دینام خودرو و همه چیز در مورد آن

در این مقاله به طور کامل با قطعه ی دینام خودرو آشنا می شوید و همچنین با انواع دینام و طرز کار و وظایف آن در خودرو آشنایی پیدا خواهید کرد در ادامه چگونگی جلوگیری از سوختن دینام را یاد می گیرید.

دینام خودرو چیست؟

دینام (به انگلیسی Alternator) یا ژنراتور در واقع یک تولید کننده برق در خودرو است. این قطعه الکتریکی وقتی موتور روشن می شود به وسیله آرمیچر داخلی که شامل یک سیم پیچ میدان می‌باشد و بوسیله میدان مغناطیسی ایجاد شده برق لازم را تولید می‌نماید. دینام از یک پوسته فلزی، دوعدد بالشتک، آرمیچر، بوش، کلکتور، فولی و چند قطعه زغال تشکیل شده است. و همانطور که گفته شد هدف اصلی آن تولید جریان مستقیم یا جریان dc برای شارژ باتری خودرو و تامین انرژی جریان الکتریکی مورد نیاز یک خودرو و یا دستگاه دیگر می‌باشد.

بهتر است بدانید یکی از حساس ترین و مهمترین قطعه‌های خودروی ماشین دینام است. نکته جالب توجه در برق خودرو این است که باتری ماشین فقط در زمان استارت به تنهایی وظیفه تامین برق اتومبیل را بر عهده دارد. شاید تا زمانی که دینام شما به خوبی کار می‌کنند با اهمیت وظیفه آن آشنایی کافی نداشته باشید، کافی است اندکی دینام خودروی شما کم کاری داشته باشد تا متوجه شوید که در صورت کار نکردن و یا حتی کم کار کردن دینام خودرو چه مشکلاتی برای اتومبیل شما به وجود خواهد آمد.

در صورتی که دینام در خودرو وجود نداشت باتری پس از استفاده برای روشن شدن خودرو و برق رسانی به دیگر قسمت های آن خالی می شد و عملاً کارکرد دیگری نداشت. از آنجایی که برق ذخیره شده در باتری خودرو برای دیگر مصارف مانند چراغ ها، بخاری، کولر و… کافی نیست عملاً وظیفه تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز آنها بر عهده دینام است.

تسمه دینام چیست؟

دینام معمولاً به وسیله یک تسمه که به تسمه دینام معروف است به موتور و میل متصل می شوند.

تسمه دینام قطعه‌ای بسیار کاربردی است که انرژی موتور را به قطعاتی مانند دینام، واتر پمپ، سیستم تهویه مطبوع و پمپ فرمان هیدرولیک انتقال می‌دهد، این قطعه از طریق انرژی دورانی موتور به حرکت واداشته شده و با به حرکت در آوردن دینام خودرو باعث تبدیل نیروی حرکتی به الکتریکی می‌شود. این قطعه نقش بسیار مهمی در اتومبیل دارد به گونه‌ای که اختلال در عملکرد آن حرکت اتومبیل را با مشکل مواجه می‌کند.

در گذشته دینام به صورت جداگانه توسط یک تسمه به موتور متصل می شد اما در خودروهای امروزی اکثر قطعاتی که نیاز دارند که انرژی مکانیکی از موتور دریافت کنند یا یک تسمه مشترک به آن متصل می شوند.

طرز کار دینام خودرو

همان‌گونه که گفته شد این قطعه نوعی موتور الکتریکی است که وظیفه تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز اتومبیل را برعهده دارد و از طریق چرخش پوسته، دینام در محور خود و با استفاده از سیم پیچ الکتریکی در زمان روشن بودن اتومبیل انرژی مورد نیاز خودرو را تولید می‌کند. به بیانی دیگر می‌توان گفت با چرخش آرمیچر دینام در مدار مغناطیسی بالشتک‌های بدنه آن برق تولید می‌شود، این انرژی به وسیله زغال‌ها دریافت شده و خروجی مورد نیاز را ارائه می‌دهد.

دینام از یک سیم پیچ الکتریکی متحرک به نام روتور و مجموعه ای ثابت از سیم پیچ به نام استاتور و یک یکسو کننده ولتاژ وهمچنین از تعدادی جاروبک برای حفظ ارتباط الکتریکی با روتور و یک قرقره (پولی)تشکیل شده است.که همه این قطعات به غیر از قرقره داخل یک پوسته آلومینیومی قرار دارد.

با دوران تسمه دینام به چرخش درآمده و انرژی مکانیکی مورد نیاز برای تبدیل به انرژی الکتریکی را کسب می کنند. دینام از قطعاتی مانند پولی، پروانه خنک کن، درپوش جلو، روتور، استاتور، دیود، آفتامات، بلبرینگ، پوسته انتهای، زغال دینام و کالکتور تشکیل شده اند. همچنین دینام معولا در جلوی موتور قرار می گیرد.

فیلمی از نحوه  عملکرد یک دینام در خودرو

پیش از این که ادامه ی مطلب را مطالعه کنید، توصیه می کنیم حتما ویدئوی زیر را مشاهده نمایید تا به طور کامل با طرز کار آن آشنا شوید.

در این فیلم متوجه شدید که یک دینام بیش از یک تولید کننده ولتاژ است و پیچیدگی های خود را دارد.

نقش اجزای آلترناتور در عملکرد دینام

دینام نیروی الکتریکی متناوب را از طریق الکترومغناطیس و از طریق رابطه استاتور و روتور تولید می کند؛ این برق تولید شده به باتری هدایت می شود و ولتاژ را برای اجرای سیستم های مختلف الکتریکی ماشین فراهم می کند. به دلیل ایجاد حرارت زیاد در جریان تولید نیروی الکتریکی توسط دینام بدنه آن را معمولاً از جنس آلومینیوم می سازند تا حرارت را به سرعت منتقل کند. همچنین برای تسریع این فرایند بر روی عقب و جلوی دینام دریچه های وجود دارد که هوای گرم را از طریق پروانه خنک کننده موجود در داخل دینام به خارج منتقل می کنند.

در داخل دینام مجموعه ای ثابت از سیم پیچ ها وجود دارد که آن را استاتور می نامند؛ همچنین یک سیم پیچ الکتریکی متحرک در داخل دینام قرار گرفته است که به آن روتور می گویند. این دو سیم پیچ نقش اصلی را در تولید جریان الکتریکی بر عهده دارند. آفتامات دینام نیز قطعه ای است که وظیفه ای مانند رگلاتور را ایفا می کند.

نحوه کار الترناتور

جابجایی یک آهنربا درون یک حلقه بسته از سیم­ها ، باعث ایجاد جریان الکتریکی در آنها می شود. زمانی که قطب شمال آهنربا در حال عبور از بالای حلقه است، قطب جنوب اهنربا از پایین حلقه میگذرد. بنابراین جریان برق در یک جهت دور حلقه جریان میابد. قطب ها از هم دور می شوند و جریان متوقف میشود تا اینکه قطب جنوب به بالای حلقه و قطب شمال به پایین برسد. این عمل باعث می شود که دوباره جریان برق ایجاد شود، اما این بار در جهت مخالف.

کویل ها

در یک دینام اهنرباهای الکتریکی ثابت هستند که کویلهای میدانی نامیده می شوند. جریان در یک آرمیچر تولید می شود. آرمیچر مجموعه ای دیگر از کویل­هاست که به دور یک شافت پیچیده شده و درون کویل های میدانی میچرخند. اصول کار دینام و الترناتور شبیه هم است اما در دینام جریان به یک تغییردهنده­ی جهت جریان وارد میشود. بنابراین جریان خروجی همیشه در یک جهت جریان میابد.

دیود ها

دینام جریان متتاوب تولید می کند ولی از آنجایی که باتری خودرو از نوع جریان مستقیم است باید از قطعه به اسم دیود برای یکطرفه شدن جریان بین دینام و باتری استفاده شود. این دیود وظیفه دارد که حریان AC را به DC مورد نیاز باتری تبدیل کند. جریان خروجی از یک آلترناتور توسط مجموعه ای از دیودها به جریان مستقیم اصلاح می شود.

این دیودها تنها از یک جهت به جریان اجازه عبور می دهند. ولتاژی که برای شارژ به باتری داده می شود، نباید خیلی کم یا خیلی زیاد باشد. آلترناتور دارای یک دستگاه کنترل با ترانزیستور است که ولتاژ را به همان اندازه که لازم است تنظیم می کند و به آهنربای الکتریکی می دهد. یکسو کننده و تنظیم کننده جریان معمولاً درون محفظه آلترناتور قرار دارند ، اما در بعضی از انواع آلترناتورها، روی بدنه آن سوار شده اند. دینام به یکسوکننده جریان احتیاج ندارد.

یک تنظیم کننده ولتاژ در یک جعبه جداگانه وجود دارد که دارای رله است. یک رله با قطع کردن جریان در سیم پیچ های میدانی ، میزان ولتاژ را کنترل می کند. رله دوم مانع از این می شود که دینام به باتری آسیب بزند یا آن را بیش از حد شارژ کند. رله سوم هنگامی که دینام خیلی آهسته در حال چرخش است، تخلیه باتری را متوقف می کند.

وظایف دینام در خودرو کدامند؟

1- شارژ کردن مجدد باتری

اصلی ترین ماموریت و وظیفه یک آلترناتور  یا دینام خودرو تولید برق برای شارژ مجدد باتری ماشین است. یک باطری ماشین به تنهایی، دارای قدرت و ظرفیت لازم برای استارت زدن و به حرکت درآوردن یک ماشین برای مدت طولانی نیست.

بدون یک آلترناتور، شارژ یک باتری نو، بسته به نوع زمین و همچنین این که آیا شما از سایر کارهای تخلیه برق مانند چراغ های جلو یا رادیو استفاده می کنید یا خیر، حداکثر بین 20 تا 30 دقیقه دوام می آورد. آلترناتور در هنگام استفاده از خودرو، باتری را مجدداً شارژ می کند.

2- تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی

بنزین از مخزن گاز به پیستون ها در شفت میل لنگ گرفته می شود، جایی که احتراق اتفاق می افتد. شفت میل لنگ مواد منفجره را از احتراق به یک کمربند مارپیچ منتقل می کند که به آلترناتیو متصل است.

همانطور که چرخ دنده متناوب چرخش می کند، با تولید یک آهنربا و کویل سیم مسی ساخته می شود. که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. داشتن یک چرخ دنده مکانیکی، تنش کمربندهای متناوب شما باعث می شود که آلترناتور در یک سطح کارایی بالا نگه داشته شود.

3- تامین برق مورد نیاز اجزای الکتریکی ماشین

تقریباً تمام بخش های سیستم الکتریکی، توسط آلترناتور تغذیه می شوند. اگر چه ممکن است گاهی مقدار کمی الکتریسیته به طور مستقیم از باتری گرفته شود. اجزای الکتریکی ماشین شما شامل فن های خنک کننده موتور، اجزای سیستم تزریق سوخت، سیلندر احتراق، رادیو، فرمان EPS، پاور ویندوز، چراغ های جلو و برف پاک کن ها.

اگر مشکوک هستید که آلترناتور شما به درستی کار نمی کند. استفاده از کمترین مقدار ممکن برق تا زمانی که آلترناتور شما تعمیر شود، به شما کمک می کند.

وظایف خروجی های دینام

در قسمت پشت دینام چندین خروجی و ترمینال وجود دارد که وظایف متفاوتی دارند. این وظایف عبارتند از:

• تشخیص ولتاژ باتری
• سوینچی برای روشن کردن رگلاتور ولتاژ
• ترمینالی برای بستن مدار لامپ هشدار
• ترمینال اصلی که به باتری خودرو متصل است.

انواع دینام خودرو

دینام خودرو در انواع دو ذغال و سه ذغال موجود می باشد. آفتامات های موجود در دینام خودرو نیز به دو دسته سه قرقره و یک قرقره تقسیم بندی می شود. دینام ٢ ذغال با آفتامات سه قرقره و دینام سه  زغال با آفتامات یک قرقره کار میکند.

امروزه همچنین در موتور خودروهای جدید می‌توان نوع جدیدی از دینام خودرو را دید که به آن آلترناتور گفته می شود. در توضیح آلترناتور باید گفت دینام های قدیمی در دور های پایین قادر به تولید جریان برق کافی برای خودرو نبودند و به همین جهت اگر مدت زمان طولانی خودرو در جا کار می کرد از لحاظ برقی دچار کمبود می شد. این مشکل در دینام های الترناتور حل شده و به همین خاطر مشکل شارژ باتری خودرو ها تا حدود زیادی رفع شده است.

دینام ها بروش های زیر تقسیم بندی میشود:

الف – انواع دینام بر اساس تعداد ذغال ها

۱- دو زغاله: در خودروهای معمولی استفاده میشود.

۲- سه زغاله: از قدیمی ترین دینامهاست که دیگر تولید نمیشود.

۳- چهار زغاله: در خودروهایی که مصرف زیادی دارند( اتوبوس های مسافربری) البته تقریبا در همه خودرو های امروزی بدلیل افزایش تعداد مصرف کننده های برقی ازین نوع دینام استفاده میشود.

ب – بر اساس نوع اتصال بدنه قطب ها

جریان مصرفی قطب های دینام از زغال مثبت گرفته شده و بعد از کنترل مقدار جریان بوسیله افتامات اتصال بدنه میشود.

۱- دینام با اتصال بدنه داخلی: در این نوع اتصال ، جریان لازم قطب های دینام از F افتامات به میدان دینام (F) می رسد و در داخل بدنه دینام اتصال بدنه میشود.

۲- دینام با اتصال بدنه خارجی: در این نوع اتصال ، جریان لازم قطب های دینام از زغال مثبت گرفته شده و بعد از کنترل بوسیله افتامات اتصال بدنه میشود.

چند توصیه برای جلوگیری از سوختن دینام ماشین

•  اگر وسایل و تجهیزاتی در خودروی خود دارید که از برق خودرو بیش از حد استاندارد استفاده می کنند(‌مانند سیستم صوتی و یا چراغ های اسپورت با مصرف بالا) بهتر است باتری با مشخصات فنی متناسب با آن ها انتخاب نمایید تا از فشار بیش از حد به دینام جهت شارژ همیشگی پیشگیری گردد. صورتی که ظرفیت باتری پایین باشد تجهیزات برقی شما به طور دائم از باتری مصرف نمایند دینام خودرو نیز همیشه در حال شارژ و فعالیت بوده و بنابراین از عمر آن کاسته خواهد شد.
• در شرایط ترافیکی و روزهای خیلی گرم استفاده از کولربه طور مداوم می تواند به دینام خودروی شما آسیب برساند. توصیه می شود اگر در چنین شرایطی قرار گرفتید بهتر است اندکی نیز به فن کولر خود استراحت بدهید.
• زمانی که خودروی شما به صورت درجا در حال کار کردن است از فشار دادن پدال گاز به طور مداوم و بالا بردن دور موتور بیش از 2000 دور در دقیقه خودداری نمایید. این کار می تواند به دینام خودروی شما آسیب وارد نماید.
• استفاده از باطری با ظرفیت بیشتر
• نگه داشتن دور موتور روی ۲۰۰۰ در زمان توقف و به وسیله گاز دادن
• قرار دادن دور فن کولر در پایین درجه ممکن
• بررسی وضعیت تسمه دینام از نظر شل بودن
• خودداری از روشن نمودن چراغ ها در زمان های غیر ضروری( زمان توقف )

علائم خراب بودن تسمه دینام و تسمه پروانه

برای تعویض تسمه زمان دقیقی مشخص نشده است، و تنها راهکار تشخیص زمان تعویض تسمه بررسی ظاهر آن است. برخی از مواردی که نشان دهنده ی فرا رسیدن زمان تعویض تسمه است به این شرح است:

• روشن شدن چراغ باتری در پشت آمپر: این تسمه وظیفه شارژ باطری را بر عهده دارد و در صورتی که باطری شارژ نشود این چراغ روشن خواهد شد.
• جوش آوردن خودرو: اگر تسمه دچار مشکل شود، کار افتادن واتر پمپ و عدم گردش جریان آب با اختلال مواجه شده و خودرو جوش می‌آورد.
• اختلال در  کنترل فرمان هیدرولیک: شل شدن این تسمه با ایجاد مشکل در کنترل فرمان‌های هیدرولیک همراه است.
• شنیدن صداهایی شبیه به جیر جیر از قسمت موتور
• عدم کنترل مناسب بر فرمان
• اختلال در عملکرد صحیح کولر و تهویه مطبوع
• وجود نشان پارگی، خورده شدگی، ساییدگی و خشک شدگی در کل طول تسمه
• پیدا کردن خاصیت کشسانی در تسمه
• چرب شدن تسمه

نشانه های معیوب بودن سیستم شارژ دینام

در این بخش، چند مورد را بیان می‌کنیم که می‌توانند از نشانه‌های عیب در سیستم شارژ باشند.

کم شدن توان برقی خودرو

اگر یکی از سه سیم‌پیچی استاتور دچار مشکل شود، دینام همچنان شارژ می‌کند، اما مقدار شارژ آن، دو سوم خروجی نرمال است. از آن‌جایی که یک آلترناتور یا دینام برای پاسخ‌گویی همه توان مورد نیاز و در شرایط استفاده از همه بار‌های سنگین طراحی شده است، ممکن است هیچ‌گاه به وجود مشکل احتمالی آن پی نبریم. اگر چنین مشکلی (قطع یکی از سیم‌پیچ‌ها) وجود داشته باشد، فقط در یک شب تاریک و سرد بارانی خود را نشان خواهد داد. زیرا در این شرایط، چراغ‌ها، بخاری و شیشه پاک کن‌ها باید همزمان کار کنند. در این صورت، با کم کردن سرعت، نور چراغ‌ها کاهش می‌یابد. اگر دو سیم‌پیچ از سه سیم‌پیچ مشکل داشته باشند، احتمالاً وجود مشکل زودتر عیان خواهد شد.

اگر یکی از شش دیود بسوزد، مدار متناظر با آن باز شده و مشابه مشکل سیم‌پیچ‌ها، خروجی کم می‌شود. البته اگر یکی از دیود‌ها اتصال کوتاه شود، جریان را از هر دو جهت از خود عبور می‌دهد و مشکلات دیگری را در پی خواهد داشت. در این حالت، دیودِ اتصال کوتاه شده اجازه عبور جریان AC در سیستم الکتریکی خودرو را می‌دهد و ممکن است به سنسور‌ها و پردازنده‌ها آسیب وارد شود و مشکلات پیش‌بینی نشده‌ای رخ دهد.

اگر در رابطه با سالم بودن دینام شک دارید با روش های کاربردی این مقاله می توانید دینام یا آلترناتور ماشین خود را تست کرده و یا آن را تقویت کنید.

تست خرابی و تقویت دینام خودرو