Автомобиль / Крепления, уплотнения и ремкомплекты / Кронштейны и держатели / Щеткодержатель

Щеткодержатель

Щеткодержатель - деталь щеточного узла электрической машины, которая удерживает угольные щетки в правильном положении и обеспечивает их контролируемое перемещение к вращающейся контактной поверхности. Канонический английский термин TESMA - Holder, carbon brushes.

Щеткодержатель может применяться в генераторе, стартере и других электродвигателях со щеточным узлом. В одних генераторах он выполнен отдельной деталью, в других объединен с регулятором напряжения. В стартере он может быть частью щеточной пластины с несколькими щетками, пружинами, изоляторами и токопроводящими элементами.

Правило TESMA: износ угольных щеток и неисправность щеткодержателя - разные дефекты. Перед заменой держателя отдельно проверяют щетки, пружины, направляющие, контакты, коллектор или контактные кольца, выводы и механическое состояние электрической машины.

Назначение

удерживать щетку в правильном положении;
направлять ее движение по мере износа;
поддерживать контакт с коллектором или кольцами;
удерживать прижимную пружину;
обеспечивать электрическую изоляцию там, где она предусмотрена;
подводить ток через соответствующие контакты;
не допускать перекоса и заедания щетки;
фиксировать щеточный узел относительно вращающейся части.

Где применяется

Основные автомобильные применения связаны с генератором и стартером.

При этом Holder, carbon brushes является общим названием. Аналогичные детали применяются и в других щеточных электродвигателях, поэтому для подбора необходимо знать конкретный агрегат.

Конструкция

Щеткодержатель может включать:

пластиковый или композитный корпус;
направляющие щеток;
угольные щетки;
прижимные пружины;
гибкие токопроводящие выводы;
контактные пластины;
клеммы;
изоляторы;
монтажную пластину;
отверстия для крепления;
элементы фиксации щеток при сборке.

Количество щеток, электрическая схема и способ подключения зависят от конструкции конкретного агрегата.

Как работает щетка

Щетка должна постоянно контактировать с вращающейся токопроводящей поверхностью. По мере износа она перемещается в направляющей, а пружина поддерживает контакт.

Для нормальной работы необходимо, чтобы:

щетка свободно перемещалась;
не было перекоса;
пружина оставалась исправной;
гибкий вывод не ограничивал ход;
рабочая поверхность не имела критических дефектов;
корпус держателя сохранял геометрию.

Щеткодержатель генератора

В распространенных конструкциях генератора щетки контактируют с контактными кольцами ротора и обеспечивают питание цепи возбуждения.

Во многих генераторах щеточный узел объединен с регулятором генератора, но это не универсальная конструкция.

При отсутствии зарядки также проверяют:

контактные кольца;
ротор;
статор;
выпрямитель генератора;
регулятор;
проводку;
силовые соединения.

Щеткодержатель стартера

В стартере щеточный узел передает большой ток к вращающейся части электродвигателя через коллектор.

Конструкция может включать несколько щеток с различным электрическим подключением. Точная схема определяется конкретным стартером.

Если стартер щелкает, но не вращается, дополнительно проверяют аккумулятор, силовые кабели, массу, втягивающее реле стартера, коллектор, обмотки и механическую часть.

Щеткодержатель и щетки - не одно и то же

В Базе знаний TESMA отдельно предусмотрены страницы Износ щеток генератора и Износ щеток стартера.

Щеткодержатель может быть неисправен при еще пригодных щетках из-за:

деформации направляющей;
заедания;
сломанной пружины;
оплавления корпуса;
повреждения изоляции;
обрыва вывода;
перегретого контакта.

И наоборот, щетки могут быть изношены при полностью исправном держателе.

Направляющие щеток

Щетка должна двигаться в канале без свободного перекоса и заедания.

Проблемы вызывают:

угольная пыль;
оплавленный пластик;
деформация;
заусенцы;
неправильный размер щетки;
неверное положение гибкого вывода;
тепловое повреждение.

Пружины

Пружина обеспечивает постоянный контакт щетки с рабочей поверхностью.

Проблемы возможны при:

поломке;
деформации;
перегреве;
неправильной установке;
механическом повреждении.

Универсальной силы прижатия для всех конструкций не существует. Точное значение определяется документацией конкретного агрегата.

Гибкий вывод щетки

Гибкий проводник должен передавать ток и не препятствовать движению щетки.

