Створено реле регулятор напруги генератора для коригування акумулятора «вольтажу», що видається в бортову мережу і на клеми, в заданому діапазоні 13,8 – 14,5 В (рідше до 14,8 В). Крім того, регулятор коригує напругу на обмотці самозбудження генератора.

Призначення реле регулятора напруги

Незалежно від стажу та стилю водіння власник авто не може забезпечити однакових обертів двигуна в різні моменти часу. Тобто, колінвал ДВС, що передає момент, що крутить, генератору, обертається з різною швидкістю. Відповідно, генератор виробляє різну напругу, що вкрай небезпечно для АКБ та інших споживачів бортової мережі.

Тому заміна реле регулятора генератора повинна проводиться при недозаряді і перезаряді акумулятора, лампочці, що горить, миготінні фар та інших перебоях електропостачання бортової мережі.

Взаємозв'язок джерел струму авто

У транспортному засобі знаходиться щонайменше два джерела електроенергії:

• акумулятор – необхідний у момент запуску ДВЗ та первинного збудження обмотки генератора, енергію не створює, а лише витрачає та накопичує в момент підзарядки
• генератор - живить бортову мережу на будь-яких оборотах і живить АКБ тільки на високих оборотах

У бортову мережу необхідне підключення обох зазначених джерел коректної роботи двигуна та інших споживачів електрики. При поломці генератора АКБ «протягне» максимум 2 години, а без акумулятора не заведеться двигун, що рухає ротор генератора.

Існують винятки - наприклад, а рахунок залишкової намагніченості обмотки збудження штатний генератор ГАЗ-21 запускається самостійно за умови постійної експлуатації машини. Можна завести авто з штовхача, якщо в ньому встановлений генератор постійного струму, з приладом змінного струму такий трюк неможливий.

Завдання регулятора напруги

Зі шкільного курсу фізики кожен автолюбитель повинен пам'ятати принцип роботи генератора:

• при взаємному переміщенні рамки і магнітного поля, що оточує її, в ній виникає електрорушійна сила.
• електромагнітом генераторів постійного струму служать статори, ЕРС, відповідно виникає в якорі, струм знімається з колекторних кілець
• у генераторі змінного струму намагнічується якір, електроенергія виникає в обмотках статора

Спрощено можна уявити, що на величину напруги, що виходить з генератора, впливає значення магнітної сили і швидкість обертання поля. Основна проблема генераторів постійного струму - пригорання та залипання щіток при зніманні з якоря струмів великої величини - вирішена переходом на генератори змінного струму. Струм збудження, що подається на ротор для збудження магнітної індукції, набагато нижче, знімати електроенергію з нерухомого статора набагато легше.

Проте замість постійно розташованих у просторі клем «–» та «+» виробники авто отримали постійну зміну плюсу та мінусу. Заряджання акумулятора змінним струмом не можливе в принципі, тому діодним містком його попередньо випрямляють.

З цих нюансів плавно випливають завдання, які вирішуються реле генератора:

• підстроювання струму в обмотці збудження
• витримування діапазону 13,5 – 14,5 В у бортовій мережі та на клемах акумулятора
• відсікання живлення обмотки збудження від АКБ при заглушеному двигуні

Тому називають регулятор напруги ще й реле зарядки, а на панель виведено сигнальну лампу процесу підзарядки АКБ. У конструкцію генераторів змінного струму функція відсікання зворотного струму закладена за умовчанням.

