Какой агрегат на тс вырабатывает электричество во время движения тс генератор стартер гидроусилитель
Обновлено: 07.07.2024
Вот почему автомобили используют генераторы переменного тока, хотя все устройства на борту работают от постоянного электричества
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что питает все системы вашего автомобиля ? За счет чего заводится мотор, горят лампочки на приборной панели, движутся стрелки и работают бортовые компьютеры? Откуда берется электричество на борту? Конечно, их вырабатывает генератор и аккумулирует химический накопитель энергии многоразового действия – электрический аккумулятор. Это знают все. Скорее всего, вы также в курсе, что аккумуляторная батарея вырабатывает постоянный ток, который используется в любом автомобиле для запитывания приборов. Однако во всей этой стройной теории, проверенной практикой, присутствует одно странное звено, не желающее поддаваться логике, – генератор вырабатывает ток переменный, тогда как все механизмы на борту машины потребляют ток постоянный. Это не кажется вам странным? Почему так происходит?
На самом деле это интересный вопрос, потому что в этой истории на первый взгляд нет никакого смысла. Если все потребители электричества в вашем автомобиле работают на 12 вольтах постоянного тока, почему автопроизводители больше не используют генераторы, которые производят постоянный ток? Ведь раньше так и делали. Почему необходимо сперва сгенерировать переменный ток, а затем преобразовывать его в постоянное электричество?
Задавшись такого рода вопросами, мы начали докапываться до истины. Ведь есть же в этом какая-то тайная причина. И вот что мы выяснили.
Другой вид электричества – переменный ток – назван так из-за того, что он периодически обращает течение по направлению, а также изменяется по величине, сохраняя свое направление в электрической цепи неизменным. Доступ к этому типу электричества можно получить в любой розетке обычной квартиры по всему миру. Мы используем его для питания электроприборов в частных домах, зданиях, огни больших городов также дают свет благодаря переменному току, потому что его легче передавать на большие расстояния.
Большая часть электроники, в том числе почти вся в вашем автомобиле, использует постоянный ток, преобразуя переменный ток в постоянный для выполнения полезной работы. В бытовых приборах установлены так называемые блоки питания, в которых происходит конвертация одного вида энергии в другой. Побочным результатом работы преобразования является немного тепла на выходе. Чем сложнее бытовая утварь, к примеру компьютер или Smart TV, тем сложнее цепочка преобразований. В некоторых случаях переменный ток частично не изменяется, а лишь корректируется его частота. Поэтому очень важно при замене вышедшего из строя блока питания заменять его на оригинальный, требуемого типа. Иначе технике наступит очень быстрый конец.
Но что-то мы отошли от главных вопросов, поставленных на повестку дня сегодня.
В общем, ответ очень прост: таков принцип работы генератора переменного тока. Наиболее высокий КПД при переводе механической энергии вращения двигателя в электрическую энергию происходит именно по такому принципу. Но есть нюансы.
Кратко принцип работы автомобильного генератора таков:
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.
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.
Выше был описан принцип работы современного генератора переменного тока, но так было не всегда. Ранние автомобили с двигателями внутреннего сгорания использовали магнето – простейшее приспособление для преобразования механической энергии в электрическую (переменного тока). Внешне, да и внутренне, эти машинки были даже схожи с более поздними генераторами, но использовались на очень простых автомобильных электрических системах без батарей. Все было просто и безотказно. Не зря некоторые сохранившиеся до наших времен 90-летние автомобили заводятся до сих пор.
Индукторы (второе название магнето) впервые были разработаны человеком с неподражаемым именем – Ипполит Пикси.
На данный момент мы с вами выяснили, что тип вырабатываемого генераторами тока зависит от продуктивности перевода механической энергии в электрическую, но также немаловажную роль во всей этой истории сыграло снижение массы и габаритов устройства по сравнению с аналогичными по мощности устройствами-производителями постоянного тока. Разница в весе и габаритах оказалась почти в три раза! Но есть еще один секрет, почему автомобильные генераторы сегодня вырабатывают переменный ток. Вкратце это более передовой эволюционный путь развития генераторов постоянного тока, которых, признаться честно, по сути, и не существовало в чистом виде.
