardere internă este pornit și este necesar pentru:

1. Reîncărcați bateria;
2. Furnizați suficientă energie pentru fiecare unitate a sistemului electric al mașinii;
3. În modul de urgență sau la sarcină maximă, efectuați ambele funcții - și alimentați bateria și furnizați energie sistemului electric al vehiculului.

Este necesară reîncărcarea bateriei, deoarece la pornirea motorului se folosește doar energia bateriei. Pentru a preveni descărcarea bateriei în timp ce conduceți, nu este recomandat să porniți mulți consumatori de energie.

De exemplu, în timpul iernii, unii șoferi, atunci când încălzesc cabina, pornesc sistemul de climatizare al mașinii și încălzitoarele de sticlă și, astfel încât acest proces să nu devină plictisitor, au și un sistem audio puternic. Drept urmare, generatorul nu are timp să genereze atâta energie și este parțial preluat din baterie.

Conduceți și montați

Acest mecanism este acționat de o transmisie cu curea. Este conectat la fulia arborelui cotit. Cel mai adesea, diametrul fuliei arborelui cotit este mai mare decât cel al generatorului. Datorită acestui fapt, o rotație a arborelui mecanismului manivelei corespunde mai multor rotații a arborelui generatorului. Astfel de dimensiuni permit dispozitivului să genereze mai multă energie pentru diferite elemente și sisteme consumatoare.

Generatorul este montat în imediata apropiere a fuliei arborelui cotit. Tensiunea curelei de transmisie în unele modele de mașini este realizată de role. Mașinile ieftine au un suport de generator mai simplu. Are un ghid pe care corpul dispozitivului este fixat cu șuruburi. Dacă tensiunea curelei este slăbită (sub sarcini va aluneca pe scripete și scârțâie), atunci aceasta poate fi corectată mutând carcasa generatorului puțin mai departe de scripeta arborelui cotit și fixați-o.

Caracteristicile dispozitivului și designului

Generatoarele automobilelor îndeplinesc aceeași funcție, lucrează pe același principiu, dar diferă unele de altele ca mărime, în implementarea pieselor de asamblare, în dimensiunea scripetei, în caracteristicile redresoarelor și ale regulatorului de tensiune, în prezența răcirii (lichidul sau aerul sunt adesea utilizate pe motoarele diesel). Generatorul este format din:

• cutii (copertă față și spate);
• stator;
• rotor;
• pod de diode;
• scripete;
• ansamblu perie;
• regulator de voltaj.

carcasă

Marea majoritate a generatoarelor au un corp format din două capace, care sunt conectate cu știfturi și strânse cu piulițe. Piesa este realizată din aluminiu din aliaj ușor, care are o bună disipare a căldurii și nu este magnetizată. Carcasa are orificii de ventilație pentru transfer de căldură.

stator

Are o formă inelară și este instalat în interiorul corpului. Este una dintre părțile principale, care servește la crearea curentului alternativ datorită câmpului magnetic al rotorului. Statorul este format dintr-un miez, care este asamblat din 36 de plăci. Există o înfășurare de cupru în canelurile miezului, care servește la generarea curentului. Cel mai adesea, înfășurarea este trifazată, în funcție de tipul de conexiune:

• stea - capetele înfășurării sunt interconectate;
• triunghi - capetele înfășurării sunt scoase separat.

rotor

Rotire pentru a face, a cărei axă se rotește pe rulmenți cu bile de tip închis. Pe arbore este instalată o înfășurare de excitație, care servește la crearea unui câmp magnetic pentru stator. Pentru a asigura direcția corectă a câmpului magnetic, sunt instalate deasupra înfășurării două nuclee cu câte șase dinți. De asemenea, arborele rotorului este echipat cu două inele de cupru, uneori din aramă sau oțel, prin care circulă curent de la baterie la bobina de excitație.

Punte / unitate de redresare

De asemenea, una dintre componentele principale, a cărei sarcină este de a converti curentul alternativ în curent continuu, oferind o încărcare stabilă a bateriei auto. Podul diodei este format dintr-o bandă pozitivă și negativă a radiatorului, precum și diode. Diodele sunt lipite ermetic în pod.

Curentul este alimentat la podul diodei de la înfășurarea statorului, îndreptat și alimentat la baterie prin contactul de ieșire din capacul posterior. 

Scripete

Roata, prin cureaua de transmisie, transmite cuplul generatorului de la arborele cotit. Dimensiunea scripetelui determină raportul de transmisie, cu cât diametrul acestuia este mai mare, cu atât este nevoie de mai puțină energie pentru a roti generatorul. Mașinile moderne se deplasează la o roată liberă, al cărei scop este de a netezi oscilațiile în rotația scripetelui, menținând în același timp tensiunea și integritatea curelei. 

Ansamblu perie

La mașinile moderne, periile sunt combinate într-o singură unitate cu un regulator de tensiune, se schimbă doar în asamblare, deoarece durata lor de funcționare este destul de lungă. Periile sunt utilizate pentru a transfera tensiunea în inelele de alunecare a arborelui rotorului. Periile de grafit sunt presate de arcuri. 

Regulator de voltaj

Regulatorul de semiconductor asigură menținerea tensiunii necesare în parametrii specificați. Situat pe unitatea de suport pentru perie sau poate fi îndepărtat separat.

Principalii parametri ai generatorului

Modificarea generatorului este potrivită cu parametrii sistemului de la bordul vehiculului. Iată parametrii luați în considerare la selectarea unei surse de energie:

• Tensiunea pe care o produce dispozitivul este de 12 V în standard și de 24 V pentru sisteme mai puternice;
• Curentul generat nu trebuie să fie mai mic decât cel necesar sistemului electric al mașinii;
• Caracteristicile vitezei curentului sunt un parametru care determină dependența puterii curentului de turația arborelui generatorului;
• Eficiență - în majoritatea cazurilor, modelul produce un indicator de 50-60 la sută.

Acești parametri trebuie luați în considerare la modernizarea vehiculului. De exemplu, dacă o mașină de consolidare a sunetului sau un aparat de aer condiționat mai puternic este instalată într-o mașină, sistemul electric al mașinii va consuma mai multă energie decât poate produce generatorul. Din acest motiv, ar trebui să consultați un electrician auto despre cum să alegeți sursa de alimentare potrivită.

Cum funcționează generatorul auto

Schema de funcționare a generatorului este următoarea: când cheia este rotită în contact, sursa de alimentare este pornită. Tensiunea de la baterie este furnizată regulatorului, care, la rândul său, o transmite inelelor colectoare de cupru, consumatorul final este înfășurarea de excitație a rotorului.

Din momentul în care arborele cotit al motorului se rotește, arborele rotorului începe să se rotească prin transmisia cu curea, se creează un câmp electromagnetic. Rotorul generează un curent alternativ, când se atinge o anumită viteză, înfășurarea de excitație este alimentată de la generator în sine și nu de la baterie.

Curentul alternativ curge apoi către puntea diodei, unde are loc procesul de „egalizare”. Regulatorul de tensiune monitorizează modul de funcționare al rotorului, dacă este necesar, modifică tensiunea înfășurării de câmp. Astfel, cu condiția ca piesele să fie în stare bună, bateria furnizează un curent stabil, care asigură rețelei de bord tensiunea necesară. 

Pe tabloul de bord al mașinilor mai moderne este afișat un indicator al bateriei, care indică, de asemenea, starea generatorului (se aprinde atunci când centura se sparge sau se supraîncarcă). Mașini precum VAZ 2101-07, AZLK-2140 și alte "echipamente" sovietice au un contor, un amperometru sau un voltmetru, astfel încât puteți monitoriza întotdeauna starea generatorului.

Pentru ce este un regulator de tensiune?

Situație: când motorul funcționează, încărcarea bateriei scade brusc sau apare o supraîncărcare. Mai întâi trebuie să verificați bateria, iar dacă funcționează corect, atunci problema este în regulatorul de tensiune. Regulatorul poate fi de la distanță sau integrat în ansamblul perii.

La viteze mari ale motorului, tensiunea de la generator poate crește la 16 volți, iar acest lucru afectează negativ celulele bateriei. Regulatorul „elimină” excesul de curent, primindu-l din baterie și, de asemenea, reglează tensiunea din rotor.

