Генератор Г-221 - устройство и особенности конструкции
Генератор Г-221 - устройство и особенности конструкции
Генератор Г-221 - трехфазная синхронная электрическая машина переменного тока с электромагнитным возбуждением и встроенным выпрямителем на шести кремниевых диодах. На автомобиле, генератор установлен на двигателе с правой стороны и прикреплен гайкой, навинчен на шпильку 16 к натяжной планке, а нижними лапами крышек - к кронштейну на блоке цилиндров.
Технические характеристики генератора Г-221
Тип генератора - Г-221
Номинальное напряжение - 12 В
Направление вращения - правое (со стороны привода)
Максимальная сила тока отдачи при 14 В и частоте вращения ротора 5000 мин - 42 А
Максимальная частота вращения ротора - 13 000 мин
Передаточное отношение двигатель-генератор - 1:2,04
Ротор генератора приводится во вращение клиновым ремнем от шкива, установленного на коленчатом валу двигателя.
Основные части генератора: ротор 30, статор 27 и крышки 1 и 23.
Между клювообразными наконечниками полюсов ротора зажата обмотка возбуждения 25, концы которой припаяны к двум контактным кольцам 4 и 5. Подшипники 6 и 22 ротора - закрытого типа и заполнены смазкой, достаточной на весь срок службы генератора.
Наружная обойма подшипника 22 запрессована в крышку генератора и закреплена между двумя стальными шайбами, стянутыми винтами, концы которых раскернены.
У подшипника 6 внутренняя обойма напрессована на вал ротора, а наружная - поджата в гнезде крышки 1 резиновым кольцом.
Сердечник статора 27 набран из пластин электротехнической стали. В пазах сердечника находится трехфазная обмотка, соединенная по схеме «звезда» с выводом нулевой точки. Этот вывод не имеет маркировки и служит для подключения реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи. Основные три вывода обмотки статора подключены к выпрямительному блоку, состоящему из шести кремниевых диодов.
С 1982 г. устанавливают выпрямительный блок, состоящий из двух пластин с запрессованными в них диодами. В случае выхода из строя диодов выпрямительный блок заменяют новым.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
«Минус» аккумуляторной батареи всегда должен соединяться с «массой», а «плюс» - подключаться к выводу «30» генератора. Ошибочное обратное включение аккумулятора немедленно вызовет повышенный ток через диоды генератора, и они выдут из строя.
Не допускается работа генератора с отсоединенной аккумуляторной батареей. Это вызовет возникновение кратковременных перенапряжений на выводе «30» генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.
Запрещается проверка работоспособности генератора «на искру» даже кратковременным соединением вывода «30» генератора с «массой». При этом через диоды протекает значительный ток и они повреждаются. Проверять генератор можно только с помощью амперметра и вольтметра. Диоды выпрямительного блока генератора не допускается проверять напряжением более 12 В или мегомметром, так как он имеет слишком высокое для диодов напряжение - при проверке они будут пробиты (произойдет короткое замыкание).
Запрещается проверка электропроводки автомобиля ваз 2106 мегомметром или лампой, питаемой напряжением более 12 В. Если такая проверка необходима, то предварительно следует отсоединить провода от генератора. Проверять сопротивление изоляции обмотки статора повышенным напряжением следует только на стенде и обязательно с отсоединенными от диодов выводами фазных обмоток.
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
Если в пути порвался ремень генератора, а запасной вы забыли дома, временно заменить его может кольцо шириной 20 мм, вырезанное из старой автомобильной камеры. Чтобы снизить потребление тока при движении автомобиля с неисправным генератором по возможности отключите радиоприемник, лишние приборы освещения, вентилятор отопителя, обогрев стекла и т.п.
1 - крышка генератора со стороны контактных колец;
2 - выпрямительный блок;
3 - болт крепления выпрямительного блока и фазных выводов обмотки статора;
4, 5 - контактные кольца;
6 - шариковый подшипник вала ротора со стороны контактных колец;
7 - вал ротора;
8 - изолирующая втулка;
9 - винт крепления щеткодержателя;
10 - «плюсовый» клеммовый болт (вывод «30»);
11 - изолирующая втулка контактного болта;
12 - штекер центрального вывода обмотки статора;
13 - щеткодержатель;
14 - отрицательная щетка;
15 - положительная щетка;
16 - шпилька для крепления генератора к натяжной планке;
17 - крыльчатка шкива;
18 - клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны привода;
19 - шкив привода генератора;
20 - гайка крепления шкива;
21 - дистанционное кольцо подшипника;
22 - шариковый подшипник вала ротора со стороны привода;
23 - крышка генератора со стороны привода;
24 - каркас обмотки ротора;
25 - обмотка ротора;
26 - изоляция паза статора;
27 - статор;
28 - клин обмотки статора;
29 - обмотка статора;
30 - ротор;
31 - стяжной болт;
32 - буферная втулка;
33 - втулка;
34 - отрицательный диод;
35 - изолирующая пластина;
36 - провод фазного вывода обмотки статора;
37 - положительный диод;
38 - держатель положительных диодов;
39 - изолирующая втулка;
40 - держатель отрицательных диодов.
