Диагностика неисправностей автомобильного генератора

Автомобильный генератор – это своеобразная миниатюрная электростанция, трансформирующая вращательное движение коленвала в переменное напряжение. Неисправность этого узла чревата такими неприятностями, как недозаряд АКБ. Если при работающем моторе этот недостаток не столь важен, то достаточно его заглушить, чтобы автомобиль уже не завёлся. Но проблемы с генератором могут проявиться и на дороге – если он откажет полностью, то бортовая сеть некоторое время сможет работать от аккумулятора, но очень быстро его энергетический потенциал иссякнет, и авто заглохнет. И хорошо, если это случится в пределах населённого пункта.

Поэтому так важно следить за состоянием этого важнейшего узла автомобиля. При любых подозрениях, касающихся его работоспособности, следует осуществить проверку автогенератора. Как это сделать, мы сейчас и расскажем.

Причины поломки генератора

Любой генератор – это схематически несложное устройство. Грубо говоря, это аналог электродвигателя, но инверсный. Если в двигателе электричество преобразуется во вращательное движение, то в генераторе всё происходит наоборот: кинетическая энергия коленвала, передаваемая на вал ротора, трансформируется в электроэнергию. Чтобы она была пригодной для использования бортовыми электроприборами, на выходе устройства преобразуется в постоянный ток, величину которого контролирует реле-регулятор.

Как видим, ничего сложного. Неудивительно, что и причины неисправностей автомобильного генератора (мы будем говорить только об основных) тоже не очень много. Перечислим их:

1. Подклинивание подшипников. Одна из наиболее распространенных причин, если генератор возрастной. Дело в том, что вращение ротора происходит благодаря наличию подшипников, а они со временем изнашиваются по причине проникновения внутрь влаги и микроскопических твёрдых частиц. В результате такого износа подшипник начинает подклинивать, а со временем, когда износ становится критическим, и вовсе останавливаются. Это уже пограничная неисправность, проявляющаяся полной неработоспособностью генератора. А когда идёт речь о подклинивании, заметить вовремя такую неисправность практически невозможно. Но когда подклинивание становится ощутимым, первым признаком такой поломки становится порванный ремень.
2. Не менее часто остановка автогенератора вызвана сгоревшей обмоткой. Такие ситуации характерны для любых электродвигателей, а мы уже знаем, что генератор фактически является аналогом таких устройств. Чаще всего проблемы случаются с обмоткой статора, поскольку он находится снаружи устройства. К таким последствиям обычно приводит разрушение эпоксидной оболочки в результате внешних воздействий — влаги и химических реагентов, которыми посыпают дороги зимой. В результате оголенные провода банально замыкает, что и приводит к перегоранию проводки.
3. Износ графитовых щёток на самом деле многие даже не рассматривают как неисправность. Сами щетки считаются расходным материалом. Двигаясь с большой частотой по дорожкам статора, они действительно изнашиваются очень быстро. К счастью, замена этих деталей достаточно проста: конструктивно их располагают в таком месте, чтобы подобная операция не доставляла больших неудобств (хотя и о большом комфорте работы в моторном отсеке говорить как-то неудобно).
4. Наконец, одной из самых частых причин неработоспособности автомобильного электрогенератора является поломка регулятора напряжения. Этот узел отвечает за корректировку выходных параметров тока с целью обеспечение подзарядки аккумулятора. Если реле регулятора вышла из строя — это проявится буквально за одну две поездки. Вы просто не сможете завести двигатель после простоя из-за разрядившейся АКБ.

Отметим, что при возникновении большинства неисправностей проверить работу генератора на автомобиле можно с помощью мультиметра. О том, как это сделать, мы расскажем чуть позже.

Признаки механических неисправностей генератора автомобиля

Обычно перед тем, как приступить к диагностике устройства с использованием мультиметра, генератор проверяют на наличие механических повреждений посредством визуального осмотра.

В некоторых случаях признаки поломки автомобильного генератора можно банально услышать: если из подкапотного пространства издаются звуки типа скрежета, свиста, стуков, дребезжания, скрипа — это характерные симптомы износа подшипников. Поэтому в первую очередь осматривают именно их. Если в результате добавления смазки посторонние звуки не исчезают, скорее всего, придётся выполнять операцию замены подшипников.

