Alternatorul – ce este, cum funcționează și ce defecțiuni pot apărea?

Funcționarea eficientă a unui autovehicul depinde în mare măsură de starea bună a numeroaselor componente care trebuie să lucreze în sinergie. Printre aceste elemente esențiale se numără și alternatorul, o piesă a cărei importanță este adesea subestimată, dar care joacă un rol vital în asigurarea unei funcționări optime a autovehiculului. Indiferent de vechimea sau modelul mașinii, alternatorul este o componentă indispensabilă, responsabilă pentru transformarea energiei mecanice în energie electrică și menținerea încărcării bateriei.

În acest articol, vom explora în detaliu rolul alternatorului, vom analiza componența sa și vom identifica simptomele și modalitățile de depistare a eventualelor defecțiuni. Cunoașterea acestor aspecte este esențială pentru a preveni surprizele neplăcute și a asigura o funcționare fără probleme a sistemului electric al autovehiculului.

1. Rolul Alternatorului în Funcționarea Automobilului

Alternatorul este o piesă fundamentală a sistemului de încărcare electrică al automobilului, responsabilă pentru generarea și furnizarea curentului electric necesar funcționării vehiculului. Spre deosebire de credința populară, acumulatorul nu este singura sursă de alimentare electrică a mașinii. Acesta are rolul de a furniza curentul electric la pornirea motorului, însă nu poate asigura singur energia electrică necesară tuturor consumatorilor pe întreaga durată de funcționare a autovehiculului.

Principalele funcții ale alternatorului sunt:

1. Transformarea energiei mecanice în energie electrică: Alternatorul convertește energia mecanică furnizată de motor în curent electric de tip alternativ.
2. Încărcarea acumulatorului: Alternatorul reîncarcă acumulatorul, restabilind energia consumată la pornirea mașinii și asigurând o tensiune constantă pentru sistemul electric.
3. Alimentarea consumatorilor electrici: Alternatorul furnizează curentul electric necesar pentru alimentarea tuturor sistemelor și consumatorilor electrici ai autovehiculului, cum ar fi farurile, claxonul, sistemul de climatizare, radio etc.
4. Menținerea tensiunii constante: Prin intermediul regulatorului de tensiune, alternatorul asigură o tensiune electrică constantă, indiferent de viteza motorului sau de variațiile în consumul de energie electrică.

Fără un alternator funcțional, acumulatorul s-ar descărca rapid, iar mașina nu ar putea fi condusă pe distanțe mai lungi. Prin urmare, alternatorul joacă un rol esențial în asigurarea unei funcționări fiabile și continue a sistemului electric al autovehiculului.

2. Componentele Principale ale Alternatorului

Alternatorul este un dispozitiv relativ compact și cu o structură simplă, însă fiecare element al său are o funcție importantă în cadrul ansamblului. Principalele componente ale alternatorului sunt:

2.1. Carcasa Alternatorului

Carcasa alternatorului, realizată în general din aluminiu, are rolul de a adăposti și proteja celelalte componente interne ale dispozitivului. Aceasta asigură montarea alternatorului în interiorul compartimentului motor și îl protejează împotriva pătrunderii apei, prafului și altor contaminanți care ar putea cauza daune.

2.2. Statorul Alternatorului

Statorul este format dintr-un corp metalic alcătuit din mai multe table subțiri, peste care sunt înfășurate mai multe spire de cupru. Acesta are rolul de a prelua curentul electric produs în urma mișcării magneților rotorului deasupra rețelei de cupru.

2.3. Rotorul Alternatorului

Rotorul este piesa mobilă a alternatorului, montată pe un ax în interiorul statorului. Acesta generează un câmp magnetic prin rotație, datorită înfășurării rotorice din sârmă de cupru și a celor doi magneți aparenți. Alimentarea rotorului se realizează prin intermediul unor inele colectoare, contactul fiind asigurat de perii din grafit.

2.4. Regulatorul de Tensiune

Regulatorul de tensiune are rolul de a menține o tensiune electrică constantă la bornele alternatorului, indiferent de viteza motorului. Acesta reglează intensitatea câmpului magnetic al rotorului, asigurând astfel o tensiune de ieșire stabilă, de aproximativ 14,2 V.

2.5. Puntea Redresoare

Puntea redresoare este esențială, deoarece alternatorul produce curent alternativ, în timp ce acumulatorul și ceilalți consumatori electrici ai autovehiculului funcționează cu curent continuu. Puntea redresoare, formată dintr-un ansamblu de 6 diode, transformă curentul alternativ în curent continuu.

În plus, puntea redresoare blochează transferul curentului electric de la acumulator spre alternator în cazul în care tensiunea furnizată de acesta din urmă este mai mică decât cea din acumulator. Pentru a asigura o răcire adecvată, puntea redresoare este dotată cu un radiator din aluminiu.

În afară de aceste componente principale, alternatorul mai include un rulment pentru asigurarea unei rotații lină a rotorului, două ventilatoare pentru răcirea ansamblului și o fulie pe capătul exterior al rotorului, care face legătura cu motorul prin intermediul curelei de accesorii.

3. Funcționarea Normală a Alternatorului

În condiții normale de funcționare, alternatorul își îndeplinește rolul cu eficiență, asigurând o alimentare electrică constantă și fiabilă a autovehiculului. Când alternatorul funcționează corect, putem observa următoarele caracteristici:

1. Încărcarea Acumulatorului: La pornirea motorului, alternatorul începe să încarce acumulatorul, restabilind energia consumată la pornire. Tensiunea la bornele acumulatorului ar trebui să crească și să se stabilizeze în jurul valorii de 14-14,2 V.
2. Tensiune Stabilă: Indiferent de viteza motorului sau de variațiile în consumul de energie electrică, alternatorul, prin intermediul regulatorului de tensiune, menține o tensiune stabilă, de aproximativ 14-14,2 V.
3. Alimentarea Consumatorilor Electrici: Alternatorul furnizează curentul electric necesar tuturor sistemelor și consumatorilor electrici ai autovehiculului, asigurând o funcționare corectă a acestora.
4. Lipsa Avertizărilor Luminoase: Dacă alternatorul funcționează corespunzător, martorul de încărcare a bateriei din bord nu ar trebui să se aprindă după pornirea motorului.
5. Absența Zgomotelor Anormale: Un alternator în stare bună nu ar trebui să producă zgomote neobișnuite, cum ar fi sunete de frecare sau zgârieturi.

Aceste caracteristici indică o funcționare normală a alternatorului și asigură o alimentare electrică adecvată a întregului sistem al autovehiculului.

4. Simptome ale Unei Defecțiuni la Alternator

Deși alternatorul este o piesă relativ solidă, care nu se defectează ușor, după o perioadă îndelungată de utilizare pot apărea diverse probleme. Aceste defecțiuni pot fi de natură mecanică, precum uzura rulmentului rotorului, sau de natură electronică, cum ar fi defecțiuni la puntea redresoare sau regulatorul de tensiune.

Principalele simptome care pot indica o defecțiune la alternator sunt:

1. Zgomote Neobișnuite: Dacă rulmentul rotorului este defect, din zona alternatorului se vor auzi zgomote specifice, de frecare metal pe metal sau de zgâriere.
2. Dificultăți la Pornire: Dacă componentele electronice ale alternatorului sunt defecte, acesta nu va reuși să încarce corespunzător acumulatorul, ceea ce va duce la dificultăți în pornirea motorului, mai ales în condiții de temperatură scăzută.
3. Funcționare Necorespunzătoare a Consumatorilor Electrici: Defecțiunile electronice ale alternatorului pot determina o funcționare deficitară sau intermitentă a consumatorilor electrici, cum ar fi farurile care pâlpâie sau sisteme audio cu întreruperi.
4. Martorul de Încărcare Aprins: Dacă alternatorul nu reușește să încarce acumulatorul în mod corespunzător, martorul de încărcare a bateriei din bord va rămâne aprins după pornirea motorului.
5. Variații de Tensiune: În cazul în care regulatorul de tensiune este defect, tensiunea furnizată de alternator va fi fie prea scăzută (sub 13,5 V), fie prea ridicată (peste 15 V), ceea ce poate duce la probleme grave, precum deteriorarea bateriei sau a altor componente electrice.
6. Pătrunderea Apei: Dacă protecțiile alternatorului nu funcționează corespunzător, apa poate pătrunde în interior și provoca daune mecanice sau scurtcircuite electrice.

Identificarea rapidă a acestor simptome este esențială pentru a preveni o defecțiune majoră a alternatorului și a evita situații neplăcute, precum oprirea mașinii pe marginea drumului.

5. Modalități de Verificare și Diagnosticare a Alternatorului

Există mai multe metode simple prin care șoferii pot verifica starea de funcționare a alternatorului și identifica eventuale defecțiuni. Aceste verificări pot fi efectuate chiar și de către amatorii în domeniul auto, fără a fi nevoie de intervenția unui specialist.

5.1. Verificarea Tensiunii de Încărcare

Unul dintre cele mai ușoare moduri de a verifica starea alternatorului este măsurarea tensiunii de încărcare cu ajutorul unui voltmetru:

1. Opriți mașina într-un loc sigur, scoateți-o din viteză și trageți frâna de mână.
2. Porniți motorul și accelerați-l până la aproximativ 2.000 rpm pentru a solicita alternatorul.
3. Conectați voltmetrul la borna pozitivă a alternatorului și la borna negativă a acumulatorului.
4. Citiți valoarea tensiunii afișată pe voltmetru:
   • Dacă tensiunea este sub 13,5 V, alternatorul are o defecțiune.
   • Dacă tensiunea este între 13,8 V și 14,2 V, alternatorul funcționează normal.
   • Dacă tensiunea depășește 15 V, regulatorul de tensiune este defect.

5.2. Verificarea Tensiunii la Bornele Acumulatorului

O altă metodă simplă de diagnosticare este măsurarea tensiunii la bornele acumulatorului:

1. Opriți motorul și măsurați tensiunea la bornele acumulatorului. Aceasta ar trebui să fie în jurul valorii de 12 V.
2. Porniți motorul și măsurați din nou tensiunea la bornele acumulatorului. Dacă aceasta crește la aproximativ 14 V, alternatorul funcționează corect.
3. Dacă tensiunea nu crește după pornirea motorului, există o problemă la sistemul de încărcare, probabil la alternator.

5.3. Înlocuirea sau Recondiționarea Alternatorului

Atunci când se identifică o defecțiune la alternator, proprietarul autovehiculului are două opțiuni principale:

1. Înlocuirea Alternatorului: Achiziționarea și instalarea unui alternator nou poate fi o soluție, însă este de obicei o opțiune mai costisitoare.
2. Recondiționarea Alternatorului: Această opțiune implică înlocuirea componentelor defecte, cum ar fi rulmentul, regulatorul de tensiune sau puntea redresoare. Această soluție poate fi mai economică și la îndemâna șoferilor mai experimentați.

În plus, pe piață sunt disponibile alternatoare inteligente, care furnizează curent electric doar atunci când este necesar, reducând astfel consumul de combustibil.