Generatore automatico. Il dispositivo e come funziona

Generatore in auto

Il generatore è apparso nell'industria automobilistica all'inizio del 20 ° secolo insieme alla batteria, che ha richiesto una ricarica costante. Questi erano enormi nodi DC che richiedevano una manutenzione costante. I generatori moderni sono diventati compatti, l'elevata affidabilità delle singole parti è dovuta all'introduzione di nuove tecnologie di produzione. Successivamente, analizzeremo più dettagliatamente il dispositivo, il principio di funzionamento e i tipici malfunzionamenti del generatore. 

Che cos'è un generatore di auto

Un generatore di automobili è un'unità che converte l'energia meccanica in energia elettrica e svolge le seguenti funzioni:

• fornisce una carica costante e continua della batteria quando il motore è in funzione;
• fornisce energia a tutti i sistemi durante l'avvio del motore quando l'avviatore consuma una grande quantità di elettricità.

Il generatore è installato nel vano motore. A causa delle staffe, è fissato al blocco motore, azionato da una cinghia di trasmissione dalla puleggia dell'albero motore. Un generatore elettrico è collegato in un circuito elettrico in parallelo con l'accumulatore.

La batteria viene caricata solo quando l'elettricità generata supera la tensione della batteria. La potenza della corrente generata dipende dai giri dell'albero motore, rispettivamente, la tensione aumenta con i giri della puleggia con una progressione geometrica. Per evitare il sovraccarico, il generatore è dotato di un regolatore di tensione che regola la quantità di tensione in uscita, fornendo 13.5-14.7 V.

Perché un'auto ha bisogno di un generatore?

In un'auto moderna, quasi tutti i sistemi sono controllati da sensori che registrano le loro diverse modalità di funzionamento. Se tutti questi elementi funzionassero a causa della carica della batteria, l'auto non avrebbe nemmeno il tempo di scaldarsi, poiché la batteria è completamente scarica.

In modo che durante il funzionamento del motore, ogni sistema non sia alimentato da una batteria, viene installato un generatore. Funziona esclusivamente quando il motore endotermico è acceso ed è necessario per:

1. Ricaricare la batteria;
2. Fornire energia sufficiente per ogni unità dell'impianto elettrico della macchina;
3. In modalità di emergenza o al massimo carico, eseguire entrambe le funzioni: alimentare la batteria e fornire energia al sistema elettrico del veicolo.

È necessario ricaricare la batteria, perché all'avvio del motore viene utilizzata solo l'energia della batteria. Per evitare che la batteria si scarichi durante la guida, non è consigliabile accendere molti consumatori di energia.

Ad esempio, in inverno, alcuni guidatori accendono il sistema di climatizzazione dell'auto e i riscaldatori in vetro quando riscaldano l'abitacolo e, in modo che questo processo non diventi noioso, hanno anche un potente sistema audio. Di conseguenza, il generatore non ha il tempo di generare così tanta energia ed è parzialmente prelevata dalla batteria.

Guida e monta

Questo meccanismo è azionato da una trasmissione a cinghia. È collegato alla puleggia dell'albero motore. Molto spesso, il diametro della puleggia dell'albero motore è maggiore di quello del generatore. A causa di ciò, un giro dell'albero del meccanismo a manovella corrisponde a diversi giri dell'albero del generatore. Tali dimensioni consentono al dispositivo di generare più energia per diversi elementi e sistemi di consumo.

Il generatore è montato in prossimità della puleggia dell'albero motore. La tensione della cinghia di trasmissione in alcuni modelli di auto viene eseguita da rulli. Le auto economiche hanno un montaggio del generatore più semplice. Ha una guida su cui è fissato il corpo del dispositivo con bulloni. Se la tensione della cinghia è allentata (sotto i carichi scivolerà sulla puleggia e cigolerà), allora questo può essere corretto spostando l'alloggiamento del generatore un po 'più lontano dalla puleggia dell'albero motore e fissarlo.

