La începutul istoriei industriei automobilistice, era foarte posibil ca o mașină, un tractor sau o motocicletă cu motor să poată fi folosită fără ca măcar un singur amper de curent să curgă prin mașină. Acum, nu numai o mașină electrică, ci și o mașină cu motor cu ardere internă, nici măcar nu poate porni fără electricitate.

Bateriile vehiculelor furnizează energia electrică necesară pentru pornire, dar s-ar descărca în timpul călătoriei. Pentru ca procesul să fie durabil, producătorii au folosit o tehnologie care există chiar înainte de primele mașini pentru a genera electricitate în interiorul mașinilor.

Începuturile

Deși articolul nostru nu abordează în principiu subiectul acestui capitol, trebuie să menționăm că până în anii 1960, dinamurile, ci nu alternatoarele asigurau alimentarea cu energie a autovehiculelor.

Este o mașină electrică care produce curent continuu din energie mecanică. Principiul în sine era deja cunoscut cu o sută de ani mai devreme: a fost descoperit de omul de știință maghiar Ányos Jedlik în 1861.

Principiul dinamului nu este altceva decât principiul autoexcitației. Orice componentă de fier care a fost anterior sub influență magnetică va avea în continuare prezent un câmp magnetic rezidual. Dacă mișcăm un conductor în acest câmp magnetic relativ slab și apoi comutăm tensiunea creată în conductor la bobina care se află în jurul corpului, putem crește numărul de linii de forță. În consecință, crește și tensiunea - aceasta poate fi crescută până când componenta de fier este saturată magnetic sau până când este limitata de un regulator.

Partea rotorului dinamurilor autovehiculelor este realizată din fier moale pentru a reduce dispersia sa magnetică. Bobinele au fost plasate în canelurile rotorului iar capetele lor au fost conectate la comutator. O parte din curent a fost condus înapoi la stator de un regulator de tensiune, crescând astfel excitația.

În cele din urmă, structura sa a făcut dispozitivul învechit: masa specifică mare, durata de viață insuficientă a periilor de comutator și puterea mai mică față de generatoare au dus la înlocuirea acestora.

Construcția și funcționarea alternatorului

Un alternator, la fel ca un dinam, este un agregat electric rotativ. Diferența dintre cele două este că un alternator produce tensiune alternativă, iar un dinam produce tensiune continuă.

Dispozitivul constă dintr-un rotor excitat și un stator cu un sistem de bobinare monofazat sau multifazic. Rotorul este uneori magnetizat permanent, dar acest lucru nu este adesea cazul. Pentru ca rotorul să fie situat continuu centrat în stator se folosesc lagăre și rulmenții amplasați special pentru a asigura funcționarea lină a generatorului.

Ca și în cazul unui dinam, energia absorbită provine întotdeauna de la o sursă mecanică. Rotorul este rotit de motor, drept urmare liniile de inducție ale rotorului intersectează sistemul de bobinare al statorului și este indusă tensiune în ele.

Alternator utilizat în industria autovehiculelor (Sursă: www.wikipedia.org)

În general, statorul este realizat cu o înfășurare trifazată. Există mai multe implementări practice pentru asigurarea câmpului magnetic esențial pentru funcționare: la alternatoarele sincrone, curentul continuu este introdus printr-o structură exterioară cu perii de cărbune și inele colectoare iar la alternatoarele asincrone, se produce folosind curentul turbionar indus în rotorul scurtcircuitat.

Alternatorul are un avantaj semnificativ față de dinam, tensiunea indusă poate fi preluată direct de la stator, nu necesită un sistem format din perii de cărbune -deci nu există piese de frecare, de uzură care se pot uza, defectă sau poate fi deteriorat din cauza contactului. În același timp, este considerabil mai eficient în comparație cu greutatea și instalarea sa prin urmare necesită mai puține compromisuri.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, spre deosebire de dinam, alternatorul nu este capabil să producă tensiune continuă, așa că pentru a alimenta o rețea electrică de curent continuu, curentul din bobine trebuie redresat. Este exact cazul autoturismelor.

Generator sau alternator?

Generatoarele de energie utilizate la mașini sunt numite și generatoare, dar limbajul tehnic se referă la acest tip specific ca un alternator.

Alternator instalat (Sursă: www.wikipedia.org)

Un factor semnificativ la alternatoarele de autovehicule este renunțarea la fulia ventilator folosită la racire, la scăderea în greutate și a scăderii tensiunii în puntea de diode. Peste o anumită turație, eficiența scade semnificativ, într-un interval ideal este de aproximativ 70-80%.

Defecțiuni

În general, alternatorul este cunoscut de șoferi ca agregat durabil, este adesea menționat ca o componentă cu aceeași durată de viață ca și motorul, dar aceasta nu acoperă neapărat realitatea.

Defecțiunea primară și cea mai comună este defecțiunea rulmentului. Aceasta este în mare parte însoțită de un efect sonor inconfundabil din interiorul alternatorului. În același timp, în cazul motoarelor moderne, este din ce în ce mai frecvent să întâlniți că fulia liberă a alternatorului devine mai devreme inutilizabilă.

O defecțiune mult mai neplăcută este atunci când regulatorul de tensiune se defectează. Acest fenomen este mult mai dificil de diagnosticat. Unul dintre primele semne ale acestui defect este aprinderea indicatorului luminos de eroare de încărcare din bord, dar există și cazuri în care nu există feedback pe tabloul de bord, dar fenomenul încă există. In acest caz alternatorul încarcă, însă mult prea puțin. Rezultatul final tipic al procesului este că bateria este descărcată.

Defecțiunea regulatorului poate fi identificată mai ușor, deoarece în acest caz indicatorul luminos de încărcare din bord sta aprins mereu.

Cureaua de transmisie a alternatorului este considerată o sursă de defecțiuni, deși nu aparține direct alternatorului, dacă se rupe alternatorul nu se va mai încărca.

Un fenomen asemanator cu prima este problema rulmentului de la întinzătorul curelei de transmisie. Curelele trapezoidale ale motoarelor moderne cu ardere internă antrenează nu numai generatorul, ci și mulți alți consumatori (pompa servo, compresorul de aer condiționat etc.), astfel încât cureaua parcurge o cale relativ complicată. Ca și rulmenții, rolele de tensionare se pot defecta și înlocuirea lor este ocazional justificată.

Viziune

Astăzi este greu de crezut că o astfel de piesă mai există, dar alternatorul aparține grupului deja restrâns care poate fi încă revizuit. Prin înlocuirea pieselor interne corespunzătoare, obținem un alternator complet nou, în multe cazuri pentru o fracțiune din prețul unuia nou.

Sistemele start-stop și sistemele de control al motorului mult mai avansate au prezentat alternatoarelor noi sarcini, care în multe cazuri sunt doar un subsistem integrat al unui sistem electric mai mare. Designul lor este mult mai complicat și întreținerea lor este mult mai complicată decât omologii lor mai vechi.