自動発電機。 デバイスとその仕組み
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車の発電機
発電機は、20世紀初頭にバッテリーとともに自動車業界に登場しました。 これらは、継続的なメンテナンスを必要とする巨大なDCアセンブリでした。 現代の発電機はコンパクトになり、個々の部品の高い信頼性は新しい生産技術の導入によるものです。 次に、デバイス、動作原理、典型的な発電機の故障をさらに詳しく分析します。
自動発電機とは
自動車用発電機は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、次の機能を実行するユニットです。
- エンジンが作動している間、一定の継続的なバッテリー充電を提供します。
- スターターモーターが大量の電力を消費するエンジン始動時に、すべてのシステムに電力を供給します。
発電機はエンジンルームに取り付けられています。 ブラケットにより、クランクシャフトプーリーからのドライブベルトによって駆動され、エンジンブロックに取り付けられます。 発電機は、蓄電池と並列に電気回路に接続されています。
バッテリーは、生成された電気がバッテリー電圧を超えた場合にのみ充電されます。 生成される電流のパワーは、それぞれクランクシャフトの回転数に依存し、電圧は、幾何学的な進行とともにプーリーの回転数とともに増加します。 過充電を防ぐために、発電機には出力の電圧量を調整する電圧レギュレーターが装備されており、13.5〜14.7Vを供給します。
なぜ車に発電機が必要なのですか？
現代の自動車では、ほとんどすべてのシステムが、さまざまな動作モードを記録するセンサーによって制御されています。 バッテリーの充電によりこれらすべての要素が機能した場合、バッテリーは完全に放電されているため、車はウォームアップする時間すらありません。
モーターの動作中、各システムがバッテリーから電力を供給されないように、発電機が設置されています。 これは、内部燃焼エンジンがオンになっていて、次の場合にのみ必要な場合にのみ機能します。
- バッテリーを再充電します。
- 機械の電気システムの各ユニットに十分なエネルギーを供給します。
- 緊急モードまたは最大負荷で、両方の機能を実行し、バッテリーに給電して、車両の電気システムにエネルギーを供給します。
モーターを始動するときはバッテリーエネルギーのみが使用されるため、バッテリーを再充電する必要があります。 運転中にバッテリーが放電するのを防ぐために、多くのエネルギー消費者をオンにすることはお勧めしません。
たとえば、冬には、キャビンを暖めるときに車の気候システムとガラスヒーターをオンにするドライバーがいます。このプロセスが退屈にならないように、強力なオーディオシステムも備えています。 その結果、発電機はそれほど多くのエネルギーを生成する時間がなく、部分的にバッテリーから取り出されます。
ドライブとマウント
このメカニズムは、ベルトドライブによって駆動されます。 クランクシャフトプーリーに接続されています。 ほとんどの場合、クランクシャフトプーリーの直径はジェネレーターの直径よりも大きくなります。 このため、クランク機構シャフトのXNUMX回転は、ジェネレータシャフトの数回転に対応します。 このような寸法により、デバイスはさまざまな消費要素およびシステムに対してより多くのエネルギーを生成できます。
発電機はクランクシャフトプーリーのすぐ近くに取り付けられています。 一部の車種のドライブベルトの張力は、ローラーによって実行されます。 バジェットカーは、よりシンプルなジェネレーターマウントを備えています。 デバイス本体をボルトで固定するガイドが付いています。 ベルトの張力が緩い場合（負荷がかかるとプーリーに滑り、きしむ音がします）、ジェネレーターハウジングをクランクシャフトプーリーから少し離して固定することで修正できます。
デバイスとデザインの機能
自動車用発電機は同じ機能を実行し、同じ原理に従って動作しますが、組み立て部品の実装、プーリーのサイズ、整流器と電圧レギュレーターの特性、冷却の存在下で互いにサイズが異なります（ディーゼルエンジンでは液体または空気がよく使用されます）。 ジェネレータは次のもので構成されています。
- ケース（表紙と裏表紙）;
- ステータ;
- ローター;
