Xerador automático. Dispositivo e como funciona

Xerador en coche

O xerador apareceu na industria do automóbil a principios do século XX xunto coa batería, que requiría unha recarga constante. Eran enormes conxuntos de CC que requirían un mantemento constante. Os xeradores modernos volvéronse compactos, a alta fiabilidade de pezas individuais débese á introdución de novas tecnoloxías de produción. A continuación, analizaremos o dispositivo, o principio de funcionamento e os fallos típicos do xerador con máis detalle. 

Que é un xerador automático

Un xerador de coche é unha unidade que converte a enerxía mecánica en enerxía eléctrica e realiza as seguintes funcións:

• proporciona unha carga de batería constante e continua cando o motor está en funcionamento;
• proporciona enerxía a todos os sistemas durante o arranque do motor, cando o motor de arranque consume unha gran cantidade de electricidade.

O xerador está instalado no compartimento do motor. Debido aos soportes, está fixado ao bloque do motor, accionado por unha correa de transmisión desde a polea do cigüeñal. Un xerador eléctrico está conectado nun circuíto eléctrico paralelo á batería de almacenamento.

A batería só se carga cando a electricidade xerada supera a tensión da batería. A potencia da corrente xerada depende das revolucións do cigüeñal, respectivamente, a tensión aumenta coas revolucións da polea cunha progresión xeométrica. Para evitar a sobrecarga, o xerador está equipado cun regulador de tensión que axusta a cantidade de tensión de saída, proporcionando 13.5-14.7V.

Por que un coche precisa un xerador?

Nun coche moderno, case todos os sistemas están controlados por sensores que rexistran os seus diferentes modos de operación. Se todos estes elementos funcionasen debido á carga da batería, o coche nin sequera tería tempo de quentar, xa que a batería está completamente descargada.

De xeito que durante o funcionamento do motor, cada sistema non sería alimentado por unha batería, instalarase un xerador. Funciona exclusivamente cando o motor de combustión interna está acendido e é necesario para:

1. Recarga a batería;
2. Proporcionar enerxía suficiente para cada unidade do sistema eléctrico da máquina;
3. En modo de emerxencia ou con carga máxima, realice ambas funcións e alimenta a batería e proporcione enerxía ao sistema eléctrico do vehículo.

É necesario recargar a batería porque só se emprega a enerxía da batería ao arrancar o motor. Para evitar que a batería se descargue durante a condución, non se recomenda acender moitos consumidores de enerxía.

Por exemplo, no inverno, algúns condutores, cando quentan a cabina, acenden o sistema climático do coche e os quentadores de vidro e, para que este proceso non sexa aburrido, tamén teñen un potente sistema de audio. Como resultado, o xerador non ten tempo para xerar tanta enerxía e tómase parcialmente da batería.

Conduce e monta

Este mecanismo é accionado por unha transmisión por correa. Está conectado á polea do cigüeñal. Na maioría das veces, o diámetro da polea do cigüeñal é maior que o do xerador. Debido a isto, unha volta do eixe do mecanismo da manivela corresponde a varias revolucións do eixe do xerador. Estas dimensións permiten ao dispositivo xerar máis enerxía para diferentes elementos e sistemas consumidores.

O xerador está montado moi preto da polea do cigüeñal. A tensión da correa de transmisión nalgúns modelos de automóbiles realízase mediante rodillos. Os coches económicos teñen un xerador máis sinxelo. Ten unha guía na que o corpo do dispositivo está fixado con parafusos. Se a tensión da cinta está solta (baixo as cargas esvarará sobre a polea e chiscará), entón pódese corrixir movendo a carcasa do xerador un pouco máis lonxe da polea do cigüeñal e fixala.

Dispositivos e funcións de deseño

Os xeradores automotores realizan a mesma función, traballan no mesmo principio, pero difiren entre si no tamaño, na implementación das pezas de montaxe, no tamaño da polea, nas características dos rectificadores e do regulador de tensión, en presenza de refrixeración (a miúdo úsase líquido ou aire nos motores diésel). O xerador consiste en:

• caixas (tapa frontal e traseira);
• estator;
• rotor;
• ponte de diodos;
• polea;
• montaxe de xesta;
• regulador de tensión.

Vivenda

A gran maioría dos xeradores teñen un corpo composto por dúas tapas, que están conectadas con tacos e apertadas con porcas. A peza está feita de aluminio de aliaxe lixeira, que ten unha boa disipación de calor e non está imantada. A carcasa ten orificios de ventilación para a transferencia de calor.

Stator

Ten forma de anel e está instalado dentro do corpo. É unha das partes principais, que serve para crear corrente alterna debido ao campo magnético do rotor. O estator está composto por un núcleo, que está ensamblado a partir de 36 placas. Hai un enrolamento de cobre nas ranuras do núcleo, que serve para xerar corrente. Na maioría das veces, o devanado é trifásico, segundo o tipo de conexión:

• estrela: os extremos do enrolamento están interconectados;
• triángulo: os extremos do enrolamento saen por separado.

Rotor

Xirando para facer, cuxo eixo xira sobre rodamentos de bolas de tipo pechado. No eixe instálase un devanado de excitación que serve para crear un campo magnético para o estator. Para garantir a dirección correcta do campo magnético, hai dous núcleos polos con seis dentes cada un instalados por encima do devanado. Ademais, o eixe do rotor está equipado con dous aneis de cobre, ás veces latón ou aceiro, polos que circula a corrente desde a batería ata a bobina de excitación.

Unidade de ponte / rectificador de diodo

Tamén un dos compoñentes principais, cuxa tarefa é converter a corrente alterna en corrente continua, proporcionando unha carga estable da batería do coche. A ponte de diodos consiste nunha tira de disipador de calor positiva e negativa, así como diodos. Os diodos están soldados hermeticamente na ponte.

A corrente é alimentada á ponte do diodo dende o devanado do estator, endereita e alimentada á batería a través do contacto de saída na tapa traseira. 

Polea

A polea, a través da correa de transmisión, transmite o par ao xerador desde o cigüeñal. O tamaño da polea determina a relación de transmisión, canto maior sexa o seu diámetro, menos enerxía é necesaria para xirar o xerador. Os coches modernos móvense a unha roda libre, cuxo obxectivo é suavizar as oscilacións na rotación da polea, mantendo a tensión e a integridade do cinto. 

Montaxe de cepillo

Nos coches modernos, os cepillos combínanse nunha unidade cun regulador de tensión, só cambian no montaxe, xa que a súa vida útil é bastante longa. Os cepillos úsanse para transferir a tensión aos aneis deslizantes do eixe do rotor. Os cepillos de grafito son presionados por resortes. 

Regulador de tensión

O regulador de semicondutores garante que a tensión requirida se manteña nos parámetros especificados. Situado na unidade porta-pincel ou pódese retirar por separado.

Os principais parámetros do xerador

A modificación do xerador combínase cos parámetros do sistema de bordo do vehículo. Aquí tes os parámetros tidos en conta á hora de seleccionar unha fonte de enerxía:

• A tensión que produce o dispositivo é de 12 V no estándar e de 24 V para sistemas máis potentes;
• A corrente xerada non debe ser inferior á necesaria para o sistema eléctrico do coche;
• Características de velocidade de corrente: este é un parámetro que determina a dependencia da intensidade de corrente da velocidade de xiro do eixe do xerador;
• Eficiencia: na maioría dos casos, o modelo produce un indicador do 50-60 por cento.

Estes parámetros deben terse en conta cando se actualiza un vehículo. Por exemplo, se instalas un equipo de reforzo de son máis potente ou un aire acondicionado nun coche, o sistema eléctrico do coche consumirá máis enerxía da que pode xerar o xerador. Por este motivo, debería consultar a un electricista de automóbiles sobre como elixir a fonte de enerxía axeitada.

Como funciona o xerador automático

O esquema de funcionamento do xerador é o seguinte: cando se abre a chave no interruptor de ignición, a fonte de alimentación está conectada. A tensión da batería entrégase ao regulador, que, á súa vez, a transmite aos aneis colectores de cobre, o consumidor final é o bobinado de excitación do rotor.

A partir do momento en que xira o cigüeñal do motor, o eixe do rotor comeza a xirar a través da transmisión por correa, créase un campo electromagnético. O rotor xera unha corrente alterna, cando se alcanza unha determinada velocidade, o devanado de excitación é alimentado desde o propio xerador e non desde a batería.

A corrente alterna é entón alimentada á ponte de diodos, onde ten lugar o proceso de "igualación". O regulador de tensión controla o modo de funcionamento do rotor, se é necesario, cambia a tensión do devanado de campo. Deste xeito, sempre que as pezas estean en boas condicións, fornécese á batería unha corrente estable, que proporciona á rede de bordo a tensión requirida. 

No taboleiro dos coches máis modernos móstrase un indicador de batería, que tamén indica o estado do xerador (acéndese cando o cinto rompe ou está sobrecargado). Coches como o VAZ 2101-07, o AZLK-2140 e outros "equipos" soviéticos teñen un dial, un amperímetro ou un voltímetro, polo que sempre se pode controlar o estado do xerador.

Para que serve un regulador de tensión?

Situación: cando o motor está en marcha, a carga da batería diminúe drasticamente ou se produce unha sobrecarga. Primeiro cómpre comprobar a batería e, se funciona correctamente, o problema está no regulador de tensión. O regulador pode ser remoto ou integrado no conxunto da xesta.

A altas velocidades do motor, a tensión do xerador pode subir a 16 voltios e isto afecta negativamente ás células da batería. O regulador "elimina" o exceso de corrente, recibíndoo da batería e tamén regula a tensión no rotor.

Resumidamente sobre a carga que debe xerar o xerador:

Canto debe cobrar o coche? DISCUTIR

Regras nocivas para o funcionamento do xerador (segundo Oster)

Os seguintes son os pasos da rúbrica "como matar un xerador en dous pasos":

• Regra de "polaridade inversa": intercambia os cables da batería e organizarás un flash brillante inusual no xerador, así como unha nube de luz que saia del. Ao mesmo tempo, sentirás un pracer acústico inesquecible, escoitando clics e asubíos, así como o incrible cheiro dos fíos queimados e, o máis importante, unha queimadura de 1-3 graos, dependendo das túas ambicións. Tal "truco" desactiva parcialmente a ponte de diodos, o estator e o regulador, afortunadamente, un incendio de coche ten unha probabilidade de 1: 1000. A partir dos "efectos secundarios", pódese desactivar o grupo de instrumentos, o ordenador de a bordo, a gravadora de radio e outros compoñentes da rede a bordo. Dignidade - dominada por principiantes sen longas teorías;
• regra de lavado: lave a unidade de potencia tan frecuentemente como sexa posible, con moita auga e escuma, especialmente no alternador e entrante. O principal é que o fluxo de auga lava abundantemente o xerador desde dentro, está terminantemente prohibido secalo, arrancamos inmediatamente o motor, acendemos todos os consumidores de enerxía e observamos os efectos. Se non, repita o procedemento. Dignidade: o "xene" queimado estará limpo;
• método anticuado: tirar do fío do terminal "+" para comprobar a carga dun motor en marcha, esta é a regra principal! A probabilidade de falla de todo tipo de relés é de 50:50, o principal é proporcionar moitas faíscas para o efecto e tamén acender todo o que funciona con electricidade;
• "Voamos" a través de pozas - moitos nin sequera se dan conta de que usan esta regra baixo a choiva. O principal é asegurarse sempre de que o seu coche non se pode comparar coa resistencia á auga dun submarino, canto máis profundo sexa o charco, máis brillante será o efecto. É importante escoller unha velocidade á que entre máis auga no compartimento do motor, o principal é tirar todas as carcasas de plástico e a protección. A principal vantaxe é que o truco se pode repetir onde haxa auga (incluso regatos e ríos) sen saír do coche;
• "amante da música": necesitas instalar a gravadora de radio máis cara e, preferiblemente, dous, tantos altofalantes como sexa posible, polo menos un par de ducias, amplificadores e un par de subwoofers, acende a túa música favorita a todo volume co o motor en marcha, se non sae fume debaixo do capó, pero o aire permanece limpo, isto significa que comprou equipos demasiado baratos;
• "batería vella": o método require algúns coñecementos de física, polo menos a lei de Ohm. Collemos a batería máis antiga, e canto máis antiga, máis probable é que sexa un banco pechado. Quizais a batería mostre sinais de operación violenta, certamente consumirá unha cantidade de enerxía salvaxe, pero o funcionamento do inxector será inestable e podes esquecer a luz alta. O principal é explotar máis a batería antiga: o efecto non che fará esperar. 

