Automobilio Generatoriaus Paskirtis ir Veikimo Principas

Automobilio generatorius yra gyvybiškai svarbus komponentas, atsakingas už elektros energijos gamybą, kuri maitina visas transporto priemonės sistemas ir įkrauna akumuliatorių. Be tinkamai veikiančio generatoriaus neįmanoma saugiai ir sklandžiai eksploatuoti automobilio. Nėra svarbesnės detalės, kuomet kalbame apie elektros energijos generavimą automobilyje, kuomet jis užvestas, todėl svarbu pasirūpinti, kad jūsų automobilio generatorius būtų idealios būklės, o jam sugedus - suremontuotas arba pakeistas nauju.

Generatoriaus Istorija ir Plėtra

Generatorius atsirado automobilių pramonėje XX amžiaus pradžioje kartu su akumuliatoriumi, kurį reikėjo nuolat įkrauti. Tai buvo didžiuliai nuolatinės priežiūros reikalaujantys nuolatinės srovės mazgai. Šiuolaikiniai generatoriai tapo kompaktiški, o didelį atskirų dalių patikimumą lemia naujų gamybos technologijų įdiegimas.

Kas yra Generatorius ir Kam jis Reikalingas?

Automobilio generatorius yra vienintelis automobilio agregatas, gaminantis elektros energiją. Šiuolaikiniame automobilyje beveik kiekvieną sistemą valdo jutikliai, fiksuojantys skirtingus jų darbo režimus. Jei visi šie elementai veiktų dėl akumuliatoriaus įkrovimo, automobilis net nespėtų sušilti, nes akumuliatorius būtų visiškai išsikrovęs. Kad veikiant mašinos varikliui kiekviena sistema nebūtų maitinama iš akumuliatoriaus, yra sumontuotas generatorius. Jis veikia tik tada, kai įjungtas vidaus degimo variklis.

Generatorius automobiliui yra tarsi nuosava elektros jėgainė. Tai yra elektros energiją gaminantis motoriukas, konvertuojantis mechaninę energiją, kurią perduoda alkūninis velenas, į elektros energiją. Iki automobilį užvedant, šią funkciją atlieka akumuliatorius, tačiau tik užkūrus variklį, generatoriai tampa pagrindiniu elektros energijos šaltiniu. Generatoriaus gaminama elektros energija taip pat naudojama ir akumuliatoriaus pakrovimui, kuris įdarbinamas iki užvedant variklį. Esant avariniam režimui arba esant maksimaliai apkrovai, generatorius atlieka abi funkcijas - maitina akumuliatorių ir tiekia energijos transporto priemonės elektros sistemai. Būtina įkrauti akumuliatorių, nes užvedant variklį naudojama tik akumuliatoriaus energija.

Generatoriaus Montavimas ir Jungtis

Generatorius sumontuotas variklio skyriuje. Dėl laikiklių jis pritvirtintas prie variklio bloko, varomas pavaros diržu iš alkūninio veleno skriemulio. Elektros generatorius yra prijungtas elektros grandinėje lygiagrečiai su akumuliatoriaus baterija. Akumuliatorius įkraunamas tik tada, kai pagaminta elektros energija viršija akumuliatoriaus įtampą. Sukurtos srovės galia priklauso nuo alkūninio veleno apsisukimų, atitinkamai, įtampa didėja kartu su skriemulio apsisukimais geometrine progresija.

Generatoriaus Veikimo Principas

Automobilio generatoriaus pagrindinis tikslas yra paversti mechaninę energiją, gaunamą iš variklio, į elektros energiją. Šis įrenginys, pritvirtintas prie variklio ir sujungtas su alkūniniu velenu per daugiabriaunį diržą, veikia nuolat, kol variklis dirba. Jo veikimo principas, nors ir sudėtingas, yra pagrįstas pagrindiniais fizikos dėsniais. Taip vyksta dėl tokio reiškinio kaip elektros indukcija - t.y. kintamosios elektros srovės atsiradimas, keičiant magnetinį srautą, tekantį per uždarą kilpą.

