Gerador de carro: dispositivo e princípio de operação

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

Qualquer carro tem acessórios. São nós e mecanismos, sem os quais seu trabalho não é possível. Os acessórios incluem um motor de arranque, bomba de direcção assistida, compressor de ar condicionado, colector de admissão e escape, embraiagem. Mas esta lista também inclui um gerador de carro. É ele quem permite manter uma tensão estável na rede de bordo. Poucas pessoas conhecem o dispositivo de um gerador de carro e seu princípio de funcionamento. Mas essas informações serão úteis para todos os motoristas. Bem, vamos ver como esse elemento articulado funciona e funciona.

Característica

Um gerador é um motor elétrico que converte energia mecânica em corrente.

Este elemento é usado para alimentar equipamentos elétricos quando o motor de combustão interna está funcionando, bem como para carregar a bateria do carro. Todos os carros modernos usam um alternador automotivo.

Onde fica

Muitas vezes este mecanismo está localizado na frente do motor. Funciona a partir do virabrequim por meio de uma correia (tipo rio ou dentada). Normalmente, as montadoras colocam o gerador no ponto mais alto em relação ao motor. No entanto, existem modelos em que o mecanismo é fixado quase na área do cárter do motor. Por que é importante posicionar o mecanismo no ponto mais alto possível? O fato é que o gerador do carro tem muito medo de água. Mesmo uma pequena quantidade de umidade pode danificá-lo. Portanto, os fabricantes estão tentando excluir a possibilidade de água e outros líquidos penetrarem na superfície desse mecanismo. Quanto mais alto este elemento estiver localizado, mais seguro é para ele.

Dispositivo

O projeto do gerador inclui:

• Enrolamento do estator.
• Capa.
• Enrolamento de excitação.
• Nó de pincel.
• Capa traseira.
• Anéis deslizantes.
• Meias polares.
• Unidade retificadora.
• Pola de acionamento.
• Rotor do ventilador.

Observe também que este nó pode ter um layout diferente:

• Tradicional.
• Compacto.

As diferenças estão na estrutura do ventilador, conjunto retificador e polia de acionamento. Caso contrário, o dispositivo e a operação do gerador do carro são idênticos. Tanto o mecanismo tradicional quanto o compacto consistem em um rotor, uma unidade retificadora, um conjunto de escovas, um regulador de tensão e um estator. Para que servem todos esses componentes?considere mais.

Rotor

Este mecanismo é usado para criar um campo magnético no gerador. Um enrolamento de excitação é fornecido no eixo do rotor. Este último é colocado em placas de polo especiais, cada uma com seis saliências. Além disso, um anel de contato está localizado no eixo. Serve para alimentar o enrolamento de excitação. Normalmente, os anéis são feitos de cobre (com menos frequência - de latão). Os fios do enrolamento de excitação são soldados a esses elementos.

Além disso, há um ou dois rotores do ventilador no eixo do rotor. Eles fornecem resfriamento do enrolamento durante a operação do gerador. O mecanismo de rotação do rotor consiste em dois rolamentos de esferas sem manutenção.

Estator

Sua função é criar corrente alternada. O gerador do carro está necessariamente equipado com este elemento. O estator é estruturalmente integrado ao enrolamento e ao núcleo. Este último é um conjunto de várias placas. Em 36 ranhuras de enrolamento existem mais três enrolamentos, que formam uma conexão trifásica. Os fabricantes usam dois tipos de enrolamentos:

• Onda.
• Loopback.

A conexão em si é realizada usando diferentes tecnologias:

• Esquema "triângulo". Neste caso, as extremidades do enrolamento são conectadas em série.
• Padrão estrela. Aqui as extremidades do enrolamento são conectadas em um único ponto.

Caso

Contém a maioria dos componentes do gerador. A caixa consiste em duas tampas: traseira e frontal. A primeira fica na lateral dos anéis coletores, a segunda na lateral da polia de acionamento.

