Generátorok és önindítók

Kialakulás és alkalmazás

Önindítók.

Az autó önindítója a jármű indítórendszerének kulcsfontosságú eleme, amely lehetővé teszi a belső égésű motor beindítását. Az autó önindítók tervezésének története és fejlődése szorosan kapcsolódik az autózás fejlődéséhez. Az autók fejlesztésének korai szakaszaiban a motorokat kézi indítással, kurblival indították. Ez fizikailag megterhelő és gyakran veszélyes megoldás volt, mivel a motor „visszarúghatott”, ami sérüléshez vezethetett. 1896-ban a mérnökök elkezdtek különböző módszerekkel kísérletezni a motorok mechanikus indítására. Példa erre Karl Benz rendszere, amely rugókat használt egy kurbli segítségével. 1911-ben Charles Kettering, a General Motors mérnöke feltalálta az első elektromos autó önindítót. Találmányát először 1912-ben használták a Cadillac autókban. Ez az elektromos önindító forradalmasította az autókat azáltal, hogy megszüntette a kurbli szükségességét. Az ezt követő évtizedekben az elektromos önindítók szabványossá váltak a legtöbb autóban. Az önindító technológiáját folyamatosan fejlesztették, javítva a megbízhatóságot és a teljesítményt. A második világháború után, az autóipari technológia fejlődésével az önindítók egyre fejlettebbé és megbízhatóbbá váltak. A 2000-es években az egyre növekvő üzemanyag-hatékonysági és kibocsátáscsökkentési igényekre válaszul bevezették a start-stop rendszereket. Ezek a rendszerek automatikusan leállítják a motort, amikor az autó megáll (például a lámpánál), és újraindítják, amikor a vezető lenyomja a kuplungot vagy a gázpedált. Ezért robusztusabb és gyorsabb önindítók kifejlesztésére volt szükség. A mai önindítók összetettebb jármű energia-menedzsment rendszerek részét képezik. Számos modern autó, különösen a hibridek és elektromos autók, olyan alternatívákat használnak, mint az önindítóként működő villanymotorok.

Generátorok.

Az autó generátora, amely a jármű elektromos rendszerének kulcsfontosságú eleme, felelős az elektromosság biztosításáért és az akkumulátor töltéséért. A 20. század elején az első autók egyenáramú (DC) generátorokat használtak, amelyek a mechanikai energiát elektromos energiává alakították. Ezek azonban kevésbé voltak hatékonyak, és korlátozottan tudták tölteni az akkumulátort alacsony motorsebességnél. Az 1920-as és 1930-as években az egyenáramú generátorokat fokozatosan fejlesztették, de hatékonyságuk továbbra is problémát jelentett, különösen az egyre nagyobb elektromos igényeket támasztó járművekben.

Az 1950-es években, a járművek növekvő elektromos igényeivel párhuzamosan, hatékonyabb energiaforrások fejlesztésébe kezdtek. Az autókban elkezdtek váltakozó áramú (AC) generátorokat tesztelni. Az első sorozatgyártású autók, amelyek generátorokat használtak, az 1960-as években jelentek meg. A generátorok, a generátoroktól eltérően, váltakozó áramot (AC) generálnak, amelyet diódahíd segítségével egyenárammá (DC) alakítanak, lehetővé téve az akkumulátor hatékonyabb töltését és a jármű elektromos berendezéseinek áramellátását.

Az 1970-es és 1980-as években a generátorok a legtöbb autó alapfelszereltségévé váltak. Számos tervezési fejlesztés történt, mint például jobb mágneses anyagok, hatékonyabb hűtőrendszerek és pontosabb feszültségszabályozók. A mai generátorok sokkal fejlettebb technológiát képviselnek. Mikroprocesszorokat használnak a töltési feszültség és áram pontos szabályozására. A modern anyagok, mint például a neodímium mágnesek használata lehetővé teszi, hogy a generátor hatékonyabb és kisebb méretű legyen.

A mai járművek intelligens energiagazdálkodási rendszerekkel vannak felszerelve, amelyek optimalizálják a generátor teljesítményét az üzemi körülményeknek megfelelően. Ezek a rendszerek lekapcsolhatják a generátort gyorsításkor, hogy csökkentsék a motor terhelését és javítsák az üzemanyag-hatékonyságot. A hibrid és elektromos autókban a hagyományos generátorokat gyakran kifinomultabb töltési és energiagazdálkodási rendszerek váltják fel. A teljesen elektromos járműveknek nincs szükségük hagyományos generátorra, mivel energiaellátásuk nagy hajtóakkumulátorokon és fejlett energiaátalakító rendszereken alapul.

Felépítés és működési elv

Önindító.

Az autó önindítója egy összetett elektromechanikus eszköz, amely kulcsszerepet játszik a belső égésű motor beindításában. Számos alapvető alkatrészből áll, amelyek együttműködve alakítják át az elektromos energiát mechanikai mozgássá.

