Auto-Generator
Auto Terms,  Artikel,  Autogerät,  Maschinenbetrieb

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Generator im Auto

Der Generator erschien zu Beginn des 20. Jahrhunderts in der Automobilindustrie zusammen mit der Batterie, die ständig nachgeladen werden musste. Dies waren riesige Gleichstromknoten, die ständig gewartet werden mussten. Moderne Generatoren sind kompakt geworden, die hohe Zuverlässigkeit einzelner Teile ist auf die Einführung neuer Produktionstechnologien zurückzuführen. Als nächstes analysieren wir das Gerät, das Funktionsprinzip und typische Generatorstörungen genauer. 

Was ist ein Autogenerator?

Generatorteile

Ein Autogenerator ist eine Einheit, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt und die folgenden Funktionen ausführt:

  • sorgt für eine konstante und kontinuierliche Batterieladung bei laufendem Motor;
  • Versorgt alle Systeme während des Motorstarts mit Strom, wenn der Anlasser viel Strom verbraucht.

Der Generator ist im Motorraum eingebaut. Aufgrund der Halterungen wird es am Motorblock befestigt, angetrieben von einem Antriebsriemen von der Kurbelwellenscheibe. Ein elektrischer Generator ist parallel zur Speicherbatterie in einem Stromkreis angeschlossen.

Die Batterie wird nur aufgeladen, wenn der erzeugte Strom die Batteriespannung überschreitet. Die Leistung des erzeugten Stroms hängt von den Umdrehungen der Kurbelwelle ab, die Spannung steigt mit den Umdrehungen der Riemenscheibe mit einem geometrischen Verlauf an. Um eine Überladung zu vermeiden, ist der Generator mit einem Spannungsregler ausgestattet, der die Spannungsmenge am Ausgang auf 13.5 bis 14.7 V einstellt.

Warum braucht ein Auto einen Generator?

In einem modernen Auto wird fast jedes System von Sensoren gesteuert, die ihre verschiedenen Betriebsarten aufzeichnen. Wenn all diese Elemente aufgrund der Batterieladung funktionieren würden, hätte das Auto nicht einmal Zeit zum Aufwärmen, da die Batterie vollständig entladen ist.

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Damit während des Motorbetriebs nicht jedes System von einer Batterie gespeist wird, ist ein Generator installiert. Es funktioniert ausschließlich bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor und wird benötigt für:

  1. Laden Sie den Akku auf.
  2. Sorgen Sie für ausreichend Energie für jede Einheit des elektrischen Systems der Maschine.
  3. Führen Sie im Notfallmodus oder bei maximaler Last beide Funktionen aus - und speisen Sie die Batterie und versorgen Sie das elektrische System des Fahrzeugs mit Energie.

Die Batterie muss aufgeladen werden, da beim Starten des Motors nur die Batterieenergie verbraucht wird. Um zu verhindern, dass sich der Akku während der Fahrt entlädt, wird nicht empfohlen, viele Energieverbraucher einzuschalten.

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Zum Beispiel schalten einige Fahrer im Winter beim Aufwärmen der Kabine das Klimasystem des Autos und der Glasheizungen ein, und damit dieser Vorgang nicht langweilig wird, verfügen sie auch über ein leistungsstarkes Audiosystem. Infolgedessen hat der Generator nicht die Zeit, so viel Energie zu erzeugen, und er wird teilweise der Batterie entnommen.

Fahren und montieren

Dieser Mechanismus wird von einem Riemenantrieb angetrieben. Es ist mit der Kurbelwellenscheibe verbunden. Meistens ist der Durchmesser der Kurbelwellenscheibe größer als der des Generators. Aus diesem Grund entspricht eine Umdrehung der Kurbelwellenwelle mehreren Umdrehungen der Generatorwelle. Solche Abmessungen ermöglichen es der Vorrichtung, mehr Energie für verschiedene verbrauchende Elemente und Systeme zu erzeugen.

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Der Generator ist in unmittelbarer Nähe der Kurbelwellenscheibe montiert. Die Spannung des Antriebsriemens wird bei einigen Automodellen durch Rollen ausgeführt. Budget-Autos haben eine einfachere Generatorhalterung. Es hat eine Führung, an der der Gerätekörper mit Schrauben befestigt ist. Wenn die Riemenspannung locker ist (unter Last rutscht sie auf der Riemenscheibe und quietscht), kann dies korrigiert werden, indem das Generatorgehäuse etwas weiter von der Kurbelwellenscheibe entfernt und fixiert wird.

Geräte- und Designmerkmale

Kfz-Generatoren erfüllen die gleiche Funktion, arbeiten nach dem gleichen Prinzip, unterscheiden sich jedoch in der Größe, im Diagramm der Implementierung der Komponenten, in der Riemenscheibe, in den Eigenschaften von Gleichrichtern und Spannungsreglern bei vorhandener Kühlung (bei Dieselmotoren werden häufig Flüssigkeiten oder Luft verwendet). Der Generator besteht aus:

  • Körper (vordere und hintere Abdeckung);
  • Stator;
  • Rotor;
  • Diodenbrücke;
  • Riemenscheibe;
  • Bürstenanordnung;
  • Spannungsregler.

Gehäuse

Generatorgehäuse

Die überwiegende Mehrheit der Generatoren verfügt über ein Gehäuse, das aus zwei Abdeckungen besteht, die durch Stehbolzen miteinander verbunden und mit Muttern festgezogen sind. Die Leistung des Teils besteht aus legiertem Aluminium, das einen guten Kühlkörper hat und nicht magnetisiert ist. Das Gehäuse hat Belüftungsöffnungen für die Wärmeübertragung.

Stator

Stator

Es hat eine ringförmige Form, die im Inneren des Gehäuses installiert ist. Es ist einer der Hauptteile, der aufgrund des Magnetfelds des Rotors zur Erzeugung von Wechselstrom dient. Der Stator besteht aus einem Kern, der aus 36 Platten zusammengesetzt ist. In den Nuten des Kerns befindet sich eine Kupferwicklung, die zur Stromerzeugung dient. Meistens ist die Wicklung je nach Art der Verbindung dreiphasig:

  • Stern - die Enden der Wicklung sind miteinander verbunden;
  • Dreieck - die Enden der Wicklung werden separat ausgegeben.

Rotor

Rotor

Drehen do, dessen Achse sich auf Kugellagern eines geschlossenen Typs dreht. Auf der Welle ist eine Erregerwicklung installiert, die dazu dient, ein Magnetfeld für den Stator zu erzeugen. Um die richtige Richtung des Magnetfeldes zu gewährleisten, sind zwei Polkerne mit jeweils sechs Zähnen über der Wicklung installiert. Außerdem ist die Rotorwelle mit zwei Kupferringen ausgestattet, manchmal Messing oder Stahl, durch die Strom von der Batterie zur Erregerspule fließt.

Diodenbrücke / Gleichrichterblock

Diodenbrücke

Es ist auch eine der Hauptkomponenten, deren Aufgabe es ist, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, um eine stabile Ladung der Autobatterie zu gewährleisten. Die Diodenbrücke besteht aus einem positiven und einem negativen Kühlerstreifen sowie Dioden. Dioden sind hermetisch in die Brücke eingelötet.

Der Diodenbrücke wird von der Statorwicklung Strom zugeführt, gleichgerichtet und über den Ausgangskontakt in der hinteren Abdeckung der Batterie zugeführt. 

Riemenscheibe

Die Riemenscheibe überträgt über den Antriebsriemen Drehmoment von der Kurbelwelle auf den Generator. Die Größe der Riemenscheibe bestimmt das Übersetzungsverhältnis, je größer ihr Durchmesser, desto weniger Energie wird benötigt, um den Generator zu drehen. Moderne Autos bewegen sich zu einem Freilauf, dessen Ziel es ist, Schwingungen in der Drehung der Riemenscheibe zu glätten und gleichzeitig die Spannung und Integrität des Riemens aufrechtzuerhalten. 

Bürstenbaugruppe

Bürstenmontage

Bei modernen Autos werden Bürsten in einem Knoten mit einem Spannungsregler kombiniert, sie ändern sich nur in der Montage, da ihre Lebensdauer ziemlich groß ist. Mit Bürsten wird Spannung an die Kontaktringe der Rotorwelle übertragen. Graphitbürsten werden durch Federn gedrückt. 

Spannungsregler

Spannungsregler

Der Halbleiterregler sorgt für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Spannung in den angegebenen Parametern. Befindet sich auf dem Bürstenhalterblock oder kann separat angezeigt werden.

Die Hauptparameter des Generators

Die Modifikation des Generators wird an die Parameter des Bordsystems des Fahrzeugs angepasst. Hier sind die Parameter, die bei der Auswahl einer Energiequelle berücksichtigt werden:

  • Die vom Gerät erzeugte Spannung beträgt standardmäßig 12 V und bei leistungsstärkeren Systemen 24 V.
  • Der erzeugte Strom sollte nicht niedriger sein als der für das elektrische System des Fahrzeugs erforderliche.
  • Stromdrehzahlkennlinien - Dies ist ein Parameter, der die Abhängigkeit der Stromstärke von der Drehzahl der Generatorwelle bestimmt.
  • Effizienz - In den meisten Fällen liefert das Modell einen Indikator von 50 bis 60 Prozent.

Diese Parameter müssen bei der Aufrüstung des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Wenn Sie beispielsweise eine leistungsstärkere Beschallungsanlage oder eine Klimaanlage in ein Auto einbauen, verbraucht das elektrische System des Autos mehr Energie, als der Generator produzieren kann. Aus diesem Grund sollten Sie einen Elektriker konsultieren, um die richtige Stromquelle auszuwählen.

Wie der automatische Generator funktioniert

Das Betriebsschema des Generators ist wie folgt: Wenn der Schlüssel im Zündschalter gedreht wird, wird die Stromversorgung eingeschaltet. Die Spannung von der Batterie wird dem Regler zugeführt, der sie wiederum an Kupferschleifringe überträgt, der Endverbraucher ist die Rotorerregerwicklung.

Ab dem Moment, in dem sich die Motorkurbelwelle dreht, beginnt sich die Rotorwelle durch den Riemenantrieb zu drehen, und es entsteht ein elektromagnetisches Feld. Der Rotor erzeugt einen Wechselstrom. Wenn eine bestimmte Drehzahl erreicht ist, wird die Erregerwicklung vom Generator selbst und nicht von der Batterie gespeist.

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Der Wechselstrom fließt dann zur Diodenbrücke, wo der "Entzerrungsprozess" stattfindet. Der Spannungsregler überwacht den Betriebsmodus des Rotors und ändert bei Bedarf die Spannung der Feldwicklung. Vorausgesetzt, die Teile sind in gutem Zustand, wird der Batterie ein stabiler Strom zugeführt, der das Bordnetz mit der erforderlichen Spannung versorgt. 

Die Batterieanzeige wird auf dem Armaturenbrett moderner Autos angezeigt und zeigt auch den Status des Generators an (sie leuchtet auf, wenn der Riemen reißt oder nachlädt). Fahrzeuge wie VAZ 2101-07, AZLK-2140 und andere sowjetische „Geräte“ verfügen über eine Messuhr, ein Amperemeter oder ein Voltmeter, sodass Sie den Status des Generators jederzeit überwachen können.

Wofür ist ein Spannungsregler?

Situation: Bei laufendem Motor nimmt die Batterieladung stark ab oder es erfolgt eine Aufladung. Zuerst müssen Sie die Batterie überprüfen, und wenn sie funktioniert, liegt das Problem im Spannungsregler. Der Regler kann ferngesteuert oder in die Bürstenbaugruppe integriert sein.

Bei hohen Motordrehzahlen kann die Spannung vom Generator auf 16 Volt ansteigen, was sich nachteilig auf die Batteriezellen auswirkt. Der Regler „entfernt“ den überschüssigen Strom, der von der Batterie empfangen wird, und reguliert auch die Spannung im Rotor.

Kurz über die Ladung, die der Generator geben sollte:

Wie viel Ladung sollte das Auto sein? DISKUTIEREN

Schädliche Regeln für den Betrieb des Generators (laut Oster)

Im Folgenden sind die Schritte aus der Rubrik „Wie man einen Generator in zwei Schritten tötet“ aufgeführt:

Generator ausgebrannt

So testen Sie eine Autolichtmaschine

Obwohl der Generator von Spezialisten repariert werden sollte, können Sie ihn selbst auf Leistung überprüfen. Bei alten Autos haben erfahrene Autofahrer den Generator wie folgt auf Leistung überprüft.

Starten Sie den Motor, schalten Sie die Scheinwerfer ein und klemmen Sie bei laufendem Motor den Minuspol der Batterie ab. Wenn der Generator läuft, erzeugt er Strom für alle Verbraucher, sodass beim Abklemmen der Batterie der Motor nicht ausgeht. Wenn der Motor ausgeht, bedeutet dies, dass der Generator zur Reparatur gebracht oder ersetzt werden muss (je nach Art der Störung).

Aber bei neuen Autos ist es besser, diese Methode nicht zu verwenden. Der Grund ist, dass moderne Lichtmaschinen für solche Fahrzeuge auf eine Dauerlast ausgelegt sind, die zum Teil durch ständiges Nachladen der Batterie kompensiert wird. Wenn es ausgeschaltet wird, während der Generator läuft, kann es beschädigt werden.

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Am sichersten testet man den Generator mit einem Multimeter. Das Prinzip der Überprüfung ist wie folgt:

Lichtmaschine defekt

Der Generator weist mechanische und elektrische Fehler auf.

Mechanische Störungen:

Elektrisch:

Der Ausfall eines Teils des Generators führt zu einer Unterladung oder umgekehrt. Meistens fallen der Spannungsregler und die Lager aus, der Antriebsriemen ändert sich gemäß den Wartungsvorschriften.

Übrigens, wenn Sie gelegentlich verbesserte Lager und einen Regler einbauen möchten, achten Sie auf deren Eigenschaften, da es sonst sehr wahrscheinlich ist, dass der Austausch des Teils nicht den gewünschten Effekt bringt. Alle anderen Pannen erfordern den Ausbau des Generators und dessen Demontage, was am besten einem Fachmann überlassen wird. Die Hauptsache, an die Sie sich erinnern sollten, ist, dass, wenn Sie die Regeln nach Oster nicht befolgen, alle Chancen auf einen langen und störungsfreien Betrieb des Generators bestehen.

Hier ist ein kurzes Video über den Zusammenhang zwischen der Leistung des Generators und der Batterie:

Schwierigkeiten beim Starten des Motors

Obwohl der Motor zum Starten ausschließlich von der Batterie angetrieben wird, kann ein schwieriger Start darauf hindeuten, dass entweder Leckstrom oder die Batterie nicht richtig aufgeladen wird. Es ist zu bedenken, dass kurzfristige Fahrten viel Energie verbrauchen und der Akku in dieser Zeit seine Ladung nicht wiedererlangt.

Wenn das Auto jeden Tag schlechter startet und die Fahrten lang sind, sollten Sie auf den Generator achten. Aber auch eine Generatorstörung kann nicht nur mit Unterladung, sondern auch mit Überladung der Batterie einhergehen. In diesem Fall muss der Relaisregler ausgetauscht werden, der für die Aufrechterhaltung einer bestimmten Ausgangsspannung verantwortlich ist.

Schwache oder flackernde Scheinwerfer

Während des Betriebs muss der Generator alle im Auto befindlichen Verbraucher vollständig mit Energie versorgen (mit Ausnahme leistungsstarker externer Geräte, deren Vorhandensein vom Hersteller nicht angegeben wird). Wenn der Fahrer während einer Fahrt bemerkt, dass die Scheinwerfer dunkler geworden sind oder flackern, ist dies ein Symptom für einen defekten Generator.

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

Ein solcher Generator kann eine normale Ladung erzeugen, ist jedoch möglicherweise nicht in der Lage, eine erhöhte Last zu bewältigen. Eine ähnliche Fehlfunktion kann durch das Flackern oder schwache Licht der Hintergrundbeleuchtung der Instrumententafel bemerkt werden.

Das Symbol auf dem Dashboard leuchtet

Um den Fahrer vor unzureichender Ladung und anderen Problemen im Zusammenhang mit der Stromversorgung zu warnen, haben die Hersteller ein Symbol mit einem Bild der Batterie auf dem Armaturenbrett platziert. Wenn dieses Symbol aufleuchtet, bedeutet dies, dass das Auto ein ernsthaftes Problem mit der Stromversorgung hat.

Je nach Zustand und Art der Batterie kann das Auto ohne Nachladen (nur auf Batteriekapazität) mehrere zehn Kilometer fahren. Auf jedem Akku gibt der Hersteller an, wie lange der Akku ohne Nachladen hält.

Selbst wenn alle Energieverbraucher ausgeschaltet sind, wird die Batterie dennoch entladen, da Strom benötigt wird, um einen Funken in den Zylindern zu erzeugen (oder die Luft in einem Dieselaggregat zu erwärmen). Wenn das Batteriesymbol aufleuchtet, müssen Sie sofort zum nächsten Autoservice gehen oder einen Abschleppwagen rufen (einige Arten von Batterien, die in modernen Autos installiert sind, können nach einer Tiefentladung nicht wiederhergestellt werden).

Antriebsriemenpfeifen

Ein solches Geräusch tritt häufig unmittelbar nach dem Starten des Motors bei nassem Wetter oder nach dem Überwinden einer tiefen Pfütze auf. Der Grund für diesen Effekt besteht darin, die Riemenspannung der Lichtmaschine zu lockern. Wenn der Riemen nach dem Spannen mit der Zeit wieder zu pfeifen begann, muss festgestellt werden, warum er sich schnell lockert.

Der Riemen der Lichtmaschine muss gut gespannt sein, da er beim Einschalten unterschiedlicher Verbraucher mehr Widerstand gegen die Drehung der Welle leistet (um mehr Strom zu erzeugen, als bei einem herkömmlichen Dynamo).

Automatischer Generator. Das Gerät und wie es funktioniert

In einigen modernen Autos wird die Riemenspannung von einem automatischen Spanner bereitgestellt. Bei der Konstruktion einfacherer Autos fehlt dieses Element, und die Riemenspannung muss manuell erfolgen.

Riemen überhitzt oder reißt

Überhitzung oder vorzeitiger Ausfall des Antriebsriemens deutet auf eine Überbeanspruchung hin. Natürlich muss der Fahrer nicht jedes Mal die Temperatur des Generatorantriebs überprüfen, aber wenn der Geruch von verbranntem Gummi deutlich hörbar ist und ein leichter Rauch im Motorraum auftritt, muss der Zustand des Antriebsriemens überprüft werden .

Oft verschleißt der Riemen vorzeitig durch den Ausfall des Generatorwellenlagers oder der Spannrollen, sofern diese bauartbedingt sind. Ein Riss des Generatorriemens kann in einigen Fällen zu einer Störung der Ventilsteuerung führen, da das Stück unter den Zahnriemen gefallen ist.

Klingeln oder Rascheln unter der Motorhaube

Jeder Generator ist mit Wälzlagern ausgestattet, die für einen konstanten Abstand zwischen den Rotor- und Statorwicklungen sorgen. Nach dem Starten des Motors drehen sich die Lager ständig, werden aber im Gegensatz zu vielen Teilen des Verbrennungsmotors nicht geschmiert. Dadurch kühlen sie schlechter.

Durch ständige Hitze und mechanische Belastung (der Riemen muss stark gespannt sein) können Lager die Schmierung verlieren und schnell ausfallen. Wenn während des Betriebs des Generators oder bei Lasterhöhung Klingeln oder metallisches Rascheln auftritt, sollten die Lager ausgetauscht werden. In einigen Modifikationen der Generatoren gibt es eine Freilaufkupplung, die Drehschwingungen glättet. Auch dieser Mechanismus versagt oft. Die Lichtmaschine muss entfernt werden, um die Lager oder den Freilauf auszutauschen.

elektrisches Summen

Dieses Geräusch ähnelt dem Geräusch großer Elektromotoren, wie sie beispielsweise in Trolleybussen eingebaut sind. Wenn ein solches Geräusch auftritt, muss der Generator zerlegt und der Zustand seiner Wicklungen überprüft werden. Grundsätzlich erscheint es, wenn die Wicklung im Stator schließt.

Ähnliche Videos

Abschließend - eine detaillierte Beschreibung des Funktionsprinzips eines Autogenerators:

Fragen und Antworten:

Wozu dient ein Generator im Auto? Dieser Mechanismus sorgt für die Stromerzeugung, damit die Reserve der Batterie nicht verschwendet wird. Ein Generator wandelt mechanische Energie in Strom um.

Was treibt den Generator im Auto an? Während der Motor läuft, erzeugt der Generator Strom, um die Batterie aufzuladen und alle elektrischen Geräte im Fahrzeug zu versorgen. Seine Kapazität hängt von der Anzahl der Verbraucher ab.

2 Kommentar

Kommentar hinzufügen