Рис. 1. Генератор Г221

Рис. 2. Схема соединений генератора:
1 — цепь питания потребителей; 2 —включатель зажигания; 3 — предохранители; 4 — цепь питания системы зажигания и контрольных приборов; 5 — реле контрольной лампы заряда; б — контрольная лампа заряда; 7 — генератор; S — регулятор напряжения

Ротор приводится во вращение через шкив генератора при помощи клинового ремня от коленчатого вала двигателя. Шкив выполнен заодно с вентилятором охлаждения генератора. Крепление подшипника со стороны шкива имеет особенность: его наружная обойма запрессована в крышку, а внутренняя свободно посажена па вал и вместе с дистанционным кольцом зажата между ступицей шкива и буртиком вала с помощью гайки крепления шкива. Между ступицей шкива и гайкой имеется пружинная коническая шайба.

Генератор крепится к двигателю с правой стороны при помощи нижнего литого кронштейна и верхней натяжной планки, закрепленной на генераторе шпилькой.

В заднем кронштейне генератора имеется резиновая буферная втулка, исключающая передачу осевого усилия от затяжки болта крепления и поломку лап генератора.

Рис. 3. Электрическая схема генератора:
1 — положительная щетка с контактным кольцом; 2 — обмотка возбуждения; 3 — отрицательная щетка с контактным кольцом; 4 — обмотки статора; 5 — выпрямительные диоды

Контрольная проверка на стенде

Исправность генератора переменного тока определяется проверкой его в работе, а также проверкой его механических и электрических характеристик.

Определение общего сопротивления обмотки возбуждения ротора. Сопротивление замеряется при помощи вольтметра и амперметра между штекером «67» и массой при вращении ротора с частотой приблизительно 500 об/мин.

Проверка работы генератора. Собрать электрическую схему и установить генератор переменного тока в комплекте со шкивом-вентилятором на испытательный стенд, позволяющий постепенно изменять частоту вращения ротора, и действовать следующим образом:

вращать вал ротора генератора 30 мин с частотой 5000 об/мин с нагрузкой 42 А при напряжении 14 В;

снять кривую отдачи тока при напряжении 14 В, вращая вал ротора генератора 1,5 ч с частотой 5000 об/мин, затем по 20 мин с частотой 4000, 3000, 2000 об/мин; при этом у генератора должны устанавливаться тепловые режимы.

Рис. 4. Схема соединений для замера кривой зарядного тока:
1 — амперметр, предел шкалы 50 А; 2 — аккумуляторная батарея 55А • ч; 3 — включатель; 4 — реостат на 100А, сопротивление, регулируемое в пределах от 0,2 до 20 Ом; 5 — вольтметр, предел шкалы 15 В

Для определения точной начальной частоты вращения ротора, при которой начинается отдача тока, необходимо, постепенно снижая, отрегулировать частоту вращения ротора до величины отдачи 1—2 А, после чего отключить реостат и батарею, разомкнуть выключатель и довести напряжение до 14 В, регулируя частоту вращения ротора генератора.

Определение сопротивления каждой отдельной фазы обмотки статора. Для выполнения этой операции необходимо отсоединить концы фаз статорной обмотки от выпрямителей.

Сопротивление измеряется между каждой фазой и наконечником центра звезды с помощью вольтметра и амперметра; отношение между указанным напряжением в вольтах, измеренным с большой точностью, и силой тока, потребляемой обмоткой, в амперах, дает сопротивление в омах.

Величина указанного сопротивления должна быть 0,11 ± 0,005 Ом.

Проверка диодов на испытательном стенде. При контроле выпрямителя необходимо проверить, не имеют ли отдельные диоды разрыв цепи (в этом случае нет проводимости тока в обоих направлениях) или короткое замыкание цепи (в этом случае через диод проходит ток в обоих направлениях).

Проверка выпрямительных диодов на испытательном стенде осуществляется без снятия их с крышки генератора. Достаточно при этом отсоединить концы выпрямительных диодов 0т обмоток фаз. Проверка исправности выпрямительных диодов осуществляется по схеме, указанной на рис. 6.

Рис. 5. Кривая зарядного тока при установившемся температурном режиме генератора и напряжении 14 В

При проверке переставляют провода (меняют полярность) подсоединения схемы к аккумуляторной батарее. Выпрямительный диод исправен, если лампа зажигается в одном из двух случаев присоединения к батарее; имеет обрыв в цепи, если лампа не зажигается в обоих случаях; имеет короткое замыкание, если лампа зажигается при любом подсоединении.