Pagrindiniai Komponentai

Pagrindiniai kintamosios srovės generatoriaus elementai yra fiksuotas statorius ir elektromagnetinis rotorius. Generatoriaus atveju, tokia kilpa tarnauja statorius su varine apvija, viduje kurio sukasi rotorius. Tokiu būdu statorius, rotorius ir įtampos reguliatorius sudaro automobilinį generatorių. Kintamosios srovės generatoriuje galima išskirti tokias srovės grandines:

• Galios grandinę (generatoriaus srovės grandinę)
• Žadinimo grandinę
• Pradinio žadinimo grandinę

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.

Pagrindiniai komponentai apima:

• Įtampos reguliatorių su angliniais šepetėliais
• Kondensatorių apsaugai nuo trukdžių
• Guolius
• Kolektoriaus žiedą
• Žadinimo ir galios diodus
• Kištukines jungtis
• Aušintuvą
• Dangtelius
• Skriemulį
• Ventiliatorių
• Lenktapolį rotorių
• Žadinimo apviją
• Statorių

Generavimo Procesas

1. Pasukus raktą automobilio degimo spynelėje, prie statoriaus apvijų pateikiama elektros srovė, kurios pagalba yra paleidžiama sistema ir atsiranda elektromagnetinis laukas.
2. Alkūninis velenas pradeda sukti rotorių, generatoriaus diržo pagalba sukant skriemulį. Kai diržas sukasi, kintamosios srovės generatoriaus rotorius, aplink kurį apvynioti variniai laidai, sukasi stacionariųjų ričių rinkinyje, vadinamame statoriumi.
3. Šis judėjimas sukuria magnetinį lauką, kuris ir gamina energiją. Besisukant rotoriui, magnetinis srautas ritėje palaipsniui keičia savo kryptį. Taip atsitinka dėl to, kad priešais rites atsiranda tai šiaurinis tai pietinis rotoriaus poliai.
4. Rotorius, sukdamasis, sukuria magnetinį lauką. Šis besisukantis magnetinis laukas sąveikauja su statoriaus apvija, sukeldamas elektros srovę. To dėka, ritėje atsiranda kintamoji srovė, kurios dažnis tiesiogiai priklauso nuo sukimosi dažnio ir polių porų skaičiaus.
5. Ši srovė, vadinama kintamąja, vėliau paverčiama nuolatine diodų pagalba, kad galėtų būti naudojama automobilio sistemose ir įkrauti akumuliatorių. Ligintuvinių diodų pagalba kintamoji srovė yra keičiama į pastovią, kuri yra paduodama į automobilio borto tinklą.

Kai rotoriaus apvija yra prijungta prie nuolatinės srovės, ji sužadinama, o dvi polių žnyplės sudaro N polius 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 galų lygus nuliui. Tai 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 Galia

Automobilių generatorių galia gali skirtis priklausomai nuo automobilio elektros sistemos reikalavimų. Daugumos standartinių automobilių generatorių srovės galia yra nuo 70 iki 150 amperų (A). Tačiau yra ir padidintos galios generatorių, kurie gali užtikrinti ir iki 200 amperų galią ar daugiau. Šie didesnės galios generatoriai dažnai naudojami transporto priemonėse, kurioms reikia daugiau elektros energijos, pavyzdžiui, automobiliuose su galingomis garso sistemomis ar papildomu apšvietimu.

Įtampos Reguliatoriaus Vaidmuo

Viena svarbiausių generatoriaus dalių yra įtampos reguliatorius. Jo pagrindinė funkcija - stabilizuoti generatoriaus gaminamos srovės įtampą. Tai itin svarbu, nes elektros tinklo įtampa automobilyje kinta priklausomai nuo variklio sūkių. Įtampos reguliatorius užtikrina, kad į akumuliatorių tiekiama įtampa būtų saugiame diapazone (apie 14 V +/- 0,5 V). Jei įtampa per žema, akumuliatorius nebus tinkamai įkrautas, o per aukšta įtampa gali jį sugadinti.

Kai akumuliatoriaus įkrovimo lygis yra žemas, reguliatorius padidina įkrovimo įtampos dydį, o kai akumuliatorius yra visiškai įkrautas, įtampa mažinama, kad akumuliatorius neperkaistų ir nebūtų pažeistas.

