Automatický generátor. Zařízení a jak to funguje

Generátor v autě

Generátor se objevil v automobilovém průmyslu na počátku 20. století spolu s baterií, která vyžadovala neustálé dobíjení. Jednalo se o obrovské DC sestavy vyžadující neustálou údržbu. Moderní generátory se staly kompaktními, vysoká spolehlivost jednotlivých dílů je způsobena zavedením nových výrobních technologií. Dále podrobněji analyzujeme zařízení, princip činnosti a typické poruchy generátoru. 

Co je to automatický generátor

Automobilový generátor je jednotka, která přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii a plní následující funkce:

• zajišťuje stálé a nepřetržité nabíjení baterie, když je motor v chodu;
• dodává energii všem systémům během startu motoru, když motor startéru spotřebovává velké množství elektřiny.

Generátor je instalován v motorovém prostoru. Díky držákům je připevněn k bloku motoru, poháněn hnacím řemenem z řemenice klikového hřídele. Elektrický generátor je zapojen do elektrického obvodu paralelně s akumulátorem.

Baterie se nabíjí pouze tehdy, když vyrobená elektřina překročí napětí baterie. Síla generovaného proudu závisí na otáčkách klikového hřídele, respektive napětí se zvyšuje s otáčkami řemenice s geometrickým postupem. Aby se zabránilo přebíjení, je generátor vybaven regulátorem napětí, který upravuje velikost výstupního napětí a poskytuje 13.5-14.7V.

Proč auto potřebuje generátor?

V moderním automobilu je téměř každý systém řízen senzory, které zaznamenávají jejich různé provozní režimy. Pokud by všechny tyto prvky fungovaly kvůli nabití baterie, pak by se auto ani nestihlo zahřát, protože baterie je zcela vybitá.

Aby během provozu motoru nebyl každý systém napájen baterií, je nainstalován generátor. Funguje výlučně při zapnutém spalovacím motoru a je potřebný pro:

1. Dobijte baterii;
2. Zajistěte dostatečnou energii pro každou jednotku elektrického systému stroje;
3. V nouzovém režimu nebo při maximálním zatížení proveďte obě funkce - napájejte baterii a dodávejte energii do elektrického systému vozidla.

Je nutné baterii dobít, protože při spouštění motoru se využívá pouze energie baterie. Aby se zabránilo vybití baterie za jízdy, nedoporučuje se zapínat mnoho spotřebičů energie.

Například v zimě někteří řidiči při zahřívání kabiny zapnou klimatizaci vozu a vyhřívání skla, a aby tento proces nebyl nudný, mají také výkonný audiosystém. Výsledkem je, že generátor nemá čas generovat tolik energie a je částečně odebírán z baterie.

Drive and mount

Tento mechanismus je poháněn řemenovým pohonem. Je připojen k řemenici klikového hřídele. Průměr řemenice klikového hřídele je nejčastěji větší než průměr generátoru. Díky tomu odpovídá jedna otáčka hřídele klikového mechanismu několika otáčkám hřídele generátoru. Takové rozměry umožňují zařízení generovat více energie pro různé spotřební prvky a systémy.

Generátor je namontován v těsné blízkosti řemenice klikového hřídele. Napnutí hnacího řemenu je u některých modelů automobilů prováděno válečky. Levná auta mají jednodušší montáž generátoru. Má vodítko, na kterém je tělo zařízení připevněno šrouby. Pokud je napětí řemenu uvolněné (pod zatížením sklouzne na řemenici a skřípne), lze to napravit posunutím skříně generátoru o něco dále od řemenice klikového hřídele a jejím upevněním.

Zařízení a designové funkce

Automobilové generátory plní stejnou funkci, pracují na stejném principu, ale liší se od sebe velikostí, provedením částí jednotky, velikostí řemenice, charakteristikami usměrňovačů a regulátoru napětí za přítomnosti chlazení (u vznětových motorů se často používá kapalina nebo vzduch). Generátor se skládá z:

• pouzdra (přední a zadní kryt);
• stator;
• rotor;
• diodový můstek;
• kladka;
• montáž kartáče;
• regulátor napětí.

Корпус

Převážná většina generátorů má tělo, které se skládá ze dvou krytů, které jsou spojeny s kolíky a utaženy maticemi. Část je vyrobena z lehkého slitinového hliníku, který má dobrý odvod tepla a není magnetizovaný. Pouzdro má větrací otvory pro přenos tepla.

