Urządzenie generatora samochodów VAZ-2106 i VAZ-2103 (VAZ-2106)

Otwórz duży obraz w nowej karcie »

---

Generator prądu przemiennego G-221 służy do zasilania odbiorników energii elektrycznej i ładowania akumulatorów. Jest to trójfazowa synchroniczna maszyna elektryczna ze wzbudzeniem elektromagnetycznym o obrocie prawostronnym (od strony napędu). Aby przekształcić prąd przemienny w prąd stały, generator posiada wbudowany prostownik z sześcioma diodami krzemowymi. Maksymalny prąd wyjściowy generatora (przy 14 V i 5000 obr./min) wynosi 42 A.

Generator zamontowany jest na silniku po prawej stronie i napędzany jest paskiem klinowym od koła pasowego wału korbowego. Generator mocuje się śrubą do wspornika silnika i kołkiem do drążka napinającego, wykorzystując otwory w uszach pokryw 1 i 23. Aby zapobiec odrywaniu się zaczepów pokryw podczas dokręcania śruby, w otworze pokrywy 1 znajduje się gumowa tuleja amortyzująca 32. Pod wpływem siły dokręcania stalowa tuleja dociskowa (na zdjęciu znajduje się po lewej stronie bufora) przesunięcia, wybierając szczelinę między okiem a uchwytem montażowym generatora, tuleja buforowa 32 jest ściskana między tulejami stalowymi, a siła dokręcania osiowego nie jest przenoszona na oko.

Głównymi częściami generatora są wirnik, stojan 27 oraz pokrywy 1 i 23 odlane ze stopu aluminium.

Wirnik składa się z wału 7, na którego żebrowanej powierzchni jest wciśnięta stalowa tuleja oraz stalowe bieguny w kształcie dzioba 18 i 30, które wraz z wałem i tuleją tworzą rdzeń elektromagnesu. Na tulei pomiędzy biegunami w kształcie dzioba w plastikowej ramce umieszczone jest uzwojenie wirnika 25, zwane uzwojeniem wzbudzenia. Końce uzwojenia wyprowadzono przez otwory w biegunie 30 i przylutowano do miedzianych pierścieni stykowych 4 i 5, osadzonych na tulei plastikowej.


Wirnik obraca się w dwóch uszczelnionych łożyskach kulkowych 6 i 22. Smar dodawany jest do łożysk w trakcie ich produkcji i nie wymaga uzupełniania w trakcie eksploatacji. Wewnętrzna bieżnia łożyska przedniego 25 jest luźno zamontowana na wale wirnika i razem z pierścieniem dystansowym 21 jest zaciśnięta za pomocą nakrętki mocującej koło pasowe pomiędzy piastą koła pasowego a kołnierzem wału. Zewnętrzna bieżnia tego łożyska jest wciśnięta w pokrywę i zabezpieczona między dwiema stalowymi podkładkami, dokręconymi czterema śrubami. Po dokręceniu nakrętek końce śrub są dziurkowane, co zapobiega samoczynnemu luzowaniu się nakrętek. Wewnętrzna bieżnia tylnego łożyska 6 jest dociskana do wału wirnika, natomiast zewnętrzna bieżnia wchodzi w gniazdo pokrywy 1 i jest dociskana przez pierścień gumowy.

Koło pasowe 19 z wirnikiem 17 wentylatora, który służy do chłodzenia prostownika i wewnętrznych części generatora, jest zamocowane do wału wirnika za pomocą wpustu segmentowego i nakrętki. Powietrze zasysane jest przez okna pokrywy 1, przepływa między stojanem i wirnikiem i jest wyrzucane przez okna pokrywy 23 przez wirnik wentylatora. Podkładkę stożkową sprężynową montuje się pomiędzy piastą koła pasowego a nakrętką, tak aby jej wypukła strona była skierowana w stronę nakrętki. Koło pasowe i wentylator wykonane są z cienkiej blachy stalowej i połączone poprzez spawanie elektryczne.

Rdzeń stojana 27 wykonany jest z blach stalowych elektrotechnicznych o grubości 1 mm. W czterech miejscach na powierzchni zewnętrznej płyty są połączone poprzez spawanie. Na wewnętrznej powierzchni stojana znajduje się 36 półzamkniętych rowków, izolowanych tekturą. W szczelinach umieszczone jest trójfazowe uzwojenie stojana, zabezpieczone przed wypadnięciem klinami 28 wykonanymi z rurek z tworzywa sztucznego. Każde uzwojenie fazowe składa się z sześciu cewek połączonych szeregowo. Uzwojenia fazowe połączone są w gwiazdę z wyjściem punktu neutralnego do wtyczki 12 (bez znakowania). Zacisk ten służy do podłączenia przekaźnika lampki kontrolnej ładowania akumulatora. Aby zwiększyć wytrzymałość elektryczną i przewodność cieplną uzwojenia, stojan impregnuje się lakierem.

Na pokrywie 1 generatora zamocowany jest śrubą uchwyt szczotkowy 13 ze szczotkami 14 i 15. Prąd do uzwojenia wzbudzenia jest dostarczany poprzez szczotki wykonane z mieszanki miedziowo-grafitowej i dociskane sprężynami do pierścieni stykowych wirnika. Szczotka 14 podłączona jest do masy generatora poprzez płytkę, a szczotka 15 podłączona jest do wtyczki "67". Części prostownika przymocowane są również do pokrywy generatora 1. Prostownik przetwarza prąd przemienny generowany przez generator na prąd stały, który zasila urządzenia elektryczne pojazdu.

Prostownik zmontowano w oparciu o trójfazowy układ mostkowy składający się z sześciu krzemowych diod typu VA-20 – elementów półprzewodnikowych, które przekazują prąd tylko w jednym kierunku. Diody umieszczone są w specjalnym bloku prostowniczym, składającym się z dwóch aluminiowych uchwytów 38 i 40 z diodami. Aby uprościć konstrukcję prostownika, trzy diody posiadają na obudowie "plus" prądu prostowanego (diody "dodatnie"). Wciska się je do uchwytu 38, podłączonego do zacisku "30" generatora. Pozostałe trzy diody tworzą "minus" prądu wyprostowanego na ciele (diody "ujemne"). Wciska się je do uchwytu 40 bloku prostowniczego połączonego z masą, który z kolei jest połączony z masą.

Diody są wciskane w aluminiowe uchwyty, co zapewnia efektywne odprowadzanie ciepła z obudowy do uchwytów chłodzonych powietrzem. W przypadku uszkodzenia diod nie można wymieniać ich pojedynczo - należy wymienić cały moduł prostowniczy.

W generatorach wyprodukowanych przed 1977 r. ujemne diody były wciskane do pokrywy 1, a dodatnie do aluminiowego uchwytu podłączonego do zacisku "30" i przymocowanego do pokrywy 1 zamiast bloku prostownika. W tych generatorach możliwe było wymienianie pojedynczych uszkodzonych diod ujemnych poprzez ostrożne wciskanie ich i wciskanie na prasie. W przypadku uszkodzenia diody dodatniej konieczna była wymiana całego uchwytu na diody dodatnie.

Generator działa w następujący sposób. Gdy wyłącznik zapłonu znajduje się w pozycji 1 (zapłon), prąd elektryczny przepływa przez uzwojenie wzbudzenia generatora, wytwarzając strumień magnetyczny wokół biegunów wirnika. Gdy wirnik obraca się, południowy lub północny biegun wirnika w kształcie dzioba przechodzi pod każdym zębem stojana, a strumień magnetyczny przechodzący przez uzwojenie stojana zmienia swoją wielkość i kierunek. Ten zmienny strumień magnetyczny wytwarza siłę elektromotoryczną w uzwojeniu stojana. Kształt biegunów wirnika w kształcie dzioba dobrano w taki sposób, aby uzyskać kształt krzywej siły elektromotorycznej zbliżony do sinusoidalnego.