|
הקדמה מאמר זה בא לסכם את הידע אותו אספתי במהלך שבועיים בהם נתקלתי בבעיית טעינה שהייתה לי בג'יפ וכתוצאה ממנה - המחקר שעשיתי בנוגע לאלטרנטור המותקן אצלי בג'יפ, מסוג דלקו SI, מהותו ושיפוצו. רוב החומר נאסף ממספר אתרים ברשת (קישורים תוך כדי ובסוף), מדיונים שרצו בג'יפולוג וממידע שליקטתי. מעט הוא פרי הסקת מסקנות אישית, ניתוח המעגל החשמלי, וניסיון מר בדיאגנוזות שגויות. הרבה מהתמונות המלוות את המאמר הורדו מהרשת ולא צולמו על ידי (חלקן לטובה, חלקן לרעה) ואני מרגיש צורך לציין זאת כדי לא לפגוע בזכויות יוצרים. ולסיכום, מחובתי לציין כי חלקכם ימצאו תהליך זה מיגע ושאינו כדאי כלכלית (בהנחה שהולכים לחשמלאי מקצוען) היות והחיסכון בלבצע עבודה זו לבד מסתכם בכמה מאות שקלים בלבד. אבל ההנאה... אח... אין תחליף. בחרתי לתת הקדמה על מבנה האלטרנטור ואופן פעולתו היות ונתקלתי בחוסר מסוים במידע המספק הסבר כולל המאפשר לכל אחד מאיתנו להבין מה הולך שם באמת, ומה גורם ליצור המיוחד הזה להפסיק לבצע את שנועד לו. התנצלותי מראש בפני בעלי רקע מתאים ותקוותי כי לא אשעמם אתכם בפרטים ידועים. בפני אלו ללא רקע אוסיף ואומר כי על אף שלי רקע חזק (טכנאי אלקטרוניקה עם ניסיון בתעשייה), גם לי לא היה לי קל. ההקדמה שלי מניחה כי יש לקורא רקע בפיסיקה תיכונית וכי עקרונות החשמל והאלקטרומגנטיות ידועים לו. מי שמרגיש חוסר יוכל להשלים זאת בקלות ע"י גלישה ברשת וחיפוש מידע מתאים. בנוסף ניסיתי לשתול קישורים לאתרים בהם מצאתי הגדרות של מושגי יסוד ע"מ לעזור לקורא שאינו בקיא ברזי החשמל. מבנה האלטרנטור ואופן הפעולה האלטרנטור הוא מתקן להמרת הספק סיבובי לחשמלי. האלטרנטור בנוי משני חלקים עיקרים, ומכמה חלקים אלקטרוניים הפועלים יחדיו ע"מ ליצר מתח לאספקת תצרוכת החשמל של הרכב ולטעינת הסוללה. פעולת האלטרנטור מתבססת על העיקרון ששינוי של שדה מגנטי בקרבת כריכת תיל, גורם לזרם אלקטרונים לזרום בכריכת התיל (חוק לנץ). משמעות הדבר הוא שאם ניקח מגנט ונניע אותו בניצב ללולאת תיל, בלולאה יזרום זרם. עקרון זה מאפשר את פעולת האלטרנטור. ככול שיש יותר כריכות לתיל, והשדה המגנטי המשרה יותר חזק, כך עוצמתו של הזרם בכריכות גדל. הכוח הנוצר בכריכות נקרא כוח אלקטרו מניע מושרה (כאמ"מ). כמובן שבמקרה האלטרנטור הדבר יותר מורכב. נתרכז לעת עתה בשני חלקים עיקריים, הסטאטור והרוטור. הרוטור הוא הגוף המרכיב את הציר המסתובב ואילו הסטאטור הוא רכיב סטטי העוטף את הרוטור אך אינו נוגע בו מכאנית. הסטאטור בנוי מאוסף של כריכות תיל נחושת עבה ואילו הרוטור בנוי ממגנט חזק שקוטביותו ניצבת לכריכות הסטאטור. סיבובו של הרוטור (המגנט) אותו עוטף הסטאטור, גורמת לבניית כאמ"מ (מתח) סינוסואידלי (שעוצמתו מתנהגת מול ציר הזמן כגל סינוס) בכריכות הסטאטור.