Stator

Má prstencový tvar a je instalován uvnitř těla. Jedná se o jednu z hlavních částí, která slouží k vytváření střídavého proudu v důsledku magnetického pole rotoru. Stator se skládá z jádra, které je sestaveno z 36 desek. V drážkách jádra je měděné vinutí, které slouží ke generování proudu. Vinutí je nejčastěji třífázové podle typu připojení:

• hvězda - konce vinutí jsou vzájemně propojeny;
• trojúhelník - konce vinutí jsou vyvedeny samostatně.

Rotor

Otáčení za účelem, jehož osa se otáčí na kuličkových ložiskách uzavřeného typu. Na hřídeli je instalováno budicí vinutí, které slouží k vytvoření magnetického pole pro stator. Aby byl zajištěn správný směr magnetického pole, jsou nad vinutí instalována dvě pólová jádra, každá se šesti zuby. Hřídel rotoru je také vybaven dvěma měděnými kroužky, někdy mosaznými nebo ocelovými, kterými protéká proud z baterie do budicí cívky.

Diodový můstek / usměrňovací jednotka

Je to také jedna z hlavních součástí, jejímž úkolem je převést střídavý proud na stejnosměrný a zajistit stabilní nabití autobaterie. Diodový můstek se skládá z kladného a záporného pásu chladiče a také z diod. Diody jsou hermeticky připájeny do můstku.

Proud je přiváděn do diodového můstku z vinutí statoru, usměrňován a přiváděn do baterie prostřednictvím výstupního kontaktu v zadním krytu. 

Kladka

Řemenice přes hnací řemen přenáší točivý moment na generátor z klikového hřídele. Velikost řemenice určuje převodový poměr, čím větší je její průměr, tím méně energie je potřeba k otáčení generátoru. Moderní automobily přecházejí na volnoběžku, jejímž smyslem je vyhlazení kmitů v rotaci kladky při zachování napětí a celistvosti řemene. 

Sestava kartáče

U moderních automobilů jsou kartáče kombinovány do jedné jednotky s regulátorem napětí, mění se pouze v sestavě, protože jejich životnost je poměrně dlouhá. Kartáče se používají k přenosu napětí na sběrací kroužky hřídele rotoru. Grafitové kartáče jsou přitlačovány pružinami. 

Regulátor napětí

Polovodičový regulátor zajišťuje udržování požadovaného napětí ve stanovených parametrech. Nachází se na jednotce držáku kartáčů nebo může být odstraněn samostatně.

Hlavní parametry generátoru

Úprava generátoru je přizpůsobena parametrům palubního systému vozidla. Zde jsou parametry zohledněné při výběru zdroje energie:

• Napětí, které zařízení produkuje, je 12 V ve standardu a 24 V pro výkonnější systémy;
• Generovaný proud by neměl být nižší než požadovaný pro elektrický systém automobilu;
• Charakteristika proudu a rychlosti - toto je parametr, který určuje závislost síly proudu na otáčkách hřídele generátoru;
• Efektivita - ve většině případů model produkuje indikátor 50-60 procent.

Tyto parametry je třeba zohlednit při modernizaci vozidla. Například pokud je v automobilu instalována výkonnější zvuková výztuha nebo klimatizace, bude elektrický systém automobilu spotřebovávat více energie, než může generátor vyprodukovat. Z tohoto důvodu byste se měli poradit s autoelektrikářem, jak zvolit správný zdroj energie.

Jak funguje automatický generátor

Schéma provozu generátoru je následující: když otočíte klíčkem ve spínači zapalování, zapne se napájení. Napětí z baterie je přiváděno do regulátoru, který je naopak přenáší na měděné sběrací kroužky, koncovým spotřebitelem je budicí vinutí rotoru.

Od okamžiku, kdy se klikový hřídel motoru začne otáčet, hřídel rotoru se začne otáčet řemenovým pohonem, vytvoří se elektromagnetické pole. Rotor generuje střídavý proud, při dosažení určité rychlosti je budicí vinutí napájeno ze samotného generátoru, nikoli z baterie.

Střídavý proud poté proudí do diodového můstku, kde probíhá proces „vyrovnání“. Regulátor napětí sleduje provozní režim rotoru, v případě potřeby mění napětí budicího vinutí. Za předpokladu, že jsou součásti v dobrém stavu, je tedy do baterie dodáván stabilní proud, který dodává palubní síti požadované napětí. 

Na palubní desce modernějších automobilů se zobrazuje indikátor baterie, který také indikuje stav generátoru (rozsvítí se při rozbití pásu nebo přebití). Automobily jako VAZ 2101-07, AZLK-2140 a další sovětské „vybavení“ mají číselníkový úchylkoměr, ampérmetr nebo voltmetr, takže můžete vždy sledovat stav generátoru.

K čemu slouží regulátor napětí?

Situace: za chodu motoru se výrazně sníží nabití baterie nebo dojde k přebití. Nejprve musíte zkontrolovat baterii a pokud funguje správně, problém je v regulátoru napětí. Regulátor může být dálkový nebo integrovaný do sestavy kartáče.

Při vysokých otáčkách motoru může napětí z generátoru vzrůst na 16 voltů, což nepříznivě ovlivňuje články baterie. Regulátor „odebírá“ přebytečný proud přijímáním z baterie a také reguluje napětí v rotoru.

Stručně o poplatku, který by měl generátor poskytnout:

Kolik by mělo být auto? DISKUSE

Škodlivá pravidla pro provoz generátoru (podle Ostera)

Následují kroky z rubriky „jak zabít generátor ve dvou krocích“:

• Pravidlo „obrácené polarity“ - prohoďte vodiče baterie a v generátoru zařídíte neobvyklý jasný záblesk a z něj vycházející světelný mrak. Zároveň ucítíte nezapomenutelný akustický požitek, poslech cvakání a syčení, stejně jako neuvěřitelnou vůni hořících drátů a hlavně spálení o 1-3 stupně v závislosti na vašich ambicích. Takový „trik“ částečně deaktivuje diodový můstek, stator a regulátor, naštěstí má požár auta šanci 1:1000. Z „vedlejších efektů“ lze deaktivovat sdružený přístroj, palubní počítač, radiomagnetofon a další součásti palubní sítě. Důstojnost – zvládnutá začátečníky bez dlouhých teorií;
• mycí pravidlo - myjte pohonnou jednotku co nejčastěji a důkladně, hodně vody a pěny, zejména na alternátoru a startér. Hlavní věc je, že proud vody hojně proplachuje generátor zevnitř, je přísně zakázáno jej sušit, okamžitě nastartujeme motor, zapneme všechny spotřebiče energie a pozorujeme účinky. Pokud ne, opakujte postup. Důstojnost - spálený "gen" bude čistý;
• staromódní metoda - vytažením drátu ze svorky „+“ pro kontrolu nabití běžícího motoru, to je hlavní pravidlo! Pravděpodobnost selhání všech druhů relé je 50:50, hlavní věcí je poskytnout spoustu jisker pro efekt a také zapnout vše, co je napájeno elektřinou;
• „Létáme“ přes kaluže - mnozí si ani neuvědomují, že toto pravidlo používají v dešti. Hlavní věc je mít vždy jistotu, že vaše auto je mimo srovnání s voděodolností ponorky, čím hlubší louže, tím jasnější efekt. Je důležité zvolit rychlost, při které se do motorového prostoru dostane více vody, hlavní je vyhodit všechny plastové pláště a ochranu! Hlavní výhodou je, že trik lze opakovat všude tam, kde je voda (dokonce i potoky a řeky), aniž byste museli opustit auto;
• „milovník hudby“ - musíte nainstalovat nejdražší radiomagnetofon a nejlépe dva, co nejvíce reproduktorů, alespoň několik desítek, zesilovače a několik subwooferů, zapněte svou oblíbenou hudbu na plnou hlasitost pomocí motor běží, pokud z pod kapoty nevychází kouř, ale vzduch zůstává čistý - znamená to, že jste zakoupili příliš levné zařízení;
• „stará baterie“ – metoda vyžaduje určité znalosti fyziky, alespoň Ohmův zákon. Vezmeme nejstarší baterii a čím starší, tím pravděpodobněji to bude uzavřená banka. Možná bude baterie vykazovat známky násilného provozu, jistě bude spotřebovávat divoké množství energie, ale chod injektoru bude nestabilní a na dálková světla můžete zapomenout. Hlavní je více vytěžit starou baterii – efekt vás nenechá čekat. 

