3. Конструкция генераторов

Конструкция генераторов включает статор, ротор, систему охлаждения, щеточный и вентильный узлы, подшипниковые узлы и привод.

Отечественные и зарубежные генераторы имеют во многом одинаковую конструкцию. В основу конструкции положена клювообразная полюсная система ротора (рис. 3.3). Такая система позволяет создать многополюсную систему с помощью одной обмотки возбуждения.

К атушечная ОВ наматывается на каркас или непосредственно на втулку ротора. После намотки ОВ пропитываются специальным лаком, что повышает их механическую и электрическую прочность, улучшает теплоотвод. Полюсные половины при сборке напрессовываются на вал ротора под давлением, чтобы уменьшить паразитные воздушные зазоры по торцам втулки, ухудшающие характеристики генератора.

У генераторов легковых автомобилей значительную проблему представляет магнитный шум генератора. Для уменьшения шума клювы полюсной системы имеют небольшие скосы по краям. Некоторые фирмы применяют специальное немагнитное противошумное кольцо, расположенное под остриями клювов и приваренное к ним. Кольцо не даёт клювам приходить в колебание и излучать звук.

Отечественные генераторы оборудованы цилиндрическими медными кольцами, к которым припаяны выводы обмотки возбуждения. В зарубежных образцах встречаются кольца из латуни или нержавеющей стали. Встречаются также кольца, расположенные по торцу вала.

По организации системы охлаждения генераторы разделяют на два типа – традиционной конструкции, с вентилятором на приводном шкиве (рис. 3.4, а) и компактной конструкции, с двумя вентиляторами у торцевых поверхностей полюсных половин ротора (рис. 3.4, б).

Компактная конструкция отличается наличием вентиляционных отверстий на цилиндрических частях крышек и усиленное оребрение. Малый диаметр внутренних вентиляторов позволяет увеличить частоту вращения ротора, поэтому такие генераторы часто называют высокоскоростными. Именно эта конструкция находит все более широкое распространение.

Для автомобилей с высокой температурой воздуха в моторном отсеке или работающих в условиях повышенной запылённости применяют конструкцию рис. 3.4, в с поступлением заборного воздуха через кожух с патрубком и воздуховод.

В зависимости от размещения щёточного узла различают генераторы с внутренним или с наружным размещением. В последнем случае контактные кольца ротора имеют малый диаметр (при сборке они должны пройти через внутренний диаметр подшипника задней крышки) и защищаются специальным пластмассовым кожухом. Малый диаметр колец способствует повышению ресурса щёток.

Практически все отечественные генераторы снабжаются внутренними щёточными и выпрямительными узлами. Разрез генератора 37.3701, устанавливаемого на автомобилях ВАЗ-2108 и др., представлен на рис. 3.5. В этом генераторе щёточный узел встроен в регулятор напряжения. У генераторов автомобилей «Москвич» наоборот, регулятор встроен в щёточный узел, а генератор автомобиля «Волга» работает с вынесенным регулятором напряжения.

Щёточный узел – это пластмассовая деталь, в которой устанавливаются щётки. В отечественных генераторах применяются щётки двух типов – электрографитные (в генераторах 37.3701, Г222 и др.) и меднографитные (в генераторах 16.3701, 58.3701 и др.). Электрографитные щётки обеспечивают меньший износ колец, но имеют повышенное сопротивление контакта с кольцами, что ухудшает выходные характеристики генератора.

Выпрямительные узлы выпускаются в двух конструктивных вариантах. В первом варианте это пластины – теплоотводы, в которые запрессовываются или к которым припаиваются диоды (могут быть загерметизированы кремниевые переходы). Во втором варианте выпрямительный узел – это сильно оребрённые конструкции, к которым припаиваются диоды таблеточного типа. Конструкция выпрямительных блоков некоторых генераторов приведены на рис. 3.6.

Статор генератора устанавливается между крышками, причем, посадочные места крышек контактируют с наружной поверхностью пакета стартера. Чем глубже статор утоплен в крышке, тем меньше вероятность перекоса подшипников, установленных в крышках. В отечественных генераторах статор представляет пакет из стальных листов толщиной 0,5 ÷ 1 мм. Более прогрессивной технологией является навивка пакета из ленты или набор его из стальных подковообразных сегментов.

Статоры практически всех современных генераторов имеют 36 пазов для укладки обмотки. Пазы изолируют плёнкоэлектрокартоном, полиэтилентерефталатной плёнкой или напылением изоляции. Обмотки выполняются по волновой сосредоточенной, волновой распределённой или петлевой распределённой схемам, проводами ПЭТ-200, ПЭТД-180, ПЭТВМ, ПЭСВ-3 и др. У распределённой обмотки секция разбивается на две полусекции, исходящие из одного паза, причем одна полусекция отходит влево, другая – вправо. Петлевая обмотка имеет секции или полусекции в виде катушек с лобовыми соединениями по обе стороны пакета статора.

Соединение фаз производится, как правило, в «звезду». В генераторах повышенной мощности применяют соединение в «треугольник» или две «звезды» параллельно. После намотки обмотки пропитываются специальным лаком.

Крепёжные лапы и натяжное ухо отливаются вместе с крышками. Отечественные генераторы обычно имеют две лапы. Отличием генераторов ВАЗ является применение шпильки вместо натяжного уха. Зарубежные генераторы легковых автомобилей, а также отечественные генераторы компактной конструкции крепятся к двигателю за одну лапу.

Подшипниковые узлы генераторов – это, как правило, радиальные шариковые подшипники со встроенными уплотнениями и одноразовой закладкой смазки.

Привод генераторов осуществляется клиновым или поликлиновым ремнем через шкив, установленный на валу ротора. Передаточное число для клиновых ремней не превышает 2,5, а для поликлиновых – 3.