Como probar un alternador de coche

Aínda que o xerador debe ser reparado por especialistas, pode comprobar o seu rendemento. Nos coches antigos, os condutores experimentados comprobaron o funcionamento do xerador do seguinte xeito.

Arranca o motor, acende os faros e, co motor en marcha, desconecta o terminal negativo da batería. Cando o xerador está en funcionamento, xera electricidade para todos os consumidores, polo que cando a batería está desconectada, o motor non se para. Se o motor para, significa que o xerador debe ser reparado ou substituído (dependendo do tipo de avaría).

Pero en coches novos é mellor non usar este método. O motivo é que os alternadores modernos para tales vehículos están deseñados para unha carga constante, parte da cal se compensa recargando constantemente a batería. Se se apaga mentres o xerador está funcionando, pode danalo.

A forma máis segura de probar o xerador é cun multímetro. O principio de verificación é o seguinte:

• Co motor apagado, mídese a tensión da batería. Cunha boa batería, este parámetro debería ser de 12.7 voltios.
• O motor arranca e todos os consumidores apáganse (ventilador da cabina, faros, calefacción de vidro, etc.)
• Unha vez máis, as sondas do multímetro están conectadas aos condutores de baixada da batería. Dependendo do modelo do coche, a tensión nos terminais debe ser de 13.8-14.8 voltios.
• Os consumidores de electricidade están conectados - na medida do posible.
• Mídese de novo a tensión. Se o xerador funciona correctamente, este indicador baixará a 13.8-14 voltios. Unha lectura a continuación é un sinal de falla do alternador.

Mal funcionamento do xerador de vehículos

O xerador caracterízase por fallos mecánicos e eléctricos.

Avarías mecánicas:

• rotura da correa de transmisión - é necesario substituír;
• suavizar os bordos da polea, o que fai que a cinta xire;
• desgaste de cepillos;
• danos na caixa do xerador;
• falla de rodamentos.

Eléctrica:

• desgaste de aneis deslizantes por fricción;
• falla do regulador de tensión;
• peche de xiros de estator;
• queimadura de diodos pontes rectificadores;
• agotamento dos fíos de carga finais;
• queimadura do devanado do rotor.

A falla de calquera parte do xerador implica unha sobrecarga ou viceversa. Na maioría das veces, fallan o regulador de tensión e os rodamentos, a correa de transmisión cambia segundo a normativa de mantemento.

Por certo, se en ocasións quere instalar rodamentos mellorados e un regulador, preste atención ás súas características, se non, é moi probable que a substitución da peza non dea o efecto desexado. Todas as outras avarías requiren a retirada do xerador e a súa desmontaxe, o que é mellor deixar a un especialista. O principal que hai que lembrar é que se non segues as regras segundo Oster, hai todas as posibilidades de que o xerador funcione sen problemas.

Aquí tes un pequeno vídeo sobre a conexión entre a potencia do xerador e a batería:

AKBshnik # 11: enerxía do xerador ao elixir unha batería

Dificultades ao arrancar o motor

Aínda que o motor é alimentado exclusivamente pola batería para arrancar, un arranque difícil pode indicar que hai unha corrente de fuga ou que a batería non se está cargando correctamente. Cabe ter en conta que as viaxes de curta duración consumirán moita enerxía e durante este tempo a batería non recuperará a súa carga.

Se cada día o coche comeza cada vez peor e as viaxes son longas, entón debes prestar atención ao xerador. Pero un mal funcionamento do xerador tamén se pode asociar non só á subcarga, senón tamén á sobrecarga da batería. Neste caso, é necesario substituír o relé-regulador, que se encarga de manter unha tensión de saída específica.

Faros atenuados ou parpadeantes

Durante o funcionamento, o xerador debe proporcionar enerxía totalmente a todos os consumidores que están no coche (agás os dispositivos externos potentes, cuxa presenza non é proporcionada polo fabricante). Se durante unha viaxe o condutor nota que os faros diminuíron ou parpadearon, isto é un síntoma de mal funcionamento do xerador.

Tal xerador pode producir unha carga normal, pero pode non ser capaz de soportar unha carga aumentada. Un mal funcionamento similar pódese notar pola luz parpadeante ou escasa da luz de fondo do panel de instrumentos.

A icona do panel está activada

Para avisar ao condutor da carga insuficiente e doutros problemas asociados á fonte de alimentación, os fabricantes colocaron unha icona coa imaxe dunha batería no panel de control. Se esta icona se ilumina, significa que o coche ten un problema serio coa electricidade.

Dependendo do estado e do tipo de batería sen recarga (só na capacidade da batería), o coche é capaz de percorrer varias decenas de quilómetros. En cada batería, o fabricante indica canto tempo durará a batería sen recargala.

Aínda que todos os consumidores de enerxía estean desactivados, a batería aínda estará descargada, xa que se necesita electricidade para xerar unha faísca nos cilindros (ou quentar o aire nunha unidade diésel). Cando se ilumina a icona da batería, debes acudir inmediatamente ao servizo de vehículos máis próximo ou chamar a unha grúa (algúns tipos de baterías instaladas nos coches modernos non se poden restaurar despois dunha descarga profunda).

Pitos da correa motriz

Tal son a miúdo aparece inmediatamente despois de arrancar o motor en tempo húmido ou despois de superar un charco profundo. O motivo deste efecto é afrouxar a tensión da correa do alternador. Se, despois de apretar, o cinto comezou a asubiar de novo co paso do tempo, é necesario establecer por que se afrouxa rapidamente.

A correa do alternador ten que estar ben tensada, xa que cando se conectan distintos consumidores, crea máis resistencia á rotación do eixe (para xerar máis electricidade, como nunha dínamo convencional).

Nalgúns coches modernos, a tensión do cinto é proporcionada por un tensor automático. No deseño de coches máis sinxelos, este elemento está ausente e a tensión do cinto debe facerse manualmente.

O cinto quéntase ou rómpese

A calor ou a falla prematura da correa de transmisión indican que está a ser sobrecargada. Por suposto, o condutor non ten que comprobar a temperatura da transmisión do xerador cada vez, pero se o cheiro a goma queimada é claramente audible e aparece un lixeiro fume no compartimento do motor, é necesario comprobar o estado da correa de transmisión. .

A miúdo, o cinto desgasta prematuramente debido á falla do rodamento do eixe do xerador ou dos rolos de tensión, se están no deseño. A rotura da correa do alternador nalgúns casos pode provocar a interrupción da sincronización da válvula debido ao feito de que a peza caeu baixo a correa de distribución.

Soar ou ruxir de debaixo do capó

Cada xerador está equipado con rodamentos que proporcionan unha distancia constante entre os enrolamentos do rotor e do estator. Despois de iniciar o motor, os rodamentos están constantemente en rotación, pero a diferenza de moitas partes do motor de combustión interna, non reciben lubricación. Por iso, arrefrían peor.

Debido á calor constante e á tensión mecánica (o cinto debe estar baixo unha tensión firme), os rodamentos poden perder a lubricación e romper rapidamente. Se durante o funcionamento do xerador ou cun aumento da carga, se producen ruidos ou ruidos metálicos, os rodamentos deben ser substituídos. Nalgunhas modificacións dos xeradores hai un embrague libre, que suaviza as vibracións de torsión. Este mecanismo tamén falla a miúdo. Deberá retirarse o alternador para substituír os rodamentos ou a roda libre.

zumbido eléctrico

Este son é semellante ao son dos grandes motores eléctricos, como os instalados nos trolebuses. Cando aparece tal son, é necesario desmontar o xerador e comprobar o estado dos seus enrolamentos. Basicamente, aparece cando se pecha o enrolamento do estator.

Vídeo sobre o tema

En conclusión: unha descrición detallada do principio de funcionamento dun xerador de coches:

O electricista de automóbiles revelou todos os segredos do xerador e o seu mal funcionamento !!!

Preguntas e respostas:

Para que serve un xerador nun coche? Este mecanismo garante a xeración de electricidade para que non se desperdicie a subministración da batería. Un xerador converte a enerxía mecánica en electricidade.

Que potencia o xerador do coche? Mentres o motor está en marcha, o xerador xera electricidade para recargar a batería e alimentar todos os equipos eléctricos do vehículo. A súa capacidade depende do número de consumidores.