درسنامه آموزشی تعمیرات سیستم‌های برقی خودرو کلاس دوازدهم مکانیک خودرو

واحد یادگیری 1 (شایستگی تعمیر سیستم شارژ خودرو)

مقدمه

مجموعه باتری و سیستم شارژ یکی از مهم‌ترین قسمت‌های الکتریکی در هر خودرو به شمار می‌رود. تأمین برق مورد نیاز کلیه واحدها برعهده این سیستم می‌باشد. عملکرد نامناسب این مجموعه باعث ایجاد اختلال در تمامی سیستم‌های الکتریکی خودرو خواهد شد.

استاندارد عملکرد

هنرجویان پس از آموزش این فصل، توانایی عیب‌یابی و تعمیرات قطعات الکتریکی و الکترونیکی خودرو، منبع ذخیره (باتری) و سیستم شارژ باتری را پیدا می‌کنند.

جریان الکتریکی (برق)

بخشی از مطالبی که در این پودمان ارائه می‌شود در کتاب کار و فناوری سال هشتم و کتاب فیزیک سال نهم اشاره شده است، در اینجا سعی شده است ضمن یادآوری بیشتر کاربرد آن اصول و قوانین به صورت تخصصی در حوزه خودرو بیان شود.

حرکت الکترون‌های آزاد در یک رسانا را جریان الکتریسیته (برق) می‌نامند. به عبارت دیگر به شارش (جابه‌جایی) بارهای الکتریکی بین دو نقطه جریان الکتریکی می‌گوییم. شکل 1 به‌صورت شماتیک جریان برق را نشان می‌دهد.

انواع جریان الکتریکی و جهت حرکت

به تصاویر شکل 3 توجه کنید. سپس جدول را با کمک هنرآموز خود کامل کنید.

نوع جریان	شماره شکل	نماد انگلیسی	تعریف
مستقیم		DC
			مقدار ولتاژ باتوجه به زمان تغییر می‌کند.

خواص اصلی جریان الکتریکی

جریان برق خواص متعددی دارد چند خاصیت بسیار مهم جریان الکتریکی در ادامه توضیح داده شده است.

رابطه بین ولتاژ، شدت جریان و مقاومت الکتریکی

یکی از روابط پرکاربرد در الکتریسیته، رابطه بین ولتاژ، شدت جریان و مقاومت الکتریکی است. این رابطه قانون اهم است که نشان می‌دهد نسبت اختلاف پتانسیل (دو سر مدار) به شدت جریان آن، مقدار ثابتی است. این رابطه به‌صورت زیر نشان داده می‌شود.

$V = R \times I$ یا $R = \frac{V}{I}$

رابطه مقاومت الکتریکی، سطح مقطع و طول سیم

یکی دیگر از روابط مهم ارتباط بین مقاومت، طول سیم و سطح مقطع آن می‌باشد.

$R = \rho \frac{L}{A}$

$R$: مقاومت الکتریکی در سیم
SAS: سطح مقطع سیم
$\rho $: مقاومت مخصوص (ویژه) رسانا (سیم)
$L$: طول سیم

توان الکتریکی

توان الکتریکی، مقدار کار الکتریکی انجام شده در واحد زمان می‌باشد. توان الکتریکی با P (یا Q) نمایش داده می‌شود و واحد آن وات (W) می‌باشد. رابطة آن به صورت زیر است. 

$P = V \times I$

انواع مدار الکتریکی

نمودار زیر انواع مدار الکتریکی را نشان می‌دهد.

مغناطیس و الکترومغناطیس

اگر از سیمی جریان برق عبور کند حول آن سیم میدان مغناطیسی تشکیل می‌شود و برعکس، اگر میدان مغناطیسی اطراف یک سیم تغییر کند در آن سیم جریان برق تولید می‌شود.

اجزای مدار الکتریکی و الکترونیکی

هر مدار الکتریکی از اجزای مختلفی تشکیل می‌شود. جدول زیر مهم‌ترین و پرکاربردترین اجزای الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده در خودرو را نشان می‌دهد.

سیم-کابل

کابل‌ها در خودرو به‌صورت زیر دسته‌بندی می‌شوند.

باتوجه به اینکه مدارهای مختلفی در خودرو استفاده می‌شود تعداد سیم‌های موجود در خودرو نیز زیاد می‌باشد. عموماً به مجموعه چند سیم، دسته سیم یا درخت سیم گفته می‌شود. شکل 11 نوعی درخت سیم را نشان می‌دهد.

