Реле регулятор на генераторе: проверка, ремонт и замена

Какой ТРН подходит на LADA

Для чего нужен генератор в автомобиле, и почему даже исправный он не всегда может зарядить АКБ?

фото: nairaland.com

На современные автомобили обычно ставят трехфазный электрогенератор переменного тока. Во время движения он вырабатывает энергию для всех потребителей электричества в автомобиле (напряжение соответствует плюс-минус 14 вольтам и поддерживается регулятором). Чем навороченней автомобиль, тем больше у него потребителей и тем больше тока требуется. Кондиционер, обогрев зеркал, заднего/переднего стекол, обогрев сидений, круиз-контроль и так далее и тому подобное, от самых последних электронных помощников до топливного насоса и блока управления двигателем.

Кроме того, как известно многим, даже не очень близко знакомым с устройством автомобилей людям, генератор отвечает за то, чтобы заряжать аккумуляторную батарею и чтобы она постоянно оставалась полностью заряженной во время движения

Это очень важно, поскольку аккумулятор, в свою очередь, является накопителем энергии в автомобиле и, так сказать, условным резервным генератором, отдающим ток, что иногда даже требуется во время движения

ВАЖНО! Не забывайте отключать потребители энергии при заглушенном двигателе. Если вы выключаете двигатель, отключайте и все потребители энергии: фары, магнитолу (при длительном использовании магнитолы на старом аккумуляторе автомобиль после стоянки может не завестись — не хватит тока), даже освещение салона

Используйте свежую батарею нормальной емкости. Более того, если автомобиль используется для коротких поездок, особенно зимой, при необходимости включать прожорливые потребители электричества вроде отопителей стекол/зеркал, подогрева сидений, то даже исправный генератор не будет успевать насыщать аккумулятор энергией, что в итоге приведет не только к невозможности запуска машины, но и к деградации АКБ .

Какие виды устройств часто встречаются

Наиболее простым в конструктивном исполнении считается двухуровневый регулятор. Он состоит генератора, выпрямителя и аккумулятора. Обмотка электрического магнита, лежащего в основе регулирующего устройства, соединяется в данном случае с датчиком. В качестве задающего устройства здесь используется обыкновенная пружина, а роль сравнивающего устройства (коммутации) играет рычаг небольших размеров. Контактная группа работает как исполнительный механизм. Постоянное сопротивление является органом регулировки. Несмотря на устаревшую схему данного реле-регулятора, такая конструкция до сих пор встречается достаточно часто.

Работа двухуровневого регулятора происходит следующим образом. Появившееся на выходе генератора напряжение поступает на обмотку реле. Возникшее электромагнитное поле притягивает плечо рычага, на который воздействует пружина сравнивающего устройства. При создании напряжения, превышающего заданные параметры, контакты реле размыкаются, и в электрическую цепь поступает постоянный ток, уровень которого значительно меньше. Соответственно при уменьшении напряжения происходит замыкание контактов реле, из-за чего сила тока начинает увеличиваться.

Так как вышеприведенные двухуровневые регуляторы отличаются чрезмерным износом механических элементов, современные регуляторы напряжения стали применять вместо электромагнитного реле такого вида полупроводники, работающие в качестве ключей. В данном случае сам принцип действия реле-регуляторов не изменился, однако замена механических деталей на радиоэлектронные сопровождается тем, что чувствительность делителя напряжения, выполненного на постоянных резисторах, существенно увеличилась. Кроме того, в качестве задающего устройства здесь используется стабилитрон.

Современные регуляторы напряжения генератора, используемые, например, в отечественных автомобилях являются достаточно надежными и долговечными устройствами. В них исполнительная часть работает на полупроводниковых транзисторах. Кроме того, на выходе генератора после электронного ключа, выполняющего роль коммутатора, при необходимости может подключаться еще и добавочное сопротивление.

Следует отметить, что эффективность работы трехуровневых конструкций регулирования напряжения заметно повышается. Несмотря на их общее принципиальное сходство с механическими двухуровневыми реле-регуляторами, все-таки имеются и отличия. В них обработка информации об уровне напряжения на выходе генератора подается через делитель на специальную схему. Такими регуляторами может оснащаться любой автомобиль

В данном случае важно лишь разобраться с его устройством и схемой подключения

В трехуровневых реле-регуляторах напряжения генераторов осуществляется сравнение его текущего показателя с экстремальными (min и max) значениями. В данном случае при отклонении уровня напряжения от заданных параметров происходит формирование сигнала рассогласования, который влияет на регулирование силы тока на обмотке возбуждения ротора. Кроме того, схема такого регулятора подразумевает наличие нескольких добавочных сопротивлений, находящихся после электронного ключа.

