Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21 Загальносоюзний

01.09.2015

GAZ21.SU — Загальносоюзний клуб волговодов М-21
Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21
Причини переходу на альтернатор

Генератор постійного струму Г12, яким всі серії ГАЗ-21 оснащувалися з заводу, має свої плюси і мінуси. До плюсів відноситься байдужість генератора до зміни полярності: якщо випадково підключити батарею навпаки, то він просто перемагнитится і продовжить працювати як ні в чому не бувало, в той час як у генератора змінного струму неодмінно згорить діодний міст, а також силовий провід, і машину не вийде завести. Крім того, штатний генератор не вимагає наявності акумуляторної батареї для віддачі струму, так як він самовозбуждается. Нарешті, якщо ви опинилися далеко від цивілізації, а акумуляторна батарея сіла настільки, що завести двигун не вдається навіть ручкою, у вас є шанс все-таки завестися самостійно, знявши генератор з машини і розкрутивши його про поддомкраченное переднє колесо, притискаючи шків до протектору. Якщо ви попередньо з’єднайте клеми генератора і батареї, то через півгодини такого кручення ви зможете підзарядити її настільки, що з’явиться іскра, і машину можна буде завести рукояткою або товкачем. Крутити колесо найкраще балонним ключем, знявши ковпак. Завдяки гарному передатному числу (близько 0.1), якщо крутити добре (півтора-два оберти колеса в секунду), можна домогтися появи зарядного струму на генераторі (штатний генератор починає віддавати зарядний струм при 940 об/хв).

Однак на цьому переваги штатного генератора закінчуються. А недоліки у нього також є і суттєві. Насамперед, це потужність. Вона становить лише чверть кіловата (для порівняння, генератор ГАЗ-24 вдвічі потужніше, ГАЗ-24-10 — втричі). Цього в принципі вистачає на всіх штатних споживачів, навіть одночасно включених у будь-якої розумної комбінації (так, важко собі уявити ситуацію, коли на ходу необхідно на тривалий час вмикати лампи освітлення салону, двигуна і багажника, а також стоп-сигнали), але… Баланс енергоспоживання в ГАЗ-21 наступний:

  • котушка запалювання 40 Вт;
  • датчики тиску масла і температури ОЖ 5 Вт;
  • дальнє світло 100 Вт (ближній 80);
  • задні габаритні вогні 8 Вт;
  • підсвічування заднього номерного знака 8 Вт;
  • лампочки на панелі приладів і годиннику 12 Вт;
  • вентилятор пічки 25 Вт;
  • мотор склоочисників 50 Вт.

Все — біля 250 Вт, що відповідає потужності штатного генератора (він видає максимальний струм близько 20 А при 1750 оборотах на хвилину і номінальному напрузі 12.5 Ст. Обороти максимальної потужності відповідають руху на швидкості близько 50 км/год). Для живлення споживачів, які включаються короткочасно (покажчики повороту, стоп-сигнали, прикурювач ітп), у разі нестачі потужності використовується акумулятор.

Проте варто поставити будь-яке додаткове обладнання — наприклад, протитуманні фари, гучну музику, електровентилятор радіатора, додатковий обігрівач салону, электропомпу — як одразу виникає дефіцит електрики. Власне, це відразу видно з вищенаведених розрахунків: штатний генератор не має ніякого запасу по потужності і розрахований винятково на штатну комплектацію електрообладнання, а зарядка акумулятора передбачається виходячи з припущення, що не кожен день іде дощ і їзда зі відразу усіма включеними споживачами — швидше нештатна ситуація, а цілком нормальна на сьогоднішній день ситуація, коли доводиться стояти в пробці довго, іноді годинами, іноді зимовим вечором не розглядалася в принципі, що, загалом-то й не дивно для СРСР 1950-х.

Другим серйозним недоліком Г12 є високі обороти початку зарядки — 940 об/хв. Так як шків генератора дещо менше, ніж приводний шків коленвала, це відповідає приблизно 800 об/хв двигуна. Тим не менш, при штатних обертах холостого ходу ГАЗ-21 500 в хвилину (необхідних для нормального включення першої несинхронизированной передачі) відразу видно, що на холостому ходу бортову мережу буде живитись від акумуляторної батареї. У сучасних умовах, коли простої в «пробках» займають дуже багато часу, можна запросто посадити акумулятор, особливо взимку, коли доводиться включати обігрівач і фари, тому що рано темніє. На наступний день можна і не завестися, а навіть якщо це вдасться, то акумулятор не зможе повноцінно зарядитися знову-таки з-за малої потужності генератора, яка буде витрачатися переважно на харчування бортмережі, і на зарядку батареї може нічого не залишитися. Тому доводиться мати звичку вимикати фари на світлофорі (вірніше, переходити на габарити).

