Регулятор напряжения генератора своими руками

Реле-регулятор напряжения генератора. Такое сложное, на первый взгляд, название имеет совсем небольшой компонент генератора автомобиля или мотоцикла и чей выход из строя может стать причиной целого ряда проблем. Вот например: недозаряд или же перезаряд аккумулятора. Подобное может возникнуть по множеству причин, но в большинстве случаев виновником проблемы является вышедшее из строя реле генератора (так его обычно называют). Давайте разберемся, что же представляет собой реле генератора, как данный компонент подключается к бортовой сети транспортного средства, как его проверить и в случае нужды заменить.

Базовые понятия

Реле-регулятор, являющийся важной частью бортовой электросети, ответственно за регулирование тока, вырабатываемого генератором транспортного средства. За счет работы реле предотвращается перезаряд аккумулятора, что является для него губительным. Сведущие в электротехнике авто и мотолюбители заметят: согласно описанию это обычный стабилизатор напряжения! По сути, это он и есть. Но давайте немного разберемся с генераторами.

По сути, генератор как постоянного, так и переменного тока являются электромашиной, преобразующей в электрический ток механическую энергию. Сегодня более распространены генераторы переменного тока, так как они не используют токосъемные щетки, имеющие тенденцию к пригоранию или сильной деформации по ходу эксплуатации устройства. Выходное напряжение генераторов обоих типов зависит от скорости, с которой внутри него вращается магнитное поле, и от магнитной силы. На обмотку возбуждения таких генераторов изначально подается т.н. ток возбуждения, за счет которого наводится магнитная индукция. Силу этого тока нужно регулировать. В определенный момент на обмотку возбуждения нужно перестать подавать питание – еще один момент, за которым необходимо проследить. Далее, так как в генераторах переменного тока положение полюсов «+» и «—» постоянно изменяется, ток нужно выпрямлять. За это ответственен диодный мостик, однако диапазон выходных напряжений может быть довольно широким. И вот теперь можно выделить основные задачи реле-регулятора генератора:

Выдержка диапазона напряжений (13,5 – 14,5 Вольт) в сети автомобиля или мотоцикла, а также на клеммах их аккумулятора;
Регулировка тока возбуждения;
Прекращение подачи питания от аккумулятора к обмотке возбуждения.

По сути, реле генератора «следит» за выходным напряжением и силой тока, от которого питается обмотка напряжения. Как только выходное напряжение становится слишком большим, реле уменьшает силу тока возбуждения. Если ситуация обратная и напряжение генератора уменьшилось, следует повышение тока на возбуждающую обмотку. Так происходит множество раз, причем стабилизация длится долю секунды. Таким образом реле обеспечивает и нормальную работу генератора, который теперь дает оптимальное напряжение для электроприемников (магнитолы, например), и экономит ресурс аккумуляторной батареи, также предотвращая ее выход из строя вследствие подзарядки слишком большим током.

Назначение реле-регулятора

Реле-регулятор напряжения генератора предназначен для стабилизации тока в установке. При функционировании двигателя вольтаж в электрической системе автомобиля должен быть на одном уровне. Но поскольку коленвал вращается с разной скоростью и обороты мотора неодинаковы, генераторный узел вырабатывает разное напряжение. Без регулировки этого параметра могут произойти сбои в функционировании электрооборудования и приборов машины.

Взаимосвязь источников тока авто

В любом автомобиле используется два источника питания:

Аккумуляторная батарея — требуется для запуска силового агрегата и первичного возбуждения генераторной установки. АКБ расходует и накапливает энергию при подзарядке.
Генератор. Предназначен для питания и нужен для того, чтобы генерировать энергию независимо от оборотов. Устройство позволяет восполнить заряд батареи при работе на повышенных оборотах.

В любой электросети оба узла должны быть рабочими. Если генератор постоянного тока выходит из строя, аккумулятор проработает не более двух часов. Без АКБ не заведется силовой агрегат, который приводит в движение ротор генераторной установки.

Канал «LR West» рассказал о неисправностях электросетей в автомобилях Лэнд Ровер, а также о взаимосвязи АКБ и генераторов.

Задачи регулятора напряжения

Задачи, которые выполняет электронное регулируемое устройство:

изменение значения тока в обмотке возбуждения;
возможность выдержать диапазон от 13,5 до 14,5 вольт в электросети, а также на клеммных выводах АКБ;
отключение питания обмотки возбуждения при выключенном силовом агрегате;
функция подзарядки аккумулятора.

«Народный автоканал» подробно рассказал о назначении, а также о задачах, которые выполняет регуляторное устройство напряжения в авто.

Типы реле-регуляторов

Современные реле-регуляторы не используют электромагнитные реле в качестве базы – они полностью полупроводниковые. Использование полупроводников сделало устройство и надежным, и очень компактными, однако свело практически на нет его ремонтопригодность. Типов реле-регулятора довольно много, но существенным является одно: принципиальных отличий между реле разных типов нет. Стоит выделить два типа:

Встроенное. Иногда реле такого типа называют «шоколадкой». Находится внутри генератора и совмещено с щеточным узлом;
Вынесенное. Крепится на автомобильном кузове.

Запчасти на mazda 2

Стекло багажника (двери 3/5-й задней (ляды)
1.3 ZJ-VE

Запчасти на chevrolet volt

Ремкомплект суппорта тормозного переднего 1.4 A14XFL
Корпусы всех новых регуляторов являются неразборными, так что добраться до полупроводниковой «начинки» будет непросто. Корпус может быть или полимерным, или стальным. Слабым местом регуляторов являются скорее контакты и провода. Первые со временем окисляются, а изоляция вторых может оплавиться или получить механические повреждения.

Разновидности реле-регуляторов

Есть несколько видов автомобильных реле-регуляторов:

внешние — этот тип реле позволяет увеличить ремонтопригодность генераторного узла;
встроенные — устанавливаются в пластину выпрямительного устройства либо щеточный узел;
изменяющиеся по минусу — оснащаются дополнительным кабелем;
регулирующиеся по плюсу — характеризуются более экономичной схемой подключения;
для установки в агрегаты переменного тока — напряжение не может регулироваться при подаче на обмотку возбуждения, поскольку она установлена в генератор;
для устройств постоянного тока — реле-регуляторы имеют функцию отсечения аккумулятора при незапущенном двигателе;
двухуровневые реле — сегодня практически не используются, в них регулировка осуществляется пружинками и рычажком;
трехуровневые — оснащаются схемой сравнивающего модуля, а также сигнализатором согласования;
многоуровневые — оборудуются 3-5 добавочными резисторными элементами, а также системой контроля;
транзисторные образцы — на современных транспортных средствах не применяются;
релейные устройства — характеризуются более улучшенной обратной связью;
релейно-транзисторные — обладают универсальной схемой;
микропроцессорные реле — характеризуются небольшими размерами, а также возможностью плавного изменения нижнего либо верхнего порога срабатывания;
интегральные — устанавливаются в держатели щеток, поэтому при их износе меняются.

Реле-регуляторы постоянного тока

В таких агрегатах схема подключения выглядит более сложной. Если машина стоит и двигатель не запущен, генераторный узел должен быть отключен от аккумулятора.

При выполнении испытания реле необходимо удостовериться в наличии трех опций:

отсечка батареи при стоянке транспортного средства;
ограничение максимального параметра тока на выходе агрегата;
возможность изменения параметра напряжения для обмотки.

Реле-регуляторы переменного тока

Такие устройства характеризуются более упрощенной схемой проверки. Автовладельцу необходимо произвести диагностику величины напряжения на обмотке возбуждения, а также на выходе агрегата.

Если в автомобиле установлен генератор переменного тока, то запустить двигатель «с толкача» не получится, в отличие от агрегата постоянного тока.

Встроенные и внешние реле-регуляторы

Процедура изменения величины напряжения производится устройством в определенном месте монтажа. Соответственно, встроенные регуляторы осуществляют воздействие на генераторный узел. А внешний тип реле не связан с ним и может подключаться к катушке зажигания, тогда его работа будет направлена только на изменение напряжения на данном участке. Поэтому перед выполнением диагностики автовладелец должен убедиться, что деталь подключена правильно.

Канал «Sovering TVi» подробно рассказал о предназначении, а также принципе действия данного типа устройств.

Двухуровневые

Принцип действия таких устройств заключается в следующем:

Ток проходит через реле.
В результате образования магнитного поля рычаг притягивается.
В качестве сравнивающего элемента используется пружинка, обладающая конкретным усилием.
Когда напряжение увеличивается, контактные элементы размыкаются.
На обмотку возбуждения подается меньший ток.

В автомобилях ВАЗ для регулирования ранее использовались механические двухуровневые устройства. Главный недостаток заключался в быстром износе конструктивных компонентов. Поэтому вместо механических на эти модели машин стали устанавливать электронные регуляторы.

В основе таких деталей использовались:

делители напряжения, которые собирались из резисторных элементов;
в качестве задающей детали применялся стабилитрон.

Из-за сложной схемы подключения и неэффективного контроля уровня напряжения такой тип устройств стал использоваться реже.

Трехуровневые

Данный тип регуляторов, как и многоуровневые, являются более усовершенствованными:

Напряжение подается с генераторного устройства на специальную схему и проходит через делитель.
Полученные данные обрабатываются, фактический уровень напряжения сравнивается с минимальным и максимальным значением.
Импульс рассогласования изменяет параметр тока, который подается на обмотку возбуждения.

Трехуровневые устройства с частотной модуляцией не имеют сопротивлений, но частота срабатывания электронного ключа в них выше. Для управления применяются специальные логические схемы.

Управление по минусу и плюсу

Схемы по отрицательному и положительному контактам отличаются только подсоединением:

при установке в разрыв плюса одна щетка соединяется с массой, а вторая идет на клемму реле;
если реле устанавливается в разрыв минуса, то один щеточный элемент должен быть подключен к плюсу, а второй — непосредственно на реле.

Но во втором случае появится еще один кабель. Это связано с тем, что данные модули реле относятся к классу приспособлений активного типа. Для его функционирования потребуется отдельное питание, поэтому плюс подключается индивидуально.

Фотогалерея «Виды реле-регулятора напряжения генератора»

В данном разделе представлены фото некоторых видов устройства.

Выносной тип устройств

Встроенный регулятор

Транзисторно-релейный тип

Интегральное устройство

Устройство для генератора постоянного тока

Регулирующее устройство переменного тока

Двухуровневый тип устройств

Трехуровневый регулирующий прибор

Причины выхода из строя

Реле-регуляторы выходят из строя не так уж и часто, но если автолюбители с этим не повезло, игнорировать проблему не стоит. Вот главные причины выхода устройства из строя:

В обмотке возбуждения произошло межвитковое замыкание. Это самая частая из причин, по которым реле приходится менять. Здесь стоит отметить, что даже новое реле может прожить недолго. Если быстро выходит из строя даже новое устройство, стоит снять генератор и провести его тестирование;
Пробой диодов. Такое происходит не очень часто. При пробое диодов наблюдается перегрев генератора;
Переполюсовка в аккумуляторе. Если данная проблема существует продолжительное время, из строя выходят выпрямительные диоды;
Короткое замыкание, произошедшее на управляющем выводе генераторного реле-регулятора;
Разрушение щеток.

Также причиной выхода реле из строя является его естественный износ. Как правило, устройство служит очень долго, однако даже самую надежную автомобильную электронику, запаянную в герметичный корпус, приходится менять раз в 6-8 лет. Если реле-регулятор неисправно, возможен выход из строя не только аккумулятора, но даже электронного блока авто и собственно генератора.

Диагностика автомобильного реле-регулятора

Для начала стоит определиться с тем, нужна ли вообще проверка реле. В первую очередь обращают внимание на некорректную зарядку аккумуляторной батареи:

Наблюдается перезаряд. Электролит начинает выкипать, причем раствор кислоты может попадать на детали кузова;
Наблюдается недозаряд. Заряд аккумуляторной батареи постоянно имеет малое значение, вследствие чего двигатель может не запускаться, а оптика гореть в пол накала.

Если наблюдается что-то из вышеописанное, нужно обзавестись тестером и начать проверку реле-регулятора. Коротко говоря, любое отклонение напряжения от максимума (14,5, в редких авто целых 14,8 Вольт) или минимума (12,8 Вольт) на соответствующих оборотах свидетельствует о необходимости замены реле-регулятора. Перед диагностикой стоит провести замер напряжения на клеммах автомобильного аккумулятора – в норме оно равняется 12,8 Вольтам.

Если в транспортном средстве используется встроенное реле, нужно проделать следующее:

Извлечь щеточный узел и случае нужды подобрать новые щетки. Короткими считаются щетки менее 5 миллиметров;
Взять источник питания. Подойдет блок питания или же зарядное устройство, позволяющим регулировать напряжение хотя бы до 16 Вольт. «Минусовой» провод источника замкнуть на соответствующую клемму регулятора;
«Плюсовой» провод источника питания подключаться к соответствующей клемме реле-регулятора;
Подключить 10-Ваттную контрольную лампу к щеткам. При ее отсутствии подойдет и светодиод;
Подавать питание от источника к реле, постепенно повышая напряжения. Как только оно превысит отметку в 14,5 или 14,8 Вольт (исключительный случай), лампа/светодиод должны погаснуть.