Историческая справка:
Коммутатором тогда называлось механическое приспособление с вращающимся цилиндром, поделенным на сегменты с щетками для создания электрического контакта.
Система работала, но была неидеальна. В ней было множество механических частей, контактные щетки быстро изнашивались, и общая надежность системы была так себе. Тем не менее это был лучший способ получить постоянный ток, который был нужен вам для зарядки аккумулятора и системы запуска автомобиля.
Так было до конца 1950-х годов, когда начала появляться твердотельная электроника, ставшая решением проблемы преобразования переменного тока в постоянный посредством кремниевых диодных выпрямителей.
Эти выпрямители тока (иногда называемые диодным мостом) показали себя с гораздо лучшей стороны в качестве преобразователей переменного тока в постоянный, что, в свою очередь, позволило использовать более простые, а значит, более надежные генераторы переменного тока в автомобилях.
В СССР же, хоть и опоздали на 7 лет с введением в серию генераторов переменного тока на легковые автомобили, опередили весь мир в самой разработке новых типов генераторов. Еще в 1955 году на Горьковском автозаводе было выпущено 2.000 машин с альтернаторами вместо магнето.
Итог. Почему генераторы на авто вырабатывают переменный ток?
Ну, а мы завершаем наш рассказ. Первым легковым автомобилем, в базовой комплектации которого устанавливался генератор новой конструкции, стал Plymouth 1960 года выпуска. Некоторыми из наиболее очевидных преимуществ генератора было то, что на низкой скорости или на холостом ходу он по-прежнему производил достаточно тока, чтобы заряжать аккумулятор, что большинство генераторов того времени были не в состоянии сделать.
Оказалось, что альтернаторы, после того как был налажен массовый выпуск, производить дешевле, чем генераторы старой конструкции, они надежнее, выносливее и производят больше электричества на разных скоростях вращения коленчатого вала. Они сделали настолько большой шаг вперед, что все их плюсы запросто перекрывали единственный минус – они не могли производить постоянный ток. Позиция закрепилась после того, как инженерами был разработан дешевый и надежный твердотельный выпрямитель.
Большинство автомобилистов знает, что без стартера двигатель не запустить, а без генератора — далеко не уедешь. Но многие не представляют, где находятся эти узлы, как выглядят, как работают. Сегодня разберем принцип работы, устройство, неполадки, ремонт и замену стартера и генератора.
Как работает и где находится стартер
Стартер — это небольшой электродвигатель, который находится на ДВС и напрямую соединяется с венцом маховика. Устройство подключено к аккумулятору, запускается во время срабатывания замка зажигания. После поворота ключа (или нажатия кнопки запуска) якорь начинает вращаться, при помощи бендикса поворачивает венец маховика. Движение вала запускает двигатель автомобиля.
После начала вращения маховика, бендикс возвращается в исходное состояние, зацепление разрывается. Стартер выполнил задачу — двигатель запустился.
Как работает и где находится генератор
Генератор установлен на моторе — шкив соединен ремнем с коленвалом двигателя. Ротор начинает вращаться одновременно с ДВС. Генератор преобразует вращение в электричество пока работает двигатель.
После запуска мотора узел снабжает электричеством системы автомобиля — заряжает аккумулятор, обеспечивает напряжением осветительные приборы, обогреватель, кондиционер, ЭБУ.
Как ломается стартер: признаки неисправности
Причиной поломки может стать неправильное использование, естественный износ, залипание контактов замка зажигания и т. д. Стандартные проявления поломки:
● При повороте ключа не слышно звука вращения электромотора.
● После запуска двигателя стартер не отключается.
● При срабатывании раздаются посторонние звуки (стартер щелкает).
● Двигатель заводится не с первого раза.
Во всех случаях поломка приводит к сложностям с запуском — от периодических проблем в мороз до полного отказа автомобиля запускаться.
Причины и признаки поломки генератора
Главные причины выхода из строя — внешнее воздействие (вода, грязь, резкие перепады температур), работа в условиях повышенной нагрузки, поломка аккумулятора (короткое замыкание).
Варианты проявления неисправности:
● Сигнал неисправности аккумулятора на панели приборов.
