Automobilio generatoriaus apvijos ir veikimo principai

Prietaisų skydelyje užsidegusi akumuliatoriaus lemputė niekada nėra geras ženklas, tačiau ne visi vairuotojai žino, ką šis indikatorius iš tiesų reiškia ir kaip nustatyti dažniausiai pasitaikančius elektros sistemos gedimus.

Akumuliatoriaus vaidmuo ir jo gedimų simptomai

Pagrindinė automobilyje montuojamo akumuliatoriaus funkcija - suteikti pakankamai energijos variklio užvedimui. Greta to, akumuliatorius taip pat veikia ir kaip atsarginis elektros prietaisų energijos šaltinis, kuris naudojamas tuomet, kai generatorius veikia ne visu pajėgumu. Taip būna esant žemiems variklio sūkiams, todėl akumuliatorius intensyviau naudojamas vairuojant mieste. Dažni sustojimai ir stovėjimas spūstyje lemia papildomą apkrovą akumuliatoriui. Įprastai variklio užvedimui prireikia nuo 400 iki 600 amperų stiprumo srovės, tačiau didesnio darbinio tūrio motoras gali pareikalauti ir iki 2000 amperų.

Aiškiausiai pastebimas pasenusio akumuliatoriaus simptomas - neužsivedantis variklis. Jei pasukus raktelį ar paspaudus užvedimo mygtuką nieko neįvyksta, tai aiškus signalas, kad Jūsų automobilio akumuliatorius yra visiškai išsikrovęs. Geras šio gedimo indikatorius yra ir labai lėtas alkūninio veleno sukimasis bandant užvesti variklį. Su šia problema itin dažnai susiduria atšiauraus klimato šalyse gyvenantys vairuotojai, kadangi esant žemai temperatūrai padidėja alyvos klampumas, o akumuliatoriaus startinė srovė sumažėja. Jei išsikrovus akumuliatoriui automobilis neužsiveda, pabandykite pasinaudoti užvedimo laidais.

Akumuliatoriaus patikra

Situacijos vertinimą reikėtų pradėti nuo akumuliatoriaus įtampos patikrinimo. Tam galite naudoti paprasčiausią multimetrą. Jei įtariate, kad akumuliatorius praranda darbines charakteristikas, pilnai jį įkraukite, palikite stovėti visą dieną ir po to dar kartą pamatuokite įtampą. Visiems automobiliams įtampa akumuliatoriuje be apkrovimo turi būti vidutiniškai 12,6 V. Jeigu ji mažesnė, akumuliatorius nepilnai pakrautas arba sugedęs, o dėl to suks starterį lėčiau. Matuojant įtampą autotesterio voltmetru, galima kaip apkrovą įjungti gabaritinius žibintus ir tolimąsias šviesas. Esant tokiai apkrovai, iškrovos srovė bus 5-6 A. Įtampa ant akumuliatoriaus gnybtų paleidžiant variklį neturi nukristi žemiau negu 9,5 V. Priešingu atveju sugedęs starteris (vartoja labai daug energijos).

Generatoriaus veikimo principas ir konstrukcija

Generatorius yra mechaninė įranga, kuri paverčia kitas energijos formas į elektros energiją. Pirmą kartą jis buvo pagamintas antrosios pramonės revoliucijos metu, o vokiečių inžinierius Siemens 1866 m. Kintamosios srovės generatorius skirstomas į dviejų tipų sinchroninius ir asinchroninius generatorius. Sinchroniniai generatoriai skirstomi į paslėptų polių sinchroninius generatorius ir iškiliųjų polių sinchroninius generatorius. Kintamosios srovės generatorių komplektus galima suskirstyti į du tipus: vienfazį generatorių ir trifazį generatorių.

Generatorius gamina elektros energiją, kuria maitinami automobilio elektros prietaisai ir tuo pat metu įkraunamas akumuliatorius. Darbinė generatoriaus įtampa siekia nuo 13 iki 14,5 voltų, o srovė priklausomai nuo modelio gali skirtis. Daugumos lengvųjų automobilių generatorių srovės stipris siekia nuo 130 iki 200 amperų, tačiau siūlomos ir detalės, kurių srovės stipris siekia iki 400 amperų. Šie didesnės galios kintamosios srovės auto generatoriai dažnai naudojami transporto priemonėse, kurioms reikia daugiau elektros energijos. Dažniausiai tai būna automobiliai su įvairiais patobulinimais, kaip galingos garso sistemos, papildomas apšvietimas ir kita įranga.

