Реле Регулятора Напряжения Генератора, Где Находится, Схема Замены и Подключения Своими Руками, Устройство и Принцип Работы

Вопросы и ответы

Особенности устройства и принцип действия

Генератор типа 37.3701 — переменного тока, трехфазный, со встроенным выпрямительным блоком и электронным регулятором напряжения, правого вращения (со стороны привода), с вентилятором на приводном шкиве и вентиляционными окнами в торцевой части. Для защиты от грязи задняя крышка генератора закрыта защитным кожухом.

Работа генератора основана на эффекте электромагнитной индукции. Если катушку, например из медной проволоки, пронизать магнитным потоком, то на выводах катушки по мере его изменения возникает переменное напряжение. Такие катушки, расположенные в пазах магнитопровода (железного пакета), являются обмотками статора — важнейшей неподвижной частью генератора — они генерируют переменный электрический ток.

Магнитный поток в генераторе создается ротором. Также имеется катушка (обмотка возбуждения), по которой пропускают постоянный ток (ток возбуждения). Эта обмотка размещена в пазах ее магнитопровода (полюсной системы). В состав ротора — основной подвижной части генератора — входят также вал и контактные кольца.

При вращении ротора напротив катушек обмотки статора поочередно появляются «северный» и «южный» полюса ротора, т е меняется направление магнитного потока, пронизывающего обмотки статора, что вызывает появление в них переменного напряжения.

В качестве ротора можно было бы использовать постоянный магнит, но создание магнитного потока электромагнитом позволяет легко регулировать выходное напряжение генератора в широком диапазоне скоростей вращения и тока нагрузки за счет изменения тока возбуждения.

Для получения постоянного напряжения из переменного напряжения используются шесть силовых полупроводниковых диодов, составляющих выпрямительный блок, установленный внутри корпуса генератора.

Обмотка возбуждения приводится в движение от самого генератора и подается на него через щетки и токосъемные кольца.
Для обеспечения начального возбуждения генератора после включения зажигания на клемму «В» регулятора напряжения по двум цепям подается ток.

  1. Плюс аккумуляторной батареи — клемма 30 генератора — клеммы 30/1 и 15 замка зажигания — клемма 86 и 85 на обмотке реле зажигания — минус аккумуляторной батареи. Реле включилось, и ток прошел по второй цепи:
  2. Плюс аккумуляторной батареи — генератор, контакт 30 — реле зажигания, контакты 30 и 87 — предохранитель № 2 в блоке предохранителей — контакт 4 белого разъема в комбинации приборов — резистор 36 Ом в комбинации приборов — сигнальная лампа заряда аккумуляторной батареи — контакт 12 разъема белого цвета в комбинации приборов — контакт 61 — вывод «В» на регулятор напряжения — обмотка возбуждения — вывод «W» на регулятор напряжения — выходной транзистор на регулятор напряжения — минус аккумуляторной батареи.

После пуска двигателя питание обмотки возбуждения осуществляется от общего вывода трех дополнительных диодов, установленных на блоке выпрямителя, а напряжение в бортовой сети автомобиля контролируется светодиодом или лампой в комбинации приборов.

При исправной работе генератора после включения зажигания должен загореться светодиод или лампа, а после запуска двигателя — погаснуть. Напряжение на контакте 30 и общем выводе 61 дополнительного диода будет одинаковым. Поэтому через контрольную лампу (светодиод) ток не течет и она не горит.

Если лампа (светодиод) загорается после запуска двигателя, это означает, что генераторная установка неисправна, то есть вообще не выдает напряжение, либо оно ниже напряжения аккумуляторной батареи. При этом напряжение на контакте 61 ниже, чем напряжение на контакте 30. Следовательно, в цепи между ними протекает ток, проходя через светодиод/лампу. Он загорается и предупреждает о неисправностях генератора.

Назначение реле регулятора напряжения

Вне зависимости от стажа и стиля вождения, владелец автомобиля не может выдавать одинаковые обороты двигателя в разное время. То есть коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, передающий крутящий момент на генератор, вращается с разной скоростью. Следовательно, генератор выдает разные напряжения, что крайне опасно для аккумулятора и других потребителей бортовой сети.

