Автомобільний генератор пристрій, принцип роботи, типи, напруга та потужність
Система електропостачання будь-якого сучасного автомобіля влаштована досить складно. Завдяки значним доробкам, виробнику вдалося досягти таких характеристик, які задовольняють найсуворіші вимоги. Головним функціональним елементом у схемі електроживлення автомобіля є генератор напруги. Сьогодні ми з'ясуємо, для чого потрібний такий пристрій, і яка схема його роботи.
Гостра необхідність
Перш ніж визначатися, для чого потрібен автомобільний генератор, варто трохи заглибитись у теорію та згадати схему електроживлення сучасного автомобіля.
У машині розташовуються численні споживачі електроенергії, які включені в єдиний ланцюг і постійно живляться джерелом струму. Поки двигун не заведений, всі ці споживачі підключаються до акумулятора, який подає постійний струм по підключених до нього дротах. Іншими словами, АКБ виконує роль звичайної батареї. Але скільки може виробляти струм акумулятор без заряджання? Очевидно, що така система функціонувати вічно не зможе і рано чи пізно акумулятор сяде.
Батареї завжди необхідний заряд такої величини, який відновить різницю потенціалів на клемах АКБ. Також частина систем, таких як обігрів скла та дзеркал, просто не можуть харчуватися від акумулятора: його ресурс занадто малий для таких споживачів. Саме ці проблеми і вирішує генератор, який за рахунок двигуна, наведеного в рух, видає струм постійної величини.
Як тільки автомобіль завівся, генератор відразу починає функціонувати відразу у двох напрямках, чим і зумовлений принцип його дії. Перше, на що буде спрямований максимальний потенціал, - це заповнення заряду акумуляторної батареї. Як тільки цейпотенціал досягне свого максимуму, різниця між струмами генератора та акумулятора стане практично нульовою, і генератор перейде до постачання електричних систем.
Трохи теорії
Власне кажучи, сучасні генератори мають той самий принцип функціонування, як і пристрої, що випускаються ще півстоліття тому. Отже, якщо копнути глибше і розібратися в деталях, то функціональна схема зможе стати зрозумілою навіть людині, далекої від техніки і особливо ремонту автомобілів.
Варто відзначити, що генератор напруги – прилад електромеханічного вигляду.
Це означає, що скільки б багато електричних систем йому не довелося постачати, потенціал він вироблятиме лише за рахунок механічного обертання маховика двигуна, який і приводить у рух всю систему підзарядки.
В основі механічного приводу лежить клинопасова передача, яка здатна ефективно передавати обертання провідного валу веденому. Особливістю цієї системи є те, що тут, подібно до трансмісії автомобіля, можна змінювати частоту обертання шківа генератора щодо маховика двигуна.
Хоч би скільки намагалися виробники вдатися до винаходу інноваційних схем приводу генератора, найнадійнішою і перевіреною залишилася система з фіксованим діаметром шківа. Як правило, шків генератора набагато менше маховика двигуна, що дозволило сучасним типам генераторів видавати досить високу напругу та потужність на своєму виході.
Обертання шківа генератора призводить до того, що рухається і ротор. Він, у свою чергу, взаємодіє з нерухомою частиною - статором - і, за рахунок складної дії магнітних сил і полів один на одного, виробляється різниця потенціалів, що застосовується для живлення всіх електричних схемавтомобіля.
Від теорії до практики
Тепер, коли пристрій сучасного генератора стало зрозуміло загалом, саме час дізнатися і про принцип роботи цього пристрою, зрозуміло, з докладним описом кожної його складових.
Підшипник та шків виконують роль механічної частини генератора. Шків виконується із загартованого металу з високою стійкістю до зношування. За шків зачіпляється ремінь клиноподібних типів і здійснює його обертання. У свою чергу, до шківа приєднаний вал, який приводить у рух статор.
При високій частоті обертання металеві деталі нагріваються, тому необхідна система, що знижує тертя деталей одна одну. Для цих цілей і застосовується підшипник, який має внутрішній резервуар з маслом. Мастило запобігає тертю і, тим самим, продовжує термін служби генератора та його механічних складових.
Весь вміст генератора полягає у металевому корпусі, який має досить складну форму. Виконаний корпус із полегшеного сплаву, який, до всього іншого, досить стійкий до перегріву та різних механічних деформацій. Як правило, корпус має безліч вентиляційних отворів, розташованих на торцевій частині. Генератори підвищеної потужності мають більше отворів для вентиляції, що легко пояснюється більшою робочою температурою.
Крім пасивної вентиляції, в генераторі передбачена активна система, яка рухається за принципом передачі моменту від маховика. Як правило, вентилятори розташовуються у двох частинах генератора – верхньої та нижньої – і виконують свою роботу синхронно.
Статор виконаний з набору листів металу, який є єдиним цілим і називається пакетом.
У сучасних моделяхПакет генераторів збирається з окремих елементів підковоподібної форми, що дозволяє не тільки заощадити метал, але і зменшити масу нерухомого елемента.
Статор в обов'язковому порядку має сердечник, а також обмотку, яка бере на себе роль магнітної складової. Як правило, обмотка виконується з мідного дроту невеликої товщини, яка намотується на сердечник по спіралі. Пази повинні бути суворо ізольовані від потенціалу, що надходить на мідний дріт, а тому вони обов'язково ізолюються. У ролі ізолятора виступає або спеціальна плівка, або діелектричне напилення, що має тривалий термін служби.
Ротор є не менш складною за своєю конструкцією деталь, ніж статор. Цей елемент цікавий тим, що має так звану полюсну систему, що дозволяє уникнути багатьох конструктивних недоліків та збільшити термін служби генератора загалом.
Полюсну функцію виконують дві пластини-зірочки, виконані зі спеціального м'якого сплаву. Зірочки мають дзьобоподібні виступи, які вигнуті у бік валу. Між ними закріплюється втулка зі збудливою мідною обмоткою, яка виконує магнітну функцію.
Також варто згадати, що, як і в будь-якому електричному двигуні, тут є щітки, які знімають з ротора статичну електрику при обертанні. Діодне складання, яке підключається до генератора, здійснює додаткове випрямлення напруги та її стабілізацію.
Вихідні показники
Коли генератор виконує свою роботу, він у постійному режимі поповнює запас акумуляторної батареї та забезпечує для неї постійну напругу заряджання. Важливо, щоб напруга була постійною і не вагалася: інакше, існує ймовірність виходу обладнанняз ладу, про що свідчитиме легкий димок з-під капота авто.
Нормальна напруга вказується на корпусі генератора та, як правило, в експлуатаційній літературі автомобіля. Цей показник залежить не тільки від встановленого виду та об'єму батареї, але й параметрів вхідних для всіх електричних систем.
Крім нормальної напруги, також важлива потужність пристрою: якщо вона буде недостатньою, то системи не будуть постачати електроенергію в повному обсязі, а при перевищенні даного показника відбудеться перевантаження проводки та ризик займання.
Підбиваючи підсумки
Автомобільні генератори напруги – невід'ємна частина системи електроживлення сучасного авто. Знаючи пристрій та вихідні параметри генератора свого автомобіля, можна самостійно визначати несправності системи живлення та проводити нескладний ремонт самостійно, не витрачаючи коштів на дорогий сервіс.