Принцип работы автомобильного генератора, неисправности, проверка

Как правило, в автомобиле имеется два источника электрической энергии: генератор и аккумуляторная батарея. Генератор приводится в действие двигателем внутреннего сгорания и преобразует механическую энергию в электрическую. Он обеспечивает питание потребителей и подзарядку аккумулятора, когда двигатель автомобиля работает. Аккумулятор предназначен для питания различных блоков управления и систем безопасности транспортного средства при неработающем двигателе и для запуска силовой установки.

Принцип работы автомобильного генератора основан на возникновении в проводнике электродвижущей силы при пересечении его магнитными линиями. Проводник (в виде катушек) располагается на неподвижном магнитопроводе (статор). В качестве ротора используется вращающийся постоянный магнит (электромагнит). Под воздействием вращающегося магнитного поля, в катушках статора индуктируется ток, который меняется по величине и направлению (переменный ток). Для питания устройств автомобиля требуется постоянный ток, поэтому переменный ток вырабатываемый генератором, с помощью выпрямительного блока преобразуется в постоянный.

Схема генератора трехфазного тока

Устройство автомобильного генератора переменного тока

В состав генератора входят такие основные части:

• статор с трехфазной обмоткой;
• ротор с клювообразными наконечниками, обмоткой возбуждения и коллектором;
• выпрямительный блок с тремя парами диодов;
• две крышки, передняя и задняя;
• вентилятор и приводной шкив.

Статор имеет 18 обмоток (кратно трем), они объединены в три группы и соединены звездой. Концы обмоток статора соединены с клеммами выпрямителя.

Ротор автомобильного генератора

а – ротор в сборе; б – в разобранном виде; 1,3 – звездочки с клювообразными наконечниками; 2 – катушка возбуждения; 4 – контактные кольца; 5 – вал.

Ротор собирается на валу, посередине устанавливается катушка возбуждения. Справа и слева от нее располагаются массивные звездочки с клювообразными наконечниками. Наконечники одной звездочки являются северными полюсами, наконечники другой, южными. Таким образом, 6 северных и 6 южных полюсов электромагнита чередуются по окружности, а их общее число 12 кратно двум.

Рядом с катушкой возбуждения устанавливаются изолированные кольца коллектора, к ним присоединяются концы обмотки электромагнита. На одной из крышек генератора монтируется щеткодержатель с двумя щетками. Через щетки и коллектор к обмотке ротора подводится ток возбуждения необходимой величины. Напряжение бортовой сети контролируется реле-регулятором и поддерживается в диапазоне от 13.8 до 14.5 вольт. Регулировка напряжения происходит путем изменения тока в катушке возбуждения генератора.

Как проверить автомобильный генератор

Здесь и далее речь идет о генераторе типа Г – 221. Перед проверкой автомобильного генератора проверяется натяжение ремня, который передает вращение от коленчатого вала к генератору, и состояние аккумулятора. Измерение напряжения на клеммах аккумулятора выполняется при отключенных потребителях тока. Если напряжение меньше 12.6 вольт, то аккумулятор нужно зарядить стационарным зарядным устройством.

Чтобы удостовериться в нормальной работе генератора в первую очередь необходимо измерить напряжение на клеммах аккумулятора при работающем двигателе (2500-3000 оборотов в минуту). Измеряемое напряжение не должно превышать 14.5 вольт. Если напряжение выше, то проверке подвергается регулятор напряжения.

Проверка щеток и обмотки возбуждения

Обмотку возбуждения ротора и качество прилегания щеток к контактным кольцам можно проверить без разборки генератора. Для этого нужно измерить сопротивление между контактом «67» и массой генератора. Если щетки хорошо прилегают к контактным кольцам, то сопротивление должно быть 4.2 – 4.7 Ом при температуре 20°C. После разборки генератора измеряют сопротивление между контактными кольцами, оно должно быть 4.3 ± 0.2 Ом при температуре 20°C. Следует обратить внимание на качество соединения выводов катушки возбуждения и контактных колец. Далее следует измерить сопротивление между одним из контактных колец и металлическим корпусом ротора, сопротивление должно быть бесконечным. Щеткодержатель со щетками меняется если щетки изношенны и выступают из щеткодержателя менее чем на 5 мм.

Проверка обмоток статора

Перед проверкой от обмоток необходимо отсоединить выпрямительный блок. С помощью мультиметра или контрольной лампы и аккумулятора проверяются обмотки на обрыв, затем на отсутствие замыкания витков обмоток на «массу». Визуально проверяется изоляция проводов обмоток, на ней не должно быть следов перегрева.