Схема системы генератора Г-221 (показан регулятор напряжения РР-380 электромагнитного типа):
1 - обмотка ротора генератора;
2 - генератор;
3 - обмотка статора генератора;
4 - выпрямитель генератора;
5 - аккумуляторная батарея;
6 - выключатель зажигания;
7 - контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи;
8 - реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи;
9 - блок предохранителей;
10 - дроссель;
11 - термокомпенсирующий резистор;
12 - дополнительные резисторы;
13 - регулятор напряжения.
Регулятор 13 поддерживает напряжение генератора на уровне 13,2–14,5. Исправность генератора проверяется с помощью контрольной лампы 7 в комбинации приборов и реле 8.
При включении зажигания, когда двигатель (и следовательно генератор) еще не работает, через контакты реле протекает ток от аккумуляторной батареи, и лампа горит. После пуска двигателя и при движении автомобиля лампа должна гаснуть, так как под
действием выпрямленного фазного напряжения генератора якорь реле должен притягиваться к сердечнику и размыкать контакты реле.
Рис. Генератор.
1.
Крышка генератора со стороны контактных колец; 2
. Выпрямительный блок; 3.
Болт крепления выпрямительного блока и фазных выводов обмотки статора; 4, 5.
Контактные кольца; 6.
Шарикоподшипник вала ротора со стороны контактных колец; 7.
Вал ротора; 8.
Изолирующая втулка; 9.
Винт крепления щеткодержателя; 10.
Плюсовой клеммовый болт (вывод "30"); 11.
Изолирующая втулка контактного болта; 12.
Штекер центрального вывода обмотки статора; 13.
Щеткодержатель; 14.
Отрицательная щетка; 15.
Положительная щетка; 16.
Шпилька для крепления генератора к натяжной планке; 17.
Крыльчатка шкива; 18.
Клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны привода; 19.
Шкив привода генератора; 20.
Гайка крепления шкива; 21.
Дистанционное кольцо подшипника; 22.
Шарикоподшипник вала ротора со стороны привода; 23.
Крышка генератора со стороны привода; 24.
Каркас обмотки ротора; 25
. Обмотка ротора; 26
. Изоляция паза статора;27
. Статор; 28
. Клин обмотки статора; 29
. Обмотка статора; 30
. Клювообразный полюсный наконечник ротора со стороны контактных колец; 31
. Стяжной болт; 32
. Буферная втулка; 33
. Втулка; 34
. Отрицательный диод; 35
. Изолирующая пластина; 36
. Провод фазного вывода обмотки статора; 37
. Положительный диод; 38
. Держатель положительных диодов; 39
. Изолирующая втулка; 40
. Держатель отрицательных диодов.
Генератор
Техническая характеристика
Номинальное напряжение, В - 12
Максимальная сила тока отдачи при 14 В и частоте вращения ротора 5000 мин", А - 42
Передаточное отношение двигатель-генератор - 1:2,04
Направление вращения - Правое
Масса генератора, кг - 4,28
Генератор Г-221 переменного тока служит для питания потребителей электрической энергии и для зарядки аккумуляторной батареи. Он представляет собой трехфазную синхронную электрическую машину с электромагнитным возбуждением. Для преобразования переменного тока в постоянный в генератор встроен выпрямитель на шести кремниевых диодах.
Выбор генератора переменного тока объясняетсятем, что он имеет ряд серьезных преимуществ перед генераторами постоянного тока. В первую очередь это то, что он развивает напряжение, достаточное для заряда аккумуляторной батареи при значительно меньших оборотах, чем генератор постоянного тока. Это облегчает режим работы аккумуляторной батареи при езде в городских условиях, когда автомобиль часто останавливается и движется с малой скоростью. Далее, генератор переменного тока имеет меньший вес и габариты, чем равный по мощности генератор постоянного тока. У генератора постоянного тока с коллекторных пластин через щетки снимается весь ток нагрузки, в то время, как у генератора переменного тока коллектор отсутствует и в обмотку ротора через контактные кольца и щетки подводится лишь небольшой по величине ток возбуждения генератора. Поэтому износ щеток и контактных колец невелик и срок службы генератора переменного тока значительно дольше. Генератор установлен на двигателе с правой стороны и приводится во вращение клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Через отверстия в ушках крышек 1 и 23 генератор крепится болтом к кронштейну двигателя и шпилькой к натяжной планке. Чтобы при затяжке болта не обломились ушки крышек, в отверстии крышки 1 имеется резиновая буферная втулка 32.
Под действием усилия затяжки поджимная стальная втулка (на рисунке она расположена слева от буферной) смещается, выбирая зазор между ушком и кронштейном крепления генератора, буферная втулка 32 сжимается между стальными втулками и осевое усилие затяжки не передается на ушко. Основные части генератора - это ротор, статор 27 и крышки 1 и 23, отлитые из алюминиевого сплава.
Ротор состоит из вала 7, на рифленую поверхность которого напрессована стальная втулка и стальные клювообразные полюсы 18 и 30 и образующие вместе с валом и втулкой сердечник электромагнита. На втулке между клювообоазными полюсами в пластмассовом каркасе помещена обмотка 25 ротора, называемая обмоткой возбуждения. Концы обмотки выведены через отверстия в полюсе 30 и припаяны к медным контактным кольцам "4" и "5", установленным на пластмассовой втулке.
