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

Механические регуляторы напряжения

История автомобилестроения насчитывает более ста лет, за это время было придумано и реализовано множество конструкций, улучшающих работу всех устройств. Среди них и реле-регулятор, так как без него современная машина не сможет нормально функционировать.

Первоначально применялись механические устройства, в основе которых лежало электромагнитное реле. Например, регулятор напряжения генератора ВАЗ первых моделей был именно таким.

У него, как потом оказалось, нет плюсов, сплошь и рядом есть недостатки. Также основным недостатком является низкая надежность из-за наличия подвижных контактов. Они со временем удаляются, так как устройство работает постоянно, без остановки.

Кроме того, иногда требуются регулировочные работы, что не особенно хорошо сказывается на эксплуатации автомобиля. Современность диктует правило, что машина должна вовремя обслуживаться в сервисных центрах. И водитель не должен уметь проводить сложный ремонт, ему нужно только умение водить машину и менять колеса (это максимум).

Электронные реле-регуляторы

По указанным выше причинам широкое распространение получили электронные регуляторы напряжения. Прогресс не стоит на месте, поэтому на смену электромагнитным реле пришли ключевые транзисторы, симисторы, тиристоры. У них очень высокая надежность, так как нет механических контактов, вместо них полупроводниковый кристалл.

Безусловно, технология производства таких устройств должна быть продумана. В противном случае полупроводник может выйти из строя. Регулятор напряжения этого типа генератора управляется довольно просто, нужно лишь обратить внимание на функции.

По сравнению с предыдущим, механическим типом релейных регуляторов, видна одна особенность — электронные изготавливаются в одном корпусе со щетками. Это экономит место и, самое главное, упрощает процедуру замены и диагностики.

Особенностью электронных типов является точность регулирования напряжения. Свойства полупроводника не меняются в процессе эксплуатации. Поэтому напряжение на выходе генератора всегда будет одинаковым. Но стоит рассказать о методе регулирования, о том, как происходит весь процесс. И довольно интересно, вообще надо учитывать конструкцию генератора.

Из каких элементов состоит автомобильный генератор

Основанием является корпус, иначе его называют статором. Это неподвижная часть любой электрической машины. Статор имеет обмотку. В автомобильных генераторах он состоит из трех частей. Все дело в том, что на выходе формируется трехфазное переменное напряжение, величина которого составляет около 30 вольт.

Причина использования такой конструкции — уменьшение пульсаций, так как фазы перекрываются, в результате после выпрямителя появляется постоянный ток. Для преобразования напряжения используются шесть полупроводниковых диодов. Они однонаправленные. При возникновении поломки довольно легко это определить тестером.

Но напряжения на выходе обмотки статора не будет, если не учесть одно условие — необходимо магнитное поле, причем подвижное. Сделать его несложно, достаточно намотать обмотку на металлический якорь и подать на нее электричество.

Но теперь встает вопрос о стабилизации напряжения. Делать это на выходе нет смысла, так как элементы должны быть очень мощными, ведь токи большие. Но тут на помощь конструкторам приходит особенность электрических машин — если на обмотку ротора подать стабилизированное напряжение, то магнитное поле не изменится.

Следовательно, стабилизируется и напряжение на выходе генератора. Точно так же работает генератор ВАЗ 2107, регулятор напряжения которого работает по тем же принципам, что и «десятки».

Компоненты регулятора напряжения

Современные автомобили оснащены достаточно простыми конструкциями. Они неразборные, в одном корпусе объединены два элемента — сам регулятор и графитовые щетки, передающие питающее напряжение на обмотку ротора генератора.

Также электронные виды устройств могут быть двух видов. Например, регулятор напряжения генератора ВАЗ-2110 выпуска конца 90-х был выполнен на небольшой плате. Современные устройства изготавливаются с использованием единого полупроводникового кристалла, в котором расположены все элементы. Можно даже сказать, что это небольшая фишка.

Графитовые щетки подключаются к выводам печатной платы или полупроводникового элемента. На них подается напряжение от аккумулятора через лампу, что необходимо для диагностики генератора. Обратите внимание, что ставить светодиодные элементы на место нельзя, так как они не имеют внутреннего сопротивления.

Грубо говоря, лампа накаливания также выполняет функцию предохранителя. При перегорании провода подача напряжения на обмотку ротора прекращается, генератор перестает работать. Если лампочка горит, есть поломка. То щетки износились, то ремень порвался, но бывает и так, что полупроводниковые диоды в выпрямителе выходят из строя. В этом случае необходимо заменить регулятор напряжения генератора на новый.

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 видов 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.

Читайте также: Схемы стабилизаторов напряжения электронного, релейного и электромеханического типа

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.

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 блок, от них выходит одиночный провод с маркировкой Д или Д+, 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.

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 требует замены/ремонта 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).

Таким образом, при необходимости владелец транспортного средства может заменить штатное реле регулятора напряжения на более современную модификацию встроенного или выносного типа. Диагностика здоровья доступна только с обычной автомобильной лампой.

Если у вас остались вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители будем рады ответить на них

• Дом
• Блок двигателя

Проверка устройства

Аналогично проверяют реле регулятор напряжения генератора ВАЗ 2106, «копейки», иномарки. Как только снимете, посмотрите на щетки — они должны иметь длину более 5 миллиметров. В случае, если этот параметр отличается, вам необходимо заменить устройство. Для проведения диагностики необходим источник постоянного напряжения.

Желательно иметь возможность изменять выходную характеристику. В качестве источника питания можно использовать аккумулятор и пару пальчиковых батареек. Также понадобится лампа, она должна работать от 12 вольт. Вместо него можно использовать вольтметр. Подключите плюс от блока питания к разъему регулятора напряжения.

Поэтому подключите отрицательную клемму к общей пластине агрегата. Подсоедините к щеткам лампочку или вольтметр. В этом состоянии между щетками должно быть напряжение, если на вход подать 12-13 вольт. Но если подать на вход более 15 вольт, напряжения между щетками быть не должно. Это признак того, что устройство работает.

И неважно, диагностирован ли регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 или другого автомобиля. Если контрольная лампочка загорается при любом значении напряжения или не загорается вовсе, имеется неисправность узла.