n0 - начальная частота вращения без нагрузки. Поскольку обычно снятие характеристики начинают с тока нагрузки (около 2 А, то эта точка получается экстраполяцией снятой характеристики до пересечения с осью абсцисс.

nL - минимальная рабочая частота вращения, т. е. частота вращения, примерно соответствующая частоте холостого хода двигателя. Условно принимается, Пь = 1500 мин-. Этой частоте соответствует ток Il. Фирма Bosch для компактн1х генераторов приняла nL=1800 мин. Обгчно IL составляет 40...50% номинального тока.

nR - номинальная частота вращения, при которой вграбатывается номинальный ток IR. Эта частота вращения принята nR = 6000 мин, IR - наименьшая сила тока, который генераторная установка должна вхработать при частоте вращения nR.

Nmax - максимальная частота вращения. При этой частоте вращения генератор вхрабатывает максимальную силу тока IMAX . Обгчно максимальная сила тока мало отличается от номинальной IR (не более, чем на 10%).

Фирмы приводят в своих информационных материалах в основном только характерные точки токоскорост-ной характеристики. Однако, для генераторных установок легковых автомобилей с достаточной степенью точности можно определить токоскоростную характеристику по известной номинальной величине силы тока / и характеристике по рис. 13, где величины силы тока генератора даны по отношению к ее номинальной величине. /

Рис. 13. Выходные характеристики автомобильных генераторов. 1 - токоскоростная характеристика. 2 - КПД по точкам токоскоростной характеристики

Кроме токоскоростной характеристики генераторную установку характеризует еще и частота самовозбуждения. При работе генератора на автомобиле в комплекте с аккумуляторной батареей генераторная установка должна самовозбуждаться при частоте вращения двигателя меньшей, чем частота вращения его холостого хода. При этом, конечно, в схему должны быть включены лампа контроля работоспособного состояния генераторной установки мощностью, оговоренной для нее фирмой -изготовителем генератора и параллельно ей резисторы, если они предусмотрены схемой.

Другой характеристикой, по которой можно представить энергетические способности генератора, т. е. определить величину мощности, забираемой генератором от двигателя, является величина его коэффициента полезного действия (КПД), определяемого в режимах соответствующих точкам токоскоростной характеристики (рис. 13), величина КПД по рис. 13 приведена для ориентировки , т. к. она зависит от конструкции генератора - толщины пластин, из которых набран статор, диаметра кон-тактнхх колец, подшипников, сопротивления обмоток и т. п., но, главнхм образом, от мощности генератора. Чем генератор мощнее, тем его КПД выше

Наконец, генераторную установку характеризует диапазон ее выходного напряжения, при изменении в определенных пределах частоты вращения, силы тока нагрузки и температуры. Обычно в проспектах фирм ука-затвается напряжение между силовым выводом + и массой генераторной установки в контрольной точке или напряжение настройки регулятора при холодном состоянии генераторной установки частоте вращения 6000 мин, нагрузке силой тока 5 А и работе в комплекте с аккумуляторной батареей, а также термокомпенсация -изменение регулируемого напряжения в зависимости от температуры окружающей среды. Термокомпенсация указывается в виде коэффициента, характеризующего изменение напряжения при изменении температуры окружающей среды на ~1°С. Как было показано выше, с ростом температуры напряжение генераторной установки уменьшается. Для легковых автомобилей некоторые фирмы предлагают генераторные установки со следующим напряжением настройки регулятора и термокомпенсацией: Напряжение настройки,В 14,1±0,1 14,5±0,1 Термокомпенсация, мВ/°С 7±1,5 -10±2

Ниже приводятся основные характеристики и особенности конструкции генераторов зарубежных фирм. Следует помнить, что под генератором фирмы имеют в виду генераторную установку, т. е. генератор в комплекте со встроенным в него регулятором напряжения.

2. ГЕНЕРАТОРЫ ЕВРОПЕЙСКИХ ФИРМ

Ведущими европейскими фирмами по производству автомобильных генераторов являются фирмы Bosch (Германия), Valeo (Франция) и Magneti Marelli (Италия). Фирма Bosch комплектует своими генераторами автомобили, производящиеся в Германии - Mercedes, BMW, Audi, Opel, Volkswagen и др., Valeo ориентировано на французское автомобильное производство - Peygeot, Citroen, Renault, а также автомобили Volvo. Magneti Ma-relli - это основной поставщик фирмы FIAT. Генераторами фирмы Lucas, вошедшей в состав Magneti Marelli, комплектуются английские автомобили. Конечно, это разделение весьма условно. В производстве автомобильной электротехники международная интеграция очень глубока. Генераторы фирмы Bosch можно встретить на американских автомобилях. Европейские автомобильные фирмы используют и японские генераторы. Ниже рассмотрены особенности устройства, схемного исполнения, основные параметры генераторов этих

фирм. Генераторы фирмы Bosch, как наиболее часто встречающиеся на автомобилях, эксплуатируемых в России рассмотрены более подробно. Генераторы других фирм рассматриваются в сравнении с изделиями фирмы Bosch

2.1. Генераторы фирмы Bosch

С конца 60-х годов фирма выпускает для установки на легковые автомобили генераторы серий К1 и NI. Генераторы этих серий выпускаются и сегодня. Конечно, за время столь долгого выпуска конструкция генераторов претерпела существенные изменения. Так, вынесенный отдельно регулятор напряжения был заменен на встроенный в генератор. Существенно уменьшилась масса генераторов, улучшились их выходные характеристики. В табл. 1 представлены основные параметры современных генераторов этих серий.

Таблица 1. Основные параметры генераторов К1, NI

По обозначению генератора, указанному на наклейке, расположенной на цилиндрической части задней крышки генератора, можно определить характерные точки его токоскоростной характеристики и номинальное напряжение. Обозначение соответствует первой графе табл. 1. После номинального напряжения дробью указаны силы тока по токоскоростной характеристике при частоте вращения 1500 и 6000 мин. Рядом обычно изображается эмблема или марка автомобиля, для которого предназначен генератор: Mercedes, Volvo и т. п. Десятизначный номер модификации, например, 0120489975 отличает генераторы по присоединительным размерам, расположению выводов, параметрам и т. п. До середины 80-х годов фирма использовала несколько иной способ указания типа генератора с его электрическими параметрами. Например, Kl-14v 65А 25, где 65А - ток отдачи при 6000 мин-, а число 25 означает, что частота вращения генератора равна 2500 мин при отдаче тока, равного 2/3 от тока при 6000 мин-.

Генераторы одного и того же типа могут иметь несколько модификаций, которые отличаются отдельными конструктивными и электрическими параметрами (присоединительные размеры, включая приводной шкив и внешние выводы, способы защиты от загрязнения и повышенной температуры в подкапотном проостранстве, размеры подшипников, уровень регулируемого напряжения, защита от перенапряжений в бортовой сети). Модификацию отличает десятизначный номер, о чем говорилось выше.

Генераторы К1 и NI имеют одинаковую электрическую схему, которая приведена на рис.6а. Помимо массы , генераторы имеют следующие внешние выводы с обозначением:

В+ - силовой вывод для соединения с плюсовым проводом бортсети (батарея и нагрузка);

D+ - вывод + от дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения для соединения с лампой контроля работоспособного состояния генераторной установки;

+ - дополнительный вывод силового + для включения помехоподавительного конденсатора 2,2 мкФ;

W - вывод фазы обмотки статора.

Собственно генератор выполнен с электромагнитным возбуждением и контактными кольцами, с трехфазной двухполупериодной схемой выпрямления и тремя диодами дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения.