Возможны:

частичный обрыв;
полный обрыв;
перегрев;
повреждение пайки;
плохой обжим;
окисление контакта;
неправильная укладка после ремонта.

Электрическая изоляция

В отдельных конструкциях определенные щетки и контактные элементы должны быть изолированы от металлической основы.

Проверяют:

трещины изолятора;
оплавление;
угольную пыль;
металлические частицы;
следы пробоя;
правильность сборки.

Нормы электрического сопротивления зависят от схемы конкретного агрегата.

Угольная пыль

Щетки постепенно изнашиваются, образуя мелкую угольную пыль. При сильном загрязнении она может мешать свободному движению и ухудшать состояние изоляции.

При очистке нельзя:

повреждать пластиковые направляющие;
оставлять абразив внутри агрегата;
использовать несовместимую химию;
загонять загрязнение в подшипники и другие узлы.

Основные неисправности

заедание щетки;
износ направляющей;
трещина корпуса;
оплавление;
сломанная пружина;
деформированная пружина;
обрыв гибкого вывода;
перегрев контакта;
окисление клеммы;
повреждение изоляции;
ослабление самого держателя;
неправильное положение щетки;
сильное загрязнение угольной пылью.

Почему щеткодержатель перегревается

Оплавление корпуса может быть следствием другой неисправности.

Возможные причины:

плохой контакт щетки;
сильное искрение;
поврежденный коллектор;
изношенные контактные кольца;
электрическая неисправность обмоток;
переходное сопротивление;
механический перекос;
заедание щетки.

Поэтому повторное оплавление требует поиска первичной причины.

Контактные кольца генератора

Новые щетки работают по поверхности контактных колец. Глубокие канавки, подгорание и другое значительное повреждение могут ухудшить контакт и ускорить износ новых щеток.

Новый щеточный узел не восстанавливает поврежденные кольца ротора.

Коллектор стартера

При ремонте стартера проверяют:

подгорание коллектора;
неравномерный износ;
глубокие канавки;
загрязнение;
повреждение ламелей;
люфт якоря.

Поврежденный коллектор может быстро вывести из строя новый щеточный комплект.

Подшипники и втулки

Избыточный люфт ротора или якоря способен нарушать нормальный контакт щеток.

При неравномерном износе проверяют:

подшипники генератора;
втулки стартера;
положение вала;
следы механического контакта.

Признаки неисправности на генераторе

зарядка периодически пропадает;
работа меняется от вибрации;
появляется предупреждение системы зарядки;
наблюдается сильное искрение;
щеточный узел перегревается;
щетки изнашиваются неравномерно.

Но если генератор не заряжает аккумулятор, необходимо проверять весь генератор и внешнюю цепь.

Признаки неисправности на стартере

стартер периодически не работает;
слышен щелчок без вращения электродвигателя;
вращение нестабильное;
есть выраженное искрение;
щеточный узел перегревается;
после механического воздействия работа временно восстанавливается.

Если стартер щелкает, но не вращается, это не является доказательством неисправности щеткодержателя.

Почему симптома недостаточно

При проблеме генератора проверяют:

регулятор;
выпрямитель;
ротор;
статор;
контактные кольца;
проводку;
силовое соединение.

При проблеме стартера проверяют:

аккумулятор;
силовые кабели;
массу;
втягивающее реле;
коллектор;
обмотки;
подшипники или втулки;
механический привод.

Диагностический алгоритм TESMA

Определить конкретный агрегат.
Найти его производителя и номер.
Сверить OE-номер щеткодержателя.
Отключить питание по процедуре производителя.
Получить доступ к щеточному узлу.
Осмотреть корпус.
Проверить трещины и оплавление.
Проверить направляющие.
Убедиться в свободном движении щеток.
Проверить перекос.
Оценить остаточный размер щеток по документации агрегата.
Проверить пружины.
Проверить гибкие выводы.
Проверить пайку или обжим.
Проверить клеммы.
Проверить изоляцию.
Удалить лишнюю угольную пыль безопасным способом.
На генераторе проверить контактные кольца.
На стартере проверить коллектор.
Проверить люфт вращающейся части.
Проверить электрические цепи по схеме агрегата.
Не использовать универсальные значения сопротивления.
Отделить износ щеток от неисправности держателя.
На генераторе проверить регулятор и выпрямитель.
На стартере проверить силовую цепь и втягивающее реле.
Определить комплектность новой детали.
Сравнить корпус и направляющие.
Сравнить контакты.
Сравнить крепление.
Проверить количество и расположение щеток.
Установить узел без перекоса.
Не смазывать щетки случайным составом.
Собрать агрегат по процедуре производителя.
Проверить работу после ремонта.

