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  • Drano Rauteon

MecAut - O Alternador Automotivo

Atualizado: 1 de dez. de 2023

O funcionamento do alternador acontece através de indução eletromagnética. De forma simples, a corrente elétrica passa pelo rotor gerando um campo magnético, e isso gera movimento de elétrons no estator. A cada giro completo, o ciclo se repete. A energia que o alternador gera é alternada, ou seja, corrente e tensão que oscilam entre o polo positivo e o negativo.

Dentre os vários experimentos criados até este que chamamos de alternador, se destacam o Disco de Faraday e o gerador de Van Graff.

O princípio da indução eletromagnética, utilizado nos alternadores aproveita-se da repulsão e atração naturais das cargas elétricas, funcionando de forma idêntica a ímãs.

Diagrama 1 - Como é um alternador por dentro

Como você pode ver no desenho acima, o Alternador é composto por uma carcaça de liga de Alumínio ou liga ferrosa, e dentro desta carcaça vai um rotor e um estator.

O estator é fixo à carcaça do alternador e sua função é conduzir o fluxo magnético para transformar a energia cinética do induzido.

Rotor é tudo que gira em torno de seu próprio eixo produzindo movimentos de rotação. Qualquer máquina rotativa, como turbinas, compressores, redutores, entre outros, possuem eixos rotativos apoiados em mancais de deslizamento (com rolamentos).

No caso do Alternador, o rotor gira apoiado em rolamentos, e estes rolamentos são fixos à carcaça, que comumente é chamada de mancal.

O rotor é composto por uma bobina de excitação (enrolamento indutor) em seu centro, uma bobina completamente isolada do eixo. Por cima desta bobina vão os polos magnéticos (Norte e Sul). Normalmente são usados os polos tipo garra, que podem ser vistos na imagem abaixo:

Imagem 1

Já o estator é composto por enrolamentos de fio conhecidos como 'induzido' (são excitadas pela bobina do rotor). Veja a imagem abaixo:

Imagem 2

O estator da Imagem 2 é de um Alternador de caminhão. Perceba que são 6 fios, indicando que é um gerador com 6 fases. Nos carros temos estatores com, em geral três fios, como pode ser visto na imagem abaixo:

Imagem 3 - Estator marca Bosch 35 Amperes e 14 Volts com 3 fios

Existem ainda estatores com quatro fios na saída (um deles é o negativo, pois se trata de uma ligação em "Y"), como é o caso deste modelo abaixo, para VW Santana e VW Gol com Ar Condicionado:

Imagem 4 - Estator para Santana e Gol, com 15 Volts e 65 Amperes de capacidade. São 4 fios na saída do estator

CURIOSIDADE: Perceba que há uma separação entre a corôa ferromagnética que compõe o estator e os enrolamentos de fios. Se trata de um papel branco encaixado em cada canaleta. Este papel, em alguns sistemas, pode ser simplesmente fibra de celulose do tipo Kraft com resina PET, todavia, muitos sistemas modernos fazem uso de um papel branco 100% sintético, que usa fibra de meta-Aramida (mais conhecida pelo nome comercial Nomex) revestindo ambos os lados de um filme de Polietileno Tereftálico (PET, mais conhecido pelo nome comercial Mylar). Tal compósito é conhecido como "papel NMN".

Outra coisa interessante é a aplicação de verniz nos fios de Cobre, permitindo um grau de isolação entre as espiras de cada enrolamento. Em motores e geradores deste porte é comum a aplicação de Poliéster-Imida ou Poliamida-Imida como verniz.

Para saber mais sobre os papéis e vernizes utilizados na bobinagem de relés, transformadores, motores e geradores, enfim, bobinas em geral, CLIQUE AQUI!


Em carros "ultra luxuosos" (modelos caríssimos da Mercedes-Benz, BMW e Audi, entre outros), que já utilizam baterias de 48 V, também há alternadores mais robustos para manter todo os sistema elétrico operante.


