Генератор и его неисправности

Генератор служит для питания всех потребителей автомобиля или мотоцикла и заряда аккумуляторной батареи при заведённом (работающем) двигателе. На большинстве современных автомобилей и мотоциклов устанавливают трёхфазные генераторы переменного тока, с встроенными в них выпрямителями на кремниевых диодах.

Принцип работы генератора. Переменным током называется ток, который постоянно меняет направление движения в цепи. Генератор переменного тока состоит из стального статора 1 (набранного из железных пластин), на зубцах которого под углом в 120° намотаны три катушки К1,К2,К3 из медной проволоки.Один конец каждой катушки выводится в цепь потребителей автомобиля или мотоцикла, а другие концы катушек соединены в одну точку. Такое соединение называется соединение звездой. Каждая из трёх катушек и включенный в её цепь потребитель составляют фазу.

Между зубцами и обмотками статора вращается намагниченный ротор 2 и за каждые 120° поворота ротора к зубцам и катушкам статора подходит то северный, то южный полюсы ротора. Катушки пересекаются магнитными линиями и в них индуктируется переменная по направлению электродвижущая сила (ЭДС), которая и создаёт переменный ток в цепи трёх фаз. При этом ток, созданный в цепи любой из трёх фаз, будет проходить в цепи двух других фаз.

Но переменный ток не может быть использован для заряда аккумуляторной батареи, его необходимо выпрямить, то есть преобразовать переменный ток в постоянный. Для этого в генераторе устанавливают блок выпрямителей, состоящих из шести кремниевых диодов (по два на фазу). Диодом называется двухэлектродный полупроводниковый прибор, проводящий электрический ток только в одном направлении. Диоды изготавливают из полупроводниковых материалов и самые распространённые из них элементы — это кремний и германий.

Кремниевые диоды имеют довольно продолжительный срок службы, около 5000 часов работы и пропускают обратный ток не более всего 3 мА, при напряжении 100 вольт, надёжно работают при широком диапазоне температур от -60 до + 125°С. К тому же, имеют очень малые габариты и массу. Это позволяет монтировать выпрямительный блок прямо в крышке генератора. Для чего нужно шесть диодов для выпрямления тока в цепи трёхфазного генератора понятно из рисунка 128.

На рисунке показано направление тока в цепи трёх фаз, когда в катушке К1 будет действовать электродвижущая сила в сторону диодов. Через 120° проворота ротора путь тока показан стрелками на рисунке В, а затем ещё через 120° на рисунке Г. Из — за этого с клемм выпрямителя во внешнюю цепь будет поступать выпрямленный постоянный ток.

Говоря проще, принцип работы генератора осуществляется следующим образом: при включении зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения генератора, установленную на роторе генератора (не у всех). При вращении ротора, его магнитный поток пересекает витки обмоток статора и в этих обмотках индуктируется переменный ток, который затем преобразуется в постоянный выпрямителем. Когда при работе двигателя напряжение, вырабатываемое генератором станет больше, чем напряжение аккумуляторной батареи, то ток вырабатываемый генератором пойдёт во внешнюю цепь на заряд батареи и на питание всех включенных потребителей автомобиля или мотоцикла. В обмотку возбуждения генератора в это время ток поступает тоже с генератора, а не от батареи.

С увеличением оборотов двигателя и связанного с ним ротора генератора напряжение генератора возрастает и может достигнуть большой величины. Поэтому, для автоматического поддержания напряжения генератора в необходимых пределах ( до 14,5 В) в крышку генератора встроен неразборный интегральный регулятор напряжения (шоколадка), который для соединения с генератором имеет четыре вывода ( обычно, два В и Б,Ш) Когда на больших оборотах напряжение генератора превысит 14,5 вольт, то регулятор напряжения прерывает поступление тока в обмотку возбуждения ротора. От этого выходное напряжение генератора падает, регулятор снова начинает пропускать ток в обмотку возбуждения и процесс снова повторяется. Частота этого процесса довольна большая и напряжение генератора поддерживается постоянным в пределах 13,5 — 14,5 вольт.

Неисправности генератора.

Основные неисправности генератора — это загрязнение, окисление или замасливание контактных колец, износ или зависание щёток, обрыв или короткое замыкание в обмотке ротора или статора, повышенный шум, обрыв или пробой в диодах, выход из строя регулятора напряжения, отсутствие контакта между выводами регулятора и выводами щёток, отпайка выводов обмотки возбуждения от контактных колец.

Если при работе двигателя на любых оборотах горит красная контрольная лампа(заряда), и показания вольтметра ниже 13,5 вольт, или амперметр показывает разряд( стрелка влево от нуля), то или реле-регулятор или генератор неисправны. Самым первым делом в такой ситуации, будет проверка надёжного крепления проводов на клеммах генератора и аккумуляторной батареи, а так же проверка нормальной натяжки ремня генератора. Натяжка ремня генератора описана в статье система охлаждения, так как ременной привод генератора у многих автомобилей общий с помпой охлаждающей жидкости.

Далее следует запустить двигатель и если напряжение осталось как и ранее, меньше 13,5 вольт, то следует вывернуть винты щёткодержателя и снять его, затем протереть контактные кольца ветошью, смоченной бензином и если на кольцах обнаружится выработка или риски, то следует шлифануть кольца 1000 наждачной бумагой. Далее следует проверить состояние щёток и если они изношены (менее 10 мм), то следует их заменить новыми.

