Автомобільний генератор

Генератор традиційно використовується у всіх автомобілях з двигунами внутрішнього згоряння і служить для перетворення механічної енергії обертання двигуна в електрику. Пристрій відноситься до електроустаткування зі складною конструкцією, а його поломка призводить до розряду акумулятора і навіть відмови в роботі двигуна. Для забезпечення тривалого терміну служби виробу необхідно дотримуватися правил його експлуатації, а також своєчасно виявляти і усувати поломки, що виникають.

Принцип роботи автомобільного генератора

Автомобільний генератор призначений для перетворення енергії обертання двигуна на електричний струм, який використовується для заряджання акумулятора та живлення електрообладнання машини. Пристрій приводиться в дію від колінчастого валу ремінною передачею. До його головних параметрів відносять номінальну силу струму та напругу, номінальну частоту обертання та самозбудження, а також ККД.

При включеному замку запалювання струм з акумулятора через щітки йде на обмотки збудження, створюючи магнітне поле. Ротор починає одночасне обертання з колінвалом двигуна, та його магнітне поле пронизує обмотки статора, створюючи змінну напругу. Випрямний блок перетворює струм на постійний, який живить акумуляторну батарею та бортову мережу.

При зміні навантаження в мережі та частоти обертання двигуна починає працювати регулятор напруги, контролюючи час увімкнення обмотки збудження. Якщо в автомобілі споживаний струм перевищує значення, що виробляється генератором, недолік електрики компенсує акумуляторна батарея, про що свідчить лампа заряду, що спалахнула на контрольній панелі.

Загальна конструкція пристрою

Автомобільні генератори випускаються в компактному та традиційному видах, відрізняючись розмірами, пристроєм корпусу, компонуванням вентилятора шківом приводу та випрямляючим вузлом. При цьому всі пристрої мають такі загальні складові:

1. Корпус. Для розміщення більшої частини конструктивних елементів пристрою. Складається з передньої та задньої кришки, з'єднаних між собою болтами, які виготовляють з немагнітного сплаву, що легко віддає тепло. На поверхні виконані вентиляційні вікна та передбачені кріпильні лапи.
2. Ротор. Призначений для створення магнітного поля, що обертається. З цією метою на його валу змонтована обмотка збудження, яку поміщають у дві полюсні половини. На кінці валу знаходяться два контактні кільця для живлення обмотки збудження. Більшість роторів мають на валу крильчатку вентилятора та приводний шків. Сам вал обертається на парі кулькових або роликових підшипників, що не обслуговуються.
3. Статор. Призначений для вироблення змінного струму, і конструктивно включає сердечник з металу з обмотками. Серце набирають із сталевих пластин, в яких для обмоток виконано 36 пазів. Покладені в них 3 обмотки утворюють трифазну напругу.
4. Щітковий вузол. Передає струм збудження контактні кільця. Складається з двох щіток, виконаних з графіту, які притискають пружини, та щіткотримача. На генераторах нових зразків щітковий вузол та регулятор напруги змонтовані в єдиному нерозбірному корпусі.
5. Випрямляч. Перетворює вироблену генератором змінну напругу на постійний струм бортової мережі. Конструктивно виконаний на пластинах-тепловідведення зі змонтованими силовими діодами.
6. Регулятор напруги. Підтримує напругу генератора в заданих межах, стабілізує його при різній частоті обертання двигуна, а також змінює напругу зарядки акумулятора, виходячи з температури повітря (чим нижче температура, тим вище напруга).
7. Привід генератора. Виконаний у вигляді шківа, пов'язаний з колінвалом клиновим або полікліновим ременем і обертається в 2-3 рази швидше за колінчастий вал двигуна.

Як правильно вибрати генератор

При виборі генератора для автомобіля окрім повної сумісності пристрою з оригінальною моделлю за габаритами, потужністю, способом кріплення та іншими параметрами, виріб повинен мати міцний корпус, стійкий до механічних навантажень, що забезпечує хороше охолодження пристрою, а також гарний захист від радіоперешкод.

Рекомендується не купувати вироби значно дешевше вартості оригіналу, щоб уникнути придбання неякісного вузла. Бажано, щоб відповідна модель генератора була рекомендована для встановлення фірмою-виробником конкретної моделі автомобіля.

Встановлення та заміна генератора

При необхідності заміни або ремонту генератора роблять його демонтаж у такому порядку:

1. Від'єднання мінусової клеми акумулятора.
2. Зняття ременя приводу генератора зі шківа.
3. Вивертання болта регулювання та кріплення пристрою на натяжній планці.
4. Від'єднання колодки джгута дротів від корпусу генератора.
5. Від'єднання дроту від виведення генератора.
6. Відвертання та вилучення болтів кріплення генератора.
7. Вилучення генератора з підкапотного простору.

Установка нового або відремонтованого генератора виконується у зворотному порядку, після чого виконується правильне регулювання натягу ременя.

