גנרטור אוטומטי. מכשיר ואיך זה עובד

גנרטור ברכב

הגנרטור הופיע בתעשיית הרכב בתחילת המאה ה -20 יחד עם הסוללה, שדרשה טעינה מתמדת. אלה היו מכלולי DC ענקיים שדרשו תחזוקה מתמדת. גנרטורים מודרניים הפכו קומפקטיים, אמינות גבוהה של חלקים בודדים נובעת מהכנסת טכנולוגיות ייצור חדשות. לאחר מכן ננתח את המכשיר, את עקרון הפעולה ותקלות אופייניות בגנרטורים בפירוט רב יותר. 

מהו גנרטור אוטומטי

גנרטור לרכב הוא יחידה הממירה אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית ומבצעת את הפונקציות הבאות:

• מספק טעינת סוללה קבועה ורציפה כאשר המנוע פועל;
• מספק חשמל לכל המערכות במהלך התנעת המנוע, כאשר המנוע המתנע צורך כמות גדולה של חשמל.

הגנרטור מותקן בתא המנוע. בשל התושבות, הוא מחובר לגוש המנוע, מונע על ידי חגורת כונן מגלגל גל הארכובה. גנרטור חשמלי מחובר במעגל חשמלי במקביל לסוללת האחסון.

הסוללה נטענת רק כאשר החשמל שנוצר עולה על מתח הסוללה. כוח הזרם שנוצר תלוי בסיבובי גל הארכובה, בהתאמה, המתח עולה עם סיבובי הגלגל עם התקדמות גיאומטרית. כדי למנוע טעינת יתר, הגנרטור מצויד בווסת מתח המתאים את כמות מתח המוצא ומספק 13.5-14.7 וולט.

מדוע רכב צריך גנרטור?

במכונית מודרנית כמעט כל מערכת נשלטת על ידי חיישנים המתעדים את דרכי הפעולה השונות שלהם. אם כל האלמנטים הללו עבדו עקב טעינת הסוללה, אז המכונית אפילו לא הספיקה להתחמם מכיוון שהמצבר התרוקן לחלוטין.

כך שבמהלך הפעלת המנוע, כל מערכת לא תופעל באמצעות סוללה, מותקן גנרטור. זה עובד אך ורק כאשר מנוע הבעירה הפנימית פועל ונחוץ ל:

1. טען את הסוללה;
2. ספק אנרגיה מספקת לכל יחידה במערכת החשמל של המכונה;
3. במצב חירום או בעומס מרבי, בצעו את שתי הפונקציות - והאכילו את המצבר וספקו אנרגיה למערכת החשמל של הרכב.

יש צורך להטעין את הסוללה מכיוון שכאשר מפעילים את המנוע משתמשים רק באנרגיית הסוללה. כדי למנוע את התרוקנות הסוללה בזמן נהיגה, לא מומלץ להפעיל צרכני אנרגיה רבים.

לדוגמא, בחורף יש נהגים שכשהם מחממים את התא, מפעילים את מערכת האקלים של המכונית ותנורי הזכוכית, וכדי שתהליך זה לא ישתעמם, יש להם גם מערכת שמע חזקה. כתוצאה מכך, לגנרטור אין זמן לייצר כל כך הרבה אנרגיה והוא נלקח חלקית מהסוללה.

סע והרכב

מנגנון זה מונע על ידי כונן חגורה. הוא מחובר לגלגלת גל הארכובה. לרוב, קוטר גלגל הארכובה גדול יותר מזה של הגנרטור. בשל כך, מהפכה אחת של פיר מנגנון הארכובה תואמת למספר סיבובים של פיר הגנרטור. ממדים כאלה מאפשרים למכשיר לייצר יותר אנרגיה עבור אלמנטים ומערכות שונות.

הגנרטור מותקן בסמיכות לגלגלת גל הארכובה. המתח של חגורת ההנעה בחלק מדגמי הרכב מתבצע על ידי גלילים. למכוניות תקציביות יש גנרטור פשוט יותר. יש לו מדריך שעליו קבוע גוף המכשיר באמצעות ברגים. אם מתח החגורה רופף (תחת עומסים הוא יחליק על הגלגלת וחריקה), ניתן לתקן זאת על ידי הזזת בית הגנרטור עוד מעט מגלגל גל הארכובה ולתקן אותו.

מאפייני מכשיר ועיצוב

גנרטורים לרכב מבצעים את אותה פונקציה, עובדים על אותו עיקרון, אך נבדלים זה מזה בגודל, ביישום חלקי ההרכבה, בגודל הגלגלת, במאפייני המיישרים וווסת ​​המתח, בנוכחות קירור (נוזלים או אוויר משמשים לעתים קרובות במנועי דיזל). הגנרטור מורכב מ:

• מארזים (כריכה קדמית ואחורית);
• גַלגַל מְכַוֵן;
• רוטור;
• גשר דיודה;
• גַלגֶלֶת;
• הרכבת מברשות;
• וסת מתח.

דיור

לרוב המכריע של הגנרטורים יש גוף המורכב משני כיסויים, המחוברים בחתיכים ומהודקים בעזרת אגוזים. החלק עשוי מאלומיניום מסגסוגת קלה, בעל פיזור חום טוב ואינו ממגנט. לבית ישנם חורי אוורור להעברת חום.

גַלגַל מְכַוֵן

יש לו צורה טבעתית והוא מותקן בתוך הגוף. זהו אחד החלקים העיקריים המשמש ליצירת זרם חילופין עקב השדה המגנטי של הרוטור. הסטטור מורכב מליבה המורכבת מ -36 לוחות. יש חריץ המתפתל בחריצי הליבה, המשמש לייצור זרם. לרוב, הפיתול הוא תלת פאזי, על פי סוג החיבור:

• כוכב - קצוות הפיתול מחוברים זה לזה;
• משולש - קצוות הפיתול יוצאים בנפרד.

רוטור

מסתובב לעשות, שצירו מסתובב על מיסבי כדור מסוג סגור. על הפיר מותקן סליל עירור המשמש ליצירת שדה מגנטי עבור הסטטור. כדי להבטיח את הכיוון הנכון של השדה המגנטי, מותקנות מעל ליבול שתי ליבות מוט בעלות שישה שיניים כל אחת. כמו כן, מוט הרוטור מצויד בשתי טבעות נחושת, לעיתים פליז או פלדה, שדרכם זורם זרם מהסוללה אל סליל העירור.

גשר דיודה / יחידת מיישר

זהו גם אחד המרכיבים העיקריים, שתפקידו להמיר זרם חילופין לזרם ישר, המספק טעינה יציבה של מצבר הרכב. גשר הדיודה מורכב מפס גוף קירור חיובי ושלילי, כמו גם מדיודות. הדיודות אטומות הרמטית לתוך הגשר.

הזרם מוזרם לגשר הדיודה מהסטטור המתפתל, מתוקן ומוזר לסוללה דרך מגע הפלט בכיסוי האחורי. 

גַלגֶלֶת

הגלגלת, דרך רצועת ההינע, מעבירה מומנט לגנרטור מגל הארכובה. גודל הגלגלת קובע את יחס ההילוכים, ככל שקוטרה גדול יותר, יש צורך בפחות אנרגיה כדי לסובב את הגנרטור. מכוניות מודרניות עוברות לגלגל חופשי, שמטרתו להחליק תנודות בסיבוב הגלגלת, תוך שמירה על המתח ושלמות הרצועה. 

הרכבת מברשות

במכוניות מודרניות המברשות משולבות ליחידה אחת עם ווסת מתח, והן משתנות רק בהרכבה, מכיוון שחיי השירות שלהם ארוכים למדי. מברשות משמשות להעברת מתח לטבעות החלקה של פיר הרוטור. מברשות הגרפיט נלחצות כנגד קפיצים. 

ווסת מתח

וסת המוליכים למחצה מבטיח שהמתח הנדרש יישמר בתוך הפרמטרים שצוינו. ממוקם על יחידת מחזיק המברשת או ניתן להסרה בנפרד.

הפרמטרים העיקריים של הגנרטור

שינוי הגנרטור מותאם לפרמטרים של מערכת הלוח ברכב. להלן הפרמטרים שנלקחים בחשבון בעת ​​בחירת מקור אנרגיה:

• המתח שמייצר המכשיר הוא 12 וולט בתקן, ו- 24 וולט למערכות חזקות יותר;
• הזרם שנוצר לא אמור להיות נמוך מזה הנדרש למערכת החשמל של המכונית;
• מאפייני מהירות זרם הם פרמטר הקובע את תלות חוזק הזרם במהירות פיר הגנרטור;
• יעילות - ברוב המקרים המודל מייצר אינדיקטור של 50-60 אחוז.

יש לקחת בחשבון את הפרמטרים הללו בעת שדרוג הרכב. לדוגמא, אם ברכב מותקן חיזוק קול חזק יותר או מזגן, המערכת החשמלית של המכונית תצרוך יותר אנרגיה מכפי שהגנרטור יכול לייצר. מסיבה זו, עליכם להתייעץ עם חשמלאי רכב כיצד לבחור את מקור החשמל הנכון.

איך עובד גנרטור אוטומטי

ערכת פעולת הגנרטור היא כדלקמן: כאשר מסובבים את המפתח במתג ההתנעה, אספקת החשמל מופעלת. המתח מהסוללה מסופק לווסת, אשר, בתורו, מעביר אותו לטבעות החלקה נחושת, הצרכן הסופי הוא מתפתל עירור הרוטור.

מרגע שסיבוב גל הארכובה של המנוע, מוט הרוטור מתחיל להסתובב דרך כונן החגורה, נוצר שדה אלקטרומגנטי. הרוטור מייצר זרם חילופין, כאשר מגיעים למהירות מסוימת, סלילת העירור מופעלת מהגנרטור עצמו ולא מהסוללה.

לאחר מכן זרם חילופין זורם לגשר הדיודה, שם מתרחש תהליך "השוואת". וסת המתח מפקח על מצב ההפעלה של הרוטור, במידת הצורך משנה את מתח המתפתל בשדה. לפיכך, בתנאי שהחלקים במצב תקין, מסופק זרם יציב לסוללה, המספק לרשת הלוח את המתח הנדרש. 

מחוון סוללה מוצג על לוח המחוונים של מכוניות מודרניות יותר, המציין גם את מצב הגנרטור (נדלק כאשר החגורה נשברת או נטענת יתר). למכוניות כמו VAZ 2101-07, AZLK-2140 ו"ציוד "סובייטי אחר יש מחוון חיוג, מד זרם או מד מתח, כך שתמיד תוכלו לפקח על מצב הגנרטור.

לשם מה מווסת מתח?

מצב: כאשר המנוע פועל, טעינת הסוללה פוחתת בחדות, או שמתרחש טעינה יתר. ראשית עליך לבדוק את הסוללה, ואם היא פועלת כראוי, אז הבעיה היא בווסת המתח. הרגולטור יכול להיות מרוחק, או להשתלב במכלול המברשות.

במהירויות מנוע גבוהות, המתח מהגנרטור יכול לעלות ל -16 וולט, וזה משפיע לרעה על תאי הסוללה. הווסת "מסיר" זרם עודף, מקבל אותו מהסוללה, וגם מווסת את המתח ברוטור.

בקצרה לגבי המטען שעל הגנרטור לתת:

כמה טעינה המכונית צריכה להיות? לָדוּן

כללים מזיקים להפעלת הגנרטור (לפי אוסטר)

להלן השלבים מתוך הרובריקה "איך להרוג גנרטור בשני שלבים":

• כלל "קוטביות הפוכה" - החלף את חוטי הסוללה ותסדר הבזק בהיר יוצא דופן בגנרטור, כמו גם ענן קל שמגיע ממנו. יחד עם זאת, תרגישו הנאה אקוסטית בלתי נשכחת, האזנה לנקישות ושריקות, כמו גם ריח מדהים של חוטים בוערים, והכי חשוב, צריבה של 1-3 מעלות, תלוי בשאיפות שלכם. "טריק" כזה משבית חלקית את גשר הדיודה, הסטטור והווסת, למרבה המזל, לשריפה במכונית יש סיכוי של 1:1000. מתוך "תופעות הלוואי", ניתן להשבית את אשכול המכשירים, המחשב המובנה, מקליט הרדיו ורכיבים אחרים של הרשת המובנית. כבוד - שולט על ידי מתחילים ללא תיאוריות ארוכות;
• כלל כביסה - שטפו את יחידת הכוח לעתים קרובות ויסודיות ככל האפשר, הרבה מים וקצף, במיוחד על האלטרנטור ומתנע. העיקר שזרימת המים שוטפת את הגנרטור בשפע מבפנים, אסור בתכלית האיסור לייבש אותו, אנו מיד מפעילים את המנוע, מפעילים את כל צרכני האנרגיה ומתבוננים בהשפעות. אם לא, חזור על ההליך. כבוד - ה"גן" השרוף יהיה נקי;
• שיטה מיושנת - משיכת החוט מהמסוף "+" כדי לבדוק את הטעינה על מנוע פועל, זה הכלל העיקרי! ההסתברות לכשל של כל מיני ממסרים היא 50:50, העיקר לספק הרבה ניצוצות לאפקט, וגם להפעיל את כל מה שמופעל על ידי חשמל;
• אנחנו "עפים" דרך שלוליות - רבים אפילו לא מבינים שהם משתמשים בכלל זה בגשם. העיקר הוא תמיד להיות בטוח שהמכונית שלך היא מעבר להשוואה לעמידות המים של צוללת, ככל שהשלולית עמוקה יותר, כך האפקט בהיר יותר. חשוב לבחור במהירות שבה יכנסו יותר מים לתא המנוע, העיקר לזרוק את כל מארזי הפלסטיק וההגנה! היתרון העיקרי הוא שניתן לחזור על הטריק בכל מקום בו יש מים (אפילו נחלים ונהרות) מבלי לצאת מהמכונית;
• "חובב מוזיקה" - אתה צריך להתקין את הרדיו טייפ היקר ביותר, ורצוי שניים, כמה שיותר רמקולים, כמה עשרות לפחות, מגברים וכמה סאבים, להפעיל את המוזיקה האהובה עליך בווליום מלא עם המנוע פועל, אם עשן לא יוצא מתחת למכסה המנוע, אבל האוויר נשאר נקי - זה אומר שרכשת ציוד זול מדי;
• "סוללה ישנה" - השיטה דורשת ידע מסוים בפיזיקה, לפחות חוק אוהם. אנחנו לוקחים את הסוללה הישנה ביותר, וככל שישנה יותר, כך גדל הסיכוי שזה יהיה בנק סגור. אולי הסוללה תראה סימנים של פעולה אלימה, היא בהחלט תצרוך כמות פרועה של אנרגיה, אבל פעולת המזרק תהיה לא יציבה, ואתה יכול לשכוח מהאור הגבוה. העיקר הוא לנצל יותר את הסוללה הישנה - האפקט לא ישאיר אתכם לחכות. 

כיצד לבדוק אלטרנטור לרכב

למרות שהגנרטור צריך להיות מתוקן על ידי מומחים, אתה יכול לבדוק את הביצועים שלו בעצמך. במכוניות ישנות, נהגים מנוסים בדקו את הביצועים של הגנרטור כדלקמן.

הפעל את המנוע, הדלק את הפנסים ובזמן שהמנוע פועל, נתק את מסוף המצבר השלילי. כאשר הגנרטור פועל, הוא מייצר חשמל לכל הצרכנים, כך שכאשר ניתוק המצבר המנוע לא יתקע. אם המנוע נתקע, זה אומר שצריך לקחת את הגנרטור לתיקון או להחליפו (תלוי בסוג התקלה).

אבל על מכוניות חדשות עדיף לא להשתמש בשיטה זו. הסיבה היא שאלטרנטורים מודרניים לרכבים כאלה מיועדים לעומס קבוע, שחלקו מפצה על ידי טעינה מתמדת של המצבר. אם הוא כבוי בזמן שהגנרטור פועל, זה עלול לגרום לו נזק.

הדרך הבטוחה ביותר לבדוק את הגנרטור היא באמצעות מולטימטר. עקרון האימות הוא כדלקמן:

• כשהמנוע כבוי, מתח הסוללה נמדד. עם סוללה טובה, פרמטר זה צריך להיות 12.7 וולט.
• המנוע מתניע וכל הצרכנים כבים (מאוורר תא, פנסים, חימום זכוכית וכו')
• שוב, בדיקות המולטימטר מחוברות למוליכי הסוללה למטה. בהתאם לדגם המכונית, המתח במסופים צריך להיות 13.8-14.8 וולט.
• צרכני חשמל מופעלים - עד כמה שניתן.
• המתח נמדד שוב. אם הגנרטור פועל כהלכה, מחוון זה יירד ל-13.8-14 וולט. קריאה למטה זה סימן לכשל באלטרנטור.

