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

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. 

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 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. 

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. 

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.