Avtomatski generator. Naprava in kako deluje

Generator v avtu

Generator se je v avtomobilski industriji pojavil v začetku 20. stoletja skupaj z baterijo, ki je zahtevala stalno polnjenje. To so bili ogromni DC sklopi, ki so zahtevali stalno vzdrževanje. Sodobni generatorji so postali kompaktni, visoka zanesljivost posameznih delov je posledica uvedbe novih proizvodnih tehnologij. Nato bomo podrobneje analizirali napravo, princip delovanja in tipične okvare generatorja. 

Kaj je samodejni generator

Avtomobilski generator je enota, ki pretvarja mehansko energijo v električno in opravlja naslednje funkcije:

• zagotavlja stalno in neprekinjeno polnjenje akumulatorja, ko motor teče;
• zagotavlja napajanje vseh sistemov med zagonom motorja, ko zaganjalnik porabi veliko električne energije.

Generator je nameščen v motornem prostoru. Zaradi nosilcev je pritrjen na blok motorja, ki ga poganja pogonski jermen iz jermenice ročične gredi. Električni generator je povezan v električni tokokrog vzporedno z akumulatorsko baterijo.

Baterija se polni le, če proizvedena električna energija preseže napetost akumulatorja. Moč ustvarjenega toka je odvisna od vrtljajev ročične gredi, oziroma napetost narašča z vrtljaji jermenice z geometrijskim napredovanjem. Da bi preprečili prekomerno polnjenje, je generator opremljen z regulatorjem napetosti, ki prilagodi količino izhodne napetosti, ki zagotavlja 13.5-14.7V.

Zakaj avto potrebuje generator?

V sodobnem avtomobilu skoraj vsak sistem nadzorujejo senzorji, ki beležijo različne načine delovanja. Če bi vsi ti elementi delovali zaradi napolnjenosti akumulatorja, potem avto ne bi imel časa niti za ogrevanje, saj je baterija popolnoma prazna.

Da med delovanjem motorja vsakega sistema ne bi napajal akumulator, je nameščen generator. Deluje izključno, ko je vklopljen motor z notranjim zgorevanjem in je potreben za:

1. Napolnite baterijo;
2. Zagotovite dovolj energije za vsako enoto električnega sistema stroja;
3. V zasilnem načinu ali pri največji obremenitvi opravite obe funkciji - napolnite baterijo in oskrbite z električno energijo vozila.

Akumulator je treba napolniti, ker se pri zagonu motorja porabi samo energija akumulatorja. Da se baterija med vožnjo ne bi praznila, ni priporočljivo vklopiti veliko porabnikov energije.

Na primer, pozimi nekateri vozniki ob ogrevanju kabine vklopijo klimatski sistem avtomobila in grelnike stekla, da ta postopek ne gre dolgočasen, imajo tudi zmogljiv zvočni sistem. Posledično generator nima časa, da bi proizvedel toliko energije in ga delno vzamemo iz akumulatorja.

Vozite in namestite

Ta mehanizem poganja jermenski pogon. Povezan je z jermenico motorne gredi. Najpogosteje je premer jermenice motorne gredi večji od premera generatorja. Zaradi tega en vrtljaj gredi ročičnega mehanizma ustreza več vrtljajem gredi generatorja. Takšne mere omogočajo napravi, da ustvari več energije za različne porabne elemente in sisteme.

Generator je nameščen v neposredni bližini jermenice ročične gredi. Napetost pogonskega jermena pri nekaterih modelih avtomobilov izvajajo valji. Proračunski avtomobili imajo preprostejši nosilec za generator. Ima vodilo, na katerem je telo naprave pritrjeno z vijaki. Če je napetost jermena ohlapna (pod obremenitvami bo zdrsnila na jermenici in zaškripala), lahko to popravite tako, da ohišje generatorja premaknete nekoliko dlje od jermenice ročične gredi in ga pritrdite.

Naprave in značilnosti zasnove

Avtomobilski generatorji opravljajo enako funkcijo, delujejo po enakem principu, vendar se med seboj razlikujejo po velikosti, izvedbi sestavnih delov, velikosti jermenice, značilnostih usmernikov in regulatorju napetosti, ob prisotnosti hlajenja (pri dizelskih motorjih se pogosto uporablja tekočina ali zrak). Generator je sestavljen iz:

• etuiji (sprednji in zadnji pokrov);
• stator;
• rotor;
• diodni most;
• jermenica;
• sklop krtač;
• regulator napetosti.