Pe scurt despre sarcina pe care generatorul ar trebui să o dea:

Cât de încărcată ar trebui să fie mașina? DISCUTA

Reguli dăunătoare pentru funcționarea generatorului (conform Oster)

Următorii sunt pașii din rubrica „cum să omorâți un generator în doi pași”:

• Regula „polarității inverse” - schimbați firele bateriei și veți aranja un bliț neobișnuit luminos în generator, precum și un nor de lumină care vine din acesta. În același timp, vei simți o plăcere acustică de neuitat, ascultând clicuri și șuierate, precum și mirosul incredibil de fire arse, și cel mai important, o arsură de 1-3 grade, în funcție de ambițiile tale. Un astfel de „truc” dezactivează parțial puntea de diode, statorul și regulatorul, din fericire, un incendiu de mașină are șansa de 1: 1000. Din „efectele secundare”, grupul de instrumente, computerul de bord, reportofonul radio și alte componente ale rețelei de bord pot fi dezactivate. Demnitatea – stăpânită de începători fără teorii lungi;
• regulă de spălare - spălați unitatea de putere cât mai des și bine posibil, multă apă și spumă, în special pe alternator si starter. Principalul lucru este că fluxul de apă spăla abundent generatorul din interior, este strict interzis să-l uscați, pornim imediat motorul, pornim toți consumatorii de energie și observăm efectele. Dacă nu, repetați procedura. Demnitate - „gena” arsă va fi curată;
• metodă de modă veche - tragerea firului de la terminalul „+” pentru a verifica încărcarea unui motor în funcțiune, aceasta este regula principală! Probabilitatea de defecțiune a tuturor tipurilor de relee este de 50:50, principalul lucru este să oferiți o mulțime de scântei pentru efect și, de asemenea, să porniți tot ceea ce este alimentat de electricitate;
• „Zburăm” prin bălți - mulți nici măcar nu își dau seama că folosesc această regulă în ploaie. Principalul lucru este să fiți întotdeauna sigur că mașina dvs. nu se compară cu rezistența la apă a unui submarin, cu cât este mai adâncă balta, cu atât efectul este mai luminos. Este important să alegeți o viteză la care mai multă apă intră în compartimentul motor, principalul lucru este să aruncați toate carcasele de plastic și protecția! Principalul avantaj este că trucul poate fi repetat oriunde este apă (chiar și pâraie și râuri) fără a părăsi mașina;
• „iubitor de muzică” - trebuie să instalați cel mai scump magnetofon radio și, de preferință, două, cât mai multe difuzoare, cel puțin câteva zeci, amplificatoare și câteva subwoofere, porniți muzica preferată la volum maxim cu motorul in functiune, daca nu iese fum de sub capota, dar aerul ramane curat - inseamna ca ai achizitionat echipament prea ieftin;
• „baterie veche” - metoda necesită cunoștințe de fizică, cel puțin legea lui Ohm. Luăm cea mai veche baterie și cu cât este mai veche, cu atât este mai probabil să fie o bancă închisă. Poate că bateria va da semne de funcționare violentă, cu siguranță va consuma o cantitate sălbatică de energie, dar funcționarea injectorului va fi instabilă și puteți uita de faza lungă. Principalul lucru este să exploatați mai mult vechea baterie - efectul nu vă va face să așteptați. 

Cum se testează un alternator de mașină

Deși generatorul ar trebui reparat de specialiști, îl puteți verifica singur pentru performanță. La mașinile vechi, șoferii experimentați au verificat performanța generatorului după cum urmează.

Porniți motorul, aprindeți farurile și, cu motorul pornit, deconectați borna negativă a bateriei. Când generatorul funcționează, generează energie electrică pentru toți consumatorii, astfel încât atunci când bateria este deconectată, motorul nu se va opri. Dacă motorul se oprește, înseamnă că generatorul trebuie dus la reparare sau înlocuit (în funcție de tipul de avarie).

Dar pe mașinile noi este mai bine să nu folosiți această metodă. Motivul este că alternatoarele moderne pentru astfel de vehicule sunt proiectate pentru o sarcină constantă, o parte din care este compensată prin reîncărcarea constantă a bateriei. Dacă este oprit în timp ce generatorul funcționează, îl poate deteriora.