CURIOSIDADE: Semi-Reboques câmara fria possuem um sistema de refrigeração acionado por um motor Diesel, também necessitando de um sistema com Alternador, motor de arranque e uma bateria 12 Volts para a partida do propulsor. Como exemplo, podemos citar a unidade Diesel-Elétrica Carrier Vector 8500, que porta um pequeno gerador de 14 Volts e 70 Amperes:

Imagem 5 - Alternador Carrier de 14 Volts e 70 Amperes


Para se ter uma ideia, por exemplo, a Renault Scénic 1 Phase 1 - vendida entre 1999 e 2001 - possuía uma versão super básica (RT 1.6 16v) que portava um alternador Valeo 14 Volts / 75 Amperes. Apesar de ser o modelo mais básico da linha, ela tinha um sistema elétrico muito mais complexo do que ésta simples unidade refrigeradora...


Lembre-se também que este tipo de Alternador também possui Escova, Porta-Escova e Anel Coletor.

Um Alternador automotivo possui armadura estacionária, campo rotativo e ligação em estrela ("Y") ou Triângulo. Mas como um gerador pode ter uma saída monofásica e com ligação em estrela? Veja o diagrama abaixo:

Diagrama 2

Perceba a ligação em estrela do alternador (sim, a geração é trifásica). Perceba também que ele é ligado a diodos retificadores.

Para você, que não sabe ou não se lembra da função de um semicondutor (Diodo, LED, Transistor, Regulador de Tensão) num circuito eletrônico, CLIQUE AQUI!

Caso queira conhecer mais sobre os diodos retificadores, CLIQUE AQUI!

O diodo tem a função de retificar a energia elétrica, ou seja, ele não faz nada mais que cortar o semi-ciclo negativo do sinal alternado. Veja no gráfico abaixo:

Gráfico 1 - UM exemplo de onda senoidal (alternada)

No gráfico acima podemos ver a onda pura que sai por cada um dos três enrolamentos ligados em estrela no estator do Alternador. Lembre-se que, por ser uma ligação em "Y", cada uma sai com uma defasagem elétrica de 120 ° em relação a outra, como pode ser visto na imagem abaixo:

Gráfico 2

Ao passar pela ponte retificadora, a onda que sai de cada bobina terá apenas o semi-ciclo positivo, e os negativos "mudarão de lado", ou seja:

Gráfico 3 - Onda elétrica após passar pelos diodos retificadores

Perceba no Diagrama 2 que o circuito possui três diodos para cada fase, ou seja, as três ondas serão retificadas, como é possível ver na imagem abaixo:

Gráfico 4

Após passar pelos diodos, as fases são simplesmente ligadas juntas, formando uma saída monofásica, como é possível ver na figura abaixo:

Gráfico 5 - Eliminação dos semi-ciclos negativos e junção de todas as fases para um única saída de tensão positiva

Após os diodos, há o circuito Regulador de Tensão, que estabiliza a tensão de saída do Alternador. Mas como assim?

O Alternador de um veículo pode trabalhar numa ampla faixa de rotações, já que ele é tocado pelo motor a combustão, por isso a tensão de saída é constantemente variante, entretanto, os componentes eletrônicos dos carros não aceitam variações bruscas de DDP a cada instante, desta maneira há um circuito regulador de tensão, responsável por estabiliza-la na casa dos 14,8 Volts (no caso de veículos de passeio comuns).

Veja abaixo o esboço do circuito completo dentro de um alternador:

Diagrama 3

O valor da tensão criada por um gerador CA depende da intensidade do campo e da velocidade do rotor, ou seja, a saída do alternador é proporcional à interação magnética e a quantidade de revoluções por segundo.


CURIOSIDADE: É comum que em antiparalelo com o enrolamento de campo exista um diodo de roda-livre, isto é, um semicondutor capaz de dissipar o pulso de alta tensão emitido pela baobina no momento em que o veículo é desligado.

Para entender sobre o diodo de roda-livre acesse o artigo sobre diodos retificadores já linkado anteriormente!