Замыкание обмотки статора — поломка, которая не характеризуется появлением подозрительных звуков. Но зато эти признаки неисправности генератора автомобиля хорошо просматриваются при его визуальном осмотре. В частности, те места, где происходит межвитковое замыкание обмотки на корпус генератора, обычно хорошо видны. Таким же способом можно обнаружить плохие электрические контакты — они проявятся наличием подгоревших пятен тёмного цвета.

В тех случаях, когда генератор машины сломался из-за короткого замыкания, решение о его ремонтопригодности должен принимать только специалист. В большинстве случаев целесообразность ремонтных мероприятий ставится под сомнение. Если же говорить о подгорании контактов, то такие неисправности можно подкорректировать и самостоятельно, при условии соблюдения простейших правил техники безопасности.

Диагностика напряжения, выдаваемого генератором

Если в результате визуального осмотра вы не обнаружили ничего подозрительного, дальнейшая проверка генератора на автомобиле должна осуществляться с использованием электроизмерительных приборов. Они позволяют производить замеры выходного напряжения при различных режимах работы устройства, на основании которых можно судить о вероятности возникновения тех или иных проблем. Лучше всего использовать для этих целей многофункциональные тестеры, поскольку с помощью мультиметра можно анализировать все параметры тока, генерируемого автомобильной мини-электростанцией.

Впрочем, в большинстве случаев будет достаточно и вольтметра, поскольку измерять нужно именно напряжение.

Такие замеры можно произвести и самостоятельно, достаточно подключить измерительный прибор к клеммам АКБ и запустить мотор. В этот момент его показания должны превышать значение в 8 вольт. Повысить точность измерений можно, если температура окружающей среды колеблется в пределах 20-25 градусов, а сам силовой агрегат уже прогрет до рабочих показателей.

При наличии тахометра необходимо постепенно увеличить обороты вращения двигателя до 3000 об/минуту. Помощник в этот момент должен осуществить проверку генератора автомобиля с помощью мультиметра, произведя повторные замеры напряжения на клеммах аккумулятора. Если результат окажется ниже 12.5 В, можно говорить об очевидной неисправности автогенератора и необходимости проведения более информативной диагностики с последующим ремонтом.

Процесс демонтажа генератора несложен:

• вначале отсоединяем клеммы, идущие к аккумуляторной батарее;
• затем отсоединяем провода со щёткодержателя и выхода обмотки стартера;
• остается открутить крепёжные винты и гайки (зависит от конкретной модели авто).

Сняв автогенератор, следует тщательно осмотреть щётки и определить, нуждаются ли они в замене из-за критической изношенности или их нужно просто почистить от нагара и загрязнений – во многих случаях этого оказывается достаточно, чтобы восстановить работоспособность устройства.

О проверке работоспособности регулятора напряжения мы поговорим позже.

Нам важно знать, как проверить генератор после устранения обнаруженных неисправностей и монтажа его на штатное место (которое производится в порядке, обратном демонтажу).

Если в результате проверки напряжения на клеммах АКБ при раскручивании силового агрегата до 3 тысяч оборотов показания мультиметра зафиксированы в диапазоне 13.50-14.50В – мы успешно справились с проблемой, поскольку работоспособность генератора в полной мере восстановлена. Если это не так, следует продолжить поиски неисправности генератора.

Проверка реле регулятора

Проверить автомобильный генератор в домашних условиях можно и без наличия диплома электротехника. В частности, проблемы с работоспособностью регулятора можно определить и по косвенным симптомам. Особенно быстро это станет заметно зимой, когда отклонения в величине тока подзарядки АКБ проявляются намного ярче.

Недозаряд приведёт к тому, что аккумулятор просто полностью разрядится, и если он относительно новый, грешить следует только на генератор (вернее, реле регулятора). Впрочем, и перезаряд чреват полной неработоспособностью аккумулятора, однако уже по другой причине – из-за выкипания электролитической жидкости. Определить это можно и визуально – на верхней части аккумулятора будут видны отложения белого цвета, рассыпающиеся при дотрагивании.

В этом случае также следует искать причину в работе регулятора.

Поверить напряжение реле генератора мультиметром можно, не снимая устройство. Приводим пошаговый алгоритм:

• запускаем силовой агрегат;
• устанавливаем мультиметр в режим измерения напряжения номиналом менее 20 В;
• подсоединяем щупы измерительного прибора к аккумуляторным клеммам;
• если на ХХ измеренное напряжение находится в границах 13.2-14.0В, беспокоиться пока не о чём;
• при увеличении оборотов до значений порядка 2.-2.5 тысяч измеряемое напряжение также должно увеличиться (коридор, не вызывающий опасений – 13.50-14.20В);
• нажатие педали акселератора до красной отметки тахометра (свыше 3500 об/мин) должно увеличить измеряемое напряжение максимум до 14.5В.

Существенные отклонения от этих показателей хотя бы на одном из режимов (в меньшую/большую сторону – не имеет значения) говорит о том, что реле регулятора не справляется со своими задачами надлежащим образом.

Но не спешите покупать новый регулятор – вполне возможно, что несоответствие номинальным показателям вызвано банальным окислением клемм регулятора напряжения, особенно если он выполнен в виде отдельно стоящего блока. В этом случае проверку работоспособности генератора автомобиля нужно осуществить повторно, но после тщательной зачистки контактной группы.

Диагностика цепей электропитания

Если в результате выполнения всех вышеперечисленных мероприятий найти причину потери работоспособности автогенератора не удалось, наш следующий шаг – диагностика электрических цепей. Без наличия электроизмерительного прибора здесь также не обойтись.

Первый объект проверки – диодный мостик. Подсоединяем выводы вольтметра/мультиметра к массе и клеммам генератора. Если измеренное напряжение больше 0.5 В – проблема именно в неисправном диоде. Наиболее распространенной причиной их выхода из строя является пробой диода, который определяется следующим образом:

• переключаем мультиметр в режим измерения тока;
• отсоединяем выходной провод генератора;
• подключаем клеммы прибора между клеммой со стороны отсоединённого провода и выводом «30»;
• если показания мультиметра находятся в районе 5.0 мА – пробой диода отсутствует.

Следующий шаг определения исправности генератора автомобиля – проверка работоспособности реле регулятора, в частности, его контактной группы. Для этого следует предварительно на протяжении 20-30 минут прогреть мотор на средних оборотах и при включённых световых приборах. Затем тестером проверяем напряжение между массой и выводом «30». Отметим, что номинальные значения могут варьироваться в зависимости от марки/модели авто, поэтому «выуживаем» их из технического руководства.

Для того чтобы диагностировать наличие неисправностей в обмотке возбуждения ротора, потребуется измерить сопротивление этого элемента автогенератора. Проверить обмотку генератора на машине, не снимая его, в большинстве случаев не получится. Впрочем, демонтировать придётся только регулятор и щёткодержатель – в этом случае открывается доступ к обмотке ротора, достаточный даже для её визуального осмотра. Проверяем обмотку на предмет целостности, в предупредительных целях зачищаем контактные кольца. Щупы мультиметра (можно использовать и омметр) подключаем к кольцам и проводим измерения, результаты которых должны находиться в пределах 5.0-10.0 Ом.

Если значения отличаются – остаётся проверить обмотку на наличие КЗ на массу. Делается это при помощи мультиметра, который подключается к контактному кольцу и сердечнику якоря, а сам прибор переключаем в режим «прозвона». Наличие писка тестера как раз и будет свидетельствовать о наличии короткого замыкания.

Причины недозаряда АКБ

Мы уже вскользь упоминали об одной из причин недозаряда автоаккумулятора. Сейчас мы поговорим об этом более подробно:

