Доброго времени суток! Сегодня, продолжим тему небольших электрических механизмов (начатую в прошлой публикации), которые имеют важнейшее значение в нормальной работе транспортного средства. Объектом нашего разговора станет такой механизм, как реле-регулятор напряжения генератора (РРНГ). На первый взгляд, вам может показаться что с подобной деталью вы еще не встречались, но наверняка это не так. Если доводилось лично снимать генератор, уверен вы замечали на задней его стенке некое устройство, закрепленное на двух болтах, вот это оно и есть. Надеюсь вы поняли, о чем я зачастую на нем же присутствуют и щетки.

Выход из строй данного реле, случай нередкостный, лично у меня бывало будто черная полоса какая-то, менял их одну за одной и так раз 5-6. Именно в то время мне пришлось узнать о нем поподробней благодаря чему и удалось решить проблему. Ладно не будем обо мне, лучше о реле, которое восстановит необходимый уровень зарядного тока, исходящего от генератора и предотвратит поломку аккумулятора. Но для начала, ну никак нельзя обойти стороной сам генератор, ведь РРНГ, является одним из основных его элементов.

Автомобильный генератор и его устройство

Абсолютно любой автомобильный генератор вырабатывает исключительно трехфазное переменное напряжение. Происходит это путем вращения ротора, современные модели в основном крутятся в правую сторону, но встречаются и исключения. Прежде чем понять, откуда берется то самое напряжение, рассмотри все детали, из которых, состоит генератор:

• Крыльчатка – устанавливается с внешней стороны генератора, в передней части корпуса, служит для обдува и соответственно остужения обмотки.
• Задняя крышка корпуса – закрывает доступ к внутренним элементам агрегата пыли, грязи и прочим загрязнениям. К тому же на ней может быть установлен защитный кожух, если таковой существует, РРНГ устанавливается за ним, как на ВАЗ 2110.
• Блок выпрямителей – состоит из шести диодов, подсоединенных между собой по мостовой схеме.
• Ротор и обмотка возбуждения – вращается вокруг своей оси непосредственно в корпусе создавая магнитное поле.
• Статор – он же корпус, на его теле размещаются три обмотки, соединенные между собой с их помощью, удается не только подзаряжать аккумулятор, но и обеспечить необходимым питанием бортовую сеть автомобиля.
• Реле-регулятор напряжения генератора – поддерживает напряжение в определенном диапазоне.

Схема выработки переменного напряжения генератором выглядит следующим образом: ротор вращаясь (а с ним и магнитное поле) от усилий коленчатого вала, постоянно изменяет полярность, происходит это за счет того, что обмотка возбуждения всегда находится под небольшим напряжением, генератор ведь подключен к аккумулятору. Вращаясь вокруг своей оси, ротор на выводах, образует переменный ток, который поступает на обмотку возбуждением. То есть вы поняли да, ремень на генераторе одевается для того, чтобы ротор крутился, в стоячем положении, создать магнитное поле он не в состоянии. Графитовые щетки и контактные кольца, принимают в этом процессе самое непосредственное участие.

Когда электроэнергия сгенерированная, ее необходимо выпрямить, за дело берется диодный мост. И все бы хорошо, но с увеличением скорости ротора, увеличивается и ток, вот здесь-то на главную сцену выходит реле регулятор напряжения генератора, подключенное к выходу агрегата. Он реагирует на все изменения и отправляет данные к сравнивающему устройству, где происходит анализ стандартных показаний с поступившими. После, сигнал отправляется к устройству управления, откуда и осуществляется подача на исполнительный механизм.

Обратите внимание: в случае снижения скорости вращения ротора, РРНГ повышает уровень тока до необходимого значения на выходе.

Слабое место генератора

Думаю, теперь понятно, неважно инжектор у вас или даже дизель данное реле обязательно будет присутствовать на генераторе, иначе никак без него последний просто не сможет выполнять свои функции. Итак, щетки, кольца и непосредственно сам РРНГ – это самое уязвимый узел в генераторе. Почему? Все очень просто там, где находится регулятор постоянный высокий уровень вибрации, от этого вероятность поломки значительно возрастает. Ну а щетки, они ведь графитовые, а значит со временем обязательно сотрутся.

Следовательно, вы, как ответственный водитель, должны постоянно контролировать работоспособность реле регулятора напряжения генератора или проблем не избежать.

