Alternadores e motores de partida modernos: Funcionamento e diagnósticos

fornecimento de energia

 Esquema do circuito do alternador moderno O alternador é um transformador de energia mecânica em energia elétrica. De forma bem resumida, a energia mecânica, proveniente do motor a combustão em funcionamento, entra no alternador pela sua polia de acionamento e, por meio das bobinas trifásicas do estator e da bobina do indutor (rotor), gera-se a corrente alternada que na sequência é retificada pelos diodos retificadores (Fig.1). Existem muitos artigos que descrevem o princípio de geração desta corrente alternada e como ela é transformada em corrente contínua útil para alimentar a rede de bordo de 12 Volts do veículo, por isso não entraremos em muitos detalhes. O que pretendemos nesta matéria é explicar como um alternador moderno é gerenciado (regulado) e como realizar um diagnóstico profissional de seu funcionamento

[Fig.1] Circuito simplificado de um
alternador moderno]

As características mais relevantes de um
alternador moderno são:
• Possui somente diodos retificadores de
potência;
• As correntes de pré-excitação e de excitação
da bobina do indutor são provenientes
de “B+”;
• Possui detecção de rotação do seu eixo
através da conexão “V“;
• Possui detecção de sobretensão e sua respectiva
sinalização através do borne “L”;
• Sinaliza a carga de utilização através de
“DFM”;
• Possui função de rampa de corrente]de carga após a partida do motor.
O regulador de tensão também regula a
tensão em função da temperatura. Com o alternador
frio, a tensão é superior para garantir
uma melhor carga da bateria. À quente, a tensão
se reduz ligeiramente para evitar a formação
de gases na bateria.
O sinal “V” serve para detectar o regime
de rotação de marcha lenta do motor ou um
regime que exceda consideravelmente o regime
de partida. A comutação da pré-excitação
da bobina para a excitação completa depende
do sinal “V”. A função de rampa de corrente de
carga se inicia quando se detecta a rotação de
marcha lenta, o que explicaremos adiante.
Fornecimento de energia em veículos sem
gestão de carga
Nos veículos modernos sem gestão de carga,
as correntes de pré-excitação e excitação do
alternador fluem através de “B+”. No entanto,
o regulador de tensão energiza a bobina do indutor
(rotor) do alternador em função do sinal
proveniente de “L”, como explicaremos adiante.
A gestão do LED de aviso da carga da bateria
é realizada pela unidade de controle do
instrumento combinado J285, em função da
resposta do sinal proveniente de “L” (Fig.2).

Fornecimento de energia em veículos com gestão de carga Nos veículos modernos com gestão de carga, esta é realizada pela unidade de controle da rede de bordo J519 que possui uma conexão direta com a bateria do veículo. Por esta conexão é monitorada a tensão da bateria e, caso esta fique abaixo de um valor limite, a unidade de controle da rede de bordo toma a providência de desconectar ou solicitar a desconexão de consumidores elétricos de alto consumo de corrente, com o objetivo de restabelecer o equilíbrio do balanço energético da rede de bordo (Fig.3)

Com a gestão de carga, a corrente consumida pela rede de bordo do veículo será menor ou no máximo igual a gerada pelo alternador para evitar que a bateria se descarregue. Contudo, a gestão de carga não pode desconectar alguns consumidores, por exemplo, os de relevância para a segurança dos ocupantes. A gestão de carga intervém, depois de um tempo de retardo para ignorar picos iniciais de corrente dos consumidores, a partir de uma tensão da bateria menor que 12,7 V com o motor em funcionamento. Os bornes pelos quais a J519 capta a tensão diretamente da bateria são chamados de “30 Ref” e “31 Ref”. Esta tensão pode ser visualizada nos blocos de valores de medição da J519. Quando a tensão da bateria é inferior a 12,7 V, não está garantida a carga da bateria e uma série de providências são tomadas: • Aumento do regime de rotação de marcha lenta para gerar uma tensão de carga maior do alternador; • Redução da potência dos consumidores ou, inclusive, a sua desconexão. Existe uma hierarquia a ser respeitada na sequência de desconexão destes consumidores que geralmente se inicia nos de menor percepção para o condutor (por exemplo: o aquecimento dos espelhos re trovisores) até os de maior percepção por exemplo do ar condicionado.