Если реле-регулятор не прошло проверку (контрольный прибор не погас), его однозначно стоит менять. При игнорировании проблемы аккумулятор будет перезаряжаться на постоянной основе, что в конце концов приведет к его поломке. В случае встроенного реле проверка станет еще проще:

Подключить щупы тестера к клеммам реле;
На мультиметре выставить значение в 20 Вольт;
Запустить двигатель и проверить показатель напряжения – он должен быть минимальным (порядка 12,8 Вольт);
Увеличить обороты двигателя. Показатели напряжения должны плавно расти;
Когда двигатель будет иметь 3500 об/мин, проследить за изменениями показателей напряжения. Они обязательно должны попасть в диапазон 14-14,5 Вольт. В некоторых автомобилях максимум составляет 14,8 Вольт.

В том случае, если вы наблюдали серьезные отклонения или, напротив, постоянство напряжения вне зависимости от оборотов, реле-регулятор однозначно является неисправным. Мы категорически рекомендуем даже после этих проверок лишний раз проверить клеммы регулятора – окислы и налеты могут помешать проведению правильной диагностики устройства. После очистки диагностику стоит повторить.

Принцип работы реле регулятора

Благодаря встроенным резисторам и специальным схемам реле получает возможность сравнивать величину вырабатываемого генератором напряжения. После чего, слишком высокое значение приводит к отключению реле, чтобы не перезарядить аккумулятор и не испортить электроприборы, подключенные в бортовую сеть.

Любые неисправности приводят именно к этим последствиям, приходит в неисправность батарея АКБ или резко увеличивается эксплуатационный бюджет.

Переключатель лето/зима

Вне зависимости от сезона и температуры воздуха работа генератора всегда стабильна. Как только его шкив начинает вращаться, электроток вырабатывается по умолчанию. Однако зимой внутренности аккумулятора замерзают, он восполняет заряд значительно хуже, чем летом.

Переключатели лето/зима находятся либо на корпусе регулятора напряжения, либо этим обозначением подписаны соответствующие разъемы, которые нужно найти и подсоединить к ним проводку в зависимости от сезона.

Ничего необычного в этом переключателе нет, это лишь грубые настройки реле регулятора, позволяющие повысить до 15 В напряжение на клеммах аккумулятора.

Подключение в бортовую сеть генератора

Если при замене генератора вы подключаете новый прибор самостоятельно, необходимо учесть нюансы:

вначале следует проверить целостность и надежность контакта провода от кузова машины к корпусу генератора
затем можно подсоединять клемму Б реле регулятора с «+» генератора
вместо «скруток», начинающих греться через 1 – 2 года эксплуатации, лучше использовать пайку проводов
заводской провод нужно заменить кабелем сечения 6 мм2 минимум, если вместо штатного генератора монтируется электроприбор, рассчитанный на ток больше 60 А
амперметр в цепи генератор/аккумулятор показывает, мощность какого источника электроснабжения в данный момент выше в бортовой сети

Выбор нового реле генератора

Подобрать новое реле-регулятор довольно просто. Автолюбителю даже нет особо смысла разбираться в том, к какому конкретно типу относится устройство. Чем ему действительно стоит воспользоваться, так это электронными каталогами продвинутых интернет-магазинов – такие магазины имеют свою кросс-базу кодов и позволяют подобрать как оригинальное реле, так и его аналоги. Поиск может быть осуществлен по следующим параметрам:

VIN-код транспортного средства;
Код уже установленного реле. Нанесен краской или выдавлен на корпусе устройства;
Данные автомобиля. Речь идет и о марке и модели, и годе выпуска, параметрах мотора.

Проще всего искать именно по коду имеющегося реле, так как к устройству несложно подобраться и оно всегда промаркировано. К слову, могут возникнуть сложности с подбором аналогов к реле-регуляторам последних моделей авто от немецких автоконцернов. Устройство может иметь в своей элементной базе микропроцессор с программным управлением (внедрены BMW и Audi) и, как правило, выпускается только под брендом автоконцерна – аналогов на рынке запчастей нет.

Экскурс по производителям

Если вы подбираете реле-регулятор к отечественному автомобилю, то сможете найти продукцию множества фирм. Если же речь идет о подборе реле к иномарке, фирм-производителей будет не так уж и много. По сути, их же продукцию предлагают упаковщики – мелких изготовителей реле генераторов немного. Обращать внимание стоит в первую очередь на реле вот этих фирм:

Bosch (Германия);
Valeo (Франция);
Cargo (Дания);
Huco (Германия).

Продукцию всех вышеуказанных брендов за исключением Cargo подделывают крайне часто. А вот поддельные реле датской фирмы почти не встречаются, хотя автолюбителям и в случае покупки запчастей этого производителя стоит быть предельно осмотрительными и удостоверяться в подлинности товара.

Весьма неплохую электрику можно найти в каталогах таких фирм, как Mobiltron (Тайвань), ERA (Италия). Негативных отзывов автолюбителей на продукцию этих фирм довольно много, так что потенциальному покупателю стоит задуматься над тем, готов ли он сыграть в «лотерею» – качество запчастей данных фирм может варьироваться от поставки к поставке. Запчасти WAI (США) весьма хороши, но их подделывают и их качество в зависимости от страны производства и рынка, на который ориентирована американская фирма, может варьироваться.

Вывод

Реле-регулятора напряжения является одним из самых маленьких и неприметных компонентов электроники городских транспортных средств, но вместе с тем, его роль очень велика. Без регулировки напряжения и тока возбуждения как генератор, так и питающаяся от него электроника перестала бы нормально работать или вовсе вышла из строя. Что, впрочем, действительно может произойти, если некорректно работающий регулятор вовремя не заменить. К счастью, реле-регуляторы сегодня предлагает множество фирм, так что автолюбителю наверняка будет из чего выбирать.

Выносной регулятор

Нередко случается у водителей такое. Запаливаются щётки генерирующего устройства. Регулятор встроен вместе с щётками. Приходится менять всё вместе. И тут совет от знатоков: лучше поставь внешний регулятор, чем встроенный. Уж больно не хвалят модели, выпущенные в последнее время.

Хорошо, думаешь, поставлю внешний, только как его подключать? Оказывается, есть удобная схема, которая позволяет легко всю эту модернизацию осуществить.

Некоторые важные моменты:

нельзя путать фишки на регуляторе под номерами 67 и 15 (первая должна соединяться с генерирующим устройством, а вторая – идти на предохранители);

Вот как выглядит схема подключения

Схема подключения выносного и встроенного реле

На нижнем фото видим схему, которая показывает подключение уже встроенного реле регулятора.

Она подходит для подключения на «пятёрки», «семёрки», ВАЗ 2104, если ГУ установлено от ВАЗ «копейки». Как видим, реле регулятор выносного типа подключается посредством двух выводов. 15-й вывод идет на предохранитель.

Второй вывод 67 соединяется с генератором. Провод соединяется с фишкой от щёток.

Также реле выносного типа должно соединяться с массой – любой частью кузова.

Реле – это не что иное, как выключатель, служащий для смыкания и отключения отдельных зон электрической цепи, происходящих при конкретных показателях электровеличин. Реле машины иначе называют коммутатором нагрузочного напряжения, и это верно на все 100 процентов. Когда ГУ, вентилятор или стартер потребляет тока больше, чем нужно, реле срабатывает.

Каким бывает регулятор напряжения

Реле состоит из магнита электрического типа, якоря и переключателя. Электромагнитом выступает в данном случае трос, обвитый вокруг индуктора с магнитным стержнем, а якорем – особая пластина, управляющая контактами.

Как только электрическое напряжение проходит сквозь обмотку магнита, возникает электрическое поле. Специальный толкатель прижимает якорь к сердечнику и, тем самым, переключаются контакты.

Внимание. Известно два типа реле, применяемых на автомобилях ВАЗ. Это неконтактное реле-регулятор и МЭР (электрический). Именно схема последнего реле показана на картинке ниже.

Статья в тему: Способы уменьшения расхода топлива зимой

Неконтактное реле или НЭРР представляет собой достаточно новый агрегат, не требующий никаких дополнительных корректировок или регулирования. Что касается МЭР, то это прибор старого образца, изготовление которого в настоящее время приостановлено.

Итак, ВРН или регулятор встроенный представляет собой устройство, состоящее из микросхемы, транзистора и корпуса с щётками. Если выходит из строя встроенный регулятор, то его заменяют на новый, либо устанавливают выносной.

Внешний регулятор легко инсталлировать, если следовать строго инструкции.

Модернизация подразумевает демонтаж и разбор генерирующего устройства.