Меню

Материал для изготовления щеток генератора



Щетки – слабое место генератора. Есть бесщеточные варианты, но их мало используют. Почему?

Если автомобильный генератор выходит из строя, то самой распространенной причиной является износ щеточного узла. Однако давным-давно изобретены бесщеточные генераторы – почему же они до сих пор не вытеснили своих якобы менее продвинутых «конкурентов»?

Самая распространенная и массовая на сегодня конструкция автомобильного генератора – с использованием графитовых щеток, подающих напряжение на обмотку ротора (так называемую «катушку возбуждения») через пару вращающихся скользящих контактов в виде медных колец на валу ротора. Подобное решение применяется на большинстве автомобилей за редким исключением, ибо оно отработано и за десятилетия подтвердило свою практичность.

В такой конструкции крайне просто и эффективно реализовано поддержание стабильного напряжения в бортсети автомобиля на любых оборотах двигателя и, соответственно, генератора – электронный блок стабилизации напряжения (который по старинке принято именовать «реле-регулятором») отслеживает уровень напряжения на выходе и уменьшает или увеличивает ток в катушке возбуждения. Как только напряжение проседает, ток увеличивается. Как только оно приближается к верхнему пределу 14,2 вольта – уменьшается. Этот процесс идет быстро и непрерывно, и в результате мы имеем стабильное напряжение и на холостых оборотах, и на высокой скорости.

Щеточный узел – сухой и слабо защищенный от песка и влаги. А все, что открыто и трется без смазки, постепенно изнашивается и отказывает. Именно щеточный узел является наиболее частым источником выходов генератора из строя. Тем более что он обычно еще и неразборно совмещен с электронным блоком стабилизации напряжения («реле-регулятором»).

Однако в последние годы слово «БЕСщеточный» (или его аналог «бесколлекторный») на слуху у «широких народных масс» (с) – оно стало известно даже относительно далеким от техники людям. В самых разных сферах быта активно пропагандируются бесщеточные электромоторы – сегодня на них летают квадрокоптеры, крутятся шуруповерты, косят газоны триммеры и работают прочие механизмы и гаджеты. Даже откровенным гуманитариям уже успешно внушили, что «щетки – это плохо: они изнашиваются, отказывают, греются и вызывают потери тока». Почему же в автомобильном генераторе щеточный узел до сих пор не исчез, тогда как в последнее время от него все чаще отказываются даже в моторчиках дешевых детских игрушек?!

Может быть, потому, что на бесколлекторные (или же бесщеточные – как больше нравится) технологии массово переводятся электромоторы, а мы-то ведем речь про генератор? Нет, дело не в этом. Тут как раз никаких препятствий нет. Электромотор и электрогенератор – чрезвычайно похожие по своей сути электрические машины, вдобавок зачастую обратимые: мотор способен вырабатывать ток, если его вращать принудительно, а генератор может выполнять роль мотора, если на него опять же подать ток извне.

Использовать бесщеточный генератор в автомобиле можно, это давно реализовано и практикуется. Однако выпускаются подобные генераторы весьма ограничено и массовыми почему-то не стали… Почему?

Сделать автомобильный генератор бесщеточным в принципе не так сложно. Для чего, собственно, нужны щетки? Чтобы подать через них питание 12 вольт на катушку возбуждения внутри вращающегося ротора. После чего сегментный ротор с катушкой, на которую подан постоянный ток от аккумулятора, становится многополюсным электромагнитом и порождает возникновение тока в неподвижной обмотке – в статоре.

Убрать скользящий щеточный контакт в автомобильном генераторе возможно за счет особой конструкции ротора. Для этого ротор делают удлиненным, а катушку возбуждения выполняют в виде внешнего кольца и неподвижно закрепляют на статоре. Ведь для работы генератора ротор должен стать магнитом, а как намагничивать ротор – катушкой внутри, или катушкой снаружи – непринципиально…

Читайте также:  Как графически определить ток в нагрузке генератора

Первые бесщеточные генераторы с неподвижной катушкой возбуждения встречались на автомобилях и полвека назад, и даже раньше. Как правило, ставили их на коммерческий транспорт (дальнобойные грузовики) и сельскохозяйственные и строительные машины (комбайны, трактора, бульдозеры и т. п.). Первым была важна увеличенная надежность и уменьшенная вероятность отказов на длинных перегонах пути, а вторым – защита от постоянно сопровождающих их при работе абразивной пыли и влаги, способных быстро убивать щеточный узел, проникая в генератор через вентиляционные щели. В принципе, в ограниченных объемах используются они в подобных машинах и по сей день.

