Генераторы фирм США - Delco Remy и Motorcraft

Генераторы фирмы Delco Remy (General Motors)

В производственной гамме этой фирмы наиболее распространенной в 80-е годы была серия генераторов SI (первые буквы слов "System integral" - интегральная система, получившая такое название в связи со встраиванием регулятора напряжения в конструкцию генератора).

По стандарту США токоскоростная характеристика автомобильных генераторов, помимо номинального тока отдачи при частоте вращения 6000 об/мин, определяется током отдачи при минимальной частоте вращения холостого хода двигателя, условно принятой за 1600 об/мин (с учетом передаточного числа привода), что и указано в таблице. Сведения о генераторе (номинальное напряжение, номинальный ток, фирменный номер) на генераторах фирм США обычно указываются на наружной поверхности крышки со стороны привода способом литья. Применяемые на легковых автомобилях генераторы серии SI выполнены по одной электрической схеме (аналогична показанной на рис.б). Помимо "массы" генераторы имеют следующие внешние выводы с обозначением:

BAT - силовой винтовой вывод для соединения с плюсовым проводом бортсети;

1 - плоский штекерный вывод (размер 6,3x0,8 мм) "+" от трех дополнительных диодов для соединения с лампой контроля исправности;

2 - плоский штекерный вывод (размер 6,3x0,8 мм) входной цепи регулятора напряжения (отделена от выходной сети), напрямую соединяемый с "+" бортсети (обычно возле аккумуляторной батареи);

K - штекерный (в основном круглый) вывод фазы обмотки статора для подключения тахометра и др. (устанавливается по требованию заказчика).

К отличительным особенностям конструкции и основных параметров генераторов серии SI относится следующее:

число полюсов 12 (генераторы 15SI и 17SI), 14 (генераторы 10SI и 12SI), 16 (генераторы 27SI) в то время как у генераторов большинства других фирм только 12 полюсов, под полюсами устанавливается противошумовое кольцо из алюминиевого сплава, силовой выпрямительный блок и блок трех дополнительных диодов аналогичны применяемым на генераторах Magneti Marelli и размещены в задней крышке. Соединение с фазами обмотки статора - винтовое встроенный регулятор напряжения выполнен в пластмассовом корпусе. Его выходной транзистор включен между обмоткой возбуждения и "массой".

Для сборки схемы регулятор имеет контакты для винтового прижима и два плоских штекерных вывода, являющиеся внешними выводами 1 и 2 генератора. Входная управляющая цепь отделена от выходной и постоянно, минуя выключатель зажигания, включена на "+" бортсети, в том числе и при неработающем двигателе. В целях снижения разряда неотключенной батареи при длительной стоянке, потребляемый входной цепью ток снижен до долей миллиампера, выпрямитель, регулятор напряжения и щеткодержатель размещены на внутреннем торце крышки со стороны контактных колец, что исключает доступ к ним без разборки генератора и создает ряд связанных с этим проблем (описаны в разделе по генераторам фирмы Mitsubishi), между " + " выпрямителя трех диодов дополнительного выпрямителя и "массой" на винтах крепления регулятора напряжения и щеткодержателя под крышкой установлен проволочный резистор на 40 Ом, предназначенный для расширения диагностических функций лампы контроля исправности (сигнализация обрыва цепи возбуждения при работающем двигателе).

Щетки - меднографитовые с размером поперечного сечения 5x8 мм.

Подшипник со стороны контактных колец - игольчатый, как и у генераторов фирмы Lucas.

Крепление шкива и вентилятора обеспечивается затяжкой гайки без использования шпонки для установки на кронштейне двигателя генератор имеет одну лапу с посадочным размером 50,7 мм, напротив которой размещается ухо под натяжную планку. Кроме того на торце крышки со стороны контактных колец выполнено резьбовое отверстие под болт М8 для дополнительного крепления генератора на двигателе.

Максимальная рабочая частота вращения 12000 об/мин.

Допустимый диапазон температуры окружающей среды в месте установки генератора от -40 до +95°С.

Регулируемое напряжение в контрольной точке в холодном состоянии 14,5 В (среднее значение), термокомпенсация - глубоко отрицательная (17мВ/°С).

Следует отметить, что филиал фирмы Delco Remy выпускает генераторы аналогичной конструкции во Франции, отличающиеся от основной серии меньшим наружным диаметром при номинальном токе до 80 А и схемой включения по рис.а. С конца 80-х годов на смену серии SI пришли генераторы новой серии CS с повышенными потребительскими качествами. Серия обозначена по заглавным буквам слов "charging system" - зарядная система.

Цифры в обозначении типа генератора отражают наружный диаметр пакета статора, на базе каждого из которых выполнены от двух до трех модификаций по параметрам токоскоростной характеристики. Генераторы рассчитаны на повышенную частоту вращения.

Генераторы выпускаются с двумя вариантами электрических схем (см. рис.в). По первому варианту генераторы имеют, кроме "массы", следующие внешние выводы и их обозначения:

BAT - силовой винтовой вывод для соединения с плюсовым проводом бортсети;

S - вывод входной цепи регулятора напряжения (отделена от выходной цепи) для включения на "+" батареи, минуя выключатель зажигания;

F - вывод регулятора напряжения для включения на бортовой компьютер;

P - вывод от фазы для подачи сигнала на тахометр, или другое устройство с максимальной нагрузкой не более 1 А (на серии 81 было 4 А);

L - вывод от регулятора напряжения для включения лампы контроля исправности.

Вместо контрольной лампы (если на автомобиле ее нет, а установлен вольтметр), допускается включение на вывод L сопротивления от 35 до 560 Ом. Кроме того оговаривается возможность включения параллельно лампе сопротивления на 560 Ом для обеспечения возбуждения генератора в случае перегорания лампы.

Второй вариант схемы отличается отсутствием вывода F для подключения бортового компьютера, вместо него имеется вывод I от регулятора напряжения для включения на " + " бортсети через выключатель зажигания напрямую или через сопротивление не более 50 Ом. Все внешние выводы, кроме BAT, выполнены в виде плоских штекеров уменьшенного размера и размещены в одной пластмассовой колодке в корпусе регулятора напряжения. Генераторы по двум вариантам комплектуются невзаимозаменяемыми регуляторами напряжения.

Для автомобилей с электроподогревом ветрового стекла фирма на базе генераторов двух типов CS130 и CS144 предлагает модификации с винтовыми выводами трех фаз обмотки статора, к которым подключаются элементы обогрева в сочетании с электронными блоками управления и контроля.

В сравнении с серией SI генераторы новой серии CS имеют следующие особенности конструкции и параметров:

наибольшее значение номинального тока увеличено со 108 до 140 А;

у сопоставимых по электрическим характеристикам генераторов снижены наружный диаметр (на 20 мм) для облегчения их установки на двигателях автомобилей с ограниченным подкапотным пространством и масса (на 0,8...1,5 кг);

конструкция рассчитана на более высокие допустимые значения частоты вращения (15000 об/мин продолжительно и 18000 об/мин кратковременно), повышенную температуру окружающей среды (+105°С против +95°С у серии SI);

выпрямительный блок выполнен на бескорпусных силовых стабилитронах, переходы которых защищены герметиком. Положительный теплоотвод из алюминиевого сплава с развитой поверхностью охлаждения через тонкую изоляционную прокладку прижимается к плоскому медному "массовому" теплоотводу, который контактирует с внутренней торцевой поверхностью крышки со стороны контактных колец с использованием теплопроводящей смазки (так же как и у новых генераторов фирмы Valeo) выводы обмотки статора припаиваются к соответствующим выводам выпрямительного блока обмотка возбуждения сопротивлением 1,8 Ом с последовательно включенным выходным транзистором регулятора напряжения при отсутствии дополнительного выпрямителя включается на "+" и "-" внутри генератора. Разряд батареи на эту цепь полным током при неработающем двигателе исключается за счет конструкции регулятора напряжения и его электрической связи с фазой обмотки статора в схеме регулятора имеется электронное реле, обеспечивающее функционирование лампы контроля исправности с учетом подачи сигнала от фазы генератора. Лампа сигнализирует о многих неисправностях генераторной установки, таких как разрыв цепи возбуждения, неисправности регулятора напряжения, повышенный и пониженный уровень регулируемого напряжения;

выходной транзистор регулятора напряжения выполнен по специальной технологии, обеспечивающей пониженное падение напряжения (0,6 В), что снижает потери в регуляторе, его нагрев и улучшает токоскоростную характеристику генератора. В то же время такой транзистор обладает меньшей стойкостью к перенапряжениям (не более 40 В), защиту от которых осуществляют силовые стабилитроны выпрямительного блока;

генераторы CS121 и CS130 имеют комбинированную систему вентиляции. Помимо обычного центробежного вентилятора на приводном шкиве, на торце ротора со стороны контактных колец установлен дополнительный центробежный пластмассовый вентилятор типа "беличье колесо", который захватывает часть потока воздуха после охлаждения выпрямительного блока и регулятора и выбрасывает его наружу через лобовые части обмотки статора, тем самым охлаждая их. Обмотка статора со стороны привода охлаждается потоком воздуха, входящим внутрь генератора через вентиляционные (подпускные) окна на цилиндрической части передней крышки;

со стороны контактных колец вместо игольчатого применен шариковый подшипник с двухсторонним резиновым уплотнением и размещением наружного кольца в гофрированной стальной разрезной обойме или пластмассовой втулке

подшипник со стороны привода закреплен в гнезде крышки методом завальцовки материала крышки по торцу подшипника;

щетки - электрографитные, сечением 5x8 мм;

отдельные узлы и детали генераторов серий CS и SI невзаимозаменяемы.

В последнее время появились модификации генераторов серии CS, по конструкции аналогичные компактным генераторам Bosch.

Генераторы фирмы Motorcraft (Ford)

За время выпуска генераторные установки этой фирмы прошли практически те же основные этапы совершенствования, что и генераторы ведущих европейских и японских фирм. Современные серии генераторов выполнены на базе статоров с наружным диаметром пакета 134 и 155 мм. Первоначально генераторы выпускались с вынесенным транзисторным регулятором напряжения. Номинальный ток большинства генераторов, находящихся в настоящее время в эксплуатации, составляет 70, 90 и 100 А при наружном диаметре статора - 155 мм. Электрическая схема генераторной установки аналогична представленой на рис.в с тем отличием, что обмотка возбуждения одним концом соединена с "массой". Генераторы имеют следующие внешние выводы:

BAT - силовой винтовой вывод для соединения с плюсовым проводом бортсети;

GRD - винтовой вывод "массы";

FLD - плоский штекерный вывод обмотки возбуждения (второй конец обмотки соединен с "массой" внутри генератора), размер - 6,3x0,8 мм;

STA - плоский штекерный вывод фазы обмотки статора генератора, размер - 6,3x0,8 мм.

Оба штекерных вывода размещены на корпусе щеткодержателя и выходят наружу через окно в крышке со стороны контактных колец.

Регулятор напряжения, кроме "массы" на корпусе, имеет 4 плоских штекерных вывода размером 6,3x0,8 мм:

S - для соединения с выводом STA генератора и питания тахометра;

F - для соединения с выводом FLD генератора;

I - для включения лампы контроля исправности генераторной установки, при отсутствии которой включается резистор;

A - вывод входной цепи и выходного транзистора регулятора напряжения для прямого включения на "+" аккумуляторной батареи.

При отсутствии дополнительного выпрямителя обмотки возбуждения схема регулятора напряжения, содержащая электронное реле управления и получающая сигнал от фазы генератора, обеспечивает функционирование контрольной лампы и исключает разряд батареи на цепь возбуждения при разомкнутом выключателе зажигания. Конструктивное исполнение генератора характеризуется следующим:

выпрямительный блок имеет два медных или стальных теплоотвода, размещенных в одной плоскости и закрепленных на общей монтажной плате с спрессованными шинами и выводами для сборки схемы выпрямления. В качестве выпрямительных элементов применены диоды фирмы Toshiba в цилиндрическом корпусе, которые донышками припаиваются в углублениях теплоотводов. В генераторах на 90 и 100А охлаждающая поверхность положительного теплоотвода увеличена за счет дополнительного оребрения. В теплоотводы запрессованы внешние выводы генератора BAT и GRD;

выпрямительный блок и щеткодержатель размещены на внутреннем торце крышки со стороны контактных колец, что исключает доступ к ним без разборки генератора;

на собранном генераторе крышки посадочными местами опираются на торцевую и наружную цилиндрическую поверхность выступающих пластин в центре пакета статора (аналогично генераторам Bosch);

подшипник со стороны контактных колец игольчатый, внутренним кольцом служит цапфа вала;

шкив и вентилятор крепятся без шпонки;

щетки применены - электрографитные с размером поперечного сечения 4x7,5 мм.

С 1985 г. фирма модернизировала генераторы первой серии, встроив в них регулятор напряжения, конструктивно объединенный со щеткодержателем. Этот узел закрепляется на наружной поверхности задней крышки, в связи с чем обеспечивается возможность его снятия и установки без разборки генератора. Генераторы со встроенным регулятором напряжения имеют следующие выводы:

B+ - силовой вывод "+" для включения плюсового провода бортсети (сдвоенный штекер увеличенного размера);

STA - плоский штекерный вывод фазы обмотки статора для подачи сигнала на тахометр и соединения с выводом S регулятора. Оба эти вывода конструктивно размещены в пластмассовой колодке, выходящей в окно крышки генератора;

A - объединенный вывод обмотки возбуждения (второй конец соединяется с "массой" через выходной транзистор) и входной цепи регулятора напряжения для прямого включения на "+" батареи;

I - вывод для включения лампы контроля исправности, при отсутствии которой включается резистор 330...500 Ом (для обеспечения под-возбуждения генератора);

S - вывод для соединения с выводом STA фазы генератора.

Плоские штекерные выводы A, I и S объединены во второй пластмассовой колодке на корпусе узла "щеткодержатель - регулятор напряжения". На этом же узле снаружи выполнен в виде винта вывод обмотки возбуждения F, при замыкании которого на "массу" шунтируется выходной транзистор и проверяется исправность цепи возбуждения (режим полного возбуждения). Возможность такой проверки с помощью специального щупа через отверстие в крышке или защитном кожухе предусмотрена также в генераторах Delco Remy (серия SI) и Nippon Denso.

На третьем этапе развития с 1990 г. фирма начала выпуск генераторов компактной конструкции с номинальным током от 85 до 130 А.