Назначение, устройство и работа генератора

Генератор предназначен для обеспечения питанием электропотребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумулятора при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумулятора. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генератором, должно быть стабильно в широком диапазоне частот вращения и нагрузок. Последнее требование вызвано тем, что аккумуляторная батарея весьма чувствительна к степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение вызывает недозаряд батареи и, как следствие, затруднения с пуском двигателя, слишком высокое напряжение приводит к перезаряду батареи, и ее ускоренному выходу из строя. Не менее чувствительны к величине напряжения лампы освещения и сигнализация, акустическое оборудование.

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

· Ротор.

· Статор.

· Блок щеток.

· Регулятор напряжения.

· Выпрямительный блок (диодный мост).

 1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками. Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца. Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

· Приводной шкив.

· Подшипники качения.

· Охлаждающее устройство (вентилятор).

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора. Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым. Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

Статор генератора

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схемы подключения: Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах. Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов. Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-»).

Принцип работы автомобильного генератора

Разберемся теперь, как работает автогенератор. При повороте ключа в замке зажигания напряжение поступает на обмотку, проходя при этом через контактные кольца, а также через блок щеток. Результатом становится возникновение вокруг обмотки возбуждения магнитного поля. Оно постоянно вращается вместе с ротором, воздействуя на статорные обмотки. На выводах последних возникает переменный электроток, подающийся затем на диодный мост. На выходе выпрямительного блока ток уже имеет постоянную величину. Далее он подается на регулятор напряжения, от которого идет на графитные щетки, обеспечивает питание потребителей, включенных в бортовую сеть, и подзарядку аккумуляторной батареи.

Напряжение на выходе устройства регулируется следующим образом. Регулятор, функционирующий совместно с блоком щеток, меняет величину напряжения, которое поступает на обмотку. Это приводит к изменению параметров магнитного поля, а также количества вырабатываемой электроэнергии. Кроме того, регулятор осуществляет термокомпенсацию, суть которой заключается в том, что напряжение меняется обратно пропорционально температуре (чем она ниже, тем разность потенциалов больше, и наоборот).

Назначение устройство и работа приборов освещения, световой и звуковой сигнализации, контрольно-измерительных приборов, стеклоочистителей, стеклоомывателей, систем отопления и вентиляции кабины.

Приборы освещения предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре торможения, движения задним ходом, для освещения номерного знака, кабины, салона кузова, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства

Приборы освещения необходимы при движении автомобиля в темное время суток и в условиях недостаточной видимости. Они обозначают габаритные размеры транспортных средств, обеспечивают освещение дороги и внутренних пространств автомобиля.

 

 

Приборы освещения включают в себя:

· фары (блок-фары),

· задние фонари,

· лампы освещения номерного знака,

· лампы освещения салона автомобиля,

· лампу освещения подкапотного пространства,

· лампу освещения багажника.

Приборы сигнализации служат для информирования других водителей и пешеходов обо всех изменениях направления движения автомобиля, его торможениях и остановках, а также для предупреждения об опасности.

К приборам сигнализации относятся:

· передние и задние указатели поворотов,

· бортовые повторители указателей поворотов,

· лампы стоп-сигналов,

· лампы включения заднего хода,

· звуковой сигнал.

При включении кнопки (клавиши) аварийной сигнализации, передние указатели поворотов, боковые повторители указателей и задние указатели работают в прерывистом режиме одновременного «моргания». Это сигнал предупреждения других участников движения о неприятностях с автомобилем или водителем.

Звуковые сигналы могут быть безрупорного или рупорного типа. Рупорные звуковые сигналы представляют собой корпус, в котором находится электромагнит в виде сердечника с обмоткой. Внутри электромагнита расположен якорь с грузом и текстолитовой шайбой. Якорь жестко крепится к мембране. Кроме этого, в корпусе звукового сигнала расположен мостик с подвижными и неподвижными контактами. Для усиления звука имеется составной рупор, который состоит из крышки и корпуса.