Для генераторов повышенной мощности используется дополнительное плечо с включением на нулевую точку обмотки статора. Обмотка возбуждения одним концом включена на вывод D+ , а другим через выходной транзистор на массу . На эти же точки подсоединена и входная цепь регулятора напряжения. Контроль исправности генератора при эксплуатации автомобиля осуществляется с использованием контрольной лампы, мощность которой по рекомендации фирмы должна быть не менее 2 Вт, чтобы обеспечить возбуждение генератора на минимальной частоте вращения двигателя. Между выводом D+ и массой внутри генератора обычно включается добавочное сопротивление 68 0м для обеспечения сигнализации (загорание лампы) обрыва цепи возбуждения в период движения автомобиля. Без этого сопротивления в случае указанного дефекта была бы возможна разрядка аккумуляторной батареи из-за отсутствия сигнализации водителю о неисправном генераторе.

Рис. 14. Общий вид генераторов К1, NI фирмы Bosch Конструкция генераторов рассчитана на сохранение работоспособности при максимальной частоте вращения 15000 мин-, изменении температуры окружающей среды от -40 до +80°С и вибрационных нагрузках до 30g (g-ускорение свободного падения). Средний срок службы 150 тыс. км пробега автомобиля. На рис. 14 представлен общий вид генераторов К 1, NI, а на рис. 15 их внутреннее устройство. Пакет железа статора, изготовленный навивкой стальной ленты на ребро, имеет 36 полузакрытых пазов с изоляционным покрытием, выполненным методом напыления. При значительном пробеге в условиях влажности и колебаний окружающей температуры может наблюдаться растрескивание и отслоение запыленной изоляции на торцах пакета статора, что способно привести к отказу генератора из-за замыканияна массу уложенной в пазы обмотки статора. Магнитная система ротора двенадцатиполюсная. Сопротивление обмотки возбуждения на разных типах генераторов различно, и находится в диапазоне 4,5...2,6 0м. Различные токоскоростные характеристики (мощность) типов генераторов одной серии обеспечиваются изменением главным образом обмоточных данных статора и ротора (число витков и диаметр провода). Выпрямительный блок (рис. 16) состоит из двух расположенных в одной плоскости алюминиевых или медных теплоотводов толщиной 2,5... 3 мм, в отверстия которых запрессованы силовые диоды соответствующей полярности, выполненные в цилиндрическом медном корпусе диаметром 12,77 мм (0,5дюйма). Каждый из этих диодов обычно рассчитан на выпрямленный ток не более 30 А. Поэтому в генераторах N 1 на ток более 90 А применяют блоки с удвоенным числом диодов (по 2 диода в параллель). Теплоотводы закреплены на пластмассовой монтажной плате с спрессованными в нее соединительными медными проводниками, к которым привариваются выводы силовых диодов и трех диодов дополнительного выпрямителя, закрепленных на плате, и припаиваются выводы фаз обмотки статора. Дополнительные диоды выполнены в пластмассовом корпусе, каждый из них рассчитан на ток около 2 А.

Рис.15. Внутреннее устройство генераторов К.1, NI фирмы Bosch: I - шкив; 2 -вентилятор; 3, 7 - передняя и задняя крышка; 4 - статор: 5 - обмотка возбуждения: 6 -выпрямительный блок: 8 -контактные кольца; 9 - резиновое кольцо; 10 - прижимная шайба; II -узел щеткодержатель-регулятор напряжения : 12-стяжной винт; 13-крепежная лапа

Положительные тепло-отвод1.как правило, покрываются изолирующей краской для исключения возможных замыканий на массу крышки при сильном загрязнении дорожной пылью с проводящими солевыми растворами. На выпрямительном блоке закреплены внешние выводы генератора: В+ - винтовой или плоский штекер, в том числе сдвоенный; D+ -плоский штекер, + для конденсатора - плоский

штекер и W - обгчно плоский штекер. Имеется также внутренний пружинящий плоский вывод D+ , который при установке щеткодержателя с регулятором напряжения прижимается к его соответствующему контакту и подает питание на цепь возбуждения и регулятор напряжения. Выпрямительный блок крепится несколькими