 | | Copyright © 1999-2000, Petr Váňa & Panda internet studio
Jakýkoliv výňatek či přetisk obsahu serveru Škoda TechWeb může být použit jinde pouze s písemným svolením provozovatelů serveru, jež jsou uvedeni výše. |
Alternátor (podrobný popis)
Rubrika: Elektrika
Publikován: 17. října 2002
Jako zdroj nap?tí palubní sít? po spušt?ní motoru je v nyn?jší automobilové produkci používán alternátor. Nahradil p?vodn? používaná dynama, jež už byla na hranici dalšího vývoje.
Ješt? bych se pro zajímavost vrátil k dynamu, protože ho mnozí z vás fand? veterán? mají ve svých vozech (nap?. Š 1000 MB nebo první série Š 100). Dynamo je ve své podstat? jednofázový generátor st?ídavého proudu, kde se k "usm?rn?ní" používá komutátor. (V podstat? nejde o usm?r?ování, ale o p?epínání polarity budícího proudu.) Komutátor je sice ve své podstat? geniální vynález, který ve své dob? ?ešil p?evod st?ídavého proudu na stejnosm?rný - i když s pulzujícím pr?b?hem - ale jeho tzv. komuta?ní vlastnosti ho omezovaly výkonov?. Dynamo z d?vodu správné funkce komutátoru m?lo omezené otá?ky na cca 6 000 min-1. Proto p?evod od motoru byl tém?? 1:1 a dynamo nebylo schopno ve volnob?žných otá?kách dodávat dostatek proudu na napájení spot?ebi?? a zaskakovat musel akumulátor. Jisk?ení na komutátoru rušilo autorádia a podobná za?ízení, životnost uhlík? byla výrazn? nižší (asi 40 000 km) oproti uhlík?m u alternátoru. Navíc složitá výroba rotoru s komutátorem dynamo prodražovala. Dynama pro automobily byla deriva?ní (paralelní zapojení rotoru a statoru), která díky trvalému p?ipojení na akumulátor dokázala p?ekonat labilní stavy p?i regulaci nap?tí. Pro regulaci nap?tí a proudu se používal obvykle t?ícívkový regulátor, kde jedna cívka fungovala jako zp?tný spína? - aby se akumulátor nevybil p?i stojícím motoru p?es vinutí dynama, druhá jako regulátor nap?tí a t?etí jako proudový omezova? (dynamo nebyl problém p?etížit). U dynam menších výkon? se nap??ový a proudový regulátor sdružoval do jedné cívky s dv?ma vinutími, regulátor byl jen dvoucívkový (p?evážn? u motocykl?). Jeden ?as byla snaha omezit po?et cívek na jednu jedinou, ale pro mnoho problému s opakovatelností výroby (velmi úzké tolerance p?i výrob? a se?izování) se od tohoto úletu upustilo. Regula?ních systém? existovalo velké množství s r?znými charakteristikami a nebylo jednoduché se v tom vyznat. Výrobce v?tšinou ke každému dynamu p?edepisoval typ regulátoru, p?i použití jiného typu nastávaly t?žko odstranitelné komplikace. Dynamo má sice p?ijateln? strmý nár?st proudu, ale ten se neustále zv?tšuje a proto je ho nutno regulátorem omezit. Tyto vlastnosti dynama kladly zvýšené nároky na se?ízení regulátoru, špatn? se?ízený omezova? proudu mohl vést k požáru vozidla z p?eh?átí dynama. Na druhé stran? jim nevadily nap??ové špi?ky, izola?ní laky vše spolehliv? zachytily a žádné citlivé polovodi?e se v dynamu nenacházely. Vyráb?la se i dynama pro použití v letecké technice, která m?la povolené otá?ky do 9 000 min-1, tam se komutaci v?novala mimo?ádná pozornost. Údržba dynama byla náro?n?jší než u alternátor?, ale zase sta?ilo mén? znalostí elektroniky, v?tšinou se vym?nily uhlíky, p?esoustružil se komutátor, vše se umylo a namazala se ložiska. (Pro majitele dynam jedna zajímavá závada - v nízkých otá?kách dynamo dobíjí, v otá?kách vyšších rázem p?estane (regulátor je ale v po?ádku). Jsou opot?ebené uhlíky na dolní mez. Síla odleh?ených pružin sta?í udržet uhlíky na komutátoru jen v nízkých otá?kách a jelikož komutátor není v provozu dokonale kulatý, ve vyšších otá?kách ovalita zp?sobuje nadskakování uhlík? a dynamo není ?ádn? buzeno. Vým?na uhlík? bez jakýchkoliv dalších oprav tuto závadu odstraní, pružiny se více napruží a p?ítlak je již dostate?ný, uhlíky neodskakují.)
Dynamo má udaný sm?r otá?ení a ten je nutné dodržet s ohledem na konstrukci držák? uhlík?, které jsou v??i komutátoru naklon?ny a vyoseny a také poloha uhlík? v??i statoru je optimalizovaná pro tento sm?r otá?ení.
D?ležité upozorn?ní - v d?evních dobách automobilizmu se ukost?oval plus pól akumulátoru, proto ne vždy jsou dobíjecí soustavy s dynamem pln? použitelné pro náhradu. Dynamo se sice po krátké dob? samo p?epóluje bez újmy na zdraví, ale zp?tný spína? ur?itého provedení m?že mít snahu tomuto d?ji bránit, jeho systém rychle spíná a rozpíná obvod, až nakonec vlivem vyvíjeného tepla p?i silném jisk?ení dojde ke sva?ení kontakt?. Tehdy se kone?n? dynamo p?epóluje, ale zp?tný spína? je vy?azen z provozu (nebezpe?í vybití akumulátoru p?i stojícím motoru). Je vhodné p?epólování dynama provést pomocí rezistoru bez p?ipojeného regulátoru, ten p?ipojit až po zastavení motoru.
Dnes uvidíte dynama jen ve vozidlech se speciálním ur?ením, p?ípadn? v sov?tské vojenské technice, kde se kladl d?raz na opravitelnost ruským mužikem za jakékoliv situace - pokud možno rána kladivem a basta. V živé pam?ti ješt? mám opravu dynama (10 kW) z tanku, kde pro demontáž byli zapot?ebí t?i - chytrý ho odpojil od kabel? a dva silní (blbí být nemuseli) podle jeho pokyn? p?es v?ž vytáhli ven. Po vy?išt?ní a vým?n? uhlík? atd. jste všichni t?i vypadali jako horníci po 16 hod. sm?n? (tak špinaví a utahaní), po op?tné montáži obráceným postupem (nejd?ív silní a pak jeden chytrý) jste zapo?ali pokus nabudit dynamo, kdy jste na p?íslušných svorkách dob?e 10 min. drželi kus vodi?e, než se v?bec umoud?ilo a za?alo se zp?sobn? chovat. O tom, jak skute?n? dobíjí, jste se dozv?d?li až za n?jaký ?as, kdy vám n?který ?idi? tanku p?išel vetknout hrst do úst, že má zase všechny akumulátory vybité (tank m?l 4 ks) - na celém útvaru jste nepotkali jakýkoliv voltmetr a pokud tam n?kde ve sklad? byl, p?ed vojáky základní služby byl p?epe?liv? ukryt, aby ho neukradli a neprodali v hospod?. Dobíjení se posuzovalo podle pohyb? kontakt? v regulátoru, pokud aspo? trochu n?co cvakalo, bylo to považováno za úsp?ch opravy. Když mi n?jaký vojá?ek - stopa? sd?lil, že u tankist? d?lá elektriká?e, bylo mi ho skute?n? líto.
Každé dynamo se dá použít jako motor a naopak - je celkem levnou alternativou pohonné jednotky u samo-domo vyráb?ných vozítek pro malé d?ti (je vhodné zapojit vinutí rotoru do série se statorem).
Alternátor je také generátor st?ídavého proudu, ale t?ífázového, zde se k usm?rn?ní používá diodového m?stku. U alternátoru je rotor samostatn? buzen relativn? malým proudem a ze statorového vinutí se odebírá diodami usm?rn?ný proud. Automatická zm?na polarity zde není možná, p?i obrácení polarity p?i p?ipojování akumulátoru projde plný proud propustným sm?rem p?es diody a tyto spálí (bu? se p?eruší, nebo se z nich stane n?co podobného vodi?i). Obrátit polaritu pro použití u historických vozidel je možné pouze prohozením diod v m?stku a p?epracování regulátoru na obrácenou polaritu napájení. Je nepodstatné, jestli je rotor jedním koncem p?ipojen na plus nebo mínus, výstupní nap?tí se dá regulovat proudem jak na kladné, tak i záporné stran? rotoru, vlastnosti alternátoru se nem?ní. K regulaci sta?í jen nap??ový regulátor. Zp?tný proud od akumulátoru nepropustí diody a vzhledem ke konstrukci není schopen dodat o moc vyšší proud (cca 5%) než je maximální provozní ani ve zkratu, proto nepot?ebuje proudový omezova?. Nemá komutátor, pouze hladké sb?rací kroužky, životnost uhlík? m?že p?esáhnout 120 000 km a je limitována prašností prost?edí (u zapouzd?eného provedení p?ekra?uje životnost motoru). Díky tomu lze použít v?tší p?evod od motoru - až 2:1 - a z toho vyplývající vysoké otá?ky (15 000 min-1). Alternátor dodává již p?i volnob?hu zna?ný výkon v ?ádu desítek ampér?, p?esná velikost proudu je daná typem (max. výkonem) alternátoru. Konstrukce alternátoru v provedení do automobil? je známa již dlouhou dobu, k rozší?ení napomohl až vývoj výkonových polovodi?ových usm?r?ova?? a jejich výrazné zlevn?ní koncem 60. let.
(Bohužel v PAL - Magnetonu Krom??íž se muselo s 3 roky vyvinutým p?ístrojem ?ekat na to, až se díky systému p?iblblého bolševika v ?ízení a tvorb? cen ušet?ily finance na náhradu dynama alternátorem ve Š 100 (r. 1973).)
Nejjednodušším typem alternátoru je alternátor s permanentním buzením, neboli buzení je realizováno permanentními magnety. Nej?ast?ji bývá v jednofázovém provedení. Nejznám?jším p?edstavitelem je známé magneto z malých motocykl? Jawa Pionýr. Tento zdroj energie snad ani jednodušší být nem?že. Jeho budícím prvkem je rotor v?tšinou z materiálu ALNICO p?im??en? zmagnetovaný. Rotor m?že být uvnit?, tak i vn? statoru, záleží na velikosti místa a p?ípadn? požadovaném momentu setrva?nosti (vn?jší provedení m?že nahradit setrva?ník). Na statoru je n?kolik vinutí - ?asto jedno vinutí, jeden spot?ebi?. Výkon jednotlivých vinutí bývá spo?ítán na daný odb?r, protože u tohoto typu alternátor? se velmi obtížn? reguluje nap?tí. Pokud je vinutí správn? navrženo, vyrovná se p?i odb?ru spot?ebi?e nap?tí na požadovanou hodnotu. Z tohoto d?vodu se permanentn? buzené alternátory vyráb?jí pro malé výkony s málo prom?nnou spot?ebou. Regulace nap?tí je možná až na výstupu a regula?ní ?len (Zenerova dioda apod.) musí být dimenzovaná na plný výkon alternátoru. Jde sice o nejmén? náro?né alternátory na údržbu (jednou za uherský rok umýt), ale vzhledem k problém?m s regulací nap?tí se nijak zvláš? krom? motocykl? nerozší?ily. Pokud není používán akumulátor, alternátor se neusm?r?uje a spot?ebi?e (v?tšinou jen žárovky) se napájejí st?ídavým proudem. Obvod zapalování se speciáln? upraví tak, aby se zapalovací cívka nabíjela jen jednou p?lperiodou kladné polarity (o tom více v ?lánku o zapalovacích soustavách). P?ípadné "palubní" p?ístroje mají vlastní usm?r?ova?. Pokud je akumulátor používán, v?tšinou se usm?rní celý výkon. Jednotlivé statorové cívky jsou p?epína?em odpojovány a p?ipojovány podle pot?eby odb?ru proudu (nap?. jízda ve dne bez sv?tel a v noci se sv?tly), tím se odbourá nutnost použití ztrátové regulace nap?tí. Každopádn? je nezbytné vždy spálenou žárovku nahrazovat stejn? výkonným typem.
Dalším typem alternátoru je alternátor s odd?leným buzením (bezkroužkový), jehož buzení je pomocí ?ízeného magnetického pole z pevn? uložené cívky v t?sné blízkosti rotoru. Toto provedení se používá tam, kde jsou vysoké nároky na životnost v prašném prost?edí. Alternátor má totiž v b?žném provedení z d?vodu snadného odvodu tepla spoustu otvor?, kudy m?že proudit chladící vzduch v?etn? prachu, který p?sobí na uhlíky jako smirkový papír. Oproti alternátoru "kroužkovému" je horší využití budícího magnetického pole, které musí procházet p?es další vzduchovou mezeru. Výhodou jsou také ob? vinutí v klidu, rotorové není namáháno odst?edivou silou. Také elektromagnetické rušení je o cosi menší. Jinak jsou vlastnosti prakticky stejné jako u alternátoru s p?ímým buzením.
PAL vyráb?l speciální bezkroužkové t?ífázové alternátory o výkonu okolo 1 kW / 24 V pro vojenské ú?ely, vid?l jsem je potom namontované ve speciálech Tatra 813. Životnost takovýchto alternátor? je p?i p?ísném dodržování technologického postupu p?i výrob? dána pouze životností ložisek.
Alternátor používaný v automobilech je celosv?tov? stejné konstrukce, lišící se prakticky jen vn?jším provedením vík z hliníkových slitin, jejichž r?zn? tvarované úchyty slouží k upevn?ní k motoru. Dnes se ustálilo provedení s regulátorem vestav?ným p?ímo do alternátoru, kde regulátor tvo?í jeden blok s držákem uhlík? (uhlíky bývají umíst?ny tém?? kolmo na kroužky a n?kdy nepatrn? vyoseny. V p?ípad? poruchy se m?ní celý blok, regulátor je v?tšinou v hybridním provedení, p?ípadn? zalitý v izola?ní hmot?, takže neopravitelný. Poruchovost regulátoru a usm?r?ova?e je procentuáln? minimální (i když se zrovna porouchá na vašem aut?, vzhledem k cen? opravy si myslíte n?co úpln? jiného). Alternátory r?zných výrobc? se dají p?i úprav? držák? a drobných úpravách na elektroinstalaci namontovat prakticky na libovolné vozidlo, které má ukost?en mínus pól.
Alternátor se skládá zhruba z osmi celk? - 2 víka s ložisky, rotor, stator, usm?r?ovací blok diod, regulátor s uhlíky, v?trák a ?emenice.
Rotor je složen s h?ídele s navinutou cívkou buzení vyvedenou na sb?rací kroužky z m?di a dvou hv?zdicovitých pólových nástavc? lichob?žníkového tvaru (2x3 póly st?ídav?), které vinutí p?ekrývají. Lichob?žníkový tvar pól? zmenšuje hluk magnetizace. Jako komplet se rotor dynamicky vyvažuje. Vodi? cívky buzení se ke kroužk?m p?iva?uje bodova?kou.
Stator je složen z plech?. Má velmi jednoduchý tvar, aby se do izola?ní hmotou vyložených drážek dob?e strojn? navíjelo statorové vinutí. Vinutí je t?ífázové zapojené do hv?zdy a pájením se spojuje s diodovým blokem.
Blok diod je bu? šesti, nebo devítidiodový, zapojený do m?stku. Hlavní diody jsou vždy po t?ech zalisovány do držáku, který je krom? mechanického upevn?ní propojuje elektricky a zárove? odvádí teplo vzniklé pr?chodem proudu. Diody mají stejný tvar a stejné parametry, ale v každém držáku je typ diody s obrácenou polaritou (v?tšinou jsou odlišeny barevným proužkem proti zám?n?), aby usm?rn?ní bylo dvoucestné (ob? p?lvlny se "p?evedou" na kladné). K usm?rn?ní je bezpodmíne?n? nutných diod šest dimenzovaných na plný výkon alternátoru. Další t?i diody slouží jako pomocný usm?r?ova?, z kterého se použije proud pro regulaci buzení, usnad?uje se tak p?ipojení kontrolky dobíjení. Tyto diody p?enáší jen malý proud do 2 A, proto se v?tšinou používají typy na proud okolo 3 A. Pomocný usm?r?ova? zabra?uje rychlému vybíjení akumulátoru p?i stojícím motoru a zapnutém klí?ku zapalování p?es budící vinutí. Oba držáky diod jsou p?es izola?ní podložky sešroubované a spolu s vývody tvo?í montážní blok.
