Устройство генератора автомобиля: как работает и для чего нужен

Что такое генератор переменного тока?

Генератор переменного тока - это устройство, используемое во многих системах автомобиля, которое преобразует механическую энергию, передаваемую от двигателя внутреннего сгорания через приводной ремень, в электрическую энергию. Альтернаторы устанавливаются под капотом как можно ближе к двигателю внутреннего сгорания, чтобы свести к минимуму потери энергии, передаваемой от двигателя внутреннего сгорания. Конкретное расположение зависит от типа автомобиля. На внедорожниках генератор обычно располагается выше, чем на обычных легковых автомобилях, чтобы свести к минимуму риск попадания воды в салон при движении по мелководью.

Роль генератора переменного тока

Аккумулятор - это просто устройство для хранения энергии. Без постоянного источника энергии батарея быстро разряжается при включении многих потребителей электроэнергии и не может подавать ток на стартер при запуске двигателя внутреннего сгорания, что является ее основной функцией. Поэтому автомобилю необходима собственная "бортовая электростанция". Эту функцию выполняет генератор.

При запуске двигателя внутреннего сгорания генератор начинает вырабатывать электроэнергию для

• электронных блоков управления
• Системы освещения
• Усилителя руля (если он электрогидравлический или электрический);
• Электромеханического стояночного тормоза (если оборудован);;
• Мультимедийной системы;
• Другое оборудование
• Зарядка аккумулятора;
• Самовозбуждение генератора (процесс "включения" обмотки возбуждения самим генератором).

В автомобилях с гибридными силовыми установками генератор часто выполняет также функцию стартера. В этом случае его часто называют стартер-генератором.

Типы автомобильных генераторов
Существует два основных типа генераторов

Генераторы постоянного тока.
До 1960-х годов автомобили оснащались генераторами, которые вырабатывали постоянный ток, необходимый для бортовых потребителей электроэнергии, с помощью чисто механического устройства, называемого коммутатором. Однако такие генераторы имели низкую эффективность преобразования механической энергии в электрическую, а также были громоздкими, тяжелыми, ресурсоемкими и дорогими из-за большого количества механических деталей.

Альтернаторы.
Сегодня автомобильные генераторы переменного тока, использующие компактные, легкие и надежные электронные AC-DC-преобразователи, являются современным стандартом. Первым серийным автомобилем с генератором переменного тока в качестве стандартного оборудования стал Plymouth 1960 года. Эффективность генераторов переменного тока составляет в среднем 60-80%.

Как определить, что генератор неисправен?

По своей природе генераторы подвержены постоянной нагрузке, а поскольку они расположены рядом с двигателем внутреннего сгорания под капотом, то подвержены воздействию высоких температур и не совсем защищены от дорожной грязи, воды и брызг антифриза. Все это усугубляется повышенным энергопотреблением, например, из-за мощных сабвуферов. Эти факторы приводят к различным неисправностям:

Отказ регулятора напряжения.
Неисправность регулятора напряжения может привести к следующим ситуациям

Генератор отключен от сети автомобиля, вся потребляемая мощность переключается на питание от аккумулятора, и напряжение падает ниже 12,8 В. В этом случае на приборной панели отображается красный индикатор отсутствия заряда или символ контроля двигателя.
Если напряжение превышает 15 В, происходит перезарядка аккумулятора, что приводит к значительному сокращению срока его службы. В этом случае индикатор на приборной панели не загорается, а неисправность электронной системы автомобиля или перегоревшая лампа/предохранитель указывают на неисправность.
Непосредственными причинами выхода из строя регулятора напряжения являются

• Нарушение полярности при подключении аккумулятора;
• Неисправность выпрямительного диода;;
• Короткое замыкание в цепи возбуждения;
• Разрушение щеток генератора;
• Попадание воды в корпус генератора.