Az önindító alapvető alkatrésze egy egyenáramú (DC) villanymotor. A motor belsejében szénkefék találhatók, amelyek érintkeznek a kommutátorral, lehetővé téve az áram áramlását a forgórész tekercseibe. A forgórész, amely a motor forgó része, egy állórész veszi körül, amely tekercseket vagy állandó mágneseket tartalmaz, amelyek mágneses mezőt generálnak. Amikor áram áramlik a forgórész tekercseibe, mágneses mező keletkezik, amely reakcióba lép az állórész mezőjével, ami a forgórész forgását okozza.

Az önindító tartalmaz egy kuplungszerkezetet is, amelyet bendixnek neveznek, amely összekapcsolja az önindítót a motor lendkerekével. Amikor az önindító bekapcsol, a bendix a lendkerékkel összekapcsolódik, lehetővé téve a nyomaték átvitelét az önindítóról a motor főtengelyére. Amikor a belső égésű motor beindul, a bendix automatikusan leválik, hogy elkerülje az önindító károsodását.

Egy másik fontos alkatrész az elektromágneses kapcsoló, más néven automatikus kapcsoló. Ez lehetővé teszi, hogy az áram az önindító motorba áramoljon, és mozgassa a kuplungszerkezetet (bendixet). Amikor a vezető elfordítja az indítókulcsot vagy megnyomja az indítógombot, az akkumulátorból áramlik áram az önindító mágnesszelepéhez. Ez mágneses mezőt hoz létre a tekercsben, amely vonzza a mágneses kapcsoló belsejében lévő mozgó csapot. Ez a mozgás két kulcsfontosságú hatással van:

1. A csap húzása belső érintkezőket zár le. Ezek az érintkezők reléként működnek, lehetővé téve, hogy nagy áram áramoljon az akkumulátorból az önindító motorba. Az önindítónak nagy mennyiségű áramra van szüksége ahhoz, hogy elegendő nyomatékot generáljon a belső égésű motor főtengelyének elfordításához. A tekercs által áramlással ellátott mágnesszelep érintkezőinek zárása lehetővé teszi ezt az áramlást.
2. A csap mozgása mozgatja a bendix mechanizmust, amely összekapcsolódik a belső égésű motor lendkerekével. A bendix az önindító motor forgórészéhez van csatlakoztatva, és amikor a mágnesszelep vonzza a csapot, a bendix kitolódik, összekapcsolva a fogaskereket a lendkerékkel. Ez az összekapcsolódás lehetővé teszi a nyomaték átvitelét az önindító motorból a belső égésű motor főtengelyére, ami a motor beindulását okozza.

Amikor a belső égésű motor beindul és az indítókulcsot elengedik, az áramlás megszűnik a kapcsoló tekercséhez. A mágneses mező eltűnik, és egy rugó visszahúzza a csapot eredeti helyzetébe. Ez megszakítja az áram áramlását az önindító motorba, és a bendix leválik a motor lendkerekéről.

Az egész rendszert egy önindító ház foglalja magába, amely védi a belső alkatrészeket a szennyeződéstől és a mechanikai sérülésektől. Ez a ház általában fémből készül, hogy biztosítsa a tartósságot és az ellenállást a kemény üzemi körülmények között.

Generátor.

Az autó generátora egy olyan eszköz, amely több kulcsfontosságú alkatrészből áll, amelyek együttműködve termelnek elektromosságot és töltik a jármű akkumulátorát. Felépítése tartalmaz egy forgórészt, állórészt, egyenirányító diódákat, feszültségszabályozót és házat.

A forgórész a generátor központi eleme, amely egy tengelyből áll, amelyre tekercsek vannak felcsavarva, hogy elektromágnest képezzenek. Amikor áram folyik a forgórész tekercsein, mágneses mező keletkezik. A forgórész az állórész belsejében forog a motor főtengelyéhez csatlakoztatott hajtószíj segítségével.

Az állórész körülveszi a forgórészt, és egy vékony acéllemez rétegekből készült magból, valamint köré tekert tekercsekből áll. Amikor a forgórész forog, mágneses mezeje keresztezi az állórész tekercseit, váltakozó áramot (AC) indukálva bennük.

Az egyenirányító diódák olyan elektronikus alkatrészek, amelyek a váltakozó áramot egyenárammá (DC) alakítják. Egy generátor általában hat diódát tartalmaz, amelyek egy híd-egyenirányítót képeznek. Ezek a diódák csak egy irányba engedik áramolni az áramot, ami megszünteti az AC oszcillációit, és állandó áramot biztosít a jármű elektromos rendszeréhez és akkumulátorához.