Víka alternátoru jsou z hliníkové slitiny, mají všechny pot?ebné technologické (v?trací atd.) otvory a tvo?í zárove? držák ložisek. Ložiska jsou kuli?ková uzav?ená s trvalou náplní tuku, ložisko v p?edním víku (blíže k ?emenici) je v?tší (z ?ady 6300), ložisko ve víku zadním je menší (z ?ady 6200). V prvních konstrukcích víka p?ekrývala tém?? úpln? statorové vinutí a vytvá?ela jakýsi držák všeho, nyní z d?vodu úspory hmotnosti bývá stator nosnou ?ástí alternátoru, víka jsou menší a dosahují jen k bok?m statorových plech?, p?es které jsou staženy svorníky nebo dlouhými šrouby.
Držák uhlík? je z plastu a podle typu má bu? regulátor nap?tí k sob? p?ipevn?n šrouby (nýty), nebo je jedním celkem s ním. Jako komplet se vloží do otvoru v zadním víku a p?išroubuje dv?ma šrouby. (U starších typ? s neodd?litelnými držáky uhlík? uvnit? alternátoru se p?i montáži uhlíky zasunou celé až do komor, drátkem o pr?m?ru asi 1 mm se skrz víko zajistí proti vysunutí a po nasazení zadního víka a sešroubování se drátky vyjmou a uhlíky se ustaví do provozní polohy.) Nová provedení mají regulátor, držák uhlík? a diodový m?stek zkombinovaný do sebe pod plastovým krytem, odd?lení od sebe ale možné je. Toto provedení je význa?né tím, že sb?rací kroužky mají velmi malý pr?m?r a jsou vyvedeny až za zadní ložisko a jsou jako celek s uhlíky zapouzd?ené proti vnikání ne?istot. Toto provedení je výrazn? opat?eno v?tracími otvory a má dva chladící v?tráky umíst?né uvnit? alternátoru.
?emenice bývá do výkonu 800 W jednodrážková na klasický klínový ?emen, nej?ast?ji soustružená z levné litiny. N?kdy je ?ešena jako spole?ná s v?trákem z plechu, kdy jeden plechový výlisek je vrtule s jednou polovinou ?emenice, ke které je p?inýtován výlisek druhé poloviny ?emenice (výrobn? vtipné ?ešení s menšími náklady). Na h?ídel je tém?? bez v?le nasazena a proti pooto?ení spole?n? s v?trákem zajišt?na perem. Dotažení se provádí maticí s pružnou podložkou. Alternátory v?tších výkon? (nad 800 W - od 55 A výše) mají ?emenici vícedrážkovou, nej?ast?ji se ?ty?mi drážkami. Materiál ?emenice bývá r?zný, od litiny až po lehké slitiny, omezení je dáno pouze odolností materiálu proti ot?ru. V p?ípad? pohonu dalších náro?ných spot?ebi?? má drážek šest. ?emenice mívá menší pr?m?r než jednodrážková, vícedrážkové ?emeny snesou menší polom?r ohybu. Na h?ídeli nebývá jišt?na perem, ale silným axiálním utažením v??i velké ploše osazení rotoru, takže se p?enos výkonu provádí ?ist? t?ením. Výroba a montáž takové sestavy je levn?jší.
V?trák je prakticky výhradn? výlisek z plechu. U starších typ? alternátor? je jeden umíst?ný mezi ?emenicí a t?lem rotoru vn? p?edního víka. Nové vysokovýkonné konstrukce mají dva menší v?tráky uvnit? alternátoru, z každé strany rotoru jeden. Vzhledem k tvaru v?tráku si oprávn?n? m?žeme o jeho ú?innosti myslet své, sice n?jakým zp?sobem prohání vzduch p?es alternátor, ovšem za cenu zna?ných ztrát p?íkonu.
Alternátory starší konstrukce s odd?leným regulátorem se liší pouze v provedení držák? uhlík? a v p?ítomnosti p?ídavných svorek pro p?ipojení regulátoru. Jinak je jejich konstrukce prakticky stejná jako nových alternátor? s vn?jším v?trákem. Alternátory se vyráb?jí v provedení pro 12 V instalaci (14 V) a 24 V instalaci (28 V) v nákladních vozidlech a autobusech. Sm?r otá?ení je p?i pohledu od ?emenice doprava, to je dáno tvarem lopatek v?tráku, alternátor se m?že to?it - na rozdíl od dynama - na ob? strany. D?íve se alternátory vyráb?ly pro proudy 35 A (490 W), 42 A (588 W), a 55 A (770 W), nyní se alternátor o výkonu 770 W používá jen u menších vozidel bez v?tších spot?ebi??. B?žné hodnoty jsou 70 A (980 W), 90 A (1260 W) a 120 A (1680 W) (s tím už se dá i slušn? sva?ovat). U zahrani?ních výrobc? se používají jiné výkonové ?ady, uvedené hodnoty jsou z PALovácké produkce. Pro nákladní vozidla bývá b?žná hodnota 28 V / 35 A (980 W), autobusy min. 70 A (tém?? 2 kW). Tento výkon se prakticky u osobních automobil? nikdy nevyužije, spot?eba ve škodovce p?i zapnutí úpln? všeho v?etn? p?ídavných sv?tel je okolo 600 W, ale to v provozu u sériového provedení nikdy nenastane (nejsou zapnuta všechna myslitelná sv?tla a motorky). Velký výkon je nutný na pokrytí b?žn? používaných spot?ebi?? p?i volnob?žných otá?kách. Každopádn? ur?itým otá?kám p?ísluší ur?itý maximální proud, pokud je zatížení v?tší, poklesne svorkové nap?tí. Proto p?i volnob?hu a rozsvícených hlavních sv?tlech nap?tí u alternátoru klesá (svit sv?tel "zežloutne"), po zvýšení otá?ek se nap?tí zvýší na nominální mez (sv?tla "zb?lejí").
Popis funkce:
P?edpokladem je p?ipojení hlavního vývodu kladného nap?tí (svorka B+) k akumulátoru nebo p?i m??ení k odporové zát?ži. Pokud není alternátor zatížen, proud, který m?l být odebírán se p?i chodu "p?etransformuje" na nap?tí podle Ohmova zákona, nap?tí se ne?ízen? zvýší na hodnoty stovek volt?, které m?že zni?it diody v usm?r?ova?i, pokud se regulátoru v?as nepoda?í nap?tí snížit. U polovodi?ových regulátor? je rychlost ?innosti dostate?n? vysoká na u?ízení, i když spoléhat se na to také stoprocentn? nelze, p?i použití historických kontaktních regulátor? je možnost poruchy velmi vysoká (p?ípad p?erušeného vodi?e mezi alternátorem a svorkou 30 na spoušt??i, popsaný v minulém ?lánku o akumulátorech, byl na jednom z mých vozidel, našt?stí regulátor zafungoval bezvadn?, ale lépe je tomu radši p?edejít). Pr?raz diod p?ep?tím je jev neskute?n? rychlý v ?ádech jednotek µs. Druhým - mínus - pólem je kostra alternátoru, proto d?kladn? zkontrolujeme ?istotu dosedacích ploch a ?ádné dotažení upev?ovacích šroub?.
Šestidiodový alternátor:
Alternátor v klidu - všechno stojí, nap?tí tedy nem?že být generováno. Po zapnutí klí?ku za?íná okamžit? procházet proud p?es otev?ený regula?ní tranzistor (nebo kontakt u starších typ? regulátor?) o hodnot? okolo 2 A budícím vinutím (rotorem) a vytvo?í se stejnosm?rné magnetické pole, které má zvláštní tvar díky drápkovému uspo?ádání pól?. Po spušt?ní motoru se za?ne díky rotujícímu magnetickému poli ve statorovém vinutí okamžit? indukovat nap?tí. Toto nap?tí je st?ídavé, protože drápky rotoru se st?ídají s opa?nou polaritou magnetického pole. Za?ne okamžit? nar?stat nap?tí na výstupní svorce B+ podle odb?ru proudu, ?ím je v?tší zát?ž, tím se pomaleji nap?tí zvyšuje - ovšem z pohledu ?lov?ka jde o jev velmi rychlý. Až nap?tí dosáhne hranice cca 14 V, regula?ní tranzistor se uzav?e a tím p?eruší buzení rotoru, nap?tí se za?ne snižovat. P?i poklesu o cca 0,2 V se op?t tranzistor otev?e a celý d?j se opakuje. ?ím je odb?r proudu vyšší, tím je pom?r doby sepnutí a vypnutí tranzistoru v?tší až dosáhne trvalého sepnutí v úrovni odb?ru max. proudu, kterého je alternátor schopen. P?i zvyšování otá?ek alternátoru se zárove? lineárn? zvyšuje vnit?ní reaktance vinutí, která p?sobí proti indukci, nutno zohlednit i ztráty v železe. To, co se získá otá?kami, je reaktancí eliminováno. Proto je alternátor neschopen p?etížení, v?tší než udávaný maximální proud z n?j dostat nelze. Alternátor lze spálit jen nedostate?ným chlazením.
Oproti devítidiodovému alternátoru je výhoda v tém?? okamžitém nabuzení po spušt?ní motoru. Alternátor za?ne dobíjet okamžit? po startu. Regulované nap?tí je vztaženo na svorku B+, takže p?i zapojení dalších spot?ebi?? nap?tí na výstupu neklesá. Nevýhodou je komplikovan?jší zapojení kontrolky dobíjení. V p?ípad? stojícího motoru se akumulátor relativn? velkým proudem vybíjí p?es budící vinutí. Proto vzniklo n?kolik ?ešení zapojení. Zapojení s odd?lovací diodou (zapojena v propustném sm?ru mezi svorku B+ a akumulátor, spína? denních spot?ebi?? je p?ipojen jako odbo?ka mezi katodu diody a akumulátor) sice spoustu v?cí vy?eší, ale pro úbytek nap?tí a ztrátu výkonu na ní až 60 W (prochází p?es ni celý výkon) se jeho používání nerozší?ilo a dnes se již nepoužívá. Dalším ?ešením b?žn? používaným je p?ídavné relé, p?es jehož sepnuté kontakty se žárovka p?ipojí na kostru. Po spušt?ní díky zvýšenému nap?tí pomocné relé (funguje stejn? jako regula?ní relé, jen je se?ízeno na nap?tí o n?co nižší) kontakty p?epne tak, že žárovku odpojí. U polovodi?ových regulátor? se místo kontakt? používají tranzistory, jako ukazatel toho, že se alternátor to?í, se snímají nap??ové špi?ky na svorce B+. (U Volhy jsem tento problém (náhrada vadného originálního regulátoru) ?ešil pomocí snímání zapalovacích impulz? na svorce 1 zapalovací cívky, kterými jsem odblokoval výstupní tranzistor. Volha - to je vynález! Na ní se nau?íte v?ci, o kterých by se nikdy nikomu ani nesnilo.) V p?ípad? použití ampérmetru místo kontrolky se pomocné relé nemontuje, jde v?tšinou o starší konstrukce, kde se spousta v?cí ne?ešila.
Nevýhodou polovodi?ových regulátor? s malou vnit?ní spot?ebou m?že být p?i ur?itém typu zapojení - regulátor není t?sn? u alternátoru, ale nap?tí pro regulaci odebírá ze sít? nebo akumulátoru a minimálním odb?ru (zapnuto pouze zapalování a palubní p?ístroje) - samovolné odbuzování alternátoru v p?ípad?, kdy je nastaveno nižší regula?ní nap?tí a nap?tí akumulátoru neklesá dostate?n? rychle p?i p?erušení dobíjení. Regulátor není schopen okamžit? zareagovat p?i pomalém poklesu nap?tí, rozsvítí se kontrolka dobíjení, i když se nic ned?je. Sta?í na chvíli n?co zapnout (sv?tla, motorek topení), dobíjení se obnoví a kontrolka zhasne. Je to jev výjime?ný a pouze u n?kterých typ? starších vozidel zahrani?ní výroby. Pom?že se?ízení regulátoru na nap?tí nad 14 V.
Devítidiodový alternátor:
(Alternátor mívá v?tšinou deset diod, desátá slouží jako p?ep??ová ochrana výstupního tranzistoru v regulátoru a jinak se p?ímé funkce dobíjení neú?astní.)
Funkce je stejná jako u šestidiodového alternátoru. Odlišnost je v nižší rychlosti nabuzení, protože proud budícím vinutím je omezen kontrolní žárovkou dobíjení, zpo?átku je výrazn? nižší a tedy magnetické pole slabší. Pro ?ádné nabuzení pot?ebuje po spušt?ní motoru dosáhnout vyšších otá?ek než alternátor šestidiodový. Jakmile k nabuzení dojde, není v rychlosti regulace rozdíl, protože se objeví na pomocném usm?r?ova?i plné nap?tí, ze kterého je poté buzení bez omezení napájeno. Výhodou devítidiodového alternátoru je velmi jednoduché p?ipojení kontrolní žárovky dobíjení a minimální vybíjení akumulátoru p?i zapnutém klí?ku zapalování a stojícím motoru. Jediný problém je rozdíl v úbytku nap?tí na hlavních diodách a diodách pomocného usm?r?ova?e. (Pro laiky - p?i pr?chodu proudu diodou v propustném sm?ru na ní vzniká úbytek nap?tí (p?iložte multimetr p?epnutý na m??ení stejnosm?rného nap?tí na rozsahu 2 V na vývody diod pod nap?tím a m?žete se p?esv?d?it), jeho velikost je daná druhem a technologií výroby. K?emíkové diody, které se výhradn? používají v usm?r?ova?ích alternátor?, mají úbytek v rozsahu cca 0,55 až 1,5 V podle výkonové zatížitelnosti a momentální velikosti proudu. O tuto hodnotu se sníží nap?tí, na které je dioda p?ipojena. Proto i alternátor má vnit?ní nap?tí o n?jaký ten volt vyšší. Úbytek nap?tí vzniká u všech polovodi?ových sou?ástek, jen jeho velikost se liší.) Úbytek na hlavním usm?r?ova?i se siln? m?ní s odb?rem od cca 0,65 do 1,1 V, úbytek na usm?r?ova?i pomocném se prakticky nem?ní a je na úrovni 0,6 V, protože odb?r proudu p?es n?j je dán jen konstantním odporem budícího vinutí. Regulátor devítidiodového alternátoru m??í nap?tí na pomocném usm?r?ova?i a podle n?j reguluje. P?i malém odb?ru v ?ádu n?kolika ampér? jsou úbytky obou usm?r?ova?? prakticky stejné. Pokud se odb?r zvýší, vzroste rozdíl mezi usm?r?ova?i a nap?tí na svorce B+ - které nás hlavn? zajímá - o tento rozdíl poklesne. K tomu je zapot?ebí p?ipo?ítat ješt? vliv rozdílného zvln?ní dvoucestného usm?r?ova?e hlavního a jednocestného u pomocného usm?r?ova?e a rozdíl m?že dosáhnout i 0,6 V. Mít 14,0 V a nebo jen 13,4 V je pro dobíjení akumulátoru dost podstatný rozdíl. U kontaktních regulátor? je možné si p?itažením pružiny nastavit nap?tí vyšší asi na 14,3 V, aby ob? hodnoty byly v p?ijatelných mezích, u polovodi?ových regulátor? starší PALovácké konstrukce bylo možné proškrábnutím nastavovacích odpor? ud?lat totéž, jenže nové hybridní a nebo úpln? zalité nastavit nijak nelze. Pom?ckou m?že být zapojení t?íampérové diody v propustném sm?ru (katodou k regulátoru, katoda je vždy na diod? n?jak ozna?ena) mezi svorku R (D+) na alternátoru a tutéž svorku na regulátoru (úsp?šn? vyzkoušeno). Pokud by 0,6 V bylo moc, lze použít stejn? dimenzovanou diodu Schottkyho, která má úbytek asi polovi?ní. (Nebo po?ád jezdit se zapnutými sv?tlomety.) Nejlepší ?ešení je, pokud to n?kdo umí, postavit regulátor nový, který bude mít o jeden kablík více, který p?ipojí na svorku B+ a podle nap?tí na této svorce bude regulovat. Proud musí omezit na hodnotu okolo 1 mA, aby se p?íliš nevybíjel akumulátor a na druhé stran? se do n?j neindukovalo rušivé nap?tí (také vyzkoušeno, nam??en pokles p?i zm?n? zát?že maximáln? o 0,05 V). U vestav?ných regulátor? nelze upravit v?bec nic, pokud nemají voln? p?ístupné pat?i?né svorky. Ty lze najít jen u konstrukcí s regulátorem spole?ným s držákem uhlík?, kde v?tšinou bývá volný kablík s fastonem. Nové konstrukce vestav?ných regulátor? jsou už ?ešené s ohledem na tento problém. Sice p?esn? nevím jak jsou vnit?n? zapojeny, ale p?i m??ení jsem žádné odchylky p?i zm?n? zát?že nezjistil. N?které jsem vid?l s o?kem nasunutým i na svorku B+, tam není nad ?ím p?emýšlet. Jedním z ?ešení by bylo použití speciálního obvodu, který by podle nap?tí na pomocném usm?r?ova?i a velikosti budícího proudu (ten je lehce spo?itatelný podle pom?ru doby sepnutí proudu do budícího vinutí a podle ur?ité závislosti odpovídá výstupnímu proudu) p?i?ítal korek?ní hodnotu rozdílu úbytk? nap?tí.
?innost kontaktního regulátoru:
Pohyblivý kontakt, p?ipojený na volný konec budící cívky, je v klidu nebo p?i podp?tí v horní poloze a dotýká se kontaktu p?ipojeném na kladné nap?tí. P?i pomalém zvyšování nap?tí se dosáhne hranice, kdy se za?ne p?sobením síly elektromagnetu pohybovat sm?rem k dolní poloze, kontakt se rozepne a p?eruší p?ívod proudu, te? proud prochází do budící cívky p?es výkonové rezistory (na spodku krabi?ky), které mají za úkol omezovat jisk?ení na kontaktech a hlavn? mírn? p?edbuzovat alternátor p?i rozepnutí kontakt?, aby nap?tí tak rychle neklesalo. (Mechanický kontakt nemá spínací rychlost tranzistoru a jeho spínání je t?eba rychlostn? omezit. V ur?itém režimu dochází k situaci, kdy se pohyblivý kontakt "dlouhodob?" nachází v mezipoloze mezi horním a dolním pevným kontaktem a proud p?es rezistor sta?í udržovat nap?tí na požadované výši.) Pokud se nap?tí dále zvyšuje, p?itáhne elektromagnet pohyblivý kontakt na doraz a tím ho propojí s dolním pevným kontaktem, který je ukost?en. Dojde k odbuzení alternátoru, nap?tí klesne, elektromagnet neudrží pohyblivý kontakt v dolní poloze, ten se op?t spojí s horním kontaktem a celý cyklus se opakuje. Rozdíl t?chto nap?tí vzhledem k setrva?nosti pohybu mechanických komponent? bývá vyšší, než u polovodi?ových regulátor?, b?žn? okolo 0,6 V, výstupní nap?tí je více zvln?no. Nap?tí se se?izuje za chodu a zatížení p?ihýbáním držáku vratné pružiny pohyblivého kontaktu. P?i se?izování je nutné vycházet z technických údaj? výrobce, kde jsou p?edepsané všechny vzdálenosti kontakt? mezi sebou. Každopádn? se p?i p?itažení nesmí dotýkat pohyblivý kontakt jádra elektromagnetu, protože se má silnou snahu magneticky lepit. P?i ur?itém nep?esném nastavení má regulátor snahu kmitat na horním kontaktu a zp?sobuje rušení autorádia, po zvýšení zát?že (sta?í rozsvícení osv?tlení kabiny (2x5 W)) jev zmizí. (A mohl bych pokra?ovat donekone?na, jak díky regulátoru dvakrát sho?ely ob? H4 a neodhalili to ani v servisu, kdy regulátor po spušt?ní motoru vždy n?kolik sekund nereguloval a nap?tí p?esáhlo 17,5 V, kdy jinak dobré H4 z Tesly odešly na v??nost. Potom se umoud?il a vše bylo v po?ádku, nap?tí bylo na 14,1 V.)
Jestli ješt? n?jaký takový máte v aut?, použijte plochý šroubovák ?. 4 a trubkový klí? ?. 8 k odmontování a vho?te ho ladným obloukem do nejbližší popelnice. Nový polovodi?ový se dá po?ídit za 250 K?, na vrakovišti do 50,- K?. Pro? - protože vzhledem k roku ukon?ení výroby musí být všechny d?kladn? opot?ebené, kontakty pat?i?n? opálené a snažit se je se?izovat je práce zralá pro pozd?jší návšt?vu docenta Chocholouška (lé?ebna Bohnice). Pro správnou ?innost musí být pohyblivý kontakt v p?esn? definované pozici v??i kontakt?m pevným a v??i jádru elektromagnetu a to se nedá p?i opálených a broušením "ožužlaných" dotycích realizovat. N?kolikrát jsem se o to bláhov? bez úsp?chu pokoušel. Navíc jsou povoleny pouze pro alternátory do 42 A.
Pokud si n?kdo z vás chce regulátor postavit, nesmí zapomenout na n?kolik v?cí. V prvé ?ad? všechny tranzistory musí b?hat ve spínacím režimu, p?ípadný opera?ní zesilova? zapojit jako komparátor s hysterezí, sta?í 741. Byla sice p?ed n?jakými dvanácti lety v AR publikována analogová verze s MAA 723, ale tranzistor se neúm?rn? h?eje a jak se v 85° C chladí mi také není moc jasné, navíc ?eská verze 723-ky byla dost poruchová. (Pokud se vyznáte v ?innosti tranzistoru, víte, že v lineárním režimu musí být na C-E minimáln? 3 V, aby byl schopný regulace. O toto nap?tí se sníží napájení budícího vinutí a zákonit? i budící proud, alternátor nebude schopen maximálního výkonu.) Jeden dva kusy mohly pracovat spolehliv?, ale p?i opakování výroby nemáte záruky. Výstupní tranzistor dimenzujte aspo? na 60 V / 8 A, protože je nutná ?ádná rezerva (cenov? dnes mezi 4 A a 8 A není velký rozdíl), bázi po?ádn? "nakrmit", ve spínacím režimu je ß okolo 20, já dávám Darlingtony (ß asi 200) - na spínací rychlosti v?bec nezáleží, lze použít jakýkoliv spínací typ. Použítelné je zapojení s NPN i PNP výstupním tranzistorem, PAL dával NPN, protože tehdy v sortimentu Tesly vhodný PNP nebyl. Budící tranzistor blokovat keramikou cca 150p (jinak radostn? kmitá). Jako referen?ní zdroj je skv?lý TL 431, h?ál jsem ho pájkou a nap?tí se prakticky nehnulo. Hystereze je optimální okolo 0,2 V, p?i menší se tranzistory mají snahu rozkmitat. Je pot?eba uvažovat zvln?ní nap?tí, akumulátor n?co sice vyfiltruje, ale pomocný usm?r?ova? se kroutí dost. Rezistory od B+ na kostru jako d?li? dohromady asi 10 kOhm. P?ípadné trimry cermetové, osv?d?il se typ TP 095. Vše d?kladn? umýt lihem od kalafuny a po odzkoušení a nastavení (nejlépe spolu s alternátorem) d?kladn? nalakovat v?etn? sou?ástek. Mezi vývod M (DF) a kostru zapojit diodu katodou k M, zachycuje nap??ové špi?ky p?i zav?ení tranzistoru, p?íliš se na desátou diodu v alternátoru nespoléhejte, nemusí tam v?bec být. Není marné se podívat, jak byl ?ešen originál z PALu, hlavn? zapojení u svorek 15/54 a M. Regulátor se dá postavit do 100 K?.
Pro? kontrolka dobíjení svítí a potom zhasne - oby?ejná žárovka 12 V / 2 W je p?ipojena jedním kontaktem p?es sk?í?ku zapalování na kladný pól (plus). Druhý kontakt vede p?ímo na vývod pomocného usm?r?ova?e (R, D+), kam je p?ipojen i regula?ní tranzistor. P?es otev?ený tranzistor je p?ipojena na jeden z konc? budícího vinutí (M, DF). (Druhý vývod budícího vinutí je ukost?en - na mínus.) Po zapnutí zapalování za?ne protékat z kladného pólu proud p?es žárovku (odpor asi 80 Ohm), tranzistor a budící vinutí (odpor cca 6 Ohm je vlastn? skoro zkratem) na kostru a žárovka se rozsvítí. Po spušt?ní motoru se za?ne zvyšovat nap?tí na pomocném usm?r?ova?i, tím se oba kontakty žárovky dostávají na stejný nap??ový potenciál a žárovka zhasne bez ohledu na stav regula?ního tranzistoru. Uv?domíme-li si, že pr?chodem neomezovaného proudu z pomocného usm?r?ova?e p?es budící vinutí se na vinutí objeví tém?? plné nap?tí (op?t Ohm?v zákon), stav tranzistoru proto za provozu na svit žárovky nemá vliv. Vše platí i p?i obrácené polarit? zapojení (budící vinutí je "ukost?eno" na kladný pól (plus)), která je dost používaná u francouzských aut. U šestidiodových alternátor? je vše ?ešeno odpojením kontaktem pomocného relé.
Pokud se nad tím d?kladn? zamyslíte, pochopíte, že žárovka m?že plnit svoji funkci pouze v p?ípad?, že alternátor nedává v?bec žádné nap?tí. Její funkce je dána rozdílem nap?tí v síti vozidla a na pomocném usm?r?ova?i. Pokud alternátor dává nap?. 13,2 V (b?žná hodnota u kontaktních regulátor? po n?kolika letech provozu bez se?izování), zhruba toto nap?tí bude zcela ur?it? mít i akumulátor a tedy rozdíl je nulový. Navíc p?i rozdílu nap?tí mezi akumulátorem a alternátorem zhruba do hodnoty okolo 3 V se není žárovka schopna rozsvítit (jen slab? žhne, což nemusí být na p?ístrojové desce viditelné) a tak nedostate?né dobíjení nesignalizuje. Pokud se rozsvítí, alternátor je úpln? odbuzený. K tomu dochází pouze p?i nízkých otá?kách volnob?hu, kde alternátor nemá dostate?né otá?ky pro pot?ebný odb?r proudu. (Pokud se kontrolka rozsvítí za vyšších otá?ek motoru, s nejv?tší pravd?podobností praskl ?emen pohonu, okamžit? vypn?te motor! Klínový ?emen pohání zárove? vodní ?erpadlo a zastavení pr?toku kapaliny okamžit? zvýší teplotu motoru do nebezpe?ných hodnot. Prasklá hlava n?kde na druhé stran? republiky jist? na nálad? nep?idá.) U šestidiodového alternátoru se pe?livým nastavením pomocného relé signalizace nedostate?ného dobíjení nastavit dá.
Alternátor je za?ízení s malou ú?inností, v nejlepším režimu v oblasti nízkých otá?ek dosahuje asi 45% ú?innosti, potom ú?innost celkem rychle poklesne asi na 33% a s dalším r?stem dále klesá, na což mají nejv?tší vliv aerodynamické odpory nevyužitého v?tráku. Proto zvláš? velké p?evody, dobré p?i dobíjení na volnob?h, nejsou z energetického hlediska vhodné. Také konstrukce alternátoru není technicky dokonalá, byla pln? pod?ízena ú?elu použití v automobilu (nízká hmotnost a malé rozm?ry). Ideálem by bylo p?epínání p?evodových pom?r? aspo? ve t?ech stupních ?i plynulá regulace otá?ek. Takže pokud máte v aut? zapojených 0,6 kW spot?ebi?? (všelijaké 180 W žárovky atd.), tak na jejich provoz odebíráte zhruba 2 kW výkonu motoru a 1,2 l/100 km benzínu (z praxe se po?ítá na každých 100 W odb?ru 0,2 l/100 km - skute?n? se mi na firemní Felicii o 0,25 l/100 km spot?eba p?i jízd? s rozsvícenými sv?tlomety zvýšila). R?zné studie automobil? s minimální spot?ebou se i tímto problémem zabývají a používají speciální konstrukce alternátor? s ú?inností až dvojnásobnou. Škoda že už nejsou na trhu.
Praxe:
Alternátoru sta?í ke št?stí jen správn? napnutý ?emen, (všechny t?i ?emenice by m?ly být v ose) a d?kladn? elektricky p?ipojené kontakty (kontakty platí i pro regulátor, hlavn? ?ádn? ukost?it). Celkem si toho nechá hodn? líbit, jediné co nemá rád, je odpojení zát?že za provozu, kde je vysoké nebezpe?í pr?razu diod p?ep?tím. Kdo má starší typ škodovky, kde byl vodi? od svorky B+ alternátoru ke spoušt??i a pak dále k pojistkové sk?í?ce o pr??ezu (ne pr?m?ru!) 4 mm2, doporu?uji p?idat další minimáln? 2,5 mm2, vým?na za 6 mm2 je pracná. Vždy po?ítejte na 1 mm2 s asi 10 A. Vodi?e (typu lanko, aby byl dostate?né ohebný oproti klasickému drátu) se vyráb?jí v ?ad? 0,15 - 0,35 - 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 mm2 atd. v r?zných barvách izolace. V automobilech se používají všechny barvy krom? tzv. žlutozelené (pruhy zelené a žluté barvy), vyhrazené pro ochranný vodi? v silnoproudých za?ízeních. R?zné barvy jsou nutné pro odlišení mezi sebou, protože vodi?e jsou staženy do svazk? a p?i opravách se lépe hledají p?íslušná vedení. Ve vozidlech jsou krom? propojení akumulátoru se spoušt??em používány rozm?ry od 0,75 do 6 mm2. Odizolované konce vodi?? chráníme nalisovanými koncovkami, p?ípadn? nalisujeme o?ko nebo vidli?ku. Po?ádné klešt? na koncovky, kterými si neublížíte, stojí okolo 700,- K? a pot?ebujete minimáln? dva typy. V nouzi se dají použít kombina?ky a sikovky, ale spoje nevypadají hezky. Ocínování konc? vodi?? bych moc nedoporu?oval, cín p?i utažení šroubkem p?i velkých proudech teplem m?kne, tím se zvýší p?echodový odpor a s dále se zvyšující teplotou nakonec vyte?e a máte po spoji. Pájet lze spolehliv? o?ka a vidli?ky, pokud ovšem máte správný typ. Nyní používaná o?ka s barevným plastovým krytem (barva udává velikost vodi?e, pro který je ur?eno) se moc dob?e nepájejí. Pokud nastavujete vodi?, jako spojku bu? automobilové zama?kávací (pro?ezávající izolaci) spojky, nebo klasickou elektriká?skou "?okoládu". Takové ty zakroucené spoje omotané izola?ní páskou jsou ?astým zdrojem poruch a používejte je jen v nouzi. Když si vzpomenu na známého, který má na škodovce centrální zamykání s dálkovým ovládáním s imobilizérem a odpojené vložky zámk? a vnit?ní kliky od zamykání (aby se mu tam a také p?ípadn? ven nikdo nedostal!), který si p?ipojení na napájení od pojistkové sk?í?ky provedl tímto zp?sobem, kde spoj zabezpe?il "propájením" - jakási koule cínu na povrchu zkroucených vodi?? - a tento spoj mu povolil, je vám jasné, jak se dostával dovnit? - rána kladivem do okna, protože všechny zámky m?l zakrytované proti vn?jšímu vniknutí.
Velký problém nastal s ukon?ením výroby klasických klínových ?emen? (bez vlnkovitých zoubk? na vnit?ní stran?). Nové ?emeny sice snesou menší polom?r ohybu (malý pr?m?r ?emenice) a jsou z lepšího materiálu, ale nevyráb?jí se v rozm?ru 9,5 x 1000 (ší?ka x obvod). P?vodn? Š 1000 MB - Š 100 m?ly rozm?r 10x 1000 a na v?trák 10x1050. Pozd?ji se z n?jakých snad úsporných d?vod? (za bolševika ?lov?k kolikrát žasnul nad logikou konání) p?ešlo na rozm?r 9,5. Celé roky to fungovalo, ale s koncem bolševika v ?echách se objevily již zmi?ované zoubkované ?emeny s rozm?rem 10. A to je problém. ?emeny se nevejdou do drážek celé a tak není pln? využita t?ecí plocha ?emenu pro p?enos výkonu. ?emeny prokluzují (pískají p?i zm?n? otá?ek za rozsvícených sv?tel) a je nutné je více napínat, což moc ložisku v p?edním víku nesv?d?í. Navíc se menší sty?ná plocha více h?eje a tím se zkracuje životnost ?emene. P?esoustružení ?emenice alternátoru a ?emenice na klikové h?ídeli toho moc nevy?eší, protože ?emenice vodního ?erpadla je výlisek z plechu a ten se moc upravit nedá. Tato ?emenice sama bude stejn? úsp?šn? ni?it ?emen jako všechny ostatní dohromady. U vícedrážkových ?emenic problém není, norma EHK je relativn? nová a našt?stí bez zásah? bolševika. ?emenice na motoru jde p?ehodit z Felicie, alternátor je možné p?i úprav? držáku použít celý z Felicie (mám v aut?, jde to celkem dob?e p?izp?sobit), ovšem problém je s ?emenicí vodního ?erpadla, Felicie má odlišný h?ídel a je nalisovaná, chce to soustruh a n?co vymyslet (nejlépe vyrobit novou). Já jsem se s tím nepáral, použil jsem ?ernou ?emenici z alternátoru Favorita o pr?m?ru 60 mm (p?vodní m?la 70 mm a byla šedozelená) na alternátor 70 A z Felicie a ponechal p?vodní ?emen 10x1000. Není to sice "košer", ale vzhledem k minimu kilometr?, co s tímto vozidlem najezdím, zatím nehodlám investovat peníze do složit?jších úprav. Klínový ?emen stojí 60,- K?.
Klínový ?emen - p?enáší výkon t?ením jen a pouze svých klínových bok?, pokud se dotýká vnit?ní stranou dna drážky ?emenice, je nevhodný a bu? namontujeme širší ?emen, nebo vym?níme již opot?ebovanou ?emenici. P?evod je klidný, tichý a vyzna?uje se skluzem okolo 1-2%. Nem?l by být extrém? napnut (p?i délce asi 50 cm mezi ?emenicemi se musí p?i síle 20 N uprost?ed dráhy prohnout asi o 10-15 mm. Lze jej ohýbat jen v jednom sm?ru a úhel opásání ?emenice pro spolehlivý p?enos výkonu musí být v?tší než 90° (lze použít sestavu max. o t?ech ?emenicích pat?i?n? umíst?ných v??i sob?). ?emeny sice snáší oleje a benzíny, ale pro provoz mají být suché. Ú?innost p?evodu je 95-98%. Rozm?ry a úhly klínu jsou normalizované, b?hem vývoje dosáhly díky novým materiál?m zna?né spolehlivosti a prasklý ?emen ukazuje na lajdáckost majitele, kdy se hloup? snaží ušet?it pár korun a v?as ho nevym?ní.
Vícedrážkové ?emeny se vyzna?ují vyšší sty?nou plochou a tedy p?i zhruba stejných rozm?rech vyšším p?enášeným výkonem. Po?et drážek se liší podle p?enášeného výkonu, také normalizováno. V p?edminulém desetiletí se díky vývoji neskute?n? ohybov? odolným materiál?m poda?ilo realizovat oboustranný vícedrážkový ?emen, který je schopen ohybu na ob? strany a tak se m?že pomocí jediného ?emene pohán?t více než 3 ?emenice dalšího p?íslušenství (vid?l jsem i 7). ?emenice se st?ídají tak, že se vždy m?ní sm?r ohybu a tak je dosaženo velkého opásání ?emenem. Protože všechny ?emenice mohou být v jedné ose - jeden ?emen si sám sob? nep?ekáží - výsledkem je významná úspora místa v motorovém prostoru.
Opravy:
P?i demontáži si všimn?te stavu uhlík? a sb?racích kroužk?. Pokud jsou v kroužcích vyd?ené už zna?n? hluboké drážky, použijte nový rotor, protože p?i soustružení se ?asto uvolní vodi? z místa p?ipojení ke kroužku a zp?t už ho nedostanete (na pájení cínem zapome?te, spoj nevydrží vysoké otá?ky). P?i soustružení kroužk? nezapomenout nakonec p?ebrousit papírem ?. 180 a nakonec p?eleštit lapovacím papírem, jinak stopa od nože p?sobí na uhlíky jako fréza. Kontrola diodového bloku chce trochu znalosti elektroniky, p?esný stav se dá zm??it jen p?i zát?ži plným proudem sledováním pr?b?hu usm?rn?ní na osciloskopu. (Diodové bloky jsou dnes dostate?n? spolehlivé a odolné, závady se tém?? nevyskytují. Elektronika je známá tím, že se odporou?í bu? po krátké dob? provozu, nebo až po mnoha letech. Proto závady na diodách bývají nej?ast?ji zp?sobeny výrobními vadami diod.) Všechno ?istit technickým benzínem, uhlíkový prach s mastnotou jde krásn? dol?. Po smontování se alternátor musí bez odporu protá?et a nesmí být slyšet žádný hluk. Hu?ivý hluk sv?d?í o vad? ložisek, ?ast?ji toho v p?edním víku. Pískání také. Rotor nesmí zachytávat o stator, d?vod je nutné okamžit? zjistit. Uhlíky se musí v držácích pohybovat voln? a pokud možno s v?lí, ve styku s kroužky nemají vydávat tém?? žádný zvuk. N?kdy se alternátor po spušt?ní motoru nechce nabudit (u dynama nelze po rozmontování vždy), sta?í p?i mírn? zvýšených otá?kách vodi?em propojit krátce svorky B+ a M (DF).
Alternátor z Favoritu se proti alternátoru z Š 105-130 (oba 55 A) krom? tvaru a vestav?ného regulátoru liší ost?ejší charakteristikou náb?hu nap?tí, cívky statorového vinutí mají o jeden závit více. Proud 37 A je dosažen již p?i 2 000 ot/min. oproti 2 700 ot/min. starého provedení (otá?ky alternátoru!). Proto p?i volnob?hu dobíjí více než škodovácký. Pokud použijete menší ?emenici (a ?emen o 25 mm kratší), máte p?i stejných volnob?žných otá?kách proudu ješt? více. Uv?domte si, že proud cca 50 A je dosažen u Fa již p?i 3 000 ot/min.!
Na starý typ alternátoru lze malou ?emenici z Fa namontovat jen s použitím vymezovací podložky mezi ?emenici a v?trák (asi 3 mm, radši p?esn? zm??te), protože je nižší. Pr?m?r h?ídele je stejný. Vým?na alternátoru z Fa do škodovky je možná, ale spodní originální držák (tyto alternátory se v posledním roce výroby montovaly do Š 135-136) není k sehnání a bohužel ani nevím, jak vypadal. Upev?ovací ?ásti vík jsou u obou provedení ?ešeny úpln? obrácen?, p?vodní m?l jednu širokou nohu, která se vsunula mezi vidlice držáku, nový vše p?esn? naopak. Držák z Fa je po úprav? použitelný, hlavn? nesmíte vy?adit z provozu šikmou vzp?ru pod alternátorem od bloku k držáku motoru se silentbloky (držák vzp??e p?ekáží, chce to pilník), hrozí ulomení bloku u rozvodového víka! A dodržet souosost ?emenic! Kabel M (DF) od p?vodního regulátoru úpln? vymontujte, u napájecího kabelu (pokra?uje k zapalovací cívce) zaizolujte faston u p?vodního regulátoru proti dotyku s kostrou, totéž s kabelem R (D+). Prodloužený konec kabelu R p?ipojte na svorku D+ na alternátoru (hned vedle regulátoru). To je vše co mu sta?í ke št?stí.
Montáž alternátoru z Felicie 70 A do škodovky:
Držák jsem ponechal p?vodní a do n?j pomocí svorníku M10 a šesti matic, dvanácti podložek rovných a šesti pružných podložek upevnil alternátor. Horní držák jsem oto?il a drážku propiloval pro pr?chod šroubu M10 na p?išroubování horní nohy alternátoru. Spodní noha p?edního víka se musí opilovat asi o 3-5 mm z p?ední strany, aby se dosáhlo souososti ?emenic. Toto prove?te pe?liv?, pozd?jší demontáž je velmi pracná. Opilovaný držák se umístí z vnit?ní strany (jako mezi vidlice držáku) p?vodního držáku alternátoru. Snažte se sehnat alternátor spole?n? s konektorem pro kontakty dobíjení.