Подбор

Учитывают:

VIN;
модель;
год выпуска;
код двигателя;
тип электрической машины;
производителя агрегата;
номер генератора или стартера;
OE-номер щеткодержателя;
электрическую систему;
количество щеток;
геометрию корпуса;
контакты;
тип разъема;
наличие встроенного регулятора;
комплектность.

Почему VIN бывает недостаточно

На одной модели могут использоваться генераторы или стартеры нескольких исполнений. Кроме того, агрегат мог быть заменен раньше.

Поэтому при подборе часто требуется маркировка фактически установленного генератора или стартера.

Щеткодержатель с регулятором

В некоторых генераторах регулятор и щеткодержатель объединены.

При подборе такого модуля проверяют:

номер генератора;
OE-номер;
разъем;
конструкцию щеток;
геометрию;
электрическую совместимость.

Можно ли менять только щетки

В некоторых конструкциях это предусмотрено. В других заменяется узел в сборе.

Перед отдельной заменой щеток проверяют:

размер;
форму рабочей поверхности;
гибкий вывод;
направляющую;
пружину;
коллектор или кольца.

Можно ли смазывать щетки

Обычный щеточный контакт работает сухим.

Не следует наносить на щетки и рабочую поверхность:

моторное масло;
консистентную смазку;
силиконовый состав;
проникающую смазку;
другой случайный продукт.

Замена

Идентифицировать агрегат.
Отключить аккумулятор по штатной процедуре.
Демонтировать агрегат или получить предусмотренный доступ.
Снять крышку.
Зафиксировать расположение проводов.
Снять щеточный узел.
Проверить коллектор или контактные кольца.
Проверить подшипники или втулки.
Проверить другие электрические элементы.
Сравнить новую деталь со старой.
Установить щетки правильно.
Не повредить гибкие выводы.
Установить щеткодержатель без перекоса.
Собрать агрегат.
Проверить его работу.

Практические случаи

Щетки изношены, держатель исправен

Направляющие, пружины и изоляция остаются исправными.

Вывод: в зависимости от конструкции достаточно заменить щетки или штатный щеточный модуль.

Новые щетки заедают

Направляющая оказалась деформирована после перегрева.

Вывод: новые щетки не восстанавливают поврежденный держатель.

После замены щеточного узла генератор не заряжает

Неисправным оказался выпрямитель.

Вывод: щеткодержатель является только частью генератора.

Стартер щелкает, но не вращается

Щеточный узел исправен, проблема находилась в силовом контакте.

Вывод: симптом необходимо диагностировать системно.

Новые щетки быстро износились

Рабочая поверхность коллектора была сильно изношена.

Вывод: состояние контактной поверхности проверяют до установки новых щеток.

Новый щеткодержатель снова оплавился

Причина первичного перегрева не была устранена.

Вывод: повторное повреждение требует проверки электрической и механической частей агрегата.

Типичные ошибки

путать износ щеток с неисправностью держателя;
не проверять коллектор или кольца;
не проверять свободный ход щеток;
игнорировать пружины;
не проверять гибкие выводы;
не проверять изоляцию;
устанавливать щетки неправильного размера;
использовать универсальную предельную длину щетки;
подбирать только по автомобилю без номера агрегата;
устанавливать внешне похожий модуль с другой схемой;
смазывать щетки;
оставлять угольную пыль внутри;
повреждать выводы при сборке;
не проверять люфт вала;
считать замену щеткодержателя полной диагностикой генератора или стартера.

Безопасность

Стартер работает с большим током, а генератор имеет прямое силовое соединение с электрической системой.
Перед демонтажем используйте штатную процедуру отключения аккумулятора.
Не допускайте короткого замыкания силового плюсового контакта на корпус.
Не проверяйте стартер незакрепленным.
Используйте подходящее стендовое оборудование.
Не касайтесь вращающихся частей.
Не направляйте угольную пыль в лицо при очистке.
На гибридных и электрифицированных автомобилях соблюдайте требования безопасности соответствующей электрической системы.

Когда эксплуатацию нужно прекратить

виден дым;
корпус оплавляется;
наблюдается сильное постоянное искрение;
щеточный узел перегревается;
повреждена изоляция и существует риск короткого замыкания;
генератор не обеспечивает нормальное питание автомобиля;
стартер имеет признаки внутреннего короткого замыкания;
вращающиеся детали механически касаются корпуса.

Что проверить после замены

применяемость;
свободное движение щеток;
пружины;
гибкие выводы;
отсутствие перекоса;
изоляцию;
крепление;
коллектор или контактные кольца;
отсутствие сильного искрения;
отсутствие перегрева;
работу генератора или стартера.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

Товарные группы TESMA

Генератор - генераторы для различных автомобилей и модификаций.
Комплектующие генератора - внутренние и монтажные компоненты генераторов.
Реле регулятор генератора - регуляторы, в части конструкций объединенные со щеточным узлом.
Стартер - стартеры для различных силовых агрегатов.
Щетка стартера - угольные щетки соответствующих стартеров.
Комплектующие стартера - внутренние компоненты и ремонтные детали стартеров.

FAQ

Что такое щеткодержатель?

Деталь, которая направляет угольные щетки и удерживает их относительно коллектора или контактных колец.

Как называется по-английски?

Канонический термин TESMA - Holder, carbon brushes.

Щетки и щеткодержатель - это одно и то же?

Нет. Щетки являются контактными изнашиваемыми элементами, а держатель направляет и фиксирует их. Однако они могут продаваться одним модулем.

Где применяется?

В генераторах, стартерах и других щеточных электрических машинах.

Может ли исправная щетка заедать?

Да. Причиной может быть загрязненная или деформированная направляющая.

Почему новые щетки быстро изнашиваются?

Проверяют коллектор или кольца, пружины, направляющие, люфт вала и правильность подбора.

Есть ли универсальная минимальная длина щетки?

Нет. Предельные размеры определяет производитель конкретного агрегата.

Можно ли растянуть слабую пружину?

Это не восстанавливает гарантированно расчетные характеристики. Поврежденную деталь ремонтируют или заменяют предусмотренным способом.

Нужно ли смазывать щетки?

Обычно нет. Рабочий контакт щетки с коллектором или кольцами должен оставаться чистым и сухим.

Что означает сильное искрение?

Возможны плохой контакт, неисправные щетки, повреждение коллектора, колец, обмоток или механический люфт.

Может ли щеткодержатель быть причиной отсутствия зарядки?

Да, но только одна из многих возможных причин.

Может ли из-за него стартер не вращаться?

Да, однако необходимо исключить батарею, силовые кабели, массу, втягивающее реле и другие неисправности.

Всегда ли щеткодержатель генератора продается отдельно?

Нет. Он может быть объединен с регулятором напряжения.

Можно ли заменить только щетки?

Если конструкция допускает такой ремонт, а держатель, пружины и рабочие поверхности исправны.

Нужно ли ремонтировать коллектор при каждой замене щеток?

Не автоматически. Его оценивают по фактическому состоянию и требованиям ремонтной документации.

Почему после замены генератор все равно не заряжает?

Причина может находиться в регуляторе, выпрямителе, роторе, статоре, проводке или контактных кольцах.

Почему после замены щеточного узла стартер все равно не работает?

Необходимо проверить силовую цепь, втягивающее реле, коллектор, обмотки и механическую часть.

Как подобрать щеткодержатель?

По VIN, номеру фактически установленного генератора или стартера, OE-номеру, конструкции, разъему и электрической совместимости.

Что проверить перед установкой?

Свободный ход щеток, направляющие, пружины, выводы, изоляцию и состояние коллектора или контактных колец.

Что проверить после ремонта?

Работу агрегата, стабильность контакта, отсутствие ненормального искрения и перегрева.

Вывод

Щеткодержатель обеспечивает точное положение и свободное движение угольных щеток к коллектору или контактным кольцам. Его состояние зависит от направляющих, пружин, контактов, гибких выводов и электрической изоляции.

Замена щеткодержателя без проверки рабочей контактной поверхности и других компонентов генератора или стартера может не решить проблему. Особенно важно отличать обычный износ щеток от повреждения самого держателя.

Правило TESMA: точный генератор, стартер или электродвигатель - OE-номер - проверка щеток - свободный ход в направляющих - исправные пружины - целые гибкие выводы - исправная изоляция - проверка коллектора или контактных колец - контроль механического люфта - проверка других электрических компонентов - правильный подбор модуля - сухие чистые рабочие поверхности - контроль после сборки. Новый щеткодержатель не ремонтирует поврежденный коллектор, контактные кольца, обмотки или силовую электрическую цепь.