Контрольно-измерительные приборы служат для контроля за работой смазочной системы и охлаждения двигателя, наличия топлива в баке и заряда аккумуляторной батареи. К ним относятся указатели давления масла, температуры охлаждающей жидкости, уровня топлива в баке, амперметр и аварийные сигнализаторы пониженного давления масла и перегрева двигателя. Все указатели смонтированы на щитке приборов. Их датчики расположены в зоне измеряемых показателей.

 

Указатель давления масла - манометр служит для определения давления масла в смазочной системе двигателя. Он состоит из датчика и указателя. В датчик входит корпус с диафрагмой и ползунковый реостат. Подвижный контакт реостата соединен с диафрагмой. Когда давление в магистрали смазочной системы двигателя увеличивается, диафрагма прогибается и перемещает подвижный контакт реостата изменяя его сопротивление.

Электромагнитный указатель состоит из корпуса с экраном, предотвращающим влияние посторонних магнитных полей, трех катушек, подвижного постоянного магнита со стрелкой, укрепленной подвижно на оси, и неподвижного постоянного магнита для установки стрелки на нулевое деление шкалы.

При протекании тока по катушкам создается результирующее магнитное поле. Взаимодействуя с этим магнитным полем, стрелка с подвижным постоянным магнитом устанавливается в определенное положение, соответствующее подвижному контакту реостата датчика или давлению масла в магистрали смазочной системы двигателя.

Устройство указателя температуры охлаждающей жидкости аналогично устройству указателя давления масла.

Датчик указателя температуры представляет собой терморезистор - полупроводниковую шайбу, установленную в металлическом корпусе. Сопротивление шайбы меняется в зависимости от изменения ее температуры. Изменение температуры охлаждающей жидкости вызывает резкое изменение сопротивления датчика, что вызывает изменение тока в катушках указателя, и результирующее магнитное поле поворачивает постоянный магнит со стрелкой на деление шкалы, соответствующее температуре охлаждающей жидкости.

Аварийные сигнализаторы предупреждают водителей о недопустимом повышении температуры жидкости в системе охлаждения и падения давления масла в смазочной системе двигателя. В них входят датчик и сигнальная лампа на щитке приборов.

Датчик сигнализатора аварийного давления масла состоит из корпуса, диафрагмы, пружины и контактного устройства. При отсутствии давления в магистрали смазочной системы двигателя диафрагма выгибается под действием пружины в сторону от контактов, и лампа загорается. При нормальном давлении масла диафрагма выгибается в противоположную сторону, размыкает контакты, и сигнальная лампа гаснет.

 

Датчик аварийного сигнализатора перегрева двигателя установлен в верхнем бачке радиатора. Он состоит из корпуса с латунной гильзой, в которой находятся два контакта. Неподвижный контакт соединен с «массой», а подвижный контакт закреплен на упругой биметаллической пластине 6, изолированной от «массы». Снаружи биметаллическая пластина соединена через зажим с сигнальной лампой.

При нормальной температуре охлаждающей жидкости контакты датчика разомкнуты. Если температура жидкости выше расчетной, биметаллическая пластина изогнется настолько, что контакты замкнутся и включат в электрическую цепь сигнальную лампочку.

Устройство указателя уровня топлива аналогично устройству описанных выше указателей давления масла и температуры охлаждающей жидкости. Датчик указателя представляет собой реостат, смонтированный в металлическом корпусе. Реостат изменяет сопротивление в зависимости от уровня топлива в баке, поскольку его подвижный контакт (ползунок) соединен с рычагом, на конце которого установлен поплавок. Сила тока и магнитное поле левой катушки зависят от положения ползунка реостата. При полном баке обмотка реостата включена полностью, а сила тока в левой катушке незначительна. В этом случае результирующее магнитное поле всех катушек повернет стрелку с магнитом на отметку «П» (полный бак).

По мере уменьшения уровня топлива в баке сила тока левой катушки увеличивается, так как сопротивление реостата уменьшается и результирующее магнитное поле катушек перемещает стрелку указателя в сторону нулевой отметки. Резистор включен в цепь катушек как тепловой компенсатор.

Амперметр служит для контроля за зарядом аккумуляторной батареи и работой генератора Амперметр включают в электрическую цепь последовательно. Он состоит из корпуса, латунной шины, постоянного магнита, якоря с осью, стрелки и шкалы. Стрелка закреплена с якорем на оси.

Когда ток в латунной шине отсутствует, якорь расположен вдоль постоянного магнита и удерживает стрелку у нулевого деления шкалы. При протекании электрического тока по латунной шине якорь устанавливается вдоль созданных магнитных силовых линий вокруг шины, поворачиваясь вместе со стрелкой на определенный угол.

Величина направления угла поворота стрелки с якорем зависит от силы направления тока в шине. Если стрелка отклоняется к знаку «+», значит батарея заряжается, а если к знаку «-» - разряжается.

 

Стеклоочиститель.

Служит: для очистки ветрового стекла от атмосферных осадков и совместно омывателем - от грязи.

Характеристика: (для УРАЛ 4320)

- пневматический;

- двухстороннего действия.

Состав стеклоочистителя:

- пневматический двигатель;

 золотниковый распределитель с клапаном механизма укладки щеток;

- двухплечий рычаг;

- 2 тяги;

- 2 вала щеток с рычагами;

- 2 щетки с рычагами и цилиндрическими прижимными пружинами;

- кран управления;

- трубопроводы.

Пневматический двигатель состоит:

- рабочего цилиндра с двумя крышками;

- сдвоенного поршень-рейки;

- зубчатого сектора с валом;

- деталей уплотнителя.

Пневматический двигатель через механический привод обеспечивает заданное перемещение щеток стеклоочистителя.

Устройство для обмыва ветрового стекла.

Предназначено для улучшения очистки ветрового стекла от грязи.

СОСТОИТ ИЗ:

- насоса с электрическим приводом;

- бачка омывателя 1,5 л;

- двух форсунок;

 

- трубопроводов и шлангов.

Насос предназначен для подачи жидкости (воды) под давлением к форсункам.

Бачок омывателя (емкомсть 1,5 л) размещен на левой боковине капота.

Форсунки предназначены для обеспечения направленного разбрызгивания жидкости на ветровое стекло.

Состоит из:

- штуцера;

- головки жиклера;

- шарика с калибированным отверстием - жиклером;

- шарикового клапана.

Устройство для очистки и обмыва ветровых стекол автомобиля КАМАЗ 4310включает в себя электрический стеклоочиститель и омыватель.

Управление стеклоочистителем и омывателем осуществляется правым рычагом комбинированного переключателя и реле стеклоочистителя.

Бачок омывателя заполняйте смесью воды со специальной жидкостью НИИСС-4 (или подобной), соотношение которых меняется в зависимости от температуры окружающего воздуха.

Отопитель кабины.

Служит: для обогрева кабины и, в частности, ветрового стекла в случае его обледенения

 Характеристика: калориферного типа.

Состоит:

- водяной радиатор, вентилятор с электродвигателем в одном корпусе;

- распределительный канал;

- дефлектора;

- водяной кран;

- наружный люк;

- внутренний люк;

- соединительные патрубки и шланги;

 

- привод управления заслонками отопителя;

- электровключатель вентилятора.

Радиатор предназначен для рассеивания тепла, подводимого к нему охлаждающей жидкостью из системы двигателя.

Кран - для отбора рабочей жидкости из системы охлаждения, расположен на правой водяной трубе двигателя.

Электровыключатель вентилятора трехпозиционный. При среднем положении рычага переключателя вентилятор выключен. Левое положение рычага переключателя соответствует максимальной производительности вентилятора, а правое - пониженной.

Оптимальный вариант положения органов управления отоплением: одновременный забор воздуха снаружи через люк, регулируемый крышкой, из кабины через внутренний люк, закрываемый крышкой, и подачи нагретого воздуха на ветровые стекла, ноги водителя и пассажиров установкой рычага в среднее положение. Выключатель вентилятора помещен на панели приборов.

Краник, расположенный на правой водяной трубе двигателя, должен быть открыт во время эксплуатации при отрицательных температурах воздуха. В летнее время отопитель необходимо отключить от системы охлаждения, закрыв краник.

Вентилируется кабина через люки системы отопления, проемы поворотных и опускных стекол дверей. При недостаточной естественной вентиляции кабины откройте наружный люк и включите вентилятор.