Что может сломаться в генераторе автомобиля

Неисправности электрооборудования автомобиля встречаются весьма часто и занимают одно из лидирующих мест в списке поломок. Их можно условно поделить на неисправности источников тока (аккумуляторов, генераторов) и неисправности потребителей (оптика, зажигание, климат и т.д.). Основными источниками электропитания автомобиля являются аккумуляторные батареи и генераторы. Неисправность каждого из их ведет к общей неисправности автомобиля и эксплуатации его в ненормальных режимах, а то и вовсе — обездвиживание автомобиля.
В электрооборудовании автомобиля аккумулятор и генератор работают в неразрывном тандеме. Если выйдет из строя одно — через некоторое время выйдет из сторя и другое. Например, разрушившийся аккумулятор приводит к увеличению зарядного тока генератора. А это влечет за собой неисправность выпрямителя (диодного моста). В свою очередь, при неисправности регулятора напряжения, поступающего от генератора, может увеличиться зарядный ток, что неизбежно приведет к систематической перезарядке батареи, «выкипанию» электролита и скорому разрушению.
💡 Неисправности аккумулятора.Распространенные неисправности аккумуляторной батареи:
короткое замыкание электродов/пластин батареи;
механическое или химическое повреждение пластин аккумулятора;
нарушение герметичности банок аккумуляторов — трещины корпуса аккумулятора в результате ударов или неправильной установки;
химическое окисление выводных клемм аккумулятора.Основными причинами указанных неисправностей являются:
грубые нарушения правил эксплуатации;
истечение срока службы изделия;
различные производственные дефекты.
Безусловно, конструкция генератора сложнее аккумуляторной батареи. Вполне резонно, что и неисправностей генератора в разы больше, и диагностика их значительно сложнее.
💡 К распространенным неисправностям генератора относятся:
▶ износ или повреждение шкива;
▶ износ токосъемных щеток;
▶ износ коллектора (токосъемных колец);
▶ повреждение регулятора напряжения;
▶ замыкание витков статорной обмотки;
▶ износ или разрушение подшипника;
▶ повреждение выпрямителя (диодного моста);
▶ повреждение проводов зарядной цепи.
Автомобилисту очень желательно знать основные причины неисправностей генератора, способы их устранения, а также профилактические меры по предотвращению поломок.
Все генераторы подразделяются на генераторы переменного и постоянного тока. Современный легковой транспорт оснащается генераторами переменного тока с встроенным диодным мостом (выпрямителем). Последний необходим для преобразования тока в постоянный, на котором работают электропотребители автомобиля. Выпрямитель, как правило, находится в крышке или корпусе генератора и представляет с последним одно целое.
Все электроприборы автомобиля рассчитаны на строго определенный диапазон рабочих токов по напряжению. Как правило, рабочие напряжения — в диапазоне 13,8–14,7 В. Ввиду того, что генератор «привязан» ремнем к коленчатому валу двигателя, от разных оборотов и скорости движения автомобиля, он будет работать по-разному. Именно для сглаживания и регулирования выдаваемого тока предназначен реле-регулятор напряжения, играющего роль стабилизатора и предотвращающего как скачки, так и провалы рабочего напряжения. Современные генераторы снабжены встроенными интегральными регуляторами напряжения, в просторечье именуемые «шоколадкой» или «таблеткой».
Уже понятно, что любой генератор это достаточно сложный агрегат, чрезвычайно важный для любого автомобиля.
💡 Виды неисправностей генератора
Ввиду того, что любой генератор — это электромеханическое устройство, соответственно и разновидностей неисправностей будет две — механические и электрические.
К первым относятся разрушение креплений, корпуса, нарушение работы подшипников, прижимных пружин, ременного привода и другие, не связанные с электрической частью поломки.
К электрическим неисправностям относятся обрывы обмоток, неисправности диодного моста, выгорание/износ щеток, межвитковые замыкания, пробои, биения ротора, неисправности реле-регулятора.
Нередко симптомы, указывающие на характерные неисправного генератора, могут появиться и вследствие совершенно других неполадок. Как пример — плохой контакт в гнезде предохранителя цепи обмотки возбуждения генератора покажет на неисправность генератора. То же подозрение может возникнуть из-за обгоревших контактов в корпусе замка зажигания. Так же, постоянное горение лампы-сигнализатора неисправности генератора может быть вызвано поломкой реле, мигание этой лампы включающего может свидетельствовать о неисправности генератора.
💡 Основные признаки неисправности автогенератора:
▶ При работающем двигателе мигает (или непрерывно горит) контрольная лампа разряда аккумулятора.
▶ Разрядка или перезаряд (выкипание) аккумуляторной батареи.
▶ Тусклый свет автомобильных фар, дребезжащий или тихий звуковой сигнал при работающем двигателе.
▶ Значительное изменение яркости фар при увеличении числа оборотов. Это может быть допустимо при увеличении оборотов (перегазовки) с режима холостого хода, но фары, загоревшись ярко, дальше яркость свою увеличивать не должны, оставаясь в одной интенсивности.
▶ Посторонние звуки (вой, писк) исходящие от генератора.
Необходимо регулярно контролировать натяжение и общее состояние ремня привода. При трещинах и расслоениях необходима немедленная замена.
💡 Диагностика неисправностей
На современных автомобилях использование «дедовского» способа диагностики путем скидывания с клеммы аккумулятора может привести и серьезной поломке множества электронных систем автомобиля. Значительные перепады напряжения бортовой сети автомобиля способны вывести из строя почти всю бортовую электронику. Именно поэтому современные генераторы всегда проверяются только путем замера напряжения в сети или диагностики самого снятого узла на специальном стенде. Сначала производится замер напряжения на клеммах аккумулятора, пускается двигатель и снимаются показания уже при работающем моторе. До запуска напряжение должно быть около 12 В, после запуска — от 13,8 до 14,7 В. Отклонение в большую строну свидетельствует, что идете «перезаряд», что свидетельствует о неисправности реле-регулятора, в меньшую — что ток не поступает. Отсутствие тока подзарядке свидетельствует о неисправности генератора или цепей.
💡 Причины поломок
Распространенные причины неисправностей генератора – это банальный износ и коррозия. Почти все механические неисправности, будь то износ щеток или развалившиеся подшипники — следствие долгой эксплуатации. Современные генераторы оснащаются закрытыми (не обслуживаемыми) подшипниками, которые просто подлежат замене по истечении определенного срока или пробега автомобиля. То же относится и к электрической части — часто узлы подлежат замене целиком.
Также причинами могут быть:
▶ низкое качество изготовления комплектующих;
▶ нарушение правил эксплуатации или работа вне пределов нормальных режимов;
▶ внешние факторы (соль, жидкости, высокая температура, дорожная «химия», грязь).
💡 Самостоятельная проверка генератора.Самый простой способ — проверить предохранитель. Если он исправен, осматривается генератор и его расположение. Проверяется свободное вращение ротора, целость ремня, проводов, корпуса. Если ничего подозрений не вызвало, проверяются щетки и контактные кольца. В процессе работы щетки неизбежно изнашиваются, их может заклинить, перекосить, а канавки токосъёмных колец забиться графитовой пылью. Явный признак этого — избыточное искрение.
Нередки случаи полного износа или поломки, как подшипников, так и поломка статора.
Самая распространенная механическая проблема генератора – износ подшипников. Признак данной неисправности — вой или свист при работе агрегата. Конечно, подшипники нужно немедленно заменить, предварительно осмотрев посадочные места. Ослабление натяжения приводного ремня также может быть причиной слабой работы генератора. Одним из признаков может быть высокий по тону свист из-под капота, когда автомобиль газует или разгоняется.
Для проверки обмотки возбуждения ротора на короткозамкнутые витки или обрывы, нужно подключить мультиметр, переключенный в режим измерения сопротивления, к обоим контактным кольцам генератора. Нормальное сопротивление — от 1,8 до 5 Ом. Показания ниже свидетельствует о наличии короткого замыкания в витках; выше – прямой обрыв обмотки.
Для проверки обмотки статора на «пробой на массу», их нужно отсоединить от выпрямительного блока. При показаниях сопротивления, выдаваемых мультиметром, имеющих бесконечно большое значение можно не сомневаться в отсутствии контакта статорных обмоток с корпусом («массой»).
Для проверки диодов в блоке выпрямителя используется мультиметр (после полного отсоединения от обмоток статора). Режим проверки — «проверка диодов». Плюсовой щуп подсоединяется к плюсу или минусу выпрямителя, а минусовой – к выводу фазы. После этого щупы меняют местами. Если при этом значения показаний мультиметра сильно отличаются от предыдущих — диод исправен, если не отличаются — неисправен. Еще одним признаков, свидетельствующим о скорой „кончине“ диодного моста генератора — окисление контактов, а причина этого – перегрев радиатора.
💡 Ремонт и устранение неисправностей
Все механические неполадки устраняются путем замены неисправных узлов и деталей (щеток, ремня, подшипников и т.п.) на новые или исправные. На старых моделях генераторов зачастую требуется проточка контактных колец. Приводные ремни меняются вследствие износа, максимального растяжения или истечение срока эксплуатации. Поврежденные обмотки ротора или статора, их, в настоящее время, меняют на новые в сборе. Перемотка хоть и встречается среди услуг автомастеров, но все реже — это дорого и нецелесообразно.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Типовые поломки
2. Виды и признаки неполадок
3. Самостоятельная проверка и причины поломок
4. Ремонтные комплекты и устранение неисправностей

Автомобиль – довольно сложное устройство. Могут из его комплектующих уязвимы к поломкам. Неисправности в работе электрооборудования – одни из наиболее частых. Всего можно выделить два их типа:

• поломки источников энергии, например, генераторов или аккумуляторов;
• поломки потребляющих приборов, к которым относятся механизм зажигания, фары и так далее.

Повреждения первого типа особенно критичны. Источники электропитания обеспечивают работу множества других устройств. Поэтому при их поломке из строя выходит, по сути, все транспортное средство. Это делает его неуправляемым или вовсе обездвиживает.

Есть два основных прибора питания. Генератор вырабатывает электричество, аккумулятор – накапливает. Их функционирование неразрывно взаимосвязано. Если ломается один, то почти всегда ломается и другой. Например, если генератор исправно даёт напряжение, но из-за какой-то поломки оно не регулируется, то аккумулятор тоже вскоре придёт в негодность из-за слишком сильного заряда. Не предназначенный для такого высокого напряжения электролит просто «выкипает». С другой стороны, если аккумулятор поврежден и не работает, то он не будет принимать электричество. Вырастет зарядный ток самого генератора без выхода куда-либо. Как следствие, возможна поломка диодного моста.

Типовые поломки

Специалисты по обслуживанию и ремонту машин давно выделили самые частые виды неполадок. Это позволяет составить списки типовых ситуаций, их признаков и соответствующих решений.

Для генераторов они включают:

• реле-регулятор не контролирует напряжение;
• диодный мост или выпрямитель не преобразовывает электрический ток;
• износ или механическое повреждение шкива мешает передавать крутящий момент через ремень;
• токосъемные щетки перестали передавать электричество от обмотки к неподвижным частям в результате износа;
• короткое замыкание, вызванное нарушением целостности изоляции и контактом разных витков обмоток электродвигателя;
• подшипник в результате износа деформировался или разрушен, не давая передавать вращение на ротор;
• в результате износа токосъемные кольца перестали передавать электричество;
• расплавление или механическое повреждение изоляции или самих проводов в зарядной цепи.

У аккумуляторов есть свой список частых проблем. Можно заметить, что их вдвое меньше. Это обусловлено их более простой конструкцией. Чем сложнее конструкция, тем выше шанс повреждений:

• межпластинное/электродное замыкание в батарее;
• окислительные процессы клемм;
• нарушение герметичности конструкции из-за некорректного монтажа или физического воздействия;
• разрушение пластин в результате химических процессов или механических нагрузок.