Zhruba postup: Demontujte p?vodní alternátor. Svorník M10 u?ežte asi o 50-60 mm delší, než je vn?jší vzdálenost spodních noh alternátoru. Horní držák demontujte a propilujte drážku na rozm?r asi 10,5 mm. Pro utažení matic svorníku doporu?uji odmontovat krycí plech motoru p?ed alternátorem, aby se uvolnil prostor pro ná?adí. Te? je d?ležité dodržovat níže uvedený postup, aby se správn? se?adily jednotlivé podložky a matice z d?vodu správného utažení. Na jeden konec svorníku našroubujte matici, aby zhruba lícovala s koncem svorníku, nasa?te pérovku a plochou podložku, provlékn?te zezadu zadní nohou alternátoru. Nasa?te podložku, pérovku a dv? matice, pérovku a podložku tak, aby asi 20 mm závitu p?e?nívalo, vše je volné, neutahovat. Provléknout zadním otvorem držáku alternátoru, nasadit podložku, pérovku a matici a te? šroubováním všech t?í matic posunout svorník o tolik dop?edu, aby se dala nasadit další matice, pérovka a podložka. Potom op?t šroubovat dokonce ?ty?mi maticemi tak, aby svorník prošel p?ední nohou a nakonec otvorem p?edního držáku. Zakon?íme navle?ením podložky, pérovky a poslední matice. Vše srovnáme, aby svorník zhruba stejn? p?e?níval na ob? strany. A te? utahování. (Jde to pro špatnou dostupnost matic pomalu.) Alternátor nejd?ív utáhneme ob?ma maticemi u p?ední nohy p?im??en? tak, aby bylo možné s alternátorem v?tší silou otá?et, potom "na krev" dotáhneme prost?ední matice. Zkontrolujeme rovnob?žnost ?emenic, alternátor má snahu se díky v?tším otvor?m v držáku natá?et k motoru, p?ípadnou nesouosost odstraníme (budete t?eba muset alternátor vymontovat a vidlice držáku p?ihnout - kladivo pat?í také mezi ná?adí). Nakonec ?ádn? dotáhneme zadní matice pouze p?es vymezovací vložku nohy alternátoru, nedotýkat se podložkami hliníkové nohy, pak jde alternátorem pooto?it pro napnutí ?emene. Namontujeme horní napínací držák obrácen? (vyklon?ním dovnit?) a šroubem M10x25 s pérovkou a podložkou p?im??en? dotáhneme, p?ípadnou v?li mezi držákem a horní nohou alternátoru vymezíme podložkami. Nasadíme ?emen a p?im??en? napneme. Zkontrolujeme dotažení všech šroub? a matic. P?ipojte hlavní p?ívod na svorku B+. Konektor alternátoru má dva kontakty, jeden je nep?ipojený a nelze na n?m nam??it v??i kost?e v?bec nic. Druhý vykazuje ur?itý odpor nebo p?i m??ení úbytku (jakoby jste m??ili diody, multimetry mají na to speciální m??ící polohu ozna?enou symbolem diody) nap?tí nam??íte v obou sm?rech hodnotu do 1 V. (Pokud nemáte multimetr, p?i zapnutém zapalování p?iložte kabel R na jeden z nich a pokud se kontrolka rozsvítí, je to ten správný.) Na tento kontakt p?ipojte bu? pomocí originálního konektoru nebo nejmenšího fastonu vodi? R (D+) od p?vodního regulátoru (vede na kontrolní žárovku). P?i zapnutí klí?ku se musí kontrolka rozsvítit. Nastartujte a pokud kontrolka zhasne (v?tšinou rychleji než u p?vodního provedení), máte vyhráno, multimetrem m?žete zkontrolovat dobíjecí nap?tí. P?i volnob?hu není poznat pokles nap?tí i s rozsvícenými sv?tly a zapnutém motorku topení, ov??eno i m??ením nap?tí. Bohužel se po?ád drží n?kde na 14,5 V. Po pár dnech zkontrolujte napnutí ?emene.
U Fabie je druhý vývod konektoru údajn? p?ipojen k po?íta?i, který v p?ípad? závady alternátoru motor okamžit? vypne (asi praskl ?emen a tímto se zabrání uva?ení motoru). Nepracuji v servisu a toto mi ?íkali mechanici. Proto pozor na použití t?chto alternátor? (originální konektor na alternátor z Felicie má jen jeden vodi?, tady budou asi dva), protože nemusí být poznat, který je to vývod a m?žete n?co necht?n? odprásknout.
Ješt? jedna zajímavá vlastnost alternátoru. I p?i velmi malém nap?tí na buzení se dokáže p?i vysokých otá?kách dostate?n? nabudit, aby bylo možné spustit motor i s vybitým akumulátorem (nap?. ponechaná rozsvícená sv?tla po celou pracovní dobu). Akumulátor po vypnutí sv?tel n?jaké malé nap?tí vykáže, pokud p?i roztahování necháte motor vyto?it n?kam okolo 4 000 ot/min. (spoušt?t se sešlápnutým plynovým pedálem!), alternátor dokáže dát pot?ebný proud pro zapalovací soustavu a motor nasko?í. Problémem jsou vst?ikovací motory, kde proudový odb?r palivového ?erpadla a celého palivového systému p?esahuje možnosti takto buzeného alternátoru, v?tšinou se takové vozidlo roztáhnout nedá. Potom pomohou pouze startovací kabely (propojte mínus póly, odpojte kladný pól vybitého akumulátoru, na uvoln?ný kabel p?ipojte propojovací kabel kladné polarity a takto pomocí akumulátoru jiného vozidla spus?te normáln? motor. Až se ustálí otá?ky motoru, p?iložte spojené kabely na kladnou svorku vybitého akumulátoru, pokud možno utáhn?te objímku a teprve poté odpojte kabely. Vybitý akumulátor totiž okamžit? za?ne "cucat" energii z druhého akumulátoru a nemusí se poda?it motor spustit.)
Ješt? k používaným spojovacím prvk?m. To, že všechny šrouby atd. se používají minimáln? pozinkované, snad nemusím p?ipomínat. Tam kde nejsou velké nároky na pevnost, se dají používat na pozinkované šrouby mosazné nebo m?d?né matice. Na výfukové potrubí doporu?uji - pokud je to mechanicky možné - používat pr?chozí šrouby místo svorník? s maticemi, protože když utrhnu zreziv?lý šroub, dám jednoduše nový, ale u utrženého svorníku to m?že znamenat složité demontáže a odvrtávání. Dnes není problém sehnat za velmi p?ijatelnou cenu (prakticky stejnou, jako u pevnostních šroub?) kompletní sortiment nerezového spojovacího materiálu A2 nebo A4. Sta?í A2, je o n?co levn?jší. Na podvozky a výfuky jsou vynikající. Závity málo "používaných" a hlavn? nep?ístupných šroub? namažeme tukem A00, který dob?e odpuzuje vodu. Ostatní sta?í b?žnou vazelínou. Dobrá zkušenost je s Resistinem Car (?ervený na podvozky), i po dvaceti letech spoj bez problém? povolíte, to vám dosv?d?í veteránisté. Pozor na samojisticí matice s plastovou vložkou, které jsou ur?eny na jedno použití, po demontáži ztrácejí z velké ?ásti samojisticí schopnost a není záruka, že se neuklepou. Tam, kde se pravideln? n?co se spojem d?lá, používejte radši klasiku s pružnou podložkou. A hlavn? pracovat s po?ádným ná?adím TONA, Narex a podobných po?ádných firem, n?jaký "Hongkong vyráb?ný pro N?mecko" nechte d?tem na hraní.
Nakonec n?co z jiného soudku - když jsem se zmínil o "dobrých H4 z Tesly Holešovice", myslel jsem tím hlavn? jejich schopnost osv?tlovat v sou?innosti s parabolou rovnom?rn? vozovku tak, jak p?edepisuje p?íslušná norma (a také jak je pro oko ?idi?e nejlepší), což dnešní r?zné ELTY, Lucas atd. zrovna neumí. Jejich nevýhodou byla malá nap??ová odolnost, p?i vyšším nap?tí než asi 15,5-16V se spálily. Pokud tomu n?kdo nev??í, máte sami možnost postavit ve?er vozidlo p?ed bílou st?nu a vym??ovat žárovky r?zných výrobc? a pozorovat tvar stopy sv?telného paprsku, budete p?ekvapeni tím, co uvidíte. Bohužel žárovky Tesla asi vzhledem ke konkursu na podnik t?žko seženete.
Škodovká??m zdar!
Autor článku: CJ (Ji?í ?ech)
E-mail: jicech@quick.cz