Regolazione dell’alternatore: funzioni, diagnostica e consigli per l'officina

La moderna regolazione dell'alternatore è un fattore decisivo per l'affidabilità e l'efficienza dei veicoli a motore. Assicura che la batteria sia sempre caricata in modo ottimale e che le utenze elettriche della rete di bordo ricevano l'energia necessaria. Alla luce della complessità delle reti di bordo e dell’incalzante elettrificazione, è necessaria una regolazione precisa dell’alternatore per ottimizzare le prestazioni, il consumo di carburante e le emissioni.

Avviso importante per la sicurezza

Le informazioni tecniche e i suggerimenti pratici riportati di seguito sono stati redatti da HELLA per offrire un'assistenza professionale alle officine. Le informazioni contenute in questo sito web devono essere utilizzate esclusivamente da personale tecnico specializzato.

1. Funzione

Il regolatore dell’alternatore - funzione e tipi

Il regolatore dell'alternatore assicura che la tensione generata dall'alternatore sia mantenuta a un livello ottimale nella rete di bordo. In questo modo si assicura che la batteria venga caricata correttamente in base al tipo di batteria installata nel veicolo e si garantisce un'alimentazione di tensione stabile nella rete di bordo. In questo modo si evitano sia la carica eccessiva della batteria sia i danni alle centraline a causa della sovratensione.

La storia della regolazione dell’alternatore nei veicoli a motore risale agli albori dell'industria automobilistica, quando si utilizzavano semplici regolatori meccanici per la stabilizzazione della tensione. I regolatori meccanici non sono più utilizzati nella produzione di serie, ma sono ancora disponibili come parti di ricambio. Con l'aumento dei componenti elettronici nei veicoli, i regolatori meccanici sono stati sostituiti da moderni regolatori elettronici che consentono un controllo più preciso.

Alcuni vantaggi dei regolatori elettronici:

  • I brevi tempi di commutazione consentono tolleranze di regolazione ridotte.
  • I regolatori elettronici non richiedono manutenzione.
  • Possono essere utilizzati in vari tipi di alternatori, poiché i moderni regolatori elettronici sono progettati per correnti di commutazione elevate.
  • I regolatori elettronici sono insensibili agli urti, alle vibrazioni e alle influenze climatiche. Questo li rende molto affidabili anche in condizioni estreme.
  • Il design compatto consente il fissaggio diretto all’alternatore.

I regolatori elettronici possono essere suddivisi in due tipi: tecnologia ibrida e tecnologia monolitica.

Tecnologia ibrida

I regolatori ibridi combinano componenti digitali e analogici, installati su un supporto. A causa dell'elevato numero di componenti, è presente un maggior numero di collegamenti che nei regolatori monolitici, con conseguente maggiore rischio di guasti. I regolatori ibridi sono generalmente più grandi e meno compatti dei regolatori monolitici e sono spesso utilizzati in alternatori più vecchi o meno compatti. L'efficienza può essere compromessa dall'elevato numero di collegamenti e dai diversi materiali.

Tecnologia monolitica

Si tratta di un’evoluzione dei regolatori ibridi. I regolatori monolitici combinano tutte le funzioni in un unico chip, con un design più compatto. Grazie al numero ridotto di collegamenti, sono meno soggetti a guasti e offrono maggiore affidabilità rispetto ai regolatori ibridi. I regolatori monolitici sono generalmente più piccoli e compatti e vengono utilizzati soprattutto negli alternatori moderni e compatti. L'integrazione di tutte le funzioni in un unico chip e il minor numero di collegamenti hanno aumentato l'efficienza.

2. Versioni

Varianti del regolatore dell’alternatore

A seconda dello spazio di installazione, è possibile installare nel veicolo diversi regolatori dell’alternatore. Nei veicoli più vecchi o nelle macchine edili con un'accessibilità limitata, il regolatore è spesso installato separatamente, semplificando la manutenzione e prevenendo il surriscaldamento.

Nei veicoli moderni lo spazio disponibile svolge un ruolo decisivo. Per questo motivo si utilizzano spesso regolatori montati direttamente nell'alloggiamento o sull’alloggiamento dell’alternatore per risparmiare spazio e massimizzare l'efficienza.

