Реле-регулятор напряжения генератора — это неотъемлемая часть системы электрооборудования любого автомобиля. С его помощью производится поддержка напряжения в определенном диапазоне значений. В данной статье вы узнаете о том, какие конструкции регуляторов существуют на данный момент, в том числе будут рассмотрены механизмы, давно не используемые.

Основные процессы автоматического регулирования

Совершенно неважно, какой тип генераторной установки используется в автомобиле. В любом случае он имеет в своей конструкции регулятор. Система автоматического регулирования напряжения позволяет поддерживать определенное значение параметра, независимо от того, с какой частотой вращается ротор генератора. На рисунке представлен реле-регулятор напряжения генератора, схема его и внешний вид.

Анализируя физические основы, с использованием которых работает генераторная установка, можно прийти к выводу, что напряжение на выходе увеличивается, если скорость вращения ротора становится выше. Также можно сделать вывод о том, что регулирование напряжения осуществляется путем уменьшения силы тока, подаваемого на обмотку ротора, при повышении скорости вращения.

Что такое генератор

Любой автомобильный генератор состоит из нескольких частей:

1. Ротор с обмоткой возбуждения, вокруг которой при работе создается электромагнитное поле.

2. Статор с тремя обмотками, соединенными по схеме "звезда" (с них снимается переменное напряжение в интервале от 12 до 30 Вольт).

3. Кроме того, в конструкции присутствует трехфазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов. Стоит заметить, что реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 (инжектор или карбюратор в системе впрыска) одинаков.

Но работать генератор без устройства регулирования напряжения не сможет. Причина тому — изменение напряжения в очень большом диапазоне. Поэтому необходимо использовать систему автоматического регулирования. Она состоит из устройства сравнения, управления, исполнительного, задающего и специального датчика. Основной элемент — это орган регулирования. Он может быть как электрическим, так и механическим.

Работа генератора

Когда начинается вращение ротора, на выходе генератора появляется некоторое напряжение. А подается оно на обмотку возбуждения посредством органа регулировки. Стоит также отметить, что выход генераторной установки соединен напрямую с аккумуляторной батареей. Поэтому на обмотке возбуждения напряжение присутствует постоянно. Когда увеличивается скорость ротора, начинает изменяться напряжение на выходе генераторной установки. Подключается реле-регулятор напряжения генератора Valeo или любого другого производителя к выходу генератора.

При этом датчик улавливает изменение, подает сигнал на сравнивающее устройство, которое анализирует его, сопоставляя с заданным параметром. Далее сигнал идет к устройству управления, от которого производится подача на исполнительный механизм. Регулирующий орган способен уменьшить значение силы тока, который поступает к обмотке ротора. Вследствие этого на выходе генераторной установки производится уменьшение напряжения. Аналогичным образом производится повышение упомянутого параметра в случае снижения скорости ротора.

Двухуровневые регуляторы

Двухуровневая система автоматического регулирования состоит из генератора, выпрямительного элемента, аккумуляторной батареи. В основе лежит электрический магнит, его обмотка соединена с датчиком. Задающие устройства в таких типах механизмов очень простые. Это обычные пружины. В качестве сравнивающего устройства применяется небольшой рычаг. Он подвижен и производит коммутацию. Исполнительным устройством является контактная группа. Орган регулировки — это постоянное сопротивление. Такой реле-регулятор напряжения генератора, схема которого приведена в статье, очень часто используется в технике, хоть и является морально устаревшим.

Работа двухуровневого регулятора

При работе генератора на выходе появляется напряжение, которое поступает на обмотку электромагнитного реле. При этом возникает магнитное поле, с его помощью притягивается плечо рычага. На последний действует пружина, она используется как сравнивающее устройство. Если напряжение становится выше, чем положено, контакты электромагнитного реле размыкаются. При этом в цепь включается постоянное сопротивление. На обмотку возбуждения подается меньший ток. По подобному принципу работает реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 и других автомобилей отечественного и импортного производства. Если же на выходе уменьшается напряжение, то производится замыкание контактов, при этом изменяется сила тока в большую сторону.

Электронный регулятор

У двухуровневых механических регуляторов напряжения имеется большой недостаток — чрезмерный износ элементов. По этой причине вместо электромагнитного реле стали использовать полупроводниковые элементы, работающие в ключевом режиме. Принцип работы аналогичен, только механические элементы заменены электронными. Чувствительный элемент выполнен на делителе напряжения, который состоит из постоянных резисторов. В качестве задающего устройства используется стабилитрон.

Современный реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 21099 является более совершенным устройством, надежным и долговечным. На транзисторах функционирует исполнительная часть устройства управления. По мере того как изменяется напряжение на выходе генератора, электронный ключ замыкает или размыкает цепь, при необходимости подключают добавочное сопротивление. Стоит отметить, что двухуровневые регуляторы являются несовершенными устройствами. Вместо них лучше использовать более современные разработки.

Трехуровневая система регулирования

Качество регулирования у таких конструкций намного выше, нежели у рассмотренных ранее. Ранее использовались механические конструкции, но сегодня чаще встречаются бесконтактные устройства. Все элементы, используемые в данной системе, такие же, как и у рассмотренных выше. Но отличается немного принцип работы. Сначала подается напряжение посредством делителя на специальную схему, в которой происходит обработка информации. Установить такой реле-регулятор напряжения генератора ("Форд Сиерра" также может оснащаться подобным оборудованием) допустимо на любой автомобиль, если знать устройство и схему подключения.

Здесь происходит сравнение действительного значения с минимальным и максимальным. Если напряжение отклоняется от того значения, которое задано, то появляется определенный сигнал. Называется он сигналом рассогласования. С его помощью производится регулирование силы тока, поступающего на обмотку возбуждения. Отличие от двухуровневой системы в том, что имеется несколько добавочных сопротивлений.

Современные системы регулирования напряжения

Если реле-регулятор напряжения генератора китайского скутера двухуровневый, то на дорогих автомобилях используются более совершенные устройства. Многоуровневые системы управления могут содержать 3, 4, 5 и более добавочных сопротивлений. Существуют также следящие системы автоматического регулирования. В некоторых конструкциях можно отказаться от использования добавочных сопротивлений.

Вместо них увеличивается частота срабатывания электронного ключа. Использовать схемы с электромагнитным реле попросту невозможно в следящих системах управления. Одна из последних разработок — это многоуровневая система управления, которая использует частотную модуляцию. В таких конструкциях необходимы добавочные сопротивления, которые служат для управления логическими элементами.

Как снимать реле-регулятор

Снять реле-регулятор напряжения генератора ("Ланос" или отечественная "девятка" у вас — не суть важно) довольно просто. Стоит заметить, что при замене регулятора напряжения потребуется всего один инструмент — плоская или крестовая отвертка. Снимать генератор или ремень и его привод не нужно. Большинство устройств находится на задней крышке генератора, причем объединены в единый узел с щеточным механизмом. Наиболее частые поломки происходят в нескольких случаях.

Во-первых, при полном стирании графитовых щёток. Во-вторых, при пробое полупроводникового элемента. О том, как провести проверку регулятора, будет рассказано ниже. При снятии вам потребуется отключить аккумуляторную батарею. Отсоедините провод, который соединяет регулятор напряжения с выходом генератора. Выкрутив оба крепежных болта, можно вытянуть корпус устройства. А вот реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2101 имеет устаревшую конструкцию — он монтируется в подкапотном пространстве, отдельно от щеточного узла.

Проверка устройства

Проверяется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2106, "копеек", иномарок одинаково. Как только произведете снятие, посмотрите на щетки — у них должна быть длина более 5 миллиметров. В том случае, если этот параметр отличается, нужно проводить замену устройства. Чтобы осуществить диагностику, потребуется источник постоянного напряжения. Желательно, чтобы можно было изменить выходную характеристику. В качестве источника питания можно использовать аккумулятор и пару пальчиковых батареек. Еще вам необходима лампа, она должна работать от 12 Вольт. Вместо нее можно использовать вольтметр. Подключаете плюс от питания к разъему регулятора напряжения.

Соответственно, минусовой контакт соединяете с общей пластиной устройства. Лампочку или вольтметр соединяете со щетками. В таком состоянии между щетками должно присутствовать напряжение, если на вход подается 12-13 Вольт. Но если вы будете подавать на вход больше, чем 15 Вольт, между щетками напряжения не должно быть. Это признак исправности устройства. И совершенно не имеет значения, диагностируется реле-регулятор напряжения генератора ВАЗ 2107 или другого автомобиля. Если же контрольная лампа горит при любом значении напряжения или вовсе не загорается, значит, присутствует неисправность узла.

Выводы

В системе электрооборудования автомобиля реле-регулятор напряжения генератора "Бош" (как, впрочем, и любой иной фирмы) играет очень большую роль. Как можно чаще следите за его состоянием, проверяйте на наличие повреждений и дефектов. Случаи выхода из строя такого устройства нередки. При этом в лучшем случае разрядится аккумуляторная батарея. А в худшем может повыситься напряжение питания в бортовой сети. Это приведет к выходу из строя большей части потребителей электроэнергии. Кроме того, может выйти из строя и сам генератор. А его ремонт обойдется в кругленькую сумму, а если учесть, что АКБ очень быстро выйдет из строя, расходы и вовсе космические. Стоит также отметить, что реле-регулятор напряжения генератора Bosch является одним из лидеров по продажам. У него высокая надежность и долговечность, а характеристики максимально стабильны.

Регулятор напряжения — это электронный прибор, устанавливаемый на автомобильных генераторах для стабилизации входного напряжения на аккумулятор. Оно должно быть в пределах 13,2 — 14,5 вольт. Отклонения как в большую, так и меньшую сторону недопустимы. Это уже будет являться неисправностью генератора. В большинстве случаев виновником неисправности бывает именно регулятор напряжения. Этот прибор хотя и имеет небольшие размеры, но именно он оберегает аккумулятор от преждевременного выхода из строя.

Первые признаки неисправности реле-регулятора

Как проверить реле-регулятор генератора. Основным признаком отклонения выходного напряжения генератора является затрудненный пуск двигателя. Особенно часто это проявляется в холодное время года. Проверьте аккумуляторную батарею. Она должна быть чистой и сухой. На ней не должно быть белых выделений. Если они присутствуют, то возможно регулятор вышел из строя, и идет перезаряд батареи, вызывая закипание электролита.

На автомобиле наблюдается слишком яркое свечение ламп накаливания. При этом они часто перегорают. В салоне авто стоит запах горелой проводки. Нередки случаи перегорания предохранителей. При включенных фарах яркость света напрямую зависит от частоты оборотов двигателя. Все это говорит о том, что, возможно, вышел из строя стабилизатор напряжения. А попросту регулятор. Кстати, затрудненный пуск двигателя может наблюдаться как при избыточном, так и недостаточном напряжении.

Следите за контрольной лампочкой зарядного тока. Она находится на щитке приборов. Загорается красным цветом с символикой аккумулятора. Может гореть либо в полный накал, либо половина накала. При запущенном двигателе это говорит о неисправности генератора.

Электрическая неисправность генератора может проявляться тремя способами:

  1. Полное отсутствие какого-либо напряжения.
  2. Сильно заниженное напряжение.
  3. Сильно завышенное напряжение.

​При любой из выше перечисленных неполадок в первую очередь рекомендуется проверить работоспособность реле-регулятора генератора.

​Виды существующих реле-регуляторов

С момента начала появления автомобилей прошел уже целый век. За это время регуляторы не один раз меняли свою начинку и внешний вид. Рассмотрим в первую очередь современные стабилизаторы, а потом уже устаревшие.

Регуляторы наших дней бывают двух видов:

встроенные — такие крепятся непосредственно к корпусу генератора и выпускаются совмещенными со щеточным узлом;

  • отдельно закрепленные — крепятся к кузову автомобиля.
  • Оба вида имеют неразборные корпуса и не подлежат ремонту. Если на генераторе выходное напряжение имеет отклонения от нормального, и есть уверенность, что виноват именно стабилизатор, то в этом случае просто меняем его на новый.

    Предварительная проверка

    Для проверки регулятора напряжения генератора понадобится мультиметр. Запускаем двигатель и мультиметром замеряем напряжение генератора. Один щуп измерительного прибора подсоединяем к клемме 30 генератора (та самая шпилька на задней стенке генератора, к которой идет обычно два, иногда три провода и закрепляются гайкой). Напряжение должно быть в пределах 12,5 — 12,8 вольт.

    Затем запускаем двигатель и опять делаем замеры напряжения на клеммах генератора. На холостом ходе должно быть не меньше 13,2 вольт, но не более 14 вольт. Затем увеличиваем обороты двигателя до 3500 об/мин, в этом случае пределы напряжения должны быть в рамках 14,2 — 14,5. Напряжение не должно превышать значения 14,8 вольт. Если оно выше, то идет перезаряд аккумуляторной батареи.

    Потом включаем дальний свет фар, печку, аварийную сигнализацию и другие приборы и опять замеряем напряжение на генераторе. Оно понизится под нагрузкой включенных приборов, но значение напряжения в этом случае не должно быть ниже 13,2 вольта. Если оно ниже минимального — «недозаряд».

    В обоих случаях необходимо произвести проверку стабилизатора напряжения.

    Как проверить регулятор напряжения генератора

    Современный регулятор, совмещенный со щеточным узлом, применяется на большинстве автомобилей иностранного и отечественного производства. Для начала оценим доступ к генератору. Если он труднодоступен и неудобен, то лучше будет снять его с автомобиля. Если же доступ свободный, то снимаем с него реле, не снимая генератор. Но перед этим обязательно нужно снять минусовую клемму с аккумулятора.

    Регулятор крепится к генератору со стороны задней крышки обычно двумя болтами. Откручиваем их и аккуратно, чтобы не повредить щетки, снимаем его, предварительно отсоединив от него провода.

    Для дальнейшей проверки нам понадобится либо блок питания, либо зарядное устройство, лампа на кальвания на 12 вольт. Главное, чтобы можно было увеличивать и уменьшать напряжение от 10 до 16 вольт. Если для проверки будет использоваться зарядное устройство, то понадобится еще и аккумулятор. Дело в том, что многие зарядные устройства не работают без него.

    Подключаем зарядное устройство к аккумуляторной батарее в штатном режиме. Дополнительно к клеммам батареи подсоединяем мультиметр и два провода. Один на плюс, другой на минус. И соединяем их с реле-регулятором. Плюсовая клемма регулятора — это штекер. Минус — металлическая пластинка под одним из крепежных отверстий. Проводами подсоединяем к щеткам лампочку. Стенд готов, можно начать проверку. Блок питания подключается так же, только без аккумулятора.

    Подключаем зарядное устройство к внешней сети и включаем его. Ручка регулятора нагрузки должна быть на минимальном уровне. Начинаем потихоньку поднимать напряжение. При этом накал лампочки должен понемногу увеличиваться. При нагрузке 12 вольт и более она должна гореть в полный накал. Продолжаем плавно поднимать напряжение до тех пор, пока не потухнет лампочка, или нагрузка не достигнет значения 15 вольт. Если регулятор исправен, то лампочка должна погаснуть на значении напряжения 14,2 -14,5. При снижении нагрузки лампочка опять загорится.

    Если лампочка тухнет до 14 вольт, или достигнуто напряжение более 14,8 вольт, а лампочка все еще горит, то такой регулятор надо менять.

    Проверка отдельного регулятора напряжения генератора

    Таким же способом проверяется отдельно стоящий стабилизатор. В основном он крепится на кузове в моторном отсеке. Но иногда и на крышку генератора. В любом случае откручиваем его и подсоединяем к стенду. Пусть, например, это будет стабилизатор типа Я112 В.

    Плюсовой провод подсоединяем к клеммам «Б» и «В», минус подаем на корпус. Контрольную лампочку соединяем с клеммами «В» и «Ш». Далее делаем все точно так же, как и с совмещенным стабилизатором. Плавно поднимаем нагрузку, при достижении 14,5 вольт должна произойти отсечка. Если отсечки нет, то меняем регулятор.

    Проверяем устаревший 591.3702−01

    Этот устаревший тип реле устанавливался почти на все заднеприводные автомобили. Относится он к отдельно стоящим. Всегда крепился к кузову моторного отсека. Схема подключения для проверки слегка отличается от вышеописанной. Действия и суть проверки остаются прежними.

    Здесь имеется всего два контакта. Маркировка выполнена цифрами «67» и «15». Контакт под номером «67» — это минусовая клемма. Соответственно «15» — плюс. Минусовой провод с зарядного устройства закрепляем на корпусе устройства. Плюсовой крепим на клемме 15. Провода контрольной лампочки соединяем: один на корпусе, второй и клемме «67». Наш стенд готов к проверке.

    Как проверить мультиметром регулятор к1216ен1

    И напоследок пару слов о реле к1216ен1. Этот регулятор устанавливался на заднеприводные, и переднеприводные ВАЗы с инжекторными двигателями. Если учесть тот факт, что таких автомобилей эксплуатируется немало по всему постсоветскому пространству, нельзя обойти его стороной.

    Этот регулятор принадлежит к совмещенному реле со щеточным узлом. Его предварительная и основная проверка проводится по вышеописанному методу. Никаких особых отличий нет.

    Полезные советы

    Всегда старайтесь держать в чистоте аккумуляторную батарею и генератор. Так как от попадания влаги контакты часто окисляются. А это сильно мешает нормальной работе всего электрооборудования. Нередко отклонения зарядного тока происходят именно от грязи. Стоит хорошенько почистить контакты и клеммы, как неисправность исчезает сама, без всяких замен и ремонтов. Чистота — залог хорошего здоровья не только для человека, но и для автомобиля.

    Нередко работа генератора перестает удовлетворять возросшим требованиям, связанным с установкой дополнительного электрического оборудования, постоянно включенным ближним светом, частой и длительной работой двигателя на холостых оборотах, например, в пробках, а также использованием современных аккумуляторных батарей (АКБ), требующих повышенного напряжения заряда и более точного его поддержания.

    Если суммарная долговременная мощность потребителей превышает паспортную мощность генератора, т. е. имеет место отрицательный энергетический баланс, наиболее эффективным решением проблемы может служить только замена генератора на более мощный. Такие решения, как уменьшение диаметра ведомого шкива для повышения передаточного числа привода, замена диодов выпрямительного моста на диоды Шоттки для снижения падения напряжения, применение полевых транзисторов в оконечном каскаде регулятора напряжения (РН), снятие мощности с нулевой точки обмотки статора (третьей гармоники фазного напряжения) и другие являются полумерами с ограниченной эффективностью, достаточно затратны и не способны кардинально решить проблему нехватки мощности.

    В случае же, когда генератор справляется с электрической нагрузкой во всем диапазоне оборотов двигателя, нередко возникает задача повышения выдаваемого им напряжения по сравнению с тем, которое обеспечивается применением штатного РН. Нередко он имеет большой разброс напряжения регулирования, нижний предел которого у некоторых экземпляров может доходить до 13,6 В, что приводит к хроническому недозаряду даже АКБ старого образца со всеми вытекающими отсюда последствиями, особенно в холодное время года.

    Все сказанное в дальнейшем справедливо для исправной электрической схемы с хорошими контактами между АКБ, кузовом, двигателем и генератором, при правильно натянутом приводном ремне.

    Для повышения напряжения регулирования штатного РН в простейшем случае можно использовать дополнительный диод, включаемый в его цепь:

    При этом контрольное напряжение на РН снижается на величину падения напряжения на открытом диоде, которое в зависимости от его типа — диод Шоттки, германиевый или кремниевый — составляет от 0,3 до 1,2 В. В результате напряжение регулирования РН возрастает на ту же величину. Поскольку через диод течет ток возбуждения генератора, его максимально допустимый прямой ток должен составлять не менее 5 А. Конструктивно диод может быть либо впаян в шину дополнительных диодов (показан стралкой):

    (фото с сайта http://forum.auto35.ru), либо вставлен в разрыв штатных разъемов:

    Аналогичный результат достигается установкой такого же диода в минусовую цепь РН:

    Возможна также замена диода резистором сопротивлением 0,2-0,3 Ом, чем обеспечивается отрицательная обратная связь по напряжению с аналогичным эффектом. Мощность резистора должна составлять не менее 5 Вт, и необходим теплоотвод (как, впрочем, и для диодов тоже). Такие схемы, правда, могут отличаться нестабильностью напряжения регулирования.