Jak otestovat alternátor v autě

Přestože by měl být generátor opraven odborníky, můžete jej zkontrolovat sami. Na starých autech zkušení motoristé kontrolovali výkon generátoru následovně.

Nastartujte motor, zapněte světlomety a při běžícím motoru odpojte záporný pól baterie. Když generátor běží, vyrábí elektřinu pro všechny spotřebitele, takže při odpojení baterie motor nezhasne. Pokud se motor zastaví, znamená to, že je třeba generátor odvézt do opravy nebo vyměnit (v závislosti na typu poruchy).

Ale na nových autech je lepší tuto metodu nepoužívat. Důvodem je, že moderní alternátory pro taková vozidla jsou dimenzovány na stálou zátěž, jejíž část je kompenzována neustálým dobíjením baterie. Pokud je generátor vypnutý, když běží, může jej poškodit.

Nejbezpečnějším způsobem testování generátoru je multimetr. Princip ověřování je následující:

• Při vypnutém motoru se měří napětí baterie. S dobrou baterií by tento parametr měl být 12.7 voltů.
• Motor se spustí a všechny spotřebiče se vypnou (ventilátor kabiny, světlomety, vyhřívání skla atd.)
• Opět jsou sondy multimetru připojeny ke spodním vodičům baterie. V závislosti na modelu vozu by napětí na svorkách mělo být 13.8-14.8 voltů.
• Spotřebitelé elektřiny jsou zapnuti - co nejvíce.
• Znovu se změří napětí. Pokud generátor funguje správně, tento indikátor klesne na 13.8-14 voltů. Hodnota níže je známkou poruchy alternátoru.

Poruchy generátoru automobilu

Generátor se vyznačuje mechanickými a elektrickými poruchami.

Mechanické poruchy:

• prasknutí hnacího řemenu - nutná výměna;
• vyhlazení okrajů řemenice, což způsobí natočení pásu;
• opotřebení kartáčů;
• poškození skříně generátoru;
• porucha ložisek.

Elektrický:

• opotřebení kluzných kroužků v důsledku tření;
• porucha regulátoru napětí;
• uzavření statorových otáček;
• vyhoření usměrňovacích můstkových diod;
• vyhoření vodičů konečného náboje;
• vyhoření z vinutí rotoru.

Porucha jakékoli části generátoru má za následek nedobíjení nebo naopak. Nejčastěji selhává regulátor napětí a ložiska, hnací řemen se mění podle předpisů pro údržbu.

Mimochodem, pokud chcete příležitostně nainstalovat vylepšená ložiska a regulátor, věnujte pozornost jejich vlastnostem, jinak je vysoce pravděpodobné, že výměna součásti nepřinese požadovaný účinek. Všechny ostatní poruchy vyžadují odstranění generátoru a jeho demontáž, což je nejlépe přenechat odborníkovi. Hlavní věc, kterou je třeba si pamatovat, je, že pokud nedodržíte pravidla podle Ostera, existuje velká šance na dlouhý a bezproblémový provoz generátoru.

Zde je krátké video o spojení mezi výkonem generátoru a baterií:

AKBshnik # 11: Výkon generátoru při výběru baterie

Potíže při startování motoru

Přestože je motor při startování napájen výhradně baterií, obtížný start může indikovat buď unikající proud, nebo se baterie nenabíjí správně. Stojí za zvážení, že krátkodobé výlety spotřebují hodně energie a během této doby se baterie nenabije.

Pokud auto startuje každý den hůř a hůř a cesty jsou dlouhé, měli byste věnovat pozornost generátoru. Ale porucha generátoru může být spojena nejen s nedobitím, ale také s přebitím baterie. V tomto případě je nutné vyměnit relé-regulátor, který je zodpovědný za udržování specifického výstupního napětí.

Tlumené nebo blikající světlomety

Během provozu musí generátor plně poskytovat energii všem spotřebitelům, kteří jsou ve voze (kromě výkonných externích zařízení, jejichž přítomnost výrobce nezajišťuje). Pokud si řidič během jízdy všimne, že světlomety ztmavly nebo blikaly, je to příznak nefunkčního generátoru.

Takový generátor může produkovat normální náboj, ale nemusí si poradit se zvýšenou zátěží. Podobnou poruchu lze zaznamenat podle blikání nebo slabého světla podsvícení přístrojové desky.

Ikona na palubní desce svítí

Pro upozornění řidiče na nedostatečné nabití a další problémy spojené s napájením umístili výrobci na palubní desku ikonu s obrázkem baterie. Pokud se tato ikona rozsvítí, znamená to, že vůz má vážný problém s elektřinou.

V závislosti na stavu a typu baterie bez dobíjení (pouze na kapacitu baterie) je vůz schopen ujet několik desítek kilometrů. Na každé baterii výrobce uvádí, jak dlouho baterie vydrží bez dobíjení.

I když jsou všechny spotřebiče energie vypnuty, baterie bude stále vybitá, protože elektřina je potřebná k vytvoření jiskry ve válcích (nebo k ohřevu vzduchu v dieselové jednotce). Když se ikona baterie rozsvítí, musíte okamžitě jít do nejbližšího autoservisu nebo zavolat odtahovku (některé typy baterií nainstalovaných v moderních autech nelze po hlubokém vybití obnovit).

Hnací řemen píská

Takový zvuk se často objeví hned po nastartování motoru v mokrém počasí nebo po překonání hluboké louže. Důvodem tohoto efektu je uvolnění napnutí řemene alternátoru. Pokud po utažení začal pás časem znovu pískat, je nutné zjistit, proč se rychle uvolňuje.

Řemen alternátoru musí být dobře napnutý, protože při zapnutí různých spotřebičů vytváří větší odpor otáčení hřídele (pro výrobu více elektřiny, jako u klasického dynama).

U některých moderních vozů zajišťuje napínání řemenu automatický napínač. V konstrukci jednodušších vozů tento prvek chybí a napínání řemene se musí provádět ručně.

Pás se přehřívá nebo praskne

Teplo nebo předčasné selhání hnacího řemene znamená, že je přetěžován. Řidič samozřejmě nemusí pokaždé kontrolovat teplotu pohonu generátoru, ale pokud je zřetelně slyšitelný zápach spálené gumy a v motorovém prostoru se objeví mírný kouř, je nutné zkontrolovat stav hnacího řemene. .

Často se řemen předčasně opotřebuje v důsledku poruchy ložiska hřídele generátoru nebo napínacích kladek, pokud jsou v konstrukci. Prasknutí řemenu alternátoru může v některých případech vést k narušení časování ventilů v důsledku toho, že kus spadl pod rozvodový řemen.

Zvonění nebo šustění zpod kapoty

Každý generátor je vybaven valivými ložisky, která zajišťují konstantní vzdálenost mezi vinutím rotoru a statoru. Po nastartování motoru se ložiska neustále točí, ale na rozdíl od mnoha částí spalovacího motoru nedostávají mazání. Kvůli tomu se hůř chladí.

Vlivem stálého tepelného a mechanického namáhání (řemen musí být pevně napnutý) mohou ložiska ztrácet mazání a rychle se rozpadat. Pokud se během provozu generátoru nebo se zvýšením zatížení objeví zvonění nebo kovové šustění, je třeba ložiska vyměnit. V některých modifikacích generátorů je jednosměrná spojka, která vyhlazuje torzní vibrace. Tento mechanismus také často selhává. Pro výměnu ložisek nebo volnoběžky bude nutné demontovat alternátor.

elektrický hukot

Tento zvuk je podobný zvuku velkých elektromotorů, jako jsou ty instalované na trolejbusech. Když se takový zvuk objeví, je nutné demontovat generátor a zkontrolovat stav jeho vinutí. V podstatě se objeví, když se vinutí ve statoru uzavře.

Video k tématu

Na závěr - podrobný popis principu činnosti generátoru automobilu:

Autoelektrikář odhalil všechna tajemství generátoru a jeho poruchy !!!

Otázky a odpovědi:

K čemu je generátor v autě? Tento mechanismus zajišťuje výrobu elektřiny tak, aby nedocházelo k plýtvání rezervou baterie. Generátor přeměňuje mechanickou energii na elektřinu.

Co pohání generátor v autě? Zatímco motor běží, generátor vyrábí elektřinu pro dobíjení baterie a napájení všech elektrických zařízení ve vozidle. Jeho kapacita závisí na počtu spotřebitelů.