Napětí generátoru automobilu – normální se zátěží a bez zátěže

Generátor uvádí do pohybu celou složitou konstrukci vozidla. Pro některé automobilové nadšence, většinou začátečníky, bude taková informace překvapením. A co baterie? Nedodává elektrickou energii potřebnou k nastartování motoru? V našem článku odpovíme na tyto a další otázky, řekneme vám, jaké napětí by měl mít generátor v různých provozních režimech. Zvážíme také algoritmus akcí pro kontrolu funkčnosti této části.

pracovní funkce

Generátor je zdrojem energie pro automobilovou síť, která sama vyrábí elektrickou energii. Jedná se o zařízení, které přeměňuje mechanický pohyb klikového hřídele motoru vozidla na elektrický pohyb, který je nezbytný pro nabíjení baterie a životnost místních spotřebitelů palubní sítě vozidla.

Uvažujme, z čeho se tato důležitá součást elektrického obvodu automobilu skládá.

Výstavba

Než zjistíme, jaké napětí by měl generátor automobilu produkovat, zvažte jeho konstrukci.

Všimněte si, že průmysl vyrábí různé modely generátorů, ale všechny jsou vybaveny následujícími společnými prvky:

• Rotor s budicím vinutím a sběracími kroužky.
• Stator, jehož konstrukce zahrnuje i vinutí a jádro.
• Pohon sestávající z řemenice, hřídele a ložisek.
• Mechanismus regulace napětí.
• Diodový můstek používaný k usměrnění střídavého proudu na stejnosměrný.
• Kartáče.
• Bydlení.

Podívejme se blíže na každou z těchto součástí generátoru automobilu.

Začněme pláštěm dílu.

Bydlení. Konstrukčně se skládá z předního a zadního krytu, které jsou spojeny upevňovacími šrouby. Jako materiál pro jejich výrobu byl zvolen hliník. Tento kov je nemagnetický, má výbornou tepelnou vodivost a svou hmotností nezatěžuje konstrukci. V těle krytů jsou příruby pro upevnění dílů. Větrací štěrbiny zajišťují normální provozní podmínky zařízení.

Zadní kryt slouží jako základna pro instalaci rovnačky a kartáčů. Ty jsou upevněny v k tomu určeném držáku. Zde v zadním krytu je proudový výstupní kontakt, kterým protéká proud generovaný autogenerátorem.

Pohonný mechanismus. Od klikového hřídele vozu je rotační pohyb přenášen přes řemenový pohon na řemenici generátoru, která zase pohání rotor.

Počet otáček řemenice je přibližně dvojnásobkem počtu otáček klikového hřídele. Tvar hnacího řemenu může být poly-V-žebrovaný nebo zastaralý klasický tvar klínového řemene.

Rotor. Rotující hřídel rotoru vytváří pomocí budícího vinutí magnetické pole. Nastavení a směr magnetického pole se provádí pomocí pólových jader, mezi kterými je umístěno vinutí.

Kromě toho je na hřídeli rotoru dvojice sběracích kroužků z mědi, mosazi nebo oceli. Jsou to ty, které přijímají napětí z baterie automobilu, které pak jde do vinutí. Svorky posledně jmenovaných jsou spojeny s kroužky pájením.

Stator. Prstencový stator, sestávající z vinutí a jádra, přeměňuje magnetické pole vytvářené rotorem na třífázový střídavý proud.

V závislosti na obvodu jsou konce vinutí spojeny na jednom místě („hvězdička“) nebo mohou vycházet samostatně („trojúhelník“).

Usměrňovač. Spotřebitelé automobilové sítě vyžadují stejnosměrný proud. Diodový můstek na něj převádí střídavou složku generovanou generátorem.

Zařízení se skládá z polovodičových diod a multipolárních zářičových desek. Proud usměrněný diodovým můstkem je přiváděn na svorku umístěnou na zadním krytu skříně generátoru.

Regulátor napětí. V generátoru je nutné generovat napětí zadaných parametrů. Princip jeho fungování je následující. Když pohonná jednotka vozidla pracuje ve vysokých rychlostech, může napětí vzrůst až na hodnotu 15.5 – 16 V. Pro spotřebitele palubní sítě je to kritické a může vést k selhání elektronických součástek a systémů.

V tomto případě musí regulátor, přijímající energii z baterie, snížit její hodnotu na požadovanou úroveň. Nízké magnetické pole vytvořené na vinutí rotoru způsobí pokles napětí na statoru.

Kartáče. Tento uzel je integrální součástí regulátoru. Prostřednictvím něj se proud přenáší na kontakty rotorových kroužků. Kromě dvojice grafitových kartáčků obsahuje pružiny a držák kartáčků.

Jak funguje generátor do auta?

Po pochopení návrhu generátoru automobilů můžeme mluvit o principu jeho fungování. To pomůže odpovědět na otázku, jaké by mělo být normální napětí generátoru při zatížení a bez něj.

