Доработка генератора Куйбышевского Завода АвтоТракторной Электроники 6661.3701 (6667.3701), применяемого на двигателях УЗАМ. Впрочем, он подойдет и для вазовских генераторов КЗАТЭ, т.к. первый сделан на их основе.
Наступила зима, к постоянно работающей магнитоле добавились вентилятор печки, фары, габариты, и вечно живая батарейка стала говорить вам «мяу» :(.
Конечно, когда едешь, проблем с зарядкой нет, но светофоры, пробки, стоянка с включенным двигателем, парковка и прочее все чаще заостряют внимание на то, что стрелка вольтметра опускается ниже заветной границы 12,6 - 13В, ниже которой аккумулятор начинает отдаваться вашим потребностям все с большей силою.
А все почему, потому что стандартный генератор для УЗАМа готов вам отдать при 1750 об/мин (что соответствует 850 об/мин двигателя) 20, ну максимум 25А. Посчитаем, что же мы от него требуем в этом режиме:
Зажигание – 5А
Возбуждение генератора – 3А
Вентилятор печки – 14А
Ближний свет фар (стандартные) – 11А
Габариты и реле разные – 2А
Магнитола (негромко) – 2А
ИТОГО – 37А (в 1,5 раза больше!)
А еще обогреватель заднего стекла, противотуманки, и прочая и прочая ….
Выжать из генератора в этом режиме почти 30А (т.е. все выше перечисленное, за исключением печки на минимальных оборотах) удавалось, а вот большее :(.
Генератор, конечно, пытается отдать вам как можно больше, подавая на свою обмотку возбуждения (ОВ) как можно больше в этом режиме тока, но возможности его ограничены, т.к. сопротивление самой обмотки составляет 3,7 Ом, сопротивление обоих щеток около 1 Ома, минус падение напряжения на регуляторе напряжения (РН), итого, я по профессии … нет не бухгалтер, скорее электрик, а он говорит, что максимальный ток через ОВ у стандартного генератора типа 58.3701 не может превысить 2,5А, поэтому приходится выбирать – или фары или обогреватель.
Более мощный генератор 9412.3701 для "Нивы" ВАЗ-21214 с инжекторным двигателем на 80А (1120Вт), который ставился на них до ноября 2003 г., конечно может решить ваши проблемы, т.к. он может отдать в режиме ХХ до 40А, но вот проблемы вашей жабы решить он не сможет, т.к. он стоит свыше 75$ (удельная стоимость 2 руб. за Ватт). Плюс к этому – проблемы установки.
Попробуем решить проблему меньшей кровью.
Так генератор КЗАТЭ 6661.3701 (840Вт) стоит всего 45$ (или 1,55 руб./Вт), но его стандартное исполнение не решает нашу проблему, так как он, как и 58.3701-10, всего на 60А, но по сравнению с изделием АТЭ-1 имеет ряд преимуществ, за счет того, что он построен на базе вазовских генераторов (Г221, Г222, 37.3701), поэтому на нем проще организовать более современные схемы выпрямления, возбуждения и регулирования напряжения, а так же более ремонтопригоден.
Генератор
КЗАТЭ на самом деле выпускает несколько генераторов для УЗАМа: 6661.3701, 6667.3701, 6671.3701, причем первые могут быть в 2-х исполнениях – с РН Я112В (ставился на новые автомобили) и Я112А (поступал в запчасти, для совместимости с генератором 58.3701). Про 6671.3701 ничего сказать не могу, т.к. никакого упоминания о нем кроме как на сайте производителя не нашел, а вот 6661 и 6667 являются близнецами, и сколько я в магазинах не просил такой генератор показать, продавцы выносили генераторы то с цифрами 6661, то 6667 на крышке.
Образец, который у меня был как раз 6667.3701 с аналогом РН Я112А – 44.3702. Генераторы 6661(7).3701 с РН Я112В отличаются дополнительным выводом-проводом из щеточного узла (ЩУ) прикрученного к выводу «+» генератора (30), впрочем, вариант с Я112А легко превращается во второй вариант простой заменой РН от 2105 (т.е. щеточный узел от Г222 и РН Я112В).
Измеренное сопротивление ОВ показало, что она имеет 2,7 Ом, что очень хорошо, так как можно получить на 30% больший ток возбуждения, нежели на 58.3701, где сопротивление ОВ 3,7 Ом. Впрочем, может быть в этом и отличие генератора 6667 от 6661.
Моя доработка будет заключаться в следующем:
Замена блока выпрямителя на блок выпрямителя (БВ) от генератора 2108 (37.3701) с дополнительным выпрямителем.
Разъединение цепей опорного напряжения (ОН) и обмотки возбуждения (ОВ)
Установка РН на IGBT-транзисторе.
Выбор подковы.
Кроме стандартного БВ (подковы) для 2108 с маркировкой БВП-56-65-17 на 65А в продаже встречается ее усиленный вариант БВП(О)-56-75-17 на 75А, позволяющий создавать генераторы мощностью до 70А, либо обеспечивать дополнительный запас в надежности в 15А (25%).
Вот такой усиленный БВ мне и достался (4,5$).
Кроме того, надо иметь в виду, что в продаже чаще встречается БВ 2108 «старого» образца – с 2 проволочными выводами от дополнительного выпрямителя, а нам надо блок «нового» образца – с одним проволочным и одним жестким выводом, под который в корпусе генераторов КЗАТЕ есть соответствующее отверстие.
Применение дополнительного выпрямителя для ОВ имеет ряд преимуществ:
Через ОВ больше не течет ток порядка 3А при неработающем двигателе, но включенном зажигании. Аналогичный эффект достигается, например, при замене КЗ на БСЗ.
На ОВ можно подать уже не 13,5В, которые ей достается после замка зажигания (ЗЗ) и черного ящика (ЧЯ), а напряжение равное напряжению на выходе генератора (14В), или даже большее – до 15В, т.к. оно будет мало зависеть от нагрузки на основной выпрямитель генератора, а т.к. сопротивление цепи ОВ у нас все-таки конечное, одним из мер повышения мощности генератора в режиме малых оборотов (повышения тока ОВ) является и повышение напряжения подаваемого на ОВ.
Разборка генератора
В отличие от генератора 58.3701, где для замены диодного моста требуется только открутить заднюю крышку, для генераторов КЗАТЕ требуется его полная разборка, т.е.:
Снять РН.
Снять шкив (лучше это делать, не снимая генератор с двигателя, открутив пару винтов-стяжек и использовать их в качестве стопора ротора).
Открутить стяжки корпуса.
Снять переднюю крышку.
Вытащить (выбить) ротор.
Открутить выводы статора от блока выпрямителей.
Снять статор.
Снять БВ.
Сборка
Доработка ЩУ
Установка РН Я112В
Вместо старого БВ типа 2101/2105 устанавливаем новый БВ 2108 с дополнительным выпрямителем, подпилив круглое отверстие под дополнительный вывод «61» в квадратное, и собираем генератор назад. В качестве РН выбираем теперь регуляторы, имеющие выводы Б (опорное напряжение) и В (напряжение на обмотку возбуждения), а именно Я112В:
Вариант 1.
Если у вас стоял РН Я112В или его аналог, то ЩУ уже имеет дополнительный провод от вывода «В», клемму под болт которого надо заменить на плоскую клемму «мама», лучше с отводом, купив ее в любом магазине радиокомпонентов (0,1$). Этот вывод потом подключается к жесткому выводу «61» доп.выпрямителя, а к его отводу подается напряжение начального возбуждения.
Если раньше был РН Я112А (44.3702 и др. аналоги), то проще купить щетки 2105 (0,5$), а далее, как описано выше. В данном варианте дополнительный гибкий вывод БВ не нужен и его можно откусить, или вывести из генератора и просто не использовать (резерв)
Вариант 2
К щетки «В» щеточного узла припаивается плоский разъем типа «папа» в промежуток между РН и ЩУ. К этому разъему подключается гибкий вывод доп.выпрямителя «61». К жесткому выводу «61» подключается напряжение начального возбуждения.
Вывод «Б» РН в обоих вариантах является выводом «15» генератора.
Есть еще универсальный вариант 3, но о нем ниже.
Но я пошел другим путем.
РН 6015.3702А
РН напряжения 6015.3702А (есть аналог от Астро-Пенза 862.3702) выполнен на IGBT-транзисторе (составной транзистор с мощным ключевым полевым транзистором) и поэтому его ключевой элемент имеет падение напряжения в открытом состоянии на целый вольт меньше, чем РН серии Я112, что дает прибавку тока ОВ примерно на 8%!
Вариант 3.
Что такое вывод «В»? Это всего лишь подключенный через диод, включенный в обратном направлении, вывод «Ш»! Поэтому от вывода «В» проще отказаться, а указанный диод выполнит отдельно в щеточном узле. Вместо него пойдет любой диод на 1-2А и напряжением не менее 100В.
Покупается простой ЩУ от генератора 2101 (0,4$) и из 2-х ЩУ собирается один: щетка «Щ» оставляется типа 2105, а щетка «В» ставится типа 2101. Диод припаивается между щетками ЩУ – от щетки «Щ» (+ диода) к щетке «В» (- диода), т.е. в обратном направлении, т.к. он служит лишь для снижения индуктивной нагрузки ОВ при отключениях. Щетка «В» теперь больше не идет к РН, а к клемме этой щетки подключаем гибкий вывод доп. выпрямителя.
В 3-м варианте мы получили универсальный ЩУ, позволяющий использовать как РН типа Я112А/В, так РН 6015.3702А, клемму «15» генератора для РН Я112А используется для подачи возбуждения, а для РН Я112В и 6015.3702 - для подачи опорного напряжения.
Установка
Устанавливаем генератор на двигатель, одеваем и натягиваем ремень, подключаем провода:
• Вывод «30» генератора – как обычно это выход напряжения, подключаем к нему провода идущие на в.6.Ш8 ЧЯ и к стартеру.
• Вывод «15» (на блоке РН) - сюда подается опорное напряжение через ЗЗ, обычно это в.5Ш6, хотя могут и варианты, но для простоты – это тот провод, которым раньше подавалось возбуждение на генератор.
• Вывод «61» - новый вывод дополнительного выпрямителя, который мы проинсталлировали на генераторе. У него двойное назначение – индикация «аварийного» напряжения на генераторе и подача с в.9Ш7 начального тока возбуждения, который формируется 2-мя сопротивлениями по 100 Ом, стоящими параллельно в ЧЯ и подключенной к ним лампочки индикации разряда АКБ. Этот ток нужен для самовозбуждения генератора в первый момент времени, затем напряжение возбуждения берется с дополнительного выпрямителя БВ самого генератора. Он уже на порядок меньше (0,2-0,3А), чем в стандартном варианте генератора. У этого вывода есть и третье назначение, если к нему подключить земляной вывод реле включения стартера, что на левом крыле, то будет самоотключение стартера, когда двигатель запустится и защита включения стартера на работающем двигателе, т.к. на работающем генераторе появляется напряжение на выводе «61» и оно уже не даст включится реле включения стартера (как это делают сейчас н но напряжение дергается – возможно новые щетки еще не притерлись а ВАЗ-2110-2112).
Испытание
Включаем, прогреваем двигатель, генератор и меряем напряжение на АКБ на ХХ (значения токов не измерялись, а взяты справочные, поэтому их стоит рассматривать как предельные):
1. Без нагрузки (Зажигание, ЭПХХ = 6А) – 14,3В.
2. Печку на полную (+ 14А = 20А) - 14,2В.
3. Габариты и ближний свет (+1,5А + 11А = 32,5А) – 14,2В (58.3701 при такой нагрузке уже переставал заряжать АКБ).
А ведь в пунктах 1-6 не учитывается еще ток заряда АКБ! Причем от нагрузки обороты ХХ упали примерно до 500-600об/мин.
7. Все, из постоянного у меня включать больше нечего (обогревателя заднего стекла нет).
8. Ждем включение вентилятора радиатора (+ 14А = 57А) – 13В! Но разряда АКБ при таком напряжении еще нет. И это без учета тока ОВ самого генератора, который, наверное, в этот момент достигает не менее 3А!
