Avto-love.ru

Нормальное напряжение генератора автомобиля

Автомобильный генератор и его особенности

В рамках данной статьи поговорим об особенностях принципиального устройства автомобильных генераторов. Для владельцев автомобилей, разбирающихся в предмете, данная статья не будет интересна. Но для тех, кому автомобильные генераторы интересны в прикладном плане, эта информация может оказаться полезной.

В современных автомобилях в качестве генераторов применяются синхронные трёхфазные электрические машины переменного тока, у которых в выпрямителе применяется схема Ларионова.

Чтобы генератор после пуска двигателя отдавал ток в нагрузку, необходимо обеспечить питание обмотке возбуждения. Это происходит при повороте ключа замка зажигания в рабочее положение.

Ток в обмотке возбуждения управляется стабилизатором напряжения, который может быть выполнен в виде отдельного узла или встроен в щёточный узел генератора. В подавляющем большинстве современных генераторов стабилизатор напряжения (СН) питается от отдельной секции выпрямителя.

Среди прочих генераторов переменного тока, генератор автомобильный выделяется несколькими особенностями. Прежде всего, автомобильный генератор хотя и выдает постоянный ток, на деле он является генератором тока переменного, который затем выпрямляется диодным мостом и превращается в постоянный ток.

Такое решение весьма популярно, тот же генератор переменного тока из асинхронного двигателя можно превратить в генератор постоянного тока, достаточно лишь добавить диодный выпрямитель.

Генераторы с выпрямлением переменного тока называются вентильными генераторами постоянного тока. К таким генераторам и относится автомобильный генератор.

Выходное напряжение автомобильного генератора постоянно

Одна из отличительных черт автомобильного генератора — напряжение на его выходных клеммах поддерживается в узком диапазоне при помощи специального стабилизатора, называемого регулятором напряжения. Но и это не является чем-то исключительным для электрических машин.

Стабилизаторы напряжения можно встретить в комплектации многих источников бесперебойного питания, в том числе среди тех, которые берут энергию для своих аккумуляторов от механических генераторов тех же домашних ГЭС или от солнечных батарей.

Главная же отличительная черта именно автомобильного генератора — то что он получает механическую энергию через ремень от коленвала двигателя внутреннего сгорания, у которого частота вращения совсем не постоянна, зависит она от режима работы транспортного средства в текущий момент, и никак не связана с нуждами потребителей постоянного тока.

Вот и получается, что задача генератора и его электроники — суметь заряжать автомобильный аккумулятор и питать потребители стабилизированным напряжением, независимо от того, каковы текущие обороты якоря — напряжение обязано оставаться в узком коридоре в районе 14 вольт.

Если напряжение по какой-то причине выйдет за пределы диапазона стабилизации, зарядный ток аккумулятора может стать чрезвычайно высоким, и электролит попросту выкипит.

Такое явление не является чем-то невиданным, многие автолюбители сталкивались с ним, когда регулятор напряжения на генераторе выходил вдруг из строя — электролит в аккумуляторе в таком случае быстро выкипает.

Если же напряжение с генератора окажется слишком низким, то аккумулятор преждевременно разрядится. С данной проблемой также сталкивались многие автомобилисты.

Итак, стабильное выходное напряжение — обязательное условие правильной работы автомобильного генератора. Но этого достичь не так уж и просто. Диапазон варьирования частоты вращения ротора генератора в автомобиле довольно широк. На холостых оборотах это порядка 800 — 1200 оборотов в минуту, а в момент хорошего разгона — до 5000 и даже до 6000 оборотов в минуту, в зависимости от того, что это за автомобиль.

Токоскоростная характеристика автомобильного генератора

Таким образом, поскольку напряжение автомобильного генератора поддерживается почти постоянным благодаря регулятору напряжения, он имеет собственную токоскоростную характеристику (ТСХ), ведь при разных скоростях вращения ротора, ток нагрузки получается разным. Напряжение постоянное, но чем выше обороты — тем выше ток, и чем ниже обороты — тем ток с силовых клемм генератора меньше.

Примечательно кстати то, что автомобильный генератор имеет предел по току, и поэтому обладает свойством самоограничения. Это значит, что когда ток достигнет определенной предельной величины, как бы ни повышались обороты дальше, ток нарастать уже больше не будет, просто не сможет.