Корпус

Velika večina generatorjev ima telo, sestavljeno iz dveh pokrovov, ki sta povezana s čepi in zategnjena z maticami. Del je izdelan iz lahke zlitine aluminija, ki ima dobro odvajanje toplote in ni magnetiziran. Ohišje ima prezračevalne luknje za prenos toplote.

Stator

Ima obliko obroča in je nameščen znotraj telesa. Je eden glavnih delov, ki se uporablja za ustvarjanje izmeničnega toka zaradi magnetnega polja rotorja. Stator je sestavljen iz jedra, ki je sestavljeno iz 36 plošč. V utorih jedra je bakreno navitje, ki služi za ustvarjanje toka. Najpogosteje je navitje trifazno, glede na vrsto povezave:

• zvezda - konci navitja so med seboj povezani;
• trikotnik - konci navitja se oddajajo ločeno.

Rotor

Vrteče se, katerega os se vrti na zaprtih krogličnih ležajih. Na gredi je nameščen vzbujevalni navit, ki služi za ustvarjanje magnetnega polja za stator. Da bi zagotovili pravilno smer magnetnega polja, sta nad navitjem nameščena dva polna jedra s po šestimi zobmi. Prav tako je gred rotorja opremljena z dvema bakrenima obročema, včasih medeninastimi ali jeklenimi, skozi katere tok teče od akumulatorja do vzbujalne tuljave.

Diodni most / usmernik

Tudi ena glavnih komponent, katere naloga je pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni tok, ki zagotavlja stabilno polnjenje avtomobilske baterije. Diodni most je sestavljen iz pozitivnega in negativnega traku hladilnega telesa, pa tudi diode. Diode so hermetično spajkane v most.

Tok se na diodni most napaja iz navitja statorja, poravna in napaja v akumulator skozi izhodni kontakt v zadnjem pokrovu. 

Jermenica

Jermenica skozi pogonski jermen prenaša navor na generator iz ročične gredi. Velikost škripca določa prestavno razmerje, večji kot je njegov premer, manj energije je potrebno za vrtenje generatorja. Sodobni avtomobili se premikajo na prosti tek, katerega namen je izravnati nihanja v vrtenju jermenice, hkrati pa ohraniti napetost in celovitost jermena. 

Sestava krtač

Na sodobnih avtomobilih so ščetke združene v eno enoto z regulatorjem napetosti, spreminjajo se le v sklopu, saj je njihova življenjska doba precej dolga. Ščetke se uporabljajo za prenos napetosti na drsne obroče gredi rotorja. Na grafitne ščetke pritisnejo vzmeti. 

Regulator napetosti

Polprevodniški regulator zagotavlja, da se zahtevana napetost vzdržuje znotraj določenih parametrov. Nahaja se na enoti nosilca ščetke ali pa jo je mogoče odstraniti ločeno.

Glavni parametri generatorja

Modifikacija generatorja je prilagojena parametrom vgrajenega sistema vozila. Tu so parametri, ki se upoštevajo pri izbiri vira energije:

• Napetost, ki jo naprava proizvede, znaša 12 V v standardni verziji in 24 V za močnejše sisteme;
• Ustvarjeni tok ne sme biti nižji od tistega, ki je potreben za električni sistem avtomobila;
• Karakteristike tokovne hitrosti - to je parameter, ki določa odvisnost trenutne moči od hitrosti vrtenja gredi generatorja;
• Učinkovitost - v večini primerov model daje kazalnik 50-60 odstotkov.

Te parametre je treba upoštevati pri nadgradnji vozila. Če je na primer v avtomobilu nameščena močnejša zvočna ojačitev ali klimatska naprava, bo električni sistem avtomobila porabil več energije, kot jo lahko proizvede generator. Zaradi tega se posvetujte z avtoelektričarjem, kako izbrati pravi vir energije.

Kako deluje samodejni generator

Shema delovanja generatorja je naslednja: ko obrnete ključ v stikalu za vžig, se vklopi napajanje. Napetost iz akumulatorja se dovaja regulatorju, ta pa jo prenaša na bakrene drsne obroče, končni porabnik pa je vzbujalno navitje rotorja.

Od trenutka, ko se motorna gred motorja zavrti, se gred rotorja začne vrteti skozi jermenski pogon, se ustvari elektromagnetno polje. Rotor ustvarja izmenični tok, ko je dosežena določena hitrost, se vzbujalno navitje napaja iz samega generatorja in ne iz akumulatorja.