Ротор вращается в двух шарикоподшипниках 6 и 22 закрытого типа. Смазка закладывается в подшипники при их изготовлении и пополнения при эксплуатации не требует. Внутренняя обойма переднего подшипника 25 свободно посажена на вал ротора и вместе с дистанционным кольцом 21 зажата гайкой крепления шкиве между ступицей шкива и буртиком вала. Наружная обойма этого подшипника запрессована в крышку и закреплена между двумя стальными шайбами, стянутыми четырьмя винтами. После за тяжки гаек концы винтов раскернивают, чтобы исключить самоотаинчивание гаек. Внутренняя обойма заднего подшипника 6 напрессована на вал ротора, а наружная входит а гнездо крышки 1 и поджимается резиновым кольцом. На валу ротора с помощью сегментной шпонки и гайки закреплен шкив 19 с крыльчаткой 17 вентилятора, служащего для охлаждения выпрямителя и внутренних частей генератора. Воздух засасывается в окна крышки 1 проходит между статором и ротором и через окна крышки 23 крыльчаткой вентилятора выбрасывается наружу. Между ступицей шкива и гайкой установлена пружинная коническая шайба, обращенная выпуклой стороной к гайке. Шкив и вентилятор изготовлены из тонколистовой стали и соединены электросваркой.
Сердечник статора 27 набран из пластин электротехнической стали толщиной 1 мм. В четырех местах по наружной поверхности пластины соединены сваркой. На внутренней поверхности статора имеется 36 пазов полузакрытой формы, изолированные картоном. В пазах уложена трехфазная обмотка статора, закрепленная от выпадания клиньями 28, а качестве которых используются пластмассовые трубки. Каждая фазная обмотка со стоит из шести последовательно соединенных катушек. Фазные обмотки соединены в звезду с выводом нулевой точки на штекер 12 (без маркировки). Этот вывод используется для подключения реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи. Для повышения электрической прочности и теплопроводности обмотки статор пропитан лаком.
На крышке 1 генератора винтом закреплен щеткодержатель 13 со щетками 14 и 15. Через щетки, изготовленные из медно-графитовой смеси, и прижатые пружинами к контактным кольцам ротора, подводится ток к обмотке возбуждения. Щетка 14 через пластину соединена с "массой" генератора, а щетка 15 со штекером "67". Детали выпрямителя также прикреплены к крышке 1 генератора. Выпрямитель преобразовывает переменный ток, вырабатываемый генератором, в постоянный, которым питаются потребители электрической энергии автомобиля.
Выпрямитель собран по трехфазной мостовой схеме из шести кремниевых диодов типа ВА-20 - полупроводниковых приборов, пропускающих ток только в одном направлении. Диоды находятся в специальном выпрямительном блоке, состоящем из двух алюминиевых держателей 38 и 40 с диодами. С целью упрощения конструкции выпрямителя три диода имеют на корпусе плюс выпрямленного тока ("положительные" диоды). Они запрессова ны в держатель 38, соединенный с выводом "30" генератора. Другие три диода создают на корпусе "минус" выпрямленного тока ("отрицательные" диоды). Они запрессованы в соединенный с "массой" держатель 40 выпрямительного блока.
Диоды запрессованы в алюминиевые держатели для того, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла от их корпуса к держателям, которые для охлаждения продуваются воздухом. В случае выхода диодов из строя их нельзя заменять по отдельности надо заменять целиком выпрямительный блок.
На генераторах выпуска до 1977 г. отрицательные диоды были запрессованы в крышку 1, а положительные - в алюминиевый держатель, соединенный с выводом "30" и прикрепленный вместо
выпрямительного блока к крышке 1. У этих генераторов можно было заменять отдельные поврежденные отрицатепьные диоды, аккуратно впрессовываяая и запрессовывая их на прессе. Если выходил из строя положительный диод, то необходимо быпо заменять целиком держатель с положительными диодами.
Работает генератор следующим образом. Когда ключ выключателя зажигания находится в положении 1 (зажигание).Через обмотку возбуждения генератора проходит электрический ток, создающий вокруг полюсов ротора магнитный поток. При вращении ротора под каждым зубцом статора проходит то южный, то северный клювообразный полюс ротора и магнитный поток, проходящий через обмотку статора, меняется по величине и направлению. Этот переменный магнитный поток создает в обмотке статора электродвижущую силу. Клювообразная форма полюсов ротора подобрана таким образом, чтобы получить форму кривой электродвижущей силы, близкую к синусоидальной.
Работа систем генератора.
В работе системы генератора можно выделить три режима: работа при малой, средней И высокой частоте вращения ротора генератора.
I- режим.
Это режим пуска двигателя, когда он еще не работает или прокручивается стартером с малой частотой вращения коленчатого вала. В этом случае генератор или еще не развивает напряжение или оно меньше напряжения аккумуляторной батареи, и все потребители питаются от аккумуляторной батареи.