Теперь поподробней – назначение и принцип работы РРНГ

Чтобы вы точно поняли для чего в генераторе присутствует регулятор, приведу небольшой пример. Допустим, мы с вами дорогие друзья возьмем и подсоединим к источнику питания обмотку возбуждения, без РРНГ, что будет происходить с напряжением? Как вы думаете? Не знаете? А я вам скажу уровень тока будет скакать в широком диапазоне, где-то в пределах 10-30 вольт. Представьте если такое напряжение выйдет с генератора, там и магнитола, да и вся электрика погорит, ведь она рассчитана ровно на 12 вольт. Почему так происходит я уже говорил – чем чаще крутится коленвал, а с ним и ротор, тем выше напряжение. Реле регулятор напряжения генератора исключает возможность выхода слишком высокого тока, теперь думаю точно понятно.

Идем дальше, рассмотрим принцип работы именно электрического РРНГ, механические хоть и встречаются до сих пор, но критику в свой адрес не выдерживают достаточно давно. По большему счету реле-регулятор – это своеобразный включатель-выключатель. Смотрите сами, фиксированный предел уровня напряжения колеблется в пределах 13.5-14.2 вольта. То есть, когда ток увеличивается до этих показателей, регулятор отключает от общей цепи роторную обмотку и наоборот, при снижении подключает. Таким образом, проходит постоянная коммутация цепи с большой частотой, благодаря чему генератор имеет возможность вырабатывать стабильное напряжение.

Разновидности реле-регулятора

На любой автомобиль и в то числе ВАЗ, купить можно РРНГ различного типа. И хоть в последнее время особой популярностью пользуются полупроводниковые модели, мы с вами рассмотрим все существующие.

• Двухуровневые – несмотря на то что данный тип реле считается устаревшим, его продолжают использовать многие автомобилисты. «Фундамент» подобных устройств это, электромагнит, соединенный с датчиком обмоткой. Пружины выполняют функцию задающего устройства, а в качестве сравнивающего выступает подвижный рычаг небольших размеров, который и осуществляет коммутацию. Постоянное сопротивление – орган регулировки, контактная группа – исполнительное устройство. Главным недостатком двухуровневых датчиков, является малый их эксплуатационный срок, об этом говорят как автолюбители, так и эксперты.

• Электронные – их же, как вы уже, наверное, поняли называют и полупроводниковыми. Это более совершенные и долговечные устройства, о них мы уже поговорили раньше.

• Трехуровневый регулятор – конструкция механизма мало чем отличается от описанных выше, только лишь тем, что тут присутствуют несколько добавочных сопротивлений.

• Многоуровневые – механизмы, оборудованные 3, 4 и даже 5 добавочными сопротивлениями, встречаются варианты способные функционировать в следящем режиме. Такие модели, одни из последних творений разработчиков, отсюда и слегка соответствующая цена.

В среднем ходовой полупроводниковый реле-регулятор обойдется вам в сумму не менее 300-400 рублей. И мой вам совет, покупайте сразу две, пусть будет про запас, ведь это одна из тех деталей, которая не помешает водителю в дороге.

Установка и диагностика РРНГ

Вооружившись обычной плоской отверткой, вам непременно удастся и установить реле-регулятор на генератор, и снять его оттуда. Обратите внимание: расслаблять ремень для демонтажа генератора не нужно, его-то и снимать не надо. Первым делом, не забудьте откинуть плюсовую клемму на аккумуляторе, мало ли, чтоб ничего не замкнуть. Дальше все просто: отсоединяете «мамку» регулятора от «папки» и выкручиваете два болта, после чего можно изъять сам механизм. Дальше, нужно проверить его на наличие неисправности.

Сразу убедитесь в том, что щетки имеют нормальную длину (не менее 5 мм). А уже затем обзаведитесь вольтметром или если такового нет, сойдет обычная лампа накаливания и главное –не забудьте прихватить пару пальчиковых батареек, их подключение – обязательно! Последние помогут получить суммарное напряжение более чем в 15 вольт, сейчас поймете для чего это нужно. Итак, «плюс» подключаем с выходом на РРНГ, минус закрепляем на корпусе устройства. Лампу же или вольтметр, что там у вас, закрепляем между щетками, батарейки пока не трогаем, используем один только АКБ. В таком состоянии напряжение между щетками должно быть!

Если же добавить в цепь две батарейки и получить суммарное напряжение более чем в 15 вольт, между щетками напряжения быть не должно! Если иначе смело отправляйте свой регулятор в урну!

Подводя итог, требую от вас, как от ответственных автолюбителей – всегда контролируйте техническое состояние реле-регулятора. В другом случае не удивляйтесь, если в один прекрасный момент у вас выйдет из строя, минимум – аккумулятор, максимум – вся бортовая система. Надеюсь, мы друг друга поняли. Если так, я удаляюсь, если же нет – прочтите статью еще разок! До скорых встреч!