Встановлення зменшеного діаметра шківа (і, до речі, більш легкого штампованого) від аналогічного генератора Г108 дозволяє дещо полегшити цю проблему, але не вирішити її остаточно. Також доводиться підвищувати обертів холостого ходу до 800-1000, що негативно позначається на легкості включення першої передачі.

Ще у штатних генераторів слабке місце — це ізоляція обмоток (особливо на 1-2 випусках) — вона крихка. Поступово починає тріскатися, з’являються струми витоку, зниження вихідної потужності, причому плавне. З вигляду все нормально, начебто всього вистачає, заряд є, але все менше, менше…

Крім того, графітні щітки, які постійно притискаються до колектора — не дуже надійна річ. Ламелі забиваються графитной пилом, щітки треба періодично міняти.

Ну і нарешті, великою проблемою є механічний реле-регулятор. При проблемах з зарядкою акумулятора починати треба з нього. На жаль, замінити його, не змінюючи генератора, на щось сучасне або більш надійне, неможливо. Тому навіть при відсутності претензій до самого генератора можна прийти до необхідності відмовитися від нього через реле зарядки (реле-регулятора або регулятора напруги).

Переваги та особливості альтернаторов

Що ж стосується генераторів змінного струму, то у них є маса переваг. Насамперед, це достатня потужність. Популярний серед оленярів генератор Г254 від ГАЗ-24 видає максимальний струм 40 А, тобто він вдвічі потужніше, ніж штатний Г12. Полкиловатта повинно вистачити не тільки на всі розумні додаткові споживачі, але і на впевнену зарядку акумуляторної батареї навіть при повному навантаженні бортмережі. Друга перевага — генератор змінного струму видає зарядний струм вже з 600 об/хв. Якщо трохи збільшити оберти холостого ходу, то можна домогтися постійної роботи бортмережі від генератора в більшості випадків. Крім безпосередньої користі, яка виражається в тому, що майже не доводиться побоюватися розрядки акумулятора при нормальній експлуатації, є ще економічна вигода: акумулятори служать довше. Зі штатним генератором типовий термін служби акумуляторної батареї становить два, рідко три роки, якщо довше — то в сприятливих умовах експлуатації (переважно влітку або по трасі, малий річний пробіг). Це зумовлено постійною розрядкою і зарядкою батареї: стали на світлофорі — батарея розряджається, поїхали — заряджається… З генератором змінного струму батареї служать від трьох років і довше, зазвичай за п’ять, бо батарея, як правило, розряджається при запуску двигуна, а потім, отримавши назад витрачену енергію, практично виходить з гри до наступного запуску двигуна. Далі, у генераторів змінного струму більший вибір реле-регуляторів, які вже електронні і відповідно більш надійні і точні в роботі. Якщо встановлене на вашій машині додаткове устаткування вимагає великої потужності, то в наш час є генератори на 65 і навіть 90 А. Генератори на 40 А (ГАЗ-24, УАЗ) досить легко знайти і коштують вони, як правило, недорого. Якщо заглянути під капот випадкової ГАЗ-21 на вулиці, то майже напевно там виявиться такий генератор.

Поширена думка, що більш потужний генератор буде забирати зайву потужність у двигуна по суті будується на припущенні, що навантаження на генератор буде постійно високою. Насправді генератор майже не забирає потужності у двигуна при відсутності навантаження. В це легко переконатися, спробувавши прокрутити шків знятого з автомобіля генератора від руки: і у 40-амперному, і у більш потужного зусилля приблизно однакове. Втрати на його обертання зростають поступово по мірі підключення споживачів. Тому, якщо є можливість встановити більш потужний генератор (зазвичай 65-амперний 1601.3701 для ГАЗ-24-10, ГАЗ-3102 та інших автомобілів з двигуном ЗМЗ-402х), варто це зробити. Більш потужний і сучасний генератор не тільки покриє потреби в електриці, але і видасть зарядний струм раніше, ніж старі моделі, забезпечивши впевнений заряд акумуляторної батареї навіть на холостих обертах при включених фарах і інших споживачів.

Для того щоб знати, який генератор вам підійде по її позначенню, слід ознайомитися з параметрами генераторів: www.opel.auto.ru/info/al-param.html .

Необхідні переробки
Кріплення

Отже, якщо ви зважилися пожертвувати оригінальної комплектацією свого ретроавтомобиля заради тих чи інших описаних вище переваг (повернути штатну систему тому при бажанні можна дуже швидко, так що просто не викидайте старий генератор), то вам знадобиться наступне. Насамперед, необхідно доопрацювати кронштейн генератора. Вуха кріплення генератора змінного струму значно вже, ніж у штатного. Необхідно приварити додаткове вухо на кронштейн приблизно посередині (звичайно, краще точно зняти розміри з нового генератора). Можна і виготовити новий кронштейн, але краще доопрацювати наявний — тоді при потребі ви зможете швидко повернутися до штатної системи. Наприклад, якщо у вас з якихось причин поламається новий генератор (припустимо, хтось по недбалості або недосвідченість підключить навпаки клеми на акумулятор, переплутавши полярність), а вам треба буде терміново їхати, але запасного переменника під рукою не виявиться, а старий буде. Є варіант встановити новий генератор на старий кронштейн без доопрацювання останнього, взявши довгу шпильку і розпірну втулку (шматок будь труби відповідного діаметру), але по досвіду відомо, що шпилька гнеться, тому такий варіант можливий тільки в якості тимчасового.

також Можна просто взяти «рідний» кронштейн нового генератора. На УАЗ і ГАЗ він складається з двох частин і ставиться на ті ж шпильки. При установці приділіть особливу увагу співвісності. Це як і паралельність осі колінчастого валу генератора, так і збіг площин, у яких лежать шківи водяного насоса, колінчастого вала і генератора. Для цього потрібно рухати кронштейн з генератором взад і вперед. Якщо запасу ходу не вистачить, можна розширити отвори в ньому напилком. Якщо не простежити за цим, приводний ремінь може зноситися і порватися через 1-3 мегаметра пробігу, що загрожує перегрівом двигуна і неможливістю продовжити рух.

Також бажано взяти полуэллиптическую кріпильну планку замість рідної прямій. (Рекомендуємо запастися запасний, тому що вони іноді тріскаються). Вона надійніше. У корпус генератора краще закрутити болт, який буде грати роль шпильки, а планка має фіксуватися за допомогою гайки. Це допоможе уникнути зносу різьби в генераторі.

При установці генератора обов’язково користуйтеся спеціальними гайками з капроновими вставками, тому що генератори вельми схильні до самоотворачиванию і розхитування. Звичайні гроверные шайби тут малоффективны.

Натягувати ремінь слід так, щоб при натисканні на нього пальцем без надмірного зусилля він прогинався на 8…10 мм. Також можна судити з того, чи вдається повернути ремінь пальцями на 180°.

Рекомендується використовувати генератор саме від Волг, тому що УАЗовские оснащуються великими шківами. В результаті можна зіткнутися з тим же явищем, що і на штатній системі — відсутністю або сильної браком зарядки на низьких холостих обертах двигуна. Мабуть, це викликано тим, що від Уазів потрібна підвищена надійність, тому конструктори знизилися середні обертів генератора на шкоду віддачі на холостих обертах, що не так важливо для позашляховика. А біля Волги, яка по своїй суті частіше може виявлятися в міських пробках, але і знаходиться в основному в місті або цивілізованої трасі, можна збільшити обороти. Втім, насправді УАЗовская зайва обережність, так як все одно на цих машинах двигуни рідко працюють на максимальних обертах довго. А самі по собі альтернаторы — річ досить надійна і витримують дуже високі обороти. (Чого не скажеш про Г12).

Правда, волговские шківи розраховані на два ременя. Можна зрізати зайве «болгаркою», а можна просто використовувати один з струмків шківа і не звертати уваги на інший.

