АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Принцип работы автомобильного генератора видео: Принцип работы генератора автомобиля для «чайников» + Видео » АвтоНоватор

24 июня, 2023 by admin

Автомобильный генератор — схема, принцип работы и замена + Видео

Генератор – это электрическая машина, предназначенная для выработки электрической энергии. Генераторы являются основным элементом электроснабжения и обеспечивают бесперебойную работу электрических приемников.

Устройство и принцип работы автомобильного генератора

Генератор состоит из двух основных элементов – это статор и ротор. В статор входит корпус генератора, на котором установлена обмотка статора. Обмотка производится с медной проволоки и выполняется в виде изолированных друг от друга витков по всей окружности стенка статора. Статор выполняется из металла и состоит из двух частей, которые обеспечивают поперечное соединение генератора и его защиту от воздействий окружающей среды.

Ротор, в свою очередь, представляет собой комплекс обмотки, которая уложена в специальные пазы и имеет вал. Вал предназначен для крепления ротора в продольной оси и крепится при помощи двух подшипников на разных частях корпуса статора. На одной из частей вала, во внутренней части статора установлены два контактных кольца с медной пленкой. С наружной части генератора, на валу устанавливается шкив генератора.

В нижней части располагаются две железные пластины, скрепленные между собой и между ними, в чередующемся порядке закреплены полупроводниковые элементы – диоды. Также, в статоре укрепляется щеточный узел, чаще всего, в комбинации с реле-регулятором напряжения, щетки которого упираются в контактные кольца вала ротора.

Принцип работы генератора, примерно, следующий. При запуске двигателя, со шкива коленчатого вала через ременную передачу передается вращающий момент не шкив вала генератора. Вал начинает вращение и при помощи полюсов и комплекса обмотки наводит ЭДС (электродвижущую силу) в обмотке ротора. Эта ЭДС передается в виде напряжения переменного тока на щеточный узел. Так как значения напряжения имеют прямопропорциональную зависимость от числа оборотов коленчатого вала, то они не постоянны. Для этого ток выпрямляется при помощи диодного моста на дне генератора и попадает на реле регулятор напряжения, расположенный либо в самом щеточном узле, либо в отдельной части подкапотного пространства. Таким образом, полученное напряжение выравнивается и становится неизменным.

Данный агрегат обеспечивает питание током бортовую сеть автомобиля, заряжает аккумулятор и снабжает катушку или модуль зажигания достаточным количеством электрической энергии.

Типы и характеристики генератора

Все автомобильные генераторы подразделяются на генераторы постоянного и переменного тока. Изначально, на автомобилях применялся первый вариант, образец которого, впервые был выставлен в 1946 году. На полюсах статора располагается обмотка возбуждения, которая создает магнитное поле в обмотке ротора. Это поле создает напряжение, которое снимается с контактных колец на валу ротора. Так как данные элементы не подвижны, ток получается постоянным.

Генераторы переменного тока появились в 1954 году. На этот раз магнитное поле возникает в обмотке ротора, которая наводит напряжение в обмотке статора. Подведение тока осуществляется через щеточный узел и контактные кольца.

Характеристики генератора целиком и полностью зависят от бортовой сети автомобиля, мощности двигателя, способа впрыска топлива и множества других параметров. Основными характеристиками любого генератора являются: номинальное напряжение и выходной ток. Как известно, генераторы легковых автомобилей вырабатывают электроэнергию напряжением 14 вольт, однако сила тока может меняться, в зависимости от частоты вращения ротора и имеет определенные максимальные значения. Путем дальнейших преобразований, напряжение снижается до 12 вольт, чтобы обеспечить нормальную работу электрической аппаратуры.

На грузовых автомобилях применяются генераторы, которые выдают 28 вольт. Реле регулятор напряжения позволяет снизить данный параметр до отметок в 24 вольта. Такой генератор имеет большие размеры и массу, по сравнению с генератором для легкового автомобиля. Такое напряжение связано с большим количеством дополнительного оборудования, в том числе, кранового.

