Как генератор питает аккумулятор

Аккумуляторная батарея и генератор

Аккумуляторная батарея включает в себя шесть свинцово-кислотных аккумуляторов. Она представляет собой химический источник постоянного тока и предназначена для питания электрическим током приборов электрооборудования при неработающем двигателе, при работе двигателя на малой частоте вращения коленчатого вала, а также при пуске двигателя стартером.

Аккумуляторная батарея имеет кислотостойкий корпус, который разделен на шесть отсеков. Каждый отсек аккумуляторной батареи представляет собой отдельный аккумулятор. Сверху батарея закрыта общей крышкой, которая приварена при помощи ультразвуковой сварки. В крышке имеются отверстия, через которые осуществляется заливка электролита в каждый аккумулятор. Кроме этого через отверстия проходят полюсные выводы батареи.
Аккумулятор включает в себя два полублока чередующихся пластин (положительных и отрицательных). Пластины одинаковой полярности привариваются к бортам, которые служат для крепления пластин и вывода электрического тока. Решетки пластин отливают из сплава свинца с добавлением кальция и сурьмы, в результате этого замедляется процесс саморазряда аккумулятора. Кроме этого в решетку пластин впрессовывают активную массу. Активная масса приготавливается на водном растворе серной кислоты и окислов свинца (для положительных пластин) И свинцового порошка (для отрицательных). Это позволяет увеличить емкость аккумулятора.

Одноименные пластины соединяются в полублоки, которые заканчиваются выводными штырями. Полублоки собираются таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому отрицательных пластин на одну больше. Такое расположение позволяет лучше использовать двухстороннюю активную массу крайних положительных пластин, а также исключает их коробление и разрушение.
Положительные пластины аккумулятора помещаются в сепараторы. Сепараторы представляют собой конверты, которые изготовлены из тонкого пластикового микропористого материала. Благодаря конвертам исключается возможность замыкания положительных пластин отрицательными. Кроме этого из-за малой толщины и большой пористости сепараторов не создается помех прохождению электролита, снижается внутреннее сопротивление и получается зарядный ток большей силы.

В каждом аккумуляторе снизу заливных отверстий находятся трубчатые индикаторы, которые показывают уровень электролита. Если уровень электролита соответствует норме, то его поверхность образует эллипс, который можно четко увидеть через наливное отверстие. Кроме этого на корпусе аккумулятора могут быть отметки min и шах, которые показывают максимальный и минимальный уровни электролита.
Полублоки пластин соединяются между собой при помощи межэлементных соединений, которые проходят через пластмассовые перегородки. Межэлементные соединители соединяют пластины с положительными и отрицательными выводами аккумуляторной батареи.
Выводы многих аккумуляторных батарей имеют конусную форму. Такая форма обеспечивает сохранение надежного контакта с клеммами проводов при износе их в процессе эксплуатации. Причем диаметр отрицательного вывода меньше диаметра положительного. Это исключает возможность нарушения полярности при установке аккумуляторной батареи на автомобиль.
Сверху отверстия для заливки электролита закрываются пробками, которые имеют вентиляционные отверстия для выхода газов, образующихся в процессе работы батареи. Электролит представляет собой раствор серной кислоты с дистиллированной водой.

Генератор

Генератор предназначен для питания током всех потребителей электрооборудования, а также для заряда аккумуляторной батареи при средних и высоких оборотах двигателя.

На автомобилях устанавливают трехфазные генераторы переменного тока с выпрямителями на основе кремниевых диодов.
На стальном статоре генератора располагаются три катушки под углом в 120°. Концы катушек соединяются звездой (когда одни концы обмоток соединяются в одной точке, а другие выводятся в общую цепь потребителей). Катушка и включенный в нее потребитель образуют фазу. Внутри статора вращается ротор. Во время вращения ротора к катушкам каждые 120° попеременно подходят северный и южный полюса. При этом обмотки катушек статора пересекают силовые магнитные линии, в результате этого в них индуцируется переменная по своему направлению ЭДС. ЭДС создает переменный ток в цепи каждой фазы. При этом ток, который индуцируется в одной из фаз, обязательно проходит в цепи двух других фаз. За один оборот ротора через равные промежутки времени в цепи каждой фазы меняется направление тока.
Переменный ток не может использоваться для зарядки аккумуляторной батареи, поэтому в генераторе устанавливается блок выпрямителей. Блок выпрямителей включает в себя шесть кремниевых диодов, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Кремниевые диоды имеют достаточно большой срок службы, пропускают малый обратный ток, а также достаточно надежно работают при температуре от -60 до + 125 С. Кроме этого диоды имеют малые габариты и массу, что позволяет их устанавливать в крышку генератора автомобиля.

