Генератор авто. устройство и как работает

Технические характеристики генератора ВАЗ 2105

Лампа освещения приборов.
Электродвигатель вентилятора системы охлаждения радиатора.
Принцип работы агрегата и контрольной лампы заряда Основные детали агрегата Генератор модели Г работает так. И у машины сразу начинаются проблемы: то нет заряда, то лампа не горит.
Правильное натяжение ремня устанавливаем по величине прогиба его ветви на участке между шкивами генератора и насоса охлаждающей жидкости или насоса и коленчатого вала, под усилием 10 кгс. И у машины сразу начинаются проблемы: то нет заряда, то лампа не горит. Концы ее присоединены к контактным кольцам 18, установленным на пластмассовой колодке, напрессованной на вал ротора. При этом силой магнитного потока управляет реле-регулятор, которое увеличивает или уменьшает напряжение на щетках в зависимости от нагрузки на плюсовой клемме аккумуляторной батареи.
Схема соединений генератора Г на автомобиле ВАЗ 1 — аккумуляторная батарея; 2 — генератор; 3 — реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи; 4 — монтажный блок; 5 — выключатель зажигания; 6 — вольтметр; 7 — контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи, расположенная в комбинации приборов. Для проверки конденсатора снимаем его с генератора и подсоединяем к нему провода мультиметра.

F3 10A Резервный. То, что шины бескамерные, тоже недостаток: без компрессора не накачать, насосом удается лишь подкачивать.

Сегодня многие устанавливают трёхуровневые регуляторы напряжения, но я пока не пробовал, поскольку уже несколько лет с зарядом проблем не возникает. Зачем дополнительные диоды? Сам корпус отделен конденсатором от й клеммы. При включении зажигания лампочка горит, потому, что через нее идет ток возбуждения. Это значит, что цепь целая и генератор готов к работе.

Принцип действия Ротор генератора — это сильный электромагнит , который при вращении быстро меняет направление магнитного поля в обмотке генератора. F17 10A Ближний свет фар левая блок-фара. Модификация с карбюраторным двигателем ВАЗ объемом 1,2 литра и мощностью 58,7 лошадиных сил, коробка передач как и в базовом варианте 4-ступенчатая.
ВАЗ 2104,2105 ПОДКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА ОТ ВАЗ 2101,2106

https://youtube.com/watch?v=2nsbOzO0CEI

Устройство и особенности конструкции

Автомобильные генераторы выполняют одну и ту же функцию, работают по одинаковому принципу, но отличаются друг от друга размером, схемой реализации деталей узла, размерами шкива, характеристиками выпрямителей и регулятора напряжения, наличием охлаждения (жидкостное или воздушное часто применяются на дизельных двигателях). Генератор состоит из:

• корпуса (передняя и задняя крышка);
• статор;
• ротор;
• диодный мост;
• шкив;
• щеточный узел;
• регулятор напряжения.

Корпус

Абсолютное большинство генераторов имеют корпус состоящий из двух крышек, которые соединяются между собой шпильками и стягиваются гайками. Исполнение детали из легкосплавного алюминия, который отличается хорошим теплоотводом и не намагничивается. На корпусе имеются вентиляционные отверстия, обеспечивающие теплообмен.

Статор

Имеет кольцевидную форму, установлен внутри корпуса . Является одним из главных деталей, который служит для создания переменного тока за счет магнитного поля ротора. Состоит статор из сердечника, который собран из 36 пластин. В пазах сердечника находится медная обмотка, которая служит для образования тока. Чаще всего обмотка трехфазная, по типу соединения:

• звезда — концы обмотки соединены между собой;
• треугольник — концы обмотки выводятся отдельно.

Ротор

Вращающаяся делать, ось которой вращается на шариковых подшипниках закрытого типа. На валу установлена обмотка возбуждения, которая служит для создания магнитного поля для статора. Для обеспечения правильного направления магнитного поля над обмоткой установлена два полюсных сердечника с шестью зубами для каждого. Также вал ротора оснащен двумя медными кольцами, иногда латунными или стальными, через которые поступает ток от аккумулятора на катушку возбуждения.

Диодный мост/ выпрямительный блок

Также один из главных компонентов, задача которого преобразовывать переменный ток в постоянный, обеспечивая стабильный заряд автомобильного аккумулятора. Диодный мост состоит из положительной и отрицательной радиаторной полосы, а также диодов. Диоды герметично впаяны в мост.

Ток подается на диодный мост с обмотки статора, выпрямляется и поступает на АКБ через выводной контакт в задней крышке.