Поэтому замену реле регулятора генератора следует проводить при недозаряде и перезаряде аккумуляторной батареи, горящем свете, мигании фар и других перебоях в подаче питания в бортовую сеть.

Взаимосвязь источников тока авто

В автомобиле есть как минимум два источника электроэнергии:

  • аккумуляторная — требуется в момент запуска ДВС и первичного возбуждения обмотки генератора, не создает энергию, а потребляет и накапливает только в момент заряда
  • генератор — питает встроенную сеть на всех скоростях и питает аккумулятор только на высоких скоростях

Оба этих источника должны быть подключены к бортовой сети для корректной работы двигателя и других потребителей электроэнергии. В случае поломки генератора аккумулятор «протянет» максимум 2 часа, а без аккумулятора двигатель, приводящий в движение ротор генератора, не запустится.

Бывают исключения — например, из-за остаточной намагниченности обмотки возбуждения обычный генератор ГАЗ-21 запускается сам по себе при условии постоянной работы машины. Завести автомобиль «с толкача» можно, если в нем установлен генератор постоянного тока; такой трюк невозможен с блоком переменного тока.

Задачи регулятора напряжения

Из школьного курса физики каждый автомобилист должен помнить принцип работы генератора:

  • при взаимном движении рамки и окружающего магнитного поля в ней возникает электродвижущая сила
  • статоры служат электромагнитом для генераторов постоянного тока, соответственно в якоре возникает ЭДС, ток снимается с коллекторных колец
  • в динамо якорь намагничивается, в обмотках статора вырабатывается электричество

Упрощенно можно подумать, что на величину выходного напряжения генератора влияет величина магнитной силы и скорость вращения поля.

Основная проблема с генераторами постоянного тока — подгорание и залипание щеток при снятии больших токов с якоря — решается переходом на генераторы переменного тока. Ток возбуждения, подаваемый на ротор для возбуждения магнитной индукции, на порядок ниже, снять электричество с неподвижного статора намного проще.

Но вместо клемм «-» и «+», постоянно находящихся в пространстве, автопроизводители получили постоянную смену плюса и минуса. Зарядка аккумулятора переменным током в принципе невозможна, поэтому его предварительно выпрямляют диодным мостом.

Из этих нюансов плавно вытекают задачи, решаемые реле генератора:

  • регулировка тока в обмотке возбуждения
  • поддерживать диапазон 13,5 — 14,5 В во встроенной сети и на клеммах аккумулятора
  • отключение питания обмотки возбуждения от аккумуляторной батареи при выключенном двигателе

Поэтому регулятор напряжения еще называют зарядным реле, а на панель выводится сигнальная лампочка процесса зарядки аккумулятора. В конструкции генераторов переменного тока функция отключения обратного тока заложена стандартно.

Разновидности реле регуляторов

Прежде чем проводить самостоятельный ремонт блока регулирования напряжения, нужно учесть, что существует несколько типов регуляторов:

  • внешние — повышают ремонтопригодность генератора
  • встроенный — в пластине выпрямителя или щеточном узле
  • регулирование с минусом — выводится лишний провод
  • положительный контроль — схема финансовой связи
  • для генераторов переменного тока — на обмотке возбуждения нет функции ограничения напряжения, так как она встроена в сам генератор
  • для генераторов постоянного тока — дополнительная опция отключения аккумулятора при неработающем двигателе внутреннего сгорания
  • двухуровневая — снята с производства, используется редко, регулируется пружинами и небольшим рычагом
  • трехуровневая — дополнена специальной платой блока сравнения и блока согласования сигналов
  • многоуровневый — в схеме есть 3 — 5 добавочных резисторов и следящая система
  • транзистор — не используется в современных автомобилях
  • реле — улучшенная обратная связь
  • реле-транзистор — универсальная схема
  • микропроцессор — малые габариты, плавная регулировка нижнего/верхнего порога
  • интегрированные — встроены в щеткодержатели, поэтому заменяются после износа щеток

Внимание: Без модификации схемы «плюсовой» и «минусовой» регуляторы напряжения не являются взаимозаменяемыми узлами.

Реле генераторов постоянного тока

Таким образом, принципиальная схема регулятора напряжения при работе генератора постоянного тока более сложная. Так как в режиме стоянки автомобиля при выключенном двигателе внутреннего сгорания необходимо отключить генератор от аккумуляторной батареи.