Різновиди реле регуляторів

Перш, ніж зробити самостійний ремонт пристрою регулювання напруги, необхідно врахувати, що існує кілька типів регуляторів:

• зовнішні – підвищують ремонтопридатність генератора
• вбудовані – у пластину випрямляча або щітковий вузол
• регулюючі за мінусом – з'являється додатковий провід
• регулюючі по плюсу – економічна схема підключення
• для генераторів змінного струму немає функції обмеження напруги на обмотку збудження, так як вона закладена в самому генераторі
• для генераторів постійного струму – додаткова опція відсікання АКБ при непрацюючому ДВС
• дворівневі – морально застаріли, застосовуються рідко, регулювання пружинами та невеликим важелем
• трирівневі – доповнені спеціальною платою порівнюючого пристрою та сигналізатором погодження
• багаторівневі – у схемі є 3 – 5 додаткових резисторів та система стеження
• транзисторні – у сучасних авто не використовуються
• релейні – покращений зворотний зв'язок
• релейно-транзисторні – універсальна схема
• мікропроцесорні – невеликі габарити, плавні регулювання нижнього/верхнього порога спрацьовування
• інтегральні – вбудовуються в щіткотримачі, тому замінюються після стирання щіток

Увага: Без доопрацювання схеми «плюсовий» та «мінусовий» регулятор напруги є не взаємозамінними приладами.

Реле генераторів постійного струму

Таким чином, схема підключення регулятора напруги під час експлуатації генератора постійного струму складніша. Оскільки в режимі стоянки, коли ДВС заглушений, необхідно відключити генератор від АКБ.

При діагностиці перевірка реле відбувається виконання трьох його функций:

• відсікання акумулятора під час стоянки машини
• обмеження максимального струму на виході генератора
• регулювання напруги для обмотки збудження

За будь-якої несправності потрібен ремонт.

Реле генераторів змінного струму

На відміну від попереднього випадку, діагностика своїми руками регулятора генератора змінного струму трохи простіше. У конструкцію «автомобільної електростанції» вже закладено функцію відсікання живлення під час стоянки від АКБ. Залишається перевірити лише напругу на обмотці збудження та на виході з генератора.

Якщо в машині стоїть генератор змінного струму, його неможливо завести розгоном з гірки. Так як залишкового намагнічування на збудливій обмотці тут немає за замовчуванням.

Вбудовані та зовнішні регулятори

Для автолюбителя важливо знати, що вимірюють та починають регулювати напругу реле у конкретному місці їх встановлення. Тому вбудовані модифікації впливають безпосередньо на генератор, а виносні "не знають" про його наявність у машині.

Наприклад, якщо виносне реле підключено до котушки запалювання, його робота буде спрямована на регулювання напруги лише на цій ділянці бортової мережі. Тому, як дізнатися, як перевірити реле виносного типу, слід переконатися, що воно підключено правильно.

Управління з «+» та «–»

У принципі схеми управління з «мінусу» та «плюсу» відрізняються лише схемою підключення:

• при монтажі реле в розрив "+" одна щітка підключається до "маси", інша до клеми регулятора
• якщо ж підключити реле в розрив "-", то одну щітку потрібно підключити до "плюсу", іншу до регулятора

Однак в останньому випадку з'явиться ще один провід, оскільки реле напруги є активним пристроєм. Для нього потрібне індивідуальне харчування, тому «+» потрібно підвести окремо.

Дворівневі

На початковому етапі в машинах встановлювалися механічні дворівневі регулятори напруги із простим принципом дії:

• через реле проходить електричний струм
• магнітне поле, що виникає, притягує важіль
• порівнювальним пристроєм служить пружина із заданим зусиллям
• при збільшенні напруги контакти розмикаються
• на збудливу обмотку надходить менший струм

Використовувалися механічні дворівневі реле в автомобілях ВАЗ 21099. Основним мінусом була робота з підвищеним зносом механічних елементів. Тому на зміну цим приладам прийшли електронні (безконтактні) реле напруги:

• дільник напруги зібраний з резисторів
• стабілітрон є пристроєм, що задає

Складна схема з'єднання та недостатньо ефективний контроль напруги призвели до зниження попиту на ці прилади.