Podívejme se na algoritmus provozu tohoto uzlu krok za krokem:

• Klíč se otočí ve spínači zapalování automobilu a proud z baterie je přiváděn do kartáčů.
• Řetěz se začne pohybovat: proud jde do kontaktů kroužků, poté do vinutí rotoru.
• Pomocí řemenového pohonu a řemenice začne klikový hřídel otáčet rotorem.
• V důsledku této činnosti vytváří stator střídavý proud. Po dosažení zadané rychlosti rotoru začne samotný generátor dodávat energii do budícího vinutí.
• Střídavé napětí je usměrňovačem převáděno na stejnosměrné napětí, které je přiváděno do vozidlové sítě.

Napětí alternátoru vozidla při volnoběžných otáčkách

Popsali jsme provoz autogenerátoru, který zásobuje místní spotřebitele palubní sítě elektřinou a dobíjí baterii. Regulátor v jeho průběhu řídí napětí, které se mění v důsledku zvýšených otáček. K tomu upravuje parametry budícího vinutí v závislosti na otáčkách rotoru.

Napětí alternátoru pro normální nabíjení baterie

Přejděme od teorie přímo k tématu, zjistěte požadovanou hodnotu napětí autogenerátoru, nutnou pro stabilní fungování baterie.

Kolik by měl generátor vyrábět při zatížení?

Majitelé automobilů mají obvykle problémy se startováním pohonné jednotky, když je baterie zcela nebo částečně vybitá. Důvodů pro tento negativní jev je mnoho; za jeden z hlavních je považován nesprávný provoz, a to nedostatečné napětí generátoru.

Kontrola stavu generátoru

Pro zjištění vhodnosti tohoto zařízení je nutné provést diagnostiku. K tomu není nutné chodit do autoservisu. Obsluha je jednoduchá a zvládne ji i začínající automobilový nadšenec.

Jaké napětí by měl generátor na autě vyrábět (14V)

Kontrola stavu generátoru zahrnuje:

• Kontrola poškození, přerušení kabeláže, uvolněného řemenového pohonu, uvolněných upevňovacích prvků atd.
• Měření pomocí přístrojové techniky: tester, voltmetr atd., technické charakteristiky síly proudu, hodnota napětí.

Tuto kontrolu se doporučuje provádět pravidelně: dvakrát ročně. Nezabere to mnoho času, ale umožní vám odhalit možnou poruchu součásti, která je důležitá pro životnost stroje.

Kolik by měl generátor vyrobit pro normální nabíjení (13.5-14.2V)

Souběžně s touto kontrolou můžete zkontrolovat baterii: zkontrolovat nabití, vyčistit zoxidované vodivé kontakty.

Jaké by mělo být napětí generátoru?

Napětí generátoru se kontroluje po spuštění pohonné jednotky. Chcete-li to provést, musíte si vzít multimetr a provést měření na svorkách baterie. Normální napětí generátoru by mělo být 13.5 – 14.2 V.

Vyšší hodnota, například 14.5 V, bude znamenat, že se baterie začala vybíjet. Aby se toto negativum vyrovnalo, generátor přistoupí k zesílení režimu nabíjení.

Napětí generátoru automobilu není normální (zvýšené)

Při kontrole je třeba vzít v úvahu následující nuance:

• Instalace baterie s větší kapacitou, než požaduje výrobce stroje, znamená zvýšené zatížení generátoru a vyžaduje použití vhodného modelu.
• Aby se předešlo problémům se startováním motoru v mrazivém počasí, doporučuje se instalovat generátor, který produkuje proud rovnající se desetině kapacity baterie. Například pro 80 Ah baterii potřebujete zařízení, které produkuje 8 A.
• Zatížení generátoru musí odpovídat zatížení všech elektrických spotřebičů palubní sítě vozidla.

Proto je třeba věnovat velkou pozornost výběru zařízení na výrobu automobilové energie.

Проверка

Napětí můžete měřit přímo na generátoru i na baterii. Stejně jako v předchozím případě se také kontrola provádí pomocí měřicího zařízení, například multimetru.

Jaké by mělo být nabití baterie z generátoru (13.5-14.2V)

Při měření hodnot na baterii jsou vodiče připojeny ke svorkám baterie náhodně, bez dodržení polarity. Nyní můžete vidět, kolik voltů generátor vyrábí.

Na displeji přístroje se mohou objevit následující indikace:

• Od 12 V – normální napětí v palubní síti vozu.
• Od 13.5 – 14.2 V – napětí generátoru je normální v klidovém režimu, bez připojení spotřebičů.
• Od 13.3 – 13.8 V – přijatelné snížení.

Současně se při kontrolách multimetrem doporučuje zkontrolovat stav rotoru, statoru a usměrňovače. To se týká řízení odporu těchto částí.

Stav rotoru se zkoumá pomocí měření vinutí. Ke kontaktům kroužků jsou připojeny ovládací vodiče se sondami.

Napětí v síti vozidla při běžícím motoru

Údaje o odporu: 2.3 – 5.1 Ohm indikují normální stav součásti a také aktuální parametr: 3.0 – 4.5 A. Provozní odpor vinutí: 0.2 Ohm.

Diodový můstek se kontroluje metodou obvyklou pro polovodičová zařízení.