- ダイオードブリッジ;
- プーリー;
- ブラシアセンブリ;
- 電圧レギュレータ。
Корпус
発電機の大部分は、スタッドで接続され、ナットで締め付けられたXNUMXつのカバーで構成される本体を備えています。 部品は軽量のアルミニウム合金でできており、放熱性が高く、磁化されていません。 ハウジングには、熱伝達用の通気孔があります。
固定子
環状で本体内部に設置されています。 それは主要な部品の36つであり、ローターの磁場によって交流を生成する働きをします。 ステーターは、XNUMX枚のプレートから組み立てられたコアで構成されています。 コアの溝に銅巻線があり、電流を生成します。 ほとんどの場合、接続のタイプに応じて、巻線は三相です。
- スター - 巻線の端は相互接続されています。
- 三角形 - 巻線の両端が個別に出力されます。
ローター
回転は、その軸がクローズドタイプのボールベアリングで回転します。 励磁巻線がシャフトに取り付けられており、ステータの磁場を生成する働きをします。 磁場の正しい方向を確保するために、XNUMXつの歯を持つXNUMXつのポールコアが巻線の上に取り付けられています。 また、ローターシャフトにはXNUMXつの銅リングが装備されており、その電流はバッテリーから励磁コイルに流れます。
ダイオードブリッジ/整流器ユニット
また、主要なコンポーネントのXNUMXつであり、その目的は、交流を直流に変換して、自動車のバッテリーを安定して充電することです。 ダイオードブリッジは、正および負のヒートシンクストリップとダイオードで構成されます。 ダイオードは気密にブリッジにはんだ付けされています。
電流は、固定子巻線からダイオードブリッジに供給され、整流されて、リアカバーの出力接点を介してバッテリーに供給されます。
滑車
プーリーは、駆動ベルトを介して、クランクシャフトから発電機にトルクを伝達します。 プーリーのサイズによってギア比が決まります。プーリーの直径が大きいほど、発電機を回転させるのに必要なエネルギーが少なくなります。 現代の車はフリーホイールに移行しています。そのポイントは、ベルトの張力と完全性を維持しながら、プーリーの回転の振動を滑らかにすることです。
ブラシアセンブリ
現代の車では、ブラシは電圧レギュレーターとXNUMXつのユニットに組み合わされており、耐用年数が非常に長いため、組み立て時にのみ変化します。 ブラシは、ローターシャフトのスリップリングに電圧を転送するために使用されます。 グラファイトブラシは、ばねで押されています。
電圧調整器
半導体レギュレータは、必要な電圧が指定されたパラメータ内に維持されるようにします。 ブラシホルダーユニット上にあるか、個別に取り外すことができます。
ジェネレータの主なパラメータ
ジェネレーターの変更は、車両の車載システムのパラメーターに一致します。 エネルギー源を選択する際に考慮されるパラメータは次のとおりです。
- デバイスが生成する電圧は、標準では12 V、より強力なシステムでは24Vです。
- 生成される電流は、車の電気システムに必要な電流よりも低くてはなりません。
- 電流速度特性-これは、電流強度の発電機シャフトの回転速度への依存性を決定するパラメータです。
- 効率-ほとんどの場合、モデルは50〜60パーセントの指標を生成します。
車両をアップグレードするときは、これらのパラメータを考慮する必要があります。 たとえば、より強力な防音材やエアコンが車に取り付けられている場合、車の電気システムは発電機が生成できるよりも多くのエネルギーを消費します。 このため、適切な電源の選択方法については、電気技師に相談する必要があります。
自動発電機のしくみ
発電機の操作方式は次のとおりです。イグニッションスイッチでキーを回すと、電源がオンになります。 バッテリーからの電圧はレギュレーターに供給され、レギュレーターはそれを銅製スリップリングに送信します。最終消費者はローター励磁巻線です。
エンジンのクランクシャフトが回転した瞬間から、ローターシャフトがベルトドライブを介して回転し始め、電磁界が生成されます。 ローターは交流電流を生成し、特定の速度に達すると、励起巻線はバッテリーからではなくジェネレーター自体から電力を供給されます。