Cel mai sigur mod de a testa generatorul este cu un multimetru. Principiul verificării este următorul:

• Cu motorul oprit, se măsoară tensiunea bateriei. Cu o baterie bună, acest parametru ar trebui să fie de 12.7 volți.
• Motorul pornește și toți consumatorii se opresc (ventilator cabină, faruri, încălzire pe sticlă etc.)
• Încă o dată, sondele multimetrului sunt conectate la conductorii de jos a bateriei. În funcție de modelul mașinii, tensiunea la bornele ar trebui să fie de 13.8-14.8 volți.
• Consumatorii de energie electrică sunt porniți - cât mai mult posibil.
• Se măsoară din nou tensiunea. Dacă generatorul funcționează corect, acest indicator va scădea la 13.8-14 volți. O citire mai jos este un semn de defecțiune a alternatorului.

Defecțiuni ale generatorului de mașini

Generatorul se caracterizează prin defecțiuni mecanice și electrice.

Defecțiuni mecanice:

• ruperea curelei de transmisie - este necesară înlocuirea;
• netezirea marginilor scripetelor, ceea ce determină rotirea centurii;
• uzura periilor;
• deteriorarea carcasei generatorului;
• defectarea rulmenților.

Electric:

• uzura inelelor de alunecare datorate frecării;
• defectarea regulatorului de tensiune;
• închiderea virajelor statorului;
• arderea diodelor podului redresoare;
• arderea firelor de încărcare finală;
• arderea înfășurării rotorului.

Eșecul oricărei părți a generatorului atrage subcărcarea sau invers. Cel mai adesea, regulatorul de tensiune și rulmenții nu reușesc, cureaua de antrenare se modifică în conformitate cu reglementările de întreținere.

Apropo, dacă ocazional doriți să instalați rulmenți îmbunătățiți și un regulator, acordați atenție caracteristicilor acestora, altfel este foarte probabil ca înlocuirea piesei să nu dea efectul dorit. Toate celelalte defecțiuni necesită demontarea generatorului și dezasamblarea acestuia, ceea ce este cel mai bine lăsat la un specialist. Principalul lucru de reținut este că, dacă nu respectați regulile conform lui Oster, atunci există toate șansele pentru o funcționare lungă și fără probleme a generatorului.

Iată un scurt videoclip despre legătura dintre puterea generatorului și baterie:

AKBshnik # 11: Puterea generatorului atunci când alegeți o baterie

Dificultăți la pornirea motorului

Deși motorul este alimentat exclusiv de baterie pentru a porni, o pornire dificilă poate indica fie un curent de scurgere, fie că bateria nu se încarcă corect. Merită să țineți cont de faptul că călătoriile de scurtă durată vor consuma multă energie, iar în acest timp bateria nu își va mai recupera încărcarea.

Dacă în fiecare zi mașina pornește din ce în ce mai rău, iar călătoriile sunt lungi, atunci ar trebui să acordați atenție generatorului. Dar o defecțiune a generatorului poate fi asociată nu numai cu încărcarea insuficientă, ci și cu supraîncărcarea bateriei. În acest caz, este necesară înlocuirea releului-regulator, care este responsabil pentru menținerea unei anumite tensiuni de ieșire.

Faruri slabe sau pâlpâitoare

În timpul funcționării, generatorul trebuie să furnizeze energie tuturor consumatorilor care se află în mașină (cu excepția dispozitivelor externe puternice, a căror prezență nu este furnizată de producător). Dacă în timpul unei călătorii șoferul observă că farurile au devenit mai slabe sau pâlpâie, acesta este un simptom al unui generator defectuos.

Un astfel de generator poate produce o încărcare normală, dar este posibil să nu poată face față unei sarcini crescute. O defecțiune similară poate fi observată prin pâlpâirea sau lumina slabă a luminii de fundal a tabloului de bord.

Pictograma de pe tabloul de bord este activată

Pentru a avertiza șoferul cu privire la încărcarea insuficientă și alte probleme asociate cu alimentarea cu energie, producătorii au plasat pe tabloul de bord o pictogramă cu imaginea unei baterii. Dacă această pictogramă se aprinde, înseamnă că mașina are o problemă serioasă cu electricitatea.

