Fot. AS-PL

Zarówno alternator, jak i rozrusznik należą do standardowego wyposażenia pojazdów z silnikami spalinowymi. Zadaniem alternatora jest dostarczanie prądu elektrycznego do zainstalowanych w samochodzie urządzeń oraz ładowanie akumulatora. Rozrusznik służy do uruchamiania silnika poprzez wprawienie w ruch obrotowy wału korbowego.

Alternator

Urządzenie to jest powszechnie stosowane jako źródło prądu w pojazdach mechanicznych – wytwarza prąd elektryczny i ładuje akumulator. Alternator jest prądnicą prądu przemiennego i służy do zmiany energii mechanicznej w prąd przemienny wytwarzany w nieruchomych uzwojeniach stojana poprzez wirujące pole magnetyczne wirnika. Współczesne alternatory sterowane są sygnałami cyfrowymi, dlatego ich kontrola jakości wymaga zastosowania nowoczesnych urządzeń.

Alternator składa się m.in. z: koła pasowego, obudowy przedniej, łożyska przedniego oraz jego blokady, wirnika, łożyska tylnego, uzwojenia, obudowy tylnej, prostownika, regulatora napięcia i osłony.

Pierwszą omawianą awarią alternatora jest zwarcie stojana. W trakcie pracy to właśnie w nim przetwarzany jest prąd. Jedną z przyczyn usterki może być przekroczenie wartości prądu płynącego przez uzwojenie. Inne przyczyny to: zwarcie celi akumulatora, przeciążenie w instalacji pojazdu lub – rzadziej – mechaniczne przetarcie izolacji uzwojenia stojana. Wirnik napędzany jest przez wał korbowy, a jego obroty wytwarzają pole magnetyczne. Usterka tej części związana jest ze zużyciem pierścieni ślizgowych lub szczotek węglowych przekazujących prąd z regulatora (elementy odpowiedzialne za przepływ prądu). Powodem usterki najczęściej jest zużycie materiału w trakcie eksploatacji.

Schemat budowy alternatora

Kolejnym problemem może być uszkodzenie bądź spalenie regulatora napięcia – złożonego modułu elektronicznego. W zasadzie jest to sterownik mikroprocesorowy z końcowym elementem PWM (ang. Pulse Width Modulation). Jedną z najczęstszych przyczyn jest przekroczenie prądowej wartości granicznej tranzystora PWM lub mechaniczne uszkodzenie modułu (utrata kontaktu w połączeniach lutowanych bądź zgrzewanych) oraz wspomniane wcześniej zużycie szczotek przekazujących prąd do wirnika.

Problemy mogą powodować także niesprawne łożyska alternatora. Awaria daje o sobie znać głośną pracą i nasilaniem hałasu wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika. Przyczyn takiego uszkodzenia może być wiele – poczynając od czysto eksploatacyjnego zużycia części, po słabą jakość materiału, na zanieczyszczeniach zewnętrznych kończąc. Hałas może być również wynikiem zużycia koła pasowego, które dodatkowo niszczy pasek klinowy. Długotrwałe ignorowanie tej usterki może doprowadzić do zerwania paska i narazić użytkownika na wysokie koszty naprawy.

Rozrusznik

Dopóki silniki spalinowe nie ustąpią całkowicie napędom hybrydowym czy elektrycznym, ważną rolę w standardowym układzie będzie pełnił rozrusznik.

Jest on silnikiem prądu stałego i służy do obracania wału korbowego i nadawania mu odpowiedniej prędkości obrotowej, przy której silnik może rozpocząć samodzielną pracę. Rozrusznik elektryczny silnika spalinowego należy do odbiorników pobierających najwięcej energii elektrycznej z akumulatora, lecz zużycie nastepuje tylko w krótkich okresach uruchamiania silnika.

Składa się on m.in. z: stojana, wirnika, automatu rozrusznika, przekładni, bendiksa i obudowy.

Każdy użytkownik samochodu bądź innego pojazdu wyposażonego w silnik spalinowy już nieraz miał problem z brakiem reakcji po przekręceniu kluczyka. W wielu przypadkach winę za to ponosi rozładowany akumulator lub uszkodzona stacyjka. Jeśli poziom naładowania akumulatora jest odpowiedni, przyczyny należy szukać w rozruszniku. Warto sprawdzić, czy wszystkie przewody prądowe i sterownicze (zasilanie wyłącznika elektromagnetycznego/automatu) są czyste i bez śniedzi, a przede wszystkim, czy oczkowe końcówki przewodów są solidnie dokręcone. Innymi przyczynami mogą być: uszkodzenie uzwojeń wyłącznika elektromagnetycznego albo wytarcie się lub zakleszczenie szczotek, czyli brak połączenia prądowego z komutatorem.

Gdy rozrusznik obraca się, ale nie jest w stanie uruchomić silnika, przyczyna leży w uszkodzonym bendiksie, którego zęby prawdopodobnie nie zazębiają się z kołem zamachowym. Zjawisku temu towarzyszy charakterystyczny zgrzyt. Bendiks jest zbudowany na zasadzie sprzęgła jednokierunkowego, czyli w jedną stronę przepuszcza, a w drugą – powinien napędzać wieniec koła zamachowego. Przepuszczanie w obie strony świadczy o wystąpieniu usterki.

Powodem niskich i nieregularnych obrotów mogą być także przerwy w obwodzie elektrycznym wirnika lub stojana. Przy tej usterce w skrajnej sytuacji wirnik po prostu „nie ruszy”.

Gdy rozrusznik wytwarza nadmierny hałas, objawem może być zużycie tulei mechanizmu sprzęgającego lub wypracowanych zębów zębnika na wieńcu koła zamachowego. Gdy obraca kołem zamachowym w nieregularny sposób (skokami), awarii najprawdopodobniej uległ zespół sprzęgający.

Schemat budowy rozrusznika

Zdarzają się także sytuacje, w których rozrusznik nie chce zakończyć swojej pracy. Usterka może wynikać z uszkodzenia zębników (klinowanie zębów i związane z tym zwłoczne cofnięcie się bendiksa). Dłuższa praca bendiksa z wieńcem koła zamachowego objawia się odbarwieniem tego elementu w wyniku tarcia.

Może też się zdarzyć, że po uruchomieniu silnika i „puszczeniu” kluczyka (kluczyk cofa się automatycznie na niższą pozycję) rozrusznik nadal pracuje. Najczęściej winna jest stacyjka, rzadziej występuje zwarcie w instalacji elektrycznej lub kleszczący się rdzeń włącznika elektromagnetycznego. Oczywiście i w tej sytuacji wystąpi w wyniku tarcia odbarwienie i dojdzie do uszkodzenia bendiksa.

Powodem nieprzerwanej pracy rozrusznika (bendiks jest cofnięty) mogą być również „zespawane” styki w wyłączniku elektromagnetycznym. Potocznie mówi się o „sklejeniu” się styków, które po rozłączeniu stacyjki pozostają nadal zwarte. Sytuacja taka ma zazwyczaj miejsce, gdy styki oraz sprężyna w kopułce wyłącznika elektromagnetycznego są mocno zużyte. Wtedy w ograniczonym miejscu styku przepływa prąd o bardzo dużym natężeniu, co powoduje miejscowe stopienie i „zespawanie” obu płaszczyzn. Na szczęście, zazwyczaj sprężyna służąca do rozłączenia styków (wspomniana wcześniej i umiejscowiona w kopułce) puszcza, co powoduje rozerwanie spawu. Jeżeli ani sprężyna, ani wstrząsy pojazdu nie rozłączą układu, to w krótkim czasie dojdzie do uszkodzenia wirnika i stojana, gdyż konstrukcja rozrusznika przewidziana jest tylko do pracy chwilowej. Taka usterka zdarza się jednak bardzo rzadko.

Każdy problem z ładowaniem lub rozruchem pojazdu powinien być skonsultowany ze specjalistą, a wszystkie wymienione awarie alternatora lub rozrusznika szczegółowo zdiagnozowane i usunięte. Lekceważenie nawet drobnej usterki występującej w układzie może w krótkim czasie doprowadzić do poważniejszych problemów.

Tweet

Leszek Moritz
Inżynier produkcji AS-PL