● Посторонние звуки в работе — постоянный скрежет, щелчки в корпусе, шелест, усиление шума.
● Заметное изменение яркости света фар и приборной панели при увеличении или уменьшении оборотов двигателя.
Со сломанным генератором можно проехать не более 100 км — заряда исправного аккумулятора хватает чтобы обеспечить системы. Но лучше сразу ехать в автосервис. А то придется еще и менять АКБ.
Ремонт стартера и генератора
Обслуживание начинается с диагностики — автомобильное электрооборудование тестируют, находят дефекты, выбирают способ устранения. Иногда достаточно подтянуть и почистить контакты, чтобы прибор снова начал работать. Но если произошла поломка, без демонтажа, разборки и замены неисправных деталей не обойтись.
В ArtGalleryAuto генераторы и стартеры диагностируют на специальных стендах, а затем выявив неисправность, производят необходимый ремонт. В процессе проводится замена неисправных частей агрегатов. Если ремонт невозможен или обходится слишком дорого — устанавливаем новый узел. При этом можно использовать оригинальные запчасти или качественные аналоги от тех же производителей, но под другим брендом.
Совет. Без опыта, специальных инструментов и аппаратуры не пробуйте самостоятельно ремонтировать электрооборудование. На видео в интернете часто показывают, как легко заменить щетки, бендикс или регулятор напряжения, но после неумелого вмешательства узел может полностью сгореть, вызвать поломку смежных устройств.
Советуем почитать:
Компания Ford создала новый интегрированный стартер-генератор (integrated starter-generator — ISG) и электрическую систему с рабочим напряжением 42 В, которая будет использоваться в автомобиле Explorer в последующие несколько лет. Автомобиль обещает достичь потрясающего уровня экономии топлива и предоставит больше комфорта на основе высоких технологий и разработок. На нем предполагается использовать новую электрическую систему с повышенным напряжением, которая позволяет реализовать несколько сберегающих топливо функций, в том числе способность отключать двигатель, когда транспортное средство останавливается, и мгновенно запускать по малейшему требованию.
Интегрированный стартер-генератор, как подразумевается в названии, совмещает обычный стартер и генератор переменного тока в одном электрическом устройстве. Транспортное средство, оборудованное системой ISG, могло бы считаться умеренным гибридом, потому что способно осуществлять большинство функций гибридного электрического транспортного средства.
Рис. Двигатель, оборудованный интегрированным стартер-генератором (источник: Ford)
Помимо трех функций, общих и для полногибридного электрического автомобиля (HEV), и для умеренного гибрида (ISG), есть еще четыре функции, характерные только для полного HEV:
Рис. Сравнение систем HEV и ISG (источник: Ford)
Рис. Интегрированный стартер-генератор (ISG) на 42 В (источник: Ford)
Рис. Энергетическая установка ISG с напряжением 42 В в автомобиле с универсальным приводом (источник: Ford)
Помимо 42-вольтовой батареи и интегрированного стартер-генератора, машина снабжена еще тремя главными компонентами:
При возобновлении движении энергия постоянного тока от батареи преобразуется контроллером в энергию переменного тока регулируемой частоты и подается на ISG. Управление частотой мощного источника переменного тока позволяет запустить двигатель за доли секунды.
Рекуперативное торможение сохраняет энергию, обычно теряемую во время торможения в виде тепла. ISG во время замедления транспортного средства поглощает энергию, преобразуя ее в постоянный ток, и подзаряжает батарею. Электро-гидравлические тормоза заменяют тормоза с вакуумным гидроусилителем, а микропроцессоры управляют действием передних и задних тормозов так, чтобы сохранять устойчивость транспортного средства при торможении. Механические тормоза автомобиля действуют совместно с ISG, так что разница между механическим и рекуперативным торможением будет незаметна водителю.
ISG также обеспечивает дополнительную мощность и улучшенное качество работы, помогая двигателю при старте автомобиля. ISG иногда упоминается как интегрированный стартер-генератор-демпфер (integrated starter alternator damper — ISAD.
Генератор снабжает электричеством автомобиль во время работы двигателя и попутно заряжает аккумулятор. Коленвал через ремень вращает вал генератора, и все системы автомобиля запитываются непосредственно от генератора.
