نحوه کار دینام ماشین

دینام چیست؟
دینام (Alternator) یا ژنراتور، تولیدکننده برق است که وظیفه شارژ باتری خودرو را برعهده دارد و در صورت خرابی دینام خودرو باتری ماشین در مدت کوتاهی تخلیه خواهد شد.

در واقع وظیفه باطری تنها تهیه برق در هنگام استارت زدن یا روشن نبودن ماشین شماست و برق رسانی به نقاط مختلف قطعات برقی ماشین در حین روشن بودن، توسط دینام انجام می شود.

از آنجائیکه دینام (قطعه ای استوانه ای با بدنه آلومینیومی و معمولا در کنار موتور زیر پمپ هیدرولیک) توسط یک تسمه شیاری در مدار چرخش موتور قرار می گیرد، همواره باید این تسمه در فواصل منظم بازدید شود تا از اره شدن آن به طور ناگهانی و در نتیجه خالی شدن شارژ باطری جلوگیری کرد.

علت جایگزینی دینامهای جریان مستقیم با آلترناتور
یکی از معایب دینامهای جریان مستقیم این است که این دینام ها در دورهای پائین موتور، قادر به شارژ باطری نمی باشند. امروزه مصرف کننده های برقی در خودرو زیاد شده است؛ ترافیک شهرها باعث می شود که موتور یک اتومبیل مدتها در جا کار کند و در این حالت دور دینام پایین است با این شرایط دینام جریان مستقیم نمی تواند جوابگوی شارژ باطری باشد.

در نتیجه دینامهای جریان مستقیم از رده خارج شده و از دینامهای آلترناتور استفاده می شود اساس کار دینامهای آلترناتور مانند دینامهای جریان مستقیم است.
در دینامهای آلترناتور نیز بر اثر قطع خطوط قوای مغناطیسی جریان القائی به وجود می آید ولی با این تفاوت که در دینامهای جریان مستقیم، آهن رباها به بدنه دینام پیچ و ثابت شده بود و سیم پیچهای تولید جریان داخل حوزه مغناطیسی حرکت می کردند در حالی که در دینامهای آلترناتور آهن ربا دوار است و سیم پیچهای تولید جریان ثابت می باشند آهن ربای دوار را روتور و سیم پیچ ثابت را استاتور می گویند

اجزای دینام و قطعات و ساختار آن
قطعات دینام شامل اجزای مهمی است که هر کدام از آنها در طرز کار آن تأثیر زیادی دارند. برای آشنایی با نحوه کار دینام ماشین ابتدا باید اجزای آن را بشناسید.

• -مجموعه ای ثابت از سیم پیچ که آن را استاتور می نامند
• -یک سیم پیچ الکتریکی متحرک که آن را روتور می نامند
• -آفتامات (رگلاتور)
• -یک سو کننده ولتاژ (دیود)
• -تعدادی جاروبک جهت حفظ نمودن ارتباط الکتریکی با موتور

موارد بیان شده در بالا همگی در یک پوشش آلومینومی مستقر گردیده اند. البته قرقره از این قاعده مستثنا است.

استاتور
استاتور یا بالشتک یکی از قطعات اصلی دینام خودرو است که از هسته و سیم پیچ تشکیل شده است. هسته استاتور دارای چندین لایه می باشد که از حلقه های شیار دار نازک آهنی همراه با عایق مخصوص ساخته شده است.

معمولا تعدادی از حلقه های آهنی مخصوص استاتور که دارای لایه بسیار نازکی از عایق مخصوص هستند به وسیله پرچ یا خار مخصوص روی هم سوار شده و هسته اصلی استاتور یا بالشتک دینام را تشکیل می دهند.

استاتور دینام دارای سیم پیچی مرکب است که متشکل از چندین دسته یا حلقه سیم پیچ می باشد که لابلای شیارهای مخصوص هسته استاتور قرار می گیرند. تعداد دسته های سیم پیچ، قطر و نوع سیم و تعداد دور سیم پیچی در هر دسته یا حلقه از سیم پیچی استاتور در دینامهای مختلف بسیار متفاوت و تعیین کننده است. دسته های سیم پیچ معمولا در سه یا چهار نقطه به هم متصل می شوند که به آن سربندی می گویند.

استاتور در محیط خارجی دینام قرار می گیرد و با چرخش روتور در مرکز استاتور، عبور خطوط مغناطیسی آرمیچر از بین سیم پیچ های استاتور باعث به حرکت در آمدن الکترون در سیم پیچ ها و اختلاف پتانسیل الکتریکی بین نقاط اتصال سیم پیچها که خروجی استاتور هستند می شود. جریان الکتریکی تولید شده در استاتور که به شکل اختلاف فاز بین اتصالات خروجی استاتور وجود دارد متناوب است که فرکانس آن به دور آرمیچر بستگی دارد.

برای شارژ باطری اتومبیل و مصرف مدارات الکتریکی و الکترونیکی اتومبیل جریان DC یا مستقیم با ولتاژ ثابت مورد نیاز است، از این رو خروجی استاتور وارد بخش یکسو کننده و تثبیت کننده دینام می شود.

آرمیچر (روتور)
آرمیچر یا روتور قطعه مغناطیسی مرکزی دینام است که از یک محور یا شفت اصلی فولادی و پوسته پنجه ای شکل آهنی ساخته شده است و در مرکز استاتور حول محور خود می چرخد.

آرمیچر معمولا دارای یک دسته سیم پیچ است که به طور منظم بدور محور اصلی آرمیچر بر روی یک قالب نازک پلاستیکی یا کائوچویی پیچیده شده است. سیم پیچی آرمیچر معمولا دارای دو سر است که از لای دسته سیم پیچ و پوسته بیرون آمده و به حلقه های مسی که کلکتور نام دارد متصل می شود.
دور سیم پیچ آرمیچر را هسته ای آهنی دو یا چند تکه فرا گرفته که به شکل قطعات V شکل در کنار هم قرار گرفته اند. وظیفه آرمیچر تولید نیروی مغناطیسی دینام است. نیروی مغناطیسی آرمیچر به وسیله حرکت جریان الکتریکی باطری اتومبیل در سیم پیچ آرمیچر تولید می شود،

چرخش آرمیچر باعث عبور خطوط مغناطیسی آرمیچر در سیم پیچ های استاتور یا همان بالشتک دینام شده و جریان الکتریکی را در سیم پیچ های بالشتک به حرکت در می آورد.

بنابر این می توان گفت توان الکتریکی تولید شده در استاتور تا حد زیادی به مقدار نیروی مغناطیسی آرمیچر وابسته است، به همین خاطر یک رگلاتور الکتریکی که به آن آفتامات نیز میگویند دائما جریان الکتریکی ورودی آرمیچر را کنترل می‌کند تا ولتاژ و جریان خروجی استاتور را در حد معینی نگاه دارد.

آفتامات دینام (رگلاتور)
رگلاتور در دینام آفتامات نیز نامیده می شود. وظیفه آن در دینام کنترل جریان الکتریکی ورودی آرمیچر است. از آنجا که مقدار توان الکتریکی تولید شده در استاتور به نیروی مغناطیسی آرمیچر وابسته است، آفتامات با کنترل جریان ورودی آرمیچر به طور مستقیم بر توان خروجی دینام تأثیر می گذارد. به این ترتیب آفتامات دینام همواره بر توان الکتریکی خروجی دینام نظارت دارد.

واحد یکسوساز (دیود دینام)
واحد یکسوساز دینام که تعمیرکاران به آن دیود دینام نیز می گویند، یکی از قطعات دینام است. جریان الکتریکی تولید شده در استاتور دینام به صورت چندین فاز متناوب یا AC است که به دلیل تغییر دور موتور، دارای فرکانسی متغییر است.

جریان خروجی متناوب استاتور وارد دیودهای واحد یکسوساز شده و به جریان DC تبدیل می شود. معمولا از چند پل دیودی برای یکسوسازی جریان استفاده می شود که تعداد دیودهای آن به تعداد خروجی های استاتور بستگی دارد. دیودهای تشکیل دهنده واحد یکسوساز به دلیل عبور دادن جریان بالا حرارت زیادی تولید کرده و به همین خاطر بر روی صفحات خنک کننده آلومینیومی نصب می شوند که به آنها هیت سینک می گویند. تعداد دیودهای واحد یکسوساز در اتومبیل های مختلف قدیمی و جدید بسیار متفاوت است که حداقل از یک پل دیودی با چهار دیود تشکیل شده است.

نحوه کار دینام خودرو
دینام خودرو از یک روتور چرخان در میدان مغناطیسی تشکیل می شود. دینام عهده دار شارژ باتری خودرو است و نیروی لازم برای سایر تجهیزات برقی را نیز فراهم می کند.

این قطعه نیروی مورد نیاز برای دوران را توسط تسمه دینام از موتور دریافت می کند. از آنجایی که عملکرد دینام به قطعات دیگر وابسته است و خود نیروی سایر قطعات رو تأمین می کند خرابی تجهیزاتی مانند موتور و تسمه ها علاوه بر دینام بر عملکرد سایر قطعات نیز تأثیر می گذارد؛ بنابراین گاهی علت خرابی دینام خودرو را باید در سایر قطعات جستجو کرد.