תקלות בגנרטור לרכב

לגנרטור תקלות מכניות וחשמליות.

תקלות מכניות:

• שבירה של רצועת ההינע - נדרשת החלפה;
• החלקת קצות הגלגלת, מה שגורם לסיבוב החגורה;
• חבישת מברשות;
• נזק למקרה הגנרטור;
• כשל מיסבים.

חַשׁמַלִי:

• שחיקת טבעות החלקה עקב חיכוך;
• כשל בווסת המתח;
• סגירת סיבובי סטטורים;
• שחיקה של דיודות גשר מיישר;
• שחיקה של חוטי הטעינה הסופיים;
• שחיקה של מתפתל הרוטור.

כישלון של חלק כלשהו בגנרטור כרוך בהטענה נמוכה או להיפך. לרוב, ויסות המתח והמסבים נכשלים, חגורת ההנעה משתנה בהתאם לתקנות התחזוקה.

אגב, אם מדי פעם תרצו להתקין מיסבים משופרים ווסת, שימו לב למאפיינים שלהם, אחרת סביר מאוד שהחלפת החלק לא תיתן את האפקט הרצוי. כל שאר התקלות מחייבות את הסרת הגנרטור ופירוקו, שעדיף להשאיר למומחה. העיקר לזכור שאם לא מקפידים על הכללים לפי אוסטר, אז יש כל סיכוי לפעולה ארוכה וללא תקלות של הגנרטור.

הנה סרטון קצר על הקשר בין הספק של הגנרטור לסוללה:

AKBshnik # 11: כוח גנרטור בבחירת סוללה

קשיים בעת התנעת המנוע

למרות שהמנוע מופעל אך ורק מהסוללה כדי להתניע, התנעה קשה עלולה להצביע על זרם דליפה או שהסוללה לא נטענת כראוי. כדאי לקחת בחשבון שנסיעות קצרות טווח יצרכו הרבה אנרגיה, ובזמן זה הסוללה לא תשחזר את הטעינה שלה.

אם כל יום המכונית מתחילה יותר ויותר, והנסיעות ארוכות, אז כדאי לשים לב לגנרטור. אבל תקלה בגנרטור יכולה להיות קשורה לא רק לטעינה נמוכה, אלא גם לטעינת יתר של הסוללה. במקרה זה, יש צורך להחליף את הרגולטור הממסר, האחראי על שמירה על מתח מוצא ספציפי.

פנסים עמומים או מהבהבים

במהלך הפעולה, הגנרטור חייב לספק אנרגיה מלאה לכל הצרכנים שנמצאים במכונית (למעט מכשירים חיצוניים רבי עוצמה, שנוכחותם אינה מסופקת על ידי היצרן). אם במהלך נסיעה הנהג שם לב שהפנסים התעממו או מרצדים, זהו סימפטום של גנרטור לא תקין.

גנרטור כזה יכול לייצר מטען רגיל, אך ייתכן שהוא לא יוכל להתמודד עם עומס מוגבר. ניתן להבחין בתקלה דומה על ידי הבהוב או אור עמום של התאורה האחורית של לוח המחוונים.

הסמל בלוח המחוונים דולק

כדי להזהיר את הנהג מפני טעינה לא מספקת ובעיות אחרות הקשורות לאספקת החשמל, יצרנים הציבו סמל עם תמונה של סוללה על לוח המחוונים. אם הסמל הזה נדלק, זה אומר שלמכונית יש בעיה רצינית בחשמל.

בהתאם למצב וסוג המצבר ללא טעינה (רק בקיבולת המצבר), המכונית מסוגלת לנסוע כמה עשרות קילומטרים. על כל סוללה, היצרן מציין כמה זמן הסוללה תחזיק מעמד ללא טעינה.