Устройство современного автомобильного генератора. Источник: Simo Nieminen / Wikimedia
Уже более полувека в автомобилях применяются только генераторы переменного тока, так как они дешевле, надёжней и компактней, чем использовавшиеся до 1960-х годов генераторы постоянного тока. При этом для питания систем автомобиля требуется постоянный ток. Для превращения переменного тока в постоянный каждый генератор имеет диодный мост.
Генерируемое напряжение напрямую зависит от скорости вращения вала генератора — чем быстрее, тем выше напряжение. Автомобиль должен получать стабильное напряжение на уровне 14 вольт. Для поддержки этого уровня в генераторах установлен регулятор, который на малых оборотах поднимает выходное напряжение, а на высоких, наоборот, пропускает в сеть только необходимые 14 В.
Итак, генератор вырабатывает электричество, диодный мост превращает переменный ток в постоянный, а регулятор поддерживает напряжение на нужном уровне.
Регулятор Hella. Графитовые стержни, расположенные снизу, — это и есть щётки генератора. Источник: AlexxandrS / DRIVE2
2. Как узнать, что генератор требует замены или ремонта?
На неисправность генератора во время работы двигателя указывают лёгкие и тяжёлые симптомы.
К лёгким относится горящая лампа ошибки АКБ и снижение яркости галогенных фар и приборной панели при низких оборотах двигателя (на холостом ходу) — стоит вам остановиться на светофоре или тронуться, как фары и приборка начнут мерцать. При таком поведении чаще всего проблема оказывается в щётках генератора.
Тяжёлый симптом — гирлянда горящих ламп, сигнализирующих об ошибках на приборной панели. Если автомобиль сообщает, что в нём сломалось вообще всё, и непонятно, как вы ещё едете, это не значит, что пора брать кредит на ремонт половины машины. Куда более вероятно, что скачки напряжения в бортовой сети привели к появлению ошибок в бортовом компьютере.
Если во время езды на приборной панели всплывают все возможные ошибки, значит, генератор не справляется с отдачей требуемого напряжения и тока. Источник: Маша Глуховская / YouTube
Если автомобиль вообще не заводится, а неприятные щелчки втягивающего реле под капотом намекают на севший аккумулятор, это ещё не значит, что сломался именно генератор, допустив разрядку батареи. Вполне возможно, что аккумулятор выработал свой ресурс и отправился в страну вечной охоты, а генератору ещё жить и жить.
3. Это генератор плохо работает или к сети подключено слишком много потребителей?
Если у вас обычный легковой автомобиль в штатном оснащении, на котором вы передвигаетесь по маршруту дом — работа — магазин, то вам едва ли придётся задумываться о замене работающего генератора: он подбирается автопроизводителем исходя из уровня энергопотребления каждой конкретной комплектации, его мощности должно хватать для стабильного питания всех систем и подзарядки аккумулятора. Также предусмотрен небольшой запас выходного тока для подключения нетребовательной электроники, вроде телефона или сумки-холодильника.
Но бывают случаи, когда мощности штатного (и совершенно исправного) генератора не хватает для питания всех потребителей в автомобиле. Если вы вдруг решите поставить в багажник огромный сабвуфер, обвешать салон динамиками и установить мощный усилитель, то это будет повод задуматься о генераторе хотя бы на 30-40 А мощнее штатного.
Хотите поставить лобовое стекло с обогревом при том, что изначально обогрева не было? Практически наверняка придется менять генератор — на стадии сборки машины на заводе в неё поставили генератор, не готовый к таким нагрузкам.
Если же вы своими руками собираете экспедиционный автомобиль с двумя лебедками, дополнительным светом, рацией, инвертором на 220 В, видеорегистратором, радар-детектором, навигатором и USB-зарядками, то без нового генератора повышенной мощности не обойтись. Некоторые умельцы даже устанавливают два генератора одновременно — один для запитки требовательной бортовой сети, второй для подзарядки аккумулятора.
Каждый любитель мощного автозвука задумывается о втором генераторе. И в этом случае зачастую без самодельных креплений (на фото) не обойтись. Источник: fanngorn / DRIVE2
Так что если вы стали замечать симптомы нехватки электроэнергии, описанные в ответе на вопрос 2, хотя в автомобиле из дополнительной электроники только зарядка для смартфона — генератор явно неисправен.
А если вы поставили лампы поярче, динамики помощнее, а заодно провели электроподогрев сидений, то севший наутро аккумулятор практически наверняка укажет, что штатного генератора не хватает; переходите к вопросу 8.
4. Как проверить самому, исправен ли генератор?
Базовую диагностику можно провести, вооружившись мультиметром — недорогой, но крайне полезной в хозяйстве вещью.
Если у вас есть подозрения, что напряжение с генератора недостаточно для зарядки аккумулятора, то переведите мультиметр в режим замера напряжения при постоянном токе (DC) и коснитесь клемм проводов у аккумулятора. При работающем на холостом ходу двигателе мультиметр должен показать порядка 13,8–14,8 В. Если на клеммах аккумулятора будет меньше 13 В, это непорядок.
Простейший способ проверки генератора на работающем авто — судя по показаниям мультиметра, всё в порядке. Источник: RusLikRK / DRIVE2
5. Что ломается в генераторах?
В генераторах бывают и механические поломки, и выход из строя электронных компонентов — последние ломаются чаще, но и чинятся проще.
Самым популярным дефектом была и остается некорректная работа регулятора, сказывающаяся на выходном напряжении генератора (оно становится недостаточным для питания авто и зарядки аккумулятора). Причина при этом будет заключаться в порче графитовых щеток и токопроводящих колец на центральном валу ротора: с годами щетки и кольца стираются, нарушается контакт, а выходное напряжение начинает плавать. Но такая поломка вряд ли грозит генератору раньше, чем через 10 лет.
На фото сильнейший износ токопроводящих колец, на которых графитовые щетки оставили глубокие канавки. Источник: delnvrs87 / DRIVE2
Иногда выгорает диодный мост. Обычно это происходит при долгой эксплуатации полуживого аккумулятора, который потребляет слишком высокий ток зарядки. Также диоды мгновенно выходят из строя при неправильном подключении проводов к полюсам аккумулятора.
Механические повреждения — очень редкий случай, они могут произойти при ДТП. Скорее генератор может просто закоротить, если на него попадёт масло или вода.
6. Можно ли ехать со сломанным генератором?
Если сломался именно генератор, а не порвался приводной ремень, то можно, но недолго — 50-150 км. Когда генератор выходит из строя, электроснабжение машины не прекращается — потребители просто переключатся с генератора на аккумулятор. Насколько хватит последнего, зависит от изношенности батареи и количества работающих потребителей.
Допустим, генератор перестал выдавать ток и вы мгновенно узнали об этом. Значит, у вас в запасе полностью заряженный аккумулятор на 55–75 А·ч. Если у вас не совсем ретро-автомобиль, то электричество нужно для работы топливного насоса, инжектора, зажигания, систем безопасности (ABS/ESP), приборной панели. При движении в темноте или под дождем потребуются фары или хотя бы габаритные огни и стеклоочистители. Добавим такие излишества в экстренной ситуации, как кондиционер, вентиляцию, обогрев стекла и сидений, круиз-контроль и музыку.
Если расходовать заряд аккумулятора максимально экономно, то при движении по трассе без пробок можно рассчитывать на 150 км пути. Когда без дополнительных потребителей не обойтись, да и аккумулятору уже лет 5-6, в запасе у вас будет порядка 50 км. Чаще всего этого достаточно, чтобы доехать до дома или ближайшей автомастерской.
А что же с приводным ремнем, упомянутым выше? Обрыв ремня также прекратит передачу крутящего момента на генератор, но это будет меньшая из проблем: в некоторых машинах от приводного ремня работает не только генератор, но и помпа системы охлаждения двигателя, так что обрыв приведет к быстрому перегреву мотора со всеми вытекающими последствиями. Поэтому при подозрении на поломку генератора в первую очередь надо проверить ремень и лишь потом сам генератор.
7. Можно ли самостоятельно починить генератор?
Да, если вы понимаете, как он устроен. В принципе, автомобильный генератор — это относительно простая и понятная деталь, которую трудно сломать по незнанию. Но сперва рекомендуем почитать соответствующие посты на DRIVE2 и посмотреть видео на YouTube.
Так как в генераторах чаще всего из строя выходит регулятор, который легко можно докупить и заменить своими руками, то самостоятельный ремонт генератора не доставит особых проблем. Из инструментов достаточно будет гаечных ключей или головок к шуруповерту.
А вот более сложный ремонт без опыта лучше не проводить — пока на генератор действует гарантия, то лучше воспользоваться ею. У производителей качественных комплектующих гарантия весьма велика. К примеру, у Hella на генераторы и стартёры она составляет честные три года.
Драйвовчанин w00dencase написал отличный подробный отчёт о самостоятельной замене в генераторе подшипников, щёток и колец. Источник: w00dencase / DRIVE2
Но, как говорится, есть нюанс. Некоторые автопроизводители, чаще всего премиальные марки, делают генераторы неремонтопригодными, с фирменными регуляторами, заменить которые можно только таким же фирменными и часто очень дорогими деталями. Если вас не устраивает цена на новый оригинальный генератор, которая может доходить до 70-100 тысяч рублей, попробуйте подобрать альтернативу от известного производителя. Например, от Hella — мы разрабатываем и производим генераторы, регуляторы и стартеры.
8. Как подобрать генератор помощнее?
Перед тем, как искать замену старому генератору, нужно точно узнать, модель с каким током у вас установлена сейчас. Простой способ узнать это: уточнить через поисковую систему, какой генератор ставится на ваш автомобиль с учётом двигателя.
Надёжный способ — заглянуть под капот и найти на генераторе наклейку с указанием мощности в амперах. Иногда до неё не так-то просто добраться, потребуется включить фонарик в телефоне или сделать несколько фотографий.
Чтобы понять, какая мощность необходима для дополнительной электроники в автомобиле, сложите мощность потребителей (если она указана в ваттах, разделите их на 12 В), прибавьте ее и запас в 20-30 А к параметрам установленного генератора.
В продаже встречаются генераторы даже на 250 А, но для экспедиционных автомобилей может потребоваться ещё больший ток. В таком случае стоит подумать об установке сразу двух генераторов.
Если вы хотите поставить генератор раза в два мощнее предыдущего, придётся подумать и о замене проводки, идущей непосредственно к генератору, — старые провода с малым сечением могут перегреться, изоляция расплавится, и случится неприятное короткое замыкание с массой авто, или провод просто сгорит.
Выходной ток — не единственный параметр, на который нужно обращать внимание при покупке генератора. Чтобы не заморачиваться с поиском модели с подходящей шириной шкива под ремень и тем более не менять шкив самому, лучше сразу обратиться к каталогу запчастей, совместимых конкретно с вашим автомобилем.
В нашем каталоге более 1100 моделей для 24 000 различных модификаций автомобилей, то есть для 80% существующего в мире автопарка. Кстати, у нас есть приложение-каталог для Android и iOS.
В онлайн-каталоге можно подобрать подходящую модель для Kia, Hyundai, Ford, Volkswagen, Lada и подавляющего большинства других эксплуатируемых в России марок. За совместимость генератора с вашим автомобилем можно не беспокоиться: если каталог говорит, что для вашей модели конкретного года выпуска с конкретным объемом двигателя подходит определенный генератор Hella, значит, так оно и есть. Машина старше 10 лет? Не вопрос — для авто в возрасте Hella продолжает выпускать генераторы, ведь новой машине новый генератор обычно не нужен.
Нужен генератор на, скажем, 20-летний Land Cruiser? В мобильном приложении-каталоге Hella выберите в настройках Россию (чтобы видеть доступный ассортимент), далее марку и точную модель автомобиля. Для удобства поиска выберите тип продукта: Alternator — так по-английски называется генератор — и вы получите номер подходящего устройства, по которому его (и другие запчасти) можно потом найти в продаже. Источник: Hella
9. Если поставить генератор(ы) мощнее штатного, упадет ли мощность двигателя?
Совсем немного. Генератор переводит механическую энергию двигателя в электрическую энергию, забирая часть его мощности. Типовой КПД автогенераторов на высоких оборотах составляет 50-60%. Посчитать долю потребления генератора очень просто, для этого берем его ток, умножаем на выходное напряжение, а затем получившуюся мощность в ваттах переводим в лошадиные силы и делим на 0,6 (КПД генератора).
Например, вы захотели поставить серьёзный генератор на 150 А со стандартным для легковых автомобилей напряжением 14 В. 150 × 14 = 2100 Вт, или 2,1 кВт. В одном киловатте около 1,35 лошадиные силы. 2,1 × 1,35 = 2,8 л. с. Учитываем КПД генератора: 2,8 / 0,6 = 4,6 л.с. Генератор на 150 А заберет от двигателя максимум 5 л. с. — если у вас не атмосферная микролитражка, жить можно. Причём эти 5 л. с. генератор на 150 А будет забирать не постоянно, а только если бортовая сеть автомобиля будет потреблять все 150 А.
10. А в чем разница между дорогим и дешевым генераторами с одинаковой силой тока?
Конечно, в качестве. Серьёзные компании могут применять в обмотке провода с квадратным сечением, что позволяет уменьшить габариты генератора. Кольца и щётки у них более долговечны, валы идеально отцентрованы. Качественные диоды снабжены большими радиаторами для отвода тепла. Если низкокачественный генератор может напомнить о себе уже через 50 тыс. км, то хороший брендовый продукт пройдет 200-300 тыс. км без обслуживания. Затем потребуется очень недорогой ремонт щеток и колец, и генератор продолжит работу.
Генератор Hella. Источник: Hella
Бывают ли поддельные генераторы? Возможно, бывают, но даже на DRIVE2 постов с однозначно выявленными подделками нет — есть только редкие подозрения на подделки. Дело в том, что афтемаркет генераторов слишком мал, чтобы подпольные конторы вкладывались в производство контрафакта. Многие автовладельцы при поломке этого элемента просто обращаются в сервис и не заморачиваются поиском новых генераторов в магазинах. Кроме того, у генераторов высокая себестоимость относительно конечной цены — сказывается большое количество меди. Производителям подделок гораздо выгоднее штамповать детали для ТО и элементы подвески, спрос на которые стабильно велик, чем пытаться продавать генераторы. Проще говоря, подделок под известные бренды нет, есть просто очень дешевые и некачественные генераторы с малым сроком службы.
Впрочем, возможно, дело не в косности мышления большинства автопроизводителей, а в банальном соотношении цена/качество. За столь огромное время, что стартер и генератор применялись на автомобиле, их конструкция полностью устоялась. Само собой, по мере появления новых возможностей, вроде изобретения полупроводников, изменения происходили, но без резких телодвижений. Что может быть проще и дешевле двух обмоток с набором дополнительного функционала: обгонными муфтами, диодными мостами и тому подобными копеечными фишками? В общем, пока основная часть воза и ныне там, вспомним все этапы совершенствования систем пуска и снабжения бортовой сети электроэнергией.
В автомобиле все взаимосвязано, а генератор постоянного тока мало того, что был громоздким и тяжелым, так еще и давал серьезные ограничения тока нагрузки. Коллектор требовал постоянного обслуживания – в общем, чтобы не встать в один прекрасный момент на дороге с посаженным аккумулятором, и использовался сей запасной вариант в виде заводной ручки.
Если генератор все ж таки со временем претерпевал некоторые изменения, то конструкция классического стартера устоялась быстро. Разница была лишь в нюансах, вроде расположения пусковой шестерни, но это непринципиально. Две обмотки, щеточный узел, втягивающее реле, обгонная муфта да шестерня – вот, пожалуй, и все, модернизировать практически нечего.
Но и на этом проекты по модернизации не остановились – пока есть что улучшать, работы ведутся. Генератор, в отличие от стартера, работает постоянно, поэтому инженеры стараются учесть все детали и исключить слабые узлы. Одним из таких узлов разработчики посчитали щеточный узел. Кроме того, появилась возможность дополнительно увеличить надежность агрегата в целом и получить более стабильный ток на выходе. В результате на свет появились индукторные генераторы – бесконтактные машины переменного тока с электромагнитным возбуждением. Один из полюсов сажается на ротор, другой на статор. Все бы хорошо, но, к сожалению, для легковой техники такой замечательный механизм слишком габаритен и тяжел, поэтому широкое распространение он получил пока лишь на грузовиках и автобусах. А там как знать – может, со временем индукторная электрическая машина станет меньше и легче, а может, в массе своей и нет. Не исключено, что рано или поздно отдельный генератор и стартер вообще посчитают тупиковым путем эволюционного развития бортовой сети. Такое ощущение, что вопрос лишь в широкой доступности современных технологий. У кого они будут доступнее, в том числе и в материальном воплощении, тот и победит.
Еще двадцать лет назад компанией ISAD Systems разработан единый стартер-генератор, который реально закрывает все вопросы с нехваткой электроэнергии в самых пиковых случаях (подключены все потребители), в случае и с электротрансмиссией, и с гибридным приводом. Он способен существенно помогать ДВС на разгоне, подзаряжать аккумуляторы во время торможения, выдавать разную силу тока в зависимости от задач. Правда, для того, чтобы интегрировать подобную систему в ДВС, придется мало того, что залезть в механическую часть мотора, необходимо подружить еще единый блок ЭБУ с системой управления стартером-генератором. Дорого, сложно, и в случае разногласий по-простому демонтировать сей узел не выйдет.
Остановимся поподробнее на продукте Continental ISAD Systems – именно она на настоящий момент самая сложная и многофункциональная. Итак, на венце маховика зубьев теперь нет, поскольку маховик – ротор, снаружи него, как и положено, размещается статор. Управляющая электроника по сигналам с датчиков сама определяет, какой режим в настоящий момент требуется мотору – стартера или генератора. Ременного привода тоже нет, что увеличивает надежность, но снижает ремонтопригодность. Ну а дальше все просто, пусть и в теории.
С генераторной функцией единого блока еще интереснее: благодаря большой мощности он питает аж четыре раздельные сети. Одна на привычные 12 В, обеспечивающая стандартные потребители, отдельно выделена сеть на 42 В для питания кондиционера, на 100 В для систем запуска и впрыска и 220 В для бытовых внешних электроприборов, которым теперь тоже есть откуда запитаться.
Кто бы мог первым из автопроизводителей рискнуть, поставив на серийную машину такой инновационный узел? Ну конечно, компания Citroen, им мейнстрим был всегда чужд. Так что впервые ISAD был интегрирован в модель Citroen Xsara. Судя по всему, данная модификация была выпущена малой серией, толковых отзывов о работе системы, к сожалению, нет.
Но такую разработку, как блок стартера-генератора, игнорировать было нельзя, поэтому компания создала собственную версию узла. Они предложили двухуровневую систему напряжения: на 42 и 14 В, причем генератор вырабатывает только 42 В, 14 В получаются с помощью преобразователя. 42 В питают подогрев катализатора, сервоприводы, топливный и водяной насосы, а также обеспечивают работу блока в момент пуска двигателя. Все остальные потребители используют 14 В.
Интересно, что стартер-генератор представлен в двух исполнениях – выбирай какое хочешь. Одно – как у ISAD System: маховик является ротором, а узел интегрирован в ДВС. И другой вариант, не менее интересный: он сочетает преимущество модульной конструкции с возможностью легкой замены или ремонта, поскольку стоит отдельно. Приводится такая электрическая машина по-прежнему, поликлиновым ремнем, но мы с вами знаем, что подобная передача достаточно надежна. Отдельный стартер-генератор представляет собой индукторный электродвигатель с электромагнитным возбуждением, о котором выше уже упоминалось. В зависимости от целей тот работает в соответствующем режиме, получая команды от блока ЭБУ.
В общем, развитие идет своим путем – иногда медленно, иногда быстро, однако в серию попадают лишь те разработки, которые на данный момент являются оптимальными для производителя/потребителя. Так что не стоит торопиться с оценками, прихотливый эволюционный путь может изменить привычное направление или вообще повернуть в другую сторону.
Читайте также: