Как работает генератор на автомобиле

Никто не обязан досконально знать устройство собственного автомобиля, но желательно понимать, что собой представляют отдельные элементы и какая у них функция. Разберемся, для чего нужен генератор.

В статье рассказывается:

Генератор — агрегат совсем небольшой, тем не менее именно он обеспечивает всю бортовую сеть машины электроэнергией.

Что такое генератор

Так называется устройство, которое движение вала преобразует в электричество. Через приводной ремень двигатель вращает вал электроагрегата, в результате чего образуется ток. Таков принцип работы генератора, если говорить очень простым языком.

Устройство всегда размещают под капотом, рядом с двигателем. Благодаря этому энергии теряется меньше. Если бы оно располагалось дальше,то вращение передавалось бы через несколько узлов: валов, ремней и так далее.

Источник: unsplash.com

Для чего нужен генератор

В автомобиле очень много устройств, которым требуется электричество:

• зажигание, 
• аудиосистема, 
• освещение, 
• электроприводы стекол, зеркал, 
• вентиляция, 
• кондиционер, 
• подогрев окон, сидений и т. д.

Все это нужно кормить энергией, и на такую прорву «электрортов» никакого аккумулятора не хватит. Кстати, генератор также заряжает батарею во время движения.

Единственные минусы у такого решения — устройство «съедает» часть мощности двигателя и увеличивает расход топлива. Поэтому машина сжигает больше бензина, если во время движения работает кондиционер и играет музыка.

Однако выгода очевидна — не нужно устанавливать громоздкий аккумулятор или менять компактный после каждой поездки.

Обслуживание автомобиля может быть дорогим удовольствием. Особенно если приобретать только лучшие запчасти и пользоваться услугами именитых автосервисов.

Можно сберечь семейный бюджет, если оформить карту «Халва». У нее более 250 000 партнеров, включая АЗС, магазины автомобильных товаров и автосервисы.

Из чего он состоит 

Генератор состоит из множества деталей. Назовем основные узлы устройства:

• Шкив. Колесико, которое размещается на валу генератора. Именно через него передается движение от двигателя.

• Ротор. Так называется вал, на котором зафиксированы втулки клювообразной формы. Между ними располагается обмотка с контактами для колец. В большинстве современных моделей чаще всего они сделаны из меди.

• Статор. Большое металлическое кольцо, которое «собрано» из нескольких пластин и обмотки, состоящей из жил из меди. Статор взаимодействует с ротором, но, в отличие от последнего, он зафиксирован в корпусе генератора неподвижно.

• Выпрямительная сборка (диодный мост, выпрямитель). В этой детали зафиксированы несколько мощных диодов. Нужна для «выпрямления» тока. Благодаря диодам электроток становится постоянным. Это позволяет электронным компонентам работать намного безопаснее и эффективнее.

• Регулятор напряжения. Устройство, которое следит, чтобы электронная сеть автомобиля получала необходимое напряжение вне зависимости от того, с какой скоростью вращается ротор.

• Щеточный узел. Конструкция, которая чаще всего состоит из пластмассового корпуса, графитовых щеток, держателей и пружин. Необходим, чтобы обеспечить контакт между вращающимся ротором и неподвижными элементами.
  Во многих машинах размещается в одном корпусе с регулятором напряжения.

• Корпус. Обычно состоит из двух элементов в виде крышек. На передней «крышке» устанавливается статор и подшипники ротора. На задней — щеточный узел, регулятор напряжения, сборка, выводные контакты и еще один комплект подшипников.

Принцип работы 

Когда водитель поворачивает ключ зажигания, на щетки подается электрический разряд от аккумулятора. Затем он переходит на обмотку возбуждения. Через шкив двигатель начинает вращать ротор, и в статоре образуется переменный ток.

Когда ротор достигает определенной скорости вращения, обмотка начинает «запитываться» от самого генератора.

Так как бортовой сети нужен не переменный, а постоянный электроток, то он проходит через диодный мост, который его «выпрямляют». После этого ток подается на все системы машины , а также подзаряжает аккумулятор.