На этом режиме после включения зажигания вцепи обмотки возбуждения генератора протекает ток, замыкающийся по пути плюс аккумуляторной батареи - зажим "30" генератора - контакты "30/1" и "15" выключателя зажигания 17 - предохранитель "10" - штекер 15, сердечник дросселя 3, замкнутые верхние контакты, якорь, ярмо, штекер "67" регулятора - штекер "67" генератора - обмотка возбуждения генератора - "масса" - "минус" аккумуляторной батареи. Протекающий по обмотке возбуждения ток создает магнитный поток, который при вращении ротора генератора пересекает витки обмотки статора генератора и создает в них электродвижущую силу. Одновременно через обмотку 6 регулятора напряжения протекает ток, замыкающийся по пути от "плюса" аккумуляторной батареи до штекера "15" регуляторы напряжения, как описано выше, а затем термокомпенсирующии резистор 1 - обмотка регулятора - "масса" - "минус" аккумуляторной батареи. Этот ток создает магнитное притяжение якоря регулятора к сердечнику, но еще не настолько сильное, чтобы притянуть якорь к сердечнику и разомкнуть верхнюю пару контактов регулятора напряжения. После включении зажигания загорается контрольная лампа 19 заряда аккумуляторной батареи. Ток, питающий ее, замыкается по пути: "плюс" аккумуляторной батареи - контакты 30/1" и 15 выключателя зажигания - предохранитель "9" - штекер "87", нормально замкнутые контакты, ярмо, штекер "30/51" реле 20 - контрольная лампа; 19 - "масса" "минус" аккумуляторной батареи. Лампа 19 горит, сигнализируя о том что все потребители питаются от аккумуляторной батареи.
II- режим.
После пуска двигателя выпрямленное напряжение генератора превышает напряжение аккумуляторной батареи. Обмотка возбуждения генератора и обмотка регулятора напряжения питаются от генератора. При этом ток идет не от клеммы "плюс" аккумуляторной батареи, а от зажима "30" генератора и замыкается через "массу" на выпрямитель генератора. Аккумуляторная батарея заряжается. Под действием выпрямленного фазного напряжения через обмотку реле 20 протекает ток замыкающийся по пути: зажим "30" генератора - контакты "30/1" и "15 выключателя зажигания - предохранитель "9" - штекер "86", обмотка, штекер "65" реле-штекер вывода нулевой точки обмотки статора генератора (штекер без маркировки) выпрямитель генератора.
Когда выпрямленное фазное напряжение достигает 5,3 - 5,7 В, якорь реле притягивается к сердечнику, контакты реле размыкаются и лампа гаснет, сигнализируя о том. что еыпрямпенное напряжение генератора стало больше напряжения аккумуляторной батареи и что генератор начал заряжать батарею и питать потребителей. При возрастании частоты вращения ротора генератора напряжение увеличивается и, когда оно достигнет 13,2-14.3 В, вступает в действие первая ступень регулирования на первой паре контактов регулятора напряжения. Сила тока через обмотку регулятора возрастает настолько, что магнитное усилие преодолевает натяжение пружины и якорь 7 притягивается к сердечнику. При этом верхняя пара контактов размыкается, в цепь обмотки возбуждения включаются дополнительные резисторы 2, и ток через обмотку возбуждения замы- кается по пути: зажим "0" генератора - контакты "30/1" и "15" выключателя зажигания - предохранитель "10" - штекер "15" регулятора, дроссель 3, дополнительные резисторы 2 штекер "67" регулятора -обмотка возбуждения генератора.
Включение дополнительных резисторов в цепь обмотки возбуждения уменьшает силу тока в ней, а это приводит к снижению электродвижущей сипы в обмотке статора генератора и напряжение генератора падает. Соответственно уменьшается сипа тока через обмотку регулятора и магнитное притяжение якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь в исходное положение, верхние контакты регулятора замыкаются, напряжение генератора повышается, и описанный цикл повторяется.
В момент размыкания верхней пары контактов а связи с уменьшением силы тока через обмотку возбуждения в ней индуктируется ЭДС самоиндукции, которая стремится поддержать уменьшающийся ток и вызывает искрение между размыкающимися контактами Но при размыкании контактов в цепь обмотки возбуждения включается дроссель 3. Нарастающий ток в обмотке дросселя создает вокруг сердечника нарастающий магнитный поток. Он пересекает витки дросселя и индуктирует в них ЭДС самоиндукции направленную навстречу ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения. Число витков дросселя подобрано так, что обе ЭДС примерно равны, взаимно компенсируют друг друга, и поэтому искрообразование между контактами значительно уменьшается. Замыкание и размыкание верхней пары контактов происходит с частотой 25-250 раз в секунду, и напряжение генератора на выходе выпрямителя с такой же частотой то повышается, то понижается.
Благодаря высокой частоте размыкания и замыкания контактов, колебания напряжения незаметно, и можно считать его практически постоянным, поддерживаемым на уровне 13-14 в. С дальнейшим увеличением частоты вращения ротора генератора время разомкнутого состояния контактов увеличивается, а время замкнутого состояния уменьшается. Благодаря этому среднее напряжение на выходе выпрямителя генератора повышается незначительно.
III- режим.
При высокой частоте вращения ротора генератора первая ступень регулирования (на верхней паре контактов) уже не обеспечивает поддержания напряжения на уровне 14 В, так как дополнительные резисторы имеют сравнительно малую величину сопротивления (5,5 Ом). Напряжение генератора повышается до 13,9- 14,5 В,и якорь притягивается к сердечнику до замыкания нижней пары контактов. При этом оба конца обмотки возбуждения оказываются замкнутыми на "массу" следующим образом; "масса", обмотка возбуждения штекер "67" генератора - штекер "67", ярмо, якорь, замкнутая нижняя пара контактов," масса" регулятора. Ток в обмотке возбуждения резко падает до нуля, и напряжение генератора также резко уменьшается. Это приводит к уменьшению силы тока в обмотке регулятора и снижению магнитного притяжения якоря к сердечнику. Пружина оттягивает якорь от сердечника, нижние контакты размыкаются, и описанный процесс повторяется снова с частотой 80-100 раз в секунду.