הרוטור (מסומן באות A)
הסטטור (מסומן באות B)
אות גל סינוס בתוספת רכיבים אלקטרונים נוספים, המתח הנוצר בסלילי הסטאטור מיושר ומסוגל להזין את מערכות הרכב ולטעון את הסוללה. עד כאן על רגל אחת. האלטרנטור שלנו הרבה יותר מורכב מההפשטה שתיארתי עד כה. נפתח ונאמר כי הרוטור במקרה בו עסקינן הוא אינו מגנט קבוע אלא אלקטרו מגנט, כלומר בנוי מאוסף כריכות (שכולן באותו הכוון) שכאשר זורם דרכן זרם ישר, משרות שדה מגנטי סביבן שכיונו קבוע. בהמשך נבין מדוע הדבר כל כך חשוב, לעת עתה אציין כי מגנט רגיל חזק במיוחד כמו למטרתנו אנו – עלותו לייצור גבוהה ולכן לא ישים במקרה זה. הזרם המסופק לרוטור ע"מ להופכו למגנט מסופק ע"י סוללת הרכב. כן, אם תעצרו לחשוב על זה לרגע, סוללה ריקה לא תיטען ע"י אלטרנטור מסוג זה היות וזרם מסוים דרוש ע"מ ל"מגנט" את הרוטור ליצירת מתח הטעינה (ביצה ותרנגולת מה?). היות והרוטור מסתובב, הזרם מועבר לכריכות הרוטור דרך שני פחמים המחליקים על טבעות מגע דמויות צילינדר היושבות על ציר הרוטור (כמו במנוע חשמלי). הסטאטור אינו סתם אוסף של כריכות אלא בנוי מאוסף של שלושה מעגלי כריכה המחוברים במעין חיבור כוכב. מבנה זה ידוע בכינויו מבנה תלת פאזי. באופן החיבור של כריכות אלו באלטרנטור, על כל כריכה מתפתח כאמ"מ סינוסואידלי המוזז בפאזה של 120 מעלות אחד ביחס לשני.
שלושת הפאזות במרחב הזמן
מעבר לשני חלקים עיקריים אלו ישנן דיודות יישור (משני סוגים), קבל ווסת המתח. המתח המתקבל בהדקי הסטאטור הוא מתח סינוסואידלי והוא אינו מתאים לצרכני החשמל של הרכב העובדים במתח ישר. מעגל ישור הוא מעגל חשמלי המאפשר הפיכת אות סינוסואידלי (הגורם לזרם להתנהג כאות סינוס בזמן) להפוך לזרם ישר (הזורם כל הזמן באותו הכוון). מעגל היישור בנוי מרכיבים הנקראים דיודות (Diode) ומקבל (Capacitor). הדיודות גורמות למתח להפוך לגל פועם, ואילו הקבל מאפשר יישורו של הגל הפועם למתח שהתנהגותו בזמן כקו ישר. (אינו מופיע בתמונות המצורפות)
גל סינוס ההופך לגל פועם לאחר יישור ווסת המתח, שהוא הרכיב המרכזי בכל הייצור הזה, תפקידו לווסת את המתח שלא יהיה גבוה מידי ולא חלש מדי. הזכרתי כי שני גורמים משפיעים על עוצמתו של המתח הנוצר בסלילי הסטאטור. האחד, כמות הכריכות, והשני, עוצמת השדה המגנטי של מגנט הרוטור. לחלקכם כבר נפל האסימון ואני מדמיין חיוך פה חיוך שם. היופי הוא שמספר הכריכות קבוע ולכן לא משפיע על עוצמת המתח הנוצר. עצמת השדה המגנטי של הרוטור נקבעת ע"פ עוצמת הזרם הזורם בכריכותיו. כמה פשוט ויפה אם כן. הוסת בהרגישו נפילת מתח במעגל החשמלי של הרכב, מאפשר זרימת זרם גבוהה יותר ברוטור, פועל יוצא הוא שדה יותר חזק ומכאן מתח יותר גבוה בהדקי הסטאטור. אופן חיבור האלטרנטור ברכבהאלטרנטור מחובר חשמלית ברכב ע"י שני כבלים המחוברים דרך מחבר, ובנוסף בעוד כבל המחובר לבורג העובר דרך גוף האלטרנטור. נבין מהות חיבורים אלו ותפקידם.