Следует знать, что современные системы регулирования напряжения на дорогих автомобилях используют более совершенные многоуровневые устройства, которые содержат от трех и более добавочных сопротивлений в своих схемах. Помимо этого в них могут применяться следящие системы регулирования. А в некоторых моделях автомобилей вместо добавочных сопротивлений используются принцип увеличения частоты срабатывания ключа. Последние разработки многоуровневых систем управления основаны на частотной модуляции. В них добавочные сопротивления управляют логическими элементами конструкции.

Основные параметры генератора

Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:

• Напряжение. В соответствии с ГОСТ 52230-2004 выбирается из диапазона от 7,14 и до 28 В.
• Ток отдачи.
• Частота возбуждения и самовозбуждения.

Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин-1.

Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.

Реле регулятора напряжения

Интегральный регулятор напряжения необходим, чтобы в бортовую сеть подавалось напряжение, соответствующее ее номинальным параметрам. Устройство простейшего генератора таково, что при увеличении частоты вращения скорость изменения магнитного потока ротора пропорционально увеличивается, как и выходное напряжение. Если этим процессом не управлять, то напряжение достигнет той величины, при которой все бортовые системы выйдут из строя.

Принцип работы реле регулятора генератора состоит в том, что при увеличении частоты вращения статора, оно через специальный датчик, присоединенный к цепи статора, отслеживает опасное увеличение напряжения. При помощи механической или электронной системы управления контактами, реле уменьшает ток, подаваемый на обмотку ротора, в результате чего увеличение частоты компенсируется снижением силы магнитного поля, и значение напряжения остается в норме.

Устройство ротора

Чтобы избавиться от этого негативного эффекта, ведь автомобильный генератор переменного тока должен выдавать напряжения в строго определенных параметрах, вместо постоянного магнита в статор устанавливают электромагнит. Он представляет собой стальной сердечник с намотанным медным проводом, через который пропускается электрический ток. В этом случае сердечник превращается в магнит, сила которого зависит от величины тока, пропускаемого через провод. Обмотка подключается к аккумулятору через медные кольца и графитовые щетки, один контакт через замок зажигания присоединяется к плюсовой клемме, а второй – через массу к минусовой. Для придания магнитному полю нужного направления обмотка помещается в шестиполюсные сердечники. Этот элемент называется ротор и помещается вовнутрь сердечника.

При замыкании цепи через ключ зажигания через обмотку проходит электрический ток, сердечник намагничивается, создавая достаточно мощное магнитное поле. Но, поскольку работа генератора основана на явлении электромагнитной индукции, ротор должна вращать сторонняя сила. Для этого он присоединяется к коленчатому валу двигателя. Ось ротора устанавливается на  подшипники на передней и задней крышках генератора, чтобы он мог свободно вращаться.

В заднюю крышку монтируется узел со щетками и реле регулятора напряжения генератора, а также диодный мост, к которому подключена обмотка статора. Диодный мост в генераторе нужен, чтобы преобразовать переменный ток, получаемого на статоре в постоянный.

Принцип работы диодного моста состоит в том, что группа диодов, находящихся в нем, пропускает ток только в одном направлении, выравнивая его характеристики, в результате на выходе получается постоянный ток с напряжением 12 В, который подается на выводной контакт. Щетки поджимаются мягкими пружинками к кольцам ротора для поддержания постоянного контакта. 

Интегральный регулятор напряжения, который устанавливается сверху на щеткодержатель, снижает ток от замка зажигания, что приводит к снижению напряжения в обмотке статора при увеличение оборотов двигателя и частоты вращения ротора.

Как проверить регулятор напряжения генератора мультиметром

Для того чтобы обеспечить нормальную работу лампочек, стеклоподъемников, стеклоочистителей и другого электрооборудования, а также зарядку аккумулятора, нужно поддерживать значение постоянного тока на уровне 13,5-14,5 вольт. Если этот показатель будет меньше, то не зарядится батарея, а если он превысит этот уровень – бортовые электроприборы выйдут из строя. Высокое напряжение наносит определенный вред и аккумулятору, сокращая срок эксплуатации из-за перезарядки.

