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Jun 24, 2023

Copri tutte le basi dei moderni sistemi di ricarica

To quote a familiar situation: “My customer’s car is now on its third alternator

Per citare una situazione familiare: "L'auto del mio cliente è al terzo alternatore in sei mesi e il mio negozio si rifiuta di garantirne un quarto." In altre parole, il fornitore di ricambi ritiene che un problema di fondo stia causando il guasto di questi alternatori e, pertanto, non garantirà più alternatori. Sebbene occasionalmente si verifichi una sequenza di guasti causati da problemi di controllo qualità, la ragione principale della maggior parte dei fallimenti ripetuti è perché il tecnico potrebbe aver saltato alcuni passaggi critici durante la diagnosi iniziale. Per evitare errori costosi, è sempre meglio "coprire tutte le basi" durante qualsiasi diagnosi del sistema di ricarica.

I moderni sistemi elettrici dei veicoli richiedono fino a 20 ampere di amperaggio elettrico per alimentare la gestione del motore, l'erogazione del carburante e i sistemi accessori. Quando a questo carico elettrico di base si aggiungono HVAC, raffreddamento del motore e illuminazione esterna, il carico totale può salire ben oltre la soglia dei 50 ampere. Se la batteria ha una cella difettosa o è molto scarica a causa di un eccessivo consumo parassitario o dell'uso di accessori, l'alternatore si caricherà vicino alla sua capacità nominale, soprattutto in condizioni di guida gravose.

Sebbene gli alternatori moderni possano avere una potenza nominale di 100 ampere o più, la maggior parte dei design compatti non è progettata per funzionare a piena capacità per lunghi periodi di tempo senza surriscaldarsi. A causa delle velocità di ricarica eccessivamente elevate, l'alternatore sostitutivo potrebbe guastarsi in breve tempo.

Un alternatore convenzionale contiene quattro parti elettriche fondamentali: 1) rotore, 2) spazzole di carbone, 3) statore e 4) ponte raddrizzatore. Al livello più elementare, una corrente alternata (CA) viene prodotta quando i fili di rame avvolti attraverso lo statore dell'alternatore "tagliano" il campo elettromagnetico rotante creato dal rotore dell'alternatore. Il circuito "di campo" del rotore è alimentato tramite una spazzola di carbone con positivo della batteria (B+) che scorre su un anello collettore in rame montato sull'albero del rotore. Una seconda spazzola di carbone collega il circuito di campo alla cassa dell'alternatore e infine al negativo della batteria (B-).

L'amperaggio in uscita dell'alternatore viene controllato aumentando o diminuendo l'amperaggio del campo che scorre attraverso le spazzole di carbone, che, a sua volta, può aumentare o diminuire l'intensità del campo magnetico rotante.

Un regolatore di tensione montato internamente o esternamente controlla l'amperaggio di campo. Per rilevare con precisione la tensione di carica, il regolatore di tensione deve essere collegato a B+ e la sua base messa a terra a B- attraverso la custodia dell'alternatore.

A seconda dell'applicazione, il regolatore di tensione può anche essere integrato esternamente nel modulo di controllo powertrain (PCM). Nelle applicazioni più moderne, il PCM controlla un regolatore di tensione interno attraverso un sistema di comunicazione bus o un cavo di tensione di riferimento per modificare la modalità di ricarica in base alle condizioni di guida.

Come illustrato sopra, il campo magnetico rotante creato dal regolatore di tensione viene "tagliato" da tre anelli separati di filo di rame avvolti attraverso un gruppo statore che circonda il rotore di campo. Lo statore produce corrente alternata e la corrente alternata che scorre attraverso ciascun circuito dello statore viene raddrizzata in corrente continua (CC) da un diodo positivo e uno negativo.

I sei diodi combinati sono generalmente montati su un gruppo dissipatore di calore chiamato "ponte" di diodi che raffredda i diodi. Questi diodi positivi e negativi non solo rettificano la corrente CA in corrente CC, ma impediscono anche che lo statore scarichi la batteria quando il motore è spento.

Per evitare danni alla batteria, all'illuminazione e all'elettronica di bordo, l'alternatore deve limitare la tensione in uscita alla batteria. La batteria svolge un ruolo fondamentale nel processo di regolazione della tensione perché agisce come un condensatore che smorza i picchi di tensione che si verificano nel sistema elettrico. La batteria consente inoltre al regolatore di tensione dell'alternatore di rilevare con maggiore precisione la tensione della batteria agendo come un resistore.

Tieni presente che l'attività chimica dell'elettrolito della batteria è direttamente correlata alla temperatura interna della batteria. Il regolatore di tensione, quindi, è progettato per limitare la tensione di carica a circa 15,2 volt in climi molto freddi e a circa 13,8 volt in climi molto caldi.