Генератор в автомобиле для чего: Как работает генератор в автомобиле? Основные причины и неисправности

Как проверить генератор в автомобиле? → блог TURBOSTART

Генератор – небольшая электростанция, главный источник энергии в автомобиле. Водитель должен контролировать работоспособность узла, иначе транспортное средство лишится возможности передвижения. Оценить состояние можно самостоятельно, с минимальным набором инструментов и в гаражных условиях.

Неисправности

Крупный узел подвержен электрическим и механическим поломкам. Нарушения механики диагностируются при визуальном осмотре агрегата и привода, натяжение ремня легко проконтролировать рукой. Электрика требует инструментального обследования. Можно использовать осциллограф, мультиметр или тестер.

В 95% случаев происходит следующее:

• износ, заедание щеток;
• пробой, перегорание интегральных схем автостабилизатора;
• поломки электронных схем;
• сгорание изоляции статора, ротора.

Даже незначительные сбои опасны, провоцируют перегорание электронных приборов, выкипание аккумуляторной батареи.

Диагностика на месте, без демонтажа

Для работы понадобится мультиметр. Не проверяйте агрегат методом короткого замыкания и не допускайте соединения разных клемм.

Порядок действий:

• Первичную оценку ведите на холодном двигателе. Определите уровень напряжения, – хорошим считается интервал 12.5-12.8 В.
• Замерьте параметры на запущенном моторе. Агрегат функционирует без сбоев, если на 2 тыс./об. показания равны 13.5-14.5 В. Машины, укомплектованные большим количеством электроники, могут выдавать 14.8 В.
• Проверьте агрегат под нагрузкой. Подключите основных потребителей – магнитолу, печку, фары, подогрев сидений и проч. В рамках нормы остаются 13.7-14.0 В. О сбоях говорят более низкие цифры – 12.8-13 В.

Обнаружив поломку, демонтируйте агрегат. Позвоните его мультиметром, проверьте лампочкой, осмотрите. Оцените исправность по косвенным признакам: плохо, если при езде с небольшой скоростью подрагивает, тускнеет свет фар или слышатся посторонние звуки. Убедитесь в хорошем натяжении ремня, целостности подшипников. Повышение температуры корпуса также говорит об износе.

Контактные кольца, щетки

Осмотрите узлы. Измерьте остаток, – минимальный диаметр колец 12.8 мм, высота щеток – 4.5 мм. Оцените, образовались ли на деталях борозды, есть ли выработка.

Диодный мост

Порядок действий:

• Замерьте сопротивление на двух пластинах выпрямителя.
• Первый щуп прибора поставьте на клемму +.
• Вторым последовательно проверьте выводы.
• Поменяйте щупы местами.

При первой диагностике возникает большое сопротивление, при смене щупов – нет. Когда диод пробит, оно будет нулевым. Даже один неисправный элемент нарушает работу всего моста и влияет на недозаряд аккумулятора.

Сила тока

Максимальный ток проверьте дополнительным зондом (прилагается к мультиметру). Поставьте зажимы и выполняйте исследование при включенном двигателе, на максимально высоких оборотах. Зонд установите на провод, отходящий к зажиму В+.

Поочередно включайте приборы и фиксируйте показания. На втором этапе проверки измерьте данные общей работы потребителей. Сравните параметры, – если разница больше 5А, запчасть неисправна.

Ток возбуждения проверяйте на работающем с максимальными оборотами двигателе. Подключите прибор к клемме 67, – он покажет параметры тока. О полноценной эксплуатации говорят цифры 3-7А. Колебания в обе стороны – признак поломки.

Регулятор напряжения

При возникновении недозаряда или перезаряда аккумуляторной батареи проверьте реле электросети автомобиля.

Проверка:

1. Замеряйте напряжение на средних оборотах.
2. Позвольте мотору прогреться хотя бы 15 минут, оставив включенными фары.
3. Хороший показатель проверки мультиметром – 14.4-15 В.
4. Последовательно исследуйте сопротивление конденсатора (должно сокращаться).