Nato izmenični tok teče do diodnega mostu, kjer poteka postopek "izenačevanja". Regulator napetosti spremlja način delovanja rotorja, po potrebi spremeni napetost poljskega navitja. Tako se pod pogojem, da so deli v dobrem stanju, v akumulator napaja stabilen tok, ki omrežju na vozilu zagotavlja potrebno napetost. 

Na armaturni plošči sodobnejših avtomobilov je prikazan indikator akumulatorja, ki označuje tudi stanje generatorja (zasveti, ko se jermen zlomi ali je preveč napolnjen). Avtomobili, kot so VAZ 2101-07, AZLK-2140 in druga sovjetska "oprema", imajo merilnik števila, ampermeter ali voltmeter, tako da lahko vedno spremljate stanje generatorja.

Čemu služi regulator napetosti?

Stanje: med delovanjem motorja se napolnjenost akumulatorja močno zmanjša ali pride do prekomernega polnjenja. Najprej morate preveriti baterijo in če deluje pravilno, je težava v regulatorju napetosti. Regulator je lahko oddaljen ali vgrajen v sklop krtač.

Pri visokih vrtljajih motorja se napetost generatorja lahko dvigne na 16 voltov, kar negativno vpliva na celice akumulatorja. Regulator "odstrani" odvečni tok, ki ga sprejme iz akumulatorja, in uravnava tudi napetost v rotorju.

Na kratko o naboju, ki bi ga moral oddati generator:

Koliko napolnjenega naj bo avto? RAZPRAVITE

Škodljiva pravila za delovanje generatorja (po Osterju)

Sledijo koraki iz rubrike "kako uničiti generator v dveh korakih":

• Pravilo "obrnjene polarnosti" - zamenjajte žice akumulatorja in v generatorju boste uredili nenavadno svetlo bliskavico, pa tudi svetlobni oblak, ki prihaja iz njega. Ob tem boste občutili nepozaben akustični užitek ob poslušanju klikov in sikanja, pa tudi neverjetnega vonja po gorečih žicah in kar je najpomembneje, opekline 1-3 stopinje, odvisno od vaših ambicij. Takšen "trik" delno onesposobi diodni most, stator in regulator, na srečo ima možnost požara avtomobila 1: 1000. Od "stranskih učinkov" je mogoče onemogočiti instrumentno ploščo, vgrajeni računalnik, radijski snemalnik in druge komponente vgrajenega omrežja. Dostojanstvo - obvladajo ga začetniki brez dolgih teorij;
• pravilo pranja - agregat čim bolj pogosto in temeljito operite z veliko vode in pene, predvsem na alternatorju in zaganjalnik. Glavno je, da tok vode obilno splakne generator od znotraj, sušiti ga je strogo prepovedano, takoj zaženemo motor, vključimo vse porabnike energije in opazujemo učinke. Če ne, ponovite postopek. Dostojanstvo - zgoreli "gen" bo čist;
• staromodna metoda - potegnite žico iz terminala "+", da preverite polnjenje na delujočem motorju, to je glavno pravilo! Verjetnost okvare vseh vrst relejev je 50:50, glavna stvar je zagotoviti veliko isker za učinek in vklopiti tudi vse, kar napaja elektrika;
• "Letimo" skozi luže - mnogi se niti ne zavedajo, da to pravilo uporabljajo v dežju. Glavna stvar je, da ste vedno prepričani, da vaš avto ni primerljiv z vodoodpornostjo podmornice, globlja kot je luža, svetlejši je učinek. Pomembno je izbrati hitrost, pri kateri pride več vode v motorni prostor, glavno je, da zavržete vso plastično ohišje in zaščito! Glavna prednost je, da lahko trik ponovite povsod, kjer je voda (tudi potoki in reke), ne da bi zapustili avto;
• "Ljubilec glasbe" - namestiti morate najdražji radio snemalnik in po možnosti dva, čim več zvočnikov, vsaj nekaj ducatov, ojačevalce in nekaj nizkotoncev, vklopite svojo najljubšo glasbo pri polni glasnosti z motor teče, če izpod pokrova ne prihaja dim, zrak pa ostane čist - to pomeni, da ste kupili preveč poceni opremo;
• “stara baterija” - metoda zahteva nekaj znanja fizike, vsaj Ohmovega zakona. Vzamemo najstarejšo baterijo in starejša, večja je verjetnost, da bo zaprta banka. Morda bo baterija kazala znake silovitega delovanja, gotovo bo divje porabljala energijo, vendar bo delovanje injektorja nestabilno, na dolge luči pa lahko pozabite. Glavna stvar je, da bolj izkoristite staro baterijo - učinek vas ne bo pustil čakati. 