Токоскоростаня характеристика (ТСХ) автомобильного генератора снимается по методике, принятой в качестве международного стандарта. Она (характеристика) снимается в процессе испытания работы генератора на стенде в паре с полностью заряженным аккумулятором такой номинальной емкости, которая в ампер-часах составляет половину (50%) номинального тока генератора в амперах. На характеристике находят характерные важные точки: n0, nrg, nн, nmax.

Начальная частота вращения ротора n0 – это теоретическая частота вращения ротора без нагрузки. Так как характеристику начинают снимать начиная с тока в 2 ампера, то эту точку находят путем экстраполяции характеристики до пересечения с горизонтальной осью оборотов.

Минимальную рабочую частоту генератора nrg принимают соответствующей оборотам коленвала на холостом ходу. Это примерно от 1500 до 1800 оборотов в минуту для ротора генератора. Ток при данной частоте, как правило, составляет от 40 до 50% от номинала для данного генератора. Этого тока должно хватить для питания минимального количество жизненно важных потребителей в автомобиле.

Читать еще:  Утеплитель для мотора автомобиля

Номинальные обороты ротора генератора nн — это как раз та частота, при которой генерируется номинальный ток Iн, он не должен быть меньше номинала по паспорту.

Максимальные обороты ротора генератора nmax – это та частота вращения ротора, при которой генератором отдается максимальный ток, величина которого не сильно отличается от номинала испытываемого генератора.

Для генераторов отечественного производства раньше было принято указывать номинальный ток при 5000 оборотах в минуту. Указывалась и расчетная частота nр для расчетного тока генератора Iр, равного двум третьим от номинального тока. Этот расчетный режим соответствовал такому режиму работы генератора, когда его узлы не сильно нагревались. Все характеристики снимались при напряжении 14 или 13 вольт.

Самовозбуждение автомобильного генератора и КПД

Автомобильный генератор обязан самовозбуждаться на частоте вращения его ротора ниже частоты при оборотах коленвала на холостом ходу. Проверка проводится на стенде, где самовозбуждение должно произойти при подключении генератора к аккумулятору с контрольной лампой.

Возможности автомобильного генератора с энергетической точки зрения характеризуются величиной его КПД. Чем больше КПД — тем меньшая мощность отбирается от двигателя внутреннего сгорания для получения той же полезной отдачи в форме электрической мощности.

КПД генератора зависит главным образом от конструктивных особенностей конкретного изделия: какова толщина пластин в статоре и толщина набора, насколько качественно пластины друг от друга изолированы (насколько малы токи Фуко), каково сопротивление обмоток статора и ротора, насколько широки контактные кольца ротора, каково качество щеток и подшипников? И т. д.

Но одно сказать можно точно — чем выше номинальная мощность генератора — тем выше и КПД. Между тем, типичный КПД автомобильных генераторов, да и вообще вентильных генераторов, не превышает 60%.

Главный показатель возможностей генератора — это его токоскоростная характеристика, она показывает наглядно, чего можно ожидать от того или иного генератора, на что можно рассчитывать. По характерным точкам составляют таблицу для генератора.

Для примера приведем таблицу характеристик генераторов отечественного производства:

Диапазон выходного напряжения на разных оборотах и в зависимости от температуры и нагрузки, отражает возможности регулятора напряжения автомобильного генератора.

Проверка генератора на автомобиле

Генератор автомобиля служит для питания бортовой сети, электрооборудования и зарядки аккумуляторной батареи во время работы силового агрегата. Это механизм, который вырабатывает переменный ток, преобразуя механическую энергию вращения ротора (обмотка «плюс») в статоре (неподвижная часть обмотки «минус») в электрическую. Крутящий момент подаётся от коленчатого вала на шкив привода.

Все неисправности генератора бывают двух видов: механическая поломка узлов, сбои в электрике. В любом случае установить причину нарушения можно проверкой напряжения на разных участках и элементах несколькими способами.