Kai variklis yra užvestas, jis suka su generatoriumi sujungtą diržą. Kai diržas sukasi, kintamosios srovės generatoriaus rotorius, aplink kurį apvynioti variniai laidai, sukasi stacionariųjų ričių rinkinyje, vadinamame statoriumi. Šis judėjimas sukuria magnetinį lauką, kuris ir gamina energiją. Generuojama įtampa tiesiogiai priklauso nuo generatoriaus veleno sukimosi greičio - kuo greičiau, tuo didesnė įtampa. Transporto priemonei turi būti tiekiama stabili 14 voltų įtampa. Jau daugiau nei pusę amžiaus transporto priemonėse naudojami tik kintamosios srovės generatoriai, nes jie yra pigesni, patikimesni ir kompaktiškesni už iki 1960 m. naudotus nuolatinės srovės generatorius. Tačiau transporto priemonės sistemoms maitinti reikalinga nuolatinė srovė.

Generatoriaus apvijos

Bendros generatoriaus trifazės statoriaus apvijos pagrindu padidinkite apvijų apsisukimų skaičių ir išveskite gnybtą, pridėkite trifazio tiltinio lygintuvo komplektą. Kai išorinė grandinė įjungia lauko apviją per šepetį, sukuriamas magnetinis laukas, todėl nagų polius įmagnetinamas į N polių ir S polius. Kai rotorius sukasi, magnetinis srautas pakaitomis kinta statoriaus apvijoje, pagal elektromagnetinės indukcijos principą, statoriaus trifazė apvija sukurs kintamą indukuojamą elektrovaros jėgą.

Kintamosios srovės generatorius yra padalintas į dvi statoriaus apvijos ir rotoriaus apvijos dalis, trifazė statoriaus apvija yra paskirstyta ant korpuso pagal elektrinį 120 laipsnių kampo skirtumą tarpusavyje, rotoriaus apvija susideda iš dviejų polių nagų. Kai rotoriaus apvija yra prijungta prie nuolatinės srovės, ji sužadinama, o dvi polių žnyplės sudaro N polių ir S polius. Magnetinio lauko linija prasideda nuo N poliaus, per oro tarpą patenka į statoriaus šerdį ir grįžta į gretimą S polių. Kai rotorius pasukamas, rotoriaus apvija nukirs magnetinę jėgos liniją ir generuos sinusoidinę elektrovaros jėgą su 120 laipsnių elektrinio kampo skirtumu statoriaus apvijoje, ty trifazę kintamąją srovę, o tada per lygintuvo elementą.

Kai jungiklis uždarytas, akumuliatorius pirmiausia tiekia srovę. Akumuliatoriaus teigiama → įkrovimo lemputė → reguliatoriaus kontaktas → sužadinimo apvija → juosmens lygintuvas → akumuliatoriaus neigiamas. Tačiau užvedus variklį, didėjant generatoriaus sūkių dažniui, didėja ir generatoriaus gnybtų įtampa. Kai generatoriaus išėjimo įtampa lygi akumuliatoriaus įtampai, generatoriaus "B" ir "D" galo potencialai yra lygūs, šiuo metu įkrovimo indikatoriaus lemputė užgęsta, nes potencialų skirtumas tarp jų galai lygūs nuliui. Rodo, kad generatorius veikia normaliai, o žadinimo srovę tiekia pats generatorius.

Didelio ir mažo greičio maitinimo grandinės konvertavimas yra automatinis, nepridedamas joks elektromechaninis valdymo įtaisas. Mažo greičio diapazone dėl mažo generatoriaus greičio trifazės apvijos serijinis išėjimas pagerina generatoriaus išėjimo įtampą, o generatoriaus mažo greičio įkrovimo našumas labai pagerėja. Didelio greičio diapazone, didėjant generatoriaus greičiui, didėja nuosekliai sujungtos trifazės apvijos indukcinė reaktyvumas, didėja vidinis slėgio kritimas ir sustiprėja armatūros reakcija, todėl išėjimo įtampa krenta.

Generatoriaus gedimai ir jų diagnostika

Dažniausiai pasitaikančios automobilių generatorių problemos yra per maža arba per didelė įkrova, pažeistas diržas, įtampos reguliatoriaus gedimas, diodo gedimas, susidėvėjęs guolis, laidų ar jungčių problemos ir susidėvėję šepetėliai. Jei variklis užsiveda, tačiau labai gretai vėl užgesta, tai yra lengvai atpažįstamas generatoriaus gedimo simptomas. Lengvi simptomai - degančio akumuliatoriaus klaidos lemputė ir sumažėjęs halogeninių priekinių žibintų ir prietaisų skydelio ryškumas, kai variklis dirba nedideliu sūkių dažniu (tuščiąja eiga) - vos tik sustojate prie šviesoforo arba pajudate iš vietos, priekiniai žibintai ir prietaisų skydelis pradeda mirgėti. Sunkus simptomas - prietaisų skydelyje esanti šviečiančių lempučių grandinė, signalizuojanti apie klaidą.