O Alternador Automotivo é um gerador assíncrono, isto pois ele não trabalha em velocidade constante, coisa que foi explicada no parágrafo anterior. Devido ao gerador ser assíncrono, ele precisa de deste circuito para estabilizar a saída do enrolamento da armadura e a tensão do enrolamento de campo.

O circuito regulador de tensão tem como função controlar a alimentação da bobina de campo para manter a tensão de saída do estator entre 13 e 15 Volts - ou entre 25 e 30 Volts para veículos pque operam em 24 V - independente da rotação do alternador.

Como você pode ver nos diagramas anteriores, há cinco pontos de ligação no alternador: -> B+: Vai ligado na carga, e como você viu no artigo sobre geradores elétricos, quando falamos em 'carga', estamos no referindo ao circuito que o alternador vai alimentar, por isso que depende da reatância. Se o circuito for capacitivo, a tensão no alternador será maior, e se o circuito for indutivo, a tensão no Alternador será menor;

-> B-: Não é ligado por fios, ele vai ligado a massa do veiculo, isto é, diretamente na carcaça do Alternador;

-> D+: Vai ligado diretamente na luz do painel que indica anomalia na bateria ou no alternador. Mais abaixo, você verá como funciona esta luz de advertência;

-> D-: Também não é ligado por fios e está diretamente plugado na carcaça do Alternador.

-> W: Este sinal é mais comum quando se fala em motores de ciclo Diesel. Se trata de uma derivação de uma das fases do alternador que passa por um retificador de meia onda (ou seja, o sinal alternado passa por um diodo e se torna apenas tensão contínua pulsante). Tal sinal retificado pulsante serve de referência para o manômetro 'conta-giros' do motor no painel de instrumentos.


CURIOSIDADE: O motivo deste sinal ser chamado de "W" é pelo fato das fases do alternador serem identificadas por letras, comumente "U", "V" e "W". Sistemas com mais fases podem ser referidas como "U", "X", "V", "Y", "W" e "Z". Por convenção, fabricantes pegam o sinal da fase "W" com amostra para identificar a rotação do motor.

Diagrama 4 - As bobinas do estator são referidas por letras


Como você pode ver, apenas dois fios (positivos) são plugados no alternador, o B+ e D+.

OBSERVAÇÃO: Quando falamos "massa", estamos falando da carcaça do alternador, carcaça do carro, qualquer estrutura de metal do veículo. Ela equivale ao polo negativo dos circuitos eletrônicos. Desta forma não precisa ligar fio positivo e negativo em um componente eletrônico, basta apenas ligar o fio do polo positivo e conectar o polo negativo do equipamento diretamente na massa. Para saber mais sobre o uso da carcaça do veículo e peças mecânicas como polo negativo, CLIQUE AQUI!

Onde o Alternador é conectado?

Para responder esta pergunta, aprecie o diagrama abaixo:

Diagrama 5

Antes da partida, com o motor desligado, os componentes elétricos a serem acionados são alimentados pela bateria (linha 30 - Diagrama 5). Neste momento a bateria é a fonte de energia, pois o Alternador está inoperante. Ao alimentar os componentes, a tensão da bateria cai e a tendência é que sua energia tenda a se esvair enquanto não for reposta.

Durante a partida é que o corre a maior queda de tensão da bateria (de 12,6 para 9 Volts, aproximadamente), pois ela deve fornecer energia o suficiente para o motor de arranque acionar o motor a combustão do veículo.

Vídeo 1 - A queda de tensão durante a partida


O acionamento do motor de arranque ocorre pela linha 50 (do comutador de ignição até o motor de arranque). No momento da partida ainda não há reposição da energia da bateria.


Após o acionamento do motor a combustão, o Alternador passa a funcionar, e como ele está ligado em paralelo com a bateria, passa a gerar energia para carregá-la e para manter todo o sistema elétrico do carro operante. O Alternador automotivo tem uma tensão superior ao da bateria (nos carros de passeio ele chega na faixa dos 12 Volts aos 15 Volts).

