Ich habe eine Geschichte gehört, dass eine schwache Fahrzeugbatterie eine Lichtmaschine zerstören oder einen vorzeitigen Ausfall der Lichtmaschine verursachen kann.
Stimmt das, oder ist das weitgehend erfunden?
Ihre Frage ist schwer zu beantworten, ohne dass Sie das Innenleben einer Lichtmaschine kennen.
Die Grundlagen. Wenn Sie ein Magnetfeld in die Nähe einer Drahtspule bringen, werden die Elektronen im Draht angeregt und es wird Strom erzeugt. Die Menge des erzeugten Stroms hängt von der Größe des Magnetfelds und seiner Geschwindigkeit ab. Je größer das Feld und je schneller es sich bewegt, desto mehr Strom wird erzeugt. Auch wenn Sie eine Drahtspule haben und einen Strom durch sie leiten, wird ein Magnetfeld erzeugt.
Ein Wechselstromgenerator hat 4 Grundkomponenten: Rotor, Stator, Spannungsregler und Brückengleichrichter.
Das ganze System ist für zwei Dinge ausgelegt. Erstens, die Batterie nach dem Anlassen des Motors wieder aufzufüllen. Zweitens versorgt es den Rest des Fahrzeugs mit Strom. Die Art und Weise, wie das Ganze zusammenarbeitet, ist, dass der Spannungsregler die Spannung des Systems erfasst und den Rotorstrom entsprechend anpasst. Wenn z. B. die Scheinwerfer eingeschaltet werden, stellt dies eine größere Last dar und senkt die Systemspannung. Der Spannungsregler erkennt dies und passt den Rotorstrom entsprechend an. Dann überholen Sie auf der Autobahn jemanden und treten das Gaspedal durch. Dadurch wird der Motor beschleunigt und die Systemspannung steigt an. Der Spannungsregler senkt den Rotorstrom, um die Systemspannung zu senken. Dieses Katz-und-Maus-Spiel geht im Ladesystem ständig weiter.
Wenn eine Lichtmaschine für einen bestimmten Ausgangsstrom, z. B. 100 A, ausgelegt ist, gilt dieser Wert bei 2000 U/min. Die Lichtmaschine kann bequem 100 A bei 2000 U/min abgeben. Er ist so ausgelegt, weil der typische Fahrbetrieb bei 2000 U/min liegt. Im Leerlauf dreht sich der Rotor langsamer und die Lichtmaschine ist nicht in der Lage, den vollen Nennstrom zu liefern. Im Leerlauf kann ein Ladesystem in Schwierigkeiten geraten.
Eine Batterie ist ein Schwein. Eine Batterie nimmt so viel Strom auf, wie sie will, und nicht weniger. Der benötigte Strom ist proportional zu ihrem Ladezustand. Eine entladene oder schwache Batterie ist sehr hungrig nach Strom.
Um es auf den Punkt zu bringen: Wenn ein Auto eine schwache Batterie hat, will diese Batterie viel Strom. Der Strombedarf der Batterie senkt die Systemspannung, so dass der Spannungsregler dies kompensiert, indem er mehr Strom durch den Rotor schickt. Im Leerlauf ist die Lichtmaschine nicht in der Lage, den benötigten Strom zu erzeugen. Dadurch sinkt die Systemspannung noch mehr und der Spannungsregler schickt den maximalen Strom durch den Rotor.
In diesem Zustand der maximalen Belastung bei minimaler Drehzahl tritt der Verschleiß auf. Bei der minimalen Drehzahl ist die minimale Kühlung durch den eingebauten Lüfter vorhanden. Bei maximaler Last drückt der Spannungsregler die maximale Strommenge durch den Rotor und durch die Bürsten und Schleifringe. Die Bürsten und Schleifringe werden heiß und ohne zusätzliche Kühlung durch den Lüfter verschleißen sie schneller.
Wenn die Drehzahl auf über 2000 erhöht wird, verbessert sich die Situation, da mehr Kühlung zur Verfügung steht und der Strom durch den Rotor abnimmt. Dadurch verschiebt sich leider der Verschleißpunkt von den Bürsten zum Brückengleichrichter, da dieser nun den maximalen Strom gleichrichten muss. Dies ist jedoch vorzuziehen, da der Brückengleichrichter ein Festkörperbauteil ist und wesentlich weniger verschleißanfällig ist.