Такая проверка может быть проведена и при помощи тестера, питаемого низким напряжением. С помощью его выполняются два измерения сопротивления: одно — между держателем и изолированным выводом диода, другое — между изолированным выводом и держателем. Выпрямительный диод исправен, если нет сопротивления (или очень низкое) в одном направлении и высокое сопротивление (100 000 Ом) в обратном направлении; имеет обрыв цепи, если высокое сопротивление в обоих направлениях; имеет короткое замыкание, если в обоих направлениях нет сопротивления или оно незначительно.

Выпрямительные диоды генератора нельзя проверять на стенде напряжением переменного тока 110 В или 220 В и более, даже если он оснащен сигнальной неоновой лампой, а также с помощью мегомметра или меггера, так как они имеют слишком высокое для диодов напряжение. Если пренебречь вышеуказанным предупреждением, выпрямительный диод при проверке будет пробит.

Требования при проверке и эксплуатации

При проверках и эксплуатации для предотвращения повреждения выпрямительных диодов необходимо соблюдать следующие правила:
— положительный вывод аккумуляторной батареи должен подключаться только к выводу «30» генератора;
— это же правило необходимо соблюдать и при использовании наружной аккумуляторной батареи для пуска двигателя автомобиля;
— при необходимости зарядить батарею, установленную на автомобиле, с помощью наружной установки следует предварительно отключить генераторную систему автомобиля;
— не допускается работа генератора, если батарея не соединена с выводом «30» генератора.

На работоспособность генератор следует проверять вольтметром или амперметром. Не допускается замыкать накоротко вывод «30» генератора ни на «массу», ни на штекеры «67».

Периодически проверять правильность натяжения приводного ремня генератора. При слабом натяжении ремень будет проскальзывать, так как мощность, развиваемая генератором, велика и, следовательно, велик момент, необходимый для его вращения. Чтобы не было проскальзывания ремня, следует заменять шкив генератора новым при чрезмерном износе проверхности ручья шкива.

Рис. 6. Схема контрольной цепи для проверки выпрямительных диодов

Статор генератора подвергать проверке на прочность изоляции под высоким напряжением (550 В) только на стенде, причем категорически запрещается выполнять ату проверку без предварительного отсоединения выпрямительных диодов от фаз статора, чтобы не повредить выпрямительные диоды.

Для проверки работоспособности регулятора напряжения или генератора запрещается замыкание накоротко штекеров «15» и «67» регулятора напряжения. В этом случае происходит короткое замыкание, от которого перегорает плавкий предохранитель и могут повредиться контакты регулятора напряжения.

Соединение на «массу» между двигателем и шасси должно быть надежным. Необходимо проверять надежность крепления и цельность гибкого провода, соединяющего двигатель с рамой.

Надежность соединения на «массу» проверяют включением вольтметра между двигателем и отрицательным полюсом батареи; при работающем на умеренной скорости двигателе и при включенных фарах вольтметр не должен показывать падение напряжения.

Провод, который должен подсоединяться к штекеру «67» генератора, не следует путать с проводом, предназначенным для соединения с центром звезды генератора (вывод без маркировки). В случае ошибочного соединения перегорает плавкий предохранитель регулятора напряжения и повреждаются его контакты. В этом случае необходимо заменить регулятор напряжения.

При необходимости замены проводов в схеме соединения генератора необходимо следить за тем, чтобы новые провода имели сечение и длину, одинаковые с первоначальными.

Разборка и сборка

Устранение повреждений или неисправностей генератора может осуществляться только заменой поврежденных частей или узлов. Для замены поврежденной части не всегда требуется полная разборка генератора, а лишь поврежденного узла.

Последовательность операций при полной разборке генератора следующая.

Снять с вала ротора шкив, отвернув гайку-и коническую шайбу; удалить с вала якоря шпонку.

Снять щеткодержатель в комплекте со щетками, отвернув винт крепления щеткодержателя к опоре со стороны диодов.

Отвернуть гайки четырех стяжек крышек, снять крышку со стороны шкива, затем ротор в сборе.

Отвернуть три гайки, крепящие наконечники фаз статорной обмотки к наконечникам диодов, и извлечь статор.

Для дальнейшей разборки опоры моста выпрямителя достаточно отвернуть гайку вывода «30» и таким образом отсоединить крышку с отрицательными диодами и держателем положительных диодов.

Для замены подшипника крышки со стороны привода необходимо отвернуть четыре гайки и извлечь подшипник при помощи ручного пресса.

Сборку генератора выполнять в обратном порядке, учитывая при этом, что генератор оснащен Двумя опорными лапами и, чтобы получить полную соосность отверстий этих лап, при монтаже необходимо вставить в эти отверстия болт крепления генератора на двигателе.

Кроме того, особое внимание необходимо уделять установке Щеткодержателей, чтобы каждая Щетка всей своей поверхностью плотно прилегала к контактным кольцам.

