Может ли разряженный аккумулятор «убить» генератор: видеоэксперимент
Как разряженный аккумулятор влияет на генератор автомобиля?
И аккумулятор, и генератор являются звеньями одной цепи – электрической цепи автомобиля. Общеизвестно, что неправильно работающий генератор может крайне негативно сказаться на сохранности аккумуляторной батареи. Недозаряд или, того хуже, перезаряд выведет батарею из строя. Конечно, аккумулятор придет в негодность в любом случае, но скорость, с которой это произойдет, может существенно отличаться.
Но поскольку электроцепь-то замкнутая, не может ли так случиться, что аккумулятор каким-то образом выведет из строя генератор? Скажем, если батарея разряжена в ноль, как она повлияет на жизнь остальной бортовой системы питания и главного ее элемента – генератора?
В сети Интернет можно найти разные варианты ответов на этот вопрос – от категорического «нет, генератору ничего не будет» до не менее категоричного «да, устройство, превращающее механическую энергию в электрическую, вроде как, может повредиться. В случае полного разряда резко возрастает потребляемый нагрузкой ток, с ним растет нагрузка – и пошла цепная реакция».
Сегодня мы нашли для вас занимательный видеоэксперимент, в котором будет подтверждено или развеяно следующее: миф ли, что из-за севшей батареи может выйти из строя генератор, или чистейшая правда? Итак, вот видео:
Видео взято с YouTube-канала Engineering Explained
Но прежде чем его просмотреть, объясним суть эксперимента. Кстати, не стоит беспокоиться по поводу того, что видео англоязычное, мы поясним основные моменты опыта и доводы инженера.
Итак, вопрос в описании под видео:
Что делать, если аккумулятор в машине разрядится? Можно ли прыгнуть в машину и уехать, или лучше использовать зарядное устройство, а не полагаться на генератор для зарядки аккумулятора?
В этом видео проверим параметры электрической системы автомобиля, чтобы определить, как влияет работа с разряженной батареей по сравнению с работой с заряженной. Мы рассмотрим напряжение батареи (двигатель включен и выключен), напряжение генератора, силу тока и температуру генератора. Может ли «мертвая» батарея вызвать перегрев вашего генератора? Мы узнаем это на видео!
1. Опыт: аккумуляторная батарея заряжена
Производится холодный пуск автомобиля. Работа на холостых 5-7 минут с проверкой вольтажа батареи перед запуском. После запуска измеряется вольтаж на генераторе и на батарее, также ток, вырабатываемый генератором, и его температура при помощи магнитного термометра.
Напряжение на заряженной батарее до старта двигателя: 12.92 Вольт.
После работы на холостых в течение 5 минут были получены следующие результаты:
Первая колонка: «Время», «Вольтаж аккумулятора», «Напряжение генератора», «Сила тока генератора» и «Температура генератора в градусах Цельсия».
Как видно, в первом сценарии во время работы на холостых напряжение батареи и генератора было очень близко, с небольшим преимуществом по вольтажу у генератора.
Сила тока во время работы на холостых оборотах за пять минут постепенно снизилась от показателей 15.25 до 13.20.
Температура генератора, последняя строчка, за пять минут работы увеличилась с 10.9 °C до 23.1 °C.
Далее выезд по 20-минутному маршруту и проведение повторных замеров (последний крайний правый столбец)
Как видно, температура поднялась до 42.5 °C, а Амперы снизились до 12.9.
Финальная проверка заряда аккумуляторной батареи после отключения зажигания не показала никакой просадки – остались те же 12.92 Вольт.
2. Опыт: аккумуляторная батарея разряжена
Все вышеописанные условия проведения теста сохранены, единственное отличие – аккумуляторная батарея полностью разряжена при помощи использования бортового оборудования. Для старта двигателя используется пуск-зарядное устройство.
Будут ли отличаться данные? Ответ узнаете прямо сейчас.
Напряжение на заряженной батарее до старта двигателя: 9.34 Вольт.