Таблица типичных неисправностей генератора

Признаки неисправности Диагностика Способ устранения
Не горит индикатор заряда АКБ на приборной панели при включенном зажигании АКБ разряжен Зарядка АКБ
Перегорел предохранитель в блоке, либо лампочка индикатора Замена предохранителя, лампочки
Нарушен контакт массы на корпусе генератора Закрепить болтовое соединение контакта, очистив от окислов
Обрыв проводки от генератора к выводам приборной панели, либо нарушение контактов Устранить обрыв, зачистить контакты
Износ щёток коллектора генератора Замена щёток, либо генератора
Нарушен зазор на щётках и контактных кольцах ротора Отрегулировать зазор
Выход из строя колец ротора Замена ротора, либо генератора
Поломка реле регулятора напряжения Замена регулятора
Индикатор заряда АКБ гаснет при увеличении оборотов Ослабление привода ремня генератора Отрегулировать натяжение
Обрыв привода ремня Заменить ремень
Выход из строя диодного моста Замена блока диодов
Нарушен кабель силового провода между АКБ и генератором Замена силовых кабелей
Реле-регулятор вышло из строя Замена реле
Индикатор постоянно горит Короткое замыкание в цепи Устранить нарушение проводки
Короткое замыкание в блоке диодов Проверить контакты в блоке, заменить проводку
Сбой в системе ЭБУ Проверить блок-контроллер, скинуть ошибку ЭБУ
Разряжена АКБ Зарядить аккумулятор
Индикатор продолжает гореть при выключенном зажигании Замыкание в цепи Устранить нарушенную проводку
Замыкание в блоке диодов Зачистить контакты диодов, либо заменить
Перегрев и закипание электролита АКБ Поломка реле-регулятора Замена реле

Как проверить исправность генератора автомобиля, не снимая (без демонтажа)

Быструю проверку генератора на месте проводят с помощью лампочки на 12 Вольт и тестера. Этим способом получают данные о корректности показателей напряжения в параллельном подключении цепи с АКБ.

  1. Подключить лампу в цепь, используя обычные провода, между выводом генератора В+ и плюсовой клеммой ротора D+.
  2. Силовыми проводами соединить клемму «минус» на аккумуляторе и контакт «минус» генератора (закрепить на «массу»).
  3. Плюсовую клемму АКБ также соединить с плюсом на выводе B+, используя силовой кабель.
  4. Тестер подключают соответственно к контактам батареи и включают режим DС (вольтметра). Показатель напряжения здесь должен быть 12,4 – 12,8 Вольт. Это говорит об исправности цепи и состоянии заряда АКБ.
  5. Далее привод генератора необходимо провернуть в ручном режиме, не запуская двигатель. Для этого снимают ременной привод со шкива и применяют дрель или шуроповёрт: к центрирующей гайке на шкиве подбирают соответствующую головку-переходник.
  6. Во время малых оборотов напряжение на тестере будет 14-14,9 Вольт, а контрольная лампочка должна погаснуть.
  7. После подождать 1-2 минуты и замерить напряжение в пассивном режиме вновь. Значение должно вернуться к отметке в 12,4 – 12,8 Вольт.

Внимание! При подключении цепи провода на «массу» соединяют всегда в последнюю очередь, чтобы избежать короткого замыкания на аккумуляторной батарее.

Этот метод проверки даёт общее состояние работоспособности генератора, не выявляя возможных нарушений в элементах обмотки, реле, щёток и диодов. Для полной диагностики применяют мультиметр, тестируя каждый участок в отдельности в различных режимах.

Как проверить генератор автомобиля мультиметром

Полная диагностика всех узлов в цепи и внутренних компонентов позволяет выявить некорректно работающий элемент, который даёт сбои в зависимости от условий эксплуатации, либо температурных режимов. Вовремя установить такое слабое место в генераторе – значит избежать более дорогостоящего ремонта или полной замены всего механизма. Проверку проводят последовательно, замеряя каждый узел и цепь на сопротивление, напряжение, силу тока и наличие пробоев «на массу», коротких замыканий в обмотках статора и ротора.

Диодный мост генератора

Предназначен для выпрямления тока и состоит из блока, в который входит шесть парных диодов (три на «минус», три на «плюс»). Перед тестом диодного моста необходимо отключить АКБ, сняв клемму «минус», и отключить от блока всю проводку к реле-регулятору напряжения. Мультиметр включают в режиме омметра, красный разъём «плюс» подключают к положительному выводу блока диодов, чёрный «минус» – на массу (корпус генератора). Если диодный мост исправен, то значение на табло мультиметра покажет бесконечность. В противном случае любое сопротивление означает, что выпрямитель неисправен.

