На автомобиле установлен генератор переменного тока типа Г-221A. Он представляет собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. Генератор установлен на двигателе с правой стороны и приводится во вращение клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Через отверстия в проушинах крышек генератор крепится болтом к кронштейну двигателя, а шпилькой – к натяжной планке.
Генератор Г221А: 1 – вывод "67"; 2 – щеткодержатель; 3 – центральный вывод обмотки статора; 4 – вывод "30"; 5 – задняя крышка генератора; 6 – передняя крышка генератора; 7 – шпилька крепления генератора к натяжной планке; 8 – шкив; 9 – статор
Технические характеристики генератора Г-221А:
Номинальное напряжение, B
Максимальная сила тока отдачи при 14 В и частоте вращения ротора 5000 об/мин, А
Мощность, Вт
Масса, кг
4,28
Основные части генератора – это ротор, статор и крышки, отлитые из алюминиевого сплава.
Детали генератора Г221А: 1 – шкив; 2 – шпонка сегментная; 3 – передняя крышка генератора; 4 – наружная шайба крепления подшипника; 5 – передний подшипник ротора; 6 – ротор; 7 – болт стяжной; 8 – статор; 9 – задний подшипник ротора; 10 – буферная втулка; 11 – задняя крышка; 12 – изолирующие втулки; 13 – болт; 14 – щеткодержатель; 15 – выпрямительный блок; 16 – контактный болт; 17 – болт; 18 – болт; 19 – внутренняя шайба крепления подшипника; 20 – крыльчатка вентилятора
Ротор состоит из вала, на рифленую поверхность которого напрессована стальная втулка и стальные клювообразные полюсы, образующие вместе с валом и втулкой ротора сердечник электромагнита. На втулке между полюсами в пластмассовом каркасе помещена обмотка ротора (обмотка возбуждения). Выводы обмотки припаяны к контактным кольцам, установленным на пластмассовой втулке, расположенной на вале. На переднем конце вала ротора с помощью сегментной шпонки гайкой закреплены шкив и крыльчатка вентилятора охлаждения. Вал ротора вращается в двух шариковых подшипниках, установленных в крышках генератора. Задний подшипник напрессован на вал ротора, а передний удерживается в крышке специальными шайбами, закрепленными четырьмя болтами с гайками.
Статор набран из пластин электротехнической стали. В пазы на внутренней поверхности статора уложена трехфазная обмотка. Каждая обмотка состоит из шести последовательно соединенных катушек. Одни выводы обмоток соединены с парами диодов выпрямительного блока, а другие – с центральным выводом генератора, который соединен проводом с выводом "85" реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи.
Для преобразования переменного тока в постоянный в генератор встроен выпрямительный блок на шести кремниевых диодах, установленный в задней крышке и закрепленный на ней тремя болтами. Корпуса диодов запрессованы в два изолированных друг от друга алюминиевых держателя для положительных и отрицательных диодов, собранных в единый блок. Три диода имеют на корпусе "плюс" (положительные диоды), другие три – "минус" (отрицательные диоды). На держателе положительных диодов установлен контактный болт вывода "30" генератора. Держатель отрицательных диодов соединен с задней крышкой генератора – "массой".
Щеткодержатель крепится винтом на задней крышке генератора. Одна его щетка соединена с "массой", а другая, через вывод "67" генератора, с регулятором напряжения.
Регулятор напряжения предназначен для поддержания номинального напряжения в электрической сети автомобиля независимо от частоты вращения вала. Через вывод "15" регулятор соединен с замком зажигания.
Внимание! Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных напряжений на выводе "30" генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.
Цепочка должна выглядеть так (словесно) Цепь РН: На контакт 15 РН (регулятора напряжения) должен подходить провод на котором появляется + при включении зажигания, с контакт 67 РН на контакт 67 генератора уходит провод.
Цепь КЛ: С нулевого вывода генератора провод на контакт 85 РС 702, на контакты 87 и 86 РС 702 должен приходить + при включении зажигания, с контакта 30/51 уходит провод на лампу с рисунком АкБ, второй хвост лампы висит на минусе.
Теперь все это надо привязать к схеме вашего автомобиля.
Генератор Г-222 используется на большинстве отечественных автомобилей. Он способен выдать максимальную силу тока 55 Ампер при напряжении 13 Вольт и 5000 оборотов в минуту. Передаточное соотношение между коленчатым валом двигателя и шкивом генератора 1 к 2,04. При этом ротор может вращаться с максимальной скоростью 13000 оборотов в минуту. Регулировка напряжения производится в интервале от 13,6 до 14,6 Вольт.