کانکتور- فیش- ترمینال

برای اتصال سیم‌ها به یکدیگر یا اتصال سیم‌ها به دستگاه‌ها از فیش (ترمینال) استفاده می‌شود. مجموعه چند ترمینال، کانکتور (سوکت) نامیده می‌شود. شکل 12 چند نمونه از ترمینال‌ها و کانکتورهای مورد استفاده در خودرو را نشان می‌دهد.

کلیدها

وظیفه کلیدها به‌صورت عمومی قطع و وصل کردن مدارهای الکتریکی می‌باشد. شکل 13 نمونه‌هایی از نمادهای کلیدها را نشان می‌دهد.

انواع کلیدها

نماد
نام	2 پل- (هرکدام) 2 خروجی	1 پل- سه وضعیت و 2 خروجی	یک پل- 2 خروجی	یک پل- یک خروجی
مثال	کلید شیشه بالابر	کلید دسته راهنما	کلید تعویض وضعیت نور چراغ (قدیمی)	کلید لای در

فیوز

با مراجعه به کتاب همراه هنرجو بخش راهنمای فیوزها، جدول زیر را کامل کنید.

سایز فیوز	رنگ	شدت جریان اسمی
استاندارد		10
		15
		25
		30

رله

رله یک کلید الکترومغناطیس می‌باشد که با یک جریان کم یک جریان زیاد را قطع و وصل می‌کند. رله‌ها از دو قسمت بوبین (مدار فرمان) و پلاتین (مدار قدرت) تشکیل شده‌اند. رله‌ها از نظر ساختار و تعداد پایه و اندازه استاندارد طبق جدول ذیل تقسیم‌بندی می‌شوند.

سلونوئید

از نظر عملکرد شبیه به رله می‌باشد. کاربرد سلونوئیدها در خودرو به‌صورت کلی در نمودار زیر نشان داده شده است.

شکل 16 عملکرد یک سلونوئید را به‌صورت عمومی نشان می‌دهد.

معروف‌ترین سلونوئید در مدارهای الکتریکی خودرو، اتومات استارت است که در بخش مربوط به آن، توضیحات کافی آمده است.

مقاومت الکتریکی

یکی از راه‌های کنترل ولتاژ در مدار الکتریکی استفاده از مقاومت الکتریکی می‌باشد. مقاومت‌های الکتریکی را از نظر مقدار می‌توان به دو دسته تقسیم‌بندی کرد. نمودار روبه‌رو این نوع دسته‌بندی کلی را نشان می‌دهد.

یادآوری: مقاومت‌های ثابت الکتریکی عموماً در مدارها و بردهای الکترونیکی استفاده می‌شوند و عموماً به روش رنگ‌بندی می‌توان از مقدار مقاومت آن‌ها مطلع شد. شکل 17 روش خواندن این نوع مقاومت‌ها را نشان می‌دهد.

مقاومت‌های متغیر خود دارای انواع مختلفی هستند، جدول زیر انواع مهم و کاربرد آن‌ها را نشان می‌دهد.

نام مقاومت متغیر	نوع محرک	مثال کاربرد در خودرو		نماد
		نام	تصویر
پتانسیومتر	مکانیکی	حسگر دریچه گاز
رئوستا	مکانیکی	حسگر اندازه‌گیری مقدار سوخت در باک (مخزن سوخت)
ترمیستور	دمایی	حسگر دمای مایع خنک‌کننده موتور
فوتو رزیستور	نوری	حسگر تغییر نور چراغ جلو
تریمر	مکانیکی	برخی کیت‌های الکترونیکی با تنظیم دستی (مثلاً تنظیم حساسیت دزدگیر)

خازن

خازن وسیله‌ای است که می‌تواند انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند. خازن از دو صفحه هادی که بین آن‌ها عایق قرار گرفته ساخته می‌شود. واحد اندازه گیری ظرفیت خازن فاراد (FARAD) یا واحد کوچک‌تر میکرو فاراد می‌باشد. ظرفیت خازن به عواملی مانند سطح صفحات؛ فاصله صفحات از هم و جنس عایق بین صفحات مربوط می‌شود. شکل 18 چند نوع خازن را نشان می‌دهد.

محاسبه ظرفیت خازن

$C = K\frac{A}{d}$

$C$: ظرفیت خازن
$K$: ضریب دی الکتریک (جنس عایق)
$A$: مساحت صفحه 
$d$: فاصلهٔ صفحه‌ها از هم

همان‌طوری که در شکل مقابل نشان داده شده، خازن دارای یک صفحه منفی، یک صفحه مثبت و یک صفحه عایق می‌باشد.

در جدول زیر چند نمونه خازن آمده است.

خازن ثابت پلی‌استر	خازن ثابت الکترولیتی	خازن متغیر قابل تنظیم با پیچ گوشتی	خازن متغیر قابل تنظیم با محور

وظایف اصلی خازن‌ها در نمودار زیر نشان داده شده است.

دیود

دیود ساده در مدارهای الکتریکی دقیقاً مانند یک خیابان یک طرفه عمل می‌کند؛ یعنی الکترون‌ها در یک جهت عبور می‌کنند و از جهت مخالف اجازه عبور ندارند. شکل 19 این مورد را نشان می‌دهد.

نمودار زیر کاربرد عمومی دیودهای ساده را نشان می‌دهد.

انواع دیود

شکل 20 انواع دیودهای متداول را نشان می‌دهد.

ترانزیستور

یکی دیگر از قطعات الکترونیکی پرکاربرد در خودرو ترانزیستور می‌باشد. شکل 22 انواع، ساختار و عملکرد ترانزیستور را نشان می‌دهد.

ساخت مدار با اجزای ساده الکترونیکی و الکتریکی

اصول عیب‌یابی مدارهای الکتریکی

باتوجه به اینکه در عیب‌یابی مدارهای الکتریکی، بخشی از کار بین تمامی مدارها مشترک می‌باشد، جهت کم شدن حجم و یکپارچگی مطالب، کلیات روش‌های عیب‌یابی الکتریکی در اینجا خواهدآمد.

روش بررسی و رفع عیوب بدون بازکردن مدار الکتریکی

روش آزمایش 1: برای آزمایش باتری خودرو به پودمان یک، مدار شارژ مراجعه کنید و درصورت لزوم، شارژ یا تعویض شوند.

روش آزمایش 2: برای آزمایش رله‌ها و فیوزها مطابق جدول زیر عمل کنید.

آزمایش رله	آزمایش رله

آزمایش فیوز	آزمایش فیوز

روش آزمایش 3: برای آزمایش ارتباط اتصال بدنه‌های مدار الکتریکی به روش زیر عمل کنید.

روش آزمایش 4: برای آزمایش ارتباط کانکتورهای رابط (joint connectors) و کانکتورهای قطعات مدار الکتریکی به روش زیر عمل کنید.

روش آزمایش 5: قطعات مدار الکتریکی را باتوجه به کتاب راهنمای تعمیرات مربوط به آن خودرو، بررسی کنید، ولی به صورت عمومی آزمایش برخی از قطعات در ادامه آورده شده است.

آزمایش کلید: باتوجه به اینکه انواع مختلفی از کلید وجود دارد و هر کدام از کلیدها روش مخصوص برای آزمایش دارند، نمی‌توان یک روش کلی برای آزمایش کلیدها بیان کرد. در بهترین حالت باید ابتدا از روش قطع و وصل پایه‌های مختلف کلید مطلع شد. سپس با کمک آزمایش مقاومت و یا آزمایش ولتاژی به صحت عملکرد کلید پی برد. شکل 34 یک نمونه برای آزمایش کلید فشنگی (حسگر) پدال ترمز می‌باشد.

آزمایش مصرف‌کننده‌ها: لامپ‌ها و موتورها بیشترین مصرف‌کننده الکتریکی در خودروها به شمار می‌روند. در مورد لامپ‌ها آزمایش ساده است، کافی است به پایه‌های آن جریان برق مثبت و منفی بدهیم. باید روشن شده و نور کافی دهند.

در مورد موتورهای جریان مستقیم آزمایش کمی متفاوت است. چون علاوه‌بر چرخیدن آن در زمان اعمال ولتاژ، باید گشتاور اعمالی آن موتور به اندازه استاندارد باشد (در این گونه موارد عموماً اصطلاح نیم سوزشدن را به کار می‌برند).

آزمایش واحد کنترل الکترونیکی: باتوجه به تنوع واحدهای کنترل الکترونیکی (کنترل یونیت) برای مدارهای مختلف خودرو، شیوه یکسانی برای آزمایش این واحدها وجود ندارد. بلکه لازم است به کتاب راهنمای تعمیرات آن خودرو مراجعه شود.