При диагностике реле проверяется на выполнение трех функций:

  • разрядился аккумулятор на стоянке автомобиля
  • ограничение максимального тока на выходе генератора
  • регулировка напряжения обмотки возбуждения

Любая неисправность требует ремонта.

Реле генераторов переменного тока

В отличие от предыдущего случая, диагностика регулятора генератора своими руками немного проще. В конструкцию «автомобильной силовой установки» уже заложена функция отключения питания во время стоянки от аккумулятора. Осталось проверить только напряжение на обмотке возбуждения и на выходе генератора.

Если в машине есть генератор, ее нельзя завести, разогнавшись с горки. Так как здесь стандартно отсутствует остаточная намагниченность на обмотке возбуждения.

Встроенные и внешние регуляторы

Для автолюбителя важно знать, что измеряют и начинать регулировать напряжение реле в конкретном месте установки. Поэтому встроенные модификации воздействуют непосредственно на генератор, а внешние «не знают» о его наличии в автомобиле.

Например, если к катушке зажигания подключено внешнее реле, его работа будет направлена ​​на регулирование напряжения только в этой части бортовой сети. Поэтому, прежде чем узнать, как проверить реле выносного типа, следует убедиться в правильности его подключения.

Управление по «+» и «–»

Принципиально схемы управления на «минус» и «плюс» отличаются только схемой подключения:

  • при монтаже реле в разрыв «+» одна щетка подключается к «массе», другая к клемме регулятора
  • если подключить реле в разрыв «-«, то одну щетку нужно подключить к «плюсу», другую к регулятору

Но в последнем случае появится другой провод, так как реле напряжения является устройством активного типа. Требуется индивидуальное питание, поэтому «+» нужно подводить отдельно.

Двухуровневые

На начальном этапе в машины устанавливались механические двухступенчатые регуляторы напряжения с простым принципом работы:

  • ток проходит через реле
  • возникающее магнитное поле притягивает рычаг
  • устройство сравнения представляет собой пружину с заданной силой
  • при повышении напряжения контакты размыкаются
  • на обмотку возбуждения подается меньший ток

Механические двухступенчатые реле применялись в автомобилях ВАЗ 21099. Основным недостатком была работа с повышенным износом механических элементов. Поэтому эти устройства были заменены электронными (бесконтактными) реле напряжения:

  • делители напряжения на резисторах
  • стабилитрон это драйвер

Сложная проводка и недостаточно эффективное регулирование напряжения привели к снижению спроса на эти устройства.

Трехуровневые

Однако двухуровневые регуляторы в свою очередь также уступили место более совершенным трехуровневым и многоуровневым устройствам:

  • напряжение поступает от генератора на специальную цепь через делитель
  • информация обрабатывается, фактическое напряжение сравнивается с минимальным и максимальным пороговым значением
  • сигнал ошибки регулирует силу тока, подаваемого на обмотку напряжения

Реле с частотной модуляцией считаются более совершенными — в них нет привычных резисторов, но увеличена частота срабатывания электронного ключа. Управление осуществляется логическими схемами.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле способно сравнивать величину напряжения, вырабатываемого генератором. После этого слишком большое значение отключает реле, чтобы не заряжать аккумулятор и не повредить электроприборы, подключенные к бортовой сети.

Любые неисправности приводят именно к таким последствиям, аккумулятор пока не выйдет из строя или резко возрастет эксплуатационный бюджет.

Переключатель лето/зима

Вне зависимости от времени года и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только шкив начинает вращаться, по умолчанию генерируется электрический ток. Но зимой внутри батарея промерзает, заряд набирает гораздо хуже, чем летом.

Переключатели лето/зима либо расположены на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подключить к ним провода в зависимости от времени года.