Трирівневі

Однак дворівневі регулятори, у свою чергу, так само поступилися позицією більш досконалим трирівневим і багаторівневим приладам:

• напруга виходить із генератора на спеціальну схему через дільник
• інформація обробляється, дійсна напруга порівнюється з мінімальним та максимальним пороговим значенням
• сигнал неузгодженості регулює силу струму, що надходить на збуджуючу обмотку

Більш досконалими вважаються реле з частотною модуляцією – у них немає звичних опорів, зате збільшено частоту спрацьовування електронного ключа. Управління здійснюється логічними схемами.

Принцип роботи реле регулятора

Завдяки вбудованим резисторам і спеціальним схемам реле отримує можливість порівнювати величину напруги, що виробляється генератором. Після цього занадто високе значення призводить до відключення реле, щоб не перезарядити акумулятор і не зіпсувати електроприлади, підключені до бортової мережі.

Будь-які несправності призводять саме до цих наслідків, приходить у несправність батарея АКБ або різко збільшується експлуатаційний бюджет.

Перемикач літо/зима

Незалежно від сезону та температури повітря робота генератора завжди стабільна. Як тільки його шків починає обертатися, електрострум виробляється за умовчанням. Однак взимку начинки акумулятора замерзають, він заповнює заряд значно гірше, ніж влітку.

Перемикачі літо/зима знаходяться або на корпусі регулятора напруги або цим позначенням підписані відповідні роз'єми, які потрібно знайти і приєднати до них проводку в залежності від сезону.

Нічого незвичайного в цьому перемикачі немає, це лише грубі налаштування реле регулятора, що дозволяють підвищити до 15 В напругу на клемах акумулятора.

Підключення до бортової мережі генератора

Якщо при заміні генератора ви підключаєте новий пристрій самостійно, необхідно врахувати нюанси:

• спочатку слід перевірити цілісність та надійність контакту дроту від кузова машини до корпусу генератора
• потім можна приєднувати клему Б реле регулятора з «+» генератора
• замість «скруток», що починають грітися через 1 – 2 роки експлуатації, краще використовувати пайку проводів
• заводський провід потрібно замінити кабелем перерізу 6 мм2 мінімум, якщо замість штатного генератора монтується електроприлад, розрахований на струм більше 60 А
• амперметр в ланцюгу генератор/акумулятор показує, потужність якого джерела електропостачання в даний момент вище в бортовій мережі

Амперметри - необхідні прилади, за допомогою яких можна визначити заряд АКБ і працездатність генератора. Без особливих причин не рекомендується прибирати їх із схеми.

Схеми підключення регулятора виносного

Монтується виносне реле регулятора напруги генератора тільки після з'ясування, у розрив якого дроту воно має бути підключене. Наприклад:

• на старих РАФ, Газелях та «Бичках» використовуються реле 13.3702 у полімерному або сталевому корпусі з двома контактами та двома щітками, монтуються в «–» розрив ланцюга, клеми завжди промарковані, «+» зазвичай береться з котушки запалення (Б-ВК клема) контакт Ш регулятора з'єднується з вільною клемою щіткового вузла
• в «жигулях» застосовуються реле регулятори 121.3702 білого і чорного кольору, існують подвійні модифікації, в яких при виході з ладу одного приладу робота другого пристрою триває простим перемиканням на нього, монтується в розрив + клемою 15 до виведення котушки запалення Б-ВК, до щіткового вузла кріпиться дротом клема 67

Реле-регулятори, що вбудовуються, автолюбителі називають «шоколадками», маркованими Я112.Вони монтуються в спеціальні щіткотримачі, притискаються гвинтами і додатково захищаються кришкою.

На автомобілях ВАЗ реле зазвичай вбудовані в щітковий вузол, повне маркування Я212А11, що підключаються до замку запалювання.
Якщо власник змінює штатний генератор на старому вітчизняному ВАЗ на пристрій змінного струму від іномарки або сучасної Лади, підключення здійснюється за іншою схемою:

• питання кріплення корпусу автолюбитель вирішує самостійно
• аналогом клеми «плюс» тут служить контакт або В+, його включають в бортову мережу через амперметр
• виносні реле регулятори тут зазвичай не використовуються, а вбудовані вже інтегровані в щітковий вузол, з них виходить єдиний провід з маркуванням D або D +, який приєднується до замку запалювання (до клеми котушки Б-ВК)

Для дизельних ДВС в генераторах може бути клема W, яка приєднується до тахометра, її ігнорують при встановленні на авто з бензиновим мотором.