Caratteristiche del dispositivo e del design

I generatori per autoveicoli svolgono la stessa funzione, funzionano secondo lo stesso principio, ma differiscono per dimensioni, nel diagramma dell'implementazione dei componenti, nella puleggia, nelle caratteristiche dei raddrizzatori e dei regolatori di tensione e in presenza di raffreddamento (liquido o aria sono spesso usati sui motori diesel). Il generatore è composto da:

• corpo (copertina anteriore e posteriore);
• statore;
• rotore;
• ponte a diodi;
• puleggia;
• gruppo spazzole;
• regolatore di tensione.

alloggiamento

La stragrande maggioranza dei generatori ha un alloggiamento costituito da due coperchi che sono interconnessi da prigionieri e serrati con dadi. Le prestazioni della parte sono realizzate in lega di alluminio, che ha un buon dissipatore di calore e non è magnetizzato. Sul caso ci sono aperture di ventilazione che forniscono lo scambio di calore.

statore

Ha una forma ad anello, installata all'interno della custodia. È una delle parti principali che serve a creare corrente alternata a causa del campo magnetico del rotore. Lo statore è costituito da un nucleo, che è assemblato da 36 piastre. Nelle scanalature del nucleo è presente un avvolgimento in rame, che serve a generare corrente. Molto spesso, l'avvolgimento è trifase, in base al tipo di connessione:

• stella: le estremità dell'avvolgimento sono interconnesse;
• triangolo: le estremità dell'avvolgimento vengono emesse separatamente.

rotore

Do rotante, il cui asse è ruotato su cuscinetti a sfera di tipo chiuso. Sull'albero è installato un avvolgimento di eccitazione che serve a creare un campo magnetico per lo statore. Per garantire la direzione corretta del campo magnetico sopra l'avvolgimento, sono installati due poli polari con sei denti per ciascuno. Inoltre, l'albero del rotore è dotato di due anelli di rame, a volte in ottone o acciaio, attraverso i quali la corrente fluisce dalla batteria alla bobina di eccitazione.

Ponte a diodi / blocco raddrizzatore

È anche uno dei componenti principali, il cui compito è convertire la corrente alternata in diretta, garantendo una carica stabile della batteria dell'auto. Il ponte a diodi è costituito da una striscia di radiatore positiva e negativa, nonché da diodi. I diodi sono saldati ermeticamente nel ponte.

La corrente viene fornita al ponte a diodi dall'avvolgimento dello statore, rettificata e fornita alla batteria attraverso il contatto di uscita nel coperchio posteriore. 

Puleggia

La puleggia, attraverso la cinghia di trasmissione, trasmette la coppia al generatore dall'albero motore. La dimensione della puleggia determina il rapporto di trasmissione, maggiore è il suo diametro, minore è l'energia necessaria per far ruotare il generatore. Le auto moderne si stanno spostando su una ruota libera, il cui scopo è appianare le oscillazioni nella rotazione della puleggia, pur mantenendo la tensione e l'integrità della cinghia. 

Assemblaggio spazzole

Sulle auto moderne, le spazzole sono combinate in un nodo con un regolatore di tensione, cambiano solo assemblaggio, poiché la loro durata è abbastanza grande. Le spazzole vengono utilizzate per trasferire la tensione agli anelli di contatto dell'albero del rotore. Le spazzole di grafite sono pressate da molle. 

Regolatore di tensione

Un regolatore a semiconduttore garantisce il mantenimento della tensione richiesta nei parametri indicati. Situato sull'unità portaspazzole o può essere visualizzato separatamente.

I parametri principali del generatore

La modifica del generatore viene adattata ai parametri del sistema di bordo del veicolo. Ecco i parametri presi in considerazione quando si seleziona una fonte di energia:

• La tensione che il dispositivo produce è di 12 V nello standard e di 24V per i sistemi più potenti;
• La corrente generata non deve essere inferiore a quella richiesta per l'impianto elettrico dell'auto;
• Caratteristiche della velocità corrente: questo è un parametro che determina la dipendenza della forza attuale dalla velocità di rotazione dell'albero del generatore;
• Efficienza: nella maggior parte dei casi, il modello produce un indicatore del 50-60 percento.

Questi parametri devono essere presi in considerazione durante l'aggiornamento del veicolo. Ad esempio, se in un'auto è installato un rinforzo sonoro o un condizionatore d'aria più potente, l'impianto elettrico dell'auto consumerà più energia di quanta ne possa produrre il generatore. Per questo motivo, dovresti consultare un elettricista su come scegliere la giusta fonte di alimentazione.

Come funziona il generatore automatico

Lo schema di funzionamento del generatore è il seguente: quando si gira la chiave nell'interruttore di accensione, l'alimentazione viene attivata. La tensione dalla batteria viene fornita al regolatore, che a sua volta la trasmette agli anelli collettori in rame, il consumatore finale è l'avvolgimento di eccitazione del rotore.

Dal momento in cui l'albero motore del motore ruota, l'albero del rotore inizia a ruotare attraverso la trasmissione a cinghia, viene creato un campo elettromagnetico. Il rotore genera una corrente alternata, quando viene raggiunta una certa velocità, l'avvolgimento di eccitazione viene alimentato dal generatore stesso e non dalla batteria.