המחברים החשמליים המחבר המסומן באדום, הוא המחבר שדרכו מסופק המתח החשמלי לצרכני הרכב ולסוללה, לכן חיבור זה יחובר באופן ישיר לסוללת הרכב. ניתן לראות כי אין מגע בין הבורג לגוף האלטרנטור. הבורג עובר דרך שרוול מבודד. למחבר המסומן בכחול, שני הדקים. ההדק המסומן ב 1 הוא זה שתפקידו להזין את הרוטור במתח ליצירת השדה האלקטרומגנטי. בפועל הכבל המגיע לבורג מתפצל ומזין גם את הדק 1 של המחבר הכחול. הדק 2 תפקידו להרגיש את המתח במערכת החשמל של הרכב, ולפצות על צריכה מוגברת של זרם המתבטאת בנפילת מתח במערכת חשמל הרכב. החוט המחובר למחבר זה הינו מיוחד ותכונותיו החשמליות שונות ומחובר אי שם לאחת הצמות היוצאות מהסוויץ'.למה דרוש שיפוץ - חלקים מתכליםשפוץ אלטרנטור דרוש היות וחלק מחלקיו מתבלים עם הזמן. בד"כ החלקים המתבלים הם אלו שעליהם עובדים כוחות מכאניים או שתכונות החומר מהם עשויים משתנים עם הזמן. לעיתים, מצבים קיצוניים בהם אין אמורים החלקים לעבוד גורמים לקלקולם. באופן תיאורטי החלקים המתבלים באלטרנטור הם שני המסבים עליהם יושב הרוטור, הפחמים וטבעות ההחלקה דרכם זורם זרם לסליל הרוטור. בפועל, ניתקל במקרים בהם יש גם נתק בסליל הרוטור או באחד או יותר מסלילי הסטאטור ולעיתים החלקים האלקטרונים מתקלקלים אף הם. מבין כל החלקים האלקטרוניים, הרגיש ביותר הוא המורכב ביותר וזהו הווסת. מאוחר יותר אסביר כיצד לבדוק את תפקודו של כל רכיב ורכיב על מנת לדעת האם יש צורך להחליפו. שרטוט חשמלי את השרטוט הנ"ל צירפתי לאלו מכם בעלי הרקע שיכולים להבין את משמעויות הסימונים של הרכיבים האלקטרונים. אציין רק את הרכיבים בגדול ואת תפקידם במעגל, אך קצרה היריעה לתאר את אופן פעולת המעגל עד לפרטים הקטנים ביותר.
השרטוט החשמלי בשרטוט ניתן לראות את הרכיבים הבאים:
דיאגנוזה נכונהאחד הדברים החשובים ביותר בכל מה שקשור למערכת החשמל ברכב הוא לדעת להחליט במדויק מה לא מתפקד. כלומר לדעת לבצע דיאגנוזה נכונה הוא אלמנט מהותי בהצלחה שלנו לתקן אי סדירות במערכת החשמל. דיאגנוזה לא נכונה עלולה לגרום לאיבוד של המון זמן, לעיתים גם כסף, אבל הכי חשוב עלולה לגרום להמון תסכול, אובדן בטחון ברכב ולייאוש. גם אני כרובנו למדתי זאת על בשרי ואין כמו ניסיון ע"מ להבין עד כמה חשוב לעשות זאת נכון... בפעם הראשונה כך שתהיה הפעם היחידה (והמוצלחת). אוקי, אז אין לכם טעינה, המתח במד הטעינה מקפץ, האלטרנטור רועש – כל אלה סימפטומים למשהו. ננסה להבין כיצד להסיק מכך שקימת באמת בעיה באלטרנטור. לא אוכל לתת פה את כל המקרים והבעיות הקשורות באלטרנטור לא תקין אך אנסה לפרוש דיאגנוזה שנקודות ההחלטה בה מעידות על אוסף בעיות אפשריות. אתייחס כאן בפרט לבעיות טעינה וחשמל ולא לבעיות מכאניות היות והדיאגנוזה שלהן פשוטה יחסית (רעשים, תקתוקים, רעידות וכו'). קודם כל בדקו את חגורת האלטרנטור וודאו שהיא מתוחה היטב ואינה מחליקה. בנוסף יש לפרק הדקי המצבר , לנקותם היטב (נו נו נו אם אינכם עושים זאת כל שלושה חודשים) ולנקות בספריי מגעים את החיבורים החשמליים דרכם מחובר האלטרנטור למערכת החשמל. הכול כדי להבטיח את התנאים המוקדמים עבור פעולת האלטרנטור, שלא יהיו לו תירוצים. במידה והבעיות פה להישאר, נמשיך לבדוק בכלים נוספים פרט למד הטעינה. את הטעינה ניתן לבדוק ע"י חיבור מד מתח על מגעי הסוללה. המתח שאמור להתקבל צריך להיות כ 14.5 