Генератор включает в себя:
1) статор;
2) ротор;
3) щетки;
4) выпрямительный блок;
5) электронный регулятор напряжения;
6) проводниковый шкив;
7) конденсатор.

Конструкция статора включает в себя сердечник и катушки обмотки. Сердечник изготовляют из отдельных пластин, изолированных лаком. Сердечник статора выполнен в виде кольца. На внутренней поверхности сердечника имеются зубья, на которые надеваются катушки. Катушки образуют обмотку статора, разделенную на три фазы. Одни концы фаз соединены между собой в одной точке, которая называется нулевой. Другие концы фаз выводятся непосредственно в цепь.

Ротор генератора включает в себя вал и шесть пар магнитных полюсных наконечников. На валу напрессована втулка с обмоткой возбуждения. Магнитные наконечники под действием обмотки возбуждения создают магнитное поле. Кроме этого на валу ротора есть Два контактных кольца. Через контактные кольца в обмотку возбуждения подается электрический ток. Ло контактным кольцам скользят графитовые щетки, которые соединены с регулятором напряжения. Вращение ротора происходит в шариковых подшипниках, которые установлены в передней и задней крышках. Подшипники не требуют смазки, так как они заполнены специальной смазкой, которая рассчитана на весь срок службы генератора.

Выпрямительный блок состоит из двух алюминиевых пластинок с запрессованными в них шестью диодами. Диоды выпрямительного блока пропускают электрический ток только в одном направлении, создавая тем самым постоянный ток. Кроме этого На пластине выпрямительного блока есть дополнительные три диода. Напряжение, снимаемое с дополнительных диодов, идет на питание постоянным током обмотки ротора.

Электронный регулятор напряжения представляет собой неразборный и нерегулируемый узел. В паз регулятора напряжения вставляется щеточный узел, который представляет собой пластмассовый щеткодержатель с двумя щетками.
Приводной шкив с вентилятором устанавливается на переднем конце вала ротора.
Вентилятор предназначен для охлаждения статора, ротора и выпрямительного блока. Охлаждающий воздух засасывается через отверстия в задней крышке, циркулирует внутри генератора и затем выходит наружу через отверстия в передней крышке.
Конденсатор устанавливается в генераторе для подавления радиопомех и для защиты электронного оборудования от импульсов напряжения в системе зажигания.

При включении зажигания на обмотку генератора поступает ток от аккумуляторной батареи. Ток, протекающий по обмотке возбуждения, создает вокруг полюсов ротора электромагнитное поле. После пуска двигателя ротор генератора начинает вращаться и под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный полюс ротора, в результате этого магнитный поток, проходящий через зубцы статора, меняет свое «направление. Переменный магнитный поток пересекает витки обмотки статора, в результате этого в ней индуцируется ЭДС.

Переменный электрический ток, который индуцируется в обмотке статора, выпрямляется выпрямительным блоком. После этого постоянный ток подается для питания потребителей. Кроме этого с выводов дополнительных диодов подается напряжение для питания обмотки возбуждения ротора.
При увеличении частоты вращения ротора происходит увеличение выходного напряжения генератора. Если напряжение начинает превышать 13,7-14,5 В, регулятор напряжения прекращает подачу тока в обмотку возбуждения. После этого происходит падение напряжения генератора, регулятор снова начинает подавать ток в обмотку, и весь процесс повторяется. Благодаря высокой частоте протекания этого процесса напряжение генератора остается практически постоянным в пределах от 13,7 до 14,5 В. Размыкание и замыкание цепи питания электрооборудования происходит за счет открытия и закрытия выходного транзистора в регуляторе напряжения. Открытие и закрытие транзистора происходит под действием управляющего напряжения на выводе регулятора напряжения. Более точный контроль напряжения в цепи электрооборудования может осуществляться при помощи вольтметра, который установлен на щитке приборов.

Крепление генератора к двигателю автомобиля в большинстве случаев осуществляется при помощи болтов, вставляемых в отверстие приливов крышек со втулками. С верхней стороны генератор крепится к двигателю через натяжную планку, которая обеспечивает перемещение генератора при регулировке натяжения или при замене приводного ремня.