La corrente alternata fluisce quindi verso il ponte a diodi, dove avviene il processo di “equalizzazione”. Il regolatore di tensione controlla la modalità di funzionamento del rotore, se necessario, modifica la tensione dell'avvolgimento di campo. Pertanto, a condizione che le parti siano in buone condizioni, viene fornita una corrente stabile alla batteria, che fornisce alla rete di bordo la tensione richiesta. 

L'indicatore della batteria viene visualizzato sul cruscotto delle auto più moderne, che indica anche lo stato del generatore (si illumina quando la cintura si rompe o si ricarica). Auto come VAZ 2101-07, AZLK-2140 e altre "apparecchiature" sovietiche hanno un quadrante, un amperometro o un voltmetro, in modo da poter sempre monitorare lo stato del generatore.

A cosa serve un regolatore di tensione?

Situazione: quando il motore è in funzione, la carica della batteria diminuisce drasticamente o si verifica una ricarica. Innanzitutto è necessario controllare la batteria e, se funziona, il problema è nel regolatore di tensione. Il regolatore può essere remoto o integrato nel gruppo spazzole.

A velocità del motore elevate, la tensione del generatore può aumentare a 16 volt e ciò influisce negativamente sulle celle della batteria. Il regolatore "rimuove" la corrente in eccesso, ricevendola dalla batteria, e regola anche la tensione nel rotore.

Brevemente sulla carica che il generatore dovrebbe dare:

Quanto dovrebbe essere carica l'auto? DISCUTERE

Regole dannose per il funzionamento del generatore (secondo Oster)

Di seguito sono riportati i passaggi della rubrica "come uccidere un generatore in due passaggi":

• Regola della "polarità inversa": scambia i fili della batteria e organizzerai un insolito lampo luminoso nel generatore, oltre a una nuvola di luce proveniente da esso. Allo stesso tempo, sentirai un piacere acustico indimenticabile, ascoltando clic e sibili, nonché l'incredibile odore di fili bruciati e, soprattutto, un'ustione di 1-3 gradi, a seconda delle tue ambizioni. Un tale "trucco" disabilita parzialmente il ponte a diodi, lo statore e il regolatore, fortunatamente un incendio di un'auto ha una possibilità di 1: 1000. Dagli "effetti collaterali" è possibile disabilitare il quadro strumenti, il computer di bordo, il registratore radio e altri componenti della rete di bordo. Dignità: padroneggiata da principianti senza lunghe teorie;
• regola di lavaggio: lavare l'unità di potenza il più spesso e accuratamente possibile, abbondantemente con acqua e schiuma, soprattutto sull'alternatore e antipasto. L'importante è che il flusso d'acqua irrighi abbondantemente il generatore dall'interno, è severamente vietato asciugarlo, avviamo subito il motore, accendiamo tutti i consumatori di energia e osserviamo gli effetti. In caso contrario, ripetere la procedura. Dignità: il "gene" bruciato sarà pulito;
• metodo vecchio stile: tirare il filo dal terminale "+" per controllare la carica su un motore in funzione, questa è la regola principale! La probabilità di guasto di tutti i tipi di relè è 50:50, l'importante è fornire molte scintille per l'effetto e accendere anche tutto ciò che è alimentato dall'elettricità;
• "Voliamo" attraverso le pozzanghere - molti non si rendono nemmeno conto di usare questa regola sotto la pioggia. L'importante è essere sempre sicuri che la tua auto sia al di là del confronto con l'impermeabilità di un sottomarino, più profonda è la pozzanghera, più luminoso sarà l'effetto. È importante scegliere una velocità alla quale entri più acqua nel vano motore, l'importante è buttare via tutti gli involucri di plastica e le protezioni! Il vantaggio principale è che il trucco può essere ripetuto ovunque ci sia acqua (anche ruscelli e fiumi) senza lasciare l'auto;
• "amante della musica": devi installare il registratore radio più costoso e preferibilmente due, quanti più altoparlanti possibile, almeno un paio di dozzine, amplificatori e un paio di subwoofer, accendi la tua musica preferita a tutto volume con il motore acceso, se il fumo non esce da sotto il cofano, ma l'aria rimane pulita, significa che hai acquistato attrezzature troppo economiche;
• "vecchia batteria": il metodo richiede una certa conoscenza della fisica, almeno la legge di Ohm. Prendiamo la batteria più vecchia e più è vecchia, più è probabile che sarà una banca chiusa. Forse la batteria mostrerà segni di funzionamento violento, consumerà sicuramente una quantità enorme di energia, ma il funzionamento dell'iniettore sarà instabile e puoi dimenticarti degli abbaglianti. L'importante è sfruttare maggiormente la vecchia batteria: l'effetto non ti farà aspettare. 