Итого: при ХХ ток генератора до 50-60А!!!, а вы говорите ниффовский, ниффовский …, когда тут получили генератор с максимальным током 70-75А (определяется в основном диодами БВ) и мощностью около 1000 Вт при удельной стоимости 1,55 руб. за Вт с учетом новых капитальных вложений, т.е. такой же удельной стоимости, как и стандартного генератора 6661.3701.
Прокатался полдня с включенными фарами. АКБ, который утром был застан разряженным (глазок заряженности не светился), зарядился уже через час, и это при температуре -10С!
Комментарий от Василия Елисеева (11.01.2012)
Доработка генератора 6661.3701 по вышеприведенному материалу была произведена мной в 2009 году. Изначально попавший ко мне генератор имел вышедший из строя диодный мост, а стоявший на моей машине генератор 258.3701 не мог служить опорной точкой при оценке качества выполненной доработки, эксплуатировался доработанный генератор в основном в тёплое время года, музыки громкой у меня нет и электровентилятора охлаждения двигателя тоже...
Поэтому судить о качестве доработки мне проблематично. Генератор исправно работал, нагрузочные характеристики я с него не снимал.
Как описывает автор, мною был заменён блок выпрямительных диодов, а также установлен РР 862.3702. Щёточный узел был использован 2105 (с гибким выводом, к которому был подключен гибкий вывод выпрямительного блока).
Генератор с доработкой исправно функционировал, однако соединения гибких выводов смотрелись не эстетично и заставили в конечном итоге доработать щёточный узел.
В январе 2012 года повторно генератор подвергся доработке. Был собран так называемый "универсальный щёточный узел", как описано в статье у автора. Однако собирать узел надо в корпусе, в котором щётка В сидит плотнее. Т.к. щётка Щ прижимается винтом к РР и в корпусе щёточного узла размещается свободно, то изначально собирать модернизированный щёточный узел нужно в корпусе 2101.
Рис. 1
Рис. 2
Установка диода на щётку "Щ" из щёточного узла 2101-3701470
Рис. 3
Рис. 4
Установка щётки "Щ" из щёточного узла 2101-3701470 с припаянным диодом в корпус 2101-3701410
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
Общий вид подсобранной конструкции получающегося шёточного узла из щётки "Щ" щёточного узла 2101-3701470 с припаянным диодом, корпуса 2101-3701410 и основания 2105-3701420
Рис. 9
Рис. 10
Рис. 11
Рис. 12
Общий вид собранных щёток дорабатываемого шёточного узла.
Щётки "Щ" и "В" щёточного узла 2101-3701470 с припаянным диодом.
Так же проблем доставит установка подсобранного модернизированного щёточного узла с РР в генератор. Для этого необходимо клемму на щётке В изогнуть в виде буквы Z по полёту, надеть на неё клемму гибкого вывода выпрямительного блока и установить подсобранный узел в генератор.
Комментарий от Василия Елисеева (24.09.2012)
Доработанный в январе генератор исправно служит. Пробег на данный момент составляет порядка 2000 км. В работе генератора присутствует шум, похожий на свист, увеличивающийся пропорционально нагрузке на генератор. Вероятно требуется замена подшипников...
По поводу работы: на оборотах холостого хода при включенных габаритных огнях, ближнем свете фар, отопителе на средней скорости, обогреве заднего стекла, стеклоочиститле и прочей нагрузке (зажигание, возбуждение) напряжение в бортовой сети падает ниже 12 вольт. Что-то не так с доработкой?
Комментарий от Василия Елисеева (11.03.2013)
Опыт зимней эксплуатации в период 2012/2013 годов позволяет склониться всё же к положительному эффекту от доработки генератора.
За год эксплуатации аккумуляторную батарею, подохшую при первом же морозе зимы 2011/2012, подзаряжать не пришлось ни разу! Хотя просадки напряжения ниже 12 вольт при весомой нагрузке (отопитель, ближний свет, обогрев заднего стекла, стеклоочиститель, стоп-сигналы) при оборотах холостого хода двигателя 800 об/мин имеют место быть.