Проверка диодов выпрямительного блока

Выпрямительный блок состоит из двух пластин. В одну пластину запрессованы три диода, корпуса которых являются катодами (отрицательный вывод). В другую пластину запрессованы три диода, корпуса которых являются анодами (положительный вывод). Исправный диод пропускает ток только в одном направлении, неисправный диод пропускает ток в обе стороны или не пропускает вовсе. Проверить исправность диодов можно с помощью мультиметра (инструкция в этой статье) или воспользовавшись контрольной лампой (1 — 5 Вт, 12 В) и аккумулятором. В случае неисправности одного или нескольких диодов необходимо менять выпрямительный блок целиком.

Распространенные неисправности автомобильного генератора, их причины и способы устранения (ВАЗ-2103, ВАЗ-2106)

Контрольная лампа заряда периодически загорается или горит постоянно

• Скорее всего, причина кроется в слабом натяжении ремня привода генератора. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать натяжение ремня.
• Возможен постоянный или периодический обрыв между контактом «85» реле контрольной лампы заряда и центром звезды статора. Проверяется целостность проводников и качество контактов разъемов указанной цепи.
• Неисправно реле контрольной лампы заряда. В этом случае нужно заменить реле.
• Обрыв в цепях обмотки возбуждения. Проверяются контактные кольца ротора, щеточный узел, катушка возбуждения на обрыв и замыкание на «массу» и т.д.
• Неисправен регулятор напряжения. Требуется замена регулятора напряжения.
• Короткое замыкание одного или нескольких положительных диодов выпрямительного блока. Необходима замена выпрямительного блока.
• Обрыв в одном или нескольких диодах выпрямительного блока. Меняется выпрямительный блок.
• Обрыв в цепи между контактами «86» и «87» реле контрольной лампы заряда. Устранение обрыва в цепи.
• Межвитковое замыкание или обрыв в обмотке статора. Требуется замена статора.

При включении зажигания не загорается контрольная лампа заряда

• Перегорела нить накала лампы. Меняется лампа.
• Повреждено реле контрольной лампы заряда. Замена реле.
• Обрыв в цепи между контактом «87» реле контрольной лампы заряда и контактом «I» блока предохранителей. Проверяется целостность проводников и качество контактов разъемов указанной цепи.
• Короткое замыкание одного или нескольких отрицательных диодов выпрямительного блока. Замена выпрямительного блока.
• Замыкание обмотки статора на «массу». Замена статора.

Слабая зарядка аккумуляторной батареи

• Проскальзывание ремня привода генератора при высоких оборотах и при работе генератора под нагрузкой. Необходима регулировка натяжения ремня.
• Плохой контакт разъемов и наконечников проводов на генераторе, окисление клемм и выводов аккумулятора. Необходимо очистить контакты, выводы, клеммы от окислов. Затянуть зажимы.
• Аккумуляторная батарея неисправна. Замена аккумуляторной батареи.
• Неисправен регулятор напряжения. Замена регулятора.

Перезарядка аккумуляторной батареи

• Плохой контакт между корпусом регулятора напряжения и «массой». Очистить контактные поверхности от окислов.
• Неисправен регулятор напряжения. Меняется регулятор напряжения.

Повышенная шумность генератора

• Открутилась гайка шкива генератора. Необходимо подтянуть гайку.
• Износ подшипников. Требуется замена подшипников.
• При межвитковом замыкании в обмотке статора возможен «вой генератора». Меняется статор.

Схема генератора автомобиля

Калькулятор перевода силы тока в мощность

Перевести сколько ампер у квт онлайн. Калькулятор перевода силы тока ампер в мощность ватт

Самая основная функция генератора – зарядка батареи аккумулятора и питание электрического оборудования двигателя.

Генератор – механизм, который превращает механическую энергию в электрическую. Генератор имеет вал, на который насажен шкив, через который и получает вращения от коленчатого вала двигателя.

1. Аккумуляторная батарея
2. Выход генератора «+»
3. Выключатель зажигания
4. Лампа-индикатор исправности генератора
5. Помехоподавляющий конденсатор
6. Положительные диоды силового выпрямителя
7. Отрицательные диоды силового выпрямителя
8. «Масса» генератора
9. Диоды обмотки возбуждения
10. Обмотки трех фаз статора
11. Питание обмотки возбуждения, опорное напряжение для регулятора напряжения
12. Обмотка возбуждения (ротор)
13. Регулятор напряжения

Автомобильный генератор используют для питания электропотребителей, таких как: система зажигания, бортовой компьютер, автомобильная светотехника, система диагностики, а также есть возможность заряжать автомобильный аккумулятор. Мощность генератора легкового автомобиля составляет приблизительно 1 кВт. Автомобильные генераторы достаточно надежные в работе, потому что обеспечивают бесперебойную работу множеству приборов в автомобиле, а поэтому и требования к ним соответствующие.

