Генератор автомобиля¶

Генератор автомобиля — электрическая машина, преобразующая механическую энергию вала двигателя внутреннего сгорания в электрическую энергию постоянного тока. Основной источник электропитания бортовой сети автомобиля в процессе работы двигателя. В русскоязычной автомобильной терминологии слово «генератор» обычно обозначает именно автомобильный генератор переменного тока (альтернатор), в отличие от стартера, который является электродвигателем.

¶Назначение

Генератор обеспечивает электрической энергией все потребители автомобиля: систему зажигания, систему впрыска топлива, блок управления двигателем, фары, подогрев сидений, аудиосистему, стеклоочистители и прочее оборудование. Одновременно он заряжает аккумуляторную батарею, восстанавливая её заряд, израсходованный при пуске двигателя стартером и при работе потребителей при неработающем двигателе.

¶Устройство

Основные элементы генератора:

• Статор — неподвижная часть с трёхфазной обмоткой, в которой наводится переменное напряжение.
• Ротор — вращающаяся часть с обмоткой возбуждения, создающая вращающееся магнитное поле. Приводится во вращение от коленчатого вала двигателя ремнём через шкив.
• Выпрямительный мост (диодная вставка) — набор полупроводниковых диодов, преобразующих переменный ток статора в постоянный.
• Регулятор напряжения — поддерживает выходное напряжение в заданном диапазоне (обычно 13,8–14,4 В) независимо от оборотов двигателя и нагрузки. В современных генераторах регулятор, как правило, встроен в щёточный узел.
• Щёточный узел — графитовые щётки, передающие ток возбуждения на обмотку ротора через контактные кольца.
• Шкив — приводится во вращение поликлиновым ремнём от шкива коленчатого вала.

Принцип работы: ротор с обмоткой возбуждения вращается внутри статора, создавая вращающееся магнитное поле. В трёхфазной обмотке статора индуцируется переменное напряжение. Выпрямительный мост преобразует его в постоянный ток, который подаётся в бортовую сеть и на аккумуляторную батарею.

¶Характеристики

¶Виды генераторов

¶По типу тока

• Генераторы постоянного тока — применялись на ранних автомобилях, имели коллекторно-щёточный узел и механический регулятор напряжения. Сняты с производства в 1960-е годы.
• Генераторы переменного тока (альтернаторы) — получили широкое распространение с 1960-х годов. Имеют меньшие размеры и массу при большей отдаче, более надёжны за счёт отсутствия коллектора.

¶По конструкции

• С интегральным регулятором — наиболее распространённый вариант в современных автомобилях.
• С внешним регулятором — применяется на некоторых старых моделях и специальной технике.
• Бесщёточные генераторы — обмотка возбуждения расположена на статоре, а ротор выполнен из постоянных магнитов. Не имеют изнашиваемых щёток, отличаются повышенным ресурсом. Широко применяются на японских автомобилях (Toyota, Nissan).

¶Неисправности

Наиболее распространённые отказы генератора:

• Износ щёток — щётки и контактные кольца постепенно изнашиваются, что приводит к пропаданию возбуждения и прекращению зарядки.
• Отказ диодного моста — пробой или обрыв диодов вызывает падение тока отдачи или появление переменной составляющей в бортовой сети.
• Отказ регулятора напряжения — проявляется как перезаряд (выкипание электролита аккумулятора) либо недозаряд.
• Износ подшипников — сопровождается шумом и вибрацией, при критическом износе возможен заклинивание ротора и обрыв ремня привода.
• Обрыв обмотки статора или ротора — возникает при перегреве или механическом повреждении.

Признаки неисправности генератора: горящая лампа разряда аккумулятора на приборной панели, тусклый свет фар, быстрый разряд аккумулятора, посторонний шум из-под капота.

¶Обслуживание

Штатный интервал обслуживания генератора, как правило, не регламентируется отдельно — узел относится к категории необслуживаемых. Периодически проверяется натяжение и состояние приводного ремня, уровень зарядного напряжения (контролируется мультиметром на клеммах аккумулятора при работающем двигателе — норма 13,8–14,4 В). При выходе из строя щёток или регулятора выполняется их замена, при отказе подшипников — замена подшипников или генератора в сборе.

¶Применение в других транспортных средствах

Принципиально аналогичные генераторы переменного тока применяются на мотоциклах, тракторах, строительной и сельскохозяйственной технике. На гибридных и электрических автомобилях роль генератора частично берут на себя тяговые электродвигатели, работающие в режиме генератора при рекуперативном торможении.

Источники:

• Ремизов В. А., Шестопалов К. А. «Конструкция, эксплуатация и ремонт автомобилей»
• Вахламов В. К. «Конструкция автомобилей»
• Киселёв В. М. «Конструкция и расчёт автомобилей»
• Инструкции по эксплуатации генераторов Bosch, Denso, Valeo