Основными причинам повреждений обоих устройств могут быть:

• неправильная эксплуатация;
• превышения срока эксплуатации;
• брак при производстве.

Автовладельцу знание основных причин неполадок обоих устройств, особенно генератора, будет необходимо. Вовремя заметить их признаки и ухаживать за машиной нужно, чтобы предотвратить поломки и их опасные последствия.

В первую очередь следует выделить типы генераторов. Они делятся на две группы:

• переменного тока. Устанавливается на современных легковушках. Для преобразования тока в постоянный для работы электроники они также снабжены диодным мостом.
• постоянного тока. Используется в основном либо на старых моделях, либо на крупногабаритном промышленном транспорте.

Надо отметить, что диодный мост является неотъемлемой частью конструкции генератора. Как правило, он встроен непосредственно в крышку, или соединен с внешним корпусом.

При этом вся электроника проектируется с расчетом на значения рабочего напряжения от 13,8В до 14,8В. При этом ток вырабатывается в результате механической работы. Ремни, соединяющие его с коленвалом, передают крутящий момент от двигателя. Соответственно, от того, какие у него работы и как быстро едет машина, зависит и вырабатываемая энергия. Чтобы отрегулировать выдаваемое напряжения, сгладить его показатели к более-менее единой значению, и используется релейный регулятор. В современных моделях регуляторы уже встроены в общую конструкцию.

Виды и признаки неполадок

Генератор сам по себе является электромеханическим устройством: механическая работа в виде крутящего момента, передаваемого от вала, позволяет создавать электрическую энергию. Соответственно, поломки также делятся на два вида, для каждой из двух составляющих конструкции.

Электрические включают в себя повреждение обмоток электродвигателя и выпрямителя, изнашивание токосъемных контактов, поломки регулятора напряжения, короткие замыкания, удары ротора, и так далее.

К механическим относятся нарушения целостности креплений, герметичности корпуса, повреждения пружин и ремня, подшипников и прочие поломки, не касающиеся электроники

Надо помнить, что наличие признаков неполадок в генераторе может указывать и на другие проблемы, прямо с ним не связанные. Например, если сигнальное реле неисправно, то загорится всё равно горит лампа-сигнал о неисправности генератора. Другой причиной могут быть поломка системы зажигания или просто плохие контакты.

Опытные автомеханики выделяют следующие основные симптомы неисправности автомобильного электрогенератора:

• двигатель работает, а сигнал разряженного аккумулятора мигает или постоянно горит;
• слабый свет от фар;
• быстрая разрядка или выкипание батареи аккумулятора;
• дребезжание или тихий звук при работающем двигателе;
• зависимость интенсивности и яркости света фар от оборотов двигателя;
• посторонние звуки, источником которых является генератор.

Рекомендуется следить за ремнем привода, его состоянием и натяжением, а при появлений трещин, расслоений – своевременно его менять.

Самостоятельная проверка и причины поломок

Определенной популярность в кругах любителей-автомехаников пользуется так называемый «дедовский» метод диагностики. Он заключается в отсоединении клеммной колодки с аккумулятора. Но современные авто сильно полагаются на электронику. Поэтому такие действия рискуют вызывать новые поломки из-за перепадов напряжения. Поэтому для современных генераторов главный метод диагностики – измерить электрическое напряжение.

Альтернативой может служить диагностическое обслуживание на стенде, специализированном для соответствующей марки автомобилей.

В первую очередь надо замерить напряжение на зажимах колодки аккумулятора. Сперва – без движения, а затем уже после запуска мотора. Нормы показателей без хода должны быть в районе 12 В, а с работающим двигателем от 13,8 В до 14,8 В. Если полученные показатели выше нормы, то имеется слишком сильный заряд, и релейный регулятор неисправен. Слишком малые значения означают отсутствие тока. В таком случае проблема в цепях системы или в самом генераторе.

Самый простой метод для самостоятельной проверки – осмотр предохранителя. Если с ним всё в порядке, то стоит осмотреть сам генератор и ближайшие к нему приборы. Следующие по очереди – токосъёмные приборы, кольца и щётки. Избыточное искрение на них указывает, что нужно их менять. Дело в том, что при функционировании кольца подвержены износу, а канавки колец заполняет пыль графита.

Если и с ними всё в порядке, можно обратить внимание на состояние подшипников и статора. Они тоже подвержены изнашиванию и поломкам. Это как раз наиболее частый вид неполадок с механической составляющей генераторов.

Их можно выявить по посторонним звукам при работе. Обычно это нечто вроде воя или свиста. Главное, что следует сделать – заменить подшипник. В отдельных случаях вместо этого можно попробовать восстановить его состояние до рабочего с помощью чистки и смазывания. Иногда причина может заключаться в слабом натяжении. В таком случае звук будет похож на высокий по тональности свист, доносящийся из-под капота каждый раз, когда машина даёт газ или начинает разгоняться.

Если же необходимо проверить, есть ли короткие замыкания между витками обмотки или обрывы в ней, потребуется прибор под названием «мультиметр». У него есть несколько режимов. В данной ситуации нужно измерение сопротивления. Его щупы нужно соединить с двумя контактными кольцами. Значения от 1,8 ОМ до 5 ОМ на экране измеряющего устройства будут при нормальной работе. Если они будут ниже этого, то это короткое замыкание. Если они превышают эти показатели, то где-то в обмотке произошёл разрыв.

Другим источник может быть «пропажа массы». Чтобы проверить или «пробить» её, то сперва придётся отсоединять обмотку от выпрямителя. При отсутствии контакта обмоток с корпусом мультиметр покажет, что сопротивление обладает бесконечным значением.

После полного отключения от обмоток, можно проверять блок выпрямителя, а именно – диоды в нём. Для этого мультиметр переводится в режим проверки диодов. К выводу фазы подключается щуп со знаком «минус», а другой, соответственно, плюсовой – к плюсу или минусу диодного моста. Затем процедуру надо повторить, поменяв щупы местами. Показания на приборе должны быть сильно разными в разных позициях. Если же они одинаковы, имеется неисправность диодного моста. На неё также могут указывать такие признаки, как окисление контактов. Вызывает его обычно перегрев радиатора.