Помимо этого, есть ряд определенных генераторов, в которых отсутствует щеточный узел. Напряжение, полученное в результате перемещения магнитного поля, снимается с обмотки статора напрямую. Такие генераторы устанавливались на двигатели: ВАЗ 2112, ВАЗ 2111 и даже ЗМЗ-406. Основным недостатком таких генераторов можно считать повышенный уровень шума и слишком большие габариты, что не позволило им вытеснить щеточные аналоги.

Замена автомобильного генератора

Генератор крепится к двигателю посредством двух болтов, один из которых удерживает агрегат на регулировочной планке, а второй позволяет совершать генератору наклоны для осуществления регулировок. Регулировка предназначена для установки правильного натяжения ремня генератора.

Замена генератора производится в следующем порядке:

1. Автомобиль можно установить на яму или эстакаду (так удобнее), а можно просто на ровную поверхность. Такой подход зависит от высоты расположения генератора, относительно подкапотного пространства. Клемма аккумулятора должна быть отключена.
2. В первую очередь выкручивается гайка на регулировочной планке. После этого, ослабляется длинный болт, предназначенный для наклона генератора.
3. Генератор наклоняют к двигателю автомобиля и снимают ослабевший ремень привода.
4. После этого, откручивают провода массы со шпильки генератора, а затем вытаскивают штекер с плюсовым проводом.
5. Теперь выкрутите нижнюю гайку крепления и вытащите длинный болт крепления. После этого генератор демонтируется и на его место устанавливается новый агрегат.
6. Вставьте длинный болт в нижнее крепление и закрутите гайку, таким образом, чтобы сохранить возможность поворачивать генератор к двигателю.
7. Вставьте штекер с проводами в специальный разъем, и прикрутите провода массы.
8. После этого, наденьте ремень привода генератора на шкивы и, вставив небольшую палку между двигателем и генератором, проведите его натяжение, но не слишком тугое. Закрутите гайку крепления регулировочной планки и подтяните нижний болт крепления.

На этом замена генератора завершена. Удачи на дорогах!

Принцип работы и устройство автомобильного генератора

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 7 мин Просмотров 1к. Обновлено 11.01.2020

Содержание

1. Теоретические основы
2. Конструкция и принципы функционирования  
3. Устройство ротора
4. Получение электрического тока
5. Реле регулятора напряжения
6. Видео: Как работает генератор простыми словами
7. Заключение

Генератор  входит в электрическую систему любого автомобиля. Его задача – преобразование механической работы в электроэнергию, необходимую для питания всех электрических систем. Автомобильный генератор должен отвечать следующим условиям:

1. Его характеристики должны быть подобраны так, чтобы при любом режиме движения они позволяли превышать прогрессивную разрядку аккумулятора.
2. Выдаваемое напряжение должно оставаться стабильным в широком диапазоне частоты вращения генератора, чтобы не повредить устройства бортовой сети автомобиля.

Принцип работы генератора и его конструктивные узлы одинаковы на всех автомобилях, эти устройства различаются только выходными параметрами, размерами и надежностью, которая зависит от качества изготовления.

Теоретические основы

Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Если взять катушку с проводом и присоединить к ней гальванометр (чувствительный амперметр для фиксации малых значений силы тока), замкнув проводник, и поднести к ней магнит, в ней возникнет электрический ток, что и покажет гальванометр.   

При этом учитывайте, что ток возникает в тех случаях, когда магнит движется, причем, при его приближении ток идет в одну сторону, а при удалении – в другую, что и фиксирует стрелка гальванометра. Из этого можно сделать выводы об условиях, необходимых для возникновения электрического тока:

• требуется замкнутый проводник с большим количеством витков;
• он должен попасть в переменное магнитное поле, которое нарастает при приближении магнита и уменьшается при его удалении;
• ток, возникший при увеличении магнитного поля, будет противоположен току, возникающему при его уменьшении.