Устройство генератора

Устройство автомобильного генератора подразумевает наличие собственного выпрямителя и регулирующей схемы. Генерирующая часть генератора с помощью неподвижной обмотки (статора) вырабатывает трёхфазный переменный ток, который далее выпрямляется серией из шести больших диодов и уже постоянный ток заряжает аккумулятор. Переменный ток индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки (вокруг обмотки возбуждения или ротора). Далее ток через щётки и кольца скольжения подаётся на электронную схему.

Устройство генератора: 1.Гайка. 2.Шайба. 3.Шкив. 4.Передняя крышка. 5.Дистанционное кольцо. 6.Ротор. 7.Статор. 8.Задняя крышка. 9.Кожух. 10.Прокладка. 11.Защитная втулка. 12.Выпрямительный блок с конденсатором. 13.Щеткодержатель с регулятором напряжения.

Располагается генератор в передней части двигателя автомобиля и запускается с помощью коленчатого вала. Схема подключения и принцип работы генератора автомобиля одинаковый для любых автомобилей. Есть конечно некоторые отличия, но они, как правило, связаны с качеством изготовленного товара, мощностью и компоновкой узлов в моторе. Во всех современных автомобилях устанавливают генераторные установки переменного тока, которые включают не только сам генератор, но и регулятор напряжения. Регулятор равносильно распределяет силу тока в обмотке возбуждения, именно за счет этого и происходит колебание мощности самой генераторной установки в тот момент, когда напряжение на силовых клеммах выхода остается неизменным.

Принцип работы генератора авто

Схема подключения генератора ВАЗ 2110-2115

Схема подключения генератора переменного тока включает такие составляющие:

1. Аккумулятор.
2. Генератор.
3. Блок предохранителя.
4. Ключ зажигания.
5. Приборная панель.
6. Выпрямительный блок и добавочные диоды.

Принцип работы достаточно простой, при включении зажигания плюс через замок зажигания идет через блок предохранителей, лампочку, диодный мост и выходит через резистор на минус. Когда лампочка на приборной панели загорелась, далее плюс идет на генератор (на обмотку возбуждения), далее в процессе запуска двигателя шкив начинает вращаться, также вращается якорь, за счет электромагнитной индукции вырабатывается электродвижущая сила и появляется переменный ток.

Далее в выпрямительный блок через синусоиду в левое плечо диод пропускает плюс, а в правое минус. Добавочные диоды на лампочку отсекают минусы и получаются только плюсы, далее он идет на узел приборной панели, а диод, который там стоит он пропускает только минус, в итоге лампочка гаснет и плюс тогда идет через резистор и выходит на минус.

Принцип работы автомобильного генератора постоянного, можно объяснить так: через обмотку возбуждения начинает течь небольшой постоянный ток, который регулируется управляющим блоком и поддерживается им на уровне чуть больше 14 В. Большинство генераторов в автомобиле способны вырабатывать как минимум 45 ампер. Генератор работает на 3000 оборотах в минуту и выше — если посмотреть на соотношение размеров ремней вентиляторов для шкивов, то оно по отношению к частоте двигателя составит два или три к одному.

Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Далее рассмотрим схему подключения автомобильного генератора на примере автомобиля ВАЗ-2107.

Схема подключения генератора на ВАЗ 2107

Схема зарядки ВАЗ 2107 зависит от того, какой применяется тип генератора. Чтобы подзарядить аккумуляторную батарею на таких авто, как: ВАЗ-2107, ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, которые стоят на карбюраторном двигателе, будет необходим генератор типа Г-222 или его аналог с максимальным током отдачи в 55А. В свою очередь автомобили ВАЗ-2107 у которых инжекторный двигатель используют генератор 5142.3771 или его прототип, который называется генератором повышенной энергии, с максимальным током отдачи 80-90А. Также можно устанавливать более мощные генераторы с током отдачи до 100А. Абсолютно во все виды генераторов переменного тока встраиваются выпрямительные блоки и регуляторы напряжения, они, как правило, изготовлены в одном корпусе со щетками либо съемные и крепятся на самом корпусе.

Схема зарядки ВАЗ 2107 имеет незначительные отличия в зависимости от года изготовления автомобиля. Самым главным отличием есть наличие или отсутствие контрольной лампы заряда, которая расположена на панели приборов, также способ ее подключения и наличие либо отсутствие вольтметра. Такие схемы в основном используются на карбюраторных автомобилях, тогда как на авто с инжекторными двигателями схема не меняется, она идентична с теми автомобилями, которые изготовлялись ранее.

Обозначения генераторных установок:

1. “Плюс” силового выпрямителя: “+”, В, 30, В+, ВАТ.
2. “Масса”: “-”, D-, 31, B-, M, E, GRD.
3. Вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, EXC, E, FLD.
4. Вывод для соединения с лампой контроля исправности: D, D+, 61, L, WL, IND.
5. Вывод фазы:

, W, R, STА.