Auf jeden Fall ja. Ich verkaufe jeden Tag Lichtmaschinen - und eine schlechte Batterie ist oft die Hauptursache für den Ausfall einer Lichtmaschine.
Eine Batterie mit einem Kurzschluss führt dazu, dass die Lichtmaschine für längere Zeit mit voller Leistung läuft, wenn nicht sogar kontinuierlich - und dafür sind sie nicht gebaut. Lichtmaschinen auf der ganzen Welt sind so gebaut, dass sie anfangs einen hohen Strom liefern, der sich verjüngt, wenn der zum Starten des Fahrzeugs verwendete Strom wieder aufgefüllt wird. Wenn sie ständig mit voller Leistung laufen, werden sie einfach überhitzt und die Gleichrichter fallen aus. *Siehe Bearbeitung unten
Wenn Ihre Batterie einen “offenen Stromkreis” hat, beginnt die Lichtmaschine entweder überhaupt nicht zu laden oder springt unregelmäßig von niedriger zu hoher Spannung. Dies führt zu einem vorzeitigen (oder sofortigen!) Ausfall des Reglers
Eine Batterie, die einfach keine Ladung annimmt, führt nicht unbedingt zu einem vorzeitigen Ausfall der Lichtmaschine, es sei denn, sie liegt dauerhaft auf einer niedrigen Spannung.
Hoffentlich hilft das?
*EDIT: Einige größere kommerzielle und Marine-Generatoren sind dafür ausgelegt, ständig mit voller Leistung zu laufen, aber ich habe nicht das Gefühl, dass Sie von diesen sprechen :) In 16 Jahren, in denen ich Teile für Lichtmaschinen verkaufe, habe ich noch nie gehört, dass die Bürsten und der Schleifring verschleißen und das Fett in den Lagern durch hohen Ladestrom im Leerlauf überhitzt. Diese Probleme werden durch andere Probleme verursacht, die nicht in den Rahmen dieser Frage fallen.
Eine Batterie, die einen internen elektrischen Kurzschluss hat, bei dem sich in der Regel eine der Platten gelöst hat und die benachbarte Platte berührt, führt dazu, dass die Lichtmaschine viel härter als normal arbeitet. Dies kann die Lebensdauer der Lichtmaschine verkürzen. Dieser Zustand wird normalerweise schnell entdeckt, da die Batterie in diesem Fall nicht gut funktioniert.
Wenn Lichtmaschinen oder Motoren härter arbeiten, erzeugen sie mehr Wärme. Der Generatorschaden wird in diesem Szenario durch Hitze verursacht. Die Isolierung an den Rotorwicklungen kann beschädigt werden. Das Fett in den Lagern kann überhitzt werden, um nur ein paar Probleme zu nennen. Die meisten Generatoren sind so ausgelegt, dass sie nur für kurze Zeit die maximale Nennleistung erzeugen. Die Systemauslegung sieht vor, dass der Generator die Batterie weniger als fünf Minuten lang lädt und dann auf eine Laderate von weniger als 10 % seiner maximalen Nennleistung abfällt.
Damit eine Lichtmaschine funktionieren kann, benötigt sie eine funktionierende Batterie. Der Batteriestrom ist erforderlich, um die Feldspule zu erregen, die das für die Lichtmaschine erforderliche Magnetfeld erzeugt, um Energie zu erzeugen. Die Lichtmaschine sendet 5 Amperestunden bei ca. 3000 U/min an die Batterie und der Rest der Leistung geht an alle anderen Systeme im Auto. Die primäre Funktion einer Autobatterie ist das Starten des Fahrzeugs. Sobald das Fahrzeug gestartet ist, übernimmt die Lichtmaschine die komplette Aufgabe. Im Inneren der Lichtmaschine befindet sich eine Reihe von Dioden, die den Wechselstrom in gleichgerichteten Gleichstrom umwandeln. Manchmal fallen diese Dioden aus und leiten Wechselstrom in den Regler, wodurch dieser zerstört wird. Die Batterie wirkt wie ein Kondensator mit sehr großer Kapazität. Wenn Gleichstrom angelegt wird, speichert sie Energie. Wenn Wechselstrom an einen Kondensator parallel angelegt wird, wirkt er wie ein Kurzschluss, der den Regler weiter zerstört und die Wicklung der Lichtmaschine kocht. Die hat auch die Wirkung der potenziellen ernsthaft zerstören die Batterie als auch, wenn sie nicht repariert.