Шкив

Шкив посредством приводного ремня, передает крутящий момент на генератор от коленчатого вала. Размер шкива определяет передаточное число, чем больше его диаметр — тем меньше необходимо энергии на вращение генератора. Современные автомобили переходят на обгонную муфту, смысл которой сглаживать колебания вращения шкива, сохраняя натяжение и целостность ремня.

Щеточный узел

На современных авто, щетки объединены в один узел с регулятором напряжение, им меняются только в сборе, так как их срок службы довольно большой. Щетки служат для передачи напряжения на контактные кольца вала ротора. Графитовые щетки прижимаются пружинками.

Регулятор напряжения

Полупроводниковый регулятор обеспечивает поддержание необходимого напряжения в заданных параметрах. Находится на блоке щеткодержателей или может выводиться отдельно.

Как сильно разряжать аккумуляторы

Ни стартовые, ни тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы не следует разряжать на 100 %. В таком режиме не проработают долго даже дорогие аккумуляторные батареи глубокого разряда. Однако если аккумуляторная батарея разряжается не до конца, то ее возможности используются не полностью и при заданном потреблении тока емкость аккумулятора должна быть больше.

Графики изменения емкости аккумуляторов в результате заряда и разряда. Тест имитировал реальную эксплуатацию аккумуляторов. Аккумуляторы разряжались синусоидальным инвертором током 25 А до 10,5 вольт и затем заряжались таким же током до 14,4 Вольт. В тесте участвовало 4 аккумулятора глубокого разряда — недорогой с жидким электролитом, 2 AGM аккумулятора и LiFePo4. Аккумулятор с жидким электролитом вышел из строя первым после 18 циклов. AGM — после 180. Состояние LiFePo4 не изменилось

Например, если энергопотребление в день составляет 100 Ач, и вы планируете разряжать аккумулятор до 50 %, то вам потребуется батарея емкостью 200 Ач. Большие аккумуляторы служат дольше, но они тяжелее, занимают больше места и стоят дороже. Чтобы сохранить баланс между сроком службы аккумуляторов и их стоимостью, лодочные аккумуляторы рекомендуется разряжать – до 50%, а крайних случаях до 80% от емкости.

Под нагрузкой аккумулятор в первую очередь отдает ток с поверхности пластин. Стартовый аккумулятор перезаряжается немедленно и внутренние участки его пластин не успевают разрядится. Но у частично разряженного тягового аккумулятора, напряжение по толщине пластин выровняется, внутренняя часть пластин разрядится, и зарядка аккумулятора займет больше времени.

Описание работы аккумулятора

Аккумулятор – это устройство, с помощью которого из химической энергии получается электрическая и наоборот, с возможностью накапливать и хранить заряд. Основное назначение – обеспечить питанием электрическое оборудование неработающего автомобиля, а также запустить двигатель с помощью стартера. Если генератор не работает или не справляется с нагрузкой, его роль берет на себя АКБ. Генератор не дает разряжаться аккумулятору, так как является источником его подзарядки.

По типу электролита аккумуляторные батареи делятся на две большие группы: щелочные и кислотные, по материалу электродов они делятся на:

• свинцовые;
• цинковые с добавлением серебра;
• никель-кадмиевые;
• железо-никелевые.

Наибольшей популярностью пользуются свинцово-кислотные батареи. Принцип работы аккумулятора прост: благодаря химическим процессам вырабатывается электрический ток, который необходим для запуска двигателя. Работающий мотор получает электроэнергию от генератора. В этом случае электрическая энергия получается из механической. АКБ получает электроэнергию от генератора и преобразует ее в химическую, накапливая ее для дальнейшего использования.

Автозапуск генератора через блок АВР

Назначение таких устройств – частично или полностью исключить участие человека в работе генератора. Есть две основные разновидности таких устройств. Первая полностью копирует систему автопереключения, которая работает на двух пускателях, но с добавлением электронного блока запуска и остановки генератора. От магистральной линии электроснабжения к нему подводится слаботочный кабель, по которому блок получает информацию о наличии или отсутствии напряжения в сети. В зависимости от этого он подает команду двигателю на пуск или остановку, а переключения между вводом из магистральной линии или от генератора, выполняют сами пускатели. В целом, это такая же система, как и предложенная схема для самостоятельной сборки, но здесь не придется ничего выдумывать – просто установить готовый блок.

Недостаток у такого блока тот же – его назначение только запуск и остановка двигателя без дополнительной защиты.

Сама схема выглядит следующим образом:

1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. Блок автоматического запуска генератора. 4. Генератор. 5. Реле времени. 6. УЗО. 7. Контактор основного ввода. 8. Контактор резервного ввода.

Более совершенный вариант это комплексная система, управляемая микропроцессорной электроникой. В целом она работает так же, как и самодельная система автозапуска, но ее главным преимуществом является наличие многочисленных датчиков, которые контролируют все аспекты работы генератора. Если случается какая-либо неисправность оборудования, то блок АВР сможет адекватно среагировать – не терзать генератор попытками автозапуска, а при наличии GSM-модуля и отправить владельцу сообщение о неисправности.

Сам блок АВР монтируется вместо распределительного щитка – для этого не нужно больших познаний – просто к нему надо подключить провода с магистральной линии, силовой и кабель управления от генератора и вывод в дом.

1. Вводной автомат. 2. Счетчик электроэнергии. 3. АВР. 4.Генератор. 5. Управляющий кабель. 6. Автоматы потребителей. 7. Нулевая шина. 8. Шина заземления.

Такой блок является сложным комплексом оборудования и его стоимость в некоторых случаях может равняться цене генератора. Поэтому его приобретение оправдано только в случае частых отключений электроэнергии и для достаточно мощных генераторов.

Как все работает?

Сначала следует разобраться, как все работает. Итак, на ВАЗ-2107 бортовая сеть запитывается от двух источников – аккумулятора и генератора. Первый обеспечивает электроэнергией все потребители, пока силовая установка не запущена. Аккумулятор сам по себе является хранилищем электрического заряда, который он отдает при надобности.

Генератор же – узел, который вырабатывает электричество, но для этого необходимо, чтобы он выполнял механическое действие (его ротор вращался). Чтобы генератор работал и запитывал сеть, привод его осуществляется от коленчатого вала посредством ременной передачи.

Работает все просто: чтобы запустить двигатель, энергия аккумулятора подается на силовой электродвигатель – стартер, а также систему зажигания. После того, как силовая установка запуститься, посредством привода в действие начнет приводиться генератор, вырабатываемая энергия которого будет питать все приборы. Также она будет подаваться на аккумулятор, чтобы восстановить заряд, затраченный на запуск силовой установки.

Подзарядка АКБ от генератора должна выполняться в обязательном порядке, иначе после нескольких запусков силовой установки потери электроэнергии в батарее будут значительными (аккумулятор садится), и он уже просто не способен будет завести мотор.

Для того, чтобы следить за зарядкой, на приборной панели ВАЗ-2107 установлена контрольная лампа, а также вольтметр. Благодаря этим контрольным приборам и удается выявить, что АКБ не заряжается.

Если вся цепь, по которой производится подзарядка аккумулятора, в исправном состоянии, то после включения зажигания контрольная лампа заряда загорается, но после запуска двигателя и выход на рабочий режим, она должна гаснуть, что указывает на то, что напряжение на АКБ поступает. При этом на вольтметре стрелка должна стать в зеленую зону, указывая, что параметры напряжения соответствуют норме. Но если после запуска мотора горит лампа, «моргает», при этом стрелка может дергаться, это указывает на возникновение неисправностей.

Здесь сразу следует отметить, что нередко бывает так, что значок АКБ горит при работающем двигателе, но вольтметр показывает, что зарядка идет. Вообще поведение этой системы может быть самым разным – не идет зарядка, она есть, но контрольные приборы показывают обратное, подзарядка периодически пропадет, но затем восстанавливается. При этом возможна вероятность недозаряда или перезарядка, которые являются губительными для АКБ. Слабая зарядка батареи в конечном итоге приведет к тому, что она со временем полностью разрядится и завести автомобиль будет невозможно.

Подключение и схема

Электрическая схема генераторной установки состоит из трёх частей: цепи обмоток статора и катушки возбуждения, выпрямительного диодного моста, и подключённого к генератору регулятора с посезонным переключателем напряжения.

схема генератора 46.3701

Концы фаз статора подключены к диодным парам выпрямителя. Плюс выпрямительного блока выведен контактным болтом наружу, контакт минус подключён к корпусу узла. Дополнительные диоды выпрямителя запитывают обмотку возбуждения генератора. Плюс выпрямителя возбуждающей обмотки соединён с катушкой возбуждения и выводом узла Д. Плюсовой вывод от диодного моста выпрямителя Б соединяется одноимённым выводом регулятора . Выводом Б подключают нагрузочную сеть машины и плюсовую клемму АКБ. Минусовые выводы выпрямительного блока и регулятора соединены с корпусом генератора на массу машины. Выводы Д генератора и регулятора соединены и предназначен для подключения  реле блокировки стартера. Если трактор запускается без стартера от пускового двигателя вывод Д изолируется колпачком. Вывод регулятора Ш соединён с концом обмотки возбуждения. Вывод С регулятора подключён  посезонному переключателю. Для правильного подключения регулятора на узел, при установке или замене, ориентируются на выступ корпуса.