З’єднання

Далі, слід врахувати, що генератори бувають як з вбудованим реле зарядки (регулятором напруги), так і без нього, т.тобто розраховані на виносне. Рекомендується останній варіант, тому що можна використовувати різні комплектуючі, в т. ч. від іномарок, а також полегшується діагностика і ремонт.

Можемо порекомендувати регулятор напруги пензенського виробництва зі світлодіодами 59.3702. Він зручний тим, що при включенні запалювання загоряється червоний вогник, а при наявності зарядки — зелений. Це дозволяє з першого погляду переконатися в правильній роботі системи (як згадувалося вище, сучасні генератори дозволяють заряджати акумулятор навіть на холостому ходу, тому при працюючому двигуні і обертах холостого ходу близько 700 повинні горіти обидва діода; крім того, він звертає увагу на включене запалювання при непрацюючому двигуні. Втім, можна застосувати практично будь аналогічний реле-регулятор — РР-380, РР-362А, РР-310Б(В), РР-350Э, 121.3702. Головне — правильно підключити.

Підключається реле-регулятор наступним чином. У нього всього дві клеми, позначені «+», «ВЗ» або «15» (вхід) — її з’єднуємо з замком запалювання (клема «КЗ», на якій з’являється напруга при включенні запалювання; фактично та ж, що йде на клему «ВК-В» котушки запалювання) — і «Ш» або «67» (вихід) — її з’єднуємо з однієї з щіток. Друга щітка генератора підключається на масу. Крім цього, слід забезпечити хороший контакт маси генератора і реле.

Напруга на вхід реле-регулятора дуже бажано подати прямо з «+» самого генератора (силового виходу) через контакти додаткового простого реле, що працює на замикання і включається від замка запалювання.

Якщо ж вам дістався генератор із вбудованим регуляторів напруги («таблеткою»), у нього є висновок для збудження (на Bosch позначається «D» — drive, на вітчизняних «В» — треба бути уважним, тому що на тому ж Bosch літерою «B» позначається силовий висновок). На цей контакт підключається плюс з замка запалювання, в той час як силовий висновок підключається до амперметру. Якщо ж вбудований реле-регулятор такого генератора видалений після його виходу з ладу і замість нього стоїть простий щітковий вузол, то його контакт підключається на клему «67» виносного реле-регулятора — туди ж, куди і позитивна щітка.

Слід мати на увазі, що при поганому стані проводки зарядка може йти погано. Це контролюється вимірами напруги: якщо при двигуні, що працює на 1500 об/хв, напруга на акумуляторі помітно нижче напруги на клемі «15» (а саме, на 0.5-1), то в наявності погані контакти в ланцюзі. Рекомендується перевірити всю ланцюг між генератором і акумулятором, в першу чергу контакти амперметра. Оскільки через нього йде великий струм, деколи 20 А, амперметр гріється, окислюється, що підвищує його опір і може навіть призвести до займання. Будьте обережні, перевіряючи контакти амперметра навпомацки: можна обпектися. Можна також перевірити напругу при непрацюючому двигуні, головне — різниця в напрузі. Між іншим, можна перевіряти напругу, підключивши тестер одним виводом на акумулятор, іншим на реле. При цьому він покаже різницю, тобто значення порядку від десятих часток до 1-2 вольт. Чим нижче ця різниця, тим краще.

В ідеалі треба було б з’єднати генератор з акумулятором прямим проводом мінімальної довжини і достатнього перерізу, минаючи амперметр. Це гарантує мінімальне падіння напруги і хорошу зарядку. Однак амперметр при цьому виявиться зашунтированным і буде показувати неправильно. Можна замінити його вольтметром, який теж дає уявлення про стан бортмережі, навіть краще, ніж амперметр — так і зроблено на багатьох автомобілях, випущених пізніше Волги. Але це вже окрема тема.

Трохи теорії

Як працює регулятор напруги? Електрично генератор складається з двох основних частин: статор (нерухома) і ротор (зі шківом). На статорі розташовані три обмотки з дроту великого перетину, які і є силовими, т. е заряджають акумулятор. На роторі знаходиться так звана обмотка збудження складається з проводів малого перерізу, через який проходить невеликий керуючий струм, що подається через одну з щіток. Цей струм створює магнітне поле, яке генерує змінний електричний струм в обмотці статора, яка випрямляється діодами і надходить в бортову мережу. Обмотка збудження живиться через щітки. На одну подається «плюс», друга приєднана до масі. При відсутності струму збудження генератора не видасть ніякого струму взагалі.

На цьому принципі і працює регулятор напруги — при перевищенні напруги бортмережі заданого значення (зазвичай близько 14.5 В) він відключає живлення на щітку і, таким чином, виводить генератор з гри на деякий час.

Старі статті

Процитуємо фахівців ГАЗ. Нижче наводиться частина рекомендацій по заміні двигуна ГАЗ-21А на ЗМЗ-451М, оснащений Г254Г:

«Для підключення генератора змінного струму в бортову мережу автомобіля треба плюсовий дріт, відключений від клеми «Я» старого генератора, підключити до клеми «+» генератора Г254Г; наконечники проводів «Я» і «Б», відключені від реле-регулятора РР24, з’єднати, забезпечивши їх надійний електричний контакт, і заізолювати; клему «В» генератора Г254Г сполучити з клемою «ВК-Б» котушки запалювання проводом перерізом не менше 0.5 кв. мм, а клему «До» реле РС502, яка з’єднувалася з клемою «Я» реле-регулятора, з’єднати з «масою» проводом перерізом не менше 0.35 кв. мм.»

Інша цитата — відповідь головного конструктора горьковського автозаводу з електроустаткування автомобілів Ст. Борисова:

«Генератор постійного струму Г12, встановлений на ГАЗ-21, можна замінити генератором змінного струму з вбудованим інтегральним регулятором напруги типу Г254 або типу 17.3701. Для цього необхідно відключити акумуляторну батарею, зняти генератор і реле-регулятор, від’єднавши відповідні до них дроти, і доопрацювати кронштейн генератора під генератор змінного струму.

Подальші дії такі. Знімаєте шків з генератора Г12 і ставите його на генератор змінного струму. Щоб отримати кращий баланс електроенергії автомобіля, рекомендується виточити новий шків для генератора діаметром 80 мм. Встановлюєте генератор змінного струму на доопрацьований кронштейн. Регулюєте співвісність шківа генератора і колінчастого валу, натяг приводного ременя і закріплюєте генератор. Підключаєте провід, від’єднаний від виводу «Я» генератора Г12. до висновку «+» генератора Г254 (17.3701). Підключаєте провід, від’єднаний від виводу «Ш» генератора, до виводу «В» генератора Г254 (17.3701). Удлиняете і підключаєте провід, від’єднаний від виводу «Ш» реле-регулятора, до висновку «КЗ» вимикача запалювання. З’єднуєте дроти, від’єднані від висновків «Я» і «Б» реле-регулятора, і ретельно їх ізолюєте Підключаєте провід, від’єднаний від виводу «М» генератора, до висновку «-» генератора Г254 (17.3701), а кінець провід від виводу «М» реле-регулятора — до кузова автомобіля.

Виконавши ці роботи, необхідно змінити полярність електрообладнання, для чого висновок «-» акумуляторної батареї з’єднати з кузовом, а провід від виводу «+» акумулятора — під’єднати до висновку стартера. Треба поміняти місцями проводи, які підходять до висновків амперметра. Під’єднання годин до електромережі автомобіля при зміні полярності залишається колишнім, але от користуватися радіоприймачем, що стоять на ГАЗ-21, в цьому випадку без відповідної його доопрацювання.»

(Останній абзац відноситься лише до автомобілів перше-друге випусків, які зійшли з конвеєра до березня 1960 року і оснащувалися системою електрообладнання із «плюсом» на масі. А рекомендацію щодо шківа можна проігнорувати — вона пов’язана з тим, що ГАЗ-24 двохструмкової шків, але це не має значення).

Приклади переробки

Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21 Загальносоюзний

Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21 Загальносоюзний

Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21 Загальносоюзний

Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21 Загальносоюзний

Ігор Калінін «Штірліц» 2007.12.03, 2011.02.17

Короткий опис статті: генератор струму Загальносоюзний клуб волговодов М-21 Волга, ГАЗ М-21, двадцять перша, автомобіль, СРСР, Горьківська, ГАЗ-21, ГАЗ-22, ГАЗ-23

Джерело: Генератор змінного струму (альтернатор) для Волги М-21 — Загальносоюзний клуб волговодов М-21

Також ви можете прочитати