Dažniausi generatoriaus gedimai:

• Šepetėlių susidėvėjimas: paprastai užsidega kontrolinė generatoriaus lemputė.
• Kontaktinių žiedų sudegimas ar susidėvėjimas: taip pat užsidega kontrolinė generatoriaus lemputė. Pridėjus apsukų, kartais vyksta įkrova.
• Įtampos reguliatoriaus gedimas: gali sukelti įtampos šuolius.
• Padidėjęs generatoriaus triukšmas: gali reikšti guolio gedimą.
• Statoriaus apvijų sudegimas arba trumpas sujungimas tarp apvijų: generatorius kartais gaudžia arba skleidžia degėsių kvapą.
• Lygintuvo diodų bloko (diodinio tilto) gedimas ("pramušimas"): sukelia elektros šuolius ir įkrovimo problemas.
• Generatoriaus laisvos eigos skriemulio susidėvėjimas arba triukšmas.
• Nepakankama generatoriaus galia, įrengus papildomą įrangą.
• Laidų ar jungčių problemos: patikrinti ir pakeisti laidą; rasti ir pašalinti trumpą sujungimą arba pakeisti elektros laidų pynę.

Diagnostikos metodai

Automobilių elektrikai gali greitai nustatyti, ar gedimas susijęs su generatoriumi. Norėdami patikrinti generatorių, užveskite automobilį ir naudodami multimetrą pamatuokite įtampą tarp akumuliatoriaus gnybtų. Jei įtampa siekia nuo 13 iki 14,5 volto, generatorius krauna taip, kaip numatyta. Papildomai galima pamatuoti, ar generatorius užtikrina pakankamą srovę esant apkrovai. Jei įtampa nesiekia 13 voltų arba pastebimai svyruoja, galima įtarti generatoriaus gedimą. Įjungus variklį generatorius tiekia elektrą transporto priemonei ir įkrauna akumuliatorių.

Automobilio elektros sistemų patikrinimą ir diagnostiką vis dažniau atlieka su specialiais prietaisais autotesteriais. Paprasčiausi prietaisai matuoja įtampą, srovę, elektros varžą, o taip pat alkūninio veleno apsisukimų dažnį. Paleidę variklį, kontroliuojame įtampą akumuliatoriaus išvaduose ir srovę. Praėjus kelioms sekundėms po variklio paleidimo, įtampa išvaduose pakyla aukščiau negu 12,6 V. Generatorius pradeda krauti akumuliatorių. Keliame variklio apsisukimus iki 2000 per minutę ir kontroliuojame įkrovos įtampą. Generatoriaus darbą esant apkrovimui galima įvertinti, įjungus žibintus. Įtampa turi būti aukštesnė negu 13,8 V. Jeigu ji žemesnė (12,6-13 V), reikia patikrinti generatoriaus pavaros diržo įtempimą. Žemos įtampos priežastis gali būti ir paties generatoriaus defektai. Bet jeigu jis veikia gerai, ieškoti priežasties reikia relėje reguliatoriuje.

Netinkamos priežiūros pasekmės

1. Temperatūros svyravimai: dirbančio generatoriaus temperatūra pakyla iki 150°C. Užtiškus ant jo vandeniui, jis gali sušnypšti kaip lygintuvas. Dėl staigaus atšalimo trūkinėja statoriaus apvijų, jėgos ir papildomų diodų izoliacija, rūdija diodinio tilto plokštės ir pliusinis generatoriaus išvadas. Laikui bėgant per įtrūkimus patenka drėgmė. Įvyksta arba trumpas elementų sujungimas su mase, arba gilėjančios rūdys trukdo jungčių kontaktams. Generatorius nustoja veikti.
2. Diržo pertempimas: mums patinka įtempti diržą „iš širdies“. Tačiau kuo tai baigiasi? Priekinis ir galinis guoliai tampa perkrautais ir perkaista. Plastmasinės guoliavietės po guoliais persisuka ir persiverčia. Generatoriaus skriemulys, ypač prailgintas, nuo perkrovos ir deformacijos, prasisuka ir sudaužo rotoriaus veleną.
3. Neteisingas akumuliatoriaus prijungimas: dėl elementaraus neatsargumo per 3 sekundes visa akumuliatoriaus baterijos galia praeina pro diodinį tiltą. Tokios apkrovos joks diodinis tiltas negali atlaikyti ir sudega.
4. Nekvalifikuotas remontas: kai kažkas bando remontuoti generatorių, tai paprastai, nieko gero iš to neišeina. Blogiau, jei neteisingai išrinkdami generatorių sutraukys statoriaus apvijų išvadus, suskaldys korpusą, sugadins rotoriaus sriegį, relę-reguliatorių. Žala dėl tokių varganų meistrų kartais kelis kartus viršija pirminį gedimą.