Часто причина неисправностей, впрочем, являются, коррозия, ржавчина и изнашивание. Долгая и небрежная эксплуатация ведет к большинству механических проблем. В современных моделях генераторов подшипники обслуживать невозможно, потому что они закрытые. Предполагается, что они будут вовремя заменены через определенное время или после пробега автомобиля. Такой же подход использует с электроникой: неисправные компоненты заменяют полностью, а не ремонтируют каждый отдельный проводок.

Среди других причин можно выделить:

• некачественные или бракованные элементы конструкции;
• неправильное использование или работа за пределами возможности машины;
• воздействие окружающей среды и экстремальных условий, включая контакты с солями, жидкостями, воздействие высоких и низких температур, грязь, химикаты (в том числе используемые для обработки дорог).

Ремонтные комплекты и устранение неисправностей

Для починки генератора после всех описанных проблем, нужен полноценный ремонт. А для него – соответствующий комплект. Большинство продаваемых через интернет ремкомплектов содержат не сами приборы, подлежащие замене, а расходные стандартные детали, вроде шайб, гаек, болтов. А щеток, регуляторов и так далее в них не сыскать. Учитывая индивидуальные конструкции многих моделей генераторов и автомобилей, их приходится подбирать вручную, создавая индивидуальные комплекты. В большинстве случае все механически неполадки требуют именно замены, ведь восстановление до рабочего состояния ремней, щеток, подшипников, контактных колец невозможно в результате износа. Рисковать пользоваться оборудованием дольше его срока эксплуатации категорически не рекомендуется, так как это ведет к риску опасных, аварийных поломок.

Несколько иной подход требуется при неполадках электрической составляющей конструкции. Износ для них не столь критичен. Поэтому требуется сперва проводить тщательную проверку. Дело в том, что неисправность может быть не в самом устройстве, а в других частях цепи. Например, в батареях аккумулятора или приборах, запитанных от них.

Если же проблемы возникли непосредственно с генератором, очень часто это неправильный заряд: слишком сильный или слишком слабый. Устранение перезаряда возможно после полной проверки и замены соответствующей детали, пришедшей в негодность, то есть регулятора или диодного моста.

Устранение низкого напряжения несколько более сложная задача, так как для него есть куда больше причин, требующих разных подходов:

• повышение нагрузки из-за подключения новых устройств;
• поломка диодов на выпрямителе;
• поломка регулятора;
• слабое натяжение ремня;
• отходящий контакт провода;
• короткое замыкание;
• разряженные батареи аккумулятора.

Как выявить неисправность генератора 

Что происходит, если генератор неисправен, какие признаки говорят об этом, как исправить и почему современные дорогие автомобильные генераторы гораздо надежнее своих более простых предшественников?

Мы назовем основные симптомы и типичные дефекты и объясним, как можно легко проверить качество работы автогенератора самостоятельно.

В каждой машине есть генератор, который вырабатывает электричество. Современный генератор переменного тока снабжает необходимой энергией многочисленных потребителей в автомобиле. Хотя генераторы в идеале должны служить столько же, сколько будет жить автомобиль, дефекты в них не редкость. Но не всегда сам генератор является причиной проблемы с нехваткой электроэнергии.

Для чего нужен генератор в автомобиле, и почему даже исправный он не всегда может зарядить АКБ?

^{фото: nairaland.com}

На современные автомобили обычно ставят трехфазный электрогенератор переменного тока. Во время движения он вырабатывает энергию для всех потребителей электричества в автомобиле (напряжение соответствует плюс-минус 14 вольтам и поддерживается регулятором). Чем навороченней автомобиль, тем больше у него потребителей и тем больше тока требуется. Кондиционер, обогрев зеркал, заднего/переднего стекол, обогрев сидений, круиз-контроль и так далее и тому подобное, от самых последних электронных помощников до топливного насоса и блока управления двигателем.

Кроме того, как известно многим, даже не очень близко знакомым с устройством автомобилей людям, генератор отвечает за то, чтобы заряжать аккумуляторную батарею и чтобы она постоянно оставалась полностью заряженной во время движения. Это очень важно, поскольку аккумулятор, в свою очередь, является накопителем энергии в автомобиле и, так сказать, условным резервным генератором, отдающим ток, что иногда даже требуется во время движения.

ВАЖНО! Не забывайте отключать потребители энергии при заглушенном двигателе. Если вы выключаете двигатель, отключайте и все потребители энергии: фары, магнитолу (при длительном использовании магнитолы на старом аккумуляторе автомобиль после стоянки может не завестись — не хватит тока), даже освещение салона.

Используйте свежую батарею нормальной емкости. Более того, если автомобиль используется для коротких поездок, особенно зимой, при необходимости включать прожорливые потребители электричества вроде отопителей стекол/зеркал, подогрева сидений, то даже исправный генератор не будет успевать насыщать аккумулятор энергией, что в итоге приведет не только к невозможности запуска машины, но и к деградации АКБ .

Почему у современных генераторов не может быть недостаточно мощности?

^{фото: cardekho.com}

Как мы говорили выше, генераторы на современные автомобили ставятся трехфазные. Прошли те времена (примерно с конца 70-х — начала 80-х годов), когда непроизводительные генераторы выдавали мало мощности, серьезно завися от оборотов двигателя. На старой мотоциклетной технике и мотороллерах такое можно было наблюдать: когда двигатель работает на холостом ходу, фары горят тускло. Стоит же повернуть дроссельную заслонку, свет загорится ярко.

Сейчас же даже на холостом ходу (от 650 до 900 оборотов коленчатого вала в минуту) современные генераторы вырабатывают достаточную мощность и, следовательно, выдают нужные объемы электричества, чтобы обеспечивать все потребители в автомобиле.