Ничего необычного в этом переключателе нет, это просто грубые настройки реле регулятора, позволяющего увеличить напряжение на клеммах аккумулятора до 15 В.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы самостоятельно подключаете новое устройство, нужно обратить внимание на нюансы:

  • в первую очередь следует проверить целостность и надежность разъема проводки от кузова автомобиля до корпуса генератора
  • то можно соединить клемму В на реле регулятора с «+» на генераторе
  • вместо «скручивания» начинает греться через 1 — 2 года эксплуатации, лучше использовать паяльники
  • заводской провод необходимо заменить кабелем сечением не менее 6 мм2, если вместо штатного генератора устанавливается электроприбор, рассчитанный на силу тока более 60 А
  • амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, какой источник тока в бортовой сети в данный момент выше

Амперметры – необходимые единицы измерения, с помощью которых можно определить заряд аккумулятора и производительность генератора. Без особых причин удалять их из схемы не рекомендуется.

Читайте также: Магнитное поле проводника: определение плотности энергии

Схемы подключения регулятора выносного

Внешнее реле регулятора напряжения генератора устанавливается только после выяснения, к какому разрыву провода его подключать. Например:

  • на старых РАФах, Газелях и Быках используется реле 13.3702 в полимерном или стальном корпусе с двумя контактами и двумя щетками, они монтируются в «-» автоматические выключатели, клеммы всегда маркируются, «+» обычно берется от зажигания катушка (клемма Б-ВК), контакт Ш на регуляторе подключается к свободной клемме на щеточном блоке
  • в Жигулях используются белые и черные реле-регуляторы 121.3702, есть двойные модификации, где при выходе из строя одного блока работа второго блока продолжается простым переключением на него, он монтируется в разрыв «+» выводом 15 к вывод Б-ВК — катушка зажигания, клемма 67 присоединена к щеточному узлу проводом

Автолюбители называют встроенные реле-регуляторы «шоколадкой» марки Я112. Они установлены в специальные щеткодержатели, прижаты винтами и дополнительно защищены крышкой.

На автомобилях ВАЗ реле обычно встроены в щеточный узел, полная маркировка Я212А11, подключаемый к замку зажигания.
Если владелец меняет штатный генератор на старом отечественном ВАЗе на блок переменного тока от иномарки или современной Жигули, подключение производится по другой схеме:

  • автомобилист сам решает вопрос починки кузова
  • аналог «плюсовой» клеммы здесь контакт В или В+, подключается к встроенной сети через амперметр
  • выносные реле-регуляторы здесь обычно не применяют, а встроенные уже интегрированы в щеточный узел, от них выходит одиночный провод с маркировкой D или D+, который подключается к замку зажигания (к катушке Б-ВК) Терминал)

Для дизельных двигателей внутреннего сгорания клемма W может присутствовать в генераторах, которые подключены к тахометру; игнорируется при установке на автомобиль с бензиновым двигателем.

Проверка подключения

После установки трехступенчатого или другого релейного регулятора необходима проверка работоспособности:

  • двигатель запускается
  • напряжение в бортовой сети регулируется с разной скоростью

Установив генератор и подключив его по схеме выше, владельца может ожидать «сюрприз»:

  • при включении ДВС запускается генератор, измеряется напряжение на средних, высоких и малых оборотах
  • после выключения зажигания ключом.. двигатель продолжает работать

В этом случае двигатель внутреннего сгорания можно выключить либо снятием провода возбуждения, либо отпусканием сцепления с одновременным нажатием на тормоз. Речь идет о наличии остаточной намагниченности и постоянном самовозбуждении обмотки генератора. Проблема решается установкой лампочки в разрыв возбуждающего провода:

  • загорается когда генератор не работает
  • выключается после запуска
  • ток, проходящий через лампу, недостаточен для возбуждения обмотки генератора

Этот свет автоматически становится индикатором наличия заряда аккумулятора.

Меры предосторожности

Эксплуатация генераторной установки требует соблюдения определенных правил, в основном связанных с наличием в них электронных элементов.

  • Генераторную установку нельзя использовать с отсоединенной аккумуляторной батареей. Даже кратковременное отключение аккумулятора при работающем генераторе может привести к выходу из строя элементов регулятора напряжения.

При полностью разряженном аккумуляторе автомобиль невозможно завести, даже если он буксируется: аккумулятор не обеспечивает ток возбуждения, а напряжение в бортовой сети остается близким к нулю. Помогает установить исправный заряженный аккумулятор, который потом при работе двигателя переключается на старый, разряженный.