Прежде чем проверить регулятор напряжения, нужно убедиться, что проблема кроется именно в нём, а не в других элементах (слабо натянут ремень, окислилась масса и т.д.), для этого нужно проверить сам генератор (). После этого вам нужно снять регулятор напряжения. Процесс демонтажа регулятора описан в статье « ». В двух словах скажу, что сначала нужно снять минусовую клемму, снять все провода с генератора, снять пластиковый кожух с генератора, затем открутить и вынуть регулятор напряжения в сборе вместе с щётками.

Давайте перейдём непосредственно к проверке регулятора напряжения. Проверять регулятор напряжения нужно обязательно в сборе с щёткодержателями – т.к. в случае обрыва цепи и регулятора напряжения, мы сразу это заметим.

Перед проверкой, обратите внимание на состояние щёток: если они обломаны или их длина короче 5мм, неподвижны и не пружинят, — то их нужно заменить.

Для проверки нам понадобится:

• провода;
• аккумулятор автомобильный;
• лампочка на 12в 1-3Вт;
• две обычные пальчиковые батарейки.

Чтобы проверить регулятор напряжения, нам нужно будет построить две схемы:

1. К щёткам подключаем лампочку, К выводам Б и В подключаем «+» от аккумулятора, «-» аккумулятора закрепляем на массу регулятора.
2. Делаем ту же схему, но добавляем последовательно две пальчиковые батарейки.

Вывод

• Исправный регулятор напряжения: В первой схеме лампа горит, во второй схеме лампа не горит, т.к. напряжение выше 14,7в и подача напряжения на щётки должна быть прекращена.
• Неисправный регулятор напряжения: В обоих случая лампа горит, значит в регуляторе пробой. Лампа не горит вообще – значит, отсутствует контакт между щётками и регулятором или обрыв цепи в регуляторе.

От работы регулятора напряжения (реле-регулятора) зависит состояние аккумуляторной батареи, правильная работа генератора и системы зажигания, состояние и нормальная работа приборов и устройств автомобиля. Ниже рассматриваются принципы работы различных схем автомобильных регуляторов напряжения и генераторных установок.

Принцип работы регуляторов напряжения

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции - защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузок, автоматически включать в бортовую сеть силовую цепь генераторной установки или обмотку возбуждения.

По своей конструкции регуляторы делятся на бесконтактные транзисторные, контактно-транзисторные и вибрационные (реле-регуляторы). Разновидностью бесконтактных транзисторных регуляторов являются интегральные регуляторы, выполняемые по специальной гибридной технологии, или монолитные на монокристалле кремния. Несмотря на столь разнообразное конструктивное исполнение, все регуляторы работают по единому принципу.

Напряжение генератора зависит от трех факторов - частоты вращения его ротора, силы тока нагрузки и величины магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения, который зависит от силы тока в этой обмотке. Любой регулятор напряжения содержит чувствительный элемент, воспринимающий напряжение генератора (обычно это делитель напряжения на входе регулятора), элемент сравнения, в котором напряжение генератора сравнивается с эталонной величиной, и регулирующий орган, изменяющий силу тока в обмотке возбуждения, если напряжение генератора отличается от эталонной величины.

В реальных регуляторах эталонной величиной может быть не обязательно электрическое напряжение, но и любая физическая величина, достаточно стабильно сохраняющая свое значение, например, сила натяжения пружины в вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах.

В транзисторных регуляторах эталонной величиной является напряжение стабилизации стабилитрона, к которому напряжение генератора подводится через делитель напряжения. Управление током в обмотке возбуждения осуществляется электронным или электромагнитным реле. Частота вращения ротора и нагрузка генератора изменяются в соответствии с режимом работы автомобиля, а регулятор напряжения любого типа компенсирует влияние, этого изменения на напряжение генератора воздействием на ток в обмотке возбуждения. При этом вибрационный или контактно-транзисторный регулятор включает в цепь и выключает из цепи обмотки возбуждения последовательно резистор (в двухступенчатых вибрационных регуляторах при работе на второй ступени закорачивает эту обмотку на массу), а бесконтактный транзисторный регулятор напряжения периодически подключает и отключает обмотку возбуждения от цепи питания. В обоих вариантах изменение тока возбуждения достигается за счет перераспределения времени нахождения переключающего элемента регулятора во включенном и выключенном состояниях.

Если сила тока возбуждения должна быть, например, для стабилизации напряжения, увеличена, то в вибрационном и контактно-транзисторном регуляторах время включения резистора уменьшается по сравнению с временем его отключения, а в транзисторном регуляторе время включения обмотки возбуждения в цепь питания увеличивается по отношению к времени ее отключения.

На рис. 1 показано влияние работы регулятора на силу тока в обмотке возбуждения для двух частот вращения ротора генератора n1 и п2, причем частота вращения п2 больше, чем п1. При большей частоте вращения относительное время включения обмотки возбуждения в цепь питания транзисторным регулятором напряжения уменьшается, среднее значение силы тока возбуждения уменьшается, чем и достигается стабилизация напряжения.

С ростом нагрузки напряжение уменьшается, относительное время включения обмотки увеличивается, среднее значение силы тока возрастает таким образом, что напряжение генераторной установки остается практически неизменным.

На рис. 2 представлены типичные регулировочные характеристики генераторной установки, показывающие, как изменяется сила тока в обмотке возбуждения при неизменном напряжении и изменении частоты вращения или силы тока нагрузки. Нижний предел частоты переключения регулятора составляет 25-30 Гц.

Электрические схемы

Генераторные установки с вентильными генераторами не используют каких-либо включающих устройств в силовой цепи. Для нормального функционирования их регулятора напряжения к нему должны быть подведены напряжение бортовой сети (напряжение генератора) и выводы цепи обмотки возбуждения генератора. Напряжение генератора действует между выводами "+" и "М" ("масса") генератора (у генераторов автомобилей ВАЗ соответственно "30" и "31"). Выводы обмотки возбуждения обозначены индексом "Ш" ("б7" у генераторов ВАЗ) .

На рис. 3 изображены принципиальные схемы генераторных установок. В скобках даны обозначения выводов генераторных установок автомобилей ВАЗ . На рисунках цифрами обозначены: 1 - генератор; 2 - обмотка возбуждения; 3 - обмотка статора; 4 - выпрямитель с вентильным генератором; 5 - выключатель; 6 - реле контрольной лампы; 7 - регулятор напряжения; 8 - контрольная лампа; 9 - помехоподавляющий конденсатор; 10 - трансформаторно-выпрямительный блок,; 11 - аккумуляторная батарея; 12 - размагничивающая обмотка у генераторов смешанного магнитно-электромагнитного возбуждения; 13 - резистор подпитки обмотки возбуждения от аккумулятора.

Различают два типа не взаимозаменяемых регуляторов напряжения. В одном типе (рис. 3, а, з) выходной коммутирующий элемент регулятора напряжения соединяет вывод обмотки возбуждения генератора с "+" бортовой сети, в другом типе (рис. 3, б, в) - с "-" бортовой сети. Транзисторные регуляторы напряжения второго типа являются более распространенными.

Чтобы на стоянке аккумуляторная батарея не разряжалась, цепь обмотки возбуждения генератора (см. рис. 3, а, б) замыкается через выключатель зажигания. Однако, при этом контакты выключателя коммутируют силу тока до 5 А, что неблагоприятно сказывается на их сроке службы. Поэтому через выключатель зажигания замыкается лишь цепь управления регулятора напряжения (см. рис . 3, в), потребляющая ток в доли ампера. Прерывание тока в цепи управления переводит электронное реле регулятора в выключенное состояние, что не позволяет току протекать в обмотку возбуждения. Однако, применение выключателя зажигания в цепи генераторной установки снижает ее надежность и усложняет монтаж на автомобиле.

Кроме того, падение напряжения в выключателе зажигания и других коммутирующих или защитных элементах, включенных в цепь регулятора (штекерные соединения, предохранители), влияет на уровень поддерживаемого регулятором напряжения и частоту переключения его выходного транзистора (см. рис. 3, а-в), что может сопровождаться миганием ламп осветительной и светосигнальной аппаратуры, колебанием стрелок вольтметра и амперметра.

Поэтому более перспективной является схема рис. 3, д. В этой схеме обмотка возбуждения имеет свой дополнительный выпрямитель, состоящий из трех диодов (в пятифазной системе генератора - из пяти диодов). К выводу "+" этого выпрямителя, который обозначен индексом "Д", и подсоединяется обмотка возбуждения генератора. Схема допускает разряд аккумуляторной батареи малыми токами по цепи регулятора напряжения. При длительной стоянке рекомендуется снимать наконечник провода с клеммы "+" батареи.

Подвозбуждение генератора от аккумуляторной батареи вводится через контрольную лампу 8. Небольшая сила тока, поступающая в обмотку возбуждения через эту лампу от аккумуляторной батареи, достаточна для возбуждения генератора и в то же время не может существенно влиять на разряд аккумуляторной батареи. Обычно параллельно контрольной лампе включают резистор 13, чтобы даже в случае перегорания контрольной лампы генератор мог возбудиться. Контрольная лампа (см. рис. 3, д) является одновременно и элементом контроля работоспособности генераторной установки. На стоянке при включении замка зажигания контрольная лампа загорается, так как в нее поступает ток аккумуляторной батареи через обмотку возбуждения генератора и регулятор напряжения.
После пуска двигателя генератор на клемме "Д" развивает напряжение, близкое по величине напряжению аккумуляторной батареи, и контрольная лампа погасает. Если этого при работающем двигателе не происходит, значит генераторная установка напряжения не развивает, т. е. неисправна.

С целью контроля работоспособности (см. рис. 3, а) введены реле с нормально замкнутыми контактами, через которые получает питание контрольная лампа 8. Эта лампа загорается после включения замка зажигания и погасает после пуска двигателя, так как под действием напряжения генератора, к средней точке обмотки статора которого подключено реле, оно разрывает свои нормально замкнутые контакты и отключает контрольную лампу 8 от цепи питания. Если лампа при работающем двигателе горит, значит генераторная установка неисправна. В некоторых случаях обмотка реле контрольной лампы подключается к выводу фазы генератора. Обмотка возбуждения (рис. 3, е) включена на среднюю точку обмотки статора генератора, т. е. питается напряжением, вдвое меньшим, чем напряжение генератора.

При этом приблизительно вдвое снижаются и величины импульсов напряжения, возникающих при работе генераторной установки, что благоприятно сказывается на надежности работы полупроводниковых элементов регулятора напряжения. Резистор 13 (см. рис. 3, е) служит тем же целям, что и контрольная лампа, т.е. обеспечивает уверенное возбуждение генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями может применяться генераторная установка на два уровня напряжения 14/28 В. Второй уровень 28 В используется для зарядки аккумуляторной батареи, работающей при пуске ДВС. Для получения второго уровня используется электронный удвоитель напряжения или траисформаторно-выпрямительный блок (ТВБ) (рис. 3, г). В системе на два уровня напряжения регулятор стабилизирует только первый уровень напряжения - 14 В. Второй уровень возникает посредством трансформации и последующего выпрямления ТВБ переменного напряжения генератора. Коэффициент.трансформации трансформатора ТВБ близок к 1.

В некоторых генераторных установках зарубежного и отечественного производства регулятор напряжения поддерживает напряжение не на силовом выводе генератора "+", а на выводе его дополнительного выпрямителя (рис. 3, ж). Схема является модификацией схемы рис. 3, д с устранением ее недостатка - разряда аккумуляторной батареи через схему регулятора при длительной стоянке. Такое исполнение схемы возможно, потому что разница напряжения на выводе "+" и "Д" невелика. На рис. 3, ж показана схема пятифазного генератора с размагничивающей обмоткой в системе возбуждения. Эта обмотка действует встречно с обмоткой возбуждения и расширяет рабочий диапазон генераторных установок со смешанным магнито-электромагнитным возбуждением по частоте вращения. По этой схеме выполняются и вентильные генераторы с электромагнитным возбуждением в трехфазном исполнении. В этом случае схема содержит 9 диодов (6 силовых и 3 дополнительных) и не содержит размагничивающей обмотки.

В схеме рис. 3, з лампа контроля работоспособности генераторной установки включена на реле, питающееся от генератора со стороны переменного тока. Реле является одновременно реле блокировки стартера, содержит встроенный внутрь выпрямитель и срабатывает, если генератор развивает переменное напряжение. Выводы переменного тока генератора подключаются и на выводы тахометра. Реле-регуляторы, работающие в комплекте с генераторами постоянного тока, кроме стабилизации напряжения, осуществляют автоматическое включение генератора, когда напряжение генератора больше напряжения батареи, и отключение его, когда напряжение генератора меньше напряжения батареи, а также защиту генератора от перегрузки. Следовательно, ток генератора должен поступать потребителям через схему реле-регулятора - обмотку ограничителя тока и реле обратного тока (рис. 4).

В настоящее время на комплектацию автомобилей поступают, в основном, генераторные установки с бесконтактными транзисторными регуляторами, количество вибрационных и контактно-транзисторных регуляторов, находящихся в эксплуатации, сокращается.

Регулятор напряжения поддерживает напряжение бортовой сети в заданных пределах во всех режимах работы при изменении частоты вращения ротора генератора, электрической нагрузки, температуры окружающей среды. Кроме того, он может выполнять дополнительные функции - защищать элементы генераторной установки от аварийных режимов и перегрузки, автоматически включать в бортовую сеть цепь обмотки возбуждения или систему сигнализации аварийной работы генераторной установки.

Все регуляторы напряжения работают по единому принципу. Напряжение генератора определяется тремя факторами - частотой вращения ротора, силой тока, отдаваемой генератором в нагрузку, и величиной магнитного потока, создаваемой током обмотки возбуждения. Чем выше частота вращения ротора и меньше нагрузка на генератор, тем выше напряжение генератора. Увеличение силы тока в обмотке возбуждения увеличивает магнитный поток и с ним напряжение генератора, снижение тока возбуждения уменьшает напряжение.

Все регуляторы напряжения, отечественные и зарубежные, стабилизируют напряжение изменением тока возбуждения. Если напряжение возрастает или уменьшается, регулятор соответственно уменьшает или увеличивает ток возбуждения и вводит напряжение в нужные пределы.

Блок-схема регулятора напряжения представлена на рис. 1.

Регулятор 1 содержит измерительный элемент 5, элемент сравнения 3 и регулирующий

элемент 4. Измерительный элемент воспринимает напряжение генератора 2 U d и преобразует его в сигнал U изм. , который в элементе сравнения сравнивается с эталонным значением U эт.

Если величина U изм. отличается от эталонной величины U эт, на выходе измерительного элемента появляется сигнал U o, который активизирует регулирующий элемент, изменяющий ток в обмотке возбуждения так, чтобы напряжение генератора вернулось в заданные пределы.

Таким образом, к регулятору напряжения обязательно должно быть подведено напряжение генератора или напряжение из другого места бортовой сети, где необходима его стабилизация, например, от аккумуляторной батареи, а также подсоединена обмотка возбуждения генератора. Если функции регулятора расширены, то и число подсоединений его в схему растет.

Чувствительным элементом электронных регуляторов напряжения является входной делитель напряжения. С входного делителя напряжение поступает на элемент сравнения, где роль эталонной величины играет обычно напряжение стабилизации стабилитрона. Стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжении ниже напряжения стабилизации и пробивается, т.е. начинает пропускать через себя ток, если напряжение на нем превысит напряжение стабилизации. Напряжение же на стабилитроне остается при этом практически неизменным.

Ток через стабилитрон включает электронное реле, которое коммутирует цепь возбуждения таким образом, что ток в обмотке возбуждения изменяется в нужную сторону. В вибрационных и контактно-транзисторных регуляторах чувствительный элемент представлен в виде обмотки электромагнитного реле, напряжение к которой, впрочем, тоже может подводиться через входной делитель, а эталонная величина - это сила натяжения пружины, противодействующей силе притяжения электромагнита.

Коммутацию в цепи обмотки возбуждения осуществляют контакты реле или, в контактно-транзисторном регуляторе, полупроводниковая схема, управляемая этими контактами.

Особенностью автомобильных регуляторов напряжения является то, что они осуществляют дискретное регулирование напряжения путем включения и выключения в цепь питания обмотки возбуждения (в транзисторных регуляторах) или последовательно с обмоткой дополнительного резистора (в вибрационных и контактно- транзисторных регуляторах), при этом меняется относительная продолжительность включения обмотки или дополнительного резистора.

Поскольку вибрационные и контактно-транзисторные регуляторы представляют лишь исторический интерес, а в отечественных и зарубежных генераторных установках в настоящее время применяются электронные транзисторные регуляторы, удобно рассмотреть принцип работы регулятора напряжения на примере простейшей схемы, близкой к отечественному регулятору напряжения Я112А1 и регулятору EE14V3 фирмы BOSCH (рис. 2).

Регулятор 2 на схеме работает в комплекте с генератором 1, имеющим дополнительный

выпрямитель обмотки возбуждения. Чтобы понять работу схемы, следует вспомнить, что, как было показано выше, стабилитрон не пропускает через себя ток при напряжениях ниже величины напряжения стабилизации. При достижении напряжением этой величины стабилитрон пробивается, и по нему начинает протекать ток.

Транзисторы же пропускают ток между коллектором и эмиттером, Т.е. открыты, если в цепи база-эмиттер ток протекает, и не пропускают этого тока, т.е. закрыты, если базовый ток прерывается.

Напряжение к стабилитрону VD1 подводится от выхода генератора Д через делитель напряжения на резисторах R1, R2. Пока напряжение генератора невелико, и на стабилитроне оно ниже напряжения стабилизации, стабилитрон закрыт, ток через него, а, следовательно, и в базовой цепи транзистора VT1 не протекает, транзистор VT1 закрыт. В этом случае ток через резистор R6 от вывода Д поступает в базовую цепь транзистора VT2, он открывается, через его переход эмиттер-коллектор начинает протекать ток в базе транзистора VT3, который открывается тоже. При этом обмотка возбуждения генератора оказывается через переход эмиттер-коллектор VT3 подключена к цепи питания.