Если после выше описанных действий, неисправность осталась, то нужно проверить исправность зарядной цепи. Для этого нужно опять запустить двигатель и включить дальний свет фар, если свет не включить, то при проверке можно вывести из строя выпрямительный блок( пробой диодов). Далее нужно снять плюсовую клемму со штыря аккумуляторной батареи и если двигатель продолжает работать и не глохнет, то значит генератор и регулятор исправны и не исправна зарядная цепь, и её нужно проверить от начала и до конца визуально и прозвонкой тестером, на наличие обрыва. Если же двигатель заглох, значит неисправны реле регулятор(ремонту не подлежит, так как залит компаундом — меняем), или генератор. Генератор подлежит ремонту у специалиста, но такие вещи как отпайка концов обмоток или диодов (припаиваем на место) или нарушение изоляции(покрываем лаком), можно увидеть и устранить самому, а кто умеет пользоваться тестером, то может прозвонить целостность обмоток и изоляцию их от корпуса своими силами, в этом нет ничего сложного. Исправные диоды при прозвонке пропускают ток только в одном направлении, а в другом нет. Если диод неисправен, то он вообще не пропускает ток никуда(обрыв), или пропускает ток в обоих направлениях(пробит). Межвитковое замыкание обмоток статора проверяется мегаомметром.

Бывает при работе генератора обнаруживается падение напряжения(понижение), и аккумуляторная батарея недополучает заряд и быстро разряжается. Возможны два варианта, когда контрольная лампа работы генератора(заряда) горит или не горит. Если лампа горит, то причинами неисправности могут быть: износ(пробуксовка) или слабое натяжение ремня привода генератора, выход из строя регулятора напряжения, обрыв или пробой диодов, обрыв или межвитковое замыкание обмоток статора, замыкание на массу выводов обмотки возбуждения статора. Если контрольная лампа не горит, а напряжение понижено, то причиной может быть плохой контакт (переходное сопротивление) между выводами регулятора напряжения и выводами щёток( зачистить до блеска), износ или зависание щёток, окисление контактных колец щёток, отпайка выводов обмотки возбуждения от контактных колец (зачистить и пропаять), ну и последнее, неисправность реле регулятора, все интегральные реле регуляторы не переносят даже кратковременного короткого замыкания и моментально выходят из строя.

Если напряжение заряда выше нормы, что можно определить по кипению электролита, то в 99 случаях из ста причиной является выход из строя реле регулятора. Например на жигулях (ВАЗ 2105) повышенное напряжение может быть из за плохого контакта предохранителя ?9, отвечающего за цепь обмотки возбуждения.

Повышенный шум или вой может быть из за износа подшипников ротора, или ослабление гайки шкива генератора, скрип некачественных щёток. Подшипники заменяем на новые, желательно фирменные, гайку подтягиваем, а щётки меняем на фирменные. Повышенный (не обычный) шум так же может исходить из генератора от замыкания на массу(корпус генератора) обмотки статора, или межвиткового замыкания обмоток.

Техническое обслуживание генератора. Обслуживание заключается в следующем : после пробега на новой машине первых 2000 километров, и потом через каждые 15000 километров нужно проверить состояние ремня привода генератора и отрегулировать его натяжение.

После пробега 60000 км промыть бензином и зачистить наждачной бумагой (зерно 1000)контактные кольца до зеркального блеска, проверить износ щёток и обычно к такому пробегу их стоит заменить. Если щётки выступают из щёткодержателя менее чем 5 мм, то их следует заменить на новые, притерев их к контактным кольцам. Перед заменой щёток, необходимо очистить полость щеткодержателя от угольной пыли. Кто установит на мотоцикл или автомобиль генератор, описанный в этой статье, то навсегда забудет о щётках, так как в том генераторе их нет вообще.

Так же после пробега 60000 км, следует проверить состояние подшипников ротора, и если в подшипниках нет люфта, то можно оставить их, но обычно к такому пробегу (особенно на отечественных автомобилях), подшипники следует менять на новые и желательно фирменные.

Обслуживая генератор переменного тока, необходимо соблюдать следующие обязательные правила :

• Никогда не допускать отсоединения аккумуляторной батареи от бортовой сети при работающем двигателе и отключенных потребителях (выключен свет), при проверке исправности цепи заряда. На многих автомобилях цепь заряда проходит через амперметр, поэтому необходимо следить за надёжностью крепления клемм на амперметре.


• Нельзя допускать даже кратковременного (мгновенного) замыкания на массу(корпус) выводной плюсовой клеммы «30» генератора.


• При подсоединении аккумуляторной батареи на автомобиль или мотоцикл не в коем случае нельзя путать полярность подключения клемм на полюсные штыри батареи.


• При проведении электросварочных работ на кузове автомобиля или на раме мотоцикла, следует перед началом работ отсоединять минусовую клемму от аккумуляторной батареи и отсоединить все провода от генератора.

Все перечисленные выше неправильные действия приводят к выходу из строя реле регулятора или выпрямительного блока генератора.

Автор: Олег Суворов
Источник: suvorov-castom.ru