Поэтому для преобразования тока, вырабатываемого генератором, существует специальное устройство – реле-регулятор напряжения. С его помощью бортовая сеть обеспечивается током, у которого поддерживаются требуемые параметры, независимо от оборотов коленчатого вала. Нередко возникают ситуации, когда возникает необходимость проверить напряжение генератора мультиметром.

Современные реле являются электронными, а их конструкция – неразборная. В случае выхода их из строя, они не подлежать регулировкам или ремонту, а требуют полной замены. Это считается единственным недостатком этих устройств, поскольку в остальном реле имеют массу достоинств: компактность, долговечность, высокая точность параметров тока.

Когда же регулятор напряжения можно считать неисправным?

1. Фары меняют яркость свечения, в зависимости от оборотов двигателя.
2. Наблюдается недостаточный заряд аккумулятора или, наоборот, его перезарядка, сопровождающаяся выкипанием электролита.
3. В салоне автомобиля может ощущаться горелый запах. Поломка регулятора может произойти из-за попадания влаги, различных механических повреждений, короткого замыкания и других нестандартных кратковременных электрических воздействий.
4. Иногда регулятор бывает изначально некачественным, если это сомнительная продукция от неизвестных производителей.

Существуют разные методы, как проверить реле-регулятор генератора мультиметром и установить его работоспособность. Наиболее простым считается проверка мультиметром, без демонтажа устройства. С этой целью выполняется измерение напряжения, поступающего в аккумулятор для его зарядки. Для такой проверки потребуется помощник, регулирующий обороты двигателя педалью акселератора.

Процедура проверки проходит в несколько этапов:

• Двигатель автомобиля запускается и прогревается в течение 5-ти минут.
• Открыть капот во время работы двигателя и соединить контакты мультиметра с клеммами батареи. Подключение нужно выполнять с соблюдением полярности, а переключатель выставляется на отметку 20 В.
• Оценка зарядного напряжения, поступающего от генератора, выполняется при определенных условиях. Необходимо проверить сколько выдает генератор мультиметром. Ближний свет должен быть включен, а все остальные потребители – выключены. Коленчатый вал вращается со скоростью от 1,5 до 2,5 тыс. об/мин. Если напряжение составляет более 14,8 вольт, в этом случае регулятор считается неисправным и подлежит замене. При напряжении ниже 13,5 В причиной неисправности может быть не только реле. Неисправность может заключаться в проводке или самом генераторе.
• Более точные результаты получаются путем оценки интенсивности тока, поступающего при нагрузке. Для этого потребуется включение дальнего света, вентилятора печки, стеклоочистителя и других потребителей. В такой ситуации величина зарядного тока не должна быть ниже отметки 13,5 вольт. Если показатель все-таки меньше этого значения, то при включении всего электрооборудования, аккумулятор не будет получать нормальную зарядку.

Более полноценная проверка выполняется на снятом реле-регуляторе. Обычно электронное устройство стоит поверх генератора, закрытое пластиковой крышкой. В некоторых случаях регулятор может образовывать единый блок со щетками. Для проверки кроме мультиметра нужно приготовить контрольную лампу на 12 В, мощностью не выше 3 ватт и регулируемый источник тока. Эти методы подходят и для того, чтобы проверить интегралку генератора мультиметром, то есть интегральный регулятор напряжения.

Проверка реле при разборном щеточном узле и исполнении в виде отдельного модуля

Зачастую можно протестировать реле-регулятор как отдельный модуль, что устраняет эффект возможного влияние на результаты остальных цепей электрооборудования автомобиля. Данная процедура возможна при исполнении реле:

• в форме отдельного встроенного модуля щеточного узла;
• в виде самостоятельного функционального блока, который крепится в рабочем положении на корпусе автомобиля с помощью кронштейна.

В первом случае потребуется демонтировать щеточный узел и дополнительно извлечь из него реле. Во втором случае реле отключается от проводки и для удобства снимается с крепежного кронштейна. Дальнейший порядок действий идентичен с предыдущим случаем. Отличие состоит только в том, что входом тестируемого объекта будет уже прямо вход реле.

Решение о необходимости замены реле принимается аналогичным образом, то есть при  несрабатывании или же срабатывании при напряжении свыше 16 В. Сильной стороной такой схемы проверки является однозначный вывод о техническом состоянии реле и точная локализация места отказа.

