Генератор – миниатюрная автомобильная электростанция, преобразующая энергию вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания в электрический ток.
История создания генератора
Изобретателем автомобильного генератора в той форме, в которой он устанавливается и в наши дни, был немецкий инженер Роберт Бош. В 1887 он разработал низковольтное магнето для стационарных двигателей, а к 1902 году – магнето высокого напряжения, которое стало прообразом показанной им в 1906 году «световой машины», то есть первого автомобильного генератора постоянного тока.
Прообраз генератора на основе «вращающегося треугольника» разработал английский физик Майкл Фарадей еще в середине 19 века
Автомобильный генератор обеспечивает питание всех энергозависимых устройств автомобиля и зарядку аккумулятора при работающем двигателе. В автомобилях с гибридным приводом генератор выполняет функции стартера. В корпусе современного генератора помимо блока, необходимого непосредственно для выработки электричества, установлены также и другие элементы. Это выпрямительный блок и регулятор напряжения.
Устройство и принцип работы генератора
Генератор по конструкции похож на стартер, что в полной мере иллюстрирует принцип обратимости любой электрической машины. Внутри корпуса генератора находится статор, набранный из стальных элементов с трехфазной обмоткой из медной проволоки (катушек). В кольце статора располагается ротор – система из закрепленных на валу двух магнитов разных полюсов и обмотки возбуждения. При вращении ротора напротив катушек обмотки статора проходят попеременно «северный» и «южный» полюсы ротора. Таким образом, направление магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и вызывает появление в ней переменного напряжения. Вращение ротора генератора, как правило, обеспечивается ременной передачей от коленчатого вала двигателя. Также на валу обычно закреплен вентилятор, обеспечивающий охлаждение генератора.
Поскольку бортовая сеть автомобиля рассчитана на постоянное напряжение, автомобильные генераторы оснащены устройством для преобразования переменного тока в постоянный. Этот выпрямитель часто называют диодным мостом.
Если генератор отказал там, где нет возможности отвезти автомобиль в сервис, его можно снять самостоятельно. В большинстве случаев для этого не придется даже лезть под машину
Также в автомобильных генераторах имеется встроенный регулятор напряжения. Его функция – обеспечить постоянные параметры бортовой сети, так как выдаваемое генератором напряжение напрямую зависит от частоты вращения ротора. В системе регулирования участвует также щеточный узел со скользящими контактами («щетками генератора»), примыкающими к кольцевым контактам на валу ротора.
Приводится в движение генератор посредством приводного ремня, надетого на шкив, соосный со шкивом, закрепленным на переднем конце коленчатого вала.
Напряжение генератора
Уровень напряжения электрического тока, вырабатываемого генератором несколько выше, чем необходимо для двенадцативольтовой бортовой сети, и составляет от 13,5 до 14,5 Вольт. Это небоходимо для того, чтобы автомобильный аккумулятор, который во время движения и работы потребителей, никогда физически не отключается. Если бы генератор, как и аккумулятор, выдавал на выходе 12 Вольт, аккумулятор постоянно разряжался бы, так как стремился бы отдавать ток в бортовую сеть вместе с генератором.
Между мощностью генератора и емкостью аккумулятора есть прямая зависимость. Если поставить в автомобиль слишком мощный аккумулятор, он никогда не будет заряжен до конца
Это выше уровня напряжения аккумулятора, что вызывает небольшой выравнивающий ток осуществляющий заряд батареи. Когда же ток, который подается на аккумулятор с генератора, имеет несколько больший вольтаж, аккумулятор начинает брать ток, то есть заряжаться.
Распространенные неисправности генератора
Наиболее распространенный признак неисправности генератора - недостаточный заряд аккумулятора. При диагностике в первую очередь необходимо проверить натяжение ремня. Правильность этой регулировки имеет большое значение – при недостаточном натяжении ремень проскальзывает, и генератор не выдает необходимого напряжения, при избыточном – быстро изнашиваются подшипники вала и начинается биение ротора. Если ремень в порядке необходимо проверить контакты цепи и щеточный узел, так как при длительной эксплуатации щетки изнашиваются. Нештатная работа регулятора напряжения и, как следствие, повышенное напряжение в сети, ведет к снижению ресурса аккумулятора и может вызвать выгорание элементов бортовой цепи.
Также к числу наиболее распространенных неисправностей автомобильных генераторов относятся выгорание диодного моста, обрыв проводов обмотки статора и короткое замыкание обмоток на корпус. Последнее чаще всего возникает из-за попадания влаги на участки обмоток с поврежденным лакокрасочным покрытием.
Интересные факты о генераторе
Необходимо понимать, что, "прикуривая" автомобиль соседа с севшим аккумулятором, вы сильно рискуете загубить генератор своего автомобиля. Проблема заключается в том, что стартер автомобиля, который вы пытаетесь завести, потребляет в пиковые моменты гораздо больший ток, чем может выдать ваш генератор и обработать регулятор напряжения. Среднестатистический генератор выдает ток в 50 - 55 Ампер, а стартер автомобиля, который вы "прикуриваете" способен потреблять до 500 Ампер.
Средняя стоимость диагностики и переборки генератора автомобиля иностранного производства - 5-6 тысяч рублей. Объясняется это тем, что в них часто используются одни и те же компоненты
Способы "прикурить" другой автомобиль безопасно все же есть. Прежде всего, вы можете зарядить аккумуляторную батарею в автомобиле соседа, как свою вторую. Присоединив щипцы, вы сразу начинаете это делать. Если же вы все-таки хотите завести чужой автомобиль оперативно, необходимо во время запуска хотя бы отсоединить свою батарею или, наоборот, заводить второй автомобиль от нее, а свой двигатель на это время выключить, чтобы поберечь генератор.