Рис. 7. Ротор в сборе:
1 — коллекторные кольца (положительное и отрицательное); 2 — подшипник со стороны выпрямительных диодов; 3 — наконечники полюсов; 4 — вал ротора

Рис. 8. Статор в сборе:
1 — концы фаз статорной обмотки; 2 — штекер внутренний к реле контрольной лампы зарядки; 3 — соединитель центра звезды

При сборке необходимо также следить за тем, чтобы коническая пружинная шайба крепления шкива своей вогнутой стороной соприкасалась со шкивом. Момент затяжки гайки крепления шкива

Рис. 9. Держатель в комплекте с положительными диодами

Рис. 10. Выпрессовка отрицательных диодов на ручном прессе М.1034

Замена выпрямительных диодов

В случае отказа в работе одного или нескольких положительных диодов необходимо заменить держатель в комплекте с диодами.

Поврежденные отрицательные диоды заменяют в крышке генератора другими той же полярности.

При замене диодов необходимо помнить, что выпрямительный диод устанавливают с помощью запрессовки для того, чтобы обеспечить рассеивание тепла через крышку.

Неправильная запрессовка диода ведет к его перегреву с последующим повреждением.

Снятие поврежденных отрицательных выпрямительных диодов. Выпрессовку поврежденных выпрямительных диодов выполняют при помощи ручного пресса модели М.1034 с прилагаемыми опорной пластиной 3 (А.76032), пуансоном 1 (А.76027) и опорой 2 (А.76029).

Не допускается выбивать диод молотком, чтобы не испортить отверстие под диод и Iie повредить другие исправные диоды, запрессованные в крышку.

Установка новых отрицательных выпрямительных диодов. Перед запрессовкой нового диода крышку необходимо нагреть до 180—200 °С в термостате. Нельзя нагревать крышку более 200 °С, чтобы не повредить запрессованные в нее исправные диоды. Устанавливают новый диод на прессе М.Ю34 (рис. 11), пользуясь (не допускается запрессовка ударами молотка): опорной пластиной держателя диода А.76032; приспособлением А.76028; опорой А.76031.

При выполнении этой операции ось диода должна обязательно совпадать с осью отверстия; приспособление А.76028, используемое для установки выпрямительного диода, должно оказывать свое давление на наружную поверхность корпуса Диода, как показано на рис. 12.

Диоды запрессовывают до упора фланца в крышку генератора. Для диодов, имеющих некатаный поясок около фланца, допускается зазор 0,1 — 1 мм между фланцем вентиля и поверхностью крышки.

Рис. 11. Запрессовка отрицательных диодов на ручном прессе М.1034:
1 — приспособление А.76028; 2 — отрицательный диод; 3 — опора для установки диодов А.70031; 4 — крышка генератора

Рис. 13. Отрицательный вентиль, запрессованный в крышку генератора (стрелками указаны места, на которые должен действовать пуансон А.76028 при запрессовке)

Замена щеток и подшипника со стороны привода

Щетки, изношенные до 8 мм по высоте, считая до плоскости прилегания пружины, подлежат замене.

Перед установкой щеткодержателей в комплекте со щетками необходимо продуть место установки для удаления угольной пыли от щеток и протереть детали для удаления следов масла, смешанного с угольной пылью.

Чтобы установить щеткодержатель, предварительно следует вжать щетки внутрь щеткодержателя и зафиксировать их проволочным стержнем диаметром 0,8—1,0 мм. Для установки такого стержня в щеткодержателе предусмотрено отверстие После установки щеткодержателя на генератор стержень вынимают.

Рис. 13. Щеткодержатель, подготов ленный для установки на генератор
1 — щетка; 2 — проволочный стержень

Замена подшипника со стороны привода осуществляется только в том случае, если подшипником не было деформировано гнездо в крышке.

Перед установкой нового подшипника с помощью ручного пресса проверить диаметр выточки, который должен быть 41,992—41,967 мм.

Если гнездо деформировано, необходимо заменить крышку со стороны привода.

—

Генератор, устанавливаемый на изучаемых автомобилях,— трехфазный, переменного тока с выпрямителями на кремниевых диодах. Он служит для питания всех потребителей током и для зарядки аккумуляторной батареи при средней и большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Генератор состоит из статора и ротора. Статор изготавливают в виде кольца из отдельных стальных пластин, изолированных друг от друга лаком. На внутренней поверхности статора имеется обмотка, состоящая из трех групп катушек, расположенных под углом 120 °С по отношению друг к другу. Катушки обмотки соединены между собой последовательно, а группы катушек — звездой, т. е. одни концы трех групп соединены между собой, а другие — выводятся в цепь. Ротор состоит из вала, обмотки возбуждения и шести пар полюсов, создающих магнитное поле. На валу ротора установлены два контактных кольца, через которые в обмотку возбуждения подается электрический ток. По контактным кольцам скользят щетки. Ротор вращается в шариковых подшипниках, установленных в крышках статора. На корпусе генератора имеются три клеммы: первая «+» (плюсовая), вторая — «Ш» от обмотки возбуждения и третья «—» (минусовая»), соединенная с массой (металлическая часть автомобиля). Внутри задней крышки генератора помещен выпрямитель, состоящий из шести кремниевых диодов.

