Принцип работы генератора ваз 2110
Принцип работы автомобильного генератора
Автомобильный генератор — это электрическая машина, которая преобразовывает механическую энергию в электрический ток.
Это устройство заряжает батареи автомобильного аккумулятора и питает электрическое оборудование при двигателе.
Чаще всего он располагается в передней части двигателя и приводится от коленного вала. Сейчас первое место в мире по выпуску этого устройства делят между собой фирмы Denso, Delphe и Bosch.
Имеются компактные и традиционные модели. Они отличаются компоновкой вентилятора, геометрическими размерами, устройством корпуса, приводным шкивом и выпрямительным узором. Есть и общие параметры, это:
- Ротор;
- Статор;
- Щёточный узел;
- Выпрямительный блок;
- Регулятор напряжения.
Принцип действия автомобильного генератора
На примере генератора 37.3701 автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.
В основе работы генератора лежит преобразование механической энергии в электрическую, появляющуюся при вращении его ротора в постоянном магнитном поле статора (электромагнитная индукция).
Принцип действия автомобильного генератора
— Подача напряжения на обмотку возбуждения генератора
После поворота ключа в замке зажигания в положение «1» — «включено» запитывается обмотка возбуждения генератора расположенная на роторе. Электрический ток проходит по следующей цепи от плюса к минусу:
— «плюс» АКБ – вывод «30» генератора
— контакты 5, 6 колодки Ш8 монтажного блока
— контакт 6 колодки Ш1 монтажного блока
— контакты «30» и «87» реле зажигания
— контакт 3 колодки Ш1 монтажного блока
— предохранитель №5 монтажного блока
— дополнительные резисторы в монтажном блоке
— лампа заряда АКБ на панели приборов
— вывод «61» генератора
— вывод «В» регулятора напряжения
— обмотка возбуждения ротора генератора (через щетку щеточного узла)
— вывод «Ш» регулятора напряжения (через другую щетку)
Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи горит, сигнализируя, что обмотка возбуждения генератора запитана от АКБ и ее цепь исправна.
— Работа генератора после пуска двигателя
После пуска двигателя автомобиля генератор приводится в движение ремнем от шкива на коленчатом валу двигателя, начинает вырабатывать электрический ток и подавать его на потребители (электрооборудование автомобиля). Происходит это следующим образом:
— Протекающий по обмотке возбуждения генератора электрический ток создает вокруг полюсов ротора магнитное поле.
— При вращении ротора его полюса попеременно проходят над каждым из зубцов статора генератора. При этом магнитный поток, проходящий через зубцы статора, меняется по величине и направлению. Он пересекает витки обмотки статора и создает в нем электродвижущую силу (ЭДС). Обмотка статора начинает выдавать электрический ток переменного напряжения.
— Переменный ток, вырабатываемый генератором, преобразуется в постоянный в выпрямительном блоке (диодном мосту) генератора и подается потребителям через вывод «30». Он же через дополнительные диоды (их общий вывод) питает обмотку возбуждения генератора.
— Контрольная лампа заряда АКБ гаснет, так как напряжение на выводе «30» и выводе дополнительных диодов «61» одинаково. Ток в этом случае через лампу не протекает и она не горит. Если контрольная лампа не гаснет после пуска, то возможно генератор вообще не вырабатывает электрический ток, либо напряжение вырабатываемого тока ниже напряжения бортовой сети.
— Чем выше вращение ротора генератора, тем больше напряжение вырабатываемого генератором тока. При достижения порога 13,6 – 14,6 В (для генератора 37.3701) в работу вступает регулятор напряжения. Выходной транзистор в нем запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается. Когда напряжение падает ниже пороговых значений, транзистор отпирается. Такие циклы запирания-отпирания повторяются с большой частотой, поддерживая значение напряжения на выходе с регулятора в пределах 13,6 – 14,6 В.
— После выключения зажигания и остановки двигателя автомобиля генератор перестает вырабатывать электрический ток, питание потребителей происходит от аккумуляторной батареи.
Примечания и дополнения
— Электромагнитная индукция – явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока проходящего через него.