Estas peças são amarradas com parafusos longos. As tampas são feitas de liga de alumínio não magnética. A caixa também inclui janelas de ventilação e dois pés de montagem.

Escovas e unidade retificadora

O conjunto da escova é usado para transferir a corrente do enrolamento de excitação para os anéis coletores. Como esse nó está organizado? Consiste em duas escovas de grafite com molas. Toda a estrutura é integrada com o regulador de tensão do alternador do carro.

Agora sobre a unidade retificadora. É necessário converter a tensão senoidal em corrente contínua da rede de bordo. Este bloco é composto por placas. Eles desempenham a função de um dissipador de calor e os diodos também são montados neles. No total, existem seis diodos semicondutores no bloco. Existem dois desses elementos para cada fase. Um está conectado ao positivo e o segundo - ao terminal negativo do alternador do carro. Normalmente a conexão é feita por solda ou solda nos locais de montagem.

Regulador de tensão

Continuamos a estudar o dispositivo de um gerador de carro. No design do mecanismo, há sempre um regulador de tensão (na gíria dos motoristas - “chocolate”). Este item pode ter:

• Conexão híbrida. Neste caso, todos os radioelementos e acionamentos elétricos são usados no circuito com elementos microeletrônicos de filme espesso.
• Integral. Aqui, todos os elementos do regulador, com exceção do estágio de saída, são realizados por microeletrônicos de filme finotecnologia.

A principal tarefa do "chocolate" é estabilizar a tensão, que pode variar com as mudanças no número de rotações do virabrequim e a carga total da rede de bordo.

Esta correção é realizada automaticamente devido ao efeito na corrente do enrolamento de excitação. O regulador altera a duração e a frequência dos pulsos de corrente. Os geradores modernos possuem reguladores com compensação térmica. Assim, quanto menor a temperatura da bateria, mais tensão é aplicada à sua carga.

Unidade do gerador

Em todos os veículos, este equipamento é acionado pelo virabrequim por meio de uma correia. Este último pode ser do tipo cunha ou polywedge. O escopo do primeiro é significativamente limitado pelo diâmetro da polia acionada. O número de rotações do rotor quando o motor está funcionando é geralmente duas ou três vezes a velocidade do virabrequim.

Muitas vezes, os carros usam uma correia com nervuras em V. É mais versátil, pois com um pequeno diâmetro da polia acionada, a correia permite realizar uma maior relação de transmissão. A tensão do elemento de acionamento é ajustada usando um rolo especial.

Princípio de funcionamento de um gerador automotivo

Como funciona este equipamento? Seu princípio de funcionamento é o seguinte. Quando a chave é girada, a corrente da bateria flui através do conjunto da escova e toca o enrolamento de excitação. Um campo magnético é induzido no enrolamento. Quando o virabrequim do motor de combustão interna gira, o rotor do gerador também funciona ao mesmo tempo. O campo magnético deste último permeia o enrolamentoestator. Uma tensão alternada é gerada nos terminais. A uma certa velocidade, o gerador começa a se auto-excitar. Assim, o enrolamento é alimentado pelo próprio gerador.

A unidade retificadora começa a converter esta tensão em corrente contínua. Com uma mudança na carga do motor, o chamado. "chocolate". O regulador corrige a frequência de acionamento do enrolamento do gerador. À medida que a velocidade aumenta, o tempo de ativação diminui. Por outro lado, quando a carga cai, a frequência aumenta.

Gerador sem escova

Alguns carros têm um mecanismo sem escovas. Em seu projeto, possui um rotor com placas de ferro transformador prensado. O enrolamento é colocado no estator. E a força eletromotriz é formada corrigindo a condutividade magnética da folga entre o estator e o rotor.

Especificações do alternador do carro

Os principais parâmetros deste mecanismo incluem:

• Corrente nominal. Esta é a corrente de saída de pico a uma velocidade de seis mil rotações por minuto.
• Tensão nominal. Dependendo do tipo de sistema elétrico do veículo, este parâmetro é de 12 ou 24 V. A maioria dos carros e SUVs usa um circuito de 12 volts.
• Potência. Um alternador de carro pode ser de 60 ou 120 amp. Tudo depende do tipo de carro e do tamanho do próprio motor. Se falarmos sobre a maioria dos carros, eles costumam usar 80 ampgerador.

Diagnóstico

Posso verificar a condição de um gerador de carro com minhas próprias mãos? Especialistas dizem que é possível diagnosticar um elemento em condições de garagem usando um multímetro convencional. Mas antes disso, você precisa verificar a conexão do gerador do carro e também garantir que todas as conexões estejam funcionando. Abra o capô do carro e encontre a correia de transmissão. Deve ser esticado com tanta força que dobrará 1-1,5 centímetros de profundidade com a pressão do polegar. Se falamos de valores exatos, essa deflexão é medida com uma força de 10 kgf.

No primeiro estágio, o regulador de tensão é verificado. Para fazer isso, transferimos o multímetro para o modo voltímetro. Aquecemos o motor em velocidade média com os faróis acesos por dez minutos. Em seguida, medimos a tensão na saída da massa do gerador e no seu positivo. O valor nominal é de 13,5 a 14,6 V. Se o valor for menor ou maior, o regulador não está funcionando e precisa ser substituído.

A seguir, procedemos ao diagnóstico da ponte de diodos. Ligamos o dispositivo no modo de medição de corrente alternada. Conectamos as sondas ao grampo "30" e à massa do gerador. A tensão não deve ser superior a 0,5 V. Caso contrário, a ponte de diodos não funciona corretamente. Para verificar a ruptura com o terra, desligue o gerador e remova o cabo do gerador, que é adequado para o 30º terminal positivo. Em seguida, conectamos o multímetro com sondas ao acionamento e terminal do gerador desconectado. A corrente de descarga não deve exceder 0,5 mA. Se elemais, houve uma quebra do isolamento do enrolamento ou dos próprios diodos.

Verificando a corrente de recuo

Observação: a corrente de recuo é medida usando uma ponta de prova, que é uma adição ao multímetro. Este elemento é uma espécie de grampo com o qual os fios são cobertos e a força da corrente é medida. Então, como testamos o gerador? Para fazer isso, cobrimos o fio que leva ao grampo no 30º terminal com uma sonda. Ligue o motor e mantenha-o em alta velocidade. Acendemos a luz, fogão e outros eletrodomésticos. Em seguida, medimos alternadamente cada consumidor individualmente. O valor da medição não deve exceder a soma das leituras de cada consumidor. A discrepância máxima é de 5 amperes para baixo.

Não será supérfluo verificar a corrente de excitação do gerador. Para fazer isso, ligue o motor e deixe-o funcionar por cinco minutos em altas velocidades. Em seguida, colocamos uma sonda de medição ao redor do fio com o terminal 67. As leituras serão iguais à força da corrente de excitação. Em um gerador em funcionamento, esse valor é de cerca de três a sete amperes.

Para verificar o enrolamento de excitação, é necessário desmontar o "chocolate" e o porta-escovas. Transferimos o dispositivo para o modo ohmímetro e aplicamos as sondas nos anéis coletores. O nível de resistência deve estar entre cinco e dez ohms. Em seguida, conectamos uma sonda ao estator. Seguramos o segundo em qualquer um dos anéis de contato. O dispositivo deve mostrar uma resistência infinitamente grande. Se este não for o caso, então o enrolamento está em curto com o terra.

Conclusão

Então descobrimoso que é um gerador de carro e como verificá-lo. Como você pode ver, o diagnóstico pode ser feito manualmente. No entanto, para entender esse problema, você precisa conhecer pelo menos superficialmente o dispositivo e o algoritmo do elemento.