После работы на холостых в течение 5 минут были получены следующие результаты:
Сразу видны небольшие расхождения в вольтаже батареи (во втором случае он на десятку-другую ниже) и напряжении, выдаваемом генератором (оно на несколько сотых выше, чем в первом опыте с заряженной батареей).
А вот сила тока, вырабатываемая генератором, возросла серьезно, до значений 55-61.8 Ампер в течение первых пяти минут работы на холостых оборотах. Напомним, что в первом опыте она не превышала 16 Ампер.
Увеличение количества заряда привело к повышенному нагреву генератора – до 39 градусов на холостом ходу. Рост температуры отражен на графике:
После поездки по маршруту напряжение не изменилось, а вот сила тока и температура возросли, по сравнению с предыдущим тестом, с 12.9 до 40.5 Ампер и с 42.5 до 66.2 °C.
Финальная проверка заряда аккумуляторной батареи после отключения зажигания также показала удивительные результаты – положенные 12.82 Вольт. И это после всего получасовой поездки!
Так может ли перегреть разряженный аккумулятор генератор?
В итоге ответ звучит как «да, может». Но должны быть соблюдены некоторые условия. Дело в том, что тест проводился в начале весны, и на улице были заморозки, таким образом, генератор имел отличную возможность охлаждаться. Если бы за бортом было знойное лето, внутренние компоненты генератора нагрелись бы значительно больше, что увеличило бы вероятность поломки.
Поэтому, если вы обратили внимание, что машина еле заводится или аккумулятор полностью разрядился, зарядите его или купите новый. Тем самым вы убережете генератор от поломки. Если нужно обязательно ехать и времени разбираться с проблемой нет, не будет ничего плохого в том, что вы один день поездите с «мертвой» батареей. Но при условии, что после этого вы займетесь ее зарядом.
Как проверить заряжает ли генератор аккумулятор
Как проверить заряжает ли генератор аккумулятор если внешне всё выглядит нормально. За исключением того что аккумулятор перестал выдавать необходимое напряжения для прокручивания стартера. Или свет фар стал более тусклым.
Схема соединения АКБ Генератор Стартер
Может быть, и такое, что аварийный указатель заряда не горит а аккумулятор разряжается. Наличие зарядки проверяется просто
Упрощенно, генератор и аккумулятор имеют следующую схему подключения.
То есть плюс от аккумулятора идет на стартер и генератор. Далее на электрическую схему автомобиля через замок зажигания.
Двигатель заводится стартером при помощи аккумулятора. Генератор начинает вырабатывать электрическую энергию. От которой заряжается аккумулятор.
Но постоянно генератор не работает. Если он не будет отключаться. То при увеличении оборотов будет возрастать напряжение в электрической сети автомобиля. Это приведет к выходу из строя электрооборудования автомобиля. Так же в результате перезаряда аккумулятор может выкипеть и пластины замкнуться.
Максимально возможное напряжение которое должен вырабатывать генератор, на автомобиле с 12 в системой зажигания, составляет 14,5 в. Свыше 14,5 в генератор отключается и перестаёт заряжать аккумулятор. Электрооборудование автомобиля после отключения генератора начинает работать только на аккумуляторе. Пока напряжение аккумулятор не упадет ниже 13.2 вольт. После этого генератор включается в работу и начинает заряжать аккумулятор.
Постоянный процесс отключения и включения генератора происходит при помощи реле регулятора.
Реле регулятор может быть встроен в генератор и может находиться отдельно. Принцип работы от этого не изменяется.
Регулятор через щетки подаёт напряжение на обмотку ротора. И создаёт магнитное поле. При вращении магнитный поток созданный обмоткой ротора образует электрический ток в обмотках статора. В результате этого и возникает напряжение в генераторе.
Если прервать подачу напряжения на обмотку ротора через реле регулятор. Генератор перестанет создавать напряжение.
Питание на реле регулятор приходит из общей системы электрооборудования. И при падении или повышении напряжения в сети. Реле регулятор либо дает либо перестает давать через себя напряжение на обмотку ротора генератора.
К вопросу от том как проверить заряжает ли генератор аккумулятор можно измерить напряжение в любой удобной для замера точке электрооборудования автомобиля.
Сделать это можно при помощи мультиметра. Необходимо установить мультиметр для замера постоянного напряжения в диапазоне более 12 в
Замер производится на клеммах аккумулятора. Так же если это удобно замерить напряжение можно на плюсовой клемме генератора или стартера.
Сначала необходимо определить напряжение при выключенном зажигании. Если зажигание включено. Двигатель не должен работать. Чтобы не вращался шкив генератора. В этом случае мультиметр покажет напряжение, создаваемое только аккумуляторной батареей.
Напряжение будет равно приблизительно 12 вольт. В зависимости от степени разряженности аккумулятора. Либо на аккумуляторе присутствует нагрузка. От сигнализации или магнитолы.
Полностью заряженный АКБ должен иметь напряжение 13.2 вольта. Потому что каждая банка аккумулятора имеет напряжение 2.2 вольта. Соответственно 6 банок подключены последовательно, дают напряжение 13.2 вольта.
На заведенном двигателе автомобиля. При исправном генераторе. Напряжение повышается. При увеличении оборотов оно может достичь 14,5 вольт. При исправном генераторе и реле регуляторе напряжение повышается по мере того как заряжается аккумулятор.
То есть если при замере напряжение в сети начало превышать 13.2 вольта. Это означает что генератор исправен, он заряжает аккумулятор. Напряжение в сети достаточно для того чтобы элементы электрооборудования автомобиля работали в нормальном режиме. Чтобы не дожидаться того пока зарядится АКБ. Достаточно увеличить обороты двигателя. Если при этом неважно, на сколько напряжение начало подниматься. Значит, генератор подаёт зарядку на аккумулятор.
Если при увеличении оборотов напряжение не только не поднимается, а даже наоборот падает. Это означает, что генератор зарядку не дает. Необходимо искать неисправность. Она может быть генераторе или реле-регуляторе. Возможно, неисправна цепь питания обмотки возбуждения ротора.
При замере возможно наблюдать и другую картину. При увеличении оборотов напряжение вроде бы растет. Но если включить нагрузку напряжения сразу падает. Это говорит о том, что мощности генератора не хватает. Для поддержания напряжения в сети и зарядки аккумулятора. Это происходит как правило по двум причинам.
Статор имеет три обмотки соединенных по схеме звезда. Если одна обмотка замкнула на массу, или произошёл обрыв. Оставшиеся обмотки будут выдавать напряжение. Но их мощности недостаточно для поддержания работы электрооборудования и зарядки АКБ. Также плохой заряд АКБ возможен из за плохого контакта между щетками и контактными кольцами на статоре. Через которые проходит питание на обмотку
Причины при которых нет зарядки генератора
Самая распространенная причина, при которой генератор не заряжает аккумулятор. Это износ щеток. Угольные контакты, которые передают напряжение от реле регулятора на обмотки ротора стираются, контакт пропадает. При этой неисправности контрольная лампа на щитке приборов перестаёт загораться.
То есть при включенном зажигании, если всё исправно должна загореться контрольный значок зарядки. Двигатель заводится и лампа гаснет. Это означает что генератор работает и заряжает аккумулятор.
В случае если нет контакта на щетках. Лампочка при включении зажигания не загорается. Убедиться в том что именно причина в контактах можно.
Провод который идет на реле регулятор необходимо замкнуть на массу. Включить зажигание. Лампочка должна загореться. Это означает что нет контакта между щетками и контактными кольцами. Либо произошел обрыв в обмотке ротора.
Если при замыкании провода на корпус контрольная лампочка зарядки не загорелась. Значит, перегорел светодиод. Который подсвечивает значок зарядки. Либо обрыв провода. Требуется прозвонить цепь от реле регулятора до щитка приборов.
2. Неисправность реле-регулятора
Как проверить заряжает ли генератор аккумулятор в случае выхода из строя интегральной схемы реле регулятора. Наблюдается возникновение двух неисправностей. Генератор перестаёт выдавать зарядку. Потому что реле регулятор не подаёт напряжение на обмотку ротора. Либо напротив напряжение генератора растет при увеличении оборотов. Тем самым превышается допустимое для работы электрической системы автомобиля напряжение. Это может привести к перезаряду аккумулятора. Что приведет к разрушению пластин и замыканию аккумулятора. Избыточное напряжение так же приведет к выходу из строя приборов электрооборудования автомобиля.
Проверка реле регулятора
Реле регулятор можно проверить. При помощи блока питания способного плавно изменять напряжение от 10 до 20 вольт.
Реле регулятор соединяется по следующей схеме:
При увеличении напряжения свыше 14.2 _+ 0,3 вольта лампочка должна погаснуть. В случае уменьшения напряжения лампочка загорается. Это значит что реле регулятор исправен
3. Слабое натяжение ремня привода генератора.
Если возникло сомнение того что генератор не дает зарядки проверить в первую очередь необходимо натяжение приводного ремня. Потому что возникающие магнитные потоки создают сопротивление вращению ротора. Когда генератор включается в работу. Слабо натянутый ремень проскальзывает на шкиве генератора. Ротор перестаёт вращаться. Генератор не выдаёт напряжение. Если на натяжение ремня сразу не обратить внимание. Диагностика генератора не даст результатов. По сути дела неисправность придется искать на исправном генераторе. Эта неисправность относится к разряду курьёзных. Но на неё очень часто попадаются.
Это внешние признаки того как проверить заряжает ли генератор аккумулятор. Если их оказалось недостаточно для того чтобы определить неисправность. Далее следует снять генератор. Разобрать его и отдельно проверить его элементы.
Как разобрать генератор
После того как генератор снят. Его необходимо осмотреть внешне. На наличие трещин. Ротор должен свободно вращаться. При вращении не должны быть слышны скрипы и стуки. Если подклинивают подшипники. Это также приводит к потере зарядки генератора. Ротор в этом случае подтормаживает. Сила магнитного потока колеблется. В результате не создаётся требуемое напряжение.
Не должно быть радиального и осевого смещения ротора. Это также приводит к торможению вращения.
Разборка генератора начинается со снятия щеточного узла. На современных генераторах он выполнен совместно с реле регулятором.
Снятие щеточного узла
Для этого необходимо отверткой открутить два крепёжных винта. Снять реле регулятор вместе со щетками.
Если не сделать этого в первую очередь. Повредятся контактные кольца. Потому что угольные контакты прижимаются к ним пружинами. И при дальнейшем снятии задней крышки. Контакты зацепятся за кольца. И потянут их. В результате может произойти обрыв проводки.
Откручивание и снятие приводного шкива.
Шкив прикручен гайкой с большим усилием через гравер. Поэтому необходимо надёжно закрепить шкив. Для этого следует надеть на шкив старый приводной ремень. Плотно об жать его и сжать в тисках. Отвернуть гайку. При помощи съёмника стянуть шкив с вала. Без съёмника снять шкив может не получиться. Потому что помимо того что он притянут гайкой. Вал на котором сидит шкив. Имеет коническую форму. Поэтому Шкив плотно сидит на шкиву
Демонтаж диодного моста
Блок с диодами крепится при помощи шурупов. К нему прикручены контакты от обмоток статора. После того как откручены все гайки Диодный блок следует демонтировать.
После того как снят диодный мост снимается статор
Снятие задней крышки генератора
Откручиваются крепежные болты и снимается задняя крышка генератора. В крышке встроен подшипник. Он будет удерживать крышку на своем месте. Чтобы снять крышку необходимо приложить равномерное усилие с противоположных сторон. И пытаться раскачать её. Чтобы подшипник вышел из своего посадочного места.
Снятие передней крышки с ротора
Более сложная задача снять переднюю крышку. Потому что подшипник напрессован на вал. А к корпусу с обратной стороны он закреплен при помощи специальной пластинки. При сборке сначала устанавливается подшипник. Затем вместе с крышкой напрессовывается на вал.
Поэтому при демонтаже передней крышки. Очень важно не повредить её съемником. Крышка хрупкая и легко ломается. Следует смазать место посадки подшипника проникающей жидкостью. Например WD-40.
Самый эффективный способ вы прессовки подшипника заключается в следующем.
Необходимо установить на твердую поверхность деревянный брусок. Перевернуть вал ротора в низ. Держась за крышку ударить торцом вала по деревянному бруску. Метод сто процентный. Но не требует фанатизма. Желательно не повредить резьбу на конце вала. Что бы не возникло затем проблем с накручиванием гайки. Удары не должны быть сильными. Может повредится крышка.
Несильные резкие удары постепенно вы прессуют подшипник с вала. Нельзя ударять по валу сверху даже через деревянный брусок. Потому что удар не будет наноситься строго по оси вала. Не соосный удар не даст результатов, и затруднит снятие подшипника. К тому же возникает большая вероятность разрушения передней крышки.
Дефектовка генератора.
Первое на что необходимо обратить внимание это шкив привода генератора. Он постоянно подвергается трению приводным ремнём. Поэтому на нем возможен неравномерный износ поверхности соприкасающейся с ремнем.
Неровности вызывают проскальзывание ремня. Это так же может быть причиной износа и обрыва приводного ремня. При наличии неравномерного износа шкив требуется заменить на новый.
На передней и задней крышках возникают трещины. При их наличии следует заварить аргоном. Но основной проблемой крышек является нарушения посадочных мест подшипников.
Наружная обойма проворачивается в корпусе, и подшипник начинает разбивать посадочное место. Посадочное место со временем приобретает овальную форму. Начинается биение ротора. В этом случае крышку необходимо заменить. Если выработка небольшая то ее можно уплотнить.
Самый постой кустарный способ который может помочь уплотнить подшипник. Это обмеднить обойму. То есть нанести на наружную часто обоймы подшипника, при помоши сварочного аппарата. точки меди.
Для этого необходимо взять медный многожильный провод. Подсоединить его к держаку. Подшипник разместить на массе. Коротким резкими движениями. Проводить медным проводом по обойме. В результате на обойме станут образовываться мелкие расплавленные точки меди.
Их необходимо разместить равномерно по всей обойме.
Еще один способ который поможет нанести слой металла на обойму. Разместить подшипник между двух рессор. Одну рессору подключить к минусу сварочного аппарата. Другую к плюсу. Двигать рессоры относительно друг друга. Что бы подшипник прокатывался между ними. В результате образуется шероховатый слой. Который поможет уплотнить подшипник в посадочном месте.
Ротор
При осмотре ротора необходимо обратить внимание на контактные кольца. На них образуется выработка в виде канавки. Выработка может быть настолько глубокой. Что кольцо полностью стирается. Если глубокой канавки нет. Достаточно очистить поверхность колец мелкой наждачной бумагой.
Возможен обрыв провода обмотки в месте соединения с кольцом. В случае плохого соединения необходимо пропаять контакт.
Целостность обмотки проверяется при помощи мультиметра
или автомобильной лампочки. Если соединить их по следующей схеме.
Помимо обрыва провода возможно нарушение изолирующего слоя. Это может повлиять как на замыкание между витками обмотки Так и на замыкание обмотки на корпус ротора.
В этом случае простая прозвонка может не дать результата. В неработающем состоянии провода не касаются друг друга оголенными местами.
Пробой изоляции
Но при работе в местах нарушения изоляции может возникать пробой воздушного пространства. Что и вызывает короткое замыкание.
В этом случае проверка обмотки на замыкание происходит с помощью мегомметра. Мегомметр создаёт рабочее напряжение до 500 вольт. Мегаомметр требуется соединить между обмоткой и корпусом. В случае если изоляция нормальная. Мегаомметр не должен показывать сопротивление мене 500 кило ом.
Либо проверить нарушение защитного слоя между витками обмотки
На провода попадает влага с растворенными в ней солями. И происходит замыкание либо между витками проводов, либо между местом повреждения изоляции и корпусом.
Наличие пробоя изоляции можно определить так же если использовать высокое напряжение 220 вольт. Для этого соединяется следующая схема
В данном случае нарушение изоляционного слоя провода будет проявляться в виде образования мелких вспышек и дымления в местах, где нарушена изоляция. Но этот способ очень опасен. Так как приходится работать с высоким напряжением. Неосторожное соприкосновение с проводом высокого напряжения может вызвать потерю сознания или смерь.
Пишу об этом, чтобы понять как происходит межвитковое замыкание и замыкание на корпус при работающем генераторе. И как проверить заряжает ли генератор аккумулятор. Если внешние признаки не показывают на его неисправность. А при работе генератор не выдаёт требуемого напряжения. Межвитковое замыкание и замыкание на корпус является реальной причиной неисправности генератора.
Проверка статора.
Катушка статора состоит из трех обмоток которые соединены между собой подобным образом
Благодаря этому соединению генератор выдаёт переменное напряжение. И затем диодный мост преобразует его в однофазное постоянное.
Аналогично, как и на роторе необходимо прозвонить каждую обмотку на наличие обрыва.
На наличие замыкания проводки на корпус. То есть каждую обмотку необходимо проверить мультиметром. Что нет замыкания.
В случае отрицательного результата необходимо проверить обмотки на пробой изоляции при помощи мегомметра. Каждую обмотку в отдельности.
Так и возможность пробоя изоляции на корпус.
Возможно применение и более простого но опасного способа. Потому что работать приходится с напряжением сети 220 вольт. Проверка целостности изоляции при помощи высокого напряжения 220 вольт. Но еще раз повторяю это возможно только в том случае если у вас есть электротехническое образование в противном случае высока вероятность несчастного случая.
Проверка диодного моста.
Диодный мост представляет собой схему соединения диодов. Служит диодный мост для того чтобы преобразовать переменное напряжение вырабатываемое генератором в постоянное. Необходимое для работы электрооборудования автомобиля. Не хочется углубляться в курс физики начальной школы. И рассказывать о том как работает диод.
Основной смысл в том. Что генератор переменного тока более стабилен и обладает высоким КПД. И как показала практика генераторы переменного тока более долговечные по сравнению с генераторами постоянного тока. Поэтому от генераторов постоянного тока отказались. Более эффективно использовать переменное напряжение, преобразовав его в дальнейшем в постоянное при помощи диодного моста.
Проверить диодный мост просто. Диоды закреплены между двумя пластинами
Если соединить щуп мультиметра, выставленного для проверки сопротивления, с пластинами.
В одном положении мультиметр должен показать сопротивление от 500 до 800 Ом. При замене щупов местами. Мультиметр показывает отсутствие соединения.
Таким же образом можно проверить и каждый диод в отдельности. В одну сторону мультиметр покажет сопротивление в другую обрыв. Если диод показывает в обе стороны обрыв. Или прозванивается в одну и другую сторону. Значит диодный мост неисправен и подлежит замене. Способы как проверить заряжает ли генератор аккумулятор лучше всего применимы когда генератор установлен на автомобиле. Разборку генератора лучше всего отдать в руки специалистов.
Авто электрики не только определят неисправность и устранят её. Но еще проверят генератор на работоспособность. При помощи специального стенда. Который позволяет прокручивать генератор. Генератор начинает выдавать напряжение. И в случае если он соответствует параметрам его можно смело устанавливать на автомобиль.
Источник