Может ли генератору не хватать мощности на запитывание всех потребителей в автомобиле?

Почему это важно, что на наших машинах стоят трехфазные генераторы? Дело в том, что также, по сравнению со старыми системами (генераторами постоянного и переменного тока), трехфазные генераторы не только мощнее, но и надежнее, меньше и легче (около девяти килограммов для легкового автомобиля).

Если тока не хватает, значит, проблема скрывается в генераторе — произошла поломка. Мощность генератора согласована с потребителями в автомобиле

Максимум мощность, выдаваемая генератором, может быть на десять процентов меньше, чем мощность всех потребителей в автомобиле, если их включить одновременно. В такой ситуации (которую на самом деле сложно представить, как минимум потому, что вы вряд ли будете включать обогрев и одновременно с этим кондиционер на полную мощность) разница в эти десять процентов будет компенсироваться аккумулятором, упомянутым выше, как резервным источником питания.

Так, как мы писали выше, из-за постоянного увеличения количества потребителей электроэнергии в автомобиле зарядный ток генераторов переменного тока продолжает расти. Если в 1980-х годах для компактного автомобиля было достаточно тока в 50 ампер, то сегодня генераторы вырабатывают от 100 до 250 ампер в зависимости от типа, класса, комплектации автомобиля и так далее.

Кстати, локомотивом нового толчка к развитию были не только функции комфорта , появившиеся в современных автомобилях, а скорее технологии применяющиеся в двигателях, такие как насосы высокого давления для подачи топлива или электромагнитные клапаны форсунок, то есть все то, что требует электричества.

Функция генератора

Принцип работы автомобильного генератора:

• При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжение через блок щеток и контактные кольца;
• Инициируется появление магнитного поля;
• Магнитное поле воздействует на обмотки статора, что приводит к появлению электрического переменного тока;
• Далее переменный ток отправляется на выпрямительный блок, где происходит его преобразование в постоянный ток;
• Завершающая стадия «готовки» правильного тока — регулятор напряжения.

После всего процесса часть электричества запитывает электропотребители, часть идет на подзарядку аккумулятора, некоторая часть уходит обратно на щетки альтернатора (так когда-то называли генератор переменного тока) для самовозбуждения генератора.

Проще говоря, генератор преобразует механическую энергию коленчатого вала в электрическую посредством ротационных движений внутри себя. В большинстве случаев генератор приводится в движение клиновым ремнем или поликлиновым приводным ремнем, который соединен с генератором через шкив. С помощью этого привода генератор использует мощность двигателя для выработки электроэнергии, отнимая у ДВС порядка 5 л. с. Это стоит топлива. Поэтому современные генераторы переменного тока ориентированы на то, чтобы сделать преобразование энергии более эффективным.

К примеру, при интенсивном ускорении мощность генератора уменьшается, падает и сопротивление. И наоборот, на холостом ходу, когда двигатель потребляет мало топлива, от генератора начинает потребляться больше мощности, и сопротивление увеличивается.

Контрольная лампа заряда — первое указание на неисправность

Важный «инструмент» для проверки работы генератора расположен прямо перед глазами водителя. Это контрольная лампа заряда на комбинации приборов. Символ генератора или батареи загорается при каждом включении зажигания. Если контрольная лампа продолжает гореть, когда двигатель завелся и работает (на холостом ходу или на оборотах, неважно), это может быть первейшим и самым важным признаком того, что включенные потребители не получают необходимую мощность, а аккумулятор в настоящее время поддерживает систему, непрестанно и очень быстро разряжаясь.

Чтобы выяснить, проблема ли это, достаточно быстро и кратковременно нажать на педаль акселератора. В большинстве случаев лампочка погаснет, значит, все в порядке (хотя обратиться на станцию техобслуживания все равно стоит). Если индикатор продолжит гореть, это уже может быть признаком неисправности генератора.

Неисправный генератор

Трехфазные генераторы, в принципе, не требуют технического обслуживания, они действительно износостойкие и нередко справляются со своими обязанностями в течение всего срока службы автомобиля. Однако если генератор все же сломается, батарея постепенно начнет разряжаться. В худшем случае произойдет то, что двигатель заглохнет во время движения, поскольку, как мы уже говорили ранее, блок управления двигателем и топливный насос должны продолжать получать электропитание.

Чтобы не доводить до такого, водителю стоит обращать внимание на ряд простых нюансов, которые могут сказать о недостаточной подзарядке аккумуляторной батареи:

• автомобиль тяжело заводится на холодную, несмотря на то что накануне было преодолено большое расстояние;
• лампочки на приборной панели при включении зажигания горят тускло.

Что может сломаться в генераторе?

^{фото: pixfeeds.com}

1. Изношены угольные щетки регулятора генератора

Симптомы: горит контрольная лампа заряда, аккумулятор не заряжается.

Решение: замените щетки или регулятор.

2. Неисправно реле-регулятор напряжения генератора

Симптомы: аккумулятор греется, наблюдается низкий уровень заряда аккумулятора (отсутствие заряда), индикатор зарядки становится ярче с увеличением скорости, лампочки перегорают.

Решение: заменить реле-регулятор напряжения генератора.

3. Подшипники ременного привода или муфта свободного хода вышли из строя

Симптомы: посторонний шум от ременного привода (свист, скрежет), аккумулятор не заряжается, горит индикатор заряда.

Решение: проверьте ременный привод и обгонную муфту и при необходимости замените.

4. Коррозия/окисление или дефекты проводных соединений

Симптомы: не достигается номинальное напряжение, дифференциальное напряжение между альтенатором и аккумулятором.

Решение: проверьте/замените при необходимости силовые провода, подтяните/зачистите или замените соединения.

5. Слишком слабое натяжение клинового ремня

Симптомы: мигает контрольная лампа зарядки, проскальзывает и скрипит клиновой ремень.

Решение: натяните или замените клиновой ремень.

6. Короткое замыкание

Симптомы: заряд аккумулятора не увеличивается.