خروجی برق دینام خودرو بین 13 تا 14.5 ولت است و به گونه ای طراحی شده است که آن را در یک سطح ثابت نگاه دارد. روشن بودن تجهیزات برقی مانند ضبط، برف پاک کن، گرم کن صندلی و شیشه ها و کولر موجب می شوند تا دینام برای تأمین جریان مورد نیاز آنها بیشتر کار کند. حال اگر دینام ولتاژی بیش ازحد نیاز یا کمتر از آن تولید کند چراغ هشداردهنده روشن می شود.

عوامل و دلایل خرابی دینام ماشین
خرابی یا سوختن آلترناتور از رایج ترین مشکلات برقی خودرو می باشد. با خراب شدن دینام پس از مدت زمان کوتاهی خودرو از حرکت باز خواهد ایستاد، زیرا ادامه حرکت مستلزم رسیدن برق به قسمت های مختلف موتور از جمله شمع ها می باشد. اکثر خرابی دینام ها مربوط به سوختن دیود و یا سیم پیچی آرمیچر و یا استاتور است.

با توجه به این که دینام توسط تسمه به مدار چرخش موتور متصل می شود باید به طور منظم مورد بازدید قرار گیرد و در صورت وجود پارگی در تسمه فورا یک تسمه جدید جایگزین آن شود.

همچنین در فصول گرم سال که باعث بالا رفتن درجه حرارت موتور و به مدار آمدن دور فن ثانویه با حداکثر دور می گردد و نیز به دلیل روشن بودن مداوم کولر خودرو فشار بیشتری به دینام وارد می شود و احتمال خرابی آن نیز افزایش می یابد.استفاده از کولر خودرو و قرار دادن دور فن کولر در دور حداکثر و ترافیک سنگین شهرها باعث کاهش سرعت خودرو و در نتیجه باعث کاهش دور موتور شده که نتیجه آن پایین آمدن قدرت تولید برق دینام می گردد.

وسایل برقی ماشین وقتی با حداکثر ظرفیت خود کار می کنند باعث مصرف ذخیره برق باطری می گردنند. این کمبود برق را دینام باید جبران نماید. به دلیل پایین آمدن دور موتور، دینام دیگر توان مداوم شارژ باطری را نداشته و برق وسایل توسط دینام تامین می گردد که باعث فشار مضاعف بر دینام و در نهایت اگر این مدت زمان طولانی باشد باعث سوختن دینام می گردد.

اما به طور کلی مهم ترین عوامل خرابی دینام خودرو به شرح زیر هستند:

تمام شدن زغال دینام که با تعویض زغال ها مجددا می توان از دینام استفاده کرد.
سوختن سیم پیچ های داخلی دینام که گاهی با تعویض آنها باز هم دینام به کار خواهد افتاد
خرابی آفتامات دینام که وظیفه تنظیم برق دینام را بر عهده دارد و موجب از کار افتادن دینام می شود
علائم خرابی دینام
به یاد داشته باشید که مشکلات خودرو همیشه از ایراداتی کوچک شروع شده و به معضلاتی بزرگ بدل می شوند.در ژنراتور هم مانند سایر قطعات یدکی خودرو، با دیدن نشانه ها و علائم خرابی می توان به وجود مشکل در قطعه پی برد. در ادامه به مهم ترین نشانه های خراب شدن دینام ماشین می پردازیم.

چراغ هشدار دینام (چراغ باطری)
چراغ دینام که معمولا در پنل نشانگرهای اتومبیل قرار دارد چراغی است که شارژ یا عدم شارژ باطری را نشان می دهد به همین خاطر به آن چراغ باطری نیز می گویند. این چراغ شبیه یک باتری است و عبارت "ALT" یا "GEN" را نشان می دهد که هر دو به معنای دینام است. این چراغ به کامپیوتری متصل است که میزان ولتاژ خروجی از دینام را بررسی می کند.

خاموش بودن چراغ دینام به معنی کارکرد صحیح دینام و تولید نیروی الکتریکی و روشن بودن آن به معنی عدم تولید نیروی الکتریکی در دینام می باشد.

مشکلات و خرابی های دینام خودرو نیز با روشن شدن یک چراغ کوچک بر روی داشبورد آغاز می شود. چراغی شبیه به یک باتری اغلب آن را نادیده می گیریم. در واقع تصور بیشتر رانندگان از روشن شدن این چراغ خرابی یا اتمام باتری خودرو است و درنتیجه تعویض آن را به زمان دیگری موکول می کنند. حال آنکه روشن شدن این چراغ می تواند نشان از خرابی دینام خودرو باشد.

در صورت عدم توجه به چراغ، خرابی دینام خودرو با علائم دیگری ادامه می یابد. کم نور شدن چراغ های جلو، لرزش (کم و زیاد شدن) نور، انتشار بوی سیم سوخته و یا شنیده شدن صداهای ناهنجار همگی از نشانه های اشکال در دینام خودرو هستند. در انتها بی توجهی به این نشانه ها منجر به استارت نخوردن خودرو یا از کار افتادن کامل خودرو می شود.

در اغلب دینامها که دارای استاتور با خروجی بیشتر از دو سر می باشند از چند دیود برای فرمان به چراغ دینام استفاده می شود. قطب منفی که در اتومبیل به بدنه اتصال دارد بعد از عبور از آرمیچر وارد پل دیودی شده و به وسیله یک یا چند دیود به خروجی چراغ دینام متصل می شود و در حالت ثابت بودن دینام خروجی منفی دارد.

چراغ دینام از سمت دیگر به جریان مثبت خروجی سوییچ اتومبیل متصل می شود، به همین خاطر با باز شدن سوییچ اتومبیل چراغ دینام روشن می شود. پس از استارت و روشن شدن موتور اتومبیل با چرخش آرمیچر و تولید نیروی الکتریکی اختلاف پتانسیل ایجاد شده در دیودها باعث مثبت شدن خروجی چراغ باطری و در نتیجه خاموش شدن آن می گردد.

چراغ های کم نور یا کم و زیاد شدن نور چراغ
از آن جایی که دینام نیازهای برقی خودرو را تأمین می کند، وقتی کارایی آن پایین بیاید، دستگاه های برقی هم خوب کار نمی کنند. در این صورت ممکن است چراغ های جلو و چراغ های روی داشبورد، کم نور شده و یا به شدت پر نور شوند که این پر نوری نشان از برق رسانی بالا بوده و سبب داغ شدن چراغ خودرو می شود. همچنین کم و زیاد شدن نور چراغ ها نیز از به دلیل نوسان برق خودرو و از نشانه های خرابی دینام می باشد.

خوابیدن باتری
وقتی دینام خوب کار نکند، باتری مجبور است به جای این که به عنوان یک انباره عمل کند، جریان برق بیشتری از دینام بیرون بکشد تا ضعف دینام را جبران کند. در این صورت حتی بهترین باتری هم در نهایت از کار خواهد افتاد.

صدای تلق تلق هنگام چرخاندن سوئیچ علامت خوابیدن باتری است. باتری خودروها برای آن طراحی نشده اند که مدتی طولانی از برق شان استفاده شود. باتری برای این طراحی شده است تا برق لازم برای استارت زدن را در اختیار خودرو قرار بدهد و بقیه کار را به قسمت های دیگر بسپارد.

اتصالات شل یا قطع شده
جریان برقی که Alternator تولید می کند توسط سیم هایی بلند و کوتاه منتقل می شود. هر مشکلی در رابطه با سیم ها یا اتصالات پیچ بیاید، می تواند جریان برق را کم یا به کلی قطع کند. در این صورت، دینام برق تولید می کند ولی برق تولید شده جایی نمی رود.

در صورت وجود مشکل در سیم ها و اتصالات، گاهی اوقات چراغ ها پر نورتر می شوند چون دینام برق بیشتری تولید می کند تا بر مشکل غلبه کند. در این حالت، بوی سیم داغ شده هم استشمام می شود. مشکل دیگری که ممکن است به وجود بیاید. استشمام بوی سیم یا لاستیک سوخته که ناشی اصطکاک فولی و تسمه و درنتیجه داغ شدن تسمه است و در نظر داشته باشید که داغ شدن دینام سبب تولید ولتاژ بالاتر شده کخ منجر به آسیب به سایر قطعات خودرو می شود.

سایر نشانه های خرابی
از سایر نشانه ها و علائم خرابی دینام می توان به موارد زیر اشاره کرد:

خوردگی، پوسیدگی، شل بودن یا سفت بودن تسمه دینام
شنیده شدن صدای جیرجیر که ناشی از تراز نبودن فولی دینام با تسمه یا فرسودگی بوش ها و یاتاقان ها است.
روشهای پیشگیری از خرابی دینام
در مورد لوازم یدکی ماشین هم پیشگیری بهتر از درمان است! گرچه هر قطعه طول عمر مفید خود را دارد اما می توان با رعایت برخی نکات ساده از خرابی قطعات جلوگیری کرده و طول عمر مفید آنان را افزایش داد.

برای پیشگیری از خرابی دینام خودرو رعایت نکات زیر توصیه می شود:

از باطری هایی که دارای ظرفیت بیشتر (آمپرساعت حداقل 65 آمپر) است استفاده گردد.
در صورتی که مدت زمان توقف طولانی است، با فشار دادان پدال گاز، دور موتور را تا حدود 2000 دور در دقیقه به صورت متناوب بالا ببرید.
دور فن کولر را حتی الامکان در پایین ترین درجه آن قرار دهید.
وضعیت شل یا سفت بودن تسمه دینام بایستی مرتبا بازدید گردد.
از روشن کردن چراغ ها در زمان های غیر ضروری خوداری نمایید.