Veja abaixo o diagrama detalhado do 'sistema de carga':

Diagrama 6

A tensão alternada que é gerada no Alternador é retificada por duas vias de diodos:

-> Pelos diodos de potência, para a alimentação elétrica do veículo (saída B+);

-> Pelos diodos de excitação, para a alimentação dos enrolamento de campo do rotor após a partida do veículo (saída D+).


Lâmpada de anômalia


Quando giramos a chave para ligar o veiculo, percebe-se que a luz de anomalia da bateria ou Alternador ascende-se no painel de instrumentos. Ao ligar o motor do veículo, esta luz de anomalia se apaga. Mas por que isso acontece?


Ao girar a chave no comutador de ignição, porém, ainda sem dar partida no motor de combustão, a luz de anomalia se acende e ocorre a exitação do enrolamento de campo utilizando energia da bateria:

Diagrama 7


Em geral, o símbolo da luz de anomalia no painel de instrumentos é este:

Imagem 6

Vamos explicar o funcionamento da luz de anomalia no painel utilizando-se do Diagrama 5.

Por um lado, a lâmpada de anomalia está ligada na linha 15 do comutador de ignição, que posteriormente está ligado ao positivo da bateria. Pelo outro lado, a lâmpada de anomalia está ligada ao D+, ou seja, está em série com o enrolamento de campo do rotor. Na sequência, o rotor está ligado ao circuito Regulador de Tensão, que por sua vez é conectado na carcaça do Alternador.


Como dito acima, a lâmpada de anomalia está em série com a bobina de campo do alternador, e é esta bobina que induz a armadura.


Quando a partida é dada, o rotor começa a girar e a produção de energia elétrica se inicia. A partir do momento da partida, a luz se apaga, pois o próprio alternador passa a fornecer energia para o enrolamento de campo e assim se extingue a diferença de potencial (DDP - Tensão) entre o enrolamento de campo e a bateria do veículo.

Diagrama 8 - Como não há diferença de potencial entre os terminais da lâmpada, ela se apaga


Quando há algum problema no Alternador ou na bateria, a tensão de um ou de outro cai, voltando a ter diferença de potencial entre o Gerador e o acumulador de energia, portanto a luz volta a ficar acesa, indicando uma anomalia (é este DDP utilizado para infomar no manômetro do Scania da Imagem 7 a 'saúde' do sistema elétrico).

CURIOSIDADE: Enquanto o Alternador estiver gerando energia, a tensão em B+ e D+ é positiva e com quase o mesmo potencial elétrico (tensão). Se houver uma diferença de potencial acentuada entre B+ e D+, significa que o Alternador não está funcionando direito. Para testar isso, basta colocar uma lâmpada ligada entre B+ e D+ para verificar se há problemas ou não no equipamento.

Com esta explicação surgem algumas dúvidas:

-> Se a luz de anomalia estiver apagada, o Alternador está mesmo gerando energia e carregando a bateria?

Nem sempre, pois se o Alternador estiver gerando um pouquinho menos de 12.6 Volts (tensão da bateria), não estará carregando o acumulador.

Se ocorrer o desgaste das escovas, interrupção da alimentação do enrolamento de campo ou problemas no Regulador de Tensão, a bateria deixará de ser carregada e a lâmpada não vai ascender, ou seja, a anomalia não será notada.

No caso do fio D+ interrompido ou da lâmpada queimada, a reação é distinta, porém, o alternador poderá gerar energia sob forte aceleração de forma normal.

-> Se a luz de anomalia ascende, pode se afirmar que o Alternador não está gerando energia e carregando a bateria?

Se a luz ascendeu plenamente, sim, podemos dizer que o Alternador está com alguma anomalia.

Caso a luz se ascenda bem fraquinha, isso poderá indicar uma mau contato no circuito ou um diodo pifado no Alternador, e poderá ter pouco impacto na geração de energia.