Generatoriaus techninė priežiūra ir remontas

Tęsti kelionę esant netvarkingam generatoriui yra rizikinga, nes vienu momentu variklis tiesiog neužsives. Todėl, vos tik pastebėjus pirmus ženklus, rekomenduojama kreiptis į servisą, kur bus patikrintas jo veikimas ir nustatytas galimas gedimas. Toli gražu ne visais atvejais reikės pirkti naują prietaisą, neretai pakanka stipriau įtempti arba pakeisti diržą arba nuvalyti kontaktus.

Generatorius yra tvirtinamas priekinėje variklio dalyje, specialiais kronšteinais. Jo konstrukciją sudaro statoriaus šerdis ir apvija apsaugotos dviejų dangčių (priekinio ir galinio), kuris yra gaminamas iš aliuminio lydinių. Pirmiausia reikia atjungti visus variklio elementus, kurie gali trukdyti išimti patį generatorių. Tada nuo skriemulio reikia nuimti pavaros diržą. Atlikus šiuos veiksmus, verta atsukti generatoriaus laikiklius. Atlikus remonto darbus, jį reikės iš naujo sumontuoti. Remontuojamas generatorius yra visiškai išardomas patikrinimui. Visos dalys kruopščiai išvalomos. Guoliai ir tarpikliai keičiami naujais. Dalys apdirbamos smėlio srautu arba metalizavimu. Dalinai uždažomi paviršiai. Atliekamas pilnas patikrinimas, ar generatorius atitinka gamintojo reikalavimus. Suremontavus generatorių užtikrinama akumuliatoriaus baterijos įkrova, susidaro pakankama maitinimui įtampa, kuri nėra pavojinga vartotojams.

Generatoriaus atnaujinimas - darbas, atliekamas pagal diagnostikos rezultatus, pakeičiant iš anksto nustatytas neveikiančias ir labai susidėvėjusias detales, kurios neigiamai veikia tolesnę eksploataciją. Kartu generatoriai apvalomi nuo teršalų ir, pagal pirminę išvaizdą, atnaujinami korpusų ir pagrindinių mazgų paviršiai.

Pakeičiant generatorių, pirmiausiai reikia parinkti generatorių, skirtą tokiai pačiai nominaliai įtampai, kaip ir keičiamo generatoriaus. Svarbu netaupyti ir rinktis patikimų ir žinomų gamintojų produkciją. Tokiais atvejais sumažinsite galimybę įsigyti prietaisą, kurio kokybė kelia daugiau problemų nei padės jas išspręsti.

Eksploatacinės rekomendacijos

• Generatorius nustoja veikti, kai dėl staigaus atšalimo trūkinėja statoriaus apvijų, jėgos ir papildomų diodų izoliacija, rūdija diodinio tilto plokštės ir pliusinis generatoriaus išvadas.
• Generatoriaus pavaros diržas turi būti reikiamo modelio ir tinkamai įtemptas. Per daug įtemptas diržas gali sukelti guolių perkaitimą ir rotoriaus veleno pažeidimus.
• Neleistina eksploatuoti generatoriaus esant jo gedimui.
• Automobilio generatoriui neleidžiama veikti su atjungta akumuliatoriaus baterija.
• Automobilyje atliekant suvirinimo darbus, virinimo aparato „masės“ gnybtas turi būti sujungtas su suvirinama detale.
• Pilnai pakrovus automobilio bateriją, generatorius pereina prie darbo įprastu režimu.
• Kuo didesnis skirtumas tarp skriemulių alkūniniame vale ir generatoriuje, tuo aukštesnes apsukas gali pasiekti pastarasis ir tuo stipresnė gali būti elektros srovė.
• Net varikliui veikiant tuščia eiga, veikiantis generatorius privalo didinti savo galingumą, kurio pakaktų svarbiausių vartotojų elektros maitinimui. Pagal pasaulinę praktiką, kai variklis veikia tuščia eiga, generatoriai išvysto 40-50% nominalaus galingumo.
• Elektros instaliacija automobilyje privalo būti tvarkinga, nuolat prižiūrima. Elektros laidai privalo būti automobilio gamintojo numatytoje vietoje, tinkamai pritvirtinti ir švarūs: be dulkių, purvo, tepalų ar techninių skysčių apnašo.

tags: #automobilio #generatoriaus #apvijos