Соединение транзисторов VT2, VT3, при котором их коллекторные выводы объединены, а питание базовой цепи одного транзистора производится от эмиттера другого, называется схемой Дарлингтона. При таком соединении оба транзистора могут рассматриваться как один составной транзистор с большим коэффициентом усиления. Обычно такой транзистор и выполняется на одном кристалле кремния.

Если напряжение генератора возросло, например, из-за увеличения частоты вращения его ротора, то возрастает и напряжение на стабилитроне VD1. При достижении этим напряжением величины напряжения стабилизации стабилитрон VD1 пробивается, ток через него начинает поступать в базовую цепь транзистора VT1, который открывается и своим переходом эмиттер-коллектор закорачивает вывод базы составного транзистора VT2, VТЗ на «массу». Составной транзистор закрывается, разрывая цепь питания обмотки возбуждения. Ток возбуждения спадает, уменьшается напряжение генератора, закрываются стабилитрон VD2, транзистор VT1, открывается составной транзистор VT2, VТЗ, обмотка возбуждения вновь включается в цепь питания, напряжение генератора возрастает и т.д., процесс повторяется.

Таким образом регулировка напряжения генератора регулятором осуществляется дискретно через изменение относительного времени включения обмотки возбуждения цепи питания. При этом ток в обмотке возбуждения изменяется так, как показано на рис. 3.

Если частота вращения генератора возросла или нагрузка его уменьшилась, время включения обмотки уменьшается, если частота вращения уменьшилась или нагрузка возросла - увеличивается.

В схеме регулятора по рис. 2имеются элементы, характерные для схем всех применяющихся на автомобилях регуляторов напряжения. Диод VD2 при закрытии составного транзистора VT2, VT3 предотвращает опасные всплески напряжения, возникающие из-за обрыва цепи обмотки возбуждения со значительной индуктивностью. В этом случае ток обмотки возбуждения может замыкаться через этот диод, и опасных всплесков напряжения не происходит. Поэтому диод VD2 называется гасящим.

Сопротивление R3 является сопротивлением жесткой обратной связи. При открытии составного транзистора VT2, VT3 оно оказывается подключенным параллельно сопротивлению R2 делителя напряжения. При этом напряжение на стабилитроне VD2 резко уменьшается, что ускоряет переключение схемы регулятора и повышает частоту этого переключения. Это благотворно сказывается на качестве напряжения генераторной установки.

Конденсатор С1 является своеобразным фильтром, защищающим регулятор от влияния импульсов напряжения на его входе. Вообще конденсаторы в схеме регулятора либо предотвращают переход этой схемы в колебательный режим и возможность влияния посторонних высокочастотных помех на работу регулятора, либо ускоряют переключения транзисторов. В последнем случае конденсатор, заряжаясь в один момент времени, разряжается на базовую цепь транзистора в другой момент, ускоряя броском разрядного тока переключение транзистора и, следовательно, снижая потери мощности в нем и его нагрев.

Из рис. 2 хорошо видна роль лампы контроля работоспособного состояния генераторной установки НL. При неработающем двигателе внутреннего сгорания замыкание контактов выключателя зажигания SA позволяет току от аккумуляторной батареи GA через эту лампу поступать в обмотку возбуждения генератора. Этим обеспечивается первоначальное возбуждение генератора. Лампа при этом горит, сигнализируя, что в цепи обмотки возбуждения нет обрыва.

После запуска двигателя, на выводах генератора Д и «+» появляется практически одинаковое напряжение и лампа гаснет. Если генераторная установка при работающем двигателе автомобиля не развивает напряжения, то лампа HL продолжает гореть и в этом режиме, что является сигналом об отказе генераторной установки или обрыве приводного ремня.

Введение резистора R в генераторную установку способствует расширению диагностических способностей лампы HL. При наличии этого резистора, если при работающем двигателе автомобиля произойдет обрыв цепи обмотки возбуждения, то лампа HL загорится.

Аккумуляторная батарея для своей надежной работы требует, чтобы с понижением температуры электролита напряжение, подводимое к батарее от генераторной установки, несколько повышалось, а с повышением температуры - понижалось.