OBSERVAÇÃO: Os esquemas apresentados nos Diagramas 5 e 6 são os mais simples encontrados em automóveis comuns. A principal mudança está na ligação da lâmpada entre o Alternador e a bateria. Em vários modelos já é possível encontrar painéis digitais, sistemas de monitoramento mais modernos pro Alternador (tal como regulador multifunção, que será visto mais adiante neste texto) e por ai vai. Alguns modelos de Alternadores podem ter até capacitor(es) junto do circuito retificador e Regulador de Tensão.


CURIOSIDADE: Se nos veículos de passeio o alternador fica sempre fornecendo uma tensão acima de 12 Volts ao circuito, num caminhão, que opera geralmente com 24 Volts o Alternador pode manter uma tensão que atinja a casa dos 30 Volts.

Diferente dos automóveis atuais, é comum que caminhões tenham no painel de instrumentos um manômetro de 'estabilidade do circuito' ou voltímetro. Antigamente era um manômetro analógico, mas hoje ele já se faz presente na forma de gráfico em paineis LCDs.

Imagem 7 - Observe o voltímetro no painel deste velho Scania 113H


Apesar da imagem acima mostrar um manômetro que vai de -50 até +50, não se trata de um voltímetro. Com a alimentação elétrica em perfeito funcionamento, o ponteiro sempre vai ficar perto de zero. Caso haja problemas na bateria, o ponteiro tende a ficar mais próximo de +50. Se for alguma anomalia no alternador, o ponteiro fica mais próximo de -50. Essa aferição é feita medindo a tensão do circuito (voltímetro), que se estiver 'bom' ficará um pouco acima de 24 Volts. Se tratando de alimentação elétrica em caminhões, o normal é uma tensão que varia entre 20 e 35 Volts (para sistemas de 24 Volts, obviamente).


Neste, o voltímetro mostra os resultados no ecrã:

Imagem 8 - Os veículos evoluíram muito. Este é um Scania R500 ano 2022


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre o funcionamento de telas LCD, comece CLICANDO AQUI!

Neste tópico trazemos algumas outras informações relevantes sobre os alternadores!


O ripple do alternador


Para entender melhor o que é corrente de ripple e offset (tensão mista), recomendo a leitura do texto "Cap. 1.1. Introdução à Eletrodinâmica". Para acessa-lo basta CLICAR AQUI!


Pois bem, circuitos com semicondutores fazem chaveamento de tensão o tempo todo, e por mais que ao final do processo tenhamos tensão contínua na saída do alternador, tal sinal não é 100% estável e possui pequenas oscilações cuja frequência acompanha o RPM do rotor do gerador. Com isso, temos o chamado "ripple", um ruído C.A. no sinal contínuo que depois precisa ser filtrado secundariamente por módulos para não afetar o funcionamento dos circuitos, afinal, ninguém quer ouvir música com ruído no autorádio, por exemplo.


Apesar dos automóveis estarem com a parte eletrônica cada vez mais refinada, o ripple ainda existe e alguns aparelhos de medição externos podem fazer uso deste sinal para informar parâmetros em ensaios. É o caso de tacômetros.

Existem tacômetros capazes de medir a rotação pelo sinal de saída do sensor de detonação, que está afixado no bloco do motor, mas ainda é relativamente comum a medição do RPM através da corrente de ripple do alternador...

Imagem 9 - O modelo acima é capaz de medir tanto pelo sensor de detonação quanto pelo ripple


CURIOSIDADE: Perceba que o tacômetro acima faz uso de um carregador full range com saída 12 Volts, mas também pode ser alimentado pelo próprio veículo em que ele está conectado, podendo receber uma tensão de 8 até 35 Volts do alternador (ou seja, pode ser utilizado tanto em carros quanto em caminhões).


Para garantir precisão na medição, é indicado a colocação dos terminais do aparelho diretamente nos polos da bateria, afinal é um dos pontos do circuito mais próximos do alternador.

 

Alternadores Pilotados


Os alternadores automotivos atuais, que podem ser controlados pela central eletrônica, são chamados de NBL (New Base Line) por serem a última geração destes componentes, isto é, o que tem de mais atual e moderno na indústria. Essa onda de alternadores pilotados começou no Brasil com o lançamento da quinta geração do VW Gol, lá em 2008.


Hoje em dia, a grande maioria dos veículos novos já possuem um sistema BMS (Battery Management System - Sistema de Gerenciamento de Bateria, que pode ser dizer que é semelhante ao das baterias de notebooks) ligado direto ao polo negativo para monitorar a corrente elétrica. O BMS se comunica com o módulo de injeção eletrônica, e este se comunica com o alternador alterando assim seu ritmo de funcionamento.


CURIOSIDADE: Um BMS comum possui um sensor hall, que se utiliza do campo magnético gerado pelo fluxo de corrente elétrica no polo negativo da bateria para medir a intensidade de corrente (opera de forma análoga aos alicates amperímetros, porém, com um sensor feito de semicondutor). É o que já foi estudado em outro artigo aqui do blog: quem fará o fluxo de energia elétrica através de campo elétrico é o fluxo de elétrons, de cargas elétricas. Como o fluxo de elétrons sai do polo negativo em direção ao polo positivo, o módulo BMS é colocado direto no polo negativo, junto da bateria.


As funcionalidades do módulo BMS são definidas no projeto. Um BMS mais simples consegue monitorar a corrente de saída (para os consumidores) e a corrente de entrada da bateria, além de, obviamente, monitorar a corrente CCA (Cold Cranking Ampère - Corrente de Arranque a Frio). Outras funcionalidades que podem ser implementadas no BMS:

-> Monitoramento da queda de tensão elétrica (Volts);

-> Temperatura local (pra gerar uma estimativa de temperatura da bateria, já que o módulo está acoplado nela).


Como foi dito, um BMS de bateria automotiva é muito semelhante a um BMS de bateria de notebook. Obviamente que um BMS mais completo vai necessitar de uma conexão de dados LIN, tirando de cena o sinal PWM e o sinal analógico (este último é o mais simplório).


CURIOSIDADE: Para saber mais sobre as baterias Chumbo-Ácido automotivas, CLIQUE AQUI!


Os veículos com alternaodr pilotado utilizam um destes três sistemas de comunicação entre o módulo de injeção eletrônica e BMS:

-> Interface LIN (Local Interconnect Network);

-> Sinal PWM (Pulse Width Modulation);

-> Sinal analógico.


Para além da interface LIN para comunicação do módulo de injeção eletrônica com o alternador, também pode ser utilizado o protocolo BSS (Bit Synchronous System - Sistema de Bit Síncrono). Em veículos GM, a interface utilizada é a RVC (Regulated Voltage Control - Tensão Regulada Controlada).


Sistema RVC

Sistema LIN ou BSS

O tipo de interface de comunicação com o módulo de injeção é escolhido no projeto do veículo.


O novo Renault Sandero e novo Logan, já com motores SCe, utilizam um módulo BMS de monitoramento de corrente junto do polo negativo da bateria, e assim como o Hyundai HB20 possuem alternaodres pilotados.

Imagem 10 - Um módulo BMS integrado ao borne de bateria


Perceba que se trata de um conector de 2 pinos (exceto o borne, obviamente). Um é o terminal positivo de alimentação e o outro é a saída de sinal com protocolo LIN. Como a bateria está sempre sendo monitorada, quando for feita sua troca o BMS é o último a ser desplugado, isto é:

-> Desconecte os cabos (começando sempre pelo negativo);

-> Desconecte o plug de 2 pinos do módulo BMS;

-> Retire a bateria de seu cesto, no cofre do motor;

-> Monte o módulo BMS no polo negativo da nova bateria a ser instalada no veículo;

-> Coloque a nova bateria no cesto;

-> Reconecte os cabos na ordem inversa do que já foi descrito (exceto o plug de dois pinos, que deve ficar por último).