Регулятор напряжения

Предназначен для стабилизации напряжения от генератора в бортовую сеть. В зависимости от типа силового агрегата и марки автомобиля нормальное значение реле может отличатся, поэтому перед тестом нужно определить показатель, который дан в техническом описании двигателя. Порядок действий:

  1. Проверку производят на прогретом агрегате и генераторе под нагрузкой – минимум 15 минут работы на холостых оборотах с включённым светом фар.
  2. Мультиметр включают в режиме вольтметра, выставив максимальное значение в 20 Вольт.
  3. Один щуп устройства «плюс» (красный) подсоединяют к клемме «30» на выводе регулятора, второй «минус» – на массу (корпус генератора. Показатель напряжения должен быть в пределах от 13,2 до 14,9 Вольт. Точное значение необходимо сверить с характеристикой в техническом описании: если отклонение превышает 0,5В от нормы, то реле подлежит замене.

Ток возбуждения генератора

Должен соответствовать номинальной силе тока в цепи. Для снятия замера мультиметр включают в режиме амперметр и последовательно соединяют клемму «67» на плюсовой контакт, минусовой – на массу. Запускают двигатель и выдерживают высокие обороты в течение 3-5 минут. Нормальное значение считается от 3 до 8 Ампер.

Ток отдачи

Позволяет выявить короткие замыкания в цепи на конкретном участке и стабильность силы тока генератора на выходе. Для замера мультиметр в режиме амперметра последовательно подключают к клемме «30» (В+) и массе генератора. Далее запускают агрегат на высоких оборотах и активируют все потребители электроэнергии одновременно. Через 2-3 минуты снимают показатель силы тока и отключают электрооборудование. На каждую отдельную цепь снимают новый замер: фары ближнего света, кондиционер, аудиосистема, габариты, дальний свет, поворотники. Когда каждый отдельный потребитель будет измерен, все значения складывают и сравнивают с общим. Погрешность не должна превышать отметки в 5 Ампер.

Обмотки

Отвечают за электромагнитную индукцию генератора. Для их диагностики потребуется демонтировать механизм, снять реле-регулятор и держатели щёток. Мультиметр включают в режиме омметр и снимают показатели сопротивления на выводах контактных колец: один щуп прибора на любое кольцо ротора, второй – на статор. Стандартный показатель сопротивления обмоток должен быть в пределе от 2 до 8 Ом.

Как проверить работу генератора на автомобиле без измерительных приборов

Работоспособность генератора можно проверить без мультиметра или тестера, сняв клемму «минус» во время работы двигателя. Этот способ подходит только для старых моделей автомобилей, где цепь питания не находится под управлением ЭСУД (электронной системы управления двигателем). Если применить такой способ на современных ДВС, то в результате резкого скачка напряжения из строя может выйти часть электрооборудования, перегореть предохранители в блоке, нарушиться регулировка многих датчиков и система выдаст ошибку «Check Engine».

На агрегатах старого типа проверку выполняют следующим образом:

  • Запускают двигатель на холостом ходу.
  • Снимают клемму минус с аккумуляторной батареи во время работы.
  • При неисправном генераторе мотор самопроизвольно глушится.
  • Если агрегат работает, то следует добавить обороты и убедится в исправности генератора, включив потребители тока (свет фар, кондиционер).

Во время процесса обращают внимание на падение оборотов в момент снятия клеммы: установка её на место должна значительно повысить крутящий момент без открытия дроссельной заслонки.

Важно! Касаться голыми руками силовых проводов АКБ строго запрещается. Клемму нужно снимать в изоляционных перчатках, аккуратно отводя в сторону.

Как проверить генератор, снятый с автомобиля, на 12 вольт дома

В домашних условиях снятый с двигателя генератор можно проверить, «прозвонив» последовательно цепи элементов омметром. Таким методом можно определить состояние обмоток, диодного моста и реле.

Замер напряжения проводят, надёжно закрепив генератор в тисках и подсоединить на центровую гайку привода головку-переходник от дрели. Включают дрель и снимают вольтметром значения напряжения н выводах. Если показатели в зависимости от оборотов находятся в пределах 12,2 – 14,8 Вольт, то генератор исправен.