Однако, согласитесь: генератор, не боящийся воды и пыли, с увеличенным сроком службы благодаря отказу от трущихся насухую деталей – это весьма недурственно! Причем  неплохо для любого генератора, а не только для установленного на грузовике или комбайне! Почему же технология не распространилась на массовый легковой сегмент? Причин тут несколько.

  • Технология производства бесщеточных генераторов более многоэтапна, и генераторы в конечном итоге существенно дороже.
  • При сопоставимых технологиях производства (без дорогостоящих инноваций) бесщеточный генератор в итоге получается крупнее и тяжелее щеточного с теми же характеристиками.
  • Большинство грузовых и сельскохозяйственных «бесщеточников» имели относительно узкий диапазон рабочих оборотов, на которых они эффективны, и на холостом ходу и просто на пониженных передачах толком не заряжали аккумулятор.
  • Современные «бесщеточники» существенно усложнились, дабы сохранить компактность, одновременно получив возможность выдавать большие токи с малых оборотов и не бояться оборотов высоких. Вдобавок к неподвижной обмотке возбуждения в конструкцию добавились постоянные магниты, позволяющие увеличить токоотдачу на малых оборотах, специальные размагничивающие обмотки, нейтрализующие действие постоянных магнитов на высоких оборотах, многофазные статоры, усложненные диодные мосты.

Все это и ряд других факторов ограничивали и продолжают ограничивать распространение таких генераторов. А после эволюционной оптимизации генераторов со щетками (ставших мощнее, компактнее, линейнее и т. п.) преимущества «бесщеточников» оказались еще менее выраженными. Несмотря на явно изнашивающиеся пары трения медь-графит, реально щеточные генераторы ходят весьма долго и их не принято считать потенциально проблемным узлом автомобиля, требующим инновационных вмешательств.

Впрочем, в ряде случаев бесщеточные генераторы имеют актуальность не только на фурах и тракторах. К примеру, щеточного узла нет на некоторых генераторах ряда дизельных кроссоверов BMW и Mercedes. В их моторах применяются генераторы повышенной мощности (180-190 ампер) с водяным охлаждением, которые прикручиваются своей задней крышкой к крышке водяной рубашки двигателя с соответствующим отверстием, как бы «затыкая его своим задом», и, таким образом, частично омываются антифризом. В конструкции мощных водоохлаждаемых генераторов щетки сильно затрудняют компоновку и обслуживание, поэтому от них иногда отказываются. Также серийно встречаются такие генераторы в некоторых комплектациях серьезных рамных внедорожников типа Nissan Patrol. А уазисты любят внедрять в свои тюнингованные «котлеты» не боящиеся купания в болоте 110-амперные бесщеточные генераторы от автобусов ПАЗ. Ну а алтайский завод тракторного электрооборудования еще с советских времен (и, кажется, по сей день!) производит небольшими тиражами бесщеточный генератор для моделей ВАЗ классического (01-07) и раннего переднеприводного (08-099) семейств.

Тем не менее в конечном итоге все решает экономика и отчасти инжиниринг. На сегодняшний день в массовом потребительском автопроме надежность простейшего щеточного генератора принята за образец баланса цены, живучести и ремонтопригодности. И отходят от этого канона лишь в относительно редких случаях, когда проектирование технически сложного, продвинутого и достаточно дорогого автомобиля неизбежно требует усложненных и недешевых решений…

Читайте также:  Шате м ремни генератора

Источник

6 лучших производителей щеток генератора

«Сердце» автомобиля также иногда нуждается в лечении. Иногда может потребоваться полная замена генератора, но зачастую можно отделаться небольшим ремонтом с установкой новых элементов в агрегат. Рассмотрим лучших производителей щеток генератора, а также все плюсы и минусы.