Аккумуляторную батарею для автомобиля VIVAT EFB 70 обр (L3.0, 57031) можно купить в магазине аккумуляторов « Автомотив» за 10 990 рублей. Хотите приобрести АКБ выгоднее — оформите карту «Халва». 

Расплачивайтесь Халвой, чтобы получать кешбэк за покупки или приобретать товар в рассрочку.

Поскольку двигатель постоянно меняет количество оборотов, регулятор напряжения все время в деле. Он корректирует работу статора при увеличении или уменьшении скорости вращения вала и так обеспечивает стабильное напряжение.

Источник: unsplash.com

Важные параметры 

Что нужно знать о генераторе, кроме его элементов и принципа работы:

• Напряжение. Номинальное напряжение генератора легкового автомобиля равняется 12 вольтам. У грузовиков — 24, у мототехники — от 6 до 12 вольт.
  Измерить его можно при помощи мультиметра. На холостых оборотах значение должно быть от 14,3 до 15,5 вольт. Превышение может говорить о том, что в данный момент от генератора заряжается аккумулятор.
  Если во время замера включать приборы (свет, аудиосистему, дворники и прочие), напряжение должно падать на 0,2 вольта после запуска каждого устройства. Однако оно не может быть меньше 12,8 В — в этом случае АКБ будет разряжаться. Чересчур высокое напряжение может повредить аккумуляторную батарею.

При этом под нагрузкой напряжение будет отличаться от номинального. В среднем его значение должно составлять примерно 13,7 В.

• Мощность. Слабенький агрегат может не справиться с потребностями всех включенных в автомобиле приборов. Компенсировать недостаток придется аккумулятору, из-за чего он быстро разрядится.
  Рассчитать нужную мощность можно самостоятельно, особенно если вы хорошо помните физику. Нужно силу тока умножить на напряжение.
  Средний автомобильный генератор выдает около 90 ампер. Как мы уже выяснили, напряжение должно составлять 13,7 вольт. Значит, мощность подходящего агрегата составит 13,7*90 = 1233 Вт (1,23 КВТ).
  Учтите, что это максимальная мощность, которую устройство выдает при определенной скорости вращения вала — 3000 оборотов в минуту или больше. При холостом вращении генератор выдает примерно три четверти от максимума.

• Номинальное количество оборотов. Так называется скорость вращения вала, при которой генератор будет производить номинальный ток. Для многих моделей этот параметр равняется 5000–6000 оборотов.

• Скорость самовозбуждения. Это скорость вращения вала, при которой устройство может вырабатывать ток, достаточный для питания обмотки возбуждения.
  Чтобы аккумулятор не разряжался, скорость самовозбуждения должна быть ниже скорости вращения вала при холостой работе мотора.

• Коэффициент полезного действия. Напрямую указывает эффективность работы агрегата. Хороший показатель — 70% (+/–10).

Как проверить работоспособность генератора

Если генератор «накроется» в пути, то аккумулятор быстро разрядится и двигатель заглохнет. Уберечься от подобного сюрприза можно своевременной проверкой агрегата. Например, перед длительной поездкой.

Несмотря на сложность устройства, проверить его работоспособность может каждый. Для этого достаточно мультиметра. Перед проверкой дайте двигателю поработать вхолостую на средних оборотах. Включите какой-нибудь прибор автомобиля. Например, фары.

Тестер-мультиметр СЕМ DT-912 480960 можно приобрести в магазине « Все инструменты» за 2870 рублей. Оформите карту «Халва», чтобы получить за покупку кешбэк.

Чтоб проверить напряжение, нужно один щуп мультиметра приложить к «массе» генератора, а второй — к выводу «30» (другая маркировка — «В+»). Прибор должен показать нормальное напряжение. Например, 13,7 В. У каждого авто свои параметры, посмотрите в инструкции.

Если показания сильно отличаются от нормальных, возможно, потребуется дополнительная диагностика и последующая замена генератора.

Чтобы проверить диодный мост, мультиметр нужно перевести в режим переменного тока и подсоединить щупы к «массе» и выводу «30». Нормальный показатель — не более 0,5 В. Если больше — возможно, есть проблема с диодами.