Нормальный показатель напряжения в генераторе ВАЗ-2110

Чтобы автомобиль исправно работал и не подводил в пути, автовладелец должен постоянно следить за технической исправностью своего «четырехколесного друга», уделяя при этом немало внимания автомобильному генератору. Если агрегат выйдет из строя, то аккумулятор не сможет получать электрической подзарядки, в итоге, машина станет работать только от подпитки АКБ, запаса которого хватит на непродолжительный период времени.

Как только запас АКБ источится, мотор перестанет функционировать и автомобиль просто остановится, причем в любом месте. В этом случае автовладельцу придется искать немало денежных средств на покупку нового генератора, а также на его проверку и установку. А вот процесс контроля технической исправности, при котором самое главное, отслеживать, какое именно напряжение должен выдавать при движении генератор ВАЗ-2110, поможет сэкономить денежные средства и знать, что машина не подведет владельца ни при каких обстоятельствах. Если вы заметите, что генератор работает с перебоями, то нужно проверить функциональность агрегата, тем более что самостоятельно осуществить такой процесс довольно просто, учитывая советы и рекомендации профессионалов своего дела. Однако перед работой автовладелец должен ознакомиться с некоторыми правилами, которые помогут без повреждений проверить исправность агрегата.

Основные правила при проверке генератора

Основные правила, использующиеся при проверке напряжения генератора, несложные, но обязательные для всех автовладельцев без исключения:

  • функциональность генератора ни в коем случае нельзя проверять на так называемую искру, то есть при помощи короткого замыкания;
  • не разрешается соединять устройство с клеммой генератора «+»;
  • нельзя проводить в кузове машины сварочные работы, если провода будут подключены к аккумулятору и генератору.

Важно учитывать при проверке напряжения следующие моменты:

  • проводятся замеры при помощи специальных приборов, которые называются вольтметром и амперметром;
  • проводить проверку вентилей устройства разрешается в том случае, если напряжение не превышает 12 В;
  • если для теста напряжения потребуется замена проводки, нужно подобрать идентичные провода как по сечению, так и по длине.

Перед началом проверки предстоит убедиться в исправности всех соединений и верном натяжении ремня устройства.

Чтобы убедиться в правильном натяжении ремня, нужно осуществить нажатие на его средину, прилагая при этом усилие в 10-12 кгс. При правильном натяжении ремень должен прогнуться на 12-15 мм, не более.

Поэтапная проверка регулятора автомобильного генератора

Проверить, какое напряжение должен выдавать автомобильный генератор ВАЗ-2110, несложно, если тест будет осуществляться поэтапно, а автовладелец учтет советы специалистов:

  1. Изначально нужно завести двигатель машины, выбрав для этого средние обороты и включить фары. Автомобиль должен провести в таком режиме примерно 20 минут. Показатель, как говорилось ранее, замеряется вольтметром, измерительная шкала которого от 0 до 15 В, или амперметром.
  2. Определяется напряжение между вводом генератора «+» и массой агрегата. Если генератор работает исправно показатель на шкале прибора не должен превышать 14.5 В. Если данные прибора будут выше или ниже установленной нормы, то скорее всего придется заменить вышедший из строя регулятор.
  3. Замерить напряжение можно и другим способом, при котором вольтметр подключается на прямую к аккумуляторной батареи. Однако полученный показатель будет точным лишь в том случае, если автомобильная проводка окажется полностью исправной.
  4. Проверить напряжение можно и по специальной лампе, которая расположена на приборной панели, ее называют «контрольным прибором». В промежутке времени между включением зажигания и началом работы мотора, контрольная лампочка должна гореть, что и позволяет контролировать напряжение генератора. Если при запуске мотора лампа погаснет и не будет вновь загораться, это укажет на то, что генератор работает нормально, без перебоев.

При иных обстоятельствах, к примеру, при ярком свечении контрольной лампы в момент работы двигателя, следует проверить натяжение ремня генератора или исправность всей цепи заряда. В некоторых случаях горящая лампа указывает на неисправность всего устройства, в этом случае его придется заменить.

Как уже было ранее сказано, максимальное напряжение, которое выдает генератор ВАЗ-2110, не должно превышать 14.5 В и не опускаться ниже 13 В. Выяснить самостоятельно, каков данный показатель, довольно просто, учитывая вышеперечисленные рекомендации. Но если в процессе работы возникнут вопросы или затруднения, можно в удобное для себя время посмотреть видео о тесте генератора, которые проводят профессионалы своего дела.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector