Щеткодержатель генератора: надежный контакт и стабильность напряжения
В современных автомобилях используются генераторы переменного тока с обмоткой возбуждения на якоре. Подача напряжения на эту обмотку осуществляется щеточно-коллекторным узлом, одну из важнейших ролей в котором играет щеткодержатель. О щеткодержателе, его конструкции, типах и ремонте читайте в статье.
Назначение щеткодержателя автомобильного генератора
Источником электроэнергии для питания приборов на борту автомобиля служит генератор — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. В современных автомобилях используются простые по конструкции и надежные в работе синхронные трехфазные генераторы переменного тока. Для работы такого генератора необходимо создать вращающееся магнитное поле — эту задачу решает ротор (или якорь), на котором находится обмотка возбуждения. Для подачи тока на обмотку возбуждения необходимо обеспечить надежный электрический контакт между неподвижной (корпус генератора) и подвижной (якорь генератора) деталями. Эта задача решается с помощью щеточно-коллекторного узла.
Щеточно-коллекторный узел генератора состоит из двух основных деталей: коллектора на оси якоря и щеток, закрепленных на корпусе. Коллектор автомобильного генератора представляет собой два медных кольцевых контакта, жестко зафиксированных на оси якоря, и вращающихся вместе с ним. Щетки — это два графитовых стержня, которые прижимаются к контактам коллектора и при вращении якоря скользят по ним, сохраняя электрический контакт. Для надежной работы щеточно-коллекторного узла необходимо обеспечить правильное положение щеток и их уверенный прижим к коллектору — эти задачи решаются с помощью щеткодержателя.
Щеткодержатель (или щеточный узел генератора, ЩУГ) — узел, выполняющий несколько ключевых функций:
- Механическое удерживание щеток генератора в правильном положении относительно коллекторного узла;
- Прижим щеток к коллектору с необходимым усилием;
- Обеспечение постоянного контакта щеток с коллектором.
В настоящее время существует большое разнообразие щеткодержателей автомобильных генераторов, однако все они имеют принципиально одинаковую конструкцию и характеристики.
Типы и конструкция щеткодержателей
Все используемые щеткодержатели можно разделить на две большие группы по функциональности:
- Обычные щеткодержатели, выполняющие функции корпусной детали, удерживающие щетки и обеспечивающие их контакт;
- Щеткодержатели, объединенные с регуляторами напряжения.
До 80-х годов прошлого века генераторы комплектовались обычными щеткодержателями, а регуляторы напряжения либо вовсе не использовались, либо выполнялись в виде отдельного блока. Однако сегодня большинство генераторов комплектуются щеткодержателями с интегрированными регуляторами напряжения — такое решение обеспечивает подачу на обмотку возбуждения постоянного напряжения, не зависящего от оборотов двигателя. Также это значительно упрощает генератор и генераторные цепи, так как делает ненужной цепь подачи стабилизированного напряжения от основного регулятора на возбуждающую обмотку. В продаже на рынке можно найти оба типа щеткодержателей, особенно для отечественных автомобилей.
Конструкция всех щеточных узлов принципиально одинаковая. Основу узла составляет пластиковый корпус с двумя параллельными каналами, в которых находятся щетки с прижимными пружинами. Щетки гибкими медными проводниками (плетеными тросиками или просто многожильными проводами) соединены с электрическими контактами, выполненными на обратной стороне щеткодержателя. В щеткодержателе с регулятором напряжения также находится компактный блок регулятора напряжения с контактной колодкой или отдельными контактами для подключения. Обычно «земляной» контакт узла выполняется в виде площадки, которая прижимается к корпусу генератора при монтаже.
Основные детали щеткодержателя — щетки. Они имеют форму стержней прямоугольного сечения, такая форма обеспечивает наилучший контакт щеток с коллектором. Щетки прижимаются к коллектору пружинами, новые щетки постепенно прирабатываются, их торцы приобретают полукруглую форму, чем обеспечивается наилучший контакт с кольцами коллекторного узла.
Щетки генераторов — медно-графитовые. Они изготавливаются из смеси графита, медного порошка и связующих компонентов. Такие щетки имеют высокую прочность, обеспечивают надежный электрический контакт и продлевают срок службы коллекторного узла (за счет мягкости графита контакты коллектора практически не изнашиваются), поэтому сегодня щетки других типов в автомобильных генераторах не используются.
Щеткодержатель в сборе с помощью двух болтов или винтов монтируется на корпус генератора со стороны коллектора. Обычно щеточный узел расположен так, чтобы к нему имелся свободный доступ, а для его диагностики и замены не приходилось бы полностью разбирать генератор. Поэтому проводить ТО и ремонт данного узла может даже автовладелец без специальных навыков.
Вопросы обслуживания и ремонта щеткодержателя генератора
Медно-графитовые щетки с течением времени изнашиваются, поэтому весь щеточный узел генератора периодически нуждается в замене. Обычно автопроизводитель указывает срок эксплуатации щеток, но чаще всего замену следует выполнять раз в 4 года или каждые 50 тысяч км пробега. Точные сроки ТО нужно узнавать в сервисной книжке или в инструкции по эксплуатации.
Определить необходимость замены щеток можно по нескольким признакам:
- Падение напряжения, вырабатываемое генератором, при исправном регуляторе и всей генераторной цепи;
- Длина выступающей части щеток в свободном состоянии (при снятом щеточном узле) менее 5 мм;
- Наличие на щетках трещин и сколов, либо разрушение щеток.
Демонтаж щеточного узла обычно выполняется в следующем порядке:
- Обесточить бортовую сеть (снять клемму с аккумулятора);
- Снять защитный кожух с корпуса генератора со стороны коллекторного узла;
- Выкрутить два винта или болта, удерживающих щеткодержатель;
- Отсоединить от щеточного узла электрические разъемы;
- Аккуратно вынуть щеткодержатель.
Данная работа в большинстве автомобилей может быть выполнена без демонтажа генератора, однако если доступ к щеточному узлу затруднен, то без снятия генератора не обойтись.
После демонтажа щеткодержатель следует проверить — осмотреть щетки, измерить их длину и проверить легкость их движения (они не должны застревать при утоплении), оценить качество контактов и т.д. Если щеточный узел интегрирован с регулятором напряжения, то следует провести и его проверку. Для этого нужно подключить к щеткам контрольную лампу на напряжение 12 В, а на контакты регулятора подать напряжение 12 В (соблюдая соответствующую полярность) — лампа должна светиться. Затем следует увеличить напряжение на контактах регулятора до 15-16 В — в этом случае лампа должна погаснуть. Если же контрольная лампа горит или не горит при обеих проверках, то щеткодержатель подлежит замене.
Установка нового щеточного узла производится в обратном порядке. При монтаже необходимо соблюдать аккуратность, так как графитовые щетки довольно легко повредить. Для облегчения задачи можно удерживать щетки в утопленном состоянии с помощью отвертки. В первые дни после ремонта щетки будут прирабатываться, пока их торцы не притрутся с контактами коллектора и не приобретут полукруглую форму. В этот период не следует подвергать генератор чрезмерным нагрузкам.
При регулярном осмотре и своевременной замене щеточного узла генератор автомобиля будет служить много лет, обеспечивая надежную работу всех электрических приборов автомобиля.
Другие статьи
Запчасти в продаже