Источник: unsplash.com

Основные неисправности 

Генератор — не самое хрупкое устройство в автомобиле. Но и он может выйти из строя. Если такое случится, на приборной панели включится индикатор разряда аккумулятора. Кроме того, может загореться наша «любимая» лампочка Check Engine.

Поломки могут быть как механическими, так и электрическими.

Электрические неисправности

Назовем наиболее частые поломки генератора электрического характера.

• Короткое замыкание в обмотке. Может произойти как в статоре, так и в роторе. Опасно тем, что может повредить регулятор напряжения.

• Поломка регулятора напряжения. Серьезная неисправность, которая может грозить всей электронике автомобиля, если напряжение будет выше необходимого. Первыми геройски падут предохранители. Но могут перегореть и лампы.
  Меньше проблем создаст пониженное напряжение — в этом случае бортовая сеть будет питаться от аккумулятора, что приведет к его разрядке. В общем, приятного тоже мало.

• Пробой диодов. Также опасен падением напряжения, из-за чего питание бортовой сети будет обеспечиваться аккумулятором. При этом опять же может сломаться регулятор напряжения со всеми вытекающими.

Механические повреждения

В поломке генератора необязательно виновато электричество. Вот самые частые механические причины неисправностей.

• Повреждение приводного ремня. Того самого, через который двигатель передает вращение ротору генератора. Если ремень порвется или его натяжение ослабнет, ток вырабатываться не будет, поэтому в дело вновь вступит аккумулятор.
  Но ненадолго — скоро и его энергия закончится, тогда авто будет обесточено, а двигатель заглохнет. Чтобы избежать этого, меняйте приводной ремень по рекомендациям в инструкции. Обычно это нужно делать каждые 70–100 тысяч километров.

• Стачивание токосъемных колец или щеток. Они контактируют при вращении вала ротора, поэтому со временем стачиваются.
  Повезет, если такое случится только с щетками. Тогда чаще всего достаточно поменять регулятор.
  А вот если стерлись кольца, придется разбирать агрегат полностью, выпаивая контакты. Проще будет обратиться в сервис — если вы этого раньше не делали, то есть немалый риск доломать генератор. А его замена — это уже другой уровень затрат.

• Износ подшипников. Эта деталь тоже постоянно движется, обеспечивая вращение вала с ротором. Поэтому часть элементов может со временем износиться. Да что уж говорить — обязательно износятся рано или поздно.
  Хороший подшипник может прослужить около 120 000 км. Если у генератора нет защиты, то грязь и вода сделают свое темное дело — значительно сократят срок жизни детали.
  Узнать об этом можно по жалобному писку генератора во время работы — при проблемах с подшипниками он часто свистит. Если тонкий высокий звук вас не беспокоит, подумайте о роторе — из-за неисправной детали он может заклинить.
  Чтоб заменить подшипники, нужно снимать и разбирать устройство, а это довольно муторное и сложное дело, поэтому лучше обратиться к специалистам. В идеале — проверять и менять деталь хотя бы через каждые 100–130 тысяч километров.

• Повреждение обмотки. В идеале обмотка во время работы генератора трется только о воздух, поэтому она и не повреждается. Но если внутрь корпуса попала влага или пыль, часть жил может стереться. Также подобное возможно, если повредились подшипники и вал начал ходить ходуном.
  Если стерт только изоляционный лак, можно нанести новый слой. Но при повреждении самих жил придется менять обмотку, статор, ротор, а то и сам генератор. В некоторых сервисах могут предложить намотать новые жилы, но это дорого.

• Повреждение корпуса. В идеале у генератора должна быть собственная защита от пыли, воды, грязи и камней. Но иногда защиты нет, поэтому корпус может быть поврежден или в него может попасть жидкость и другие лишние фракции.
  Все это приводит к замыканию, износу подшипников и другим неприятным последствиям.

Заключение

Генератор — не самая незаменимая деталь в автомобиле. Если он сломается, то небольшой промежуток времени снабжать бортовую сеть электричеством будет аккумулятор. К сожалению, надолго его не хватит. Поэтому регулярно проводите проверку генератора.

Вся информация о ценах, партнерах и тарифах актуальна на момент публикации статьи. Действующие магазины-партнеры Халвы