Kako preizkusiti avto alternator

Čeprav bi morali generator popraviti strokovnjaki, lahko sami preverite njegovo učinkovitost. Na starih avtomobilih so izkušeni avtomobilisti preverili delovanje generatorja na naslednji način.

Zaženite motor, prižgite žaromete in pri delujočem motorju odklopite negativni pol akumulatorja. Ko generator deluje, proizvaja električno energijo za vse porabnike, tako da ob odklopu akumulatorja motor ne bo zastal. Če motor ugasne, to pomeni, da je treba generator odpeljati na popravilo ali zamenjati (odvisno od vrste okvare).

Toda pri novih avtomobilih je bolje, da te metode ne uporabljate. Razlog je v tem, da so sodobni alternatorji za taka vozila zasnovani za stalno obremenitev, ki se del kompenzira s stalnim polnjenjem baterije. Če je med delovanjem generatorja izklopljen, se lahko poškoduje.

Najvarnejši način za testiranje generatorja je z multimetrom. Načelo preverjanja je naslednje:

• Pri ugasnjenem motorju se izmeri napetost akumulatorja. Z dobro baterijo mora biti ta parameter 12.7 voltov.
• Motor se zažene in vsi porabniki se izklopijo (ventilator kabine, žarometi, ogrevanje stekla itd.)
• Ponovno so sonde multimetra priključene na vodnike za spuščanje baterije. Odvisno od modela avtomobila mora biti napetost na sponkah 13.8-14.8 voltov.
• Porabniki električne energije so vklopljeni – kolikor je mogoče.
• Napetost se ponovno izmeri. Če generator deluje pravilno, bo ta indikator padel na 13.8-14 voltov. Odčitavanje pod tem je znak okvare alternatorja.

Okvare avtomobilskega generatorja

Generator ima mehanske in električne napake.

Mehanske napake:

• zlom pogonskega jermena - potrebna je zamenjava;
• glajenje robov jermenice, zaradi česar se jermen obrača;
• obraba ščetk;
• poškodba ohišja generatorja;
• okvara ležajev.

Električna:

• obraba drsnih obročev zaradi trenja;
• okvara regulatorja napetosti;
• zapiranje zavojev statorja;
• izgorelost usmerniških diod;
• izgorelost končnih žic za polnjenje;
• izgorelost navitja rotorja.

Zaradi okvare katerega koli dela generatorja pride do premajhnega polnjenja ali obratno. Najpogosteje odpovejo regulator napetosti in ležaji, pogonski jermen se spremeni v skladu s predpisi o vzdrževanju.

Mimogrede, če občasno želite namestiti izboljšane ležaje in regulator, bodite pozorni na njihove značilnosti, sicer je zelo verjetno, da zamenjava dela ne bo dala želenega učinka. Vse druge okvare zahtevajo odstranitev generatorja in njegovo demontažo, kar je najbolje prepustiti strokovnjaku. Glavna stvar, ki si jo morate zapomniti, je, da če ne upoštevate pravil po Osterju, potem obstajajo vse možnosti za dolgo in nemoteno delovanje generatorja.

Tukaj je kratek video o povezavi med močjo generatorja in baterije:

AKBshnik # 11: Moč generatorja pri izbiri baterije

Težave pri zagonu motorja

Čeprav motor za zagon poganja izključno baterija, lahko težaven zagon kaže na uhajanje toka ali pa se baterija ne polni pravilno. Upoštevati je treba, da bodo kratkoročna potovanja porabila veliko energije in v tem času se baterija ne bo napolnila.

Če se avto vsak dan slabše zažene in so potovanja dolga, potem bodite pozorni na generator. Toda okvara generatorja je lahko povezana ne le s prenizkim polnjenjem, temveč tudi s prenapolnjenjem baterije. V tem primeru je treba zamenjati rele-regulator, ki je odgovoren za vzdrževanje določene izhodne napetosti.

Zatemnjeni ali utripajoči žarometi

Med delovanjem mora generator v celoti zagotavljati energijo vsem potrošnikom, ki so v avtomobilu (razen močnih zunanjih naprav, katerih prisotnost ne zagotavlja proizvajalec). Če voznik med potovanjem opazi, da so žarometi zatemnili ali utripajo, je to simptom okvarjenega generatorja.