Чтобы обеспечить постоянное изменение магнитного поля, пронизывающего катушку с проводником, его можно просто вращать, добившись изменения направления тока, равного частоте вращения магнита, поскольку к ней будут поочередно приближаться то южный, то северный полюс магнита. Эта принципиальная система и лежит в основе устройства генератора переменного тока.

Конструкция и принципы функционирования  

Устройство генератора автомобиля намного сложнее, чем принципиальная схема, воспроизводящая суть явления электромагнитной индукции. Из специальных стальных пластин набирается конструкция с пазами, в которые укладываются катушки с проводниками, соединяемые в единую электрическую цепь. Это называется обмоткой статора, если внутри нее начать вращения магнита, на контактах его цепи появится напряжение. Величина этого напряжения будет напрямую зависеть от силы магнита и скорости его вращения.

Устройство ротора

Чтобы избавиться от этого негативного эффекта, ведь автомобильный генератор переменного тока должен выдавать напряжения в строго определенных параметрах, вместо постоянного магнита в статор устанавливают электромагнит. Он представляет собой стальной сердечник с намотанным медным проводом, через который пропускается электрический ток. В этом случае сердечник превращается в магнит, сила которого зависит от величины тока, пропускаемого через провод. Обмотка подключается к аккумулятору через медные кольца и графитовые щетки, один контакт через замок зажигания присоединяется к плюсовой клемме, а второй – через массу к минусовой. Для придания магнитному полю нужного направления обмотка помещается в шестиполюсные сердечники. Этот элемент называется ротор и помещается вовнутрь сердечника.

При замыкании цепи через ключ зажигания через обмотку проходит электрический ток, сердечник намагничивается, создавая достаточно мощное магнитное поле. Но, поскольку работа генератора основана на явлении электромагнитной индукции, ротор должна вращать сторонняя сила. Для этого он присоединяется к коленчатому валу двигателя. Ось ротора устанавливается на  подшипники на передней и задней крышках генератора, чтобы он мог свободно вращаться.

В заднюю крышку монтируется узел со щетками и реле регулятора напряжения генератора, а также диодный мост, к которому подключена обмотка статора. Диодный мост в генераторе нужен, чтобы преобразовать переменный ток, получаемого на статоре в постоянный.

Принцип работы диодного моста состоит в том, что группа диодов, находящихся в нем, пропускает ток только в одном направлении, выравнивая его характеристики, в результате на выходе получается постоянный ток с напряжением 12 В, который подается на выводной контакт. Щетки поджимаются мягкими пружинками к кольцам ротора для поддержания постоянного контакта. 

Интегральный регулятор напряжения, который устанавливается сверху на щеткодержатель, снижает ток от замка зажигания, что приводит к снижению напряжения в обмотке статора при увеличение оборотов двигателя и частоты вращения ротора.

Получение электрического тока

Назначение генератора – в обеспечении всех электрических систем автомобиля энергией. Чтобы в обмотке статора появился электрический ток, ротор должен создавать переменное магнитное поле, вращаясь внутри статора. Для этого используется энергия вращения коленчатого вала двигателя.

На вал ротора устанавливают клинообразный шкив, надежно закрепленный гайкой. Он соединяется с подобным шкивом на коленвале ременной передачей. Ранее для этого использовался вспомогательный ролик, теперь же используется только два шкива с поликлиновым ремнем. Ротор, вращаясь вместе с валом двигателя, создает магнитное поле, на статоре возбуждается напряжение, питающее все элементы системы автомобиля.

На современных автомобилях в шкиве ротора появилась обгонная муфта генератора. Она позволяет существенно продлить срок службы этого устройства и его приводного ремня. При разгоне и торможении, на холостом  ходу, двигатель работает под различными нагрузками, поэтому частота вращения коленчатого вала будет отличаться. Если он резко замедляется, то вал генератора будет по инерции пытаться вращаться с прежней скоростью, что приведет к рывку на ремне и негативно скажется на механическом состоянии всей системы. При постоянном повторении такой ситуации ремень очень скоро, как правило, через 20 тыс. км, просто разорвется.