Источник

Сколько должен выдавать генератор для нормальной зарядки аккумулятора

Постоянный недозаряд АКБ или её абсолютная разрядка в самый неподходящий момент — головная боль многих автовладельцев. Одним из источников этих проблем может быть генератор. Но как его проверить? Возможно, дело совсем не в нём? Давайте вместе разберёмся, сколько должен вырабатывать генератор для нормального функционирования всех систем автомобиля и поддержания АКБ в заряженном состоянии.

Как проверить работу генератора

Аккумулятор в автомобиле — важный элемент системы, который отвечает за обеспечение бортовой сети машины электричеством. Генератор используется для зарядки АКБ во время её активности. Нестабильная работа устройства, генерирующего электроэнергию, становится причиной просадки напряжения в сети и отсутствия восстановления ёмкости источника питания.

Под нормальной производительностью генератора понимается своевременное и полноценное восполнение уровня заряда аккумуляторной батареи, который под нагрузкой уменьшается. Проверка величины зарядки аккумулятора от генератора проста и может быть выполнена владельцем авто самостоятельно.

Диагностика автомобильного устройства, генерирующего энергию, включает в себя визуальный осмотр агрегата, его элементов и сопутствующих деталей, а также осуществление замеров напряжения и силы тока. Как минимум два раза в год следует проверять натяжение ремня приводов, чрезмерное ослабление которого приводит к уменьшению работоспособности генератора, а иногда может повлечь за собой и поломку устройства. Раз в год можно осуществлять проверку элементов оборудования — креплений, диодного моста, регулятора напряжения и других. Гарантией отсутствия проблем будет и своевременное обслуживание аккумулятора — чистка клемм, добавление дистиллированной воды.

Диагностика таких показателей, как напряжение, сила тока, сопротивление, необходима также два раза в год. Для её осуществления вам понадобятся специальные приборы — вольтметр, мультиметр или нагрузочная вилка.

Какая зарядка должна идти на аккумулятор с генератора

Традиционно считается, что 13,5—14,5В должен выдавать генератор на АКБ и этого совершенно хватает для восполнения затрат аккумуляторной батареи.

Стоит учитывать, что использование на автомобиле батареи большей мощности, чем рекомендует изготовитель, требует и установки более производительного генерирующего устройства.

Необходимо учесть ту нагрузку, которую должен выдерживать генератор — она высчитывается по максимальным показателям всех электроприборов и систем авто.

Не стоит забывать, что зарядный ток от устройства, генерирующего энергию, позволит завести машину в холодное время года. Для того чтобы не возникало проблем с заводом автомобиля, мы рекомендуем приобретать генерирующее оборудование, ток заряда которого будет составлять примерно 10% от ёмкости источника питания. То есть для аккумулятора в 100 А/ч необходим генератор, который сможет выдать 10А. Обратите внимание, для многих машин оборудование в 100 ампер будет работать на пределе своих возможностей, потому что энергопотребление автомобильной системы в районе 80 ампер. Поэтому выбор источника, генерирующего энергию, должен учитывать и ёмкость АКБ, и потребление в сети.

Как проверить напряжение генератора на аккумуляторе

Разность потенциалов можно диагностировать двумя способами — непосредственно на генерирующем оборудовании и через аккумулятор. Генератор напрямую связан с источником питания толстым проводом, потому для проверки уровня разницы потенциалов можно измерить напряжение на источнике питания. Для этого потребуются специальные устройства — вольтметр, мультиметр или нагрузочная вилка.

Провода первых измерительных приборов подключаются к АКБ в любой последовательности. Вилка должна быть соединена с клеммами аккумуляторной батареи со строгим соблюдением полярности. Принято считать, что нормальное напряжение в сети должно быть не ниже 12 вольт. На холостом ходу без включения всех электрических приборов автомобиля этот показатель должен быть на уровне 13,5—14В. Падение значений напряжения до 13,3—13,8 вольта считается допустимым.

В то же время обычным тестирующим оборудованием можно проверить сопротивление элементов генератора — ротора, статора и диодного моста. Диагностика роторного оборудования осуществляется по его обмотке. Необходимо соединить щупы устройства с контактными кольцами. Если мультиметр даёт показания от 2, 3 до 5,1 Ом, то этот элемент исправен. Потребление тока обмоткой должно быть в пределах 3—4,5 ампер.

Её нормальное сопротивление — 0,2 Ома. Проверка диодного моста осуществляется по наличию или отсутствию сопротивления, показатели не имеют значения. Единственное, стоит учесть — нулевого измерения быть не должно. Замеры осуществляются попарно — плюсовой выход и все пластины с этой стороны или минус и все элементы.

Напоминаем, что для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора напряжение, выдаваемое генератором, должно быть от 13,5 до 14 вольт.

