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Jun 24, 2023

Cubra todas as bases dos sistemas de carregamento modernos

Para citar uma situação familiar: “O carro do meu cliente está agora em seu terceiro alternador

Para citar uma situação familiar: "O carro do meu cliente está agora em seu terceiro alternador em seis meses e minha loja de empregos se recusa a garantir um quarto." Em outras palavras, o fornecedor de peças acredita que um problema subjacente está causando a falha desses alternadores e, portanto, não garantirá mais alternadores. Embora ocasionalmente experimentemos uma sequência de falhas causadas por problemas de controle de qualidade, a principal razão para a maioria das falhas repetidas é porque o técnico pode ter perdido algumas etapas críticas durante seu diagnóstico inicial. Para evitar erros caros, é sempre melhor "cobrir todas as bases" durante qualquer diagnóstico do sistema de carregamento.

Os sistemas elétricos dos veículos modernos requerem até 20 ampères de amperagem elétrica para alimentar os sistemas de gerenciamento do motor, fornecimento de combustível e acessórios. Quando o HVAC, o resfriamento do motor e a iluminação externa são adicionados a essa carga elétrica básica, a carga total pode ultrapassar a marca de 50 ampères. Se a bateria tiver uma célula defeituosa ou estiver muito descarregada devido a consumo excessivo de parasitas ou uso de acessórios, o alternador estará carregando perto de sua capacidade nominal, especialmente em condições severas de direção.

Embora os alternadores modernos possam ser classificados em 100 amperes ou mais, os designs mais compactos não são projetados para operar em capacidade total por longos períodos de tempo sem superaquecimento. Devido a taxas de carregamento excessivamente altas, o alternador de substituição pode falhar em pouco tempo.

Um alternador convencional contém quatro partes elétricas básicas: 1) rotor, 2) escovas de carvão, 3) estator e 4) ponte retificadora. No nível mais básico, uma corrente alternada (AC) é produzida quando os fios de cobre enrolados no estator do alternador "cortam" o campo eletromagnético rotativo criado pelo rotor do alternador. O circuito de "campo" do rotor é alimentado por uma escova de carbono positiva (B+) da bateria montada em um anel deslizante de cobre montado no eixo do rotor. Uma segunda escova de carvão aterra o circuito de campo para a caixa do alternador e, finalmente, para o negativo da bateria (B-).

A amperagem de saída do alternador é controlada aumentando ou diminuindo a amperagem de campo que flui através das escovas de carvão, que, por sua vez, pode aumentar ou diminuir a força do campo magnético rotativo.

Um regulador de tensão montado interna ou externamente controla a amperagem de campo. Para detectar com precisão a tensão de carga, o regulador de tensão deve ser conectado a B+ e sua base aterrada em B- através da caixa do alternador.

Dependendo da aplicação, o regulador de tensão também pode ser integrado externamente ao módulo de controle do trem de força (PCM). Em aplicações mais modernas, o PCM controla um regulador de tensão interno por meio de um sistema de comunicação de barramento ou um fio de tensão de referência para modificar o modo de carregamento de acordo com as condições de direção.

Conforme ilustrado acima, o campo magnético rotativo criado pelo regulador de tensão é "cortado" por três espiras separadas de fio de cobre enroladas através de um conjunto de estator envolvendo o rotor de campo. O estator produz CA, e a CA que flui através de cada loop do estator é retificada para corrente contínua (CC) por um diodo positivo e um diodo negativo.

Os seis diodos combinados geralmente são montados em um conjunto de dissipador de calor chamado de "ponte" de diodo que resfria os diodos. Esses diodos positivos e negativos não apenas retificam a corrente CA em corrente CC, mas também evitam que o estator descarregue a bateria quando o motor é desligado.

Para evitar danos à bateria, iluminação e componentes eletrônicos de bordo, o alternador deve limitar a saída de tensão para a bateria. A bateria desempenha um papel vital no processo de regulação de tensão, pois atua como um capacitor que amortece os picos de tensão que ocorrem no sistema elétrico. A bateria também permite que o regulador de voltagem do alternador detecte com mais precisão a voltagem da bateria, agindo como um resistor.

Lembre-se de que a atividade química do eletrólito da bateria está diretamente relacionada à temperatura central da bateria. O regulador de voltagem, portanto, foi projetado para limitar a voltagem de carga a cerca de 15,2 volts em clima muito frio e cerca de 13,8 volts em clima muito quente.