Содержание:

Лучшие производители щеток генератора

Надеемся вам поможет приведенный ниже топ производителей наиболее качественных щеток. Информация взята исключительно из опыта и навыков автовладельцев.

Описание. HUСO является одним из крупнейших производителей электронных компонентов на автомобили.

Вся выпускаемая продукция сертифицирована по стандарту TS 16949.

HUСO входит в состав концерна Hitachi Automotive Systems GmbH Eseplkamp. Автовладельцы отмечают высокое качество запчастей компании и их доступную стоимость.

Щетки HUСO изготавливаются в сборе с реле-регулятором. Этот компонент отлично встанет на место штатного. Производитель выпускает щетки для таких иномарок, как Chevrolet, Mercedes, Alfa Romeo, Audi, BMW, Ferrari, Fiat, Iveco, Lancia, Porsche, Seat, Suzuki, Volkswagen и Opel.

Однако, такие модификации прекрасно подходят и на отечественные автомобили. Они разрабатываются как на дизельные, так и на бензиновые двигатели.

Щетки HUСO сделаны из чистого графита, что увеличивает их сопротивление, по сравнению с медно-графитовыми. Это никак не мешает работе генератора, так как ток ротора удельно невелик.

Срок службы. Регламентированный срок службы щеток составляет 150 000-200 000 км пробега.

  1. Быстрая установка.
  2. Стабильные значения зарядки.
  3. Превосходное состояние спустя десятки тысяч км пробега.

Bosch

Описание. Большинство щеток Bosch также составляют единой целое с реле-регулятором. Конструкция запчасти не позволяет выпаять и заменить щетки отдельно, поэтому стоит приобретать комплектующую в сборе. Все же некоторые модификации перепаять возможно.

Стоит учитывать, что контактные площадки щеток Bosch сделаны из алюминия. Сами щетки изготавливаются из медно-графитового материала.

Немецкий производитель предлагает также щетки по отдельности. Такой вариант подходит для трехфазных генераторов переменного тока. Автовладельцы отмечают простоту установки этих элементов.

Щетки Bosch устанавливаются на оригинальные генераторы немецкого производителя. Комплектующие выпускаются для автомобилей Audi, VW, Mercedes, Ford, Volvo, Seat.

Срок службы. Срок службы щеток Bosch составляет 150 000-200 000 км пробега.

  1. Медленный износ.
  2. Маленькое удельное сопротивление.
  3. Длительный срок службы регулятора.

Описание. IKA — немецкий производитель, продукция которого отличается высоким качеством. Бренд принадлежит концерну APRA. Компания занимается поставками запчастей для таких предприятий: Bosch, Lucas, Ducellier, Fiat. Часть продукции отправляется на вторичный рынок. Все запчасти сертифицированы и успешно реализуются в 70 странах мира. Иногда, продукция IKA может продаваться под названием GEBE.

Щетки сделаны из медно-графитового материала с включением антиискрящей химической добавки, а плетение провода выполнено крест-на-крест. Комплектующие обладают большой твердостью, что продлевает их срок службы. Автовладельцы отмечают длительный ресурс детали и качество, сопоставимое с оригинальными аналогами. IKA производит щетки для европейских автомобилей.

Различные модификации комплектующей обладают разной длиной. Наиболее короткие варианты оснащаются металлическими клеммами на проводах. Самые длинные щетки являются аналогом Bosch. Они оснащены проволокой на конце провода.

Комплект может включать одну или две щетки вместе с пружинами и пластинами.

Срок службы. Срок службы составляет около 150 000 км пробега.

  1. Легкая установка на штатное место.
  2. Большой выбор различных модификаций.
  3. Сертифицированное качество.
  1. Подтачивание колец из-за твердости материала.
Читайте также:  Из за чего идет перезарядка генератора

Описание. Комплектующие WAI поставляются в 105 стран мира. Производственные мощности корпорации находятся в Канаде, Бразилии, США, Китае и Европе. Вся продукция соответствует всемирным требованиям качества.