次に、交流電流がダイオードブリッジに流れ、そこで「等化」プロセスが行われます。 電圧レギュレータは、ローターの動作モードを監視し、必要に応じて界磁巻線の電圧を変更します。 したがって、部品の状態が良好であれば、安定した電流がバッテリーに供給され、オンボードネットワークに必要な電圧が供給されます。
最新の車のダッシュボードにはバッテリーインジケーターが表示され、ジェネレーターのステータスも示されます（ベルトが破損したり過充電されたときに点灯します）。 VAZ 2101-07、AZLK-2140、および他のソビエトの「機器」などの車には、ダイヤルゲージ、電流計、または電圧計が備わっているため、いつでも発電機の状態を監視できます。
電圧レギュレータとは何ですか？
状況：エンジンが作動しているときに、バッテリーの充電量が急激に減少するか、過充電が発生します。 最初にバッテリーを確認する必要があります。バッテリーが正常に機能している場合は、電圧レギュレータに問題があります。 レギュレーターは、リモートにすることも、ブラシアセンブリに統合することもできます。
高いエンジン速度では、発電機からの電圧が16ボルトに上昇する可能性があり、これはバッテリーのセルに悪影響を及ぼします。 レギュレーターはバッテリーから過電流を「除去」して受け取り、ローターの電圧も調整します。
発電機が与えるべき料金について簡単に説明します。
発電機の操作に関する有害な規則（Osterによる）
以下は、ルーブリック「XNUMX つのステップでジェネレーターを強制終了する方法」の手順です。
- 「逆極性」ルール - バッテリーワイヤを交換すると、ジェネレーターに異常な明るいフラッシュが発生し、そこから明るい雲が発生します。 同時に、忘れられない音響の喜び、クリック音やシューという音、ワイヤーを燃やす信じられないほどの匂い、そして最も重要なことに、あなたの野心に応じて1〜3度の火傷を感じるでしょう。 このような「トリック」は、ダイオード ブリッジ、ステータ、およびレギュレータを部分的に無効にします。幸いなことに、車の火災の可能性は 1: 1000 です。 「副作用」から、インストルメントクラスター、オンボードコンピューター、ラジオテープレコーダー、およびオンボードネットワークのその他のコンポーネントを無効にすることができます。 尊厳 - 長い理論なしで初心者がマスターします。
- 洗浄規則 - パワー ユニットをできるだけ頻繁に徹底的に洗浄します。特にオルタネーターは、多量の水と泡で洗浄してください。 そしてスターター。 主なことは、水の流れが発電機を内部から大量に洗い流すことです。乾燥させることは固く禁じられています。すぐにエンジンを始動し、すべてのエネルギー消費者をオンにして、その影響を観察します。 そうでない場合は、手順を繰り返します。 尊厳 - 燃やされた「遺伝子」はきれいになります。
- 昔ながらの方法 - 「+」端子からワイヤーを引っ張って、稼働中のモーターの充電を確認します。これが主なルールです。 すべての種類のリレーが故障する確率は 50:50 です。主なことは、効果のために多くの火花を発生させ、電気で動くすべてのものをオンにすることです。
- 私たちは水たまりを「飛びます」-多くの人は、雨の中でこのルールを使用していることにさえ気づいていません。 主なことは、あなたの車が潜水艦の耐水性と比較できないことを常に確認することです。水たまりが深ければ深いほど、効果は明るくなります。 より多くの水がエンジンコンパートメントに入る速度を選択することが重要です。主なことは、すべてのプラスチックケーシングと保護を捨てることです! 主な利点は、車を離れることなく、水がある場所ならどこでも（小川や川でも）トリックを繰り返すことができることです。
- 「音楽愛好家」 - 最も高価なラジオ テープ レコーダー、できれば XNUMX つ、できるだけ多くのスピーカー、少なくとも数十個のアンプ、およびいくつかのサブウーファーをインストールする必要があります。エンジンが作動していて、ボンネットの下から煙が出ていないのに空気がきれいなままである場合は、安すぎる機器を購入したことを意味します。
- 「古いバッテリー」 - この方法には、物理学、少なくともオームの法則に関するある程度の知識が必要です。 古いバッテリーほど、閉鎖された銀行になる可能性が高くなります。 おそらく、バッテリーは激しい動作の兆候を示し、大量のエネルギーを消費することは間違いありませんが、インジェクターの動作は不安定になり、ハイビームを忘れることができます. 主なことは、古いバッテリーをさらに活用することです-その効果はあなたを待たせません。