  • Il regolatore si trova sopra l'alternatore ): Montato direttamente sull’alternatore. La sostituzione richiede solitamente lo smontaggio dell’alternatore.
  • Il regolatore si trova all'esterno dell’alternatore: In veicoli più vecchi e macchine edili. Facilita la manutenzione.
  • Il regolatore si trova nell’alternatore (integrato): Installato nell'alloggiamento dell’alternatore. Spesso la sostituzione è possibile solo tramite procedure complesse. In alcuni casi conviene piuttosto sostituire l’alternatore.
3. Informazioni utili

Efficienza energetica - utilizzo di regolatori moderni nel sistema di carica dell'autovettura

Il regolatore dell'alternatore svolge un ruolo centrale nei moderni sistemi di carica di autovetture. Utilizzando regolatori moderni, come il regolatore multifunzione (MFR) , la gestione dell'energia nella rete di bordo può essere più efficiente e precisa. Grazie al monitoraggio della batteria, al disinserimento della corrente di riposo, al controllo del carico, alla diagnosi dei guasti e al supporto alla gestione del motore, il regolatore multifunzione contribuisce a migliorare l'efficienza e l'affidabilità del veicolo.

Un ulteriore sviluppo sono i regolatori dotati di un'interfaccia bus dati LIN per la comunicazione. L'integrazione nei sistemi di bus di dati consente una regolazione della ricarica ancora più precisa.

Il bus LIN (Local Interconnect Network) è un sistema di comunicazione seriale sviluppato appositamente per l'industria automobilistica. Consente una comunicazione economica e affidabile tra le varie centraline elettroniche e i sensori del veicolo.

Il regolatore può comunicare e scambiare dati con altre centraline e altri sistemi del veicolo. Avvalendosi di diversi valori dei sensori, come quelli del sensore della batteria intelligente (IBS), la centralina sopraelevata può ottimizzare la regolazione della ricarica in base ai vari stati operativi.

Il sensore della batteria intelligente è montato direttamente sul morsetto del polo negativo della batteria della rete di bordo. Utilizza inoltre il bus LIN per la comunicazione e registra continuamente informazioni sullo stato attuale della batteria. L'IBS misura la tensione della batteria, la corrente in uscita e la temperatura della batteria. Questi dati possono essere utilizzati per determinare lo stato di carica attuale (State of Charge SOC) e l’invecchiamento (stato di salute SOH) della batteria. Ciò garantisce la migliore ricarica possibile della batteria della rete di bordo.

Ad esempio, se necessario, la tensione di carica può essere regolata in base alla temperatura ambiente. A basse temperature, viene aumentata per caricare la batteria in modo ottimale. Ad alte temperature, viene ridotta per evitare il sovraccarico della batteria della rete di bordo.

Inoltre, l’alternatore può essere completamente spento durante le fasi di accelerazione, in modo da poter utilizzare gran parte dell'energia del motore per l'accelerazione. Questo riduce il consumo di carburante e fornisce al conducente una maggiore potenza del motore, ad esempio per i sorpassi.

In fase di rilascio, l'alimentazione del carburante viene interrotta dalla centralina del motore, con il cosiddetto "cut-off". Ciò significa che non viene consumato carburante. Se lo stato di carica della batteria lo consente, la potenza dell’alternatore in questa fase può essere aumentata al massimo, in modo da convertire l'energia cinetica del veicolo in energia elettrica e caricare la batteria senza consumare ulteriore carburante.

In questo stato operativo, l'aumento della potenza dell’alternatore provoca una coppia frenante che agisce sull'albero a gomiti attraverso la trasmissione a cinghia . Sull’alternatore viene installata una puleggia a ruota libera per evitare che in questa fase le sollecitazioni meccaniche causino danni alla trasmissione a cinghia. La ruota libera dell'alternatore riduce la sollecitazione dei componenti della trasmissione a cinghia disaccoppiando l'alternatore.

Il collegamento LIN del regolatore dell’alternatore semplifica inoltre la diagnostica e la ricerca guasti. I guasti vengono riconosciuti autonomamente dal regolatore e memorizzati nella centralina del motore. I codici di guasto memorizzati possono essere letti e analizzati direttamente, in modo da individuare ed eliminare più rapidamente i guasti nel lavoro quotidiano in officina.

4. Consigli pratici

Controllo dell'alternatore - consigli per la manutenzione e la diagnostica

Prima di iniziare il controllo elettrico sull'alternatore, è necessario verificare alcuni aspetti dei componenti circostanti.

L'intera trasmissione a cinghia deve essere sottoposta a un controllo visivo. Di seguito, sono riportati alcuni punti da osservare:

  • Sono già visibili crepe nelle nervature della cinghia poly-V o parti delle nervature si staccano?
  • Durante il funzionamento, nell'area dei rulli tenditori e deflettori si avvertono cigolii o rumori di stridio o è visibile ruggine?
  • La superficie delle pulegge è danneggiata o il rullo di tensionamento oscilla fortemente in avanti e indietro durante il funzionamento?

Se si verifica uno dei casi sopra descritti, il componente interessato deve essere controllato più attentamente e, se necessario, sostituito. È necessario verificare lo stato di carica attuale della batteria della rete di bordo. Questo può essere determinato misurando la tensione della batteria sui poli con un voltmetro reperibile in commercio. Una buona batteria dovrebbe avere una tensione compresa tra 12,4 e 13,2 volt. In caso contrario, è necessario caricare la batteria e ripetere la misurazione. Se dopo la ricarica della batteria il valore misurato non è ancora soddisfacente, la batteria dovrebbe essere controllata con un apposito tester e se necessario sostituita.

Tutti i collegamenti elettrici dell’alternatore dovrebbero essere controllati per verificarne la tenuta. È necessario controllare anche il cavo positivo della batteria dell'alternatore. È fissato correttamente ed è in buono stato? Sull'isolamento sono presenti danni che potrebbero causare l’infiltrazione di acqua? In caso di anomalie, è necessario verificare se si è verificata caduta di tensione. Anche i cavi di misura devono essere controllati per rilevare l'eventuale presenza di corrosione. In caso di anomalie, anche in questo caso è opportuno verificare se c'è stata unacaduta di tensione.

Nota:

Per tutti i controlli del sistema di avviamento e di carica, osservare le rispettive istruzioni di manutenzione e riparazione del costruttore del veicolo!

5. Ricerca guasti

Controllo del regolatore dell’alternatore - diagnostica della centralina, regolazione dell’alternatore: Diagnosi della centralina

1

Lettura della memoria guasti

Con questa funzione è possibile leggere e cancellare i codici di guasto memorizzati. La descrizione dei guasti contiene informazioni generali sui possibili effetti o cause, utili per la ricerca guasti nel lavoro quotidiano in officina.

2

Parametri

In questa funzione, è possibile interrogare i valori misurati attuali, come:

  1. Regime motore
  2. Segnale di carico dell’alternatore
  3. Stato di carica attuale della batteria
  4. Tensione attuale della batteria

can be queried.

L’interrogazione di questi parametri consente di verificare se l’alternatore funziona correttamente.

3

Tecnologia di misurazione: Controllo del bus LIN con l'oscilloscopio

Utilizzando un dispositivo di diagnostica in combinazione con un modulo della tecnologia di misurazione, nel campo di misura a bassa tensione è possibile utilizzare l'oscilloscopio per controllare il bus LIN direttamente sull'alternatore. Se il bus LIN non è interrotto, sull'oscilloscopio è visibile un protocollo di comunicazione. Se il protocollo non è visibile, è necessario controllare i cavi e i collegamenti del bus LIN.

Per il controllo della tensione dell’alternatore, il morsetto rosso (+) è stato collegato al morsetto dell'alternatore del polo positivo della batteria e il morsetto nero (-) alla massa dell'alternatore.

6. Difetti

Analisi delle armoniche - informazioni sullo stato dell’alternatore

Il controllo dell’alternatore senza smontarlo è un primo passo importante per la ricerca guasti. L’alternatore produce tensione alternata. Nonostante il raddrizzamento tramite i diodi integrati, rimane una certa ondulazione residua, le cosiddette armoniche. Analizzando queste armoniche con un oscilloscopio, è possibile trarre conclusioni sullo stato dell’alternatore.

La misurazione diretta della tensione sul morsetto del polo positivo della batteria consente di verificare efficacemente il funzionamento dell'alternatore senza grandi sforzi. Durante il controllo, l'alternatore deve essere sollecitato accendendo utenze come le funzioni di illuminazione, il riscaldamento del lunotto e il riscaldamento dei sedili. La misurazione viene effettuata a un regime del motore di circa 2500 giri/min.

Di seguito sono riportati alcuni difetti che possono essere riconosciuti sulla base delle armoniche.

