Реле-регулятор напруги ВАЗ-2107: принцип роботи та ремонт

Генераторна установка автомобіля виробляє змінну трифазну напругу, яка після випрямлення подається в бортову мережу. Без стабілізації напруга може коливатися від 10 В на холостих обертах до 30 В при високих обертах двигуна, що призведе до виходу з ладу акумулятора, освітлювальних приладів та електронних блоків. Саме тому регулятор напруги є критично важливим елементом, і його справність безпосередньо впливає на ресурс усього електрообладнання.

Призначення регулятора напруги

Генератор автомобіля виробляє змінну трифазну напругу, яка проходить такі перетворення:

• Три фази подаються на випрямний блок із шести кремнієвих діодів.
• Відбувається випрямлення кожної фази та перетворення напруги на постійну однополярну.
• Вся змінна складова відсікається за допомогою електролітичного конденсатора.
• Випрямлена напруга подається на силовий контакт у задній кришці генератора.

Величина напруги залежить від частоти обертання ротора. На виході генератора може бути 10 В при 1000 об/хв і 30 В при 7000 об/хв, якщо не використовувати регулятор. Стабілізація напруги в бортовій мережі — це складне завдання, оскільки потужність генератора дуже висока (струм понад 50 А). Використання простого стабілітрона, як у побутовій техніці, неможливе через його величезні розміри та високу вартість.

Основний принцип роботи генераторної установки полягає в тому, що в статорній обмотці електричний струм виробляється лише за наявності постійного магнітного поля. Для створення магнітного поля на обмотку ротора подається напруга. Щоб зробити магнітне поле постійним, достатньо стабілізувати ланцюг живлення обмотки збудження, яка споживає максимальний струм до 2,6 А. Цей струм набагато простіше стабілізувати, ніж весь вихідний струм генератора.

Електромеханічні регулятори

Електромеханічні регулятори не використовуються вже кілька десятиліть через суттєві недоліки:

• Малий ресурс роботи.
• Необхідність у частому обслуговуванні.
• Масивна конструкція.

Основні компоненти такого пристрою:

• Електромагнітне реле.
• Термокомпенсувальний опір.
• Дросель.
• Додаткові резистори (2 шт.).

Якір закріплений за допомогою хомута до біметалевої пластини. Таким реле-регулятором напруги комплектувалися перші випуски ВАЗ-2107 (карбюраторні версії).

Робота регулятора при зупиненому двигуні

Цикл роботи пристрою можна розділити на кілька етапів:

• При включенні запалювання струм від акумулятора подається на осердя дроселя.
• Струм проходить через нормально замкнені контакти та подається на клему "Ш" регулятора.
• Мета — обмотка збудження, на яку подається живлення при включенні запалювання.
• Напруга надходить через контакт "Я" на опір термокомпенсації та обмотку регулятора, другий кінець якої з'єднаний із масою.
• Поки намагнічувальна сила осердя незначна, контакти К1 замкнені, і по обмотці збудження ротора проходить струм величиною близько 2,6 А.
• Струм також надходить на вимикач у замку запалювання, нормально замкнені контакти, хомут, лампу в панелі приладів та реле для контролю зарядки.

Робота регулятора при запуску двигуна

Після запуску двигуна відбуваються такі процеси:

• Намагнічування осердя.
• Подолання зусилля пружини, що призводить до розмикання групи контактів К1.
• Вмикання першого ступеня регулювання.
• Струм надходить на дросель та додаткові опори (R доб = 5,5 Ом).
• Струм в обмотці ротора поступово зростає, а напруга зменшується.
• Група контактів К1 замикається.

Процес повторюється: якір вібрує, постійно замикаючи та розмикаючи контакти. Напруга на обмотку збудження то подається, то ні. Коли ротор обертається дуже швидко, у ланцюг його обмотки вмикається невеликий опір, що підвищує напругу до 14,6 В. Величина струму в обмотці зростає до значення, при якому притягується друга група контактів К2, вмикаючи другий ступінь регулювання.

Напівпровідникові регулятори

Усі описані вище процеси можна застосувати і до електронних регуляторів на основі напівпровідників, але функції силових контактів виконують транзистори. Виділяють два типи електронних пристроїв:

• Контактно-транзисторні — симбіоз механічного та електронного регулятора. Надійність таких пристроїв залишає бажати кращого через наявність механічних елементів.
• Повністю безконтактні — виготовлені на сучасній електронній базі. Вони дозволяють ефективніше регулювати напругу в бортовій мережі, забезпечуючи стабільність у широкому діапазоні навантажень.

Діагностика та ремонт

Ознаки несправності регулятора напруги:

• Постійне перезарядження або недозарядження акумулятора.
• Мерехтіння фар або ламп приладів.
• Швидкий згоряння ламп освітлення.
• Вихід з ладу електронних блоків (наприклад, блоку керування двигуном).

Діагностику проводять за допомогою мультиметра. Заведіть двигун і виміряйте напругу на клемах акумулятора. Нормальне значення — 13,8–14,6 В. Якщо напруга нижча або вища, регулятор, швидше за все, несправний. Перед заміною перевірте контакти та цілісність проводів.

На нових автомобілях ВАЗ-2107 регулятор напруги монтується безпосередньо в корпусі генератора в одному вузлі зі щітками. На старих модифікаціях він встановлювався в підкапотному просторі та з'єднувався з щітковим механізмом проводами. Для заміни від'єднайте акумулятор, зніміть старий регулятор (відкрутивши два болти кріплення) та встановіть новий. Зверніть увагу на стан щіток — якщо вони зношені (менше 5 мм), замініть їх разом із регулятором.

Сучасні безконтактні регулятори мають вбудований захист від короткого замикання та перегріву. При виборі нового пристрою віддавайте перевагу моделям від перевірених виробників, які забезпечують точне регулювання напруги. Пам'ятайте, що якісний регулятор — це запорука довговічності акумулятора та всього електрообладнання автомобіля.

Регулярна перевірка напруги в бортовій мережі (раз на 3–6 місяців) допоможе вчасно виявити несправність. Якщо ви помітили, що акумулятор часто потребує підзарядження або, навпаки, "кипить" електроліт, негайно перевірте регулятор. Своєчасний ремонт або заміна цього пристрою обійдуться значно дешевше, ніж заміна акумулятора чи генератора.