Alternator – budowa, zasada działania i najczęstsze usterki

29 sierpnia 2022, 14:11

Alternator jest jednym z podstawowych podzespołów w jednostkach napędowych, który odpowiada za jeden z najważniejszych aspektów układu elektrycznego w samochodzie – doładowywanie akumulatora. Alternator, lub bardziej naukowo prądnica prądu przemiennego, czasem potrafi ulec awarii. Jakie są najczęstsze przyczyny i objawy usterki alternatora?

alternator
Foto: SmartRecycling, Pixabay.com

Czym jest alternator?

Alternator samochodowy jest prądnicą prądu przemiennego generującą energię elektryczną z energii mechanicznej wskutek pracy silnika. Wytworzona energia wykorzystywana jest do doładowywania akumulatora oraz zasilania całego osprzętu w samochodzie. Za wynalezienie alternatora odpowiada Nikola Tesla, który skonstruował go w roku 1891. Nie jest to więc nowy wynalazek, natomiast przez lata był udoskonalany przez kolejne firmy motoryzacyjne.

Alternator – budowa i zasada działania

Budowa alternatora rozpoczyna się od nieruchomego stojana, który jest jego głównym elementem, z izolowanej stalowej ramki z trzema uzwojeniami, które są rozłożone na obwodzie stojana w odległości 120 stopni od siebie. W alternatorze rolę wirnika pełni elektromagnes zasilany przy pomocy szczotek i pierścieni ślizgowych, który w momencie obrotu wytwarza pole magnetyczne wywołujące produkcję energii elektrycznej. W alternatorze prąd jest wytwarzany w nieruchomych uzwojeniach stojana przez wirujące magnesy na wirniku.

Najbardziej widocznym elementem w alternatorze jest koło pasowe, na którym umieszczony jest pasek wielorowkowy lub klinowy napędzający alternator przez wał korbowy. Z tego również względu występuje zróżnicowanie siły pola magnetycznego, która wymaga kontroli napięcia na wyjściu, a także podtrzymywanie prądu ładującego akumulator.

Stąd zastosowany jest również regulator napięcia, w postaci czujnika, który monitoruje napięcie akumulatora. Gdy napięcie akumulatora jest niskie, dochodzi do zwiększenia prądu wzbudnego podczas pracy alternatora. Przeważnie regulator napięcia jest wyposażony w układ kompensacji temperatury odpowiadający za podniesienie napięcia wymaganego do naładowania akumulatora w przypadku niskiej temperatury zewnętrznej. Zmiana prądu przemiennego w stały odbywa się za pomocą diod krzemowych, które są wykorzystywane do budowy mostków. To one umożliwiają ładowanie akumulatora w napięciu od 13,8 do 14,5 V.

W zależności od konstrukcji jednostki napędowej, oprócz paska i koła pasowego, widoczna jest również z zewnątrz charakterystyczna obudowa alternatora, składająca się z dwóch części, z przeważnie dużą liczbą otworów. Elementy z jakich składa się alternator:

  • Obudowa przednia i tylna
  • Koło pasowe
  • Wirnik
  • Stojan
  • Regulator napięcia
  • Szczotkotrzymacz wraz ze szczotkami
  • Łożyska
  • Mostek prostowniczy
  • Diody główne i diody wzbudzenia
  • Wentylator

Objawy uszkodzenia alternatora

Najbardziej prozaicznym objawem mogącym wskazywać na problem z alternatorem jest zapalająca się kontrolka akumulatora na desce rozdzielczej oznaczająca „problem z ładowaniem akumulatora”. Pojawienie się jej oznacza nieprawidłowe napięcie ładowania baterii przez alternator. Przeważnie jest to zbyt niskie napięcie, które prowadzi do rozładowania akumulatora. Natomiast zbyt wysokie może doprowadzić do jej szybkiego uszkodzenia. Warto zaznaczyć, że nieprawidłowe napięcie alternatora nie musi się odbywać trybem ciągłym. Może się również zdarzyć, że zbyt wysokie lub zbyt niskie napięcie będzie się objawiać w określonym przedziale obrotowym silnika.

Uszkodzony alternator może się objawiać również poprzez nadmierny hałas wywołany wraz ze wzrostem obrotów lub przez brak świecącej kontrolki akumulatora. Pierwszy przypadek zwiastuje problemy np. z łożyskami lub kołem pasowym, w drugim przypadku mamy wówczas do czynienia z alternatorem, który w ogóle nie ładuje. Z reguły, jeśli samochód ma mocny akumulator, pozwoli na pracę jednostki napędowej najwyżej przez kilka minut (w zależności od rodzaju napędu), a brak ładowania będzie z pewnością widoczny przez „szalejącą” elektronikę pojazdu np. przygasanie lub też migotanie oświetlenia wnętrza, zegarów lub wyłączające się radio.

Najczęstsze usterki alternatora

Do najczęściej występujących usterek alternatora należy zaliczyć z pewnością wytarte szczotki oraz zatarte łożyska. Do grona nieco mniej oczywistych usterek można przyjąć przebicia w uzwojeniu, uszkodzenia regulatora napięcia, zwarcia wirnika lub stojana, przepalenia się uzwojenia, a także uszkodzenia mostka diodowego.

Zdarza się również sytuacja, w której może dojść do pęknięcia obudowy alternatora lub problemów z kołem pasowym, zwłaszcza te wyposażone w sprzęgło, którego zadaniem jest eliminowanie szarpania paska podczas wyłączania silnika.

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!