Takšen generator lahko proizvede normalno polnjenje, vendar morda ne bo kos povečani obremenitvi. Podobno okvaro lahko opazite po utripanju ali šibki luči osvetlitve armaturne plošče.

Ikona na armaturni plošči je vklopljena

Da bi voznika opozorili na premajhno polnjenje in druge težave, povezane z napajanjem, so proizvajalci na armaturno ploščo postavili ikono s sliko baterije. Če ta ikona zasveti, pomeni, da ima avto resne težave z elektriko.

Glede na stanje in vrsto akumulatorja brez polnjenja (samo na kapaciteto akumulatorja) je avto sposoben prevoziti več deset kilometrov. Na vsaki bateriji proizvajalec navede, kako dolgo bo baterija zdržala brez ponovnega polnjenja.

Tudi če so vsi porabniki energije izklopljeni, bo baterija še vedno izpraznjena, saj je električna energija potrebna za ustvarjanje iskre v jeklenkah (ali segrevanje zraka v dizelski enoti). Ko zasveti ikona baterije, morate nemudoma iti v najbližji avtoservis ali poklicati avtovleko (nekaterih vrst baterij, nameščenih na sodobnih avtomobilih, ni mogoče obnoviti po globokem praznjenju).

Piščalke za pogonski pas

Tak zvok se pogosto pojavi takoj po zagonu motorja v mokrem vremenu ali po premagovanju globoke luže. Razlog za ta učinek je popuščanje napetosti jermena alternatorja. Če je pas po zategovanju sčasoma spet začel žvižgati, je treba ugotoviti, zakaj se hitro zrahlja.

Jermen alternatorja mora biti dobro napet, saj ob vklopu različnih porabnikov ustvari večji upor pri vrtenju gredi (za proizvodnjo več električne energije, kot pri običajnem dinamu).

V nekaterih sodobnih avtomobilih napetost jermena zagotavlja avtomatski napenjalnik. Pri zasnovi enostavnejših avtomobilov ta element ni, napetost pasu pa je treba opraviti ročno.

Pas se pregreje ali zlomi

Toplota ali prezgodnja okvara pogonskega jermena kaže, da je preobremenjen. Seveda vozniku ni treba vsakič preverjati temperature pogona generatorja, če pa se jasno sliši vonj po žgani gumi in se v motornem prostoru pojavi rahel dim, je treba preveriti stanje pogonskega jermena. .

Pogosto se jermen prezgodaj obrabi zaradi okvare ležaja gredi generatorja ali nateznih valjev, če so v zasnovi. Pretrganje jermena alternatorja lahko v nekaterih primerih povzroči motnje krmiljenja ventilov zaradi dejstva, da je kos padel pod zobati jermen.

Zvok ali šumenje izpod pokrova

Vsak generator je opremljen z kotalnimi ležaji, ki zagotavljajo konstantno razdaljo med navitji rotorja in statorja. Po zagonu motorja se ležaji nenehno vrtijo, vendar za razliko od mnogih delov motorja z notranjim zgorevanjem ne prejemajo mazanja. Zaradi tega se slabše ohladijo.

Zaradi stalne toplote in mehanske obremenitve (pas mora biti tesno napet) lahko ležaji izgubijo mazanje in se hitro pokvarijo. Če se med delovanjem generatorja ali s povečanjem obremenitve pojavi zvonjenje ali kovinsko šumenje, je treba ležaje zamenjati. V nekaterih modifikacijah generatorjev je preletna sklopka, ki zgladi torzijske vibracije. Tudi ta mehanizem pogosto ne uspe. Alternator bo treba odstraniti, da zamenjate ležaje ali prosti tek.

električno brnenje

Ta zvok je podoben zvoku velikih elektromotorjev, kot so tisti, ki so nameščeni na trolejbusih. Ko se pojavi tak zvok, je treba generator razstaviti in preveriti stanje njegovih navitij. V bistvu se pojavi, ko se navitje v statorju zapre.

Video na temo

Za zaključek - podroben opis načela delovanja avtomobilskega generatorja:

Avtoelektričar je razkril vse skrivnosti generatorja in njegove okvare !!!

Vprašanja in odgovori:

Za kaj je generator v avtu? Ta mehanizem zagotavlja proizvodnjo električne energije, tako da se rezerva baterije ne izgublja. Generator pretvarja mehansko energijo v električno.

Kaj napaja generator v avtu? Medtem ko motor deluje, generator proizvaja električno energijo za polnjenje baterije in napajanje vse električne opreme v vozilu. Njegova zmogljivost je odvisna od števila porabnikov.