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 a um nível ideal. Isto 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. Desta forma, evita-se uma sobrecarga da bateria e danos em módulos de comando devido a sobretensão. 

A história da regulação de alternadores nos veículos a motor remonta aos primórdios da indústria automóvel, quando eram utilizados reguladores mecânicos simples para a estabilização da tensão. Os reguladores mecânicos já não são utilizados na produção em série, mas ainda estão disponíveis como peças sobresselentes. Com o aumento dos componentes eletrónicos nos veículos, os reguladores mecânicos foram substituídos por reguladores eletrónicos modernos que permitem um controlo mais preciso. 

Algumas vantagens dos reguladores eletrónicos: 

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

Os reguladores eletrónicos 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 sobreaquecimentos. 

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

Nos sistemas de carregamento de veículos ligeiros de passageiros modernos, o regulador de alternador desempenha um papel crucial. Utilizando 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 fiabilidade do veículo com as suas capacidades de monitorização da bateria, corte de corrente de repouso, controlo de carga, diagnóstico de erros e apoio à gestão 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 automóvel. Esta é uma solução fiável e de baixo custo para a comunicação entre vários módulos de comando eletrónicos 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 supraordenado 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. Este utiliza também o LIN-Bus para a comunicação e regista continuamente informações sobre o estado atual da bateria. O IBS mede a tensão da bateria, a saída de corrente e a temperatura da bateria. Estes dados podem ser utilizados para determinar o atual estado de carga (State of Charge  SOC) e estado de saúde (State of Health  SOH) da bateria. Isto 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 utilizada para a aceleração. Isto reduz o consumo de combustível e proporciona ao condutor 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. Isto 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 esta fase, de modo que a energia cinética do veículo seja convertida em energia elétrica e a bateria seja carregada sem consumo adicional de combustível. 

Neste estado de funcionamento, o aumento da potência do alternador provoca um binário de travagem que atua sobre a engrenagem da cambota 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 esta fase. Esta roda livre do alternador reduz a carga sobre os componentes na transmissão por correia através do desacoplamento do alternador. 

A ligação LIN do regulador de alternador também simplifica o diagnóstico e a localização de erros. Os erros são detetados 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 detetados e eliminados mais rapidamente na rotina diária da oficina. 

Os sintomas de díodos com defeito no alternador podem incluir uma luz de controlo de carga a brilhar, intensidade luminosa flutuante dos faróis, problemas no arranque 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 ligação positiva da bateria no alternador e o polo positivo da bateria. Esta elevada resistência pode ser causada por uma união roscada apertada incorretamente ou por corrosão nas ligações elétricas. Isto resulta num aumento do fluxo de corrente através dos díodos, o que significa que estes sobreaquecem e, em última análise, causam a avaria do alternador. 

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

A troca das ligações elétricas do alternador também pode provocar um defeito nos díodos. A desconexão da bateria com o motor em funcionamento ou durante um auxílio ao arranque também pode resultar numa avaria. 

O tipo de bateria instalado no veículo deve ser observado. Dependendo do fabricante, os chamados sistemas inteligentes de carregamento de veículos ligeiros de passageiros 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 esta razão, a tensão de carga do alternador é frequentemente mais baixa nestes sistemas, de modo a permitir uma melhor aceitação de carga por parte da bateria. A bateria da rede de bordo tem de ser substituída com a ajuda de um aparelho de diagnóstico adequado. Sem o registo 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 apenas 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. Estas 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.