Ознаки та причини несправності генератора

Несправності автомобільного генератора умовно поділяються на електричні та механічні. До електричних відносяться:

1. Зношування та вихід з ладу щіток.
2. Порушення контакту чи обрив електричних кіл.
3. Коротке замикання обмоток ротора.
4. Поломка регулятора напруги чи діодного моста.

Механічні несправності, як правило, виникають при зносі підшипників, що викликає радіальне биття ротора, який зачіпатиме обмотку статора і провокуватиме виникнення короткого замикання. Про несправність генератора можна судити за такими ознаками:

1. Під час роботи двигуна світиться або блимає лампа розряду акумулятора.
2. Перезаряджання акумулятора або його регулярне розрядження.
3. Тьмяна робота фар та електроприладів під час роботи двигуна.
4. Сила світла фар змінюється залежно від частоти обертів двигуна.
5. Від генератора під час його роботи чуються сторонні звуки.

Діагностика несправностей генератора проводиться шляхом перевірки знятого виробу на спеціальному стенді або виміром напруги на клемах акумуляторної батареї при працюючому та непрацюючому двигуні. Якщо при запущеному двигуні тестер показує напругу 13,8-14,7 (залежно від моделі машини), значить з генератором все в порядку. Напруга нижче 12В говорить про її поломку.

Інші показання, що також не відповідають номіналу згідно з технічною документацією, говорять про існуючі неполадки, зокрема про можливий вихід з ладу регулятора напруги. При механічних пошкодженнях проводять розбирання виробу і заміну частин, що зносилися. При пошкодженні обмоток ротора провадиться їх заміна методом перемотування на нові. У разі неможливості проведення ремонту або його вартості, порівнянної з ціною готового виробу, виробляють повну заміну.

Частковий ремонт своїми руками

Деякі поломки генератора можна усунути самотужки. При перегорілому запобіжнику, що вийшов з ладу реле регулятора або контактах, що відійшли ремонт полягає в заміні неробочих деталей і зачистці контактів. Якщо поломка трапилася всередині корпусу, буде потрібно його розбирання. Генератори різних марок автомобілів розбираються по-різному, але загальний алгоритм однаковий, і складається з дій, що здійснюються в такому порядку:

1. Очищення корпусу від пилу та продування його стисненим повітрям.
2. Зняття щіток та щіткотримача, які тримає один гвинт. При цьому перевіряється їхній стан: якщо щітки виступають менше ніж на 5 мм, їх обов'язково змінюють на нові. Також прочищають гнізда кріплення, які при експлуатації забиваються вугільним пилом, змішаним з олією.
3. Якщо потрібно повністю розібрати пристрій, необхідно демонтувати шків. Для цього застосовують спеціальне захоплення, виконане у вигляді двох напівкілець, попередньо обкрутивши гайку шківа. Ця робота потребує певного досвіду та навички.
4. Від'єднання задньої кришки з боку приводу та контактних кілець. Також знімаються статор, корпус випрямного блоку та ротор.
5. Від'єднання проводів від випрямного блоку, після чого він витягується, та статора.

За відсутності досвіду ремонту генераторів або подібних виробів, ремонт своїми руками можливий тільки щодо дрібних несправностей, таких як заміна блоку реле напруги, щіток, нескладне паяння або зачищення контактів. Заміна обмоток, підшипників, ремонт блоку регулювання чи діодного мосту проводиться в умовах майстерні з наявністю спеціального обладнання кваліфікованим спеціалістом.

Виробники автомобільних генераторів

На іноземних та вітчизняних автомобілях встановлюються генератори як власного виробництва, так і інших фірм-виробників. Заміна виробу на аналогічне, але іншого виробника можливе при сумісному кріпленні, потужності, аналогічними параметрами струму, що генерується, габаритами і шківа ремінного приводу. Найчастіше на автомобілі встановлюють генератори наступних фірм:

1. Bosch. Встановлюється більшість європейських марок машин. Відрізняється простотою пристрою та надійністю.
2. Cargo. Данська фірма, що спеціалізується на випуску стартерів та генераторів. Поставляє продукцію багатьом автовиробникам, ціна виробів трохи дешевша за оригінал.
3. Delco Remy. Американський виробник, що є на ринку комплектуючих для автомобілів більше ста років. Продукція відрізняється бездоганною якістю та довговічністю, маючи всі необхідні міжнародні сертифікати.
4. Lucas. Великий британський виробник деталей для автомобілів оригінальної якості.
5. Magneton. Чеський виробник, що спеціалізується на випуску стартерів та автомобільних генераторів змінного струму. Продукція характеризується оптимальним співвідношенням ціни та якості.
6. Valeo. Французький концерн, що утворився внаслідок злиття кількох фірм, що випускають генератори та інші вузли для автомобілів. Продукція конструктивно та за експлуатаційними особливостями подібна до фірми Bosch.