Os circuitos reguladores de tensão atualmente podem ser do tipo "multifunções". Mas o que significa isto?

Observe o seguinte desenho:

Imagem 11 - O circuito regulador de tensão moderno. Créditos: Centro de Treinamento Automotivo Bosch


Perceba que o circuito verifica até mesmo o módulo BMS presente no borne negativo da bateria, ou seja, ele está ligado à rede LIN (ou seja lá qual for o protocolo escolhido pelo projetista).

O sinal DFM (Drive Field Monitor) se trata de um sinal PWM (Modulação por Largura de Pulso) e é justamente a forma com que o regulador de tensão informa à ECU (módulo de injeção eletrônica) a quantidade de energia que está sendo gerada a cada momento. Em situações de alta carga, quando o rotor exige mais força para ser movimentado, a ECU, com base no sinal DFM altera o avanço de ignição, a abertura do TBI (posição da borboleta) e a injeção de combustível para compensar a demanda de potência exigida do motor de combustão para manter o alternador funcionando.


Como já foi visto anteriormente neste texto, o regulador de tensão dos alternadores possui uma ligação com o rotor, que tem em sua estrutura o enrolamento de excitação (ou enrolamento de campo). Como já foi explicado, um alternador precisa ter alimentação elétrica no enrolamento de campo para que em conjunto com o estator gere energia elétrica. Controlando a alimentação do enrolamento de excitação é possível gerar energia de acordo com a demanda, independente da rotação. E é exatamente isso que o módulo de injeção eletrônica faz: monitora o consumo e altera o ritmo de geração de energia, podendo até, em alguns momentos, desligar o alternador. Todo esse gerenciamento faz com que o motor a combustão possa ter uma eficiência melhor (menos combustível é gasto) em momentos onde não há muito consumo de energia.

Para saber mais alguns detalhes sobre testes e funcionamento dos alternadores pilotados, veja o PDF abaixo:

Alternadores pilotados
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CURIOSIDADE: Veículos com a tecnologia Start Stop dependem muito deste sistema de gerenciamento de bateria e controle do alternador. A bateria dos veículos com Start Stop é mais robusta, e normalmente utiliza a tecnologia AGM (Absorbent Glass Mat - Manta de Fibra de Vidro Absorvente) ou EFB (Bateria Inundada Melhorada). Caso o veículo esteja num congestionamento grande e fique parando e andando a cada poucos instantes, o Start Stop limita a quantidade de desligamentos após o módulo BMS verificar que a bateria não terá capacidade para continuar fornecendo CCA (Cold Cranking Ampère - Corrente de Arranque a Frio).


O alternador de um veículo atual pode ser muito robusto (depende da quantidade de firulas eletrônicas que o veículo possuir) e com isso pode "roubar" muita potência do motor de combustão, chegando, em alguns casos, a requerer mais de 5 CV de potência para ser movimentado. Isso faz com que o alternador tenha que ser controlado pela central eletrônica, que age de acordo com a utilização da bateria e com a utilização dos sistemas de segurança e conforto (ar condicionado, central multimídia, limpador de para-brisa, desembaçador elétrico e etc).

 

Polia de acionamento


Existem três gerações de polias de acionamento de alternador.

Primeira geração - Polia rígida: Tem a função única e exclusiva de transmitir, por meio de uma correia, o movimento do motor ao alternador.

Imagem 12

Neste caso, toda a vibração do alternador é transferido para o sistema de acessórios. Essa peça tem uma durabilidade maior por não apresentar mecanismos internos.

Segunda geração - Polia de roda-livre (OAP): Este modelo de polia contém diversos componentes internos, e, de grosso modo, funciona de forma análoga a uma catraca de bicicleta.

Imagem 13

Sua função adicional permite que o rotor da peça gire livremente nos casos de desacelerações bruscas ou paradas do propulsor. Com isso, evita-se que a correia “escorregue” e apresente ruídos contribuindo também na redução da vibração do sistema. A polia de roda-livre dura, em geral, 50 mil quilômetros.

A polia de roda livre tem a função de:


-> Proteger o sistema de acionamento por correia, filtrando as vibrações torcionais do motor para prolongar a longevidade do acionamento por correia;

-> Assegurar o nível de NVH (Ruído-Vibração-Desconforto) do acionamento por correia, para um ótimo conforto na condução;

-> Parar perdas por fricção causadas pelo retardamento da correia;

-> Permitir que o rotor do alternador gire livremente quando o motor abranda ou apaga, para a máxima eficiência do sistema, economia de combustível e redução das emissões de CO2.


Esta tecnologia previne também falhas prematuras no tensionador e agregados, bem como evita o ruído de correia escorregando.

CURIOSIDADE: A polia de roda livre pode ser chamada popularmente por outros nomes, tais como: Polia louca, polia variante e polia catracada.

Terceira geração - Polia desacopladora: Além de executar as mesmas funções das anteriores, isola o rotor do alternador, reduzindo o efeito das vibrações torcionais produzidas pelo motor de combustão no restante dos acessórios. O isolamento é feito através de duas massas: o cubo da polia e a parte externa com os frisos para colocação da correia. As duas estão interligadas por um sistema de amortecimento com molas. Veja a imagem abaixo:

Imagem 14

A vida útil da polia desacopladora chega a 100 mil quilômetros.

No geral, a polia de roda livre e a polia desacopladora representam uma evolução tecnológica para os carros.

 

Veículos iguais, geradores diferentes


Em muitos casos, cada versão do veículo possui um Alternador com especificações diferentes. Isso acontece normalmente em carros com versões com e sem ar-condicionado. Para trabalhar, o sistema de ar-condicionado precisa de um gerador mais robusto e mais caro, portanto, versões sem ar-condicionado, que são feitas com a intenção de baratear o veiculo, possuem um Alternador de menor capacidade. Lembre-se, ao instalar ar-condicionado num veículo que veio de fabrica sem este sistema, o Alternador deverá ser trocado.

Em muitos casos, versões do mesmo veículo com motorização diferente podem ter um Alternador com especs. diferentes!

Imagem 15 - Manual de instruções de um Ford Focus MK1 ano 2005. Observe que existem duas motorizações disponíveis e cada uma tem um alternador diferente


Imagem 16 - Manual de instruções de um Fiat Palio Attractive 2012


Note na imagem acima que há três motorizações para o Palio Attractive no Brasil, e em todas é destacado a existência de ar condicionado. Se existisse versão sem este item, provavelmente teria outro modelo de alternador.

A vida útil do alternador é de aproximadamente 200 mil quilômetros. Mas, esse tempo pode ser reduzido se o proprietário do veículo instalar uma grande quantidade de acessórios, como faróis de neblina, som de alta potência e sistema de entretenimento (DVD), que consomem mais energia do que o alternador é capaz de fornecer. Os carros saem de fábrica com um alternador capaz de suprir energia aos componentes elétricos que acompanham o veículo de fábrica. Quanto mais itens não originais forem instalados, maior será a demanda de energia e maior será a exigência sobre o alternador. Para preservar essa peça, o mecânico precisa orientar o cliente quanto a cuidados básicos, como desligar sempre os acessórios elétricos ao dar a partida no motor.

Para reclamações, dicas, sugestões, mande um e-mail para hardwarecentrallr@gmail.com

 

FONTES e CRÉDITOS

Texto: Leonardo Ritter

Imagens: PDF do Instituto Federal de Rio Grande do Norte; Leonardo Ritter, Google Imagens; SENAI-PR.

Fontes: PDF do Instituto Federal de Rio Grande do Norte; SENAI-PR; aparecidooliveira.blogspot.com; Schaeffler (INA); omecanico.com.br; Centro de Treinamento Automotivo Bosch; Heliar.


Última atualização: 18 de Outubro de 2023.

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