Генератор — устройство, преобразующее механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя в электрическую.

От постоянного — к переменному

Генератор в конструкции автомобиля появился практически сразу вместе со стартером и аккумуляторной батареей. Долгое время производители отдавали предпочтение коллекторным генераторам постоянного тока. Но ненадежная конструкция требовала постоянного внимания со стороны водителя. Как только развитие полупроводников позволило создать надежный диодный выпрямитель, вся автомобильная промышленность перешла на синхронные трехфазные генераторы переменного тока.

В чем основное преимущество генераторов переменного тока над генераторами постоянного? Первые значительно легче, меньше, мощнее и надежнее. Конструкция предусматривает встроенный регулятор напряжения. И если раньше он был аналоговый, то сегодня почти все реле-регуляторы — цифровые CAN шины. Кроме того, отпала надобность в реле обратного тока и ограничителе тока. Ограничитель не нужен из-за того, что трехфазный генератор сам ограничивает максимальную силу тока. А функции реле обратного тока выполняет выпрямитель, который пропускает ток лишь в одном направлении.

Как это работает

Генератор включается в цепь сразу после поворота ключа зажигания — от аккумулятора на обмотку возбуждения через щетки и контактные кольца подается напряжение и генератор готов к работе. При прокручивании якоря генератора создается электромагнитное поле, а в обмотке статора, благодаря индукционным токам, возникает переменный электрический ток. Выпрямительный блок превращает его в постоянный и подает в электрическую цепь. Двигатель внутреннего сгорания в автомобиле не имеет постоянной частоты вращения, и количество потребителей может меняться, но напряжение необходимо поддерживать стабильное. С этой задачей должен справляться регулятор напряжения, который старается всегда держать 13,5 — 14,5 В. Это выше уровня напряжения аккумулятора, что вызывает небольшой выравнивающий ток, осуществляющий заряд батареи. Если бы напряжение было меньше (например, 12 вольт), то аккумулятор пытался бы отдать и свой ток в общую сеть, соответственно, разряжаясь при этом.

Эксплуатация и обслуживание

Самое тяжелое время для генератора — зима. Окисление контактов и мороз заставляют работать генератор на пределе возможностей. А тут еще к обычным потребителям добавляются ближний свет, «противотуманки», отопители, обогреватели стекла, чаще приходится пользоваться щетками и стеклоомывателем.
В связи с этим, прежде чем установить что-то из нештатного допоборудования, подсчитайте, справится ли ваш генератор. Считается, что при включении всех имеющихся на борту энергопотребителей запас мощности генератора должен составлять не менее 20% для магистральных и 30% для городских автоперевозок.
Но какой бы совершенный генератор не стоял на вашем грузовике, он все равно требует периодического обслуживания или хотя бы проверки.
Рекомендуется проводить проверку состояния генератора при помощи вольтметра. Делается это так: обороты двигателя устанавливают на 3000, включают дальний свет, печку, щетки стеклоочистителя и замеряют напряжение на клеммах аккумулятора. Показания прибора должны быть в пределах 13,4 - 14,6 В.
Если цифра меньше — проверяем состояние ремня, возможно он проскальзывает и его нужно заменить, а иногда достаточно просто подтянуть (однако важно не перетягивать приводной ремень, иначе подшипник генератора очень быстро выйдет из строя). Если замена ремня не помогает и зарядный ток не приходит в норму, проверьте контакты, клеммы и регулятор напряжения.
Если генератор на вашем грузовике щеточного типа, то он потребует большего внимания к самим щеткам. Идеальным было бы раз в год снимать генератор и проверять состояние щеток, очищая их от грязи.
Сгоревшая обмотка — явление сегодня чрезвычайно редкое, но если это и случается, то пытаться ее восстановить не имеет смысла — проще и надежнее будет купить новый генератор. Вот только место покупки необходимо выбирать очень тщательно, чтобы не нарваться на некачественный товар.
Более распространенная поломка — выход из строя диодного моста. Обычно это происходит из-за попадания воды, которая вызывает замыкание. Правда, чтобы залить водой генератор современного грузовика нужно очень постараться, например, попытаться проехать в брод небольшую речку.

Старый друг лучше новых двух?

Выбирая новый генератор знайте: заменять один тип генератора на грузовике на другой не рекомендуется. Конечно, это возможно, но только при соблюдении сразу нескольких условий:
1). новый генератор по своим характеристикам должен быть не хуже старого.
2). передаточное число от шкива коленчатого вала к шкиву генератора должно быть абсолютно идентичным.
3). крепеж должен быть надежным. Учтите, что замена импортного генератора отечественным чаще всего потребует кардинального изменения системы крепления генератора на двигателе.
4). должны быть абсолютно одинаковыми и схемы генераторных установок.

Итак вы купили новый генератор и пытаетесь установить его на штатное место. В этом нет ничего сложного, главное не перепутать полярность (то же самое относится к подключению аккумулятора). Одно неверное движение приведет в лучшем случае к сгоревшему диодному мосту, в худшем — к пожару. Все подключив и установив, еще раз проконтролируйте надежность соединения контактов проводов, подходящих к генератору и регулятору напряжения. Слабый контакт приведет к падению напряжения.
Кроме того, никогда не проверяйте исправность генератора замыканием его выводов на кузов автомобиля и проводов между собой. Также не стоит делать проверку работоспособности старым дедовским методом — отключая аккумуляторную батарею на работающем двигателе. Этим вы легко можете вывести из строя одну из электронных систем автомобиля (впрыска, зажигания, управления двигателем) или регулятор напряжения.

Долой щетки!

Конструкция современных грузовиков предъявляет высокие требования к генератору: мало того, что он должен быть мощным, легким и небольшим, но и просто обязан иметь строго определенные характеристики, отличаться надежностью и долговечностью. Улучшая эти параметры, разработчики пришли к бесконтактным генераторам переменного тока с электромагнитным возбуждением — индукторных генераторов и генераторов с укороченными полюсами. Эти конструкции позволили исключить самое слабое звено в обычных генераторах — щеточно-контактный узел, а обмотку возбуждения сделать неподвижной.
Принципиальным отличием большинства бесконтактных генераторов является необычная клювообразная форма полюсов. Один из них посажен на вал, а другой жестко приварен немагнитным материалом. Ротор, вращаясь, магнитным потоком возбуждения индуцирует электрический ток в обмотке статора.
Из-за увеличенных размеров и большого веса бесщеточные генераторы получили распространение именно на современных магистральных тягачах и автобусах.
Работа над совершенствованием автомобильных генераторов ведется постоянно. Цель вполне достижима — агрегат должен быть мощным, надежным, неприхотливым и не требовать вмешательства человека весь срок службы автомобиля.