În funcție de starea și tipul bateriei fără reîncărcare (doar în funcție de capacitatea bateriei), mașina este capabilă să parcurgă câteva zeci de kilometri. Pe fiecare baterie, producătorul indică cât de mult va dura bateria fără reîncărcare.

Chiar dacă toți consumatorii de energie sunt opriți, bateria va fi încă descărcată, deoarece electricitatea este necesară pentru a genera o scânteie în cilindri (sau încălzirea aerului într-o unitate diesel). Când pictograma bateriei se aprinde, trebuie să mergeți imediat la cel mai apropiat service auto sau să apelați un camion de remorcare (unele tipuri de baterii instalate pe mașinile moderne nu pot fi restaurate după o descărcare profundă).

Fluieră cureaua de transmisie

Un astfel de sunet apare adesea imediat după pornirea motorului pe vreme umedă sau după depășirea unei bălți adânci. Motivul acestui efect este slăbirea tensiunii curelei alternatorului. Dacă, după strângere, cureaua a început să fluieră din nou în timp, este necesar să se stabilească de ce se slăbește rapid.

Cureaua alternatorului trebuie să fie bine tensionată, deoarece atunci când sunt porniți diferiți consumatori, creează mai multă rezistență la rotația arborelui (pentru a genera mai multă energie electrică, ca la un dinam convențional).

La unele mașini moderne, tensiunea curelei este asigurată de un întinzător automat. În proiectarea mașinilor mai simple, acest element este absent, iar tensiunea curelei trebuie făcută manual.

Cureaua se supraîncălzi sau se rupe

Căldura sau defectarea prematură a curelei de transmisie indică faptul că aceasta este suprasolicitată. Desigur, șoferul nu trebuie să verifice temperatura transmisiei generatorului de fiecare dată, dar dacă mirosul de cauciuc ars este clar auzit și apare un ușor fum în compartimentul motor, este necesar să se verifice starea curelei de transmisie. .

Adesea, cureaua se uzează prematur din cauza defecțiunii lagărului arborelui generatorului sau a rolelor de tensionare, dacă acestea sunt în proiectare. O ruptură a curelei alternatorului în unele cazuri poate duce la întreruperea distribuției supapei din cauza faptului că piesa a căzut sub cureaua de distribuție.

Sunete de zgomot sau foșnet de sub capotă

Fiecare generator este echipat cu rulmenți care asigură o distanță constantă între înfășurările rotorului și statorului. După pornirea motorului, rulmenții sunt în permanență în rotație, dar, spre deosebire de multe părți ale motorului cu ardere internă, nu primesc lubrifiere. Din această cauză, se răcesc mai rău.

Datorită căldurii constante și solicitărilor mecanice (cureaua trebuie să fie sub tensiune strânsă), rulmenții pot pierde lubrifierea și se pot deteriora rapid. Dacă în timpul funcționării generatorului sau cu o creștere a sarcinii, apar zgomot sau foșnet metalic, atunci rulmenții trebuie înlocuiți. La unele modificări ale generatoarelor există un ambreiaj de rulare, care netezește vibrațiile de torsiune. De asemenea, acest mecanism eșuează adesea. Alternatorul va trebui scos pentru a înlocui rulmenții sau roata liberă.

zumzet electric

Acest sunet este similar cu sunetul motoarelor electrice mari, cum ar fi cele instalate pe troleibuze. Când apare un astfel de sunet, este necesar să demontați generatorul și să verificați starea înfășurărilor acestuia. Practic, apare atunci când înfășurarea din stator se închide.

Video pe tema

În concluzie - o descriere detaliată a principiului de funcționare a unui generator auto:

Electricianul auto a dezvăluit toate secretele generatorului și defecțiunea acestuia !!!

Întrebări și răspunsuri:

Pentru ce este un generator într-o mașină? Acest mecanism asigură generarea de energie electrică astfel încât rezerva bateriei să nu fie irosită. Un generator transformă energia mecanică în electricitate.

Ce alimentează generatorul din mașină? În timp ce motorul funcționează, generatorul generează energie electrică pentru a reîncărca bateria și a alimenta toate echipamentele electrice din vehicul. Capacitatea sa depinde de numărul de consumatori.