גם אם כל צרכני האנרגיה כבויים, המצבר עדיין יהיה פרוק, שכן יש צורך בחשמל כדי ליצור ניצוץ בצילינדרים (או לחמם את האוויר ביחידת דיזל). כאשר סמל הסוללה נדלק, עליך לפנות מיד לשירות המכוניות הקרוב או להתקשר למשאית גרר (חלק מסוגי המצברים המותקנים במכוניות מודרניות אינם ניתנים לשחזור לאחר פריקה עמוקה).

שריקות חגורת כונן

צליל כזה מופיע לעתים קרובות מיד לאחר התנעת המנוע במזג אוויר רטוב או לאחר התגברות על שלולית עמוקה. הסיבה להשפעה זו היא שחרור מתח רצועת האלטרנטור. אם לאחר הידוק החגורה החלה לשרוק שוב עם הזמן, יש צורך לקבוע מדוע היא מתרופפת במהירות.

רצועת האלטרנטור חייבת להיות מתוחה היטב, כי כאשר צרכנים שונים מופעלים, היא יוצרת התנגדות רבה יותר לסיבוב הציר (כדי לייצר יותר חשמל, כמו בדינמו קונבנציונלי).

בחלק מהמכוניות המודרניות, מתח החגורה מסופק על ידי מותחן אוטומטי. בעיצוב של מכוניות פשוטות יותר, אלמנט זה נעדר, ומתח החגורה חייב להיעשות באופן ידני.

חגורה מתחממת יתר על המידה או נשברת

חום או תקלה מוקדמת של רצועת ההינע מצביעים על לחץ יתר. כמובן שהנהג לא צריך לבדוק בכל פעם את טמפרטורת כונן הגנרטור, אבל אם ריח גומי שרוף נשמע בבירור ועשן קל מופיע בתא המנוע, יש צורך לבדוק את מצב רצועת ההינע. .

לעתים קרובות, החגורה נשחקת בטרם עת עקב כשל של מיסב גל הגנרטור או גלילי מתח, אם הם בתכנון. קרע של רצועת האלטרנטור במקרים מסוימים עלול להוביל לשיבוש בתזמון השסתומים עקב העובדה שהחתיכה נפלה מתחת לרצועת הטיימינג.

צלצול או רשרוש מתחת למכסה המנוע

כל גנרטור מצויד במיסבים מתגלגלים המספקים מרחק קבוע בין פיתולי הרוטור לסטטור. לאחר התנעת המנוע, המסבים נמצאים בסיבוב כל הזמן, אך בניגוד לחלקים רבים של מנוע הבעירה הפנימית, הם אינם מקבלים שימון. בגלל זה, הם מתקררים יותר.

עקב חום מתמיד ולחץ מכני (הרצועה חייבת להיות במתח חזק), מסבים עלולים לאבד את הסיכה ולהתקלקל במהירות. אם במהלך פעולת הגנרטור או עם עלייה בעומס, מתרחשים צלצולים או רשרוש מתכתי, אז יש להחליף את המסבים. בחלק מהשינויים של הגנרטורים קיים מצמד חריג, אשר מחליק רעידות פיתול. גם מנגנון זה נכשל לעיתים קרובות. יהיה צורך להסיר את האלטרנטור כדי להחליף את המסבים או הגלגל החופשי.

זמזום חשמלי

צליל זה דומה לצליל של מנועים חשמליים גדולים, כגון אלו המותקנים על טרוליבוסים. כאשר צליל כזה מופיע, יש צורך לפרק את הגנרטור ולבדוק את מצב הפיתולים שלו. בעיקרון, זה מופיע כאשר הפיתול בסטטור נסגר.

סרטון על הנושא

לסיכום - תיאור מפורט של עקרון הפעולה של גנרטור לרכב:

חשמלאי הרכב חשף את כל רזי הגנרטור והתקלה שלו !!!

שאלות ותשובות:

בשביל מה מיועד גנרטור ברכב? מנגנון זה מבטיח ייצור חשמל כך שהרזרבה של המצבר לא תתבזבז. גנרטור ממיר אנרגיה מכנית לחשמל.

מה מפעיל את הגנרטור ברכב? בזמן שהמנוע פועל, הגנרטור מייצר חשמל כדי להטעין את המצבר ולהניע את כל הציוד החשמלי ברכב. הקיבולת שלו תלויה במספר הצרכנים.