Regulação do alternador: funções, diagnóstico e dicas para a oficina

O regulador de alternador assegura que a tensão gerada pelo alternador na rede de bordo é mantida em um nível ideal. Isso assegura que a bateria é corretamente carregada de acordo com o tipo de bateria montado no veículo e garante uma alimentação de tensão estável na rede de bordo. Assim, é evitada uma sobrecarga da bateria e danos em módulos de comando devido a sobretensão. 

A história da regulação de alternadores nos veículos motorizados remonta aos primórdios da indústria automotiva, quando eram usados reguladores mecânicos simples para a estabilização da tensão. Os reguladores mecânicos não são mais usados na produção em série, mas ainda estão disponíveis como peças de reposição. Com o aumento dos componentes eletrônicos nos veículos, os reguladores mecânicos foram substituídos por reguladores eletrônicos modernos que permitem um controle mais preciso. 

Algumas vantagens dos reguladores eletrônicos: 

• Tempos de comutação curtos permitem tolerâncias de regulação reduzidas. 
• Os reguladores eletrônicos são isentos de manutenção. 
• Podem ser usados em vários tipos de alternador, uma vez que os reguladores eletrônicos modernos foram concebidos para correntes de comutação elevadas. 
• Os reguladores eletrônicos são resistentes a impactos, vibrações e influências climáticas. Por conseguinte, são extremamente confiáveis, mesmo em condições extremas. 
• O design compacto permite a montagem direta no alternador. 

Os reguladores eletrônicos podem ser divididos em dois modelos: tecnologia híbrida e tecnologia monolítica. 

Em função do espaço de instalação, podem estar instalados no veículo diferentes reguladores de alternador. Em veículos mais antigos ou máquinas de construção com acessibilidade limitada, o regulador é frequentemente instalado separadamente, o que facilita a manutenção e evita superaquecimentos. 

Em veículos modernos, o espaço disponível desempenha um papel decisivo. Por conseguinte, são frequentemente usados reguladores montados diretamente na carcaça do alternador, com a finalidade de economizar espaço e maximizar a eficiência. 

Nos sistemas de carregamento de veículos de passeio modernos, o regulador de alternador desempenha um papel crucial. Usando reguladores modernos, como o regulador multifuncional (MFR), a gestão da energia na rede de bordo pode ser controlada de forma mais eficiente e precisa. O regulador multifuncional contribui para melhorar a eficiência e a confiabilidade do veículo com as suas capacidades de monitoração da bateria, corte de corrente de repouso, controle de carga, diagnóstico de erros e apoio ao gerenciamento do motor. 

Uma evolução consiste nos reguladores que possuem uma interface de barramento de dados LIN para a comunicação. A integração nos sistemas de barramento de dados permite uma regulação de carga ainda mais precisa. 

O LIN-Bus (Local Interconnect Network) é um sistema de comunicação serial que foi especialmente desenvolvido para a indústria automotiva. É uma solução confiável e de baixo custo para a comunicação entre vários módulos de comando eletrônicos e sensores no veículo. 

O regulador pode comunicar e trocar dados com outros módulos de comando e sistemas do veículo. Com a ajuda de vários valores de sensor, como os do sensor de bateria inteligente (IBS), o módulo de comando superordenado pode otimizar a regulação de carga para os vários estados de funcionamento. 

O sensor de bateria inteligente é conectado diretamente ao terminal do polo negativo da bateria da rede de bordo. Ele usa também o LIN-Bus para a comunicação e registra continuamente informações sobre o estado atual da bateria. O IBS mede a tensão da bateria, a saída de corrente e a temperatura da bateria. Esses dados podem ser usados para determinar o atual estado de carga (State of Charge  SOC) e estado de saúde (State of Health  SOH) da bateria. Isso assegura o melhor carregamento possível da bateria da rede de bordo. 

Por exemplo, a tensão de carga pode ser ajustada à temperatura ambiente, se necessário. A baixas temperaturas, é aumentada para carregar a bateria de forma ideal. A temperaturas elevadas, é reduzida para evitar a sobrecarga da bateria da rede de bordo. 

Além disso, o alternador pode ser completamente desligado durante as fases de aceleração, de modo que uma grande parte da energia do motor seja usada para a aceleração. Isso reduz o consumo de combustível e proporciona ao motorista uma maior potência do motor, p. ex., para manobras de ultrapassagem. 

No modo de desaceleração, a alimentação de combustível é interrompida pelo módulo de comando do motor, o que é conhecido como corte de injeção. Isso significa que não é consumido qualquer combustível. Se o estado de carga da bateria o permitir, a potência do alternador pode ser aumentada ao máximo durante essa fase, de modo que a energia cinética do veículo seja convertida em energia elétrica e a bateria seja carregada sem consumo adicional de combustível. 

Nesse estado de funcionamento, o aumento da potência do alternador provoca um torque de frenagem que atua sobre a árvore de manivelas através da transmissão por correia. Uma polia com roda livre é instalada no alternador para assegurar que o esforço mecânico não causa quaisquer danos à transmissão por correia durante essa fase. Essa roda livre do alternador reduz a carga sobre os componentes na transmissão por correia através do desacoplamento do alternador. 

A conexão LIN do regulador de alternador também simplifica o diagnóstico e a detecção de erros. Os erros são detectados de forma independente pelo regulador e armazenados no módulo de comando do motor. Os códigos de erro armazenados podem ser lidos e analisados diretamente para que os erros possam ser detectados e eliminados mais rapidamente no dia a dia na oficina. 

Os sintomas de díodos com defeito no alternador podem incluir uma lâmpada de controle de carga brilhando, intensidade luminosa flutuante dos faróis, problemas na partida devido a uma bateria da rede de bordo descarregada e uma bateria descarregada devido a correntes de repouso. 

Uma possível razão para díodos com defeito é o aumento da resistência entre a conexão positiva da bateria no alternador e o polo positivo da bateria. Essa elevada resistência pode ser causada por uma união roscada apertada incorretamente ou por corrosão nas conexões elétricas. Isso resulta em um aumento do fluxo de corrente através dos díodos, o que significa que eles superaquecem e, em última análise, causam a falha do alternador. 

Um efeito semelhante pode ocorrer se a bateria estiver com defeito e, como consequência, o alternador carregar a bateria na potência máxima. Isso pode resultar no superaquecimento do alternador, o que pode danificar os díodos, assim como os enrolamentos e as conexões no interior do alternador. 

A troca das conexões elétricas do alternador também pode provocar um defeito nos díodos. A desconexão da bateria com o motor em funcionamento ou durante um auxílio à partida também pode resultar em uma falha. 

O tipo de bateria instalado no veículo deve ser observado. Dependendo do fabricante, os chamados sistemas inteligentes de carregamento de veículos de passeio evitam frequentemente carregar a bateria da rede de bordo a 100%, de modo a poderem armazenar energia proveniente da recuperação (recuperação de energia), entre outras coisas. Por essa razão, a tensão de carga do alternador é frequentemente mais baixa nesses sistemas, de modo a permitir uma melhor aceitação de carga por parte da bateria. A bateria da rede de bordo tem que ser substituída com a ajuda de um equipamento de diagnóstico adequado. Sem o registro da substituição da bateria, existe a possibilidade de a nova bateria nunca poder ser carregada na totalidade. 

A montagem de um tipo de bateria diferente somente deve ser efetuada de acordo com as especificações do fabricante. Por exemplo, em sistemas de carregamento como o sistema Smart Charge com uma bateria de liga de cálcio-prata, podem ocorrer tensões de carga de 14,8 V ou, por vezes, até valores mais elevados. Essas tensões de carga elevadas não são adequadas para baterias de chumbo-ácido normais e podem causar danos ou a destruição da bateria. No pior dos casos, pode ocorrer a gaseificação da bateria, o que aumenta o perigo de explosão.