Осмотрите щетки, оцените функциональность и напряжение, используя лампочку 12 В. На массу и плюсовую клемму регулятора подайте 12 В. Нить накаливания должна гореть и гаснуть при поднятии напряжения.

Статор

Если активно работающий генератор сильно гудит, вероятно, есть замыкание обмотки. Узел проверяется на сопротивление без моста. Между выводами должно оставаться порядка 0.2 Ом. Между обмоткой и нулевым приводом – до 0.3. Удостоверьтесь в отсутствии выработок.

Ротор

Порядок действий:

• Сделайте прозвон обмотки возбуждения.
• Мультиметр переведите на проверку сопротивления.
• Измерьте данные между контактными кольцами.
• Хорошо, если они попали в интервал 2.3-5.1 Ом.
• Если цифры выше, есть нарушение контакта или обрыв.
• Если ниже, есть межвитковое замыкание.

Включите мультиметр в режим амперметра. Проверьте ток, потребляемый обмоткой. Подайте 12В на кольца. Обмотка не должна брать более 3-4.5 А.

Для оценки работы изоляции возьмите лампочку 40В и провода. Один подведите на кольцо, второй – на корпус. Если изоляция исправна, она не загорится. Если есть свечение, идет утечка тока на массу.

Выводы

Проверку работоспособности всех узлов автомобиля можно провести самостоятельно, используя один прибор – мультиметр. Восстановлением эксплуатационных характеристик агрегата должны заниматься опытные мастера. Изношенный узел меняется на новый в условиях профессионального сервиса.

Самые распространенные признаки неисправности генератора.

Содержание

Генератор переменного тока является неотъемлемой частью электрических систем автомобилей, работающих на обычном топливе, и, как и все агрегаты автомобиля, в конечном итоге может выйти из строя. Ниже, рассмотрим самые распространенные признаки неисправности генератора.

Генератор переменного тока, который есть во всех современных автомобилях, представляет собой тип механизм, который преобразует механическую энергию в переменный ток. Он заряжает аккумулятор и помогает питать фары, дворники, электрические стеклоподъемники и другие аксессуары.

Как и все другие узлы автомобиля, генератор подвержен износу, и его внутренние детали рано или поздно выходят из строя, но не внезапно! Перед этим появляются признаки неисправности генератора, на которые стоит обратить внимание.

Индикатор на приборной панели

Самыми очевидными признаки неисправности генератора, которыми автомобиль сообщает автовладельцу о том, что что-то не так — это индикатор на приборной панели. В случае неисправности генератора загорится значок в виде аккумулятора, на некоторых автомобилях, появляется значок «ALT» или «GEN».

Если выходное напряжение генератора падает ниже предварительно установленного предела, загорится индикатор на приборной панели. Однако, если это происходит, когда автомобиль останавливается, и исчезает при наборе скорости, это означает, что выходное напряжение становится допустимым. Это также первый признак того, что генератор не работает должным образом.

Тусклый свет или мерцание фар

Если горит только одна из фар, то проблема может быть в лампочке, но если обе тусклые или мерцают, это явные признаки неисправности генератора. Фары попросту не получают достаточного количества энергии.

Иногда это происходит на низких оборотах, но они возвращаются к нормальной яркости и постоянному свету при движении на более высоких оборотах. Если такое происходит, генератор является основным подозреваемым.

Большинство современных автомобилей запрограммированы электроникой на определение приоритета электроэнергии и отправку ее на компоненты, которые в ней больше всего нуждаются, поэтому этот симптом может возникать не на всех автомобилях.

Разряженная аккумулятор

Нет ничего хуже, чем повернуть ключ в замке зажигания или нажать кнопку запуска двигателя и обнаружить, что машина не заводится. В большинстве случаев это происходит при разрядке аккумулятора.

Аккумуляторы тоже имеют ограниченный срок службы, но если автомобиль не такой старый или аккумулятор куплен относительно недавно, это означает, что генератор перестал работать и не может его подзарядить.

Быстрый способ диагностировать, какой компонент вызывает эту проблему — запустить автомобиль от внешнего источника, но быстро отсоединить кабели. Если проблема в аккумуляторе, машина будет продолжать работать; если вдруг перестанет, то дело в генераторе.

Электроника работает со сбоями

Если генератор не может вырабатывать достаточно электроэнергии, некоторые из электрических компонентов автомобиля начнут барахлить. Например окна опускаются и поднимаются медленнее, чем раньше, сиденья нагреваются дольше или что эта функция вообще не работает.

Лучший способ убедиться, что виновником является генератор, — попробовать использовать одновременно две электрических функции. Например, включить радио/аудиосистему и опустите одно окно. Если один или оба компонента неисправны, необходимо немедленно проверить генератор.

Щелкающие или дребезжащие звуки, признаки неисправности генератора

Эти необычные звуки также могут быть признаком неисправности генератора, особенно если они сопровождаются одним или несколькими симптомами, перечисленными выше.

Если эти звуки, исходят из области, где установлен генератор, это означает, что его внутренние компоненты изношены, и он не может правильно функционировать.

NW-GC-500 Управление генератором и питанием для легковых автомобилей с помощью HEP Feed

NW-GC-500 Управление генератором и питанием для легковых автомобилей с помощью HEP Feed

NW-GC500 — это серия систем управления генератором для электрических запирающихся шкафчиков пассажирских вагонов, разработанная для обеспечения возможности выбора между получением энергии от линии поезда HEP, автомобильного генератора или дворовой электросети (двор не является обязательным). Дополнительные варианты моделей позволяют использовать во дворе питание на 480 вольт, 240 вольт, 220 вольт или 208 вольт. Автоматическое управление позволяет запускать генератор и автоматически питать электрическую систему автомобиля в случае сбоя питания ГЭС. Если питание во дворе является опцией, то управление генератором также автоматически запустит генератор в случае сбоя питания во дворе. Настройка питания HEP большинства моделей серии NW-GC500 позволит автомобильному генератору питать железнодорожную линию HEP.

Версия брошюры для этого продукта в формате Adobe Acrobat также доступна в разделе PDF-файлов.

Наша текущая версия оснащена новым электронным управлением, которое интегрирует датчики двигателя в блок управления двигателем. Это значительно уменьшает размеры пульта управления, а также позволяет устанавливать его в тесных электрошкафах. Наша текущая версия также полностью совместима с электронными системами современных генераторных двигателей.

Стандартные функции контроллеров серии NW-GC500:

• Компоненты имеют маркировку, упрощающую техническое обслуживание и устранение неполадок.
  
• Двигатель генератора и органы управления выбором мощности:
  • Генераторный выключатель для включения и выключения общей электрической системы двигателя. Может использоваться как аварийный останов двигателя
  • Световые индикаторы наличия электроэнергии для ГЭС, генератора и площадки (если площадка оборудована)
  • Индикатор использования источника питания — когда автомобиль использует источник питания, индикатор наличия питания меняет цвет.
  • Переключатель с ключом для блокировки линии HEP из положения питания генератора. Это дополнительная функция безопасности помимо системы завершения контура управления HEP.
  • Там, где это возможно, для индикаторов используются светодиоды, чтобы обеспечить длительный срок службы индикаторов в условиях высокой вибрации, которые существуют в пассажирских вагонах железной дороги.
  • Если установлено автоматическое срабатывание при сбое питания, будет автоматически прогреваться, запускаться и подавать питание на электрическую систему автомобиля при сбое питания. Когда питание возвращается, он автоматически переключает питание обратно на HEP (или двор), охлаждает двигатель и выключается при восстановлении питания.

  Справа фотография распределительного устройства системы управления питанием NW-GC500 с автоматическими выключателями.

• Индикаторы двигателя генератора:
  • Счетчик моточасов – встроен в блок управления двигателем.
  • 12-вольтовый измеритель напряжения генератора двигателя – встроен в блок управления двигателем, как и сигнальная лампа напряжения аккумуляторной батареи , если напряжение пусковой аккумуляторной батареи двигателя падает ниже приемлемого уровня.
  • Индикатор неисправности генератора двигателя
  • Температура охлаждающей жидкости — встроен в блок управления двигателем.
  • Давление масла — встроен в блок управления двигателем.
  • Индикатор предварительного прогрева двигателя
  • Индикатор нагрузки двигателя
  • Индикатор разгона двигателя — указывает, что была предпринята попытка запустить двигатель, но из-за проблем с двигателем или топливом он не запустился
  • Индикаторы загорятся, и генератор автоматически выключится при обнаружении любой из следующих неисправностей:
    • Низкий уровень масла — задержка времени контролируется для предотвращения остановки двигателя из-за выплескивания, вызванного движением поезда
    • Низкий уровень охлаждающей жидкости — задержка по времени контролируется для предотвращения остановки двигателя из-за выплескивания, вызванного движением поезда
    • Низкое давление масла — регулировка временной задержки для предотвращения остановки двигателя из-за плескания, вызванного движением поезда
    • Высокая температура воды
    • Превышение скорости двигателя
    • На полностью электронных двигателях с электронным управлением, показанным на верхнем левом фото, эти и другие параметры являются частью электронной системы контроля двигателя.

Дополнительные функции NW-GC500:

• Измерители выходной мощности генератора: это опция, которая не входит в базовые стандартные модели серии NW-GC500. Дисплей встроен в электронный дисплей, но приборы для создания дисплея являются опцией.
• Yard Power: для ситуаций, когда автомобиль оборудован отдельным разъемом дворового питания сбоку автомобиля.
• Выход генератора: Обычно это 480 вольт, но иногда NW-GC500 заказывают для выхода генератора 220 вольт или 208 вольт или другого напряжения для управления уже существующим автомобильным генератором.
• HEP и питание HEP:
  • Тестирование контура управления HEP и подача питания в систему HEP являются дополнительными функциями управления генератором серии NW-GC500. Однако почти все заказчики заказывают этот пакет управления генератором с возможностью питания системы HEP. Те, кто заказан без этой функции, могут питать только автомобиль, на котором установлен генератор, либо автоматически при отключении ГЭС или дворового электричества, либо вручную.
    
• Примечание об электронном управлении: Многие генераторы с более новыми двигателями требуют электронного интерфейса, так как в них вообще нет релейных или переключающих выходов.
  NW-GC500 с более сложной цифровой системой управления двигателем

NW-GC500 в старом стиле все еще доступен!

Мы по-прежнему можем изготовить любую из старых систем управления генератором серии NW-GC500. Однако новая система на основе микропроцессора обеспечивает большую гибкость в меньшем корпусе и требуется для генераторов с электронным интерфейсом двигателя.

Альтернативой NW-GC500 является система управления генератором серии GC-155, которая не имеет каких-либо функций автоматической передачи мощности GC500. Вместо этого он предназначен для подачи питания непосредственно в энергосистему HEP. Он используется в силовых автомобилях и других случаях, когда требуется только пакет подачи HEP.

Сопутствующие товары от Northwest Rail Electric:

Для тех, кто выполняет полную модернизацию пассажирского железнодорожного вагона, мы также предлагаем:

• Комплекты электрических шкафчиков для преобразования электрической системы пассажирского вагона в HEP
• Испарительные блоки и подвагонные конденсаторы для тех, кто переоборудует свои железнодорожные системы кондиционирования воздуха для работы на HEP.
• Подвагонные дизель-генераторы для подачи электроэнергии на линию ГЭС.
• Дворовые электростанции используются для питания линии поезда ГЭС, когда автомобиль находится в магазине или когда поезд стоит на станции.
• Детали HEP, включая разъемы HEP, для тех, кто добавляет HEP.
• Мембраны из резиновых трубок для модернизации легковых автомобилей до современных автомобильных стандартов.
• Железнодорожный провод для тех, кто модернизирует или заменяет электрический провод железнодорожного вагона.

Автомобильный генератор и его особенности

В рамках данной статьи поговорим об особенностях принципа устройства автомобильных генераторов. Для автовладельцев, разбирающихся в теме, эта статья будет не интересна. Но для тех, кто интересуется автомобильными генераторами с точки зрения применения, эта информация может оказаться полезной.

В современных автомобилях в качестве генераторов используются синхронные трехфазные электрические машины переменного тока, в которых в выпрямителе применена схема Ларионова.

Чтобы генератор отдавал ток в нагрузку после запуска двигателя, необходимо подать питание на катушку возбуждения. Это происходит при повороте ключа зажигания в рабочее положение.

Ток в обмотке возбуждения регулируется регулятором напряжения, который может быть выполнен в виде отдельного узла или интегрирован в щеточный узел генератора. В подавляющем большинстве современных генераторов стабилизатор напряжения (СН) питается от отдельной выпрямительной секции.

Среди других генераторов автомобильный генератор выделяется рядом особенностей. Во-первых, автомобильный генератор, хотя и вырабатывает постоянный ток, по сути является генератором переменного тока, который затем выпрямляется диодным мостом и преобразуется в постоянный ток.

Это решение очень популярно, тот же генератор переменного тока из асинхронного двигателя можно превратить в генератор постоянного тока, достаточно добавить диодный выпрямитель.

Выпрямители переменного тока называются вентильными генераторами постоянного тока. К таким генераторам относится автомобильный генератор.

Выходное напряжение автомобильного генератора постоянное

Одной из отличительных особенностей автомобильного генератора является то, что напряжение на его выходных клеммах поддерживается в узком диапазоне с помощью специального стабилизатора, называемого регулятором напряжения. Но это не является чем-то исключительным для электромобилей.

Стабилизаторы напряжения можно встретить в комплектации многих источников бесперебойного питания, в том числе и среди тех, которые берут энергию для своих аккумуляторов от механических генераторов тех же домашних ГЭС или от солнечных батарей.

Основное отличие автомобильного генератора в том, что он получает механическую энергию через ремень от коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, частота вращения которого вовсе не постоянна, она зависит от режима работы автомобиля в данный момент, и не связано с потребностями потребителей постоянного тока.

Вот и получается, что задача генератора и его электроники — уметь заряжать автомобильный аккумулятор и снабжать потребителей стабилизированным напряжением, независимо от того, какая сейчас скорость якоря — напряжение должно оставаться в узком коридоре в районе 14 вольт.

Если по каким-то причинам напряжение выйдет за пределы диапазона стабилизации, зарядный ток аккумулятора может стать чрезвычайно высоким, а электролит просто выкипит.

Это явление не является чем-то беспрецедентным, с ним сталкивались многие автолюбители, когда внезапно вышел из строя регулятор напряжения на генераторе — электролит в аккумуляторе в этом случае быстро выкипает.

Если напряжение от генератора слишком низкое, аккумулятор преждевременно разрядится. С этой проблемой также сталкивались многие автолюбители.

Итак, стабильное выходное напряжение – обязательное условие корректной работы автомобильного генератора. Но этого не так просто добиться. Диапазон изменения частоты вращения ротора генератора в автомобиле достаточно широк. На холостом ходу это порядка 800 — 1200 оборотов в минуту, а в момент хорошего разгона — до 5000 и даже до 6000 оборотов в минуту. , смотря какая машина.