Для автоматизации процессов изменения уровня поддерживаемого напряжения применяется датчик, помещенный в электролит аккумуляторной батареи и включаемый в схему регулятора напряжения. В простейшем случае термокомпенсация в регуляторе подобрана таким образом, что в зависимости от температуры поступающего в генератор охлаждающего воздуха напряжение генераторной установки изменяется в заданных пределах.

В рассмотренной схеме регулятора напряжения, как и во всех регуляторах аналогичного типа, частота переключений в цепи обмотки возбуждения изменяется по мере изменения режима работы генератора. Нижний предел этой частоты составляет 25-50 Гц. Однако имеется и другая разновидность схем электронных регуляторов, в которых частота переключения строго задана. Регуляторы такого типа оборудованы широтно-импульсным модулятором (ШИМ), который и обеспечивает заданную частоту переключения.

Применение ШИМ снижает влияние на работу регулятора внешних воздействий, например, уровня пульсаций выпрямленного напряжения и т.п.

В настоящее время все больше зарубежных фирм переходит на выпуск генераторных установок без дополнительного выпрямителя. Для автоматического предотвращения разряда аккумуляторной батареи при неработающем двигателе автомобиля в регулятор такого типа заводится фаза генератора.

Регуляторы, как правило, оборудованы ШИМ, который, например, при неработающем двигателе переводит выходной транзистор в колебательный режим, при котором ток в обмотке возбуждения невелик и составляет доли ампера.

После запуска двигателя сигнал с вывода фазы генератора переводит схему регулятора в нормальный режим работы. Схема регулятора осуществляет в этом случае и управление лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки.

Процес выкипания электролита в аккумуляторе автомобилей разных марок может, в конечном итоге, спровоцировать поломку самого регулятора напряжения. Его основной функцией явлется пропускание слишком повышенного напряжения в бортовую сеть автомобиля.

Рассмотрим подробней процес проверки регулятора напряжения на примере автомобиля ВАЗ 2106 . Перед тем, как проверить регулятор напряжения вам необходимо будет убедиться, что у вас присутствует в автомобиле работоспособный вольтметр, который будет измерять напряжение регулятора генератора.

Инструкция проверки регулятора на автомобиле

1. Перед тем, как проверить регулятор напряжения генератора, следует помнить, что проверка регулятора напряжения, а именно, в данном случае, его работоспособность должна производиться только на работающем двигателе. Частота оборотов коленвала работы двигателя автомобиля во время проверки должна достигать 3000 оборотов в минуту, при этом во время проверки данная частота не должна превышать указанное значение.
2. После того, как вы запустите двигатель, при этом обороты коленвала уже должні біть доведены до указанной частоты, нужно на клеммах аккумулятора вольтметром измерить напряжение. В случае, когда напряжение будет в норме, то есть оно не будет превышать 14,8 В (данное напряжение справедливо только в том случае, когда будут полностью обесточены другие электроприборы автомобиля), регулятор напряжения генератора считается исправным.
3. Когда вольтметр вам указал напряжение выше нормы, то вам необходимо будет соединить, с помощью дополнительного кабеля, кузов автомобиля с корпусом генератора. Если уже после исполненных действий вольтметр указывает все же на повышенное напряжение, то данная ситуация будет свидетельствовать только о том, что была явна нарушена работоспособность регулятора напряжения.
4. Если проверка регулятора напряжения после присоединения дополнительного кабеля укажет на нормальное напряжение, то вам необходимо будет просто зачистить штатные контакты, предназначенные для соединения всей "массы" двигателя с кузовом вашего автомобиля.

Проверка снятого регулятора

Бывают и такие случаи, когда вам требуется проверить работоспособность снятого регулятора напряжения. В таком случае мы приведем несколько советов, которые помогут вам выполнить данную задачу.

• Заметим, что регулятор напряжения лучше всего надо проверять вместе с щеткодержателем, поскольку, в таком случае, вы сможете сразу же обнаружить возможные обрывы выводов щеток, а также плохой контакт между щеткодержателя и регулятора напряжения.
• Для проверки регулятора нужно между щетками включить лампу с мощностью в 1-3 Вт и напряжением в 12 В. Далее к выводам нужно присоединить «+» «Б», «В», а к массе самого регулятора «-» источника питания, напряжение которого достигает 12 В, а затем 15-16В. Лампа будет гореть в том случае, когда регулятор будет исправным, в противном случае она гореть не будет. Когда лампа будет гореть и при напряжении в 12В, и при 15-16В, то это будет указывать на то, что в регуляторе имеется пробой.

Теперь Вы знаете, какие необходимо совершить манипуляции, чтобы проверить регулятор напряжения. Зная, как это делается правильно, Вы сможете легко совершать данную проверку самостоятельно.