Prąd w samochodzie jest niezbędny tak jak paliwo. Bez energii elektrycznej auto nie jest w stanie nawet włączyć świateł, a co dopiero odpalić i jechać. Baterią w pojeździe jest akumulator, ale bez odpowiedniego ładowania szybko stałby się bezużyteczny. Za ciągłą dostawę prądu odpowiedzialny jest alternator. Jak jest zbudowany? Co może mu zaszkodzić? W jaki sposób go naprawić?
Ciekawostką jest fakt, że nie zawsze pojazdy były w niego wyposażone. Bardzo stare i proste auta (np. popularne Maluchy) miały prądnice prądu stałego. Te działały na zasadzie podobnej do alternatora, ale ich wydajność była dużo mniejsza, miały większe gabaryty oraz dużo mniejszą niezawodność. Z tego względu w autach montuje się właśnie alternatory, czyli prądnice prądu przemiennego.
Budowa alternatora i zasada działania
Aktualnie stosowane prądnice to bardzo prosta konstrukcja. W obudowie urządzenia znajdziesz nieruchomy stojan, z którego równo (co 120 stopni) wychodzą trzy uzwojenia. Elektromagnes (znany jako wirnik alternatora) działa dzięki szczotkom i pierścieniom ślizgowym. Za pracę całego urządzenia odpowiada pasek alternatora, który jest napędzany przez wał korbowy silnika.
Działanie alternatora opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Wirnik wiruje wewnątrz pierścieniowego twornika. Doprowadzenie napięcia do obracającego się wirnika możliwe jest przez zastosowanie dwóch szczotek węglowych współpracujących z pierścieniami ślizgowymi, do których podłączone są oba końce uzwojenia wirnika. Płynący prąd powoduje wytwarzanie wokół wirnika pola elektromagnetycznego, które wiruje wraz z nim. Pole to, oddziałując na uzwojenia twornika, indukuje w nich siłę elektromotoryczną (napięcie źródłowe).
W celu przekształcenia napięcia przemiennego w stałe, uzwojenia połączone są z układem prostowniczym. W alternatorach stosuje się trójfazowe prostowniki dwupołówkowe, które wykorzystują specyficzne właściwości diod półprzewodnikowych – przewodzenie prądu tylko w jednym kierunku.
Wartość napięcia generowanego przez alternator zwiększa się wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika, dlatego w celu ochrony odbiorników elektrycznych przed uszkodzeniem konieczne jest stosowanie regulatorów napięcia.
Alternator i jego elementy podatne są na uszkodzenia, gdyż pracują praktycznie bez przerwy. Często konieczne jest nowe sprzęgło lub sprzęgiełko alternatora (element budujący koło pasowe alternatora), zużywa się łożysko alternatora lub inne, niezbędne do pracy części.
Jak dbać o alternator?
Urządzenie to nie wymaga specjalnej staranności i dbałości, ale są czynności, które bardzo mu szkodzą. Najgroźniejszą substancją, która łatwo zniszczy alternator jest… woda. Niekiedy nieodpowiedzialne mycie silnika może doprowadzić do kompletnej destrukcji urządzenia.
Podobnie jest w przypadku intensywnego deszczu. Staraj się unikać napraw auta podczas mocnych ulew. Jeżeli strumień wpłynie w środek mechanizmu, to alternator nada się do wymiany, a w najlepszym przypadku – regeneracji.
Dobrym zwyczajem jest też regularne wymienianie części eksploatacyjnych urządzenia. Wymiana szczotek w alternatorze powinna następować już przy pierwszych objawach utraty ładowania w aucie. Szczotki alternatora to bardzo eksploatowany element, a ich materiał poddany jest ciągłemu ścieraniu.
Jak sprawdzić alternator?
Warto wiedzieć też, jak sprawdzić alternator. Możesz to zrobić w czasie corocznych przeglądów samochodu (np. przed sezonem).
Do sprawdzenia urządzenia przyda się miernik napięcia (woltomierz). Podłącz go do akumulatora i sprawdź, jakie są jego wskazania. Uruchom później samochód i zostaw odpalony na dwie minuty. Po tym czasie skontroluj (na włączonym silniku!) napięcie akumulatora. Poprawne napięcie powinno wynosić około 13 V (chyba, że inaczej mówi instrukcja auta).
Przetestuj też, czy alternator działa na „najwyższych obrotach”. Włącz dmuchawy, klimatyzację, radio, światła i wszystkie elektryczne urządzenia, których używasz podczas jazdy. Jeżeli wartość woltomierza nie spadła lub zmniejszyła się nieznacznie, to alternator ładuje dobrze.
Alternator można naprawić!
Niekiedy okazuje się jednak, że prądnica w Twoim samochodzie nie ładuje akumulatora dostatecznie dobrze. Nie zawsze oznacza to, że wymiana alternatora jest konieczna. Na początku sprawdź napięcie na samym urządzeniu. To nie powinno być różne od wartości na akumulatorze. Jeżeli różnica jest duża, to znaczy, że winą złego ładowania może być zła instalacja lub coś „kradnie prąd”.
Następie sprawdź stan paska napędowego, który powinien być odpowiednio napięty. Jeżeli nie jest, to alternator nie może otrzymywać odpowiednich ilości energii do przerobienia. Posłuchaj też, jak pracuje urządzenie. Głośne odgłosy, buczenie i piszczenie świadczą o możliwym uszkodzeniu diod lub szczotek. Brak obrotów świadczy o uszkodzonym wirniku.
Jeżeli znalazłeś możliwą przyczynę usterki, to zacznij naprawę. Regeneracja alternatora (czyli de facto jego naprawa) zaczyna się od wyjęcia mechanizmu. Na początku, dla bezpieczeństwa, odłącz klemy od akumulatora. Później zabierz się za wyciąganie. Są auta, gdzie dostęp do alternatora jest bardzo prosty i zajmuje chwilę. Niekiedy będziesz musiał wymontować inne części samochodu.
Źródło: Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0
Zapamiętaj, w jaki sposób całość jest zamontowana, aby podłączenie alternatora nie stanowiło później problemu. Po wyjęciu musisz rozkręcić obudowę urządzenia. Następnie sprawdź dokładnie stan wszystkich podzespołów (warto kompletnie zregenerować alternator, by później uniknąć ponownej rozbiórki auta), nasmaruj alternator specjalną pastą termoprzewodzącą, wymień popsutą część i zamknij obudowę.
Jeżeli po oględzinach urządzenia stwierdzisz, że wymiana alternatora to jedyna opcja, nie wkładaj starego do samochodu. Na podstawie uszkodzonego elementu będziesz mógł dobrać nowy alternator. Pamiętaj, żeby nie jeździć z popsutym urządzeniem. Może się to skończyć postojem w najmniej odpowiednim miejscu i czasie.
Szerokiej drogi!
Źródło zdjęcia głównego: Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0
Szkoda że nie podano co oznacza strzałka przy śrubie montażowej alternatora