Решение: отсоедините аккумулятор, замените или отремонтируйте генератор.

7. Неисправна обмотка генератора

Симптомы: горит контрольная лампа заряда, аккумулятор не заряжен.

Решение: замените или отремонтируйте генератор.

8. Неисправен выпрямительный блок генератора

Симптомы: аккумулятор не заряжается, контрольная лампа горит.

Решение: заменить или отремонтировать генератор.

Проверить генератор с помощью мультиметра

Если возникнет проблема, проверить генератор достаточно легко. Зарядное напряжение генератора проверяется мультиметром:

1. Установите на мультиметре диапазон напряжения (до 15 или 20 В);

2. Подключите черный щуп к минусовой клемме АКБ, а красным щупом касаемся «плюса»;

3. При выключенном двигателе напряжение автомобильного аккумулятора должно составлять от 12,2 до 13,6 вольт (если напряжение значительно ниже, то есть ниже 12 вольт, рекомендуется осуществить зарядку с помощью зарядного устройства);

4. Включите двигатель, напряжение зарядки должно возрасти и быть от 13,4 до 14,8 В на холостом ходу;

5. Затем повторите измерение на оборотах 4 000 об/мин, напряжение должно оставаться постоянным.

Если напряжение не поднимается до указанных значений при включенном двигателе (через несколько секунд), это указывает на неисправность генератора. Чтобы исключить повреждение проводки, можно проверить измерения на контактах генератора. Если есть явная разница, необходимо проверить проводку! Если напряжение заметно превышает значение, измеренное на холостом ходу и при 4 000 об/мин, это указывает на неисправность регулятора генератора. В этом случае аккумулятор может перегреться и повредить бортовую электронику.

Неисправно реле-регулятор генератора

Регулятор генератора, также известный как регулятор напряжения, встроен в генератор. Одна из его задач — поддерживать напряжение генератора более или менее постоянным при всех нагрузках и скоростях (оборотах мотора). Это единственный способ гарантировать отсутствие колебаний напряжения, которые могут легко вывести из строя электронные компоненты автомобиля. Регулятор сконструирован таким образом, что позволяет напряжению генератора выравниваться примерно до 14 вольт (напряжение зарядки генератора переменного тока).

Часто две маленькие угольные щетки регулятора генератора изнашиваются, что можно увидеть визуально — щетки значительно укорачиваются. В более старых автомобилях можно заменить только угольные щетки, стоимость их недорога, как и стоимость ремонта. Замена всего регулятора генератора обойдется подороже. Время установки составляет от десяти минут до часа в зависимости от доступности блока альтенатора. Хотя под капотом современных автомобилей, где места немного, работы могут занять более длительный срок, поскольку может потребоваться демонтаж дополнительных элементов для замены регулятора генератора, что увеличит стоимость проводимых работ.

Замена реле-регулятора напряжения обойдется в разных конторах Москвы от 600 до 1 500 рублей.

Проверить клиновой ремень и ременную передачу

Еще одна экспресс-проверка: натяжение клинового ремня и свободный ход шкива. Он отделяет ременную передачу генератора от коленчатого вала, который приводит в движение шкив. Обычно частота вращения генератора примерно вдвое превышает скорость вращения коленчатого вала, что в переводе на обороты может означать от 1 400 до 12 000 оборотов в минуту. Поэтому неудивительно, что подшипники, встроенные в шкив, не всегда могут выдерживать такую ​​нагрузку в течение длительного времени.

О повреждении подшипников свидетельствует скрежет-скрип при запуске двигателя, который исходит непосредственно от муфты свободного хода альтенатора.

^{Видео взято с YouTube-канала «Autofanatica»}

В мастерской стоимость замены ремня составит примерно от 1 000 до 3 000 рублей в зависимости от марки, модели и комплектации автомобиля.

Пример замены подшипников в натяжном ролике и обгонной муфте генератора: drive2.ru

Что выгодней — починить или купить новый генератор?

Это вопрос насущный, и его задают очень многие, у кого ломался генератор. Ответим на него просто и логично: все будет зависеть от поломки. Многое можно починить в генераторе не очень дорого. Замена всевозможных подшипников, шкива, диодов, роторных колец и так далее. Даже в мастерской порядок цен приятно удивит, вот пример рандомной московской мастерской:

Новый же оригинальный генератор даже на бюджетную иномарку может стоить несколько десятков тысяч рублей. Заменитель (неоригинал) дешевле, но все равно 10-15 тысяч рублей. Это видно на примере далеко не нового Ford Focus II:

Такую покупку вряд ли можно назвать логичной, если автомобиль старый или произошла несерьезная поломка, которая обойдется в мастерской максимум в 2-3 тысячи рублей.

А вот если генератор старый и ему придется производить перемотку статора/ротора генератора, то здесь уже задумаешься, является ли этот сложный и трудоемкий процесс целесообразным или лучше купить новый генератор? Ведь средняя стоимость перемотки может доходить до половины стоимости нового узла, а в некоторых слоучаях и больше (при этом гарантию дают не все компании, а которые и дают, то не более 12 месяцев). Уж лучше в таком случае купить генератор на разборке. Он тоже «кот в мешке», но дешевле.

^{Обложка: 1GAI.ru}

«Дитя света»

Автомобильный генератор в современном понимании порожден любовью человечества к электрическому свету. Машины эпохи зари автомобилизма имели лишь простейший узел под названием «магнето» – миниатюрный генератор, совмещенный с прерывателем зажигания, интегрированный в корпус двигателя и выдающий исключительно высоковольтные импульсы для работы свечей. Ни лампу, ни какой-то иной потребитель электроэнергии к магнето подключить было нельзя, поэтому машины XIX века освещали дорогу карбидными лампами, в которых горел ацетилен – от двигателя внутреннего сгорания помощи ждать не приходилось…

Однако достаточно скоро стало очевидно, что двигатель автомобиля должен порождать больше электричества: не только для собственной работы, но и для работы внешних потребителей – фар, клаксона, измерительных приборов передней панели, зарядки батареи и тому подобного. Поэтому рядом с высоковольтной «искровой» обмоткой магнето появилась дополнительная обмотка – низковольтная, дающая бортовое напряжение. МАГнето + ДИНамО-машина = магдино. Так стали называться первые генераторы.