Обгонная муфта в шкиве генератора состоит и внутренней и внешней обоймы. Внешняя присоединена через ремень к коленвалу, а внутренняя – к валу ротора. В момент резкого замедления вала она проскальзывает и ротор продолжает вращаться по инерции, в то же время подклинивающие элементы не дают ей проскальзывать, когда частота вращения вала увеличивается. В этом устройство и принцип действия генератора постоянного тока на автомобиле схожи с обычным велосипедом, когда при вращении педалей заднее колесо раскручивается, а при их остановке продолжает вращаться по инерции. Теперь ремни генераторов ходят по 100 тыс. км и более.

Реле регулятора напряжения

Интегральный регулятор напряжения необходим, чтобы в бортовую сеть подавалось напряжение, соответствующее ее номинальным параметрам. Устройство простейшего генератора таково, что при увеличении частоты вращения скорость изменения магнитного потока ротора пропорционально увеличивается, как и выходное напряжение. Если этим процессом не управлять, то напряжение достигнет той величины, при которой все бортовые системы выйдут из строя.

Принцип работы реле регулятора генератора состоит в том, что при увеличении частоты вращения статора, оно через специальный датчик, присоединенный к цепи статора, отслеживает опасное увеличение напряжения. При помощи механической или электронной системы управления контактами, реле уменьшает ток, подаваемый на обмотку ротора, в результате чего увеличение частоты компенсируется снижением силы магнитного поля, и значение напряжения остается в норме.

Видео: Как работает генератор простыми словами

Заключение

Устройство и принцип работы автомобильного генератора практически не отличается от других установок подобного типа, кроме наличия диодного моста, выравнивающего переменное напряжение. Кроме того, на крупных установках требуется дополнительное устройство, которое называется возбудитель генератора.

Среди распространенных поломок этого устройства – обрыв ремня, о чем просигнализирует индикатор разрядки аккумулятора, который будет гореть при движении. Чтобы избежать этой проблемы, требуется периодически проверять его натяжку, для чего нужно просто нажать на ремень и посмотреть в инструкции по эксплуатации, на сколько миллиметров он должен вжиматься.

Иногда из строя выходят щетки или реле регулятора, которые меняются единым узлом. Если при работающем моторе отключить клемму аккумулятора, высок риск выхода из строя (пробой) диодного моста, который тоже нужно будет заменить.

Печать

Автомобиль | Определение, история, промышленность, дизайн и факты

John F. Fitzgerald Expressway

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Генри Форд Уолтер П. Крайслер Роберт С. Макнамара Альфред П. Слоан-младший Патрисия Руссо

Похожие темы:

автономный автомобиль Форд Сокол Понтиак ГТО Форд 999 Тесла Модель 3

Просмотреть весь связанный контент →

Последние новости

18 мая 2023 г. , 16:51 по восточному времени (AP)

Законодатели на Капитолийском холме выступают за сохранение AM-радио в автомобилях, поскольку оно является важным источником новостей и развлечений для многих американцев. Они работают над тем, чтобы AM-радио оставалось жизнеспособным вариантом для водителей в будущем.

15 мая 2023 г., 13:39 по восточноевропейскому времени (AP)

Райан Холдсворт предпочитает оставить свой 9-летний Chevy Cruze следующие четыре года, чтобы ограничить свои автомобильные платежи и общую задолженность, несмотря на высокую стоимость новых и подержанных автомобилей. 179937

2 мая 2023 г., 00:54 по восточноевропейскому времени (AP)

Китайские экспортеры электромобилей начинают конкурировать с мировыми брендами на своих внутренних рынках

автомобиль , по имени автомобиль , также называемый автомобиль или автомобиль , обычно четырехколесное транспортное средство, предназначенное в основном для пассажирских перевозок и обычно приводимое в движение двигателем внутреннего сгорания, использующим летучее топливо.

(Читайте эссе Генри Форда «Британника» 1926 года о массовом производстве.)