Конструктивные особенности
На автомобилях ВАЗ-2105 и других моделях генератор необходим для питания системы электроснабжения при работе двигателя. От него также производится зарядка аккумуляторной батареи. Практически до конца восьмидесятых на всех автомобилях устанавливали генератор Г-222.
Начиная с модели ВАЗ-2108, устанавливали генераторы 37.3701. Его конструкция абсолютно такая же, как и у генератора Г-222, характеристики отличаются совсем немного. Имеются отличия в намоточных данных статора и ротора, немного иной тип регулятора напряжения и тока выпрямителя. Позднее 37.3701 начали устанавливаться и на автомобили ВАЗ-2105.
Где установлен генератор?
Если присмотреться внимательно, то окажется, что автомобильный генератор вырабатывает трехфазное напряжение. Это синхронные электрические машины, возбуждение обмоток производится при помощи электромагнита. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, в задней части генератора устанавливается выпрямитель, который состоит из кремниевых диодов. Благодаря такой схеме подключения получается преобразовать трехфазное переменное напряжение в постоянное однополярное.
Монтаж генераторной установки производится возле блока двигателя, с правой стороны. Крутящий момент от шкива коленвала передается при помощи клинообразного ремня. На крышках генераторной установки имеются проушины, при помощи которых устройство закрепляется на кронштейнах. Внутри этих проушин установлены резиновые втулки, они позволяют сберечь их от повреждения при чрезмерной затяжке. Сверху генератор Г-222, схема подключения которого приведена на фото в статье, крепится к натяжной планке при помощи шпильки и гайки.
Основные компоненты генератора
Можно выделить четыре основных элемента, из которых состоит генератор Г-222:
- Подвижный ротор, на котором имеется обмотка возбуждения.
- Статор – неподвижная часть, в которой вырабатывается электрический ток.
- Передняя и задняя крышки, изготавливаются они из сплава алюминия. Благодаря этому они имеют очень маленький вес, а самое главное – прекрасно охлаждаются.
- Ротор представляет собой вал с рифленой поверхностью. На нём запрессованы стальные полюса, имеющие форму клюва. Вместе с сердечником вал образует электромагнит. Внутри клювообразных полюсов находится пластиковый каркас, на котором имеется обмотка возбуждения. Края обмоток подключены к контактным кольцам с задней стороны ротора. Эти кольца смонтированы на пластиковой втулке.
Подшипники ротора
Чтобы облегчить вращение ротора, в передней и задней крышках устанавливаются подшипники. Они имеют закрытый тип, смазка заложена непосредственно во время изготовления устройства. Когда происходит эксплуатация, нет необходимости дополнительно закладывать туда смазочные материалы. При неисправности генератора Г-222, связанной с подшипниками, необходимо заменять ролики, ремонту они не подлежат.
Внутренняя часть подшипника, расположенного сзади, запрессована непосредственно на валу ротора. При помощи резинового кольца зажимается наружная часть подшипника. Внутренняя часть подшипника, расположенного в передней крышке, свободно установлена на роторе. Также там имеется дистанционное кольцо. Наружная обойма зажата при помощи двух шайб, зафиксированных четырьмя болтами.
В передней части вала ротора при помощи шпоночного соединения установлен шкив и вентилятор, которым происходит охлаждение выпрямительного блока и внутренней части генератора. Поток воздуха поступает в окна, расположенные в передней крышке, свободно проходит по статору и ротору, после чего, охлаждая выпрямительный блок, вырывается наружу.
Статор генератора
Для изготовления статора используется электротехническая сталь. Множество пластин соединяются при помощи электрической сварки. Изнутри в статоре есть 36 пазов. Они изолированы при помощи лака или картона. В эти базы плотно укладывается три обмотки, которые позволяют вырабатывать трехфазное напряжение.
Чтобы эти обмотки не выпадали, они закрепляются при помощи пластиковых трубок либо же деревянных клиньев. Одна обмотка содержит в себе шесть катушек. Все три обмотки соединяются по схеме «звезда». Другими словами, один конец каждой из них соединяется с корпусом генератора Г-222. Ремонт статорной обмотки нецелесообразен, намного проще заменить ее полностью.
В задней крышке расположены следующие компоненты:
- Полупроводниковый выпрямительный блок.
- Регулятор напряжения и щеткодержатель в едином корпусе.
- Конденсатор.
- Подшипник.
- Силовые контакты.
Блок выпрямителя
На задней крышке находится выпрямительный блок. Он собран по мостовой схеме, содержит в себе шесть силовых полупроводниковых диодов. Если проводить диагностику этих устройств, то необходимо знать, что они пропускают электрический ток лишь в одну сторону. Диоды расположены на специальных алюминиевых держателях. Чтобы упростить крепеж, половина полупроводников соединяется с одной частью подковообразной пластины, другие со второй.
Отрицательные полупроводники, которые имеются в схеме выпрямительного блока, установлены в специальном держателе. Положительные соединяются с выводом «36» генераторной установки. Благодаря тому, что диоды прочно установлены в соответствующих держателях, обеспечивается эффективное охлаждение. Блок выпрямителя закреплен на крышке при помощи трех болтов.
Положительные диоды, изолированные при помощи пластмассовых втулок, тоже надежно фиксируются в алюминиевой пластине. Гайки на болтах крепления пластин к задней крышке одновременно зажимают не только выводы полупроводников, но и обмоток. Минусовой вывод генератора – это его корпус. Плюсовой – это контакт «30», установленный на задней крышке.
Регулятор напряжения
Благодаря этому прибору на выходе статорных обмоток удерживается оптимальное значение напряжения, независимо от того, с какой частотой вращается ротор. Причем значение напряжения будет удерживаться в диапазоне 13,6-14,6 Вольт, невзирая на то, какая нагрузка воздействует на двигатель и систему электроснабжения. Генератор Г-222, устройство которого такое же, как и у его последователя 37.3701, имеет малогабаритный регулятор напряжения.
Конструктивно реле-регулятор и щеткодержатель выполнены в одном корпусе. По щеткам, которые прижимаются к контактным кольцам на роторе, поступает напряжение питания обмотки возбуждения. Одна щётка соединяется контактом "В" регулятора напряжения, вторая с выводом "Ш".
Если бы не было регулятора
В том случае, если бы не было этого прибора, напряжение на выходе генератора могло бы изменяться в огромном диапазоне – от 9 В до 25-30 В. Конечно, это сразу бы вывело из строя все потребители электричества. Основные условия работы любого генератора – это наличие постоянного магнитного поля, причем подвижного. Именно регулятор и позволяет создать постоянное поле. Чтобы скорректировать напряжение на выходе установки, в выпрямительный блок устанавливаются менее мощные дополнительные диоды. С их помощью можно немного увеличить напряжение на выходе.
Как работает генераторная установка?
После того как включается зажигание, срабатывает реле, которое подает напряжение от положительной клеммы аккумулятора на регулятор. При этом регулятор напряжения переходит в открытое состояние, подает ток на обмотку возбуждения ротора. Питание от плюса аккумулятора поступает на регулятор, через обмотку возбуждения, на массу, то есть минусовой вывод АКБ.
При этом вокруг ротора создается магнитное поле, причём оно постоянное. Как только начинает вращаться коленчатый вал, раскручивается и ротор генераторной установки. При этом под зубцами статора проходит то северный полюс, то южный. Магнитное поле движется, в результате этого на статорных обмотках вырабатывается электрический ток. После этого переменное напряжение, которое снимается с трех выводов статорной обмотки, поступает на блок выпрямителя.
В том случае, если частота вращения ротора увеличивается, на выходе генератора напряжение превышает значение в 14,6 Вольт, регулятор переходит в закрытое состояние. При этом ток на обмотку возбуждения не подаётся. И тогда резко уменьшается напряжение на выходе генератора, после этого регулятор открывается. Количество переходов в открытое и закрытое состояние может составлять до 250 раз за одну секунду. А на выходе генераторной установки изменения напряжения незаметны. Чтобы максимально сгладить пульсации электрического тока, а самое главное – избавиться от переменной составляющей, установлен электролитический конденсатор.
Как разобрать генератор?
Чтобы разобрать генератор, необходимо сначала его снять. Для этого выкручивается гайка, расположенная на верхней планке. Снизу выкручивается болт, которым произведено крепление к блоку двигателя. Желательно перед началом разборки очистить и продуть устройство. После чего можно выкрутить гайку, при помощи которой крепится шкив. Дальнейшие действия:
- Съемником необходимо демонтировать шкив, аккуратно снять шпонку и шайбу.
- Теперь нужно отключить вывод регулятора. Регулятор напряжения закреплен на задней части генератора при помощи двух болтов. Выкрутите их.
- Аккуратно извлеките устройство вместе с щеткодержателем. После этого отсоедините конденсатор.
- Далее необходимо выкрутить гайки, которыми произведена стяжка крышек генераторной установки. Выкрутить винты, которые соединяют выводы диодов и обмоток статора.
- Выкрутите гайку на контактном выводе.
- Демонтируйте блок выпрямителя.
После этого можно полностью вынуть ротор и заняться диагностикой всех компонентов генератора. Отличия генераторов Г-221 от Г-222 незначительные, поэтому можно проводить разборку по вышеизложенной инструкции.
Источник: