Автомобиль в качестве генератора.
Бытует мнение, что автомобиль и некоторые его узлы, такие как аккумулятор и генератор, способны питать не только внутреннюю нагрузку, но и выступать в роли источника резервного питания для внешних устройств. Какое оборудование может потребоваться для реализации данной затеи и какие параметры должно иметь каждое из подключаемых к системе устройств? Какие варианты применения машины в роли источника резервного питания наиболее востребованы на сеодняшний день? В какой именно последовательности необходимо проверять способность генератора выдавать требуемое напряжение для питания внешних потребителей? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Стоимость ремонтаНайти запчасть


Электрическая система автомобиля направлена на покрытие потребностей транспортного средства и поставку необходимого напряжения к потребителям. Но некоторые специалисты уверяют, что авто можно использовать не только для покрытия внутренних резервов, но и с целью «выработки» электроэнергии для питания сторонних источников. Насколько это возможно? Какие моменты учесть при выполнении работ? Какие варианты исполнения наиболее востребованы?



Особенности и принципы работы генератора

Чтобы разобраться с возможностью применения авто в роли генератора, стоит понимать принцип действия узла. Так, основным источником электрической энергии (после пуска авто) является генератор. Все элементы устройства объединяются в общем корпусе, изготовленном из надежных и легких сплавов (зачастую их дюралюминия). В кожухе генератора предусмотрены «окошки», благодаря которым происходит охлаждение внутренних элементов. В задней части к устройству крепится специальная группа подшипников, обеспечивающих плавное вращение.

В кожухе генератора располагаются следующие узлы:

  • Ротор - элемент, представляющий собой магнит электрического типа с одной обмоткой, находящейся на валу. Сверху этой обмотки расположен специальный сердечник, который имеет уменьшенный на 1-2 мм диаметр. Подача тока гарантируются с помощью колец из меди, которые располагаются на валу и объединяются с обмоткой через специальные щетки;

  • Обмотка - один из ключевых элементов источника питания, выполненный из меди. Фиксация проволоки производится в специальных пазах сердечника, последний из которых выполнен из металла. Такой материал носит название трансформаторного железа. Обмотка устройства соединена в треугольник, а на выходе установлен выпрямительный мост;

  • Реле-регулятор - устройство, которое монтируется непосредственно в кожухе генератора или же выполнено в виде отдельного устройства. В первой ситуации реле смонтировано со щетками из графита, а во втором - щетки крепятся к специальному устройству;

  • Выпрямительный мост - устройство, которое создано с применением шести диодов, которые находятся на специальном основании. При этом диоды объединены между собой по специальной схеме.

Принцип действия генератора базируется на основе создания переменного тока, образующегося в статорных обмотках. Благодаря действию магнитного поля, около сердечника образуется напряжение. Вращение ротора производится, благодаря действию ременной передачи. При этом на обмотку устройства подходит постоянный ток, уровня которого достаточно для образования магнитного потока.

В процессе вращения сердечника около обмоток возникает ЭДС. Благодаря упомянутому выше реле, производится регулировка уровня магнитного потока с учетом действующей нагрузки, снимаемой с выводов генератора. Уровень  напряжения на выходе составляет от 13,5 до 14,3 Вольт. Этого уровня достаточно не только для питания потребителей, но и для зарядки АКБ, а также поддержания уровня заряда на стабильно высоком уровне. Интересен тот факт, что принцип действия генератора идентичен для всех типов генератора.

Один из ключевых элементов источника питания является регулятор. Его задача - поддержание достаточного напряжения на клеммах. Если вращение ротора будет производиться с повышенной частотой без контроля со стороны регулятора, то уровень  напряжения может возрасти до 30-40 Вольт, что опасно для потребителей автомобиля (они могут повредиться).

Все регуляторы, которые применяются в автомобилях, бывают двух типов - интегральные и гибридные. К устройствам гибридного типа относятся регуляторы, схема которых подразумевает включение электронных и радиоустройств. Что касается современных авто, то в них чаще всего монтируются регуляторы интегрального типа, элементы которых производятся с применением микроэлектронной технологии. Одним из ключевых элементов, препятствующих росту напряжения выше допустимой нормы, является контрольная лампочка. Если последняя загорается во время, когда запущен генератор, то это сигнализирует о выходе из строя регулятора или самого узла.

Фиксация источника питания производится с применением специальных кронштейнов (крепежных элементов), а также группы болтов. На кожухе, как правило, монтируются две «лапы», с помощью которых и производится фиксация. Бывают ситуации, когда в генераторе предусмотрена только одна лапа, установленная на передней крышке. В задней лапе присутствует специальное отверстие, где установлена дистанционная втулка, убирающая зазор между базой лапы и кронштейном мотора.

При воплощении в жизнь идеи по применению автомобиля в качестве генератора стоит четко понимать, какие режимы устройства бывают. Первый режим запускается в момент пуска мотора. В процессе заводки двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. При пуске величина тока имеет максимальные значения, что приводит к падению напряжения на выводах АКБ. Кроме этого, потребители электрической энергии берут напряжение только от аккумулятора, что приводит к постепенной разрядке устройства.

Как только мотор запущен, «бразды правления» переходят к генератору, который питает потребителей автомобиля и принимает участие в подзарядке АКБ. При включении большого числа потребителей, например, печки, головного света или кондиционера, генератор уже не способен выдавать достаточный уровень напряжения. В такой ситуации к работе подключается и генератор.

Зная особенности работы, конструкции и режимы работы АКБ, можно разрабатывать варианты применения генератора в роли источника питания для других потребителей. Но насколько это реально? Какие дополнительные устройства могут потребоваться?



Машина в роли генератора: возможно ли это?

Как показывает практика, для создания источника питания для «дачных» условий достаточно блока аккумуляторов, зарядного устройства и инвертора. Мощность такой системы составляет 1000 Вт. При этом можно быть уверенным, что устройства хватит на десять часов. Общие расходы на создание такой системы составляют от 50 до 150 тысяч рублей.

Возможен и другой вариант, когда в основе источника питания становится оборудование автомобиля. В этом случае уровень затрат снижается, благодаря отсутствию необходимости покупки целого ряда устройств. Все, что потребуется для выполнения работы - инвертор, а также генератор и аккумулятор (уже есть в машине). Цена вопроса - 15-20 тысяч рублей. Кроме этого, нужно быть готовым к затратам топлива.



Для решения поставленной задачи необходимо:

  • Обладать достаточным опытом работы с электрической частью. Важно понимать, что здесь придется столкнуться с большими токами, достигающими 180-200 Ампера, а также напряжением в 220 Вольт, поэтому соблюдение ключевых мер предосторожности является обязательным;

  • Приобрести качественный инвертор, способный преобразовать напряжение с 12 до 220 Вольт. При этом мощность устройства должна составлять до 2000 Вт. Обязательное условие - наличие защиты от перегруза по мощности и току.

Лучший вариант работы - с выходом синусоидального типа. Если же кривая будет модифицированной, то возможны проблемы в работе целого ряда электрических приборов - холодильников, насосов и прочего оборудования.



Последующий алгоритм действий для получения необходимого уровня напряжения выглядит следующим образом:

  • Прогревайте мотор машины до рабочей температуры;

  • Отключайте мотор;

  • Подключайте инвертор непосредственно на выходе АКБ. При этом отбрасывать уже установленные на источнике питания клеммы нет необходимости;

  • Заводите мотор машины и подключайте требуемую нагрузку к инвертору. Это может быть дом, дача или какая-то отдельно взятая нагрузка;

  • Следите за уровнем напряжения и качеством работы системы в целом;

  • Учтите, что общая нагрузка электроприемников не должна быть больше мощности самого генератора. В противном случае источник питания может начать «захлебываться»;

  • После отключения устройства, питающегося от системы, оставляйте мотор заведенным какое-то время и производите подзаряд АКБ.



В процессе эксплуатации системы стоит учесть следующие моменты:

  • Работа автомобиля в режиме генератора потребует определенных затрат на покупку топлива. При максимальной нагрузке на инвертор уровень сжигаемого топлива составит 1,8-2,0 литра в час;

  • В случае увеличения уровня нагрузки на электрическую систему возрастают и обороты мотора, что гарантирует полную мощность на выходе устройства. Особенность только в том, что подобный вариант саморегулировки работает не на всех машинах;

  • Мощность источника питания на машине (в нашем случае - генератора) находится в диапазоне 1,2-1,5 кВт. Почему тогда допускается применение 2-киловатного инвертора? Все просто. Генератор и АКБ работают параллельно друг с другом, поэтому выдержать даже высокий уровень нагрузки для них не проблема;

  • На выходе после инвертора рекомендуется установить автоматический выключатель, номинальный ток которого должен быть равен до100% от максимального тока, на который способен генератор автомобиля с учетом выходного напряжения 220 Вольт. При этом автомат стоит подбирать с умом, почитав перед этим необходимую информацию.


Альтернативные варианты применения генератора и его проверка

Автомобильный генератор может применяться для самостоятельной сборки источника питания. Так, для решения подобной задачи потребуется велосипед с ровным (без «восьмерок») задним колесом. Здесь стоит учесть, что чем больше передаточное вращение, тем лучше. Для удобства посадки рекомендуется применение женского варианта посадки.

Для реализации замыслов снимайте с двухколесного транспортного средства все лишнее - переднее колесо, тормозную систему и покрышки. Что касается руля, то его рекомендуется оставить для создания опоры. Кроме этого, на рулевом колесе можно закрепить вольтметр и лампу. Вместо переднего колеса делается специальная металлическая или деревянная подставка. При этом заднее колесо должно быть на весу.

Главным источником напряжения является генератор автомобиля, с которого снята система охлаждения и шкива. Оптимальный вариант - применение генераторов переменного тока с таких автомобилей как Форд Экскорт, Форд, Фиеста, Опель и прочих. Их особенность - наличие 2-размерного шкива. Что касается генераторов серии Лукас, то от них стоит отказаться, ведь их эффективность ниже, чем у устройств моделей Моторола и Бош.

Хороший вариант - применение генераторов с мощными моторами, в которых генераторы переменного тока способны работать на небольших оборотах. Так, генераторы серии Бош устанавливаются на машинах Форд Сиерра или Вольво.  Их преимущества - высокое качество.  Недостаток - большой вес и массивность.

При покупке генератора автомобиля или применения уже существующего узла учтите, что во внешнем блоке управления нет необходимости. Интересен и тот факт, что в некоторых японских генераторах такие устройства и не предусмотрены. При этом лучше приобрести генератор, имеющий две большие клеммы, чем с одной и небольшой. Два массивных вывода позволяют подключиться параллельно и использовать устройств в роли плюса. При этом маленькая клемма подключается  к лампочке-индикатору. Что касается пятимиллиметровой заземляющей клеммы, то она объединяется с кожухом и играет роль минуса.

Как только покупка осуществлена, обязательно проводится тест генератора на работоспособность. Чтобы убедиться в работе устройства, необходимо найти небольшую лампу, которая будет выполнять функцию индикатора заряда. Если генератор, используемый в роли источника питания, выдержал тест, то это еще не говорит о его способности к генерации тока.

С другой стороны, благодаря проверке удается выявить ряд проблем, среди которых выход из строя блока диодов, предохранителей, сбой в работе щеток и прочих узлов. Такие поломки можно убрать, взяв необходимые запасные части у других генераторов, в которых управляющие и диодные блоки остались целыми. Вот почему не рекомендуется избавляться от генераторов, которые на первый взгляд поржавели и не пригодны для дальнейшей эксплуатации. Если они прошли тест, то применение генераторов возможно.

Как проверить устройство на способность генерации электрической энергии? Действуйте следующим образом:

  • Демонтируйте вентилятор охлаждения и вычищайте генератор. После фиксируйте устройство на специальном креплении таким образом, чтобы шпиндель изделия располагался на расстоянии 11-12 сантиметров от внешней части обода;

  • Измеряйте кабелем или лентой окружность ремешка, которая должна составлять 82 дюйма. Оптимальный вариант - покупка ремня типа А 82 «V», который производится с небольшим шагом (всего 1 дюйм). Цена изделия составляет - 400-450 рублей. Если колесо имеет диаметр 26 дюймов, то можно использовать ремень серии А78. Для колес с 27 дюймами больше подойдет ремешок серии А 80. Лучший вариант - приобрести зубчатый ремень. Главный плюс зубчатого ремня в том, что в сравнении с обычным устройством он позволяет снизить механические потери. Что касается регулирования натяжения, то в рассматриваемой конструкции может использоваться пружинный натяжитель. При этом учтите, что сильно протягивать ремень нет необходимости - в противном случае высоки риски повышения потерь на трение. При этом многое зависит от типа шкива:

  • Для К1 после стабилизации стоит рассчитать число оборотов генератора в один поворот колеса. Оптимальный вариант - 60;

  • Для разборного шкива К1 обязательно разбирайте устройство и между тарелками монтируйте прокладку. Это позволяет протянуть ремень дальше. Благодаря этому подходу удается увеличить скорость;

  • Как только механические работы выполнены,  стоит уделить внимание защите движущихся элементов (в первую очередь от детей).


Итоги

Таким образом, автомобиль и его генератор вполне могут использоваться в роли источника питания других потребителей. Остается только правильно продумать схему, приобрести необходимые элементы и учесть рекомендации в статье. Если знаний для реализации задуманной задачи недостаточно, то стоит проконсультироваться с профессионалами.

Стоимость ремонтаНайти запчасть

Автомобиль в качестве генератора.