Connessione dell'oscilloscopio durante il test: forma d'onda dell'alternatore
Collegare un adattatore di prova BNC al canale A dell'PicoScope, collegare una pinza grande a coccodrillo nera sulla presa nera (negativo) dell'adattatore e una pinza grande a coccodrillo rossa sulla presa rossa (positiva) dell'adattatore. Collegare le pinze a coccodrillo alla batteria assicurandosi delle corrispondenti polarità, rosso su positivo (+) e nero su negativo (-) come illustrato in figura 2.1. Dalla figura dell'oscilloscopio preimpostato e dall'esempio di forma d'onda riportato in questa pagina è possibile rilevare che, per eseguire questo test, è fondamentale impostare l'intervallo di tensione su AC (corrente alternata).
Fig. 2.1
Esempio di forma d'onda dell'alternatore
Note sulla forma d'onda dell'alternatore
La forma d'onda di esempio illustra l'uscita raddrizzata dell'alternatore. Il contenuto di questa forma d'onda indica:
L'uscita è corretta e non si sono verificati guasti negli avvolgimenti di fase o relativi ai diodi (pacco del raddrizzatore)
Le tre fasi dell'alternatore da Corrente alternata (CA) sono state convertite in Corrente continua (CC) e le tre fasi che contribuiscono all'uscita dell'alternatore sono tutte funzionanti.
In caso di guasto di un diodo dell'alternatore, nel segnale appariranno lunghe 'code' decrescenti a intervalli regolari e il 33% corrente totale di uscita andrà persa. In caso di guasto in una delle tre fasi verrà visualizzata una figura simile a quella illustrata ma con un'incidenza tre o quattro volte superiore, con l'ampiezza del picco di tensione di oltre 1 V. La scala di tensione riportata lateralmente all'oscilloscopio non rappresenta la tensione di carica ma i limiti inferiore e superiore dell'ondulazione CC. La visualizzazione dell'ampiezza della forma d'onda varia in base alle differenti condizioni della batteria, quando la batteria è completamente carica sarà piatta mentre quando la batteria è scarica l'ampiezza sarà di gran lunga maggiore finché non viene caricata la batteria.
Informazioni tecniche - alternatori
L'obiettivo del circuito di carica è quello di fornire una tensione regolata in modo da caricare la batteria e fornire la corrente richiesta dal circuito elettrico del veicolo. L'alternatore è un dispositivo integrato di recente nei veicoli a motore, in sostituzione della dinamo, che veniva installata fino al 1970.
L'uscita da una dinamo era determinata dalla velocità del motore e, a differenza dall'alternatore, quando il motore era al minimo, era insufficiente. Non era raro che al minimo lampeggiasse la spia di ricarica e bisognava sostituire le spazzole di frequente. Le spazzole erano considerevolmente più grandi di quelle che si trovano nell'alternatore in quanto portavano la corrente totale di uscita, mentre le spazzole dell'alternatore alimentano la corrente di campo che fornisce energia elettromagnetica per generare l'uscita. La corrente di campo è compresa tra sei e otto A.
Gli alternatori tendono a essere classificati a secondo del veicolo, la richiesta di energia elettrica di un modello base è inferiore rispetto a quella di un veicolo dotato di tipici accessori di classe elevate, come parabrezza anteriore e posteriore riscaldati, retrovisori riscaldati, sedili riscaldati e regolabili elettricamente ecc.
L'uscita dell'alternatore, come indicato dal nome, produce un'uscita a corrente alternata (CA), che viene convertita a corrente continua (CC), per fornire il tipo di tensione corretta per ricaricare la batteria e mantenerla sempre completamente carica.
L'alternatore dispone di tre avvolgimenti sfasati a 120 gradi e richiede nove diodi nella configurazione a 'ponte' per raddrizzare l'uscita. La tensione è regolata da un regolatore allo stato solido che stabilizza la tensione a un'impostazione predeterminata da circa 13, 5 a 15 V. La corrente di uscita viene determinata dal requisito rilevato nel momento in cui, ad esempio, una batteria che è stata appena soggetta a un avviamento del motore prolungato, produrrà un'uscita dall'alternatore superiore a quella se la batteria completamente fosse stata carica.
È possibile misurare la tensione regolata con un multimetro: questa lettura può essere considerata corretta anche se l'alternatore presenta un diodo guasto che ridurrà l'uscita del 33%. Il metodo più affidabile per monitorare l'uscita dell'alternatore è quello di osservare la forma d'onda riprodotta su un oscilloscopio.
Fig. 2.2
Nella figura 2.2 viene illustrato un diagramma del cablaggio dell'alternatore con un sistema a nove diodi.
Fig. 2.3
Nella figura 2.3 viene illustrato un alternatore tipico.
Ford Focus: alternatore "intelligente"
Il sistema di carica utilizzato nella Ford Focus è completamente diverso da qualsiasi altro sistema di caricamento correntemente in produzione. Ford utilizza un sistema di carica 'intelligente'. Con un sistema di carica convenzionale la batteria viene caricata a una tensione che viene determinata dal regolatore di tensione, con tutti gli utilizzatori elettrici alimentati da una batteria caricata dall'alternatore. La carica intelligente regola la tensione di alimentazione fornita dall'alternatore in funzione della temperatura dell'elettrolito della batteria. È stato provato che la risposta di una batteria fredda a una sovratensione è migliore di quella di una batteria calda che, a sua volta, risponde meglio a una leggera sottotensione. La temperatura dell'elettrolito viene calcolata monitorando la temperatura dell'aria di aspirazione dell'ultima volta in cui il motore è stato arrestato e di quella corrente. Sulla base di questi due punti di riferimento, la temperatura della batteria può quindi essere calcolata e può essere inviata alla batteria la carica appropriata.
L'alternatore disporrà di due tipi di connessione all'ECM per il monitoraggio e il controllo dell'uscita. Questo monitoraggio consente anche il funzionamento della valvola di controllo del minimo (ISCV) quando vengono rilevate elevate richieste di corrente quando il motore è al minimo. L'ECM controlla anche il relè di "motore in moto", il dispositivo che consente l'attivazione dei circuiti con elevata richiesta di corrente solo durante la carica dell'alternatore. Inoltre l'ECM controlla la disattivazione delle spie di carica montate sul cruscotto. Quando si avvia il motore con un alternatore convenzionale, l'unità viene attivata all'accensione, un sistema di carica intelligente avvierà l'alternatore solo dopo che il motore è stato avviato. Questa azione impedisce inutili perdite di potenza su un veicolo con una batteria scarica e lo sforzo extra impiegato nell'avviamento di un motore con un alternatore in funzionamento.
Fig. 2.4
Nella figura 2.4 viene illustrato un diagramma del cablaggio di blocco relativo al circuito di carica della Ford Focus.