Bez vyjmutí usměrňovače ze zařízení je třeba připojit jeden vodič se sondou ke kontaktu 30 generátoru, druhý k zemi. Přepínač multimetru musí být nastaven na 1 – 2 kOhm. Údaje na displeji zařízení by měly mít tendenci k nekonečnu. Ostatní hodnoty indikují poruchu diodového můstku.

Poté se zkontroluje porucha usměrňovače. Jeden drát zůstává na kolíku 30, ostatní se musí jeden po druhém dotýkat upevňovacích prvků můstku. Normální znamená také nekonečno.

Napětí pod zátěží

Tato charakteristika, napětí generátoru může být:

• Nominální.
• Ve skutečnosti.
• Zatížení.

Napětí na generátoru automobilu (13.9-14.5V)

První hodnota odpovídá velikosti palubní sítě vozidla, tzn. rovná se 12 V. Druhý parametr funguje po uvedení baterie stroje do provozu. Pouze třetí, indikátor zatížení, umožňuje kontrolovat výkon generátoru a také baterie.

Jaký náboj by měl generátor poskytovat?

Například zdánlivě fungující baterie, která vyrábí 12 V, může po připojení zátěže vykazovat svou nekonzistenci, spotřebitele sítě stroje.

Chcete-li identifikovat takovou poruchu baterie, musíte připojit zátěžovou zástrčku, která uměle vytváří zátěž. Hodnota zatížení se volí následovně.

Pokud je kapacita baterie 65 Ah, parametr zatížení bude roven 130 A, pokud je tento indikátor 55 Ah, pak bude zatížení 110 A. V každém případě je doba připojení zástrčky zátěže asi pět sekund.

Na základě teorie při zátěži napětí baterie klesá. S fungujícím zdrojem energie však nemůže klesnout pod 9 V. Napětí 7 V nebo méně znamená úplné vybití baterie.

Rychlost nabíjení generátoru je 13.5-14.2V

Také po měření v zátěži je potřeba zkontrolovat stav baterie v normálním režimu. Displej multimetru by měl ukazovat obvyklé hodnoty 12.2 – 12.5 V.

Příznaky poruchy generátoru automobilu

Vadný generátor způsobuje selhání mnoha automobilových systémů a elektronických součástek. Proto byste měli pečlivě sledovat provoz tohoto zdroje elektřiny.

Příznaky jeho poruchy jsou:

• Nedostatečná stabilita při provozu na baterie – vybíjí se a vaří.
• Z místa instalace generujícího zařízení jsou slyšet cizí zvuky.
• Nestabilní záře světlometů automobilu.

Kolik ampérů vyrábí generátor automobilu?

U většiny moderních automobilů je porucha generátoru indikována výskytem výstražné indikace na přístrojové desce. Konkrétní závadu lze identifikovat pomocí diagnostického počítačového zařízení připojeného přes konektor OBD-II ke sběrnici CAN vozidla.

Opravit

Příčiny selhání generátoru mohou být:

• Elektrický.
• Mechanické.

Mezi první patří:

• Porucha usměrňovače.
• Vada štětce.
• Selhání regulátoru napětí.
• Uzavírka meziobvodu.
• Přerušení vinutí atd.

Kolik ampér vyrábí alternátor automobilu (80-100 ampér)

Mezi typické mechanické poruchy patří:

• Poškození ložiska.
• Problémy s montáží.
• Deformace trupu.
• Opotřebení tlačných pružin atd.

Častou příčinou selhání zařízení je zlomený řemenový pohon. V tomto případě je spojení mezi rotorem a klikovým hřídelem přerušeno a dodávka energie spotřebitelům v automobilové síti je převedena na baterii. To vede k rychlému vybíjení baterie.

Životnost generátoru automobilu (~160 tisíc km)

Za další typickou příčinu poruchy generátoru je podle techniků autoservisu považováno opotřebení nebo poškození sestavy kartáče.

Existují dva způsoby, jak obnovit funkčnost zařízení: výměna generátoru a oprava vadné součásti. Například vadné ložisko zapájené do pouzdra nelze v tomto případě vyměnit, součást bude muset být vyměněna.

Pro výměnu poškozené části generátorového zařízení je nutné provést demontáž.

Provádí se následovně:

• Upevňovací prvky jsou odšroubovány, držák kartáče a regulátor napětí jsou demontovány.
• Napínací šrouby jsou odstraněny, kryt a stator jsou demontovány.
• Fázová vinutí jsou odpojena od vodičů usměrňovací jednotky.
• Ze statoru je odstraněn kryt.
• Řemenice je odstraněna z hřídele generátoru, stejně jako přední kryt zařízení.

Pro poslední operaci musíte použít stahovák. Po výměně poškozené součástky je nutné generátor opět sestavit v opačném pořadí.

Nízké napětí generátoru

Informace uvedené v našem článku o konstrukci a principu fungování generátorového zařízení pomohou řidiči pochopit možné problémy a přijmout včasná opatření k obnovení součásti.

Znalost toho, kolik voltů by měl generátor dodávat do baterie v automobilu, umožní vyřešit problém nesprávného provozu baterie a poskytnout spotřebitelům automobilové sítě stabilní napájení.