Come testare un alternatore per auto

Sebbene il generatore debba essere riparato da specialisti, puoi verificarne le prestazioni da solo. Sulle vecchie auto, gli automobilisti esperti hanno controllato le prestazioni del generatore come segue.

Avviare il motore, accendere i fari e, a motore acceso, scollegare il polo negativo della batteria. Quando il generatore è in funzione, genera elettricità per tutti i consumatori, in modo che quando la batteria viene scollegata, il motore non si arresti. Se il motore si arresta, significa che il generatore deve essere portato in riparazione o sostituito (a seconda del tipo di guasto).

Ma sulle auto nuove è meglio non usare questo metodo. Il motivo è che i moderni alternatori per tali veicoli sono progettati per un carico costante, parte del quale viene compensato ricaricando costantemente la batteria. Se viene spento mentre il generatore è in funzione, potrebbe danneggiarlo.

Il modo più sicuro per testare il generatore è con un multimetro. Il principio di verifica è il seguente:

• A motore spento viene misurata la tensione della batteria. Con una buona batteria, questo parametro dovrebbe essere 12.7 volt.
• Il motore si avvia e tutte le utenze si spengono (ventilatore cabina, fari, riscaldamento vetri, ecc.)
• Ancora una volta le sonde del multimetro sono collegate alle calate della batteria. A seconda del modello di auto, la tensione ai terminali dovrebbe essere 13.8-14.8 volt.
• I consumatori di elettricità sono accesi - per quanto possibile.
• La tensione viene nuovamente misurata. Se il generatore funziona correttamente, questo indicatore scenderà a 13.8-14 volt. Una lettura sotto questo è un segno di guasto dell'alternatore.

Alternatore auto difettoso

Il generatore presenta guasti meccanici ed elettrici.

Guasti meccanici:

• rottura della cinghia di trasmissione - è necessaria la sostituzione;
• levigatura delle nervature della puleggia, a causa della quale ruota la cinghia;
• usura della spazzola;
• danni all'alloggiamento del generatore;
• cedimento del cuscinetto.

Elettrico:

• usura degli anelli di contatto a causa dell'attrito;
• guasto del regolatore di tensione;
• chiusura dei giri dello statore;
• burnout dei diodi a ponte raddrizzatore;
• esaurimento dei fili finali della carica;
• burnout dell'avvolgimento del rotore.

Il fallimento di qualsiasi parte del generatore porta alla sottocarico o viceversa. Molto spesso, il regolatore di tensione e i cuscinetti si guastano, la cinghia di trasmissione cambia in base alle norme di manutenzione.

A proposito, se a volte vuoi installare cuscinetti migliorati e un regolatore, presta attenzione alle loro caratteristiche, altrimenti è molto probabile che la sostituzione della parte non dia l'effetto desiderato. Tutti gli altri guasti richiedono la rimozione del generatore e il suo smontaggio, che è meglio lasciare a uno specialista. La cosa principale da ricordare è che se non segui le regole secondo Oster, allora ci sono tutte le possibilità per un funzionamento lungo e senza problemi del generatore.

Ecco un breve video sul collegamento tra la potenza del generatore e la batteria:

AKBshnik # 11: potenza del generatore quando si sceglie una batteria

Difficoltà all'avviamento del motore

Sebbene il motore sia alimentato esclusivamente dalla batteria per l'avvio, un avviamento difficile può indicare una corrente di dispersione o la batteria non si sta caricando correttamente. Vale la pena considerare che i viaggi a breve termine consumeranno molta energia e durante questo periodo la batteria non recupererà la sua carica.

Se ogni giorno l'auto parte sempre peggio e i viaggi sono lunghi, dovresti prestare attenzione al generatore. Ma un malfunzionamento del generatore può anche essere associato non solo a una carica insufficiente, ma anche a un sovraccarico della batteria. In questo caso, è necessario sostituire il relè-regolatore, che è responsabile del mantenimento di una specifica tensione di uscita.

Fari fiochi o tremolanti

Durante il funzionamento, il generatore deve fornire completamente energia a tutti i consumatori che si trovano nell'auto (ad eccezione dei potenti dispositivi esterni, la cui presenza non è fornita dal produttore). Se durante un viaggio il conducente nota che i fari sono diventati più deboli o tremolanti, questo è un sintomo di un malfunzionamento del generatore.

Un tale generatore può produrre una carica normale, ma potrebbe non essere in grado di far fronte a un carico maggiore. Un malfunzionamento simile può essere notato dallo sfarfallio o dalla luce fioca della retroilluminazione del cruscotto.

L'icona sulla dashboard è accesa

Per avvisare il guidatore di una carica insufficiente e di altri problemi legati all'alimentazione, i produttori hanno posizionato un'icona sul cruscotto con l'immagine della batteria. Se questa icona si accende, significa che l'auto ha un serio problema con l'elettricità.

A seconda delle condizioni e del tipo di batteria senza ricarica (solo sulla capacità della batteria), l'auto è in grado di percorrere diverse decine di chilometri. Su ciascuna batteria, il produttore indica quanto durerà la batteria senza ricaricarla.

Anche se tutti i consumatori di energia sono spenti, la batteria sarà comunque scarica, poiché l'elettricità è necessaria per generare una scintilla nei cilindri (o riscaldare l'aria in un'unità diesel). Quando l'icona della batteria si accende è necessario recarsi immediatamente al più vicino servizio auto o chiamare un carro attrezzi (alcuni tipi di batterie installate sulle auto moderne non possono essere ripristinate dopo una scarica completa).

Fischi della cinghia di trasmissione

Un tale suono appare spesso subito dopo aver avviato il motore in caso di pioggia o dopo aver superato una profonda pozzanghera. Il motivo di questo effetto è allentare la tensione della cinghia dell'alternatore. Se, dopo il tensionamento, la cintura ha ripreso a fischiare nel tempo, è necessario stabilire perché si allenta rapidamente.

La cinghia dell'alternatore deve essere ben tesa, perché quando vengono accese diverse utenze, crea più resistenza alla rotazione dell'albero (in modo da generare più elettricità, come in una dinamo convenzionale).

In alcune auto moderne, la tensione della cinghia è fornita da un tenditore automatico. Nella progettazione di auto più semplici, questo elemento è assente e la tensione della cinghia deve essere eseguita manualmente.

La cinghia si surriscalda o si rompe

Il calore o un guasto prematuro della cinghia di trasmissione indica che è stata sollecitata eccessivamente. Naturalmente, il conducente non ha bisogno di controllare ogni volta la temperatura della trasmissione del generatore, ma se si sente chiaramente l'odore di gomma bruciata e nel vano motore compare un leggero fumo, è necessario controllare lo stato della cinghia di trasmissione .

Spesso, la cinghia si consuma prematuramente a causa del guasto del cuscinetto dell'albero del generatore o dei rulli tenditori, se presenti nel progetto. Una rottura della cinghia dell'alternatore in alcuni casi può portare all'interruzione della fasatura della valvola a causa del fatto che il pezzo è caduto sotto la cinghia di distribuzione.

Rumore o fruscio da sotto il cofano

Ogni generatore è dotato di cuscinetti volventi che garantiscono una distanza costante tra gli avvolgimenti del rotore e dello statore. Dopo aver avviato il motore, i cuscinetti sono costantemente in rotazione, ma a differenza di molte parti del motore a combustione interna, non ricevono lubrificazione. Per questo motivo, si raffreddano peggio.

A causa del calore costante e delle sollecitazioni meccaniche (la cinghia deve essere sotto tensione), i cuscinetti possono perdere lubrificazione e rompersi rapidamente. Se durante il funzionamento del generatore o con un aumento del carico si verificano squilli o fruscii metallici, è necessario sostituire i cuscinetti. In alcune modifiche dei generatori è presente una frizione unidirezionale, che attenua le vibrazioni torsionali. Anche questo meccanismo spesso fallisce. L'alternatore dovrà essere rimosso per sostituire i cuscinetti o la ruota libera.

ronzio elettrico

Questo suono è simile al suono dei grandi motori elettrici, come quelli installati sui filobus. Quando appare un tale suono, è necessario smontare il generatore e controllare le condizioni dei suoi avvolgimenti. Fondamentalmente, appare quando l'avvolgimento nello statore si chiude.

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In conclusione: una descrizione dettagliata del principio di funzionamento di un generatore per auto:

L'elettricista ha svelato tutti i segreti del generatore e del suo malfunzionamento!!!

Domande e risposte:

A cosa serve un generatore in un'auto? Questo meccanismo garantisce la generazione di energia elettrica in modo che la riserva della batteria non venga sprecata. Un generatore converte l'energia meccanica in elettricità.

Cosa alimenta il generatore in macchina? Mentre il motore è in funzione, il generatore genera elettricità per ricaricare la batteria e alimentare tutte le apparecchiature elettriche del veicolo. La sua capacità dipende dal numero di consumatori.