Рождение электричества: элементарная физика

Как мы уже сказали, генератор – это один из двух источников тока наших четырёхколёсных друзей. Нужно отметить, что питание бортовых систем во время работающего двигателя не единственная его функция.

Параллельно этому занятию он ещё и подзаряжает аккумуляторную батарею, чтобы обеспечить бесперебойную работу всех электросистем авто в любой ситуации.

По сути, генератор это тот же электродвигатель, только выполняет он обратную работу. Если обычный двигатель превращает электрическую энергию в энергию вращения, то герой нашего сегодняшнего рассказа всё делает с точностью наоборот. По этой причине он и не вырабатывает ток, пока двигатель автомобиля отдыхает – его нужно раскрутить.

Для понимания процессов преобразования одной энергии в другую нам нужно открыть учебник физики.

Там написано, что в основе работы генератора лежит явление электромагнитной индукции. Простыми словами его можно объяснить следующим образом: в любом проводнике, который находится рядом с движущимся магнитом (изменяющимся магнитным полем), будет образовываться переменный электрический ток.

«Но ведь электросистема машины питается постоянным!», — возразите Вы. Так и есть, и чтобы разобраться с секретами этих метаморфоз, надо изучить конструкцию генератора. Об этом далее.

Использование перекидного рубильника

По сути, это тоже подключение к распределительному автомату, только без необходимости отсоединения вводной проводки. Перед автоматом монтируется переключатель на три позиции, позволяющий избежать откручивания проводки. Задача этого рубильника заключается в том, чтобы переключать питание сети с одной ветки на другую (от внешней сети или генератора). Подбирать рубильник для выполнения такой функции нужно с 4 вводными клеммами (2 «фазы» и 2 «ноля»), так как генератор имеет собственный «ноль», и трёхклеммный переключатель в этом случае не подойдёт.

Альтернативой 3-позиционного переключателя может стать установка рядом пары двухполосных автоматов, но повёрнутых друг к другу на угол 180 градусов. Клавиши обеих устройств скрепляют штифтами через специально предусмотренные для этих целей отверстия. В работе при переключении клавиш, например, вниз, такая комбинация автоматов будет блокировать питание сети от внешней линии и открывать путь для электротока, вырабатываемого автономным генератором. Обратное же действие с клавишами приведёт к пропуску тока из линии электропередач и блокировке поступления энергии от генератора.

Устанавливать такой переключатель для удобства стоит в непосредственной близости к устройству для генерации, так как его запуск происходит в определённой последовательности:

1. Непосредственный пуск двигателя генератора.
2. Прогрев устройства.
3. И только потом подключение нагрузки.

Естественно, удобнее выполнять эти действия и контролировать процесс в одном месте.

Для исключения работы генератора впустую, то есть когда на резервную линию уже будет подано напряжение, необходимо перед рубильником смонтировать вывод для лампы. Её включение даст сигнал о необходимости отключить автономный источник и выполнить переход на снабжение электротоком от магистральной линии электропередач.

Устройство ротора

Чтобы избавиться от этого негативного эффекта, ведь автомобильный генератор переменного тока должен выдавать напряжения в строго определенных параметрах, вместо постоянного магнита в статор устанавливают электромагнит. Он представляет собой стальной сердечник с намотанным медным проводом, через который пропускается электрический ток. В этом случае сердечник превращается в магнит, сила которого зависит от величины тока, пропускаемого через провод. Обмотка подключается к аккумулятору через медные кольца и графитовые щетки, один контакт через замок зажигания присоединяется к плюсовой клемме, а второй – через массу к минусовой. Для придания магнитному полю нужного направления обмотка помещается в шестиполюсные сердечники. Этот элемент называется ротор и помещается вовнутрь сердечника.

При замыкании цепи через ключ зажигания через обмотку проходит электрический ток, сердечник намагничивается, создавая достаточно мощное магнитное поле. Но, поскольку работа генератора основана на явлении электромагнитной индукции, ротор должна вращать сторонняя сила. Для этого он присоединяется к коленчатому валу двигателя. Ось ротора устанавливается на  подшипники на передней и задней крышках генератора, чтобы он мог свободно вращаться.

В заднюю крышку монтируется узел со щетками и реле регулятора напряжения генератора, а также диодный мост, к которому подключена обмотка статора. Диодный мост в генераторе нужен, чтобы преобразовать переменный ток, получаемого на статоре в постоянный.

Принцип работы диодного моста состоит в том, что группа диодов, находящихся в нем, пропускает ток только в одном направлении, выравнивая его характеристики, в результате на выходе получается постоянный ток с напряжением 12 В, который подается на выводной контакт. Щетки поджимаются мягкими пружинками к кольцам ротора для поддержания постоянного контакта. 

Интегральный регулятор напряжения, который устанавливается сверху на щеткодержатель, снижает ток от замка зажигания, что приводит к снижению напряжения в обмотке статора при увеличение оборотов двигателя и частоты вращения ротора.

Другие рекомендации

Провести подключение генератора можно самостоятельно. При выполнении работ нужно учитывать такие особенности:

1. Конструкция резервного источника энергии редко имеет хорошую защиту от воздействия осадков. Именно поэтому его нужно устанавливать под навесом или в отдельном помещении.
2. Подключается рассматриваемое оборудование всегда после счетчика, иначе придется платить и за резервный источник энергии.
3. В некоторых случаях есть возможность использовать генератор в качестве подпитки при возникновении пиковых нагрузок.

Перед установкой резервного источника энергии следует подробно изучить рекомендации по эксплуатации от производителя. Некоторые модели могут подключаться к автоматам, другие имеют только ручной блок управления. Для выбора оптимальной схемы подключения генератора нужно подробно изучить особенности применяемого оборудования.

Электрическая схема управления генератором.

Очень многие думают, что самое сложное в педальном генераторе — это электрические схемы подключения генератора, но на самом деле схемы управления генератором простые.

При разработке электрической схемы важно исключить возможность неправильного подключения аккумулятора, при котором мгновенно повреждается автомобильный генератор. На всех наших педальных генераторах и солнечных панелях мы используем полярные штекеры и сокеты, подключающиеся одним и тем же способом

Другая важная деталь — предохранитель правильного номинала, близко расположенный к положительной клемме аккумулятора, который перегорает раньше, чем сгорят провода. В идеальном случае электропроводка от генератора к аккумулятору должна быть рассчитана не меньше, чем на 20 Ампер, иметь сечение от 2.5 мм2 и защищена предохранителем на 10 А. Старайтесь использовать гибкий кабель. Не пытайтесь использовать кабель со сплошной металлической жилой, так как он всё время гнётся и в какой-то момент сломается, что может привести к удару электрическим током. Вольтметр на руле можно подсоединить с помощью тонкого провода и защитить маленьким предохранителем на один или два ампера.

Это самая простая версия принципиальной электрической схемы подключения автомобильного генератора. Вот так выглядит её демонстрационная версия.

В таблице представлен список основных компонентов с шифрами Maplin и Farnell. Maplin прекратили продавать некоторые 25 Вт резисторы, включая используемый в исходной схеме резистор на 0.47 Ом 25 Вт и многие другие компоненты.

Возможно вам самостоятельно придется подобрать лампочку, чтобы она соответствовала генератору. Если лампочка включается на слишком низких оборотах, то потребуется лампочка, работающая на низком токе. В принципиальной схеме отсутствуют критически важные компоненты, так что можно использовать даже бывшие в употреблении лампочки. Люди, хорошо разбирающиеся в электротехнике, могут заметить, что значение 25 Вт для резистора слишком завышено. Это сделано на случай протекания очень высоких токов в аварийных ситуациях до момента сгорания предохранителя. Если планируется использовать генератор для публичных демонстраций, то в целях обеспечения дополнительной безопасности неплохо будет прикрепить его к металлической плите или радиатору. К тому же радиатор производит впечатление — с ним генератор кажется более мощным.

Заключение

Даже самое общее представление об устройстве и принципах работы автомобильного генератора может помочь избежать неисправностей электрооборудования. Генератор начинает работать после запуска двигателя и выполняет функции основного источника тока в автомобиле.

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо тщательно следить за натяжением приводного ремня, которое влияет на положение генератора. На ряде современных автомобилей агрегат закреплен прочно, и изношенный клиновый или поликлиновый ремень необходимо сразу менять. Поддержание генератора в исправном состоянии позволит избежать крупных трат на капитальный ремонт авто.