    Недостатком этих решений является некоторое снижение тока через обмотку ротора из-за падения напряжения на диоде или резисторе и, как следствие, небольшое снижение максимальной мощности генератора.

    Более правильной с учетом этого недостатка является такая схема:

    Здесь силовая и контрольная цепи РН разделены, а диод, показанный на схеме справа, включен только в последнюю. Параллельно ему установлен диод, необходимый для гашения тока самоиндукции обмотки ротора. Он совместно с диодом в самом РН предотвращает пробой силового ключа РН при коммутации обмотки. Реализация этой схемы конструктивно сложнее, поскольку требует разъединения нередко сваренных контактов в самом щеточном узле. Здесь необходимо плюсовую щетку, соединяющуюся через клемму "папа" с выпрямителем, отключить от вывода, выходящего из корпуса РН, а в образовавшийся зазор впаять диоды и обеспечить их изоляцию. Это, правда, намного проще сделать, если РН уже вынесен за пределы генератора.

    И, наконец, наиболее эффективное решение достигается установкой выносного РН с заменой щеточного узла и размещением самого регулятора вне генератора, подверженного нагреву, попаданию воды и антифриза. В этом случае обеспечиваются также более корректная термооптимизация работы РН, возможность переключения напряжений регулирования, как это сделано в многоуровневых РН, и удобство его обслуживания.

    В генераторах 8-го и 10-го семейства, установленных на ВАЗ-21213 и 21214 соответственно, напряжение для контроля РН снимается с дополнительных диодов, которые одновременно служат для питания обмотки ротора. В ряде случаев, особенно при большой нагрузке на генератор и высоких оборотах двигателя, напряжение в этой точке может превышать на 0,2 — 0,3 В напряжение на силовом выводе генератора, а следовательно и на АКБ. Это объясняется бОльшим падением напряжения на силовых диодах по сравнению с дополнительными и приводит к некорректной работе РН, т. е. к занижению напряжения регулирования на эту величину. Избежать этого можно, снимая контрольное напряжение с силового вывода, что реализовано в современных генераторах путем применения РН нового образца с дополнительным выводом:

    Путем несложной доработки его можно установить в генератор 10-го семейства. Подробности можно узнать на форуме autolada.ru http://www.autolada.ru/viewtopic.php?t=187791&start=150&postdays=0&postorder=asc&highlight=.

    Для генераторов 8-го семейства, используемых в ВАЗ-21213, выпускается РН нового образца (1702.3702.01) с дополнительным выводом http://www.vtnauto.com/ru/1702.html, подключаемым к силовой клемме.

    Поскольку у меня уже был установлен всем хорошо известный трехуровневый РН, я собрал несложную схему, показанную на следующем рисунке:

    Здесь в цепь плюсовой клеммы РН введен контакт реле Р, обмотка которого подключена к дополнительным диодам. После запуска двигателя и возбуждения генератора реле Р срабатывает и переключает контрольный вывод РН с дополнительных диодов на силовой вывод генератора, в моем случае — непосредственно на плюсовую клемму АКБ. Таким образом, при работе генератора контрольная и силовая цепи РН развязаны: контрольное напряжение снимается с АКБ, а на обмотку ротора подается напряжение с дополнительных диодов. Благодаря этому удалось добиться стабилизации напряжения во всех режимах на уровне 14,2 В (в среднем положении переключателя).

    Реле можно использовать любое автомобильное 5-контактное на напряжение 12 В. Конденсатор С служит для повышения инерционности реле и сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Диод VD1 с максимальным прямым током не менее 1 А, например, 1N4001 служит для гашения тока самоиндукции обмотки ротора взамен аналогичному диоду внутри РН, который для корректной работы схемы необходимо удалить:

    Все элементы, включая сам РН, размещены в подходящей по размеру электротехнической монтажной коробке.

    Статья не претендует на оригинальность, а является лишь попыткой обобщения имеющегося опыта и личных наблюдений.