Температурная компенсация.
При работе двигателя температура регулятора повышается как от нагрева его обмотки и резисторов, так и от увеличения температуры в моторном отсеке Следовательно, возрастает сопротивление медного провода обмотки регулятора, уменьшается протекающий по ней ток и требуется большее напряжение, чтобы разомкнуть верхние контакты и замкнуть нижние. Чтобы регулируемое напряжение не изменялось при колебаниях температуры окружающей среды и регулятора, в нем предусмотрено два вида температурной компенсации.
Первый - это включение последовательно с обмоткой 6 термокомпенсационного резистора 1, выполненного из нихрома с малым температурным коэффициентом сопротивления. Таким образом, сопротивление в цепи обмотки регулятора складывается из сопротивления обмотки (8,7 Ом) и термокомпенсирующего резистора (19 Ом) и составлявт в сумме 27,7 Ом. При нагревании регулятора от 20 до 80°С сопротивление обмотки возрастает с 8,7 до 10,8 Ом, т.е. на 26%. а резистора 1 увеличивается с 19 до 19,3 Ом, т.е. на 1,8%. Суммарное же сопротивление в цепи обмотки увеличивается с 27,7 до 30,1 Ом, те только на 8.7%. В таком же процентном отношении будет возросттать регулируемое напряжение. Следовательно, включение термокомпенсирующего резистора позволяет уменьшить изменение сопротивления в цепи обмотки регулятора с 26% (без резистора 1) до В,7% (с резистором 1), но полностью не устраняет повышения напряжении.
Поэтому в регупяторе предусмотрен еще и второй вид температурной компенсации - якорь прикреплен к ярму с помощью биметаллическои ппастинки, состоящей из двух сваренных между собои ппастин из разных сплавов. Один сплав обладает низким температурным коэффициентом линейного расширения и образует пассивную сторону биметаллической ппастинки. Активную часть пластинки образует сплав с большим коэффициентом линейного расширения. Пассивной стороной биметаллическая пластинка обращена вниз, к сердечнику регулятора. При нагревании пластинка стремится изогнуться в сторону сердечника и создает силу, противодействующую пружине, оттягивающей якорь от сердечника. Чем больше температура, тем больше противодеиствие пружине, тем при меньшей силе точа в обмотке регулятора якорь может притянуться к сердечнику. Этим устраняется повышение напряжения из-за увеличения сопротивления обмотки, и величина регулируемого напряжения сохраняется постоянной независимо от температуры регулятора.
Работа регулятора напряжения 121 3702
состоит в отключении обмотки возбуждения, если напряжение становится выше 13,4-14,6 в, и включении ее, если напряжение падает ниже этого предела Это обеспечивается за счет запирания и отпирания мощного транзистора в схеме регулятора. Отключение и включение обмогки происходит с высокой частотой, и поэтому колебаний напряжения генератора практически незаметно.
Подача электроэнергии для всех потребителей ВАЗ 2101 осуществляется при помощи двух источников. Аккумуляторная батарея снабжает автомобиль электричеством при неработающем двигателе, а генератор ВАЗ 2101 обеспечивает электропитание приборов и устройств при работающем моторе, а также зарядку аккумуляторной батареи.
Электросистема ВАЗ 2101 устроена по однопроводной схеме. Это означает, что к каждому бортовому потребителю подходит всего один провод, идущий от положительного контакта батареи. Соединение с отрицательным контактом осуществляется через «массу», то есть корпус автомобиля ВАЗ 2101. Схема подключения генератора ВАЗ 2101 также однопроводная.
Устройство и характеристики генератора
Для выработки тока на борту автомобиля ВАЗ 2101 используется физическое явление электромагнитной индукции. Когда якорь, по которому проходит электрический ток возбуждения, вращается внутри статора, в его обмотке возникает электрический ток. Генератор классических моделей ВАЗ трёхфазный синхронный с электромагнитным возбуждением.
Как и на других автомобилях, генератор ВАЗ вырабатывает переменный ток. А все электроприборы автомобиля потребляют постоянный. Для его преобразования используется специальный выпрямитель. Парадокс объясняется тем, что генератор переменного тока значительно надёжнее, меньше и легче, чем постоянного. Получается, что дешевле и проще вырабатывать переменный ток и преобразовывать его в постоянный, чем сразу вырабатывать постоянный. Для преобразования переменного тока в постоянный применяют выпрямитель на шести кремниевых диодах.
Якорь, или ротор, вместе с валом и втулкой образующий сердечник электромагнита, вращается в двух шарикоподшипниках закрытого типа. Передний подшипник свободно сидит на валу ротора и запрессован в крышку агрегата. На валу ротора закреплён шкив с крыльчаткой вентилятора для охлаждения агрегата. Воздух засасывается в окна одной крышки и через окна другой выбрасывается наружу крыльчаткой.
Сердечник статора набран из пластин электротехнической стали. В пазах статора уложена трёхфазная обмотка. Фазные обмотки соединены в звезду с выводом нулевой точки для подключения реле контрольной лампы заряда аккумулятора. Для повышения электрической прочности статор пропитан лаком.