וולט (ללא צרכנים כאורות או מזגן). בנוסף, בדיקה קצת יותר מהימנה היא בעזרת אמפר צבט. אם אין לכם, תשיגו מחבר והוא יסביר כיצד להשתמש. ברמת העיקרון, ניתן למדוד בעזרתו זרם ללא ניתוק המעגל אלא בעזרת "חישה" של החוטים. במידה וכלי הבדיקה מוכיחים סופית כי אין טעינה תקינה, ננסה לנטרל בעיות מגעים (כמו מגעים לא תקינים המופיעים ברעידות בטורים מסוימים) ע"י חיבורי מעקפים. יש לבדוק כי מעקפים כמו מגוף האלטרנטור ל (-), ומהדק הזנת השדה ומוצא ה (+) של האלטרנטור ל (+) של הסוללה, אינם פותרים את הבעיה. עתה נבצע בדיקות חשמליות שיבהירו לנו האם הבעיה במעגל הכוח והיישור (רוטור, סטאטור, פחמים, טבעות החלקה, דיודות, קבל) או בווסת. הזכרתי בחלק התיאורטי כי הוסת מוסת את כמות הזרם הזורמת בסליל הרוטור ע"מ ליצר שדה ליצירת מתח בסלילי הסטאטור. במידה ונאפשר זרם מקסימאלי ברוטור, נצפה טעינה מקסימאלית או מתח מקסימאלי בסטאטור. האלטרנטור תוכנן כך שניתן יהיה לבדוק האם בעיית הטעינה נובעת מרכיבי כוח לא תקינים. בחלקו האחורי של האלטרנטור (אליו הוסת מחובר) יש חור מיוחד המיועד לפעולה זו. דרך חור זה ניתן להחדיר מברג ולקצר את אחד ממגעי הוסת לגוף האלטרנטור. פעולה זו גורמת לכך שהרוטור יקבל את הזרם המקסימאלי האפשרי ואנו מצפים לטעינה מקסימאלית.
חור הביקורת (כפי שנראה מבפנים) במידה ואין טעינה מקסימאלית, משהו במעגל הכוח נדפק, סלילים לא תקינים, דיודות ישור מקוצרות וכו'. במידה ויש טעינה מקסימאלית הבעיה בווסת. בנוסף אציין כי נצפו בעיות בהן הטעינה לא סדירה בסל"ד משתנה. במידה וכשהסל"ד עולה יש נפילה בטעינה, הבעיה לרוב פחמים או טבעות החלקה. לאחר שביצענו דיאגנוזה ראשונית, נרשה לעצמנו לבא עם אוסף הנתונים לשלב השיפוץ, בו נמקד את הזרקור על מקור הבעיה. השיפוץהשיפוץ יתחיל לאחר שביצענו דיאגנוזה והחלטנו באופן כללי מה אנו הולכים לבצע. לדוגמא, רעשים ימקדו את השיפוץ במכלולים הנעים. כמובן שבמהלך השיפוץ ניתן דעתנו גם על שאר המכללים ונבדוק גם אותם. השיפוץ יכלול אם כן כמה שלבים עיקריים:
פרוקע"מ לאפשר בדיקת הרכיבים הפנימיים יש לפרק את האלטרנטור. פעולה זו אינה מסובכת כלל אך יש להקפיד על הסדר הנכון ע"מ לא לפגוע מכאנית באף אחד מהרכיבים. אפרט את סדר הפרוק: 1. ראשית יש לפרק את האלטרנטור לשני חלקים עיקריים וזאת ע"י פתיחת ארבעת הברגים המחברים את שני חצאי האלטרנטור. שימו לב, היות וניתן להרכיב את שני החצאים בכל אחד מארבע מנחים (כל מנח מסובב ברבע סיבוב ביחס לקודמו) רצוי לבצע סימון בחריצה של שני החצאים לפני ההפרדה ע"מ שנוכל להחזירם למנח הנכון. שולפים את החצי עם הרוטור (החצי הקדמי) ומניחים את השני בצד. בעת הפרדת החצאים יש לשים לב כי הסטאטור יישאר בחלק האחורי של גוף האלטרנטור (ראו תמונות) אחרת חיבורי סלילי הסטאטור יתעקמו.
פרוק בורגי גוף האלטרנטור
הפרדת החצאים
החצי האחורי והרכיבים האלקטרוניים
בדיקת רכיבים פנימיים + בדיקת רכיבים אלקטרוניםבבדיקת הרכיבים הפנימיים אני כולל את סלילי הסטאטור, סליל הרוטור, מגעי הרוטור והפחמים. ניתן לבדוק בנוסף את כל הרכיבים האלקטרוניים, וזאת ע"מ להחליט איזה רכיב מחליפים. עלות החלפים אינה גבוהה לכן ניתן להחליף את כולם אם כבר פתחנו. אני בחרתי להחליף רק מה שצריך. לצורך הבדיקה יש להשתמש ברב מודד דיגיטאלי. מכשיר דיגיטאלי המודד מתח, זרם, התנגדות ועוד.