Сколько ампер выдаёт автомобильный генератор на аккумулятор

Сила тока, необходимая электросистеме каждого авто, индивидуальна и зависит от количества потребителей электричества и их значений. А также ток заряда должен быть достаточным для зарядки источника питания.

Стоит отметить, что показания ампер появляются только тогда, когда в электросистеме автомобиля есть нагрузка и, соответственно, разрядка АКБ. После запуска двигателя машины, ток заряда составляет около 6—10 ампер и со временем падает, потому что идёт заряд аккумулятора, принимающего на себя основное потребление энергии. Если включить дополнительно оборудование — фары, магнитолу или обогрев зеркал, то можно увидеть повышение значений зарядного тока.

Во время покупки генератора обращайте внимание на его технические характеристики, которые производитель указывает на корпусе — именно там вы найдёте информацию о том, какой ток максимально будет поступать на аккумулятор.

В таблице ниже можно посмотреть примерные значения силы тока, которые показывает генератор при различной нагрузке.

Таблица 1. Сколько ампер выдает генератор под нагрузкой.

Признаки неисправности генератора

В современных машинах поломки электрической системы — одни из распространённых. Большое количество электроники обязывает особо тщательно контролировать работу и состояние генератора и аккумулятора, потому что их выход из строя может обездвижить автомобиль. Самыми популярными признаками неисправности генератора являются:

• световая индикация аккумуляторной батареи на панели приборов;
• нестабильная работа АКБ (её выкипание или недозаряд);
• различная интенсивность света фар;
• посторонние звуки со стороны генератора.

Если вы заметили некорректную работу автомобиля, то, возможно, ток зарядки аккумулятора от генератора недостаточен.

Все неисправности электротехнического оборудования, к которому относится генерирующее энергию устройство автомобиля, являются механическими (деформация или поломка креплений, корпуса, нарушение работы подшипников, прижимных пружин, ремня привода и др.) или электрическими (обрывы обмоток, неисправности диодного моста, выгорание или износ щёток, замыкания между витками, пробои и пр.).

Не стоит списывать неработающий генератор со счетов: узнайте, есть ли ремкомплекты и запасные части. По возможности замените их. Если вы не можете самостоятельно осуществить ремонтные работы, то отдайте генератор в мастерскую. Многие умельцы сумеют восстановить агрегат без лишних затрат и в кратчайшее время.

Однако отдельные поломки требуют покупки нового устройства, генерирующего электроэнергию. Например, выходящий из строя подшипник, который впаян в корпус генератора не подлежит восстановлению или замене в большинстве случаев.

Помните, что поломка этого узла может быть вызвана не только износом и коррозией, но и плохим качеством элементов, комплектующих; чрезмерная нагрузка; внешнее воздействие солей, жидкостей, температур.

Другие причины низкого напряжения

Не всегда малая разность потенциалов в системе связана с поломкой генератора или плохим аккумулятором. Если диагностика этих элементов не выявила никаких неполадок, то стоит обратить своё внимание на следующее:

• состояние клемм аккумулятора — плотность примыкания и оксидация;
• проблемы электропроводки — окисление, нарушение её целостности;
• выходные контакты к электроприборам;
• правильно подобранные энергопотребители.

Каждый контакт должен быть плотно примыкающим и целостным, то есть необходимо отсутствие образований (например, сульфации), которые будут нарушать прохождение тока. Неправильное соединение контактов приводит к ускоренному разряду батареи даже на незаведенной машине.

Чтобы улучшить примыкание элементов электросистемы автомобиля, необходимо зачистить все контакты и восстановить целостность проводов с помощью их замены или соединения и обмотки изоляционной лентой.

В заключение хотелось бы повторить, что устойчивая работа автомобиля требует постоянного контроля всех элементов, а особое внимание должен привлекать генератор. Аккумулятор заряжается от него и обеспечивает электричеством целую автомобильную систему. Обращайте внимание на все элементы: щётки генератора, контактные кольца, регулятор напряжения, обмотку оборудования.

Самые корректные замеры следует осуществлять при полной заряженности батареи и в различных режимах. Помните, что производитель привязывает характеристики генератора к количеству оборотов двигателя — именно они помогают вырабатывать определённый ток.

Подробное видео, как проверить генератор:

У вас есть опыт диагностики генератора и решения проблем в электрической системе автомобиля? Поделитесь, пожалуйста, вашим опытом и мнением с нашими читателями в комментариях. Если у вас есть вопросы по затронутым темам, мы будем рады на них ответить.

Источник