1. Обрыв ремня генератора принято считать самой встречаемой причиной отсутствия тока заряда АКБ. Это и понятно – ремень генератора относится к расходным материалам. Независимо от его качества и материалов изготовления, он неизбежно изнашивается. В принципе в руководстве пользователя указывается приблизительная регулярность выполнение замены ремня. Если вы не хотите застрять на трассе вдалеке от дома, лучше придерживаться этих рекомендаций.
2. Ослабление натяжения генераторного ремня — вторая по встречаемости причина отсутствие полноценной генераторной подзарядки автоаккумулятора. Даже относительно новый ремень может в процессе эксплуатации авто ослабнуть, и в этом случае напряжения, вырабатываемого генератором, окажется недостаточно для подзарядки АКБ. Проявится такая неисправность не сразу, поскольку аккумулятор какое-то время ещё будет исполнять свои обязанности. Проверка натяжения генераторного ремня — процедура, которую следует выполнять с определенной периодичностью. О том, что ремень ослаб, может свидетельствовать свист, раздающийся из подкапотного пространства на низких передачах при резком нажатии на педаль акселератора. Для самостоятельной регулировки натяжения ремня вам потребуется минимальное количество инструментов – обычная монтировка и гаечный ключ.
3. Нередко проблемы с подзарядкой аккумулятора возникают из-за повреждения проводки, идущей от генератора к АКБ. Проверка состояния провода заключается в его визуальном осмотре. Изоляция должна быть в идеальном состоянии, без нарушения целостности, контакты – чистыми, без следов окисление. При наличии проблем их устраняют (очисткой контактов или заменой оборванного провода).
4. Неисправность регулятора напряжения встречается намного реже. Однако это проблема более серьёзная, а ее устранение по силам только опытным автомобилистам. Частота вращения коленвала — величина непостоянная, в результате и выходное напряжение генератора тоже «плавает». Задача регулятора как раз и состоит в стабилизации параметров генерируемого тока. Но если работоспособность этого узла под сомнением — аккумулятор будет испытывать либо голод, либо избыток питания. И то, и другое крайне нежелательно. А о том, как проверить работоспособность реле, вы уже знаете.
5. Пробой диодного моста также встречается не очень часто. Но если проблема имеется – это в первую очередь скажется на аккумуляторе. Как диагностировать неисправность диода, мы уже писали. Отметим, что в большинстве случаев причина пробоя диода — короткое замыкание обмотки статора.

Перезаряд АКБ

С точки зрения работоспособности автоаккумулятора перезаряд даже более опасен, поскольку при этом происходит выкипание электролита, сопровождающееся разрушением его пластин. И если вовремя не заметить проблему – ресурс батареи окажется гораздо ниже номинального.

В отличие от недозаряда, причин увеличения напряжения, подаваемого на клеммы АКБ, гораздо меньше. В сущности, это может случиться только по причине неисправности реле-регулятора.

Если он неисправен, то будет отдавать аккумулятору большую часть вырабатываемой автогенератором электроэнергии (напомним, верхний предел генерируемого напряжения – 24-25 В). Ни один электроприбор, включая автоаккумулятор, не рассчитан на потребление такого количества электричества. Обычно это проявляется перегоранием элементов бортовой сети (если они не защищены плавким предохранителем).

Отметим, что неработоспособность реле-регулятора бывает полной или частичной. В последнем случае он по-прежнему выполняет свои функции, однако номинал пропускаемого в направлении АКБ напряжения будет увеличенным (вместо положенных 14В – 15-16 В). Столь незначительный перезаряд вовремя обнаружить достаточно сложно (или по приборам, или по появлению белых пятен на АКБ). Отметим, что потребители в таком случае испытывать дефицита не будут, а вот автоаккумулятор может серьёзно пострадать. Если электролит выкипит, оголённые пластины начнут разрушаться, и это уже необратимый процесс.

Если реле полностью неработоспособно, начнут страдать и другие электроприборы, поскольку на их вход будет подаваться напряжение номиналом 16 В и более. В первую очередь начнут перегорать предохранители, затем лампочки и далее по кругу. Если не предпринять никаких мер, это может закончиться возгоранием электропроводки, так что массовое перегорание предохранителей должно стать поводом для немедленной тщательной диагностики регулятора.

Частичная поломка этого элемента автогенератора также не должна оставаться без внимания, ведь в любой момент реле-регулятор может сломаться окончательно.

Если в результате плановых мероприятий вы обнаружили перезаряд аккумулятора – в 99% случаев это происходит из-за неправильного функционирования регулятора напряжения. Как правило, замена этого узла полностью решает проблему.

Такие неисправности автогенератора, как пробой диода или КЗ/обрыва обмотки в очень редких случаях становятся причиной увеличения напряжения, поступающего на АКБ.