Как проверить регулятор напряжения генератора

Современный регулятор, совмещенный со щеточным узлом, применяется на большинстве автомобилей иностранного и отечественного производства. Для начала оценим доступ к генератору. Если он труднодоступен и неудобен, то лучше будет снять его с автомобиля. Если же доступ свободный, то снимаем с него реле, не снимая генератор. Но перед этим обязательно нужно снять минусовую клемму с аккумулятора.

Регулятор крепится к генератору со стороны задней крышки обычно двумя болтами. Откручиваем их и аккуратно, чтобы не повредить щетки, снимаем его, предварительно отсоединив от него провода.

Для дальнейшей проверки нам понадобится либо блок питания, либо зарядное устройство, лампа на кальвания на 12 вольт. Главное, чтобы можно было увеличивать и уменьшать напряжение от 10 до 16 вольт. Если для проверки будет использоваться зарядное устройство, то понадобится еще и аккумулятор. Дело в том, что многие зарядные устройства не работают без него.

Подключаем зарядное устройство к аккумуляторной батарее в штатном режиме. Дополнительно к клеммам батареи подсоединяем мультиметр и два провода. Один на плюс, другой на минус. И соединяем их с реле-регулятором. Плюсовая клемма регулятора — это штекер. Минус — металлическая пластинка под одним из крепежных отверстий. Проводами подсоединяем к щеткам лампочку. Стенд готов, можно начать проверку. Блок питания подключается так же, только без аккумулятора.

Подключаем зарядное устройство к внешней сети и включаем его. Ручка регулятора нагрузки должна быть на минимальном уровне. Начинаем потихоньку поднимать напряжение. При этом накал лампочки должен понемногу увеличиваться. При нагрузке 12 вольт и более она должна гореть в полный накал. Продолжаем плавно поднимать напряжение до тех пор, пока не потухнет лампочка, или нагрузка не достигнет значения 15 вольт. Если регулятор исправен, то лампочка должна погаснуть на значении напряжения 14,2 -14,5. При снижении нагрузки лампочка опять загорится.

Если лампочка тухнет до 14 вольт, или достигнуто напряжение более 14,8 вольт, а лампочка все еще горит, то такой регулятор надо менять.

Проверка отдельного регулятора напряжения генератора

Таким же способом проверяется отдельно стоящий стабилизатор. В основном он крепится на кузове в моторном отсеке. Но иногда и на крышку генератора. В любом случае откручиваем его и подсоединяем к стенду. Пусть, например, это будет стабилизатор типа Я112 В.

Плюсовой провод подсоединяем к клеммам «Б» и «В», минус подаем на корпус. Контрольную лампочку соединяем с клеммами «В» и «Ш». Далее делаем все точно так же, как и с совмещенным стабилизатором. Плавно поднимаем нагрузку, при достижении 14,5 вольт должна произойти отсечка. Если отсечки нет, то меняем регулятор.

Проверяем устаревший 591.3702−01

Этот устаревший тип реле устанавливался почти на все заднеприводные автомобили. Относится он к отдельно стоящим. Всегда крепился к кузову моторного отсека. Схема подключения для проверки слегка отличается от вышеописанной. Действия и суть проверки остаются прежними.

Здесь имеется всего два контакта. Маркировка выполнена цифрами «67» и «15». Контакт под номером «67» — это минусовая клемма. Соответственно «15» — плюс. Минусовой провод с зарядного устройства закрепляем на корпусе устройства. Плюсовой крепим на клемме 15. Провода контрольной лампочки соединяем: один на корпусе, второй и клемме «67». Наш стенд готов к проверке.

Как проверить мультиметром регулятор к1216ен1

И напоследок пару слов о реле к1216ен1. Этот регулятор устанавливался на заднеприводные, и переднеприводные ВАЗы с инжекторными двигателями. Если учесть тот факт, что таких автомобилей эксплуатируется немало по всему постсоветскому пространству, нельзя обойти его стороной.

Этот регулятор принадлежит к совмещенному реле со щеточным узлом. Его предварительная и основная проверка проводится по вышеописанному методу. Никаких особых отличий нет.