Dažniausiai Pasitaikantys Generatoriaus Gedimai

Kaip ir bet kuri kita automobilio dalis, generatorius laikui bėgant dėvisi ir gali sugesti. 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. Šias problemas spręsti reikia kuo greičiau, kad nesugadintumėte ir kitų elektronikos komponentų.

Gedimų Požymiai

Jeigu pastebite kažkurią iš žemiau išvardintų problemų, nedelsiant užsukite į servisą, kad būtų patikrintas jūsų automobilio generatorius, nes problemos požymis gali byloti apie prastą šio mazgo veikimą arba jo gedimą:

• Prietaisų skydelio lemputė: Akivaizdžiausias sugedusio generatoriaus požymis yra prietaisų skydelio lemputė, apibūdinama kaip „problema įkraunant akumuliatorių“. Tai reiškia, kad į akumuliatorių tiekiama elektros įtampa yra neteisinga. Užvedus variklį, prietaisų skydelyje dega akumuliatoriaus lemputė - kuomet užsidega ši lemputė, automobilio kompiuteris informuoja, kad elektros energiją jam šiuo metu teikia būtent akumuliatorius. Kai automobilį užvedate, ši lemputė degti neturėtų. Jeigu ji dega (piktogramos viduje gali būti ir užrašai ALT arba GEN) - nebeužtenka generatoriaus gaminamos elektros energijos ir automobilio kompiuteris apie tai informuoja. Tokiu atveju akumuliatorius greitai išsikrauna, o tai gali sukelti variklio neužvedimą ar sustojimą važiuojant.
• Silpnas akumuliatorius: Tai gali būti ir akumuliatoriaus, ir generatoriaus kaltė. Jeigu pastarasis sugedęs ar prastai veikia - galite labai lengvai patikrinti. Užveskite automobilį su „krokodilais“ ir čia pat juos nuimkite. Jeigu variklis čia pat užgeso, reiškiasi, kad kaltas būtent generatoriaus mazgas. Jeigu variklis toliau dirba - problema, ko gero, akumuliatoriuje.
• Suprastėjęs elektros sistemų darbas: Pritemęs prietaisų skydelis arba žibintai, silpnai veikiantys valytuvai, lėčiau atsidarantys elektra valdomi langai ir bendrai suprastėjęs elektros sistemų darbas reiškia, kad automobiliui trūksta elektros energijos. Kiti gedimo požymiai gali būti mirksintys žibintai, neveikiantis radijas ar kiti elektros prietaisai, sunkiai kylantys ir krintantys langai.
• Blogas kvapas: Degančios gumos kvapas gali pranešti apie tai, kad padidėjo generatoriaus dirželio trintis. Svylančios elektros instaliacijos kvapas gali indikuoti apie tai, kad diržas praslysta.
• Keisti garsai: Jeigu mazgo viduje esantys komponentai susidėvėjo, jie gali pradėti kelti nemalonų ir girdimą ūžesį ar girgždesį. Triukšmas ir vibracija, ypač jei pažeisti guoliai.

Kiti Gedimų Tipai

• Susidėvėjęs, laisvas arba pažeistas diržas gali neleisti generatoriui suktis reikiamu greičiu.
• Įtampos reguliatoriaus gedimas gali sukelti įtampos šuolius. Jo gedimas gali sukelti per maža arba per didelę įkrovą.
• Diodo gedimas taip pat sukelia elektros šuolius ir įkrovimo problemas. Dažniau genda generatorių elektros dalis, sudega diodų tiltai, perdega nepatvarios relės, įvyksta trumpas jungimasis inkare arba statoriuje.
• Susidėvėjęs guolis.
• Laidų ar jungčių problemos.
• Susidėvėję šepetėliai.
• Dažniausiai genda generatorių elektros dalis, sudega diodų tiltai, perdega nepatvarios relės, įvyksta trumpas jungimasis inkare arba statoriuje.