— Транзистор – полупроводниковый элемент с тремя выводами: подача сильного тока (коллектор), подача слабого управляющего тока (база), выход тока (эмиттер). При определенной величине управляющего тока транзистор меняет свое сопротивление и может либо запирать выход тока, либо, наоборот открывать.
Технические характеристики РН ВАЗ-2110
Реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 имеет следующие характеристики.
Напряжение регулирования с АКБ при температуре 25 о С и нагрузке до 3А, В
Напряжение регулирования с АКБ при температуре 25 о С и нагрузке более 3 А, В
Диапазон рабочих температур, о С
Максимальная величина тока выходной цепи: стандарт/согласованная с производителем, А
Допустимое длительное воздействие высокого напряжения, В
Допустимое воздействие высокого напряжения длительностью до 5 мин., В
Генератор ваз 2110
Назначение
Генераторная установка является достаточно надежным устройством, хорошо переносящую как повышенную вибрацию силового агрегата, так и большие перепады подкапотных температур, а так же имеющей высокую стойкость к воздействиям влажной среды и грязи.Параметры выходного тока генератора должны быть стабильны на всех режимах работы двигателя, при любых его нагрузках и частотах вращения.
Главными требованиями, стоящими перед генератором, являются:
- Параметры генерируемого электрического тока должны быть таковы, что бы при любых режимах работы двигателя и нагрузки на бортовую сеть автомобиля не только не происходил интенсивный разряд аккумуляторной батареи, но и происходила ее подзарядка;
- При любой частоте вращения двигателя и изменении нагрузки во всем диапазоне его работы напряжение в электрической цепи автомобиля должно быть стабильным и соответствовать заявленной величине.
Внимание! Данные требования обусловлены тем, что аккумулятор автомобиля очень чувствителен к перепадам напряжения бортовой сети.
Недостаточность его вызывает недозорядку аккумуляторной батареи, что чревато последующим затрудненным пуском двигателя. Переизбыток же приводит к перезарядке, что в свою очередь чревато ускоренным выходом из строя аккумулятора.
Устройство
Прежде чем искать в своем ваз 2110 неисправности генератора необходимо знать что принципиальная конструкция и принцип его работы одинаковы для всех типов автомобилей. Они могут различаться лишь в габаритах, качеством изготовления и расположением монтажных креплений.
Поэтому для расширения своего кругозора можете прислушиваться к советам владельцев всех марок автомобилей, благо некоторые запасные части генераторов взаимозаменяемы.
Замена в генераторе ваз 2110
На фото выделены основные составляющие генератора:
- Шкив ремня генератора(надеюсь пояснять его назначение нет необходимости);
- Корпус, состоящий из передней половинки находящейся со стороны шкива и задней, которая устанавливается со стороны контактных колец. Помимо этого в задней части корпуса размещен щеточный узел, выпрямитель, регулятор напряжения, а также выводы электропроводки для подключения к электрической цепи автомобиля.
В корпусе устанавливается статор, и размещаются опорные подшипники ротора, так же на нем имеются крепления для установки генератора на двигатель автомобиля.
- Ротор с обмотками возбуждения выводы которых соединены с цилиндрическими, выполненных из меди контактными кольцами;
- Сердце генератора – статор. Именно в пазах между его стальных листов, где находится трехфазная обмотка и вырабатывается необходимый автомобилю электрический ток;
- Сборка выпрямительных диодов (без комментариев);
- Регулятор напряжений необходимый для поддержания напряжения в электрической цепи автомобиля в заданных параметрах во время изменения нагрузок, частоты вращения генератора и температуры окружающего воздуха;
- Щеточный узел, где находятся подпружиненные щетки находящиеся в контакте с контактными кольцами ротора;
- Пластмассовая крышка, защищающаяся диодный модуль.
Принцип работы
Приступаем к самой интересной части нашей статьи.
Итак, поворачиваем в замке ключ зажигания и:
- На контактные кольца, через щеточный узел, а затем на обмотку возбуждения ротора поступает электрический ток;
- В обмотке ротора, который начинает вращаться одновременно с коленчатым валом двигателя, находится магнитное поле, которое пронизывает обмотки статора, вследствие чего на его выводах напряжение с переменным значением;
- Когда генератор достигает определённой частоты вращения, он переходит в режим самовозбуждения, то есть ток на обмотку возбуждения ротора начинает поступать непосредственно от самого генератора;
- Вырабатываемое переменное напряжение с помощью блока выпрямителей преобразуется в постоянное. Именно в этом состоянии происходят процессы зарядки аккумуляторной батареи и обеспечения электричеством потребителей тока;
- Регулятор напряжения включается в работу в процессе движения автомобиля, когда меняются нагрузка на генератор и его частота вращения. Его задачей является регулировка времени включения возбуждающей обмотки ротора.
Это время уменьшается при меньших внешних нагрузках и при возрастающих частотах вращения ротора генератора, и возрастает при увеличении нагрузок и снижении частоты вращения.
Принцип работы генераторной установки переменного тока
Надеюсь, моя краткость не помешала понять вам принцип работы генераторной установки переменного тока, в противном случае в сети всегда можно найти соответствующее по теме видео.
Внимание! В том случае, когда в бортовой сети потребители «забирают» количество тока больше чем его может выработать генератор, требуемое количество начинает выдавать аккумуляторная батарея.
Совет! Панель приборов автомобиля оборудована лампой сигнализатором, которая информирует работоспособность генераторной установки. Не забывайте иногда посматривать в ее сторону.
Итак, основными параметрами являются:
- Номинальные значения напряжения, тока и частоты возбуждения;
- Частота, с которой происходит самовозбуждение обмотки;
- Коэффициент полезного действия (КПД).
В нашем случае электрическая система имеет номинальное напряжение в 12 вольт, а номинальным током считается его максимальное количество, получаемое при номинальной частоте вращения генератора (80 ампер при 6000 оборотах в минуту).
В каких случаях требуется замена генератора?
В каких случаях требуется снятие и замена агрегата:
- При необходимости замены устройства на более технологичное и мощное. Далеко не все автовладельцы готовы заниматься переделкой агрегата, чтобы улучшить его технические характеристики.
- Узел стал регулярно греться. При нагреве агрегат следует протестировать, подробная инструкция представлена выше. Причин, по которым это может произойти, достаточно много, для их выявления потребуется разбор устройства.
- Одним из наиболее серьезных признаков поломки считается полный разряд аккумуляторной батареи, а также выкипание рабочей жидкости из нее. Причем разряд происходит регулярно, даже после того, как АКБ было недавно заряжено.
- Агрегат выдает минимальный заряд, при этом ремень натянут нормально. Это можно понять, к примеру, по тому, что освещение, излучаемое оптикой, стало более тусклым. Помимо этого, о неполадках в работе генераторного узла может сообщить и очень тихий звук клаксона. Разумеется, в первую очередь нужно проверить все электроцепи питания, предохранители, а также работоспособность оптики и рулевого гудка. Только если все эти компоненты целые, узел можно снимать и ремонтировать или менять.
- Во время работы девайс выдает очень высокое число оборотов.
- Появление нехарактерных для работы агрегата звуков — воя, гуля, шума и т.д. Такая неисправность может сопровождаться пониженным уровнем напряжения в бортовой сети (автор видео о самостоятельном ремонте агрегата — канал TexAs 64 rus).
Схема автомобильного генератора ВАЗ 2106:
Стоит пробежаться глазами по фото, что представлено ниже, и только потом приступать к вопросу о замене генератора на отечественном автомобиле.
Если штатный агрегат неплохо справляется с возложенными на него обязанностями, но в зимний вечер, когда едешь по трассе со включенными фарами, обогревателем, очистителем, подсветкой, габаритками, теплыми сидениями и под веселую музыку, то представьте себе, сколько энергии уходит на то, чтобы вам было комфортно в салоне, потребуется более мощная конструкция. Переделать ее можно и своими руками, было бы желание и кошелек не пустой. Для начала стоит оценить свои возможности.