Но поскольку магнето и магдино традиционно встраиваются непосредственно в двигатель, мощность их ограничена небольшими габаритами. И как только стало ясно, что рост мощности генераторов неизбежен, «гена» стал внешним – он переехал на кронштейн на блоке цилиндров и вращение стал получать от внешней передачи – ременной, а иногда цепной или шестеренчатой.

Первые генераторы вырабатывали постоянный ток, однако после развития в середине ХХ века полупроводниковой промышленности и появления мощных выпрямительных диодов генераторы стали производить переменный ток, который затем выпрямлялся до постоянного диодными мостами. Смена типа тока позволила скачкообразно в несколько раз и понизить габариты и массу генераторов, и поднять их мощность.

Собственно, современный генератор практически идентичен тому, что стоял на машинах, разработанных и 10, и 20, и 30, и более лет тому назад. Двигатели и КПП год за годом усложняются, а едва ли не главный внешний электроагрегат остается практически неизменным. Его конструкция неидеальна, но являет собой золотой баланс свойств и стоимости. Появляются, правда, дополнительные узлы и усовершенствования – например, вместо элементарного шкива для ремня на генератор может устанавливаться обгонная муфта, как в стартерном бендиксе, или в обмотке статора увеличивается количество катушек и усложняется диодный мост, но большинство генераторов все же по-прежнему обходятся классической конструкцией.

Как устроен генератор

Две половинки корпуса, отлитые из алюминия, образуют «бочонок» и стянуты друг с другом болтами. Внутри «бочонка» расположена кольцевая обмотка – катушка статора, с которой мы снимаем переменное напряжение. Снаружи к этой обмотке подключен диодный мост, прикрытый пластиковой защитной полукрышкой и делающий из переменного напряжения постоянное. Через корпус генератора проходит ось – вал, вращающийся на двух подшипниках и приводимый в движение за шкив ремнем от коленвала двигателя.

На валу генератора установлен и вращается вместе с ним ротор с катушкой внутри – электромагнит. Через пару скользящих контактов и угольные щетки на него подает управляющий ток регулятор напряжения, следящий за тем, чтобы генератор выдавал на выходе 14 вольт – без регулятора величина напряжения будет зависеть от оборотов и способна достичь нескольких десятков вольт, опасных для 12-вольтового автомобильного электрооборудования.

Неисправности генератора

Генератор на большинстве машин достаточно прост по конструкции, и благодаря этому количество разновидностей его неисправностей невелико, а диагностика несложна. «Плавающих» проблем, которые затруднительно выловить и локализовать, в нем практически никогда не бывает.

Самые слабые узлы генератора – не механические, а электронные: это диодный мост, состоящий из шести мощных диодов, объединенных в три группы на алюминиевой пластине-радиаторе, и регулятор напряжения. Выходят из строя они из-за перегрузки (из-за систематической работы с перегрузкой от нештатных потребителей тока, если прикуривать чужую машину, не заглушив свой двигатель, или из-за короткого замыкания в банках аккумулятора), из-за появления микротрещин от постоянной смены подкапотной температуры в широких пределах и проникновения в трещины влаги, а также иногда и вовсе без видимых причин – с электроникой это случается… В регуляторе напряжения еще вдобавок со временем стачиваются графитовые щетки. При этом и диодный мост, и регулятор напряжения в сборе со щетками могут быть заменены на новые.

На втором месте по выходу из строя – подшипники. Их в генераторе два — более мощный и массивный передний, а также задний – меньших габаритов. Страдает чаще всего передний, поскольку на него приходятся и нагрузка от туго натянутого ремня, и проникновение пыли и влаги извне. Подшипники проявляют себя гулом и визгом, который исчезает, если завести мотор при снятом ремне генератора. Они также могут быть заменены новыми.

На третьем месте – более неприятные неисправности, хотя и, к счастью, более редкие. Могут сточиться до основания два медных колечка на валу – контакты для питания обмотки ротора, по которым скользят графитовые щетки регулятора напряжения. Колечки эти достаточно долговечны, поскольку пружины щеток слабенькие, но, отработав несколько комплектов щеток, кольца с годами могут прийти в негодность. В качестве запчастей встречаются не всегда, и для конкретной модели генератора их можно не найти… Если же купить удалось, то снимаются с вала они единым блоком (залиты в пластик), и одним блоком же ставятся новые.

Еще от старости может произойти разрушение изоляции проводов обмотки статора и возникнуть короткое замыкание между витками. Как правило, такое ремонтировать невыгодно, хотя в принципе перемотка возможна. Неисправности типа разрушения корпуса рассматривать, наверное, не стоит, хотя и они, безусловно, случаются, и, как ни странно, некоторые отечественные производители генераторов поставляют в розничную продажу половинки «бочонка»…

Ремонт генератора

Теперь рассмотрим ремонт генератора на живом примере. Автомобиль ВАЗ-2115 приехал на сервис с проблемой отсутствия зарядки аккумулятора. Электрик, к его чести, не приговорил, не глядя (как это часто делается), диодный мост и регулятор скопом, а сперва проверил проводку к генератору, затем (не снимая генератор с машины) извлек из него регулятор напряжения и проверил его при помощи внешнего источника напряжения 15-16 вольт и нагрузочной лампы, сымитировав штатную работу – регулятор оказался исправен. Целыми оказались и щетки регулятора, контактные кольца на валу и обмотка ротора. После этого мастер посветил фонариком на диодный мост, увидел обугленный диод, сделал вывод о неисправности моста… и предложил полную замену генератора!