Sugedus generatoriui ar starteriui vargu ar sugebėtumėte pasiekti savo kelionės tikslą be techninių siurprizų. Esant didelėms apkrovoms variklyje (ypač žiemą) jūsų automobilio starteris dėvisi kelis kartus greičiau. Sugedęs starteris periodiškai gadina akumuliatorių. Neefektyvus generatoriaus darbas taip pat neužtikrins nepriekaištingo automobilio paleidimo šaltą žiemos rytą.

Generatoriaus Tarnavimo Laikas ir Priežiūra

Generatorius paprastai tarnauja apie septynerius metus arba apie 200 000 km, tačiau jo tarnavimo laikas priklauso nuo tokių veiksnių, kaip dalių kokybė, bendra automobilio būklė ir naudojamų elektroninių prietaisų kiekis. Paprastai skaičiuojama, kad šio įrenginio resursas - 150-200 tūkstančių kilometrų (~7-10 metų vidutinėmis važiavimo sąlygomis), tačiau tai priklauso ir nuo daugybės išorinių veiksnių, tokių kaip klimato sąlygos ar automobilio eksploatavimo įpročiai. Net ir nuvažiavus mažiau kilometrų gali reikėti komponento remonto ar keitimo, o kai kada generatorius automobiliui tarnauja ir daug ilgiau nei numatyta.

Reguliari priežiūra ir ankstyvas problemų nustatymas padeda išlaikyti automobilio elektros sistemą tvarkingą ir išvengti brangaus remonto. Svarbu laiku pastebėti ir šalinti gedimus, kad nesugadintumėte kitų automobilio elektronikos komponentų. Generatoriai dažniausiai genda prasidėjus žiemos sezonui. To priežastis - padidėjęs elektros energijos sunaudojimas dėl papildomo apšvietimo, šildymo, valytuvų darbo ar kitų įtaisų, imančių elektros energiją. Blogai veikiant generatoriui nors ir pavyks paleisti variklį, tačiau toli nuvažiuoti tikrai bus sunku, todėl patariama reguliariai pasitikrinti generatoriaus veikimą ir nedelsiant šalinti gedimus.

Tik tvarkingas ir gerai veikiantis automobilio generatorius nekels rūpesčių ir užtikrins patikimą automobilio elektros ir elektronikos sistemų darbą. Akumuliatorių baterija privalo būti techniškai tvarkinga - reikiamo dydžio ir visai įkrauta.

Svarbūs Patarimai

• Norint išvengti akumuliatoriaus išsikrovimo važiuojant, nerekomenduojama įjungti daug energijos vartotojų.
• Neleistina eksploatuoti sugedusio generatoriaus, pvz., sklinda įvairūs garsai, pulsuoja automobilio šviesos ir esant panašiems veiksniams.
• Negalima paleisti kito automobilio variklio net tam skirtais laidais esant paleistam (veikiančiam) savo automobilio varikliui, nes gali perdegti generatoriaus diodų tiltelis.
• Vairuotojai dažnai nežino, kad automobilio starteris yra trumpalaikio veikimo elektros mašina, o variklio paleidimo procesas negali būti ilgesnis nei 20 sekundžių. Starterio įjungimo varikliui paleisti ribinis kiekis yra 3 kartai po 5-10 sekundžių su 1 minutės pertraukomis tarp bandymų.
• Jei starteris suveikė, bet variklio negalima pasileisti, vadinasi, priežastis yra variklio gedimas (esant normalioms klimatinėms sąlygoms).
• Teisingai prižiūrėkite savo automobilį ir laiku pašalinkite iškilusias problemas.
• Variklio techniniai parametrai: kompresija, uždegimo paskubos kampas, uždegimo žvakių būklė benzininiuose varikliuose ir kaitinimo žvakių būklė dyzeliniuose varikliuose, variklinės alyvos klampa ir kt. turi atitikti automobilio gamintojo techninius reikalavimus.
• Venkite laidų pažeidimų ar atsilaisvinusių jungčių. Drėgmė gali sukelti laidų ir komponentų koroziją.
• Transmisijos diržo įtempimas turi būti tinkamas.

tags: #kam #reikalingas #generatorius #automobilyje