7. Sintomi

I diodi nell’alternatore sono difettosi? Sintomi e cause

I sintomi di diodi difettosi nell'alternatore possono includere una spia di ricarica accesa, la variazione dell'intensità luminosa dei proiettori, problemi di avviamento dovuti a una batteria della rete di bordo scarica e una batteria scarica a causa di correnti di riposo.

Una possibile causa della difettosità dei diodi è l'aumento della resistenza tra il collegamento del polo positivo della batteria sull'alternatore e il polo positivo della batteria. Questa resistenza elevata può essere causata da un collegamento a vite non fissato correttamente o dalla corrosione dei collegamenti elettrici. Ciò comporta un aumento del flusso di corrente attraverso i diodi, con conseguente surriscaldamento e quindi guasto dell’alternatore.

Un effetto simile può verificarsi se la batteria è difettosa e l'alternatore carica la batteria alla massima potenza a causa del difetto. Ciò può causare il surriscaldamento dell’alternatore che può danneggiare i diodi, gli avvolgimenti e i collegamenti all'interno dell’alternatore.

Anche lo scambio dei collegamenti elettrici dell’alternatore può causare un difetto nei diodi. Un’ulteriore causa di guasto può essere lo scollegamento della batteria con motore in moto o durante un avviamento con cavi.

8. Informazioni utili

Note sulla sostituzione della batteria

Considerare il tipo di batteria installata nel veicolo. A seconda del costruttore, i cosiddetti sistemi di ricarica intelligenti per autovetture spesso non caricano completamente la batteria della rete di bordo per poter immagazzinare, tra l'altro, l'energia di recupero (recupero di energia). Per questo motivo, in questi sistemi la tensione di carica dell'alternatore è spesso più bassa per consentire un migliore assorbimento della carica da parte della batteria. In questo caso, la batteria della rete di bordo deve essere sostituita con un dispositivo di diagnostica adeguato. Se la sostituzione della batteria non viene registrata, eventualmente la nuova batteria non verrà mai caricata completamente.

L'installazione di un altro tipo di batteria dovrebbe essere eseguita solo in conformità alle specifiche del costruttore. Ad esempio, nei sistemi di carica come il sistema Smart Charge con batteria in calcio-argento, possono verificarsi tensioni di carica di 14,8 V o per breve tempo addirittura superiori. Queste tensioni di carica elevate non sono adatte alle normali batterie al piombo e possono danneggiare o distruggere la batteria. Nel peggiore dei casi, la batteria può andare incontro a off-gassing, con conseguente aumento del rischio di esplosione.

9. Istruzioni di montaggio

Sostituzione del regolatore dell’alternatore - istruzioni importanti per il montaggio

Per la sostituzione di un regolatore dell’alternatore, è necessario osservare quanto segue:

  • Disinserire l'accensione
  • Staccare il cavo negativo della batteria
  • Staccare il cavo di collegamento dell'alternatore o del regolatore. Se necessario, contrassegnare il connettore del cavo con l'identificazione del morsetto.
  • Smontare il vecchio regolatore e confrontarlo con il nuovo regolatore. Controllare il connettore di collegamento e l'identificazione dei morsetti. (Vedere tabella)
  • Controllare lo stato dell'alternatore. Controllare gli anelli collettori ed eventualmente sostituirli.
  • Montaggio del nuovo regolatore
  • Collegare la batteria e controllare il funzionamento del regolatore

Durante l'installazione, assicurarsi sempre che i morsetti e i cavi di collegamento siano collegati saldamente. Non inclinare le spazzole di carbone. In alcuni tipi di regolatore, le spazzole di carbone sono fissate con un supporto di montaggio per evitare danni. Questa spina deve essere rimossa dopo l'installazione del regolatore.

Nota!

A questo riguardo si raccomanda di osservare sempre le istruzioni di manutenzione e riparazione fornite dal costruttore del veicolo!

Le varie opzioni diagnostiche sono state illustrate utilizzando come esempio il mega macs X in combinazione con il modulo della tecnologia di misurazione MT-HV . La profondità di analisi e la varietà delle funzioni variano a seconda del costruttore del veicolo e dipendono dalla relativa configurazione della centralina.

Le illustrazioni schematiche, le immagini e le descrizioni servono a spiegare e illustrare il testo del documento e non possono essere utilizzate come base per le riparazioni specifiche del veicolo.

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