Почему? Все просто: на наш генератор, рожденный Ржевским заводом автотракторного электрооборудования ЭЛТРА, модели 5102.3771, устанавливается 80-амперный диодный мост МП13-80-3-2, который стоит в магазине… 909 рублей, и меняется он не так, как, скажем на старой-доброй «девятке», где это делалось при помощи отвертки и без снятия генератора с машины. В нашем случае мост меняется с использованием мощного паяльника, и генератор для этого, по-хорошему, должен лечь на верстак.
Это изрядная возня, требующая к тому же определенной аккуратности. Мастер не захотел связываться с этим менее, чем за 2 000 рублей, и намекнул владельцу, что стоимость запчасти и ремонта почти в 3 000 рублей на генератор 2006 года выпуска выглядят бледно на фоне цены нового генератора в сборе в 4 450 рублей. Иначе говоря, можно за 3 000 починить, а можно за дополнительные 1 500 рублей к цене ремонта получить нового «гену» на гарантии, с новыми подшипниками, обмотками, гарантированно лишенными усталостных трещин лака, и так далее. Владелец согласился с такими доводами, и генератор был заменен на новый.

Вот такой неожиданный исход… Мы хотели понаблюдать за недорогим восстановительным ремонтом, а столкнулись с крупноузловой дорогостоящей заменой. Впрочем, ремонт уже завершен, машина восстановила подвижность и уехала, и у нас появилась возможность в спокойной обстановке внимательно взглянуть на генератор изнутри, изучить конструкцию и разобраться, прав ли был мастер. Более того, нам никто не запрещает починить его самостоятельно.

Генератор изнутри

Разборку генератора начинаем со снятия шкива с вала: 6-ручьевой шкив под поликлиновый ремень аккуратно зажимаем в тисках через алюминиевые прокладки и откручиваем гайку пневмогайковертом. Легкие следы замятия на шкиве не страшны, если они контролируемы и прогнозируемы – ни канавки, ни кромки не деформированы.

На валу виден паз под шпонку, однако шпонки самой нет, как нет и паза для нее в шкиве. На данном генераторе шкив крепится трением – затяжкой гайки с гровером с упором во внутреннее кольцо подшипника, а через него – в ротор.

Снимаем пластиковую «полукрышку», под которой прячутся диодный мост и регулятор напряжения. Видим, что мост неисправен – пробит как минимум один диод из шести. Это заметно даже без проверки тестером – видно, что диод обуглен.

Регулятор напряжения снимается легко – откручиванием двух гаек М8. Электрически его уже проверяли, визуально тоже видно, что щетки изношены незначительно. Продуваем, вытираем и откладываем в сторону.

Теперь нужно демонтировать диодный мост. Как уже говорилось, снимается он непросто, после отпаивания шести выводов трех катушек обмотки. Используем 100-ваттный паяльник и небольшую «минусовую» отвертку, которой, постепенно прогревая раз за разом точки паек, приподнимаем мост. Каждую из шести точек пайки придется разогревать по 4-5 раз, чтобы снять мост осторожно, не вытянув провода из обмотки и не повредив лаковую изоляцию.

Проверяем тестером диоды моста – пробит один, тот, что был виден. Возникает вопрос – можно ли заменить один диод, а не целый мост?

Можно. Но, во-первых, такой диод не так-то просто купить. Стоит он рублей сто, но обычно в автозапчастях не продается. Найти его можно в конторах, занимающихся восстановлением и ремонтом генераторов и стартеров. А во-вторых, замена его – та еще проблема…

Даже при условии, что мы заимели новый диод, чтобы добраться до поврежденного, нужно разобрать «бутерброд» из двух алюминиевых и двух пластиковых «подков», для чего придется высверлить 4 алюминиевые заклепки, которые потом потребуется заменить винтами М3. После высверливания заклепок подковы продолжают удерживать вместе сваренные (да-да, сваренные, а не спаянные!) выводы диодов – и из-за замены одного нам придется перекусить кусачками контакт остальных пяти! Восстанавливать контакт придется уже не сваркой, а пайкой, что будет непросто – выводы очень короткие. После того, как клепки высверлены и сварка откушена, нужная «подковка» окажется у нас в руках. Можно выбить запрессованный диод и запрессовать новый при помощи тисков и подходящих оправок из торцевых головок на 10-12. После чего собрать «бутерброд подков», свинтив винтами и запаяв все перекушенные контакты. Скажем откровенно, даже у специалиста с изрядными навыками электромонтажных работ эта затея не вызовет энтузиазма, и мастер, порекомендовавший замену генератора, в принципе, прав…

Однако если мы ремонтируем генератор самостоятельно, не переплачивая за вредность автоэлектриков, то затраты на новый диодный мост будут единственными затратами, и 900 рублей все равно окажутся заметно меньше 4,5 тысяч за новый генератор в сборе. Поэтому купим мост и продолжим разборку генератора, чтобы отдефектовать его до последнего винтика и быть уверенным в агрегате надолго!
«Располовиниваем» корпус и извлекаем статор с обмотками…

…затем и ротор…

Осматриваем скользящие контакты на роторе – износ хорошо заметен, но до мусорки еще далеко. Зачищаем шкуркой-нулевкой, измеряем сопротивление (должно быть 3-5 Ом; у нас – 3,5 Ом, норма) и откладываем в сторону.

В передней крышке подшипник зафиксирован от осевого перемещения фланцем. Откручиваем его и выбиваем подшипник, слегка нагрев крышку.

Раз «гена» разобран, грех не проверить наличие и состояние смазки в подшипниках, поддев ножом сальник. Увы, смазка загустела и нуждается в замене. Промываем подшипник в бензине, набиваем немного консистентной смазки, ставим на место сальниковые крышки.

Собственно, можно собирать генератор – в обратном порядке. Закрепляем подшипник в передней крышке, ставим в нее статор с обмоткой, вставляем в подшипник ротор, закрываем второй крышкой, соединяем крышки болтами, запаиваем на место диодный мост, прикручиваем регулятор напряжения, устанавливаем обратно пластиковую защитную крышку. Порядок! Генератор теперь будет ходить долго, и у нас есть уверенность, что он не скрывает в себе неприятных сюрпризов.