רב מודד דיגיטאלי אם אין לכם אחד כזה, הגיע הזמן שתצטיידו. כלי מאד חשוב בשבילנו, שעלותו אינה גבוהה ביחס לערכו. אם כבר אתם קונים, קנו אחד שיודע בנוסף למדוד תקינות של דיודות, ערכי קבלים, תדירויות, טמפרטורות וכולי. רצוי שגם יהיה אוטומטי כלומר ידע לעבור סקאלות בצורה אוטומטית. אפרט את הבדיקה לגבי כל אחד מהרכיבים הפנמיים:
בדיקת הדיודה המשולשת
בדיקת דיודות היישור התלת פאזיות
ניקוי כללי הניקוי הכללי מתייחס לגוף האלטרנטור, הסטאטור, הרוטור הברגים וכו'. הניקוי יתבצע בלחץ אויר, מים וסבון בלבד. חלקי אלומיניום וברגים ניתן להשרות בנוזל לניקוי קרבוראטורים (בשום פנים ואופן לא חלקי פלסטיק, כמו שרוולי ההגנה למשל). חלקים אלקטרוניים שבחרתם לא להחליף, סטאטור ורוטור רק במים וסבון. דיר-בלאק, הסלילים עשויים מתילי נחושת מצופים לקה. כל חומר תוקף שימיס את הלקה יגמור לכם על כל העבודה. החלקים שהושרו במים וסבון חייבים להישטף היטב ולהתייבש באופן מוחלט. במידה ואין צורך לחרוט את מגעי הרוטור, יש לשפשפם בצמר פלדה בעדינות עד שיבריקו. חריטת מגעי רוטור במידה ויש צורך לחרוט את מגעי הרוטור, קחו אותו לחרט ודרשו להוריד כמה מיקרון עד אשר מתקבלות טבעות אחידות. הדבר חשוב מאד לתפקודו התקין של האלטרנטור בטורים גבוהים. החלפת רכיבים את הרכיבים הלא תקינים יש להחליף. יש המהדרין שיחליפו את כולם (כי הם לא כל כך יקרים ולא שווים פתיחה נוספת) אך אני החלפתי רק מה שהיה צריך. את המסבים החלפתי בכל מקרה ואני ממליץ גם לכם לעשות כך. החלפת המסבים קלה ושני המסבים נשלפים החוצה בדפיקות פטיש. הכנסה של החדשים עדיפה בעזרת פרס, ולמי שאין, פטיש עץ פלסטיק או גומי. הרכבה ההרכבה היא בסדר הפוך לסדר הפרוק. נקודות חשובות להרכבה: * שרוולי פלסטיק היכן שהיו, לא לשכוח להחזיר למקום. * רצוי להשתמש בספריי מגעים במקומות בהם ברגים יושבים על הדק חשמלי או בכל מקום בו מגע חשמלי אחד מוצמד לשני בעזרת בורג חיזוק. * להרכבת מכלל הפחמים: יש ללחוץ את הפחמים כנגד הקפיצים שלהם ולהכניס לתוך החור הייעודי במכלול תושבת הפחמים מברג קטן, קיסם או כל פטנט אחר שתבחרו ע"מ לתפוס את הפחמים עד להרכבה הסופית בו נרכיב את שני החצאים יחד. הקיסם צריך למנוע מהפחמים לקפוץ מהתושבת עקב פעולת הקפיצים, ועליו לעבור את החור הייעודי בגוף האלטרנטור ולבלוט ע"מ שאפשר יהיה להסירו מאוחר יותר. לא לשכוח להוציא את הקיסם לפני הרכבת האלטרנטור ברכב. הרכבה סופית יש להרכיב את שני החצאים ע"פ הסימון, לא לשכוח להוציא את הקיסם בו נעזרנו להרחבת הפחמים, ולהרכיב את האלטרנטור על הרכב. נחבר את הסוללה ואת מגעי האלטרנטור ובא לציון גואל. קישורים: תודות: תודה מיוחדת לעירא שמסר בידי מספיק אינפורמציה ראשונית להתחיל ודחף לכתיבה ב"שפת הקודש" כדבריו.
|
תפריט ראשי
ניווט לפי מותגי 4X4
פורום 4X4 הודעות אחרונות
