Современный автомобиль немыслим без многочисленных устройств, использующих для своей работы электричество. Их питание обеспечивают аккумуляторная батарея и генератор. Каким образом первые машины обходились без двух этих вещей, уму непостижимо
Впрочем, устройств, требовавших электричества, первоначально было немного. Вернее, не было вообще. В фарах горел газ, электростартер заменяла пусковая рукоятка, сигналы поворота подавались опускающейся планкой, щетки стеклоочистителя приводились в движение вручную. Искрообразование для бензиновых моторов обеспечивало небольшое магнето, а для дизелей и того не требовалось.
Вторжение электричества на борт автомобиля началось с пускового устройства – стартера. Этот прибор требовал хорошего «заряда» электроэнергии, ведь его задачей было раскрутить тяжеленный маховик, а с ним и коленвал с шатунами и поршнями, причем преодолевая сопротивление компрессии в цилиндрах. Кто хоть раз крутил пусковую рукоятку мотора, тот знает, сколь тяжела эта работа.
Надежным источником электричества для стартера оказалась аккумуляторная батарея. Но запас ее энергии постоянно сокращался, и не только с каждым очередным пуском двигателя: когда отдачи не требовалось, батарея саморазряжалась, необходима была постоянная подзарядка. Идею миниатюрной бортовой электростанции предложил известный немецкий инженер-изобретатель Роберт Бош. Именно он в начале ХХ века разработал принципы, на основе которых работают генераторы в нынешних автомобилях.
В прошлом эти приборы именовались динамо-машинами, или просто динамо. Суть их работы состояла в следующем. Благодаря вращению ротора в магнитном поле статора мини-электростанция генерирует электрический ток. Но по законам физики этот ток оказывается переменным, а автомобильным приборам необходим постоянный. Преобразованием одного в другой занимается в генераторе набор диодов (чаще именуемый диодным мостом). Но и это не все. Автомобильные приборы рассчитаны на питание током определенного напряжения, и за его стабилизацию (поддержание вольтажа в установленных рамках) следит особое устройство – реле-регулятор.
Как работает система электроснабжения современных машин? В процессе пуска двигателя участвует только аккумуляторная батарея, генератор в эти мгновения «спит». Он включается, когда коленчатый вал двигателя начинает равномерно вращаться. Ротору генератора это вращение передается с помощью ремня. Некоторые фирмы (например, Mercedes-Benz) используют один ремень, связывающий до десятка шкивов – насоса охлаждающей жидкости, гидроусилителя руля, компрессора кондиционера и других устройств, плюс натяжные и обводные ролики. Другие компании (замечено на моторах Hyundai) применяют иногда по три ремня, связывающих разные агрегаты. Но при любой схеме все устройства приводятся во вращение от шкива на носке коленвала двигателя, и один из ремней обязательно передает вращение ротору генератора.
Подчас также любопытно местоположение генератора. В большинстве случаев производители стараются поместить этот прибор повыше, чтобы на него не попадали вода и грязь, неизбежно проникающие в моторный отсек при движении. В принципе, генератор – очень надежное устройство, способное служить годами и даже десятилетиями. В то же время не следует пренебрегать его сохранностью.
Еще один существенный момент – простота (либо сложность) проверки натяжения ремня привода и его замены. Правильное натяжение ремня – залог надежной работы генератора. При слабом натяжении прибор может не выдавать требуемое напряжение, при чересчур сильном – быстро выйдут из строя подшипники, в которых вращается вал ротора, что проявит себя воем или свистом. На большинстве машин сегодня применяются устройства автоматического натяжения ремня, но на старых моделях еще можно встретить конструкции, требующие приложения рук. Как проверить, правильно ли натянут ремень? Надавите большим пальцем с усилием примерно 1 кг на середину самой длинной ветви ремня, прогиб должен составить не более 10 мм. Разумеется, проверять натяжение следует при остановленном двигателе.
Коленчатый вал мотора во время движения вращается с разной частотой, соответственно, и шкив генератора тоже. Меняется и выдаваемое напряжение, стабилизировать его призван реле-регулятор. Мне довелось застать «коробочные» конструкции регуляторов. Сняв корпус такого устройства, можно было при работающем моторе вручную довести напряжение до нужного значения, вращая отверткой регулировочный винт. Сейчас дело обстоит проще, но одновременно и сложнее.
С одной стороны, автоматические регуляторы напряжения надежны и долговечны. С другой – в случае выхода их из строя возникает проблема не только снятия и замены, но и подбора реле. Бывает, что абсолютно одинаковые на вид устройства имеют различные параметры и схемы. Однажды случился курьез: заменив регулятор на одной из машин, я обнаружил, что двигатель продолжил работать после того, как я выключил зажигание! Конечно, остановить его удалось, но пришлось вернуть на место старый регулятор и заняться поисками наверняка подходившего по параметрам нового устройства.
Вы скажете, что всем этим должен заниматься сервис? Отвечу так: за сложность работы по снятию и замене генератора либо его частей платить придется вам. Чем сложнее эта работа, тем больше уйдет на нее нормо-часов работы мастера. Поэтому кое-какие операции с автомобилем быстрее и дешевле выполнять самостоятельно.
Вместе с тем замена ремня привода – далеко не простое дело, как это может показаться. Иногда требуется специнструмент плюс недюжинное усилие для ослабления натяжного устройства. Именно недюжинное! Причем одной рукой приходится ослаблять натяжитель, а другой – снимать ремень. Соответственно, и устанавливать новый тоже. Тут лучше пригласить крепкого помощника. А во избежание экстренной замены ремня зимней ночью на трассе лучше менять его профилактически, в среднем – через 60 тыс. км пробега или же с частотой, которую предписывает руководство по эксплуатации автомобиля. Еще лучше периодически осматривать ремень и менять его при обнаружении признаков повреждения или повышенного износа. Надрывы, потертости краев недопустимы.
На старых машинах, бывает, дело доходит до замены генератора в сборе. Как мы уже говорили, это надежный и долговечный прибор. Первыми выходят из строя графитовые щетки, но щеточный узел (объединенный обычно с регулятором напряжения), как правило, недорог и меняется легко (иногда даже без снятия генератора с автомобиля). Но если пробег превышает две-три сотни тысяч километров, от генератора можно ждать сюрпризов. Так, на одном из снятых приборов мы обнаружили износ… медных контактных колец на валу ротора. Такое ремонту не подлежит.
Новый генератор на отечественную машину обойдется в среднем в 60–70 долларов, на иномарку – в три–пять раз дороже. Иногда удается вместо «родного» прибора подыскать неоригинальный, подешевле. Но нередко вышедший из строя импортный генератор можно заменить подходящим по месту и другим параметрам российским изделием.
Как-то мне удалось совершить такую операцию. Подточил «ушки» корпуса нашего генератора, чтобы они совпали с местом крепления на иномарке. Переставил шкив с зарубежного генератора на российский. Диаметры валов двух устройств совпали до микронов, но пришлось повозиться с установкой шкива строго в единой плоскости с другими шкивами привода (иначе было бы не избежать быстрого износа и обрыва ремня). Подключил провода, запустил мотор – и зарядка аккумулятора восстановилась. Как выяснилось впоследствии, мастера наших автосервисов частенько прибегают к таким «пересадкам» на старых иномарках. И их владельцы не только экономят на покупке новых генераторов, но часто еще и получают дополнительную мощность мини-электростанций. А она при обилии электросистем на автомобилях лишней не бывает.