Готовы? Тогда поехали: верхний кронштейн соответственно крепится двумя болтами. Нижний собрат уже тремя. Смотрим, где находятся дополнительные 2 отверстия: одно должно располагаться на блоке цилиндров возле верхнего кронштейна, а второе в районе нижнего. Если они есть, то направляемся в магазин, где совершаем покупку:
- генератора 2112 с маркировкой 3701010(6);
- шкива генератора на ваз 2110;
- верхнего кронштейна (10);
- натяжной планки (9);
- гайки натяжной от планки;
- болта регулировочного (8);
- болтов крепления верхнего кронштейна с маркировкой М8х20 (буртик зубчатый) (7);
- нижнего кронштейна (2);
- болтов крепления нижнего кронштейна (только М10х55) (1) и (М10х40) (3);
- болтов крепления (М8х110) на ось (4);
- втулка оси;
- гайки оси;
- поликлинового ремня (5).
Если все уже лежит в гараже, то пора проводить процедуру замены:
- приподнимаете передок вашей машины;
- снимаете защиту картера, правый подкрылок и брызговик двигателя;
- отключаете «массу»;
- снимаете старый агрегат, верхний, затем нижний кронштейн, шкив генератора;
- очищаете отверстия в блоке, проходите по ним мечиком №1;
- производите установку.
Перед тем, как установить брызговик двигателя, проделайте в нем небольшое отверстие под торцевую головку, примерно напротив болта шкива генератора. Теперь закройте ее подходящей по размеру заглушкой. Это действие необходимо при замене ремня генератора. Если упустить такую манипуляцию, то придется повредить защиту, что не рекомендуется делать.
Осталось подключить к генератору силовой провод и провод возбуждения, «массу». Поворачивайте замок зажигания и проверяйте напряжение аккумулятора.
Вам понравилось чувствовать себя мастером? Не останавливайтесь. На сайте есть еще много интересных разделов, по которым стоит пробежаться. Как вам история марки Ваз 2110? Это еще что: загляните на страничку «тюнинг». С нее часами не вылазят даже конкуренты!
Как работает регулятор напряжения
По своему конструктивному устройству трехуровневый регулятор напряжения ваз 2114 представляет собой реле с подключенными к нему транзисторной схемой и сопротивлениями, которые, в свою очередь, подключены к возбуждающей обмотке на статоре генератора.
Принцип его действия заключается в следующем — во время своей работы генератор производит ток с нестабильным, скачкообразным напряжением, использование которого напрямую в бортовой сети могло бы привести к неполадкам и даже поломкам электронного оборудования. Для того, чтобы устранить эти скачки и поддерживать вольтаж, выдаваемый генератором, на одном уровне — и нужен регулятор-стабилизатор.
Так, при генерировании слишком высокого напряжения, устройство включает в схему дополнительные резисторы, которые понижают вольтаж до нужного уровня. В противном случае (когда напряжение слишком мало) стабилизатор отключает все сопротивления в схеме, и выдаваемый генератором вольтаж увеличивается.
Говоря о работе стабилизатора, следует учитывать и то, что все эти подстроечные колебания напряжения происходят с высокой частотой, в результате чего общая величина напряжения в бортовой сети остается фактически неизменной.
Если же говорить простыми словами, то регулятор напряжения генератора ваз 2114 отвечает за:
- активацию электрогенератора;
- контроль выдаваемого генератором тока;
- поддержание напряжения, поступающего в бортовую сеть, на стабильном уровне.
Для регулятора, монтируемого на 14-ю модель, стандартными рабочими параметрами являются номинальный вольтаж в 14,5 вольт и номинальная сила тока в 5 ампер.
Причины низкого напряжения
Если при максимальной нагрузке напряжение, ниже 13 вольт, необходимо обращать внимание на следующее:
- Натяжение ремня генератора недостаточное. Ремень не должен продавливаться пальцем больше чем на сантиметр.
- На проводке в цепи генератора имеются окисления, либо потёртостей проводов.
- Вышли из строя щётки генератора.
- Регулятор напряжения сломан.
- Износились подшипники.
- Сгорел предохранитель.
