Générateur automatique. L'appareil et son fonctionnement

Générateur en voiture

Le générateur est apparu dans l'industrie automobile au début du XXe siècle avec la batterie, qui nécessitait une recharge constante. Il s'agissait d'énormes nœuds DC nécessitant une maintenance constante. Les générateurs modernes sont devenus compacts, la haute fiabilité des pièces individuelles est due à l'introduction de nouvelles technologies de production. Ensuite, nous analysons plus en détail l'appareil, le principe de fonctionnement et les dysfonctionnements typiques du générateur. 

Qu'est-ce qu'un générateur de voiture

Un générateur de voiture est une unité qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique et remplit les fonctions suivantes :

• fournit une charge de batterie constante et continue lorsque le moteur tourne;
• fournit de l'énergie à tous les systèmes lors du démarrage du moteur, lorsque le démarreur consomme une grande quantité d'électricité.

Le générateur est installé dans le compartiment moteur. Grâce aux supports, il est attaché au bloc moteur, entraîné par une courroie d'entraînement de la poulie de vilebrequin. Un générateur électrique est connecté dans un circuit électrique en parallèle avec la batterie d'accumulateurs.

La batterie est chargée uniquement lorsque l'électricité produite dépasse la tension de la batterie. La puissance du courant généré dépend des révolutions du vilebrequin, respectivement, la tension augmente avec les révolutions de la poulie avec une progression géométrique. Pour éviter la surcharge, le générateur est équipé d'un régulateur de tension qui ajuste la quantité de tension à la sortie, fournissant 13.5-14.7V.

Pourquoi une voiture a-t-elle besoin d'un générateur?

Dans une voiture moderne, presque tous les systèmes sont contrôlés par des capteurs qui enregistrent leurs différents modes de fonctionnement. Si tous ces éléments fonctionnaient en raison de la charge de la batterie, la voiture n'aurait même pas le temps de se réchauffer, car la batterie est complètement déchargée.

Pour que pendant le fonctionnement du moteur, chaque système ne soit pas alimenté par une batterie, un générateur est installé. Il fonctionne exclusivement lorsque le moteur à combustion interne est allumé et est nécessaire pour:

1. Rechargez la batterie;
2. Fournir une énergie suffisante pour chaque unité du système électrique de la machine;
3. En mode d'urgence ou à charge maximale, effectuez les deux fonctions - et alimentez la batterie et fournissez de l'énergie au système électrique du véhicule.

Il est nécessaire de recharger la batterie, car lors du démarrage du moteur, seule l'énergie de la batterie est utilisée. Pour éviter que la batterie ne se décharge pendant la conduite, il n'est pas recommandé d'allumer de nombreux consommateurs d'énergie.

Par exemple, en hiver, certains conducteurs activent le système de climatisation de la voiture et les radiateurs de verre lorsqu'ils réchauffent l'habitacle, et pour que ce processus ne devienne pas ennuyeux, ils disposent également d'un système audio puissant. En conséquence, le générateur n'a pas le temps de générer autant d'énergie et il est partiellement prélevé sur la batterie.

Conduire et monter

Ce mécanisme est entraîné par un entraînement par courroie. Il est relié à la poulie de vilebrequin. Le plus souvent, le diamètre de la poulie de vilebrequin est supérieur à celui du générateur. De ce fait, un tour de l'arbre du mécanisme à manivelle correspond à plusieurs tours de l'arbre du générateur. De telles dimensions permettent au dispositif de générer plus d'énergie pour différents éléments et systèmes consommateurs.

Le générateur est monté à proximité immédiate de la poulie de vilebrequin. La tension de la courroie d'entraînement dans certains modèles de voiture est effectuée par des rouleaux. Les voitures économiques ont un support de générateur plus simple. Il dispose d'un guide sur lequel le corps de l'appareil est fixé avec des boulons. Si la tension de la courroie est lâche (sous les charges, elle glissera sur la poulie et grincera), cela peut être corrigé en déplaçant le boîtier du générateur un peu plus loin de la poulie de vilebrequin et en le fixant.

Caractéristiques de l'appareil et de la conception

Les générateurs automobiles remplissent la même fonction, fonctionnent sur le même principe, mais diffèrent par la taille, le modèle d'assemblage des pièces, les dimensions des poulies, les caractéristiques des redresseurs et des régulateurs de tension, la présence de refroidissement (liquide ou air sont souvent utilisés sur les moteurs diesel). Le générateur se compose de:

• corps (couverture avant et arrière);
• stator;
• rotor;
• pont de diodes;
• poulie;
• assemblage des brosses;
• régulateur de tension.

logement

La grande majorité des générateurs ont un boîtier composé de deux couvercles qui sont reliés entre eux par des goujons et serrés avec des écrous. La performance de la pièce est en alliage d'aluminium, qui a un bon dissipateur thermique et n'est pas aimantée. Le boîtier a des ouvertures de ventilation pour le transfert de chaleur.

Stator

Il a une forme en forme d'anneau, installé à l'intérieur du boîtier. C'est l'une des pièces principales qui sert à créer un courant alternatif dû au champ magnétique du rotor. Le stator se compose d'un noyau, qui est assemblé à partir de 36 plaques. Dans les rainures du noyau se trouve un enroulement en cuivre, qui sert à générer du courant. Le plus souvent, l'enroulement est triphasé, selon le type de connexion:

• étoile - les extrémités de l'enroulement sont interconnectées;
• triangle - les extrémités de l'enroulement sont sorties séparément.

rotor

Benne tournante dont l'axe tourne sur des roulements à billes de type fermé. Un enroulement d'excitation est installé sur l'arbre, qui sert à créer un champ magnétique pour le stator. Pour assurer la direction correcte du champ magnétique, deux noyaux polaires avec six dents pour chacun sont installés au-dessus de l'enroulement. De plus, l'arbre du rotor est équipé de deux bagues en cuivre, parfois en laiton ou en acier, à travers lesquelles le courant passe de la batterie à la bobine d'excitation.

Pont de diodes / bloc redresseur

C'est également l'un des principaux composants dont la tâche est de convertir le courant alternatif en courant continu, fournissant une charge stable de la batterie de la voiture. Le pont de diodes se compose d'une bande de radiateur positive et négative, ainsi que de diodes. Les diodes sont soudées hermétiquement dans le pont.

Le courant est fourni au pont de diodes à partir de l'enroulement du stator, redressé et fourni à la batterie via le contact de sortie dans le couvercle arrière. 

Poulie

La poulie, à travers la courroie d'entraînement, transmet le couple au générateur à partir du vilebrequin. La taille de la poulie détermine le rapport d'engrenage, plus son diamètre est grand, moins il faut d'énergie pour faire tourner le générateur. Les voitures modernes passent à une roue libre dont le but est de lisser les oscillations dans la rotation de la poulie, tout en maintenant la tension et l'intégrité de la courroie. 

Ensemble brosse

Sur les voitures modernes, les brosses sont combinées en un seul nœud avec un régulateur de tension, elles ne changent que d'assemblage, car leur durée de vie est assez longue. Les brosses sont utilisées pour transmettre la tension aux bagues de contact de l'arbre du rotor. Les pinceaux en graphite sont pressés par des ressorts. 

Régulateur de tension

Le régulateur à semi-conducteur assure le maintien de la tension requise dans les paramètres donnés. Situé sur le bloc porte-balais ou peut être affiché séparément.

Les principaux paramètres du générateur

La modification du générateur est adaptée aux paramètres du système embarqué du véhicule. Voici les paramètres pris en compte lors du choix d'une source d'énergie:

• La tension que produit l'appareil est de 12 V en standard et de 24 V pour les systèmes plus puissants;
• Le courant généré ne doit pas être inférieur à celui requis pour le système électrique de la voiture;
• Caractéristiques de la vitesse du courant - il s'agit d'un paramètre qui détermine la dépendance de la force du courant sur la vitesse de rotation de l'arbre du générateur;
• Efficacité - dans la plupart des cas, le modèle produit un indicateur de 50 à 60%.

Ces paramètres doivent être pris en compte lors de la mise à niveau d'un véhicule. Par exemple, si un renforcement sonore ou un climatiseur plus puissant est installé dans une voiture, le système électrique de la voiture consommera plus d'énergie que le générateur ne peut en produire. Pour cette raison, vous devriez consulter un électricien pour savoir comment choisir la bonne source d'alimentation.

Comment fonctionne le générateur automatique

Le schéma de fonctionnement du générateur est le suivant: lorsque la clé est tournée dans le contacteur d'allumage, l'alimentation est activée. La tension de la batterie est fournie au régulateur qui, à son tour, la transmet aux bagues collectrices en cuivre, le consommateur final est l'enroulement d'excitation du rotor.

À partir du moment où le vilebrequin du moteur tourne, l'arbre du rotor commence à tourner à travers la transmission par courroie, un champ électromagnétique est créé. Le rotor génère un courant alternatif, lorsqu'une certaine vitesse est atteinte, l'enroulement d'excitation est alimenté par le générateur lui-même et non par la batterie.