車のオルタネーターをテストする方法
発電機は専門家が修理する必要がありますが、自分で性能を確認することができます。 古い車では、経験豊富なドライバーが次のように発電機の性能をチェックしました。
エンジンを始動し、ヘッドライトをオンにして、エンジンが作動している状態で、バッテリーのマイナス端子を外します。 発電機が作動しているとき、それはすべての消費者のために電気を生成するので、バッテリーが切断されたとき、エンジンは失速しません。 エンジンが停止した場合は、発電機を修理または交換する必要があることを意味します（故障の種類によって異なります）。
しかし、新しい車では、この方法を使用しない方が良いです。 その理由は、そのような車両用の最新のオルタネーターは一定の負荷用に設計されており、その一部はバッテリーを絶えず再充電することによって補償されるためです。 発電機の運転中に電源を切ると、破損する恐れがあります。
ジェネレータをテストする最も安全な方法は、マルチメータを使用することです。 検証の原則は次のとおりです。
- エンジンを停止した状態で、バッテリー電圧を測定します。 良好なバッテリーの場合、このパラメーターは12.7ボルトである必要があります。
- エンジンが始動し、すべての消費者がオフになります（キャビンファン、ヘッドライト、ガラス暖房など）
- この場合も、マルチメータプローブはバッテリダウン導体に接続されています。 車種によっては、端子の電圧は13.8〜14.8ボルトである必要があります。
- 電気の消費者は、可能な限りオンになっています。
- 電圧が再度測定されます。 発電機が正常に動作している場合、このインジケーターは13.8〜14ボルトに低下します。 この下の読み取り値は、オルタネーターの故障の兆候です。
車の発電機の故障
発電機に機械的および電気的障害があります。
機械的障害：
- ドライブベルトの破損 - 交換が必要です。
- プーリーの端を滑らかにし、ベルトを回転させます。
- ブラシの摩耗;
- ジェネレーターケースの損傷;
- ベアリングの故障。
電気：
- 摩擦によるスリップリングの摩耗;
- 電圧レギュレータの故障;
- 固定子ターンの閉鎖;
- 整流器ブリッジダイオードのバーンアウト;
- 最終充電ワイヤーの焼損;
- ローター巻線のバーンアウト。
発電機のいずれかの部分に障害が発生すると、充電不足になるか、またはその逆になります。 ほとんどの場合、電圧レギュレーターとベアリングが故障し、ドライブベルトはメンテナンス規定に従って交換されます。
ちなみに、改良されたベアリングやレギュレーターを取り付ける場合は、その特性に注意しないと、部品を交換しても期待した効果が得られない可能性が高くなります。 他のすべての故障では、発電機の取り外しと分解が必要になります。これは、専門家に任せるのが最善です。 覚えておくべき主なことは、Oster による規則に従わなければ、発電機を長く問題なく操作できる可能性があるということです。
発電機の電力とバッテリーの接続についての短いビデオは次のとおりです。
モーター始動の難しさ
エンジンはバッテリーのみで始動しますが、始動が困難な場合は、漏れ電流が流れているか、バッテリーが適切に充電されていない可能性があります。 短期間の旅行は多くのエネルギーを消費し、この間、バッテリーは充電を回復しないことを考慮する価値があります。
毎日車がどんどん悪くなり、旅行が長い場合は、発電機に注意を払う必要があります。 しかし、発電機の誤動作は、充電不足だけでなく、バッテリーの過充電にも関連している可能性があります。 この場合、特定の出力電圧を維持する役割を担うリレーレギュレータを交換する必要があります。
薄暗いまたはちらつきのあるヘッドライト
運転中、発電機は車内にいるすべての消費者にエネルギーを完全に提供する必要があります（強力な外部デバイスを除き、その存在はメーカーによって提供されていません）。 旅行中にドライバーがヘッドライトが暗くなったりちらついたりしていることに気付いた場合、これはジェネレーターの誤動作の兆候です。
このような発電機は通常の充電を生成できますが、負荷の増加に対応できない場合があります。 同様の誤動作は、インストルメントパネルのバックライトのちらつきや薄暗いライトで確認できます。
ダッシュボードのアイコンがオンになっている
充電不足や電源に関連するその他の問題をドライバーに警告するために、メーカーはダッシュボードにバッテリーの写真が付いたアイコンを配置しました。 このアイコンが点灯している場合は、車の電気に深刻な問題があることを意味します。
充電せずに（バッテリー容量のみで）バッテリーの状態と種類によっては、車は数十キロ走行することができます。 各バッテリーについて、メーカーはバッテリーが再充電せずに持続する時間を示します。
すべてのエネルギー消費者がオフになっている場合でも、シリンダー内で火花を発生させる（またはディーゼルユニットの空気を加熱する）ために電気が必要なため、バッテリーは放電されます。 バッテリーアイコンが点灯したら、すぐに最寄りの自動車サービスに行くか、レッカー車に電話する必要があります（最近の車に取り付けられているバッテリーの種類によっては、ディープ放電後に復元できないものがあります）。
ドライブベルトホイッスル
このような音は、雨天時にエンジンを始動した直後、または深い水たまりを乗り越えた後に現れることがよくあります。 この効果の理由は、オルタネーターベルトの張りを緩めるためです。 締めた後、ベルトが時間の経過とともに再び笛を吹くようになった場合は、ベルトがすぐに緩む理由を確認する必要があります。
オルタネーターベルトは、さまざまな消費者がオンになると、シャフトの回転に対する抵抗が大きくなるため（従来のダイナモのように、より多くの電力を生成するため）、十分に張力をかける必要があります。
一部の現代の車では、ベルト張力は自動張力装置によって提供されます。 より単純な車の設計では、この要素はなく、ベルトの張りは手動で行う必要があります。
ベルトが過熱または破損する
ドライブベルトの熱または早期故障は、ドライブベルトに過度のストレスがかかっていることを示しています。 もちろん、運転手は毎回発電機の温度をチェックする必要はありませんが、焦げたゴムの臭いがはっきりと聞こえ、エンジンルームにわずかな煙が出ている場合は、ドライブベルトの状態をチェックする必要があります。 。
多くの場合、ベルトは、発電機のシャフトベアリングまたはテンションローラーが設計に含まれている場合、それらの故障のために早期に摩耗します。 オルタネーターベルトが破裂すると、部品がタイミングベルトの下に落ちたために、バルブタイミングが乱れる場合があります。
ボンネットの下からのリンギングまたはガサガサ音
各発電機には、回転子と固定子の巻線間に一定の距離を提供する転がり軸受が装備されています。 エンジンを始動した後、ベアリングは常に回転していますが、内燃エンジンの多くの部品とは異なり、ベアリングは潤滑されません。 このため、彼らはより悪く冷えます。
一定の熱と機械的応力（ベルトは緊密な張力下にある必要があります）により、ベアリングは潤滑を失い、すぐに故障する可能性があります。 発電機の運転中または負荷の増加に伴って、リンギングまたは金属のざわめきが発生した場合は、ベアリングを交換する必要があります。 発電機の一部の改造には、ねじり振動を滑らかにするオーバーランニングクラッチがあります。 このメカニズムもしばしば失敗します。 ベアリングまたはフリーホイールを交換するには、オルタネーターを分解する必要があります。
電気ハム
この音は、トロリーバスに取り付けられているような大型の電気モーターの音に似ています。 このような音がした場合は、発電機を分解して巻線の状態を確認する必要があります。 基本的に、固定子の巻線が閉じると表示されます。
関連動画
結論-自動車発電機の動作原理の詳細な説明：
質問と回答：
車の発電機とは何ですか？ このメカニズムにより、バッテリーの予備が無駄にならないように発電が保証されます。 発電機は機械的エネルギーを電気に変換します。
車の発電機に電力を供給するものは何ですか？ エンジンが作動している間、発電機は電気を生成してバッテリーを再充電し、車両内のすべての電気機器に電力を供給します。 その容量は、消費者の数によって異なります。
2комментария
ガチョウ
発電機の動作に関する有害な規則（OSTERによる）が面白かった
なぜ
ありがとう、読んで楽しかった