آزمایش شیر برقی (سلونوئید): برای آزمایش شیربرقی‌ها معمولاً باید دو آزمایش روی آن انجام پذیرد یکی آزمایش اهمی مقاومت سیم پیچ و آزمایش ولتاژ تغذیه سیم پیچ و دوم آزمایش مکانیزم عملکرد شیربرقی که آیا با فعال شدن سیم پیچ، شیربرقی عمل می‌کند یا خیر. (شکل 35)

آزمایش سنسورها و عملگرها: باتوجه به تنوع سنسورها و عملگرها برای مدارهای مختلف خودرو شیوه عمومی برای آزمایش این قطعات وجود ندارد. بلکه لازم است به کتاب راهنمای تعمیرات آن خودرو مراجعه شود.

روش آزمایش 6: سیم‌کشی مدار الکتریکی را باتوجه به شکل 36 بررسی کنید.

1- قطع شدگی در مدار مثبت

2- قطع شدگی در مدار منفی

3- اتصال کوتاه مثبت به منفی

4- اتصال کوتاه منفی به مثبت

5- افزایش مقاومت در مدار مثبت

6- افزایش مقاومت در مدار منفی

7- معیوب بودن مصرف‌کننده

بررسی، عیب‌یابی و رفع عیب اجزای مدار ساده الکتریکی خودرو

باتری (اجزا- وظیفه)

دستگاهی که به کمک واکنش شیمیایی، انرژی الکتریکی تولید می‌کند را باتری می‌نامند.

انواع باتری‌ها: باتری‌ها را به روش‌های مختلف می‌توان دسته‌بندی کرد. نمودار زیر یکی از روش‌های مهم دسته‌بندی باتری‌ها را نشان می‌دهد.

باتری سربی اسیدی

باتری‌ها در خودروها دو وظیفه عمده را برعهده دارند که نمودار زیر آن وظایف را نشان می‌دهد.

انواع باتری سربی اسیدی

نمودار زیر انواع باتری‌های سربی اسیدی مورد استفاده در خودروها را نشان می‌دهد.

اجزای باتری سربی اسیدی

شکل 40 اجزای اصلی و عمومی یک باتری سربی اسیدی رانشان می‌دهد.

تصاویر شکل 41 تا 43 برخی نکات مهم در مورد اجزا را نشان می‌دهد.

غلظت (جرم حجمی) الکترولیت

همان‌طور که قبلاً ذکر شد، مخلوط همگن از آب خالص و اسیدسولفوریک خالص، الکترولیت باتری سربی اسیدی را تشکیل می‌دهد.

برای بازده بهتر لازم است نسبت مناسبی از این دو ماده را با هم مخلوط کرد. جدول زیر بهترین نسبت اختلاط را برای باتری سربی اسیدی معرفی می‌کند.

	آب خالص (آب مقطر) ${H_2}O$	اسید سولفوریک خالص ${H_2}S{O_4}$
پیمانه	8	3
درصد وزنی	63٪	37٪
درصد حجمی	73٪	27٪

ظرفیت باتری

مقدار انرژی الکتریکی ذخیره شده در یک باتری را ظرفیت آن باتری می‌نامند و به‌صورت کلی با 3 روش آن را اندازه‌گیری می‌کنند.

روش	نماد	واحد	تعریف ساده
آمپر-ساعت	Ah	آمپر- ساعت	حاصل ضرب آمپر تولیدی در مدت زمان تولید آن
آزمایش استارت در شرایط سرد	CCA	آمپر	مقدار آمپری که در دمای پایین می‌توان برای استارت زدن از باتری دریافت کرد.
ظرفیت ذخیره	RC	دقیقه	مدت زمانی که به تنهایی مصرف‌کننده‌های استاندارد خودرو را تغذیه می‌کند (بدون سیستم شارژ)

پلاک باتری

هر دستگاهی دارای مشخصاتی می‌باشد محلی که مشخصات آن دستگاه درج می‌شود را پلاک آن دستگاه می‌نامند. شکل 44 مشخصات عمومی درج شده در پلاک باتری را نشان می‌دهد.

روش بررسی باتری

باتری‌ها را از جهات مختلف می‌توان بررسی کرد. نمودار زیر روش‌های بررسی باتری را نشان می‌دهد.

روش بررسی ظاهری

قبل از هر کار ابتدا لازم است بررسی‌های ظاهری روی باتری انجام شود. شکل 45 این بررسی‌ها را نشان می‌دهد.

روش رفع عیب ظاهری

جدول زیر به‌صورت خلاصه روش رفع عیوب ظاهری را بیان می‌کند.