Перевірка підключення

Після встановлення трирівневого чи іншого реле-регулятора необхідна перевірка працездатності:

• двигун заводиться
• напруга в бортовій мережі контролюється на різних оборотах

Після установки генератора змінного струму та підключення його за наведеною вище схемою власника може очікувати «сюрприз»:

• при включенні ДВС запускається генератор, вимірюється напруга на середніх, великих та малих оборотах
• після вимкнення запалення ключем …. двигун продовжує працювати

В цьому випадку заглушити ДВЗ можна або знявши провід збудження, або відпустивши зчеплення з одночасним натисканням гальма. Вся справа в наявності залишкової намагніченості та постійному самозбудженні обмотки генератора. Проблема вирішується встановленням у розрив збудливого дроту лампочки:

• вона горить при незапущеному генераторі
• гасне після його запуску
• струм, що проходить через лампу, недостатній, щоб порушити обмотку генератора

Ця лампа автоматично стає індикатором заряджання АКБ.

Діагностика реле регулятора

Визначити поломки регулятора напруги можна за непрямими ознаками. Насамперед, це некоректна зарядка АКБ:

• перезаряд - википає електроліт, розчин кислоти потрапляє на деталі кузова
• недозаряд – ДВС не запускається, лампи горять у підлогу напруження

Однак краще діагностика приладами - вольтметром або тестером. Будь-яке відхилення від максимального значення напруги 14,5 (у деяких авто бортова мережа розрахована на 14,8 В) на великих обертах або мінімального значення 12,8 на малих обертах стає причиною заміни/ремонту реле регулятора.

Вбудованого

Найчастіше регулятор напруги інтегрований у щітки генератора, тому необхідно рівневе обстеження цього вузла:

• після зняття захисної кришки та ослаблення гвинтів щітковий вузол витягується назовні
• при зносі щіток (залишилося менше 5 мм їх довжини) заміна повинна проводитись в обов'язковому порядку
• діагностика генератора мультиметром проводиться в комплекті з акумулятором або зарядним пристроєм
• "мінусовий" провід від джерела струму замикається на відповідну пластину регулятора
• «плюсовий» провід від ЗУ або АКБ підключається до аналогічного роз'єму реле
• тестер встановлюється режим вольтметра 0 – 20 У, щупи накладаються на щітки
• в діапазоні 12,8 – 14,5 В між щітками має бути напруга
• при збільшенні напруги більше 14,5 В стрілка вольтметра має бути на нулі

В даному випадку замість вольтметра можна використовувати лампу, яка повинна горіти в зазначеному інтервалі напруги, гаснути при збільшенні цієї характеристики більше цього значення.

Провід, що управляє тахометром (маркування W тільки на реле для дизелів) продзвонюється мультиметром у режимі тестера. На ньому має бути опір близько 10 Ом. При зниженні цього значення провід «пробить», його слід замінити на нове.

Виносного

Жодних відмінностей у діагностиці для виносного реле не існує, зате його не потрібно демонтувати з корпусу генератора. Перевірити реле регулятор напруги генератора можна при двигуні, змінюючи оберти з низьких на середні, потім високі. Одночасно із збільшенням оборотів потрібно включити дальнє світло (як мінімум), кондиціонер, монітор та інші споживачі (як максимум).

Таким чином, при необхідності власник транспортного засобу може замінити штатне реле регулятор напруги більш сучасну модифікацію вбудованого або виносного типу. Діагностика працездатності доступна власними силами за наявності звичайної автомобільної лампи.

Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них