اجزای سیستم شارژ خودرو

اجزای سیستم شارژ خودرو:
در ادامه، هر یک از بخش های مختلف را با جزئیات بیشتری توضیح می دهیم.

آلترناتور:
آلترناتور از قواعد الکترومغناطیس برای تولید جریان استفاده می کند. اگر یک آهنربای قوی داشته باشیم و آن را به یک سیم نزدیک کنیم، اندکی ولتاژ در دو سر سیم ایجاد می شود. حال اگر سیم را به یک سیم پیچ یا کویل تبدیل کنیم، ولتاژ بیشتری القا خواهد شد.

یک آلترناتور دو بخش اصلی به نام استاتور و روتور دارد. روتور مستقیماً به قرقره آلترناتور متصل است. تسمه قرقره را می چرخاند و موجب چرخش روتور می شود.

استاتور بدنه آلترناتور را تشکیل می دهد و ثابت است. فضای داخل استاتور به گونه ای است که روتور به راحتی درون آن می چرخد.

استاتور سه مجموعه سیم پیچی دارد که برای سه فاز توزیع شده اند. در برخی سیستم ها، سیم ها در یک انتها به همدیگر متصل می شوند و سر دیگرشان به یکسوساز متصل می گردد (اتصال ستاره). در بعضی سیستم های دیگر، انتهای سیم ها به صورت انتها به انتها به یکدیگر متصل شده و مجموعه به یکسوساز وصل می شود (اتصال مثلث).

روتور دارای آهنرباهای قوی است که به سیم پیچی های استاتور مجموعه نزدیک هستند. آهن رباهای روتور در واقع آهن ربای الکتریکی هستند، نه آهن ربای دائم.

این به آن دلیل است که می توانیم ولتاژ تولیدی آلترناتور را با تنظیم مقدار جریانی که تولید کننده میدان مغناطیسی روتور است کنترل کنیم. در این صورت قادر خواهیم بود خروجی آلترناتور را برای نیازهای مختلف و نیز محافظت مدارهای خودرو از اضافه ولتاژ کنترل کنیم.

همان طور که می دانیم، یک آهن ربا دو قطب شمال و جنوب دارد و آهن ربا های الکتریکی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. روتور دو قسمت دارد که به هم قفل شده اند و به گونه ای قرار گرفته اند که قطب شمال و جنوب به صورت متناوب و به طور مساوی توزیع شوند.

وقتی روتورِ درون استاتور را می چرخانیم و از طریق دو جاروبک به آن جریان اعمال می کنیم، یک تماس ثابت با دو حلقه لغزان شفت روتور وجود خواهد داشت.

این موضوع سبب می شود روتور مغناطیده شود. قطب های شمال و جنوب متناوب آهن ربا از کنار سه مجموعه سیم پیچ استاتور می گذرند و ولتاژ در سه سیم پیچ القا می شود. به عبارت دیگر، جریان متناوب در استاتور تولید می شود.

اکنون باید جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کنیم. این کار را با یک مجموعه شش تایی از دیودها که یکسوساز را تشکیل داده اند انجام می دهیم. هر دیود جریان را فقط در یک جهت از خود عبور می دهد و در جهت دیگر آن را سد می کند. خروجی یکسوساز جریان DC است.

از این شش دیود، دو دیود مربوط به هر فاز سیم پیچ استاتور است. ترکیب دیودها سبب می شود قبل از آنکه جریان AC از طریق ترمینال B خارج شود، به جریان DC تبدیل گردد.

ترمینال B از طریق یک سیم نسبتاً قطور مستقیماً به باتری متصل می شود.

جریانی که میدان مغناطیسی روتور را تولید می کند، از سوئیچ استارت می آید و از رگولاتور ولتاژ عبور می کند.

از آن جایی که روتور در حال چرخش است، باید راهی برای اتصال جریان از رگولاتور به روتور در حال چرخش پیدا کنیم.

این کار را می توان وصل کردن سیم ها به دو جاروبک متصل به فنر که در مقابل شفت روتور تعبیه شده اند انجام داد.

رگولاتور ولتاژ، ولتاژ خروجی آلترناتور را پایش می کند و زمانی که به14.5 ولت برسد، رگولاتور جریان روتور را برای تضعیف میدان مغناطیسی کاهش می دهد. وقتی ولتاژ افت کند، جریان روتور افزایش می یابد.

در آلترناتور، یک مدار دیگر نیز برای کنترل چراغ هشدار داشبورد در سیستم شارژ وجود دارد. این بخش از مدار مجموعه دیگری از دیودها (سه تایی) هستند که درون دینام یا آلترناتور تعبیه شده اند.

جریان های سه سیم پیچ استاتور به مجموعه سه دیود وارد شده و مقدار کمی از آن از دیودها عبور می کند.

بعد از دیودها، سه سیم به یک سیم متصل شده و جریان خروجی با نام L به چراغ هشدار داشبورد هدایت می شود که این چراغ، وجود اختلال در سیستم شارژ را نشان می دهد. سمت دیگر چراغ به کلید استارت متصل می شود.

اگر هر دو ترمینال چراغ هشدار ولتاژ مثبت برابر داشته باشند، چراغ روشن نخواهد شد. حذف ولتاژ یک سمت چراغ هشدار، سبب مشخص شدن مشکل می شود.

رگولاتور ولتاژ:
رگولاتور ولتاژ ممکن است داخل یا خارج از آلترناتور نصب شود. اگر رگولاتور خارج از آلترناتور نصب شود، یک مهار برای اتصال آن به آلترناتور وجود دارد.

رگولاتور ولتاژ، جریان میدان اعمالی به روتور در حال چرخش داخل آلترناتور را کنترل می کند. وقتی جریان اعمالی به میدان وجود نداشته باشد، آلترناتور نیز ولتاژی تولید نخواهد کرد.

هنگامی که ولتاژ به پایین تر از13.5ولت برسد، رگولاتور به میدان جریان اعمال می کند و آلترناتور شروع به شارژ کردن می کند. وقتی ولتاژ از14.5ولت بگذرد، رگولاتور تأمین ولتاژ میدان را متوقف می کند و آلترناتور از شارژ کردن باز می ایستد. به این صورت است که ولتاژ خروجی آلترناتور تنظیم می شود.

آمپراژ یا همان مقدار جریان با وضعیت شارژ باتری تنظیم می شود. وقتی باتری ضعیف باشد، نیروی محرکه الکتریکی یا ولتاژ به اندازه ای نیست که جریان آلترناتور را برای شارژ دوباره باتری نگه دارد.

وقتی باتری به حالت شارژ کامل می رسد، نیروی محرکه الکتریکی به اندازه ای خواهد شد که با عبور جریان از آلترناتور مخالفت می کند و آمپراژ خروجی آلترناتور افت کرده و به نزدیکی صفر خواهد رسید، در حالی که ولتاژ بین 13.5 تا 14.5 ولت باقی می ماند.

اگر توان الکتریکی بیشتری مصرف شود، نیروی محرکه الکتریکی کاهش می یابد و آمپراژ آلترناتور زیاد می شود.

هنگام بررسی بازده آلترناتور، بررسی ولتاژ و آمپراژ خروجی امر بسیار مهمی است. بسته به الزامات الکتریکی خودرو، هر آلترناتوری آمپراژ خروجی خاص خود را دارد.

گیج سیستم شارژ یا چراغ هشدار:
گیج سیستم شارژ و لامپ هشدار، صحت سیستم شارژ را نشان می دهند و موجب می شوند قبل از ایجاد یک مشکل بزرگ راننده متوجه آن شود.

وقتی مشکلی در سیستم شارژ به وجود بیاید، هنوز می توان مسافت کوتاهی را برای پیدا کردن کمک رانندگی کرد، در صورتی که اگر هشداری در رابطه با فشار روغن یا دمای خنک کننده وجود داشته باشد، در صورت ادامه رانندگی به موتور آسیب جدی وارد می شود.

بدترین چیزی که می تواند اتفاق بیفتد این است که در جای بدی مشکلی برای سیستم شارژ خودرو رخ دهد.

چراغ هشدار سیستم شارژ، یک شاخص است که عیوب آن را نشان می دهد. اگر این چراغ در حین رانندگی روشن شود، به این معنی است که سیستم شارژ مشکل دارد. معمولاً، در این موارد، رایج ترین مسئله پاره شدن تسمه آلترناتور یا همان تسمه دینام است.

از دو نوع گیج برای نمایش سیستم شارژ برخی خودروها استفاده می شود. ولت متر، ولتاژ سیستم و آمپرمتر، آمپراژ آن را مشخص می کند.

البته، اغلب خودروهای مدرن یک ولت متر دارند، زیرا صحت سیستم شارژ را بهتر نشان می دهد. ولت متر اولین وسیله ای است که یک تکنسین برای بررسی سیستم شارژ از آن استفاده می کند.

ولتاژ سیستم الکتریکی خودروهای امروزی 12 ولت است. وقتی موتور خاموش باشد، ولتاژ یک باتریِ کاملاً شارژ شده حدوداً12.5 ولت است. اگر موتور روشن باشد، ولت متر14 تا 14.5 ولت را نشان می دهد که باید روی آن مقدار بماند؛ مگر آنکه یک بار سنگین مانند برف پاک کن ها، چراغ ها، بخاری و… همزمان با هم کار کنند.

اگر ولتاژ به پایین تر از12.5 ولت کاهش یابد، باتری به سیستم جریان می دهد. در این حالت نور چراغ ها کم می شود.

اگر این حالت مدت زیادی طول بکشد، باتری خالی می شود و ممکن است شارژ کافی برای استارت زدن خودرو بعد از خاموش شدن وجود نداشته باشد.

این اتفاق (کم بودن مداوم ولتاژ) در یک سیستم شارژ سالم نباید رخ دهد، زیرا به محض اینکه پدال گاز فشار داده شود، سیستم دوباره باتری را شارژ خواهد کرد. اگر ولتاژ به صورت مداوم کمتر از14 ولت باشد، باید سیستم مورد بررسی قرار گیرد.

اگر ولتاژ بیشتر از15 ولت باشد نیز احتمالاً رگولاتور مشکل دارد. در این صورت نیز باید سیستم بررسی شود تا از اضافه شارژ آسیب نبیند.

اگر باتری کاملاً شار شده و مصرف انرژی حداقل باشد، عددی که آمپرمتر نشان می دهد، باید نزدیک صفر و البته بزرگ تر از آن (مثبت) باشد.

دیدن یک عدد بزرگ روی آمپرمتر بعد از استارت امری طبیعی است که بعد از چند دقیقه رفع می شود. اگر آمپرمتر به صورت مداوم 10یا 20 آمپر را حتی با وجود آنکه چراغ ها، شیشه پاک کن و… خاموش باشند نشان دهد، باید سیستم مورد بررسی قرار گیرد.