Скоростная характеристика автомобильного генератора

Таким образом, поскольку напряжение автомобильного генератора поддерживается практически постоянным благодаря регулятору напряжения, он имеет свою вольт-амперную характеристику (ТСХ), т.к. при разных скоростях вращения ротора ток нагрузки разный. Напряжение постоянное, но чем выше скорость — тем выше ток, а чем ниже скорость — тем меньше ток с силовых клемм генератора.

Примечательно тем, что автомобильный генератор имеет ограничение по току, а значит имеет свойство самоограничения. Это означает, что при достижении током определенного предельного значения, как бы дальше не повышалась скорость, ток уже не будет увеличиваться, он просто не сможет этого сделать.

Токоскостаная характеристика (ТСХ) автомобильного генератора снимается по методике, принятой в качестве международного стандарта. Его (характеристику) снимают при испытательной эксплуатации генератора на стенде в паре с полностью заряженной батареей такой номинальной емкости, которая в ампер-часах составляет половину (50%) номинального тока генератора в амперах. На характеристике находятся характерные важные точки: n0, nrg, nн, nmax.

Начальная скорость ротора n0 — это теоретическая скорость ротора без нагрузки. Так как характеристику начинают снимать начиная с силы тока 2 ампера, то эту точку находят путем экстраполяции характеристики на пересечение с горизонтальной осью вращения.

Минимальная рабочая частота генератора nrg принимается соответствующей частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Это примерно от 1500 до 1800 об/мин для ротора генератора. Ток при заданной частоте, как правило, составляет от 40 до 50% от номинального значения для данного генератора. Этого тока должно хватить для питания минимального количества жизненно важных потребителей в автомобиле.

Номинальные обороты ротора генератора nн — это именно та частота, при которой вырабатывается номинальный ток In, она не должна быть меньше номинального значения по паспорту.

Максимальная частота вращения ротора генератора nmax – это частота вращения ротора, при которой генератор дает максимальный ток, значение которой не сильно отличается от номинального значения испытуемого генератора.

Для генераторов отечественного производства ранее было принято указывать номинальный ток при 5000 об/мин. Также указывалась номинальная частота nр для номинального тока генератора Ip, равного двум третям номинального тока. Этот расчетный режим соответствовал такому режиму работы генератора, когда его элементы не сильно нагревались. Все характеристики снимались при напряжении 14 или 13 вольт.

Самовозбуждение автомобильного генератора и КПД

Автомобильный генератор обязан самовозбуждаться при частоте вращения его ротора ниже частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу. Испытание проводят на стенде, где должно происходить самовозбуждение при подключении генератора к аккумулятору с контрольной лампой.

Возможности автомобильного генератора с энергетической точки зрения характеризуются величиной его КПД. Чем больше КПД, тем меньше мощности берется от двигателя внутреннего сгорания для получения той же полезной мощности в виде электроэнергии.

КПД генератора зависит в основном от конструктивных особенностей конкретного изделия: какова толщина пластин в статоре и толщина набора, насколько хорошо пластины изолированы друг от друга (насколько малы токи Фуко) , какое сопротивление обмоток статора и ротора, какая ширина контактных колец ротора, какое качество щеток и подшипников? И т.д.

Но одно можно сказать точно — чем выше номинальная мощность генератора, тем выше КПД. Между тем типичный КПД автомобильных генераторов, да и вообще вентильных генераторов, не превышает 60%.

Основным показателем возможностей генератора является его вольт-амперная характеристика, она наглядно показывает, чего можно ожидать от конкретного генератора, на что можно рассчитывать. Для характерных точек составьте таблицу для генератора.

Для примера приведем таблицу характеристик генераторов отечественного производства:

Характеристики автомобильных генераторов

Диапазон выходного напряжения на разных скоростях и в зависимости от температуры и нагрузки отражает возможности регулятора напряжения автомобильного генератора .