Автомобильный дизайн

Современный автомобиль представляет собой сложную техническую систему, в которой используются подсистемы со специфическими функциями проектирования. Некоторые из них состоят из тысяч составных частей, возникших в результате прорывов в существующих технологиях или новых технологий, таких как электронные компьютеры, высокопрочные пластмассы и новые сплавы стали и цветных металлов. Некоторые подсистемы возникли в результате таких факторов, как загрязнение воздуха, законодательство о безопасности и конкуренция между производителями во всем мире.

Пассажирские автомобили стали основным средством семейного транспорта. По оценкам, во всем мире эксплуатируется около 1,4 миллиарда автомобилей. Около четверти из них приходится на Соединенные Штаты, где каждый год проезжается более трех триллионов миль (почти пять триллионов километров). За последние годы американцам были предложены сотни различных моделей, примерно половина из них от зарубежных производителей.

Новые технические разработки считаются ключом к успешной конкуренции. Все производители и поставщики автомобилей нанимали инженеров-исследователей и ученых для улучшения кузова, шасси, двигателя, трансмиссии, систем управления, систем безопасности и систем контроля выбросов.

Эти выдающиеся технические достижения не обходятся без экономических последствий. Согласно исследованию Ward’s Communications Incorporated, средняя стоимость нового американского автомобиля увеличилась на 4700 долларов (в пересчете на доллар в 2000 году) между 19 и 19 годами.80 и 2001 из-за обязательных требований к безопасности и контролю выбросов (таких как добавление подушек безопасности и каталитических нейтрализаторов). Новые требования продолжали внедряться и в последующие годы. Добавление компьютерных технологий стало еще одним фактором роста цен на автомобили, которые выросли на 29 процентов в период с 2009 по 2019 год. Это в дополнение к потребительским расходам, связанным с инженерными улучшениями в области экономии топлива, которые могут быть компенсированы за счет сокращения закупок топлива.

Конструкция автомобиля в значительной степени зависит от его предполагаемого использования. Автомобили для бездорожья должны быть прочными, простыми системами с высокой устойчивостью к сильным перегрузкам и экстремальным условиям эксплуатации. И наоборот, продукты, предназначенные для высокоскоростных дорожных систем с ограниченным доступом, требуют большего комфорта пассажиров, повышенной производительности двигателя и оптимизированной управляемости на высокой скорости и устойчивости автомобиля. Устойчивость в основном зависит от распределения веса между передними и задними колесами, высоты центра тяжести и его положения относительно аэродинамического центра давления транспортного средства, характеристик подвески и выбора колес, используемых для движения. Распределение веса в основном зависит от расположения и размера двигателя. Обычная практика передних двигателей использует устойчивость, которая легче достигается при такой компоновке. Однако разработка алюминиевых двигателей и новых производственных процессов позволили разместить двигатель сзади без ущерба для устойчивости.

Конструкции автомобильных кузовов часто классифицируют по количеству дверей, расположению сидений и конструкции крыши. Крыши автомобилей традиционно поддерживаются стойками с каждой стороны кузова. Модели с откидным верхом с убирающимся тканевым верхом полагаются на стойку сбоку от ветрового стекла для прочности верхней части кузова, поскольку трансформируемые механизмы и стеклянные поверхности по существу не являются структурными. Площадь остекления увеличена для улучшения обзора и по эстетическим соображениям.

Автомобильные кузова обычно изготавливаются из листовой стали. Сталь легируют различными элементами, чтобы улучшить ее способность образовывать более глубокие углубления без образования складок или разрывов на производственных прессах.

Для защиты кузовов от агрессивных элементов и сохранения их прочности и внешнего вида используются специальные процессы грунтовки и окраски. Тела сначала погружают в чистящие ванны для удаления масла и других посторонних веществ. Затем они проходят последовательность циклов погружения и распыления. Широко используются эмаль и акриловый лак.

Вихревые генераторы: как они работают?

Новый прототип Civic Type-R не удержался от аэродинамики, добавив шипастую крышу в стиле Mitsubishi Evo. Так какова же функция этих замысловатых плавников?