Во избежание повреждения элементов регулятора напряжения (и подключенных потребителей) из-за повышения напряжения необходимо при замене аккумуляторов включать мощные потребители электроэнергии, такие как обогрев заднего стекла или фары.

В дальнейшем через полчаса-час работы двигателя при 1500-2000 об/мин разряженная батарея (если она исправна) будет достаточно заряжена для запуска двигателя.

  • Не допускается подключение источников питания с обратной полярностью (плюс на землю) к встроенной сети, что может произойти, например, при запуске двигателя от внешнего аккумулятора.
  • Любое управление в цепи генераторной установки с подключением источников высокого напряжения (выше 14 В) не допускается).
  • При проведении электросварочных работ на транспортном средстве клемма заземления сварочного аппарата должна быть подключена к свариваемому изделию. Провода, идущие к генератору и регулятору напряжения, следует отсоединить.

Обслуживание генератора

Обслуживание генераторной установки сведено к минимуму и не требует специальных знаний и навыков; эти работы может провести каждый автомобилист.

Обслуживание генератора начинается с очистки внешних поверхностей. Проверьте крепление генератора к двигателю, надежность проводки генератора и регулятора напряжения, а также натяжение ремня привода вентилятора. При слабом напряжении генератор работает нестабильно, при сильном быстро изнашивается ремень и подшипники.

Также проверьте состояние приводного ремня. На нем не должно быть трещин и расслоений. Состояние подшипников можно проверить, вращая ротор генератора рукой при снятом приводном ремне. В нормальном состоянии подшипников вращение вала должно происходить плавно, без заеданий, сильного люфта, шума и щелчков.

В принципе, этими работами можно ограничиться до тех пор, пока не будет ошибок.

Контрольная проверка

Перед выездом рекомендуется проверить работу генераторной установки с помощью светового индикатора, установленного на панели приборов. После включения зажигания до запуска двигателя загорается контрольная лампа, позволяющая проверить работоспособность. При нормальной работе генераторной установки контрольная лампа гаснет после запуска двигателя.

Для нормально работающей генераторной установки при средних оборотах двигателя напряжение должно быть в пределах 13,5…14,2 В. Значение этого напряжения измеряется вольтметром на клеммах аккумуляторной батареи.

Предремонтная диагностика

Мигающая сигнальная лампочка заряда аккумулятора не всегда указывает на неисправность внутри генератора. Часто ошибка банальна и лежит на поверхности. Поэтому не стоит сразу лезть в генератор и менять реле-регулятор на голове, может поможет.

Посмотрите форму предварительного диагноза. Для его выполнения может понадобиться вольтметр со шкалой не менее 15 В. Провести эти проверки может любой желающий и таким образом уберечь себя от лишних, ошибочных действий и потери драгоценного времени.

Если предварительная диагностика показала, что цепь обмотки возбуждения исправна, а неисправность в генераторе, то после его снятия целесообразно проверить все цепи, в том числе реле-регулятор, по схемам, описанным в разделе

Снятие и установка генератора

  1. Отсоедините отрицательный провод от клеммы аккумуляторной батареи (поз. 10).
  2. Снимите пластиковые хомуты с воздухозаборной трубы и жгута проводов стартера и генератора.
  3. Отсоедините разъем возбуждения генератора.
  4. Отверните гайку с клеммы 30 на генераторе (поз. 10).
  5. Отвинтите гайку, которая крепит генератор к стяжке (поз. 17).
  6. С помощью монтажной лопатки подведите генератор к двигателю и снимите приводной ремень.
  7. Отверните три болта защиты картера (головка на 13) и снимите ее.
  8. Снимите правый моторный щит, открутив пять 8-мм болтов.
  9. Снимите 19-миллиметровую гайку с нижнего болта, крепящего генератор к кронштейну.
  10. Снимите генератор вместе с патрубком к воздухозаборнику. Для этого его нужно немного наклонить, чтобы он вошел между боковой балкой и нижним кронштейном крепления генератора.
  11. Установите генератор в обратном порядке.

Разборка и замена регулятора напряжения

Начните подготовку с очистки внешних поверхностей генератора.