Рис. 14. Детали генератора автомобиля «Москвич»:

Работа генератора протекает следующим образом. При включении зажигания ток от аккумуляторной батареи поступает в обмотку возбуждения, установленную на роторе генератора. При вращении ротора его магнитный поток пересекает витки обмоток статора и в них индуктируется переменный по направлению и величине ток. Переменный ток затем выпрямляется и поступает во внешнюю цепь. Когда напряжение, вырабатываемое генератором, станет больше, чем напряжение аккумуляторной батареи, постоянный ток от генератора пойдет на зарядку батареи и на питание других потребителей системы электрооборудования. В обмотку возбуждения генератора в это время ток поступает тоже от генератора, а не от аккумуляторной батареи. Напряжение генератора с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя и связанного с ним ротора генератора возрастает и может достигнуть недопустимой величины, при которой нарушается нормальная работа всех приборов электрооборудования.

Когда напряжение генератора не превышает нормального, ток в его обмотку возбуждения поступает через транзистор. При увеличении напряжения генератора свыше 14,1—14,5 В сердечник регулятора напряжения притягивает якорек, и контакты смыкаются; в это время ток в обмотку возбуждения пойдет не через транзистор, а через дополнительное сопротивление. В результате этого уменьшается сила тока в обмотке возбуждения и создаваемое им магнитное поле, и, как следствие,— понижается напряжение генератора, контакты регулятора размыкаются, и процесс будет повторяться.

Если в цепи генератора появится ток больше установленной величины (перегрузка, короткое замыкание на массу клемм «Ш» генератора или реле-регулятора), сомкнутся контакты реле защиты, и в обмотку возбуждения включится дополнительное сопротивление, что вызовет снижение тока в цепи.

На автомобиле ВАЗ применяется вибрационный двухступенчатый регулятор, устанавливаемый под капотом на брызговике левого колеса. Он состоит из ярма, сердечника с обмоткой, контактов, резисторов и вспомогательной катушки (дросселя) для уменьшения искрения между контактами. Постоянное напряжение 13,5 — 14,2 В при повышении частоты вращения ротора генератора поддерживается периодическим включением резистора (дополнительного сопротивления) первой или второй ступени в цепь обмотки возбуждения генератора, за счет чего в ней уменьшается сила тока и магнитный поток и, как следствие,— снижается электродвижущая сила в обмотке статора и напряжение генератора.

Неисправности генератора и реле-регулятора

Основными неисправностями генератора являются: загрязнение или замасливание контактных колец, износ и зависание щеток, обрыв или короткое замыкание в обмотках возбуждения и статора, окисление и обгорание контактов регулятора, неправильный зазор между ними.

Состояние генератора определяется по показаниям амперметра или по контрольной лампе. При включении зажигания стрелка амперметра отклоняется влево («Москвич») и показывает разряд аккумуляторной батареи, или загорается контрольная красная лампа на щитке приборов (ВАЗ и ЗАЗ). При работе двигателя с повышенной частотой вращения коленчатого вала амперметр должен показывать заряд батареи (стрелка отклоняется вправо), а контрольная красная лампа гаснуть.

Если при работе двигателя на всех режимах амперметр показывает разряд или горит контрольная красная лампа, неисправны генератор, реле-регулятор, регулятор напряжения или амперметр. Для устранения неисправности нужно проверить натяжение ремня привода генератора, надежность крепления проводов на зажимах генератора и реле-регулятора, ослабшие соединения подтянуть, завести двигатель и проверить действие генератора. Если неисправность не устранилась, вывернуть винты, снять крышку щеткодержателя и щеткодержатель со щетками, протереть ветошью, смоченной бензином, контактные кольца, обгоревшие контактные кольца зачистить мелкой стеклянной шкуркой, проверить состояние щеток, изношенные — заменить. При наличии других неисправностей генератор подлежит ремонту.

Техническое обслуживание генератора и реле-регулятора

Через 10 тыс. км пробега автомобиля проверить и при необходимости отрегулировать степень натяжения ремня привода вентилятора и генератора, проверить крепление генератора к двигателю, крепление реле-регулятора, проводов на зажимах генератора и реле-регулятора, очистить от загрязнений и пыли генератор и реле-регулятор, с помощью шинного насоса удалить (продуть) пыль изнутри генератора. Подтянуть гайку крепления шкива и стяжные винты крышек генератора.