Напомнить позже

Новый прототип Honda Civic Type R, представленный на автосалоне в Париже, был одним из самых захватывающих автомобилей, представленных в брутальном и агрессивном стиле, и мы все надеемся, что он будет запущен в производство. Однако из всех сумасшедших аэродинамических деталей наше внимание привлек один конкретный элемент: маленькие выпуклости в верхней части заднего ветрового стекла. Их называют вихревыми генераторами, которые раньше наиболее широко использовались на Mitsubishi Lancer Evolution и стали нишевой модификацией для помешанных на аэродинамике автолюбителей.

Чтобы понять, какую пользу они приносят аэродинамике автомобиля, мы должны сначала посмотреть, как воздушный поток взаимодействует с движущимся телом автомобиля. Из-за трения между твердой поверхностью и проходящими по ней молекулами воздуха воздух образует профиль жидкости, при этом стационарный воздух находится в точке встречи между жидкостью и поверхностью. Этот профиль также можно назвать пограничным слоем. Затем скорость воздуха увеличивается до так называемой скорости свободного потока по мере увеличения расстояния от кузова автомобиля, как показано на диаграмме ниже.

С точки зрения эффективности потока, вы хотите, чтобы воздух двигался через автомобиль как можно быстрее, чтобы избежать большого трения, вместо этого плавно скользя над автомобилем и удаляясь от него. машина. Что касается крыши автомобиля, воздух будет максимально повторять кривизну крыши, что известно как «присоединенный поток».

Таким образом, если добавить в уравнение заднее крыло, идеальной ситуацией будет приятный присоединенный поток, который следует по всей линии крыши автомобиля и воздействует на крыло, увеличивая как прижимную силу, так и общую аэродинамическую эффективность крыла.

К сожалению, воздушный поток достигает точки разделения где-то в конце крыши и рассеивается в свободное воздушное пространство, оставляя турбулентный, медленно движущийся воздух, разбивающийся о область багажника, что означает, что очень небольшой поток жидкости когда-либо плавно спускается к багажнику. крыло. Такие факторы, как наклон ветрового стекла и кривизна линии крыши, имеют большое значение для характеристик воздушного потока над автомобилем и влияют на расположение точки разделения.

. Хотя эта точка разделения неизбежна, аэродинамические компоненты, такие как крылья и диффузоры, можно оптимизировать, контролируя расстояние, на котором происходит отрывное течение. Этого можно добиться, используя, как вы уже догадались, генераторы вихрей.

Чтобы как можно дольше поддерживать присоединенный поток, вам нужен воздух с высокой энергией. Итак, глядя на профиль жидкости, вы хотите, чтобы высокоэнергетический воздух из верхней части профиля находился как можно ниже и, следовательно, как можно ближе к кузову автомобиля.

Вихревой генератор возмущает поток воздуха, проходящий через кузов, создавая завихрение воздуха между потоками высокой и низкой энергии. Это втягивает поток высокоэнергетического воздуха из свободного потока вниз в пограничный слой, увеличивая энергию пограничного слоя. Высокоэнергетический воздух намного эффективнее прилипает к кузову и, следовательно, увеличивает присоединенный поток.

Это причина того, что в автомобилях вихревые генераторы располагаются по краю линии крыши, используя как можно больше высокоэнергетического воздуха. Однако на дорожных автомобилях их конструкция не самая эффективная. В самолетах и ​​автомобилях Формулы-1 вихревые генераторы имеют острые края и часто имеют треугольную форму, чтобы создать наиболее эффективный вихрь, возможный на очень высоких скоростях. Но на серийных дорожных автомобилях правила безопасности диктуют, что они должны быть сглажены и закруглены, что снижает их влияние на воздушный поток, напоминая гораздо больше чисто эстетическую составляющую, чем люди могут предположить.

Эффективность аэродинамических компонентов обычно увеличивается с ростом скорости, поэтому автомобили F1 могут оправдать использование вихревых генераторов в своей конструкции, но воздушный поток, проходящий над обычным дорожным автомобилем — даже на трассе — обычно всего лишь недостаточно быстро.

Comments |0|