  1. Снимите заднюю крышку вместе с патрубком воздухозаборника.
  2. Отсоединяем провод от реле регулятора, откручиваем два винта М4 и снимаем реле регулятор. Чтобы снять старомодное реле-регулятор, открутите провод, закрепленный под удлинителем вывода «30» генератора. Вставьте лезвие отвертки между корпусом реле-регулятора и щеткодержателем. Используя отвертку как рычаг, вытащите реле-регулятор и вытащите щетки.
  3. Выдуйте пыль и грязь изнутри генератора сжатым воздухом с помощью компрессора или насоса.
  4. В случае сильного пригорания или износа контактных колец на роторе очистите их мелкой наждачной бумагой.
  5. Установите новое реле регулятора в порядке, обратном снятию.

Если старое реле-регулятор после проверки окажется годным (способ проверки описан в следующем разделе), то:

  1. очистите контактные соединения генератора и реле-регулятора от грязи и масла ветошью, смоченной в бензине или растворителе. Масло и грязь увеличивают сопротивление в точках контакта, что снижает ток, выдаваемый генератором, и увеличивает износ щеток.
  2. проверить минимально допустимый выступ щеток из щеткодержателя — 5 мм. Если щетки в щеткодержателе застряли, замените блок реле-регулятора. (Для релейных регуляторов старого образца достаточно заменить только щеточный узел.)
  3. поставить его на место.

Диагностика реле регулятора

Определить поломку регулятора напряжения можно по косвенным признакам. В первую очередь это неправильная зарядка аккумулятора:

  • перезаряд — электролит выкипает, раствор кислоты попадает на детали кузова
  • недозарядка — ДВС не заводится, лампы горят в пол

Однако предпочтительнее проводить диагностику приборами – вольтметром или тестером. Любое отклонение от максимального значения напряжения 14,5 В (в некоторых автомобилях бортовая сеть рассчитана на 14,8 В) на высоких оборотах или минимального значения 12,8 В на малых оборотах приводит к замене/ремонту реле регулятора.

Встроенного

Чаще всего регулятор напряжения встроен в щетки генератора, поэтому необходима проверка уровня этого устройства:

  • после снятия защитного кожуха и откручивания винтов снаружи снимается щеточный узел
  • при износе щеток (осталось менее 5 мм длины) замена должна быть произведена в обязательном порядке
  • диагностика генератора мультиметром проводится в комплекте с аккумулятором или зарядным устройством
  • «минусовой» провод от источника питания замыкается на соответствующую пластину регулятора
  • «плюсовой» провод от зарядного устройства или аккумулятора подключается к аналогичному контакту реле
  • тестер устанавливается в режим вольтметра 0 — 20 В, щупы располагаются над щетками
  • в диапазоне 12,8 — 14,5 В, между щетками должно быть напряжение
  • при повышении напряжения более 14,5 В стрелка вольтметра должна быть на нуле

В этом случае вместо вольтметра можно использовать лампу, которая должна гореть в указанном диапазоне напряжений, гаснуть при увеличении этой характеристики больше этого значения.

Провод, управляющий тахометром (только с маркировкой W на реле для дизелей) прозванивается мультиметром в тестовом режиме. Он должен иметь сопротивление около 10 Ом. Если это значение уменьшается, провод «оборван», его следует заменить на новый.

Выносного

Отличий в диагностике для выносного реле нет, но его не нужно разбирать с корпуса генератора. Проверить реле регулятора напряжения генератора можно при работающем двигателе, изменить обороты с низких на средние, затем на высокие. Одновременно с увеличением скорости нужно включать дальний свет (минимум), кондиционер, экран и другие потребители (максимум).

 

Современные системы регулирования напряжения

Если реле-регулятор напряжения генератора китайского мотороллера двухступенчатое, то на дорогих автомобилях применяются более совершенные устройства. Многоуровневые системы управления могут содержать 3, 4, 5 и более дополнительных резисторов.

Существуют также системы слежения для автоматического управления. В некоторых конструкциях можно отказаться от использования дополнительного сопротивления.

Вместо этого рабочая частота электронного ключа увеличивается. Использовать схемы с электромагнитным реле в следящих системах управления просто невозможно.

Одной из последних разработок является многоуровневая система управления, использующая частотную модуляцию. В таких конструкциях требуются дополнительные резисторы, служащие для управления логическими элементами.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector