Alternatör regülasyonu: İşlevler, arıza teşhisi ve servis için ipuçları

Alternatör regülatörü, alternatör tarafından üretilen voltajın aracın elektrik sisteminde optimum seviyede tutulmasını sağlar. Bu, akünün araçta takılı olan akü tipine göre doğru şekilde şarj edilmesini garanti eder ve aracın elektrik sisteminde dengeli bir voltaj beslemesi sağlar. Bu sayede hem akünün aşırı şarj olması hem de aşırı voltaj nedeniyle kontrol ünitelerinin hasar görmesi önlenir. 

Motorlu araçlarda alternatör regülasyonunun geçmişi, voltajı dengelemek için basit mekanik regülatörlerin kullanıldığı otomotiv endüstrisinin ilk günlerine kadar uzanmaktadır. Mekanik regülatörler artık seri üretimde kullanılmamaktadır, ancak yedek parça olarak hala mevcuttur. Araçlardaki elektronik bileşenlerin artmasıyla birlikte mekanik regülatörlerin yerini daha hassas kontrol sağlayan modern elektronik regülatörler almıştır. 

Elektronik regülatörlerin bazı avantajları: 

• Kısa anahtarlama süreleri, düşük kontrol toleranslarına olanak sağlar. 
• Elektronik regülatörler bakım gerektirmez. 
• Modern elektronik regülatörler yüksek anahtarlama akımları için tasarlandığından, çeşitli alternatör tiplerinde kullanılabilirler. 
• Elektronik regülatörler darbelere, titreşimlere ve iklimsel etkilere karşı duyarsızdır. Bu nedenle aşırı koşullar altında bile çok güvenilirdir. 
• Kompakt tasarım, alternatöre doğrudan takılabilmesini sağlar. 

Elektronik regülatörler iki tipe ayrılır: Hibrit teknoloji ve monolitik teknoloji. 

Montaj alanına bağlı olarak araca farklı alternatör regülatörleri takılabilir. Erişilebilirliği sınırlı olan eski araçlarda veya iş makinelerinde regülatör genellikle ayrı olarak monte edilir, bu da bakımı kolaylaştırır ve aşırı ısınmayı önler. 

Modern araçlarda kullanılabilir alan belirleyici bir rol oynamaktadır. Bu nedenle, yerden tasarruf etmek ve verimliliği en üst düzeye çıkarmak için genellikle doğrudan alternatör muhafazasına veya üzerine monte edilen regülatörler kullanılır. 

Alternatör regülatörü, modern araç şarj sistemlerinde merkezi bir rol oynamaktadır. Çok işlevli regülatör (MFR) gibi modern regülatörün kullanılması sayesinde, araç elektrik sistemindeki enerji yönetimi daha verimli ve hassas bir şekilde kontrol edilebilmektedir. Çok işlevli regülatör, akü izleme, yüksüz çalışma akımını kapatma, yük kontrolü, arıza teşhisi ve motor yönetimini destekleme özellikleriyle araç verimliliğinin ve güvenilirliğinin artırılmasına katkıda bulunur. 

Bir diğer geliştirme de iletişim için LIN veri yolu arayüzüne sahip olan regülatörlerdir. Veri yolu sistemlerine entegrasyon daha da hassas şarj kontrolü sağlamaktadır. 

LIN veri yolu (Local Interconnect Network / Yerel Ara Bağlantı Ağı), otomotiv endüstrisi için özel olarak geliştirilmiş bir seri iletişim sistemidir. Araçtaki çeşitli elektronik kontrol üniteleri ve sensörler arasında uygun maliyetli ve güvenilir bir iletişim sağlar. 

Regülatör, diğer kontrol üniteleri ve araç sistemleri ile iletişim kurabilir ve veri alışverişi yapabilir. Örneğin akıllı akü sensörü (IBS) gibi çok çeşitli sensör değerleri yardımıyla, üst seviye kontrol ünitesi şarj kontrolünü çeşitli çalışma durumlarına göre optimize edebilir. 

Akıllı akü sensörü, doğrudan araç elektrik sistemi aküsünün eksi kutbunun kutup terminaline takılır. Benzer şekilde bu sensör de iletişim için LIN veri yolunu kullanır ve akünün mevcut durumu hakkındaki bilgileri sürekli olarak kaydeder. IBS akü voltajını, akım çıkışını ve akünün sıcaklığını ölçer. Bu veriler yardımıyla güncel şarj durumu (State of Charge (SOC) / Şarj durumu) ve akünün yaşlanma durumu (State of Health (SOH) / Sağlık durumu) tespit edilebilir. Bu, araç elektrik sistemi aküsünün mümkün olan en iyi şekilde şarj edilmesini sağlar. 

Örneğin şarj voltajı (gerekiyorsa) ortam sıcaklığına göre ayarlanabilir. Düşük sıcaklıklarda, aküyü en iyi şekilde şarj etmek için artırılır. Yüksek sıcaklıklarda, araç elektrik sistemi aküsünün aşırı şarj olmasını önlemek için düşürülür. 

Buna ek olarak, motor enerjisinin büyük kısmı hızlanma için kullanılabilecek şekilde, hızlanma aşamalarında alternatör tamamen kapatılabilir. Bu, yakıt tüketimini azaltır ve sürücüye örneğin sollama için daha fazla motor gücü sağlar. 

Yavaşlama modunda yakıt beslemesi motor kontrol ünitesi tarafından kesilir ve bu durum yavaşlama tetiklemeli yakıt kesme olarak bilinir. Bu yolla herhangi bir yakıt tüketimi olmaz. Akü şarj seviyesi izin veriyorsa, bu aşamada alternatör gücü maksimuma çıkarılabilir, böylece aracın kinetik enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür ve akü ilave yakıt tüketmeden şarj edilir. 

Bu çalışma durumunda, artan alternatör çıkışı kayış tahriki üzerinden krank miline bir frenleme torkunun etki etmesine neden olur. Bu aşamada mekanik zorlamanın kayış tahrikine herhangi bir zarar vermemesini sağlamak için alternatör üzerine serbest tekerlekli bir kayış kasnağı takılmıştır. Bu alternatör kasnağı, alternatörü ayırarak kayış tahrikindeki bileşenler üzerindeki yükü azaltır. 

Alternatör regülatörünün LIN bağlantısı sayesinde, arıza teşhisi ve arıza arama da kolaylaşır. Arızalar regülatör tarafından bağımsız olarak tanınır ve motor kontrol ünitesinde saklanır. Kaydedilen arıza kodları doğrudan okunabilir ve analiz edilebilir, böylece günlük servis işlemlerinde arızalar daha hızlı tespit edilebilir ve giderilebilir. 

Alternatördeki arızalı diyotların belirtileri arasında yanan bir şarj kontrol lambası, farların dalgalanan ışık yoğunluğu, deşarj olmuş bir araç elektrik sistemi aküsü nedeniyle marş sorunları ve oluşan yüksüz çalışma akımları nedeniyle deşarj olmuş bir akü olabilir. 

Arızalı diyotların olası bir nedeni, alternatör üzerindeki akü artı kutup bağlantısı ile akünün artı kutbu arasındaki direncin artmasıdır. Bu yüksek direnç, yanlış sabitlenmiş bir vida bağlantısından veya elektrik bağlantılarındaki korozyondan kaynaklanabilir. Bu da aşırı ısınmalarına neden olacak şekilde diyotlardan geçen akımın artmasına ve sonuç olarak alternatörün arızalanmasına neden olur. 

Benzer bir etki, akü arızalı olduğunda ve arıza nedeniyle alternatör aküyü maksimum güçte şarj ettiğinde de meydana gelebilir. Bu durum, alternatörün aşırı ısınmasına neden olarak diyotların yanı sıra alternatörün içindeki sargılara ve bağlantılara da zarar verebilir. 

Alternatörün elektrik bağlantılarının değiştirilmesi de diyotlarda bir arızaya yol açabilir. Aynı şekilde motor çalışırken veya takviye ile çalıştırma sırasında akü bağlantısının kesilmesi de arızaya yol açabilir. 

Araçta takılı olan akü tipine dikkat edilmelidir. Akıllı araç şarj sistemlerinde, üreticiye bağlı olarak diğer şeylerin yanı sıra reküperasyondan (enerji geri kazanımı) elde edilen enerjiyi depolayabilmek için araç elektrik sistemi aküsünün tamamen şarj edilmesinden genellikle kaçınılmaktadır. Bu nedenle, akünün daha iyi şarj almasına olanak sağlamak için bu sistemlerde alternatör şarj voltajı genellikle daha düşüktür. Araç elektrik sistemi aküsü uygun bir arıza teşhis cihazı kullanılarak değiştirilmelidir. Akü değişimi kaydedilmeden, yeni akü muhtemelen hiçbir zaman tam olarak şarj edilmeyecektir. 

Farklı bir akü tipinin montajı yalnızca üreticinin teknik özellikleri dikkate alınarak yapılmalıdır. Örneğin, gümüş - kalsiyum bataryalı Akıllı Şarj Sistemi gibi şarj sistemlerinde 14,8V’luk şarj voltajları ve hatta geçici olarak daha da yüksek değerler oluşabilmektedir. Bu yüksek şarj voltajları normal kurşun-asit aküler için uygun değildir ve akünün hasar görmesine veya tahrip olmasına yol açabilir. En kötü durumda, akü yüksek bir patlama riskine yol açacak şekilde gaz çıkarabilir.