Конструктивно генератор классики ВАЗ 2101 установлен в моторном отсеке автомобиля, на корпусе двигателя справа, в нижней его части, вблизи радиатора. Он имеет регулировочное устройство, обеспечивающее надлежащее натяжение ремня. Клиновидный ремень соединяет валы генератора и водяного насоса со шкивом коленчатого вала двигателя ВАЗ 2101, который приводит их во вращение. На автомобиле ВАЗ 2101 агрегат не имеет регулятора напряжения. Для обеспечения работоспособности ему необходим внешний регулировочный блок.
Технические характеристики генератора ВАЗ 2101
Направление вращения ротора - правое.
Генератор Жигули ВАЗ 2101 - один из двух источников электричества на борту.
Поломки и ремонт
Если вы подозреваете, что генератор на ВАЗ 2101 не работает, проверьте это самостоятельно. Делается это так.
- Запустите двигатель.
- Откройте капот.
- Вытяните ручку регулировки воздушной заслонки, доведя обороты двигателя до 1200–1300 в минуту.
- Снимите плюсовую клемму с аккумуляторной батареи. Если двигатель заглох - агрегат неисправен.
То, что двигатель глохнет, свидетельствует, что он работает только от аккумулятора. Если вы заметили неисправность сразу после того как она возникла, и аккумулятор у вас свежезаряженный, можете проехать десяток-другой километров, пока аккумулятор не потерял мощность. Это позволит вам добраться до своего гаража или до ближайшего сервисного центра. Но не пытайтесь уехать далеко. Вы можете встать посреди дороги, и придётся проситься на буксир или вызывать эвакуатор.
Самая распространённая причина отказа генератора ВАЗ 2101 - слабое натяжение ремня, приводящего его ротор во вращение. Нормальным считается натяжение ремня, при котором прогиб в середине плеча между шкивом коленвала и шкивом водяного насоса при лёгком нажатии составляет 10–12 мм. Этот параметр вы без труда проверите самостоятельно. Изменяется он при неработающем двигателе с приложением небольшого усилия монтажной лопаткой. Мало кто меряет линейкой такой прогиб. Обычно всё бывает ясно на глаз.
Отрегулировать натяжение ремня труднее, чем констатировать отклонение параметра от нормы, но среднему владельцу ВАЗ 2101 вполне по силам. Имейте в виду, что перетягивать ремень не стоит. Это может привести к выходу из строя подшипников, в которых вращаются валы генератора и водяного насоса ВАЗ 2101.
Порядок производства работ таков.
- Обесточьте электросистему автомобиля. Снимите минусовую клемму с аккумуляторной батареи.
- Рожковым ключом ослабьте гайку крепления к регулировочной планке.
- Используя монтажную лопатку в качестве рычага, отклоните агрегат в сторону от двигателя.
- Добейтесь нормативного прогиба в середине плеча ремня между водяным насосом и коленвалом.
- Зафиксируйте генератор. Закрутите гайку на регулировочной планке.
Нередко агрегат выходит из строя из-за чрезмерного износа щёток. Через них на якорь поступает напряжение возбуждения, то есть рабочая поверхность щётки постоянно трётся о контактную поверхность вала ротора и изнашивается. Изношенные щётки подлежат замене. Такую операцию любой автолюбитель может выполнить своими руками.
Процедура не требует снятия агрегата:
- обесточьте электросистему автомобиля; снимите клемму с минусового контакта аккумулятора;
- открутите винты крепления щёткодержателя; отсоедините его от устройства;
- убедитесь в том, что длина рабочей части щёток не превышает 12 мм;
- замените изношенные щётки;
- верните щёткодержатель на место.
Неисправность имеет особенность: проблема появляется постепенно. Контрольная лампочка на панели приборов сначала время от времени моргает, потом моргание становится частым, и, наконец, она начинает гореть постоянно, сигнализируя о поломке. Не доводите дело до полного отказа генератора, меняйте щётки своевременно.
Замена агрегата
Снять генератор с классической модели Жигулей несложно. Но он смонтирован в нижней части моторного отсека, под двигателем, и снимать его надо снизу. Это означает, что вам понадобится смотровая яма или эстакада. Подготовительная операция состоит в том, чтобы поставив автомобиль на яму и убрать защиту картера двигателя, если она есть. Также необходимо, открыв капот, снять минусовую клемму «масса» аккумуляторной батареи. Теперь всё готово для снятия.
Работы выполняются в следующем порядке. Отсоедините генератор вашего ВАЗ 2101 от электросистемы автомобиля. Открутите гайку крепления плюсовых проводов на генераторе. Отсоедините штекер щёток и штекер диодного моста.
Открутите на пару оборотов гайку крепления агрегата к регулировочной планке. Если есть такая возможность, используйте накидную головку и удлинитель с карданным шарниром. Отклоните генератор так, чтобы ремень провис на шкивах коленвала, водяного насоса и генератора ВАЗ 2101. Снимите ремень.
Спуститесь в яму. Ключом на 19 отверните большую гайку крепления. Болт, фиксирующий агрегат, находится в самой нижней части моторного отсека и подвергается воздействию ветра и воды, снега и грязи, поэтому он часто прикипает. Выбейте его молотком. Аккуратно снимите генератор с ВАЗ 2101.
Если предполагается ремонт, переходите к нему. Планируется замена - смонтируйте генератор на ваш ВАЗ 2101 в обратном порядке. Для подключения подсоедините штекеры и закрутите гайку крепления проводов.
Г
енератор - одно из важных устройств в энергетической системе автомобиля. Большая доля неисправностей, с которыми сталкиваются владельцы автомобилей серии ВАЗ 2101, 2102 и 2103 тем или иным образом касается генератора.
Добрый день уважаемые читатели нашего авто портала сайт, на данной странице мы собрали всю информацию по ремонту, тюнингу, проверки на работоспособность, коды запчастей для генератора, устанавливаемого на 2101-02-03.
Устройство генератора
Ниже представлена схема, на которой изображено место установки генератора и его устройство.
Ниже приведены расшифровка кодов запасных частей, которые могут вам понадобиться при ремонте генератора.
|
2101-370105 Генератор со шкивом 2101-3701340 Пробка изолирующая
12058880 Колодка соединительная
|
2101-3701358 Кольцо уплотнительное |
Зная название и код детали, Вы сможете безошибочно заказать в интернет магазине вышедшую из строя деталь при этом риск заказать не ту деталь с этой таблицей - минимальный.
Схема подключения генератора
Обращаем ваше внимание, что родной генератор на ВАЗ 2101 - 03 продается без регулятора напряжения, поэтому для правильной работы генератора в схему включен внешний регулятор.
Условные обозначения:
1- аккумулятор
2- обмотка генератора ВАЗ
3 - генератор в сборе
4 - обмотка статора генератора ВАЗ
5 - диодный мост генератора (преобразует переменное напряжение в постоянное)
6 - внешний регулятор напряжения
7 - дополнительные сопротивления (резисторы)
8 - резистор термокомпенсатор
9 - индуктивный дроссель
10 - замок зажигания
11 - блок с предохранителями
12 - контрольная лампа на приборной панели (лампочка заряда)
13 - реле для лампы заряда.
Неисправности генератора
В скобках описан способ устранения неисправности)
Симптомы - лампа зарядки горит или изредка загорается:
Обрыв или проскальзывание ремня
(заменить ремень, проверить натяжение ремня при необходимости отрегулировать);
Отсутствует соединение между клеммой
85 и клеммой генератора (проверить проводку при необходимости заменить оборванный провод, зачистить контакты);
Реле контрольной лампы работает некорректно
(настроить реле или замените на новое)
Нарушена целостность цепи обмотки возбуждения генератора
(прозвонить цепь, при обнаружении обрыва восстановить соединение)
Регулятор напряжения вышел из строя
или нарушена регулировка (проверьте контакты, замените регулятор на новый или отрегулируйте)
Щетки генератора пришли в негодность
, или зависают (щетки заменить на новые, заодно протрите контактное кольцо тряпкой смоченной в бензине)
Короткое замыкание или обрыв выводов обмотки
возбуждения генератора (заменить ротор при возможности восстановления контакта - восстановить)
Короткое замыкание или обрыв в диодном мосту
(заменить вышедший из строя положительный диодный мост)
Нарушение целостности проводки
между контактом 86 и 87 (восстановить проводку)
КЗ или обрыв в обмотке статора (приобрести новый статор)
Симптомы - лампа на приборной панели не горит при включении зажигания:
Контрольная лампа вышла из строя
(заменить)
Реле контрольной лампы вышло из строя
или разрегулировано (зачистить контакты при необходимости заменить реле на новое)
Обрыв провода
между клеммой 87 и клеммой I на блоке предохранителей
Выход из строя отрицательных диодов
(заменить)
Между обмоткой статора и корпусом короткое замыкание
(заменить статор)
Симптомы - низкий заряд аккумуляторной батареи:
Провис ремень генератора
(проверить натяжение, при необходимости подтянуть или заменить на новый)
Окисление клеммы аккумулятора
или плохой контакт между наконечниками и генератором (зачистить контакты, восстановить соединение)
Аккумуляторная батарея вышла из строя
(купить новую)
Симптомы - аккумулятор перезаряжается:
Отсутствует или плохо закреплена масса регулятора
напряжения и кузовом автомобиля (восстановить соединение)
Вышел из строя регулятор напряжения
, если проблема возникла после установки нового генератора, то скорее всего ранее на вашем автомобиле стоял не родной генератор со встроенным регулятором (проверить наличие и подключение регулятора напряжения, при необходимости заменить на новый)
Срок службы аккумуляторной батареи закончился
(заменить батарею)
Симптомы - при работе генератора слышен посторонний или повышенный шум:
Прослабление гайки шкива генератора
(подтянуть гайку ключом)
Лопасти вентилятора деформированы (заменить или отрихтовать)
Подшипники генератора ВАЗ вышли из строя
(заменить подшипники)
Межвитковое замыкание или короткое замыкание
на минус обмотки статора (заменить статор, при поломке генератор завывает)
Замыкание в диодном мосте
(заменить выпрямитель)
Скрипят щетки генератора
(проведите обслуживание щеток с протиркой и очисткой механизма)
Диагностика работы генератора
Мы приведем несколько самых простых способов диагностики генератора ВАЗ без использования специального стенда и осциллографа.
Проверяем работу генератора на автомобиле.
Необходимо завести автомобиль, если при работающем двигателе горит контрольная лампочка на приборной панели, вытяните рукоятку подсоса и доведите обороты двигателя до 1000-1500 об/мин.
На несколько секунд отсоедините минусовую клемму на аккумуляторной батареи, если двигатель заглох то генератор неисправен и необходимо провести диагностику генератора.
Обратите внимание что долгая работа двигателя без подключенной аккумуляторной батареи может вызвать поломку диодного моста, так что проводите эксперимент как можно быстрее.
Проверка генератора при помощи тестера.
Данным способом можно проверить целостность щеток генератора и работоспособность обмотки возбуждения.
Для этого нам потребуется отсоединить все провода идущие к генератору и проверить сопротивление (при помощи тестера) между контактами "67" и корпусом генератора. Если в результате измерений было получено сопротивление 4.2-4.7 Ом при температуре 20С, то генератор исправен.
Дальше необходимо демонтировать генератор и разобрать его. При помощи того же тестера замерьте сопротивление обмотки возбуждения между двумя контактными кольцами. Сопротивление должно быть 4.3 плюс минус 0.2 Ом, при той же температуре.
Проверяем обмотки статора
Для проверки статора на работоспособность необходимо демонтировать генератор с ВАЗ и разобрать. При помощи тестера проверьте целостность обмотки и отсутствие обрыва. Так же проверьте отсутствие короткого замыкания между витками и массой статора.
Визуально осмотрите изоляцию обмотки, на ней недолжно быть следов перегрева которые свидетельствуют о коротком замыкании в диодном мосту.
Проверка диодного моста генератора.
Для проверки положительных и отрицательных диодов по следующей методике необходимо снять генератор с автомобиля и частично разобрать его.
Дальше необходимо собрать простую схему которая приведена внизу и провести диагностику моста.
Разборка генератора ВАЗ
Подошло время рассказать и показать на фотографиях как разобрать столь популярный генератор.
На схеме снизу представлена "взрывная" схема с пронумерованными деталями.
Итак поехали, для начала нам необходимо снять генератор с автомобиля и очистить его от загрязнений. Для этого нам может понадобиться сжатый воздух и ветошь смоченная в керосине.
Снять шкив с генератора можно специальным съемником 67.7823.9504
Для снятия шкива, открутите гайку и предварительно закрепив съемник спрессуйте шкив. Вытащите шпонку и коническую шайбу шкива.
Открутите гайки со стяжных болтов (4штуки) поз 16 и сняв заднюю крышку поз 18. Вытащите с посадочного места ротор поз 9.
Открутите гайки соединяющие наконечники диодов с контактами обмоток статора, вытащите из колодки поз 4 штекер центрального контакта обмотки статора и отключите статор от задней крышки.
Открутите гайку болта поз 7 удерживающую выпрямительный блок поз 6.
Сборку необходимо произвести в обратном порядке.
Тюнинг генератора
Штатного генератора вполне хватает для повседневного использования, но во время непогоды когда на улице метет метель и столбик термометра опускается все ниже и ниже, хотелось бы включить на полную нагрузку и обдув печки, и габариты, и осветительные приборы. И именно в этот момент родной генератор может не справится с нагрузкой.
Для любителей тюнинга ВАЗ 2101 есть альтернатива - установить под капот генератор от ВАЗ 2110.
Сравним характеристики стандартного генератора Г221А и генератора от "десятки" 9402.3701:
при 5000 оборотах в минуту "копеечный" генератор выдает ток до 55 А, а генератор от "десятки" при 6000 оборотах способен выдать ток до 80А, неплохая прибавка!
Для установки генератора от ВАЗ 2110 на ВАЗ 2101 -02 -03, нам придётся немного повозится с креплением нового генератора, который крепится на двух кронштейнах вместо одного на "родном".
При установке генератора от ВАЗ 2110 мы рекомендуем снять подкрылок с правой стороны, защиту двигателя, и брызговик. Колесо не обязательно демонтировать, достаточно максимально вывернуть его в сторону.
Установка генератора не должна вызвать у вас затруднений - главное разобраться с креплением.
На автомобиле установлен генератор переменного тока типа Г-221. 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 Г-221:
1 - вывод "67"; 2 - щеткодержатель; 3 - центральный (нулевой) вывод обмотки статора; 4 - вывод "30"; 5 - задняя крышка генератора; 6 - передняя крышка генератора; 7 - шпилька крепления генератора к натяжной планке; 8 - шкив; 9 - статорТехнические характеристики генератора Г-221:
Основные части генератора - это ротор, статор и крышки, отлитые из алюминиевого сплава.
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 фазных 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.
Детали генератора Г-221:
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 - болты; 14 - щеткодержатель; 15 - выпрямительный блок; 16 - контактный болт; 17 - болты; 18 - болт; 19 - внутренняя шайба крепления подшипника; 20 - крыльчатка вентилятораВ генератор встроен выпрямительный блок на шести кремниевых диодах для преобразования переменного тока в постоянный. Корпуса диодов запрессованы в два изолированных друг от друга алюминиевых держателя для положительных и отрицательных диодов. 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".
У генераторов ранних выпусков отрицательные диоды запрессованы в заднюю крышку.
Щеткодержатель крепится винтом на задней крышке генератора. Одна его щетка соединена с "массой", а другая, через вывод "67" генератора, с регулятором напряжения.
Внимание!
Не допускается работа генератора при отсоединенной аккумуляторной батарее. Это вызовет возникновение скачков напряжения на выводе "30" генератора, которые могут повредить регулятор напряжения генератора и электронные устройства в бортовой сети автомобиля.