Le courant alternatif circule ensuite vers le pont de diodes, où se déroule le processus d '«égalisation». Le régulateur de tension surveille le mode de fonctionnement du rotor, si nécessaire, modifie la tension de l'enroulement de champ. Ainsi, à condition que les pièces soient en bon état, un courant stable est fourni à la batterie, qui fournit au réseau de bord la tension requise. 

L'indicateur de batterie est affiché sur le tableau de bord des voitures plus modernes, qui indique également l'état du générateur (il s'allume lorsque la ceinture se casse ou se recharge). Des voitures telles que VAZ 2101-07, AZLK-2140 et d'autres «équipements» soviétiques ont un comparateur à cadran, un ampèremètre ou un voltmètre, de sorte que vous pouvez toujours surveiller l'état du générateur.

À quoi sert un régulateur de tension?

Situation: lorsque le moteur tourne, la charge de la batterie diminue fortement ou une recharge se produit. Vous devez d'abord vérifier la batterie, et si elle fonctionne, le problème vient du régulateur de tension. Le régulateur peut être à distance ou intégré dans l'ensemble brosse.

À des régimes moteur élevés, la tension du générateur peut atteindre 16 volts, ce qui affecte négativement les cellules de la batterie. Le régulateur «supprime» l'excès de courant, le recevant de la batterie, et régule également la tension dans le rotor.

En bref sur la charge que le générateur doit donner:

Quelle devrait être la charge de la voiture? DISCUTER

Règles nocives pour le fonctionnement du générateur (selon Oster)

Voici les étapes de la rubrique "comment tuer un générateur en deux étapes":

• règle de «polarité inversée» - échangez les fils de la batterie et vous organiserez un flash lumineux inhabituel dans le générateur, ainsi qu'un nuage léger en provenant. En même temps, vous ressentirez un plaisir acoustique inoubliable, en écoutant des clics et des sifflements, ainsi que l'incroyable odeur de fils qui brûlent, et surtout, une brûlure de 1 à 3 degrés, selon vos ambitions. Un tel «truc» désactive partiellement le pont de diodes, le stator et le régulateur, heureusement, un incendie de voiture a une chance de 1: 1000. Parmi les «effets secondaires», le combiné d'instruments, l'ordinateur de bord, le magnétophone radio et d'autres composants du réseau de bord peuvent être désactivés. Dignité - maîtrisée par des débutants sans longues théories;
• règle de lavage - laver le bloc d'alimentation aussi souvent et soigneusement que possible, beaucoup d'eau et de mousse, en particulier sur l'alternateur et démarreur. L'essentiel est que le flux d'eau rince abondamment le générateur de l'intérieur, il est strictement interdit de le sécher, nous démarrons immédiatement le moteur, allumons tous les consommateurs d'énergie et observons les effets. Si ce n'est pas le cas, répétez la procédure. Dignité - le "gène" brûlé sera propre;
• méthode à l'ancienne - tirer le fil de la borne «+» pour vérifier la charge d'un moteur en marche, c'est la règle principale! La probabilité de défaillance de toutes sortes de relais est de 50:50, l'essentiel est de fournir beaucoup d'étincelles pour l'effet, et également d'allumer tout ce qui est alimenté en électricité;
• Nous «volons» à travers les flaques d'eau - beaucoup ne réalisent même pas qu'ils utilisent cette règle sous la pluie. L'essentiel est de toujours être sûr que votre voiture est sans comparaison avec la résistance à l'eau d'un sous-marin, plus la flaque est profonde, plus l'effet est brillant. Il est important de choisir une vitesse à laquelle plus d'eau pénètre dans le compartiment moteur, l'essentiel est de jeter tous les carters et protections en plastique ! Le principal avantage est que l'astuce peut être répétée partout où il y a de l'eau (même les ruisseaux et les rivières) sans quitter la voiture ;
• "amateur de musique" - vous devez installer le magnétophone radio le plus cher, et de préférence deux, autant de haut-parleurs que possible, quelques dizaines au moins, des amplificateurs et quelques subwoofers, allumez votre musique préférée à plein volume avec le moteur en marche, si de la fumée ne sort pas de sous le capot, mais que l'air reste propre - cela signifie que vous avez acheté un équipement trop bon marché;
• "vieille batterie" - la méthode nécessite une certaine connaissance de la physique, au moins la loi d'Ohm. Nous prenons la batterie la plus ancienne, et plus elle est ancienne, plus il est probable qu'il s'agira d'une banque fermée. Peut-être que la batterie montrera des signes de fonctionnement violent, elle consommera certainement une quantité folle d'énergie, mais le fonctionnement de l'injecteur sera instable, et vous pourrez oublier les feux de route. L'essentiel est d'exploiter davantage l'ancienne batterie - l'effet ne vous fera pas attendre. 

Comment tester un alternateur de voiture

Bien que le générateur doive être réparé par des spécialistes, vous pouvez vérifier vous-même ses performances. Sur les voitures anciennes, des automobilistes expérimentés ont vérifié les performances du générateur comme suit.

Démarrez le moteur, allumez les phares et, moteur tournant, débranchez la borne négative de la batterie. Lorsque le générateur est en marche, il génère de l'électricité pour tous les consommateurs, de sorte que lorsque la batterie est déconnectée, le moteur ne cale pas. Si le moteur cale, cela signifie que le groupe électrogène doit être réparé ou remplacé (selon le type de panne).

Mais sur les voitures neuves, il vaut mieux ne pas utiliser cette méthode. La raison en est que les alternateurs modernes de ces véhicules sont conçus pour une charge constante, dont une partie est compensée par une recharge constante de la batterie. S'il est éteint alors que le générateur est en marche, cela peut l'endommager.

Le moyen le plus sûr de tester le générateur est d'utiliser un multimètre. Le principe de vérification est le suivant :

• Moteur éteint, la tension de la batterie est mesurée. Avec une bonne batterie, ce paramètre devrait être de 12.7 volts.
• Le moteur démarre et tous les consommateurs s'éteignent (ventilateur d'habitacle, phares, vitres chauffantes, etc.)
• Encore une fois, les sondes du multimètre sont connectées aux conducteurs de descente de la batterie. Selon le modèle de voiture, la tension aux bornes doit être de 13.8 à 14.8 volts.
• Les consommateurs d'électricité sont allumés - autant que possible.
• La tension est à nouveau mesurée. Si le générateur fonctionne correctement, cet indicateur chutera à 13.8-14 volts. Une lecture en dessous est un signe de panne de l'alternateur.

Alternateur de voiture défectueux

Le générateur présente des défauts mécaniques et électriques.

Dysfonctionnements mécaniques:

• rupture de la courroie d'entraînement - un remplacement est nécessaire ;
• lisser les nervures de poulie, à cause desquelles la courroie tourne;
• usure des brosses;
• dommages au boîtier du générateur;
• défaillance du roulement.

Électrique:

• usure des bagues collectrices due au frottement;
• défaillance du régulateur de tension;
• fermeture de boucle de stator;
• grillage des diodes à pont redresseur;
• épuisement des derniers fils de la charge;
• burnout de l'enroulement du rotor.

La défaillance d'une partie du générateur entraîne une sous-charge ou vice versa. Le plus souvent, le régulateur de tension et les roulements tombent en panne, la courroie d'entraînement change selon les règles de maintenance.

D'ailleurs, si à l'occasion vous souhaitez installer des roulements améliorés et un régulateur, faites attention à leurs caractéristiques, sinon il est fort probable que le remplacement de la pièce ne donne pas l'effet escompté. Toutes les autres pannes nécessitent la dépose du groupe électrogène et son démontage, qu'il est préférable de confier à un spécialiste. La principale chose à retenir est que si vous ne suivez pas les règles selon Oster, il y a toutes les chances pour un fonctionnement long et sans problème du générateur.

Voici une courte vidéo sur la connexion entre la puissance du générateur et la batterie :

AKBshnik # 11: puissance du générateur lors du choix d'une batterie

Difficultés lors du démarrage du moteur

Bien que le moteur soit uniquement alimenté par la batterie pour démarrer, un démarrage difficile peut indiquer un courant de fuite ou la batterie ne se charge pas correctement. Il convient de noter que les trajets de courte durée consommeront beaucoup d'énergie et que pendant ce temps, la batterie ne récupérera pas sa charge.

Si chaque jour la voiture démarre de plus en plus mal et que les trajets sont longs, vous devez faire attention au générateur. Mais un dysfonctionnement du générateur peut également être associé non seulement à une sous-charge, mais également à une surcharge de la batterie. Dans ce cas, il est nécessaire de remplacer le relais-régulateur, qui est chargé de maintenir une tension de sortie spécifique.

Phares faibles ou clignotants

Pendant le fonctionnement, le générateur doit fournir pleinement de l'énergie à tous les consommateurs qui se trouvent dans la voiture (à l'exception des appareils externes puissants, dont la présence n'est pas prévue par le constructeur). Si, au cours d'un trajet, le conducteur remarque que les phares sont devenus plus faibles ou clignotent, cela est le symptôme d'un générateur défectueux.

Un tel générateur peut produire une charge normale, mais il peut ne pas être en mesure de faire face à une charge accrue. Un dysfonctionnement similaire peut être remarqué par le scintillement ou la faible luminosité du rétroéclairage du tableau de bord.

L'icône sur le tableau de bord est allumée

Pour avertir le conducteur d'une charge insuffisante et d'autres problèmes liés à l'alimentation électrique, les fabricants ont placé une icône avec l'image d'une batterie sur le tableau de bord. Si cette icône s'allume, cela signifie que la voiture a un sérieux problème d'électricité.

Selon l'état et le type de batterie sans recharge (uniquement sur la capacité de la batterie), la voiture est capable de rouler plusieurs dizaines de kilomètres. Sur chaque batterie, le fabricant indique combien de temps durera la batterie sans recharge.

Même si tous les consommateurs d'énergie sont éteints, la batterie sera toujours déchargée, car l'électricité est nécessaire pour générer une étincelle dans les cylindres (ou chauffer l'air dans une unité diesel). Lorsque l'icône de la batterie s'allume, vous devez immédiatement vous rendre au service automobile le plus proche ou appeler une dépanneuse (certains types de batteries installées sur les voitures modernes ne peuvent pas être restaurées après une décharge profonde).

Sifflets de courroie d'entraînement

Un tel son apparaît souvent immédiatement après le démarrage du moteur par temps humide ou après avoir surmonté une flaque d'eau profonde. La raison de cet effet est de relâcher la tension de la courroie de l'alternateur. Si, après le serrage, la ceinture a recommencé à siffler avec le temps, il est nécessaire d'établir pourquoi elle se desserre rapidement.

La courroie de l'alternateur doit être bien tendue, car lorsque différents consommateurs sont allumés, elle crée plus de résistance à la rotation de l'arbre (afin de générer plus d'électricité, comme dans une dynamo classique).

Dans certaines voitures modernes, la tension de la courroie est assurée par un tendeur automatique. Dans la conception de voitures plus simples, cet élément est absent et la tension de la courroie doit être effectuée manuellement.

La courroie surchauffe ou se casse

La chaleur ou une défaillance prématurée de la courroie d'entraînement indique qu'elle est surchargée. Bien sûr, le conducteur n'a pas besoin de vérifier la température de l'entraînement du générateur à chaque fois, mais si l'odeur de caoutchouc brûlé est clairement audible et qu'une légère fumée apparaît dans le compartiment moteur, il est nécessaire de vérifier l'état de la courroie d'entraînement. .

Souvent, la courroie s'use prématurément en raison de la défaillance du roulement de l'arbre du générateur ou des galets tendeurs, s'ils sont dans la conception. Une rupture de la courroie d'alternateur dans certains cas peut entraîner une perturbation du calage des soupapes du fait que la pièce est tombée sous la courroie de distribution.

Sonnerie ou bruissement sous le capot

Chaque générateur est équipé de roulements qui assurent une distance constante entre les enroulements du rotor et du stator. Après le démarrage du moteur, les roulements sont constamment en rotation, mais contrairement à de nombreuses pièces du moteur à combustion interne, ils ne reçoivent pas de lubrification. À cause de cela, ils refroidissent moins bien.

En raison de la chaleur constante et des contraintes mécaniques (la courroie doit être sous tension), les roulements peuvent perdre leur lubrification et tomber en panne rapidement. Si pendant le fonctionnement du générateur ou avec une augmentation de la charge, des bourdonnements ou des bruissements métalliques se produisent, les roulements doivent être remplacés. Dans certaines modifications des générateurs, il existe un embrayage à roue libre qui atténue les vibrations de torsion. Ce mécanisme échoue aussi souvent. L'alternateur devra être retiré pour remplacer les roulements ou la roue libre.

bourdonnement électrique

Ce bruit est similaire au bruit des gros moteurs électriques, comme ceux installés sur les trolleybus. Lorsqu'un tel son apparaît, il est nécessaire de démonter le générateur et de vérifier l'état de ses enroulements. Fondamentalement, il apparaît lorsque l'enroulement dans le stator se ferme.

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En conclusion - une description détaillée du principe de fonctionnement d'un générateur de voiture:

L'électricien auto a révélé tous les secrets du groupe électrogène et de son dysfonctionnement !!!

Questions et réponses

A quoi sert un groupe électrogène dans une voiture ? Ce mécanisme assure la génération d'électricité afin que la réserve de la batterie ne soit pas gaspillée. Un générateur convertit l'énergie mécanique en électricité.

Qu'est-ce qui alimente le générateur dans la voiture ? Pendant que le moteur tourne, le générateur génère de l'électricité pour recharger la batterie et alimenter tous les équipements électriques du véhicule. Sa capacité dépend du nombre de consommateurs.