Вывод нулевой точки обмотки статора: 0, МР.

Вывод регулятора напряжения для подсоединения его в бортовую сеть, обычно к “+” аккумуляторной батареи: Б, 15, S.

Вывод регулятора напряжения для питания его от выключателя зажигания: IG.

Вывод регулятора напряжения для соединения его с бортовым компьютером: FR, F.

Схема генератора ВАЗ-2107 типа 37.3701

1. Аккумуляторная батарея.
2. Генератор.
3. Регулятор напряжения.
4. Монтажный блок.
5. Выключатель зажигания.
6. Вольтметр.
7. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи.

При включении зажигания плюс от замка идет к предохранителю № 10, а затем уже поступает на реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи, потом идет к контакту и на вывод катушки. Второй вывод катушки взаимодействует с центральным выводом стартера, где соединяются все три обмотки. Если контакты реле замыкаются, то и контрольная лампа горит. При запуске двигателя генератор вырабатывает ток и на обмотках появляется переменное напряжение 7В. Через катушку реле проходит ток и якорь начинает притягиваться, при этом контакты размыкаются. Генератор № 15 через предохранитель № 9 пропускает ток. Аналогично через генератор напряжения щетки получает питание обмотка возбуждения.

Схема зарядки ВАЗ с инжекторными двигателями

Такая схема идентичная схемам на других моделях ВАЗов. Она отличается от предыдущих, способом возбуждения и контроля на исправность генератора. Он может быть осуществлен при помощи специальной контрольной лампы и вольтметра на панели приборов. Также через лампу заряда происходит первоначальное возбуждение генератора в момент начала работы. Во время работы генератор работает “анонимно”, то есть возбуждение идет напрямую с 30-го вывода.Когда включается зажигание, то питание через предохранитель №10 идет на лампу зарядки в панели приборов. Далее через монтажный блок поступает на 61-й вывод. Три дополнительные диода обеспечивают питание регулятору напряжения, а он в свою очередь передает его на обмотку возбуждения генератора. В этом случае контрольная лампа будет гореть. Именно в тот момент, когда генератор будет работать на обкладках выпрямительного моста напряжение будет гораздо выше, чем у аккумуляторной батареи. В этом случае контрольная лампа не будет гореть, потому что напряжение с ее стороны на дополнительных диодах будет ниже, чем со стороны статорной обмотки и диоды закроются. Если во время работы генератора контрольная лампа горит в пол накала, то это может означать, что пробиты дополнительные диоды.

Проверка работы генератора

Проверить работоспособность генератора можно несколькими способами применяя определенные методы, например: можно проверить напряжение отдачи генератора, падение напряжения на проводе, который соединяет токовый вывод генератора с аккумуляторной батареей или проверить регулируемое напряжение.

Для проверки будет необходим мультиметр, автомобильный аккумулятор и лампа с припаянными проводами, провода для подключения между генератором и аккумулятором, а еще можно взять дрель с подходящей головкой, так как возможно придется крутить ротор за гайку на шкиве.

Элементарная проверка лампочкой и мультиметром

Схема подключения: выходная клемма (В+) и ротор (D+). Лампу нужно подключить между основным выходом генератора В+ и контактом D+. После этого берем силовые провода и подключаем “минус” к минусовой клемме аккумулятора и к массе генератора, “плюс” соответственно к плюсу генератора и к выходу В+ генератора. Закрепляем на тиски и подключаем.

Включаем тестер в режим (DC) постоянного напряжения, цепляем один щуп на аккумулятор к “плюсу”, второй также, но к “минусу”. Далее, если все в рабочем состоянии, то должна загореться лампочка, напряжение в этом случае будет 12,4В. Затем берем дрель и начинаем крутить генератор, соответственно лампочка в этом момент перестанет гореть, а напряжение уже будет 14,9В. После чего добавляем нагрузку, берем галогенную лампу H4 и вешаем ее на клемму аккумулятора, она должна загореться. После чего в аналогичном порядке подключаем дрель и напряжение на вольтметре будет показывать уже 13,9В. В пассивном режиме аккумулятор под лампочкой дает 12,2В, а когда крутим дрелью, то 13,9В.

Схема проверки генератора

Строго не рекомендуется:

1. Проводить проверку на работоспособность генератора путем короткого замыкания, то есть “на искру”.
2. Допускать, чтобы генератор работал без включенных потребителей, также нежелательна работа при отключенном аккумуляторе.
3. Соединение клеммы “30” (в некоторых случаях B+) с “массой” или клемму “67” (в некоторых случаях D+).
4. Проводить сварочные работы кузова автомобиля при подключенных проводах генератора и аккумулятора.