Как проверить диодный мост генератора мультиметром

Диодный мост в генераторе является своеобразным выпрямителем, с помощью которого переменный ток, вырабатываемый генератором, преобразуется в постоянный. В него входят полупроводниковые диоды в количестве 6 штук, 3 из них – с положительным значением, а 3 – с отрицательным. Каждая из этих групп пропускает ток только в одном, строго определенном направлении.

Переменный ток используется тогда, когда его нужно передать на дальнее расстояние. Для электроприборов, установленных в автомобиле, требуется постоянный ток, в том числе и для зарядки аккумулятора. Поскольку генератор способен вырабатывать лишь переменный ток, то для преобразования в постоянный ток как раз и нужен диодный мост.

В конструкцию входят две металлические пластины, проводящие электрический ток. На их плоскости в порядке очередности устанавливаются диоды. Переменное напряжение, выдаваемое генератором, изменяет направление, в котором движутся электроны. Для того чтобы получить постоянное напряжение, требуется перенаправить их движение в так называемую неправильную сторону, в результате дальнейшей работы фаз будет создаваться постоянный ток. В данной схеме аккумуляторная батарея служит своеобразным конденсатором, который успешно гасит колебания напряжения. При необходимости следует проверить генератор с помощью мультиметра.

Довольно часто происходит выход из строя диодного моста. Подобная ситуация возникает при несоблюдении полярности аккумулятора, или замыкании электрической цепи в самом генераторе. Любые неисправности диодного моста отрицательно влияют на всю бортовую сеть. Если произошел обрыв одного из диодов или диод оказался пробитым, в этом случае в стабильном пульсирующем напряжении на выходе генератора появляются провалы, поскольку неисправный диод прекращает подачу напряжения в бортовую сеть.

Определенную компенсацию провалов берет на себя аккумулятор за счет собственных ресурсов, однако величина общего напряжения сети все равно снижается. Помимо нарушения стабильности, провалы приводят к электромагнитным помехам, отрицательно влияющим на звуковоспроизводящее оборудование. При большом количестве таких нарушений скорее всего потребуется обязательная проверка диодного моста. С этой целью придется проверить генератор на работоспособность мультиметром, предварительно сняв его с двигателя. Диодный мост отсоединяется и прозванивается тестером.

Во время разборки желательно использовать руководство по эксплуатации, поскольку на разных машинах эта операция может отличаться. На одних моделях крепление моста осуществляется болтами, а в других он просто припаивается. На диодный мост и генератор наносятся метки, чтобы избежать путаницы при последующей сборке.

• Мультиметр необходимо перевести в режим измерения сопротивления и установить звуковую индикацию.
• Далее щупы измерительного устройства подключаются к каждому выводу диода. Отрицательный вывод – «минус» соединяется с центральной стальной или алюминиевой пластиной, а положительный вывод соединяется с металлической жилой, выполненной в виде луженого оголенного провода, диаметр которого должен быть не менее 1 мм.
• Чтобы проверить каждый диод, нужно вначале одним щупом коснуться жилы или центральной пластины, а другим щупом – противоположного вывода диода. После этого щупы необходимо поменять местами.
• При исправности диода, мультиметр будет выдавать звуковые сигналы только когда щупы находятся в определенном положении. Если же тестер пищит при всех вариантах подключения, это указывает на то, что диод пробит. Если звуковые сигналы вообще отсутствуют, значит имеет место обрыв диода. Звуковые сигналы должны издаваться прибором, когда проверяется только одна сторона моста.

Существует еще один метод проверки генератора мультиметром. В этом случае используется сопротивление – основная физическая величина. Для проведения измерений таким способом, переключатель нужно установить на отметку 1кОм. Касания щупами осуществляются как и в предыдущем варианте. При проверке одного направления прибор должен выдавать результат 500-800 Ом, а при проверке другого – бесконечность. В этом случае все диоды моста находятся в рабочем состоянии.

Заключение

Процесс проверки исправности реле-регулятора не относится к технически сложным и выполняется с привлечением простейших приборов. Практическая реализация этих процедур при соблюдении аккуратности по части подключения отдельных компонентов электрической схемы требует минимального уровня специальных знаний и профессиональной подготовки.

Сильная сторона методик проверки: тестирование осуществляется по общей схеме, а на автомобилях различных марок процесс его проведения отличается только отдельными деталями, которые учитывают конструктивные особенности.
Из-за сравнительной простоты и высокой информативности результатов реализации проверку реле целесообразно совместить с контролем остальных цепей генератора.