Американский производитель WAI Global предлагает графитные щетки с плетением провода крест-на-крест. Отсутствие медных включений делает материал мягким, поэтому комплектующие более подвержены износу. К тому же графит не пропитан. Это наиболее дешевый вариант, представленный на рынке.

В комплекте WAI отсутствуют крепления щеточного узла к реле-регулятору. Приобрести щетки можно поштучно.

Срок службы. Срок эксплуатации составляет 2 года.

  1. Соотношение цена/качество.
  2. Высокая надежность.
  3. Отсутствие просадок напряжения.
  1. Крайне часто встречаются подделки.

Krauf

Описание. Немецкий производитель Krauf принадлежит корпорации Motorherz GMBH. Мощности компании позиционируются на Юго-Востоке Азии. Вся продукция поставляется на вторичный рынок Восточной Европы.

Запчасти Krauf обладают сертификатами качества ISO 9001, PROTECT и ISO 9002.

Производство контролируется ведущими специалистами из Германии.

Щетки Krauf имеют хорошее соотношение цены/качества. Плетение амортизационного провода выполнено крест-на-крест. Материал изготовления — медно-графитный. Комплектующие подходят для европейских, азиатских, американских и отечественных автомобилей. Щетки хорошо становятся на штатное место.

Приобрести щетки Krauf можно в комплекте по две штуки. Элементы продаются с площадками, поэтому перепаивать ничего не придется.

Срок службы. Срок эксплуатации составляет 80 000-100 000 км пробега.

  1. Сертифицированное качество.
  2. Большой ассортимент для разных моделей.
  3. Доступная стоимость.
  1. Иногда можно встретить подделку.

HC-Cargo

Описание. Мощности компании HC-Cargo сосредоточены в Дании, Украине и еще 2 странах. Ее история началась еще в 1963 году. Концерн выпускает генераторы и стартеры, а также комплектующие к ним.

Продукция сертифицирована по стандартам ISO 14001, ISO/TS 16949 и ISO 9001: 2000.

Помимо собственного производства, HC-Cargo упаковывает продукцию известных брендов в свои коробки.

Так, на рынке можно встретить продукцию из Дании на иномарки и отечественные автомобили. В ассортименте представлены комплектующие для легкового, грузового, коммерческого, сельскохозяйственного транспорта, а также спецтехники. Данный концерн является наиболее крупным поставщиком деталей электроники для автомобилей, поэтому каждый водитель найдет запчасти для своей модели.

HC-Cargo также занимается восстановлением генераторов и стартеров. Производитель может похвастать хорошим качеством щеток. Витое плетение амортизирующих проводов выполнено превосходно. Сама щетка изготовлена из медно-графитового материала, который характеризуется износоустойчивостью.

Приобрести щетки HC-Cargo можно поштучно.

Срок службы. Рекомендуемый интервал замены — каждые 200 000 км пробега.

  1. Доступная стоимость.
  2. Устранение просадок в напряжении.
  3. Большой ассортимент.

Какие щетки генератора купить

Для исправной работы генератора потребуются качественные комплектующие, поэтому ответственно отнеситесь к выбору щеток. В первую очередь, визуально осмотрите их состояние. На комплектующей не должно быть сколов и дефектов. Если вы приобретаете щетки в сборе с реле-редуктором, удостоверьтесь в наличии резьбы для крепления (в подделках она может отсутствовать).

Материал изготовления

Существует два основных вида щеток: графитовые и медно-графитовые. Узнать графитовые элементы можно по характерному черному следу, оставленному от них на вашей руке. Этот материал отличается мягкостью и не вредит токопроводящим кольцам. Но у него есть и недостаток — быстрый износ.

Если вы хотите пожертвовать токопроводящими кольцами в обмен на длительный срок службы щеток, приобретите медно-графитовые комплектующие. Твердая структура материала устойчива к износу. Однако будьте осторожны: с колец может отделяться стружка, поэтому стоит проводить регулярные осмотры агрегата.

Источник