A feszültségszabályozó egy kulcsfontosságú alkatrész, amely szabályozza a generátor kimeneti feszültségszintjét. Fő feladata az állandó kimeneti feszültség fenntartása, általában 14,4V körül, a motor sebességétől és az elektromos terheléstől függetlenül. A feszültségszabályozó figyeli a kimeneti feszültséget, és ennek megfelelően szabályozza a forgórész gerjesztő áramát a stabil feszültség biztosítása érdekében.

A generátor háza védi a belső alkatrészeket a szennyeződéstől és a mechanikai sérülésektől. Általában alumíniumból készül, ami biztosítja a szilárdságot és a hatékony hőelvezetést. A ház szellőzőnyílásokkal és ventilátorral is rendelkezik, hogy elősegítse a generátor hűtését működés közben.

Amikor az autó motorja működik, a hajtószíj forgatja a generátor forgórészét, amely mágneses mezőt generál, amely áramot indukál az állórész tekercseiben. Ez az áram diódákkal egyenirányítva és feszültségszabályozóval szabályozva stabilan látja el a jármű elektromos rendszerét, és tölti az akkumulátort.

Felújítási folyamat.

Önindító.

Minden önindítót a felújítási folyamat során alkatrészeire bontanak, amelyeket aztán megtisztítanak. Minden alkatrészt alaposan megtisztítanak, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket, olajat, port és egyéb szennyeződéseket. A fém alkatrészeket vegyszerekkel vagy mechanikai eszközökkel, például homokfúvással lehet tisztítani. A tisztítás elengedhetetlen ahhoz, hogy az új alkatrészek tiszta környezetben megfelelően működjenek. A következő lépés az összes alkatrész kopásának és állapotának alapos felmérése. Különös figyelmet fordítanak a szénkefék, a kommutátor, a csapágyak, a forgórész és az állórész tekercsek, valamint a bendix és a kapcsolószolenoid állapotára. Azok az alkatrészek, amelyek sérültek, elhasználódtak vagy kritikusak az önindító helyes működése szempontjából, új alkatrészekre cserélhetők. Az összeszerelés után az önindítót terhelés alatt tesztelik, ahol a működési paramétereit ellenőrzik. A megfelelő technológiai folyamat, a kiváló minőségű pótalkatrészek és az önindító teljesítményének végső ellenőrzése garantálja annak helyes működését a járműbe történő beszerelés után.

Generátor.

Minden generátort a felújítási folyamat során alkatrészeire bontanak, amelyeket aztán megtisztítanak. Minden alkatrészt alaposan megtisztítanak, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket, olajat, port és egyéb szennyeződéseket. A fém alkatrészeket vegyszerekkel vagy mechanikai eszközökkel, például homokfúvással lehet tisztítani. A tisztítás elengedhetetlen ahhoz, hogy az új alkatrészek tiszta környezetben megfelelően működjenek. A következő lépés az összes alkatrész kopásának és állapotának alapos felmérése. Az elhasználódott vagy sérült alkatrészeket új vagy felújított alkatrészekre cserélik. A tipikusan cserélendő alkatrészek közé tartoznak a szénkefék, a csúszógyűrűk, a csapágyak és az egyenirányító diódák. A feszültségszabályozó is cserélhető, ha sérült. Az egyenirányító diódákat és a feszültségszabályozót alaposan tesztelik, hogy biztosítsák a megfelelő működést. A sérült diódákat kicserélik, és a feszültségszabályozót ellenőrzik, hogy stabil kimeneti feszültséget biztosítson. Az összeszerelt generátort egy tesztpadon tesztelik, hogy ellenőrizzék működését. A tesztek során ellenőrzik a kimeneti feszültséget, a töltőáramot és a működés stabilitását különböző sebességeken.

A meghibásodások okai és típusai

A hibás önindítóra utaló tünetek:

1. Nincs reakció a kulcs elfordítására vagy az Indítógomb megnyomására.
2. Túl alacsony önindító fordulatszám, az önindító lassabban "pörög", mint általában.
3. Zaj az önindító működése közben.
4. Indítási problémák egy felmelegedett motornál.
5. Szabálytalan működés - néha működik, néha nem.

Az önindítók leggyakoribb hibái:

1. Szennyeződés.
2. Túlfeszültség.
3. Mechanikai alkatrészek sérülése vagy kopása.
4. Elektromos alkatrészek sérülése vagy kopása.
5. Korrózió.
6. Túlmelegedés.

A hibás generátorra utaló tünetek:

1. A töltésjelző lámpa kigyulladása a műszerfalon.
2. Szokatlan hangok az autó motorházából.
3. Feszültségingadozások a rendszerben - a lámpák tompulása, problémák olyan eszközök működésével, mint a rádió vagy a navigáció.
4. Az akkumulátor elégtelen vagy nem megfelelő töltése miatti indítási nehézségek.

A generátor leggyakoribb hibái:

1. Szennyeződés.
2. Korrózió.
3. Mechanikai alkatrészek sérülése vagy kopása.
4. Elektromos alkatrészek sérülése vagy kopása.
5. Túlfeszültség.