Неисправности щеток генератора: найти и устранить
Одна из проблем с электрикой автомобиля подразумевает износ щеток генератора. Если преобразователь тока выходит из строя, то многие водители спешат его выбросить и покупают новый. Однако часто проблема кроется в истирании угольков — достаточно их заменить, и деталь снова заработает.
Где находятся щётки генератора и для чего они нужны
Щетки применяются в любом электрическом двигателе, каковым является и автомобильный генератор. Они расположены под крышкой устройства, непосредственно соприкасаются с вращающимся коллектором преобразователя (ламелями) на роторе. Ламели — это медные контакты в виде колец, которых на преобразователе всего два.
Как и было написано, графитовые угольки расположены под крышкой — задней, которая на установленном преобразователе смотрит в сторону двигателя. Чтобы вытащить их, не нужно целиком демонтировать генератор с машины, щеточный узел держится на одном болте и подключен к регулятору напряжения. Однако на некоторых автомобилях снимать устройство придется, так как конструкция там не позволяет поступить иначе.
Признаки неисправности
Ниже приведены явные признаки неисправности щеток генератора, указывающие на время их замены:
Рекомендуется проверять устройство преобразования тока каждые 40-50 тыс. км пробега машины. Именно на этом отрезке времени щетки преобразователя обычно изнашиваются. Устройство становится не в состоянии заряжать АКБ, отчего та быстро садится.
Еще одним признаком, указывающим на проблему с генератором, является запах гари и в некоторых случаях — появление дымка из-под капота. Это свидетельствует об отслоении дорожек и кусков резины от приводного ремня. Такое происходит по причине подклинивания какого-то навесного оборудования — возможно обводных роликов. Преобразователь с неисправным ремнем не сможет нормально работать.
Как проверить щетки
Самый просто способ — проверить предохранитель, отвечающий за генератор. При неисправности, замените его. Потом желательно осмотреть целостность ремня, проводки и корпуса преобразователя. Если все в порядке, то надо переходить к контролю щеток.
Чтобы проверить, стерлись щетки генератора или нет, надо измерить их остаточную длину. Если элементы короче 5 мм, то их надо заменять. Контроль угольков обязан проводиться при плановом осмотре электрики автомобиля.
Однако этот способ даст лишь поверхностное представление о состоянии щеток. Да и на многих автомобилях графитовые элементы совмещены с регулятором напряжения, а поэтому заодно проверяется и эта деталь. Как правило, для проверки используют мультиметр — но сойдет и обычная 12-вольтовая лампочка. Она соединяется с угольками, а на массу и плюс регулятора напряжения подается ток в 12 вольт. Индикатор должен гореть, а при увеличении напряжения (15 В и выше) — тухнуть.
Другой способ, уже с использованием тестера (мультиметра). Включить бортовое напряжение, мотор не заводить — напряжение должно быть в пределах 12 В. После этого на заведенном двигателе замерить напряжение на клеммах аккумулятора и выводах генератора. Ток должен находиться в пределах 13-14,7 вольта. Если заметны колебания в большую сторону, то идет перезаряд (скорее всего, неисправен регулятор). А если отклонение в меньшую сторону, что-то со щетками или поступлением тока.
Если конструкция автомобиля не предусматривает проверку и замену щеток на месте, придется сначала демонтировать устройство преобразования тока. Например, так устроено большинство модификаций Киа Рио.
Ниже подробная инструкция по снятию генератора, когда защита двигателя не затрагивается:
Дальше нужно осмотреть состояние щеток. Если они требуют замены, то нужно снять их из узла и поставить новые. Можно также целиком заменить таблетку, но стоить это будет дороже. При умении обращаться с паяльником, расходы удастся заметно снизить и сэкономить. Задача простая — отпаять обратные концы угольков, чтобы детали выпали из своих посадочных отверстий.
В процессе установки новых щеток, не забудьте вдеть сначала пружинки. Под каждый уголек предусмотрена пружина, которая держит элементы внутри гнезд таблетки. Их тоже желательно заменить новыми — идут в комплекте.
Как избежать серьезных поломок
Чтобы не попасть на замену всего генератора и более тяжелый ремонт автомобиля, щетки надо вовремя заменять. Неисправный преобразователь не будет питать аккумулятор, из-за чего увеличится зарядный ток устройства. Это повлечет за собой другие, более тяжелые последствия — к примеру, разрушение диодного моста.
Помните, что генератор имеет самую большую скорость вращения из всех узлов автомобиля — его обороты даже превышают частоту оборотов силового агрегата. Они составляют примерно 10-14 тыс. об/мин, что в 2-3 раз больше, чем у ДВС. Поэтому срок службы электродвигателя и ниже в два раза.
Условно поломки генератора делят на механические и электрические. В первом случае косвенным признаком неисправности становится повышенная шумность работы устройства, что характеризует поломку подшипников в передней крышке. В случае электрического повреждения наблюдается отсутствие напряжения АКБ, низкий ток или превышение заряда.
Факторы, сокращающие ресурс генератора
Заметно сократить ресурс генератора могут:
Регулятор напряжения и диодный мост имеют сравнительно солидный запас прочности.
Распространенной причиной неисправности преобразователя 24/12 вольт в машине является банальный износ и коррозия. Щетки тоже повреждаются чаще всего именно из-за длительной эксплуатации автомобиля.
Ремонт или замена?
Безусловно, ремонт обходится дешевле замены, особенно, если стерлись щетки. Эти расходники стоят недорого, замена проводится легко, без использования специального оборудования. Также устройство проще восстановить, если разрушены подшипники.
Техническое обслуживание генератора надо проводить в срок, а на любой признак (вой, гул, тусклое свечение лампы аккумулятора) быстро реагировать. В противном случае в скором времени придется менять уже преобразователь, так как после внутреннего замыкания и поломок трудно изнашиваемых деталей, ремонт нецелесообразен.
Ресурс и эксплуатация стартеров и генераторов
В автомобиле детали и узлы имеют самые различные ресурсы работы. Одни выходят из строя через 10 тыс. км (например, масляные фильтры), другие – через 200-500 тыс. км (двигатели). За износом нужно внимательно следить, особенно для автомобилей, бывших в употреблении.
Правила эксплуатации стартеров и генераторов
Если не выполнять периодическое обслуживание или профилактический ремонт, то в последствии затраты окажутся существенно большими. Все это в полной мере относится и к генераторам и к стартерам. К примеру, мелкий ремонт стартера для «Мерседеса» может обойтись в 20$. Но если профилактику не сделать, то замена старого стартера на новый может обойтись примерно в 700$. Как видим, разница существенная.
У каждого стартера и генератора свой ресурс
В среднем ресурс стартеров и генераторов составляет около 120 тыс. км или 4-5 лет эксплуатации. Относительно небольшой срок службы этих узлов обусловлен тем, что они работают в очень тяжелых условиях.
Так, например, генератор работает при частоте вращения 10-14 тыс. оборотов в минуту – это самая большая скорость, с которой вращается только это оборудование в автомобиле! Обороты двигателя, как известно, не превышают 5-6 тыс.
А стартеру, имеющему небольшие габариты, приходится вращать массивный маховик приводить в движение всю кривошипно-поршневую группу двигателя. Работа стартера практически постоянно идет в самых неблагоприятных, а подчас и просто экстремальных, условиях. Уже по своему назначению этот небольшой электромотор должен сдвинуть с места и крутить с нужной скоростью всю массу нагруженного на него «железа» двигателя: коленвала, поршневой, ГРМ и приводимого навесного.
Но справляться с этой задачей без проблем стартер способен только при нормальном техническом состоянии двигателя, на которое тот рассчитан. Между тем состояние моторов далеко не всегда соответствующее: низкокачественное, сильно густеющее при морозе масло, плохое смесеобразование и воспламенение в цилиндрах, всевозможные технические проблемы и износы узлов двигателя – все это приводит к эффекту, называемому «затрудненным пуском», он является первым врагом стартера.
Прежде всего, страдает электрическая часть. При нагрузке на валу якоря выше расчетной (например, при загустевшем от морозов масле в двигателе), на стартере сильно повышается ток, отчего в области контактов тягового реле и щеток коллектора возникает электрический дуговой разряд, постепенно выжигающий материал контактов. В итоге контакты реле и щеток коллектора покрываются слоем нагара, отчего, в первом случае, стартер перестает включаться, а во втором теряет мощность и не может крутить двигатель с нужной скоростью. Последнее, кстати, подчас проходит мимо внимания, особенно в машинах с хорошей шумоизоляцией, и, предпринимая все новые попытки пустить двигатель, водитель все более «дожигает» контакты. Но, даже заметив слабость вращения, это часто относят к подсевшему аккумулятору, между тем как это – начало «болезни» стартера.
Вообще, тяговое реле и коллектор можно назвать типичными слабыми местами стартера – достаточно большое число проблем связано как раз с этими узлами. В этом «помогают» возникающий при перепадах температур водяной конденсат и летящая из-под днища грязная вода, которая постоянно понемногу просачивается в стартер. Отсюда, кроме нетленных «пригоревших пятаков» (т. е. контактной группы, активирующей вращение), возникают и такие обычные неисправности тягового реле, как замыкание и перегорание в обмотках, а в более запущенных случаях – и застревание от замерзшего конденсата и/или грязи якоря. Не меньше проблем и с коллектором, который, напомним, предназначен для питания якоря и состоит из вращающейся части на якоре в виде вплавленных в изолятор пластин, связанных с обмотками якоря, и неподвижных щеток, передающих ток на пластины. Типичная проблема при этом – механический износ щеток, вызывающий их «подвисание», отчего на якорь не поступает ток и стартер теряет мощность, а сама щетка, в свою очередь, тоже начинает «подгорать».
Много вреда стартеру способно принести и включение на время, превышающее предписанные нормы. И дело тут не только в разрядке АКБ. Не предназначенный для продолжительной работы, стартер начинает сильно нагреваться, отчего, особенно в присутствии влаги, возможно перегорание обмоток и повышенный износ втулок, в которых вращается якорь. Эти втулки, кстати, постепенно изнашиваются, и их нужно вовремя заменять – иначе якорь начинает «бить», цепляясь за статор, и стартер сначала теряет мощность, а затем выходит из строя.
Еще одно «больное место» стартера – узел Бендикса с обгонной муфтой и шестерней. Одна из обычных неисправностей здесь – запаздывающий выход шестерни из зацепления с маховиком. При этом узел шестерни и обгонной муфты подвергаются экстремальной нагрузке, бешено разгоняясь вращением двигателя. И если передняя втулка оказывается чрезмерно изношенной, то шестерню может перекосить и заклинить между картером. Подобное может случиться и при подгорании контактов тягового реле, или при заедании замка зажигания, когда стартер не отключается после пуска двигателя. И на автомобилях с хорошей шумоизоляцией, или просто у неопытного водителя, который поехал как ни в чем не бывало, стартер перегревается и «сгорает», а шестерня клинит (часто принимается за «клин» двигателя). Кстати, похожий эффект постепенно вызывает и очень часто встречающаяся у неопытных автовладельцев т.н. «передержка стартера», когда водитель продолжает еще некоторое время удерживать ключ, между тем как двигатель уже работает.
Еще чаще встречается обратная неисправность муфты – неполное введение шестерни в зацепление с зубчатым венцом маховика, отчего шестерня изнашивается сама и «съедает» зубцы на маховике. В итоге шестерня стартера перестает цеплять и крутить маховик – в таких случаях из моторного отсека начинает доноситься характерный треск. Похожее потрескивание можно услышать и при другой типичной неисправности бендикса – износе и прокрутах обгонной муфты, у которой шарики перестают заклиниваться в канавках и не передают вращение на шестерню.
Иногда с муфтой случается неприятность и похуже – когда шарики, наоборот, не освобождаются и вращение от запустившегося двигателя начинает передаваться на стартер. При разнице в диаметре шестерен стартер начинает вращаться с огромной скоростью, и если шестерня стартера все-таки не выходит из зацепления, тогда происходит т. н. разнос стартера. Тогда под действием центробежной силы отрываются с мест обмотки якоря, стартер заклинивает, шестерня встает наперекосяк и крошится венцом маховика; обломанные зубцы при этом могут быть «протащены» двигателем и застрять дальше по ходу между картером и маховиком.
Чаще всего в стартерах приходится менять бендиксы, планетарные механизмы, втулки, втягивающее реле, щетки, а генераторах – подшипники, регуляторы напряжения, щетки. Для стартера очень характерен принцип т. н. лавинных поломок, когда неисправность в электрике влечет механический износ, и наоборот, проблемы с механикой прямо отражаются на электрической части. При этом неисправности почти всегда идут «по нарастающей», и ездить всю жизнь с «небольшой болячкой» скорее всего не получится.
Лучше это сделать вовремя, иначе придется раскошелиться по-крупному и купить новый узел. А его цена может оказаться сопоставимой или даже большей, чем стоимость целого автомобиля.
Ремонтировать нужно сразу после покупки
Однако проблемы со стартерами и генераторами случаются не только при длительной эксплуатации автомобилей. При покупке автомобиля, бывшего в эксплуатации, очень велика вероятность, что этим узлам требуется в каком-либо виде ремонт. Объясняется это довольно просто.
Стартеры на б/у авто имеют, как правило, изношенные втулки. На Западе их не меняют. Если и заменяют, то целиком стартер, а поскольку это дорого, то стартер оставляют без замены. Поэтому в Украине и оказываются машины со стартерами, у которых втулки изношены.
Однако бывает и еще хуже. Часто стартеры и генераторы при предпродажной подготовке за границей меняют на более старые и изношенные. Этому способствует то, что многие стартеры и генераторы разных производителей взаимозаменяемы. И даже у одного производителя имеются изделия, отличающиеся по мощности и массе. Как правило, более новые разработки имеют меньший вес, большую мощность и более высокую надежность. Вот и занимаются подменой в расчете на то, что в последствии можно будет хорошо заработать при ремонте другого авто. Ведь генератор или стартер от старой модели автомобиля можно приобрести на свалке за 30-50 марок, а более новый стоит на порядок дороже.
Так, на «Мерседесах» с кузовом 124 можно часто обнаружить генераторы, рассчитанные на максимальный ток силой 55А от «Мерседеса» с кузовом 123, хотя должны использоваться генераторы на 70А. И разница в их цене существенная, да и маломощный генератор быстро выходит из строя.
Или другой пример. На «Форде-Скорпио» и «Форде-Сиерра» в 1985 году устанавливались стартеры старой разработки мощностью 0,8 кВт. Слишком маломощные стартеры быстро выходили из строя, и впоследствии их заменили на более мощные – 1,4кВт. При продаже автомобилей в Германии часто мощные стартеры заменяют на более слабые. Результат – быстрый выход из строя.
Главная «беда» стартеров – втулки
Во втулках стартера вращается вал якоря. Материал втулок – особенный – медно-графитовый, а изготавливаются втулки методом высокоточной прессовки с точностью до 0,001 от диаметра вала. Наличие графита в материале позволяет в течение срока эксплуатации обеспечивать смазку вала якоря.
Всякие другие материалы для втулок не подходят в принципе. Простые точеные на токарном станке втулки из латуни, бронзы или меди просто недопустимо использовать в стартерах. Они работают до тех пор, пока не закончится в них смазка. А это происходит очень быстро. После чего медь или латунь начинает «наматываться» на ось вала, втулка «погибает». Да и высокую точность изготовления втулок в кустарных условиях часто невозможно обеспечить.
Что происходит, когда втулка выходит из строя? Вал якоря начинает бить, разбивается планетарный механизм, бендикс, зубья венца маховика. Чем быстрее обратиться к специалистам тем меньше окажутся затраты на ремонт. Но когда якорь начнет бить по стартеру, то такому стартеру уже нельзя будет помочь, придется его выбросить. А может и не только его, за ним может последовать и венец маховика.
Какой срок службы щеток генератора?
Как часто нужно менять щетки на генераторе?
Основные признаки необходимости замены щеток
Вопрос, как заменить щетки генератора, достаточно актуален, но прежде всего, необходимо понять, когда именно нужна замена. Специалисты рекомендуют проверять щеточный узел раз в 50 000 километров (или один раз в четыре года), тогда проблем с щетками генератора не возникнет.
Сколько служит генератор?
В среднем ресурс стартеров и генераторов составляет около 120 тыс. км или 4-5 лет эксплуатации. Относительно небольшой срок службы этих узлов обусловлен тем, что они работают в очень тяжелых условиях. Так, например, генератор работает при частоте вращения 10-14 тыс.
Как понять что нужно менять щетки на генераторе?
Признаки, говорящие, что пора менять щетки генератора:
Как определить износ щеток?
Топ 4 признака износа щеток стеклоочистителя
Что будет если не менять щетки генератора?
Что будет, если вовремя не заменить щётки на генераторе автомобиля. Полный износ колец, под замену, сложно, дорого, долго, неудобно. Полный износ колец, под замену, сложно, дорого, долго, неудобно. По мере работы любого движущегося, крутящегося агрегата происходит износ его трущихся компонентов.
Как часто менять генератор?
Рабочий ресурс ремня генератора обычно составляет примерно 50…60 тысяч километров.
Сколько по времени ремонтировать генератор?
Ремонт генератора или ремонт стартера снятого с автомобиля происходит как правило от 30 минут до 1 часа! Снятие/установка агрегата может занять от 0.5 часа до 2 часов.
Какое напряжение должно быть на возбуждение генератора?
В идеале напряжение должно быть порядка 12,5 Вольт. После запуска двигателя напряжение на АКБ должно составлять не менее 13,8 Вольт и не более 14,5 Вольт.
Как проверить работоспособность генератора?
Еще один способ того, как проверить снятый генератор, заключается в диагностике регулятора напряжения. Для этого к его щеткам нужно подключить лампочку на 12 вольт, а на массу устройства и его плюсовую клемму подать напряжение. Если все нормально, лампочка будет гореть и погаснет при увеличении напряжения до 15 В.
Главный энергетик: Генератор в автомобиле: устройство, неисправности, ремонт
Генератор на автомобилях появился в 10-х годах ХХ века вместе с аккумулятором, которому требовалось устройство для бортовой зарядки во время движения.
С тех пор задачи генератора не изменились, но нагрузки возросли – если поначалу заряд аккумулятора расходовался только на работу стартера и фар, то сегодня автомобиль оброс большим набором прожорливых потребителей в виде всевозможных опционных сервоприводов, подогревателей, электрогидравлических устройств в рулевом, подвеске и тормозной системе. Электроэнергии современной оснащенной машине требуется много, и генератор, как главный и единственный ее производитель, должен обеспечивать «поставку» полномерно и бесперебойно.
Под напряжением
По конструкции на сегодня наиболее распространенным является классическое навесное исполнение генератора, когда он в виде отдельного устройства устанавливается снаружи двигателя и ротор приводится от коленвала ременной передачей. Такой вариант пока оказывается самым удачным, поскольку обеспечивает наибольшую легкость снятия-установки генератора для замены и ремонта. Хотя время от времени предлагаются и различные альтернативные конструкции, например, такие, где генератор интегрируется в двигатель. Здесь маховик мотора, снабженный обмоткой возбуждения, выполняет роль ротора, вокруг которого в картере устанавливается внешняя статорная обмотка. В этом случае в одном совмещаются два устройства – генератор работает и в качестве стартера.
Кстати, эта набирающая сегодня популярность идея «стартерогенератора» достаточно давняя и представляет собой воскрешение старых конструкций на новый лад. Впервые стартер и генератор на автомобиле появились именно в виде такого вот единого устройства, разработанного жившим в начале ХХ века инженером Чарльзом Кеттерингом, которое в 1912 году было установлено на Cadillac и годом позже на Lancia. Однако впоследствии оба устройства были разделены – из-за разницы задач, требующих различных конструкций, и удобства обслуживания-ремонта. Поэтому «интегрированный» вариант пока что выглядит как эксперимент – выигрыш в компактности не слишком значительный, а ремонт в случае отказа – гораздо более сложный и трудоемкий. Впрочем, о ремонте – немного позднее. Сначала о том, как узнать, что он нужен.
До лампочки
В случае когда лампа не загорается, причиной может быть, в первую очередь, разряженный и севший аккумулятор. Помимо этого, проблема может таиться в разрыве в электроцепи – проводки, контакте на «массу» (кузов), выходе из строя предохранителя или (редко) самой лампы. Возникает это и при неисправностях в самом генераторе – главным образом из-за неплотного контакта щеток коллектора по причине их износа или из-за дефектов в реле-регуляторе.
Те же проблемы со щетками, реле и электроцепью могут быть и тогда, когда лампа не гаснет или слабо мигает при пуске двигателя. В этом случае причиной часто является ослабление натяжения или обрыв приводного ремня, а также неисправность выпрямительного блока. Это может означать и самую крупную неприятность – замыкание или обрыв (перегорание) в обмотках, происходящее, как правило, по вине неисправного реле-регулятора.
На машинах с большим и даже средним пробегом нередко начинают возникать и механические проблемы с генератором. И в первую очередь происходит износ подшипников, в которых вращается ротор. Определяется это по характерному шуму – его можно услышать, стоя рядом с машиной. В данном случае может к тому же начать мигать контрольная лампа, поскольку при износе подшипников, как правило, ухудшается контакт щеток.
Теоретически ресурс генератора должен быть очень велик – устройство это простое, и ломаться в нем почти нечему. Однако на практике значительная часть ресурса без всяких кавычек съедается коррозией – главным врагом всех электроприборов автомобиля. Российский же климат, как известно, к тому располагает полностью: осадки, перепады температур и влажности, дорожная соль – все это приводит на автосервис гораздо раньше, чем задумывалось конструкторами и хотелось бы самому автовладельцу.
Насчет того, как срочно надо спешить на авторемонтную станцию, – единой формулы нет. Иногда мигание лампы означает мелкие «глюки» в проводке, с которыми многие ездят подолгу – и ничего. Но, например, если лампа мигает из-за реле регулятора, то не исключено, что впереди перегорания-замыкания в обмотках, а тут уже, как правило, генератор целиком идет под замену. (Хотя в большинстве случаев эта неисправность реле обнаруживается раньше – от получающегося перезаряда начинает выкипать и очень заметно терять в емкости АКБ.) Определить, почему «лампа горит не так», невозможно. В старых машинах ставили вольтметры, которые помогали прояснить вопрос, но сейчас их нет, поскольку они занимают место на панели, а для цивилизованного Запада достаточно и лампочки, предупреждающей: «что-то не так, надо на сервис».Единственное, пожалуй, что можно попробовать сделать самому до визита на СТО, – это распылить на электропроводку специальный аэрозоль, такой, как WD-40 или его аналог, что может помочь при мелких «глюках» в виде влаги на проводке и контактах. Если же это не помогло, то придется ехать на ремонтную станцию, иначе рано или поздно произойдет очевидное – «намертво» сядет аккумулятор. Особо быстро это наступает в режиме городской езды с частыми стоянками-запусками. Можно, конечно, то и дело снимать аккумулятор с машины и носить его домой заряжать от сетевого зарядника, как делают некоторые, но для современного автовладельца это не вариант. Техника должна работать автономно.