عیب	روش رفع عیب
خرابی کابل باتری	تعویض
گرفتگی مجاری تهویه	بازکردن
شل بودن یا لقی محل قرار گرفتن باتری	آچارکشی اتصالات پیچ و مهره‌ای و یا تعویض
خرابی بست باتری	تعویض
خرابی قطب‌ها	ترمیم توسط سرب‌ریزی یا شیم‌های مخصوص
سولفاته کردن قطب‌ها	شست‌وشوی
سولفاته شدن بست‌ها	تمیز کردن و شست‌وشوی
شکستگی بدنه باتری	تعویض باتری

بررسی سطح الکترولیت

در باتری‌های استاندارد و LM به دلیل وجود در برای هر خانه باتری می‌توان میزان سطح الکترولیت موجود در خانه باتری را بررسی کرد. شکل 47 روش بررسی سطح الکترولیت در این نوع باتری‌ها را نشان می‌دهد.

روش بررسی الکترولیت در باتری

باتری استاندارد
باتری LM

روش بررسی غلظت (جرم حجمی) الکترولیت

یکی از روش‌های اندازه‌گیری میزان شارژ بودن باتری، تعیین جرم حجمی الکترولیت است. برای بررسی جرم حجمی لازم است از ابزار مخصوصی به نام هیدرومتر یا رفلکتومتر استفاده کرد. تصاویر شکل 48 این دو دستگاه و روش استفاده از آن را نشان می‌دهد.

جدول زیر به‌صورت تقریبی رابطه میزان شارژ بودن باتری با مقدار جرم حجمی را بر حسب $Kg/{m^3}$ نشان می‌دهد.

درصد شارژ	کاملا خالی	خیلی ضعیف	25	50	75	100
غلظت الکترولیت	1140-1110	1170-1140	1200-1170	1230-1200	1260-1230	1280-1260

بررسی تحت بار

یکی از بهترین روش‌ها برای تعیین شارژ بودن باتری استفاده از دستگاه آزمایش باتری تحت بار است. در این آزمایش از یک دستگاه تستر که دارای مقاومت قوی است استفاده می‌شود که تحت بار مقدار افت ولت باتری را اندازه‌گیری می‌کند. شکل 50 سه نمونه از این دستگاه را نشان می‌دهد.

میزان ولتاژ و آمپر شارژ کردن باتری

قبل از اینکه به محاسبات مربوط به شارژ کردن باتری توسط دستگاه شارژ بپردازیم، لازم است با روش‌های کلی شارژ باتری آشنا شویم.

روش‌های شارژ کردن

معمولاً به 3 روش می‌توان باتری را شارژ کرد. نمودار زیر این 3 روش را نشان می‌دهد.

عموماً در تعمیرگاه‌ها از روش شدت جریان متغیر استفاده می‌شود، به این معنی که ابتدا آمپر روی یک عدد تنظیم می‌شود و سپس به تدریج در حین شارژ، شدت جریان شارژ به سمت صفر میل می‌کند.

روش ولتاژ و آمپر متغیر به دستگاه‌های خاصی برای شارژ نیاز دارد که عموماً به شارژرهای هوشمند معروف هستند. در این بخش فقط شارژرهای متداول مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

ولتاژ شارژ: عموماً باید حدود 20 ٪ بیشتر از ولتاژ باتری باشد بنابراین خواهیم داشت:

${V_{ch}} = {V_{bat}} \times 1/2$

شدت جریان شارژ: شدت جریان شارژ بر اساس ظرفیت باتری تعیین می‌شود.

$Ah \to \frac{{Ah}}{{10}}$
$CCA \to \frac{{CCA}}{{40}}$
$RC \to \frac{{RC}}{{16}}$

تمامی پاسخ‌ها جواب مطلوب خواهند بود اما برای کمتر صدمه دیدن باتری بهتر است کمترین مقدار بین این سه برای مقدار آمپر انتخاب شود.

شارژ کردن چند باتری هم زمان

برای شارژ کردن بیش از یک باتری باید از روابط مربوط به سری و موازی در مدار استفاده کرد. تصاویر شکل 53 این دو روش را نشان می‌دهد.

بررسی، عیب یابی و رفع عیب باتری

سیستم شارژ

سیستم شارژ یکی از سیستم‌های اساسی در خودروها به شمار می‌رود. وظایف اصلی در این سیستم در نمودار زیر آمده است.

عملکرد کلی سیستم شارژ: نمودار شکل 54 ارتباط سیستم شارژ با سایر اجزای الکتریکی خودرو را در 3 حالت مختلف کاری نشان می‌دهد.

مولد برق مورد استفاده در سیستم شارژ از نوع مولد AC (جریان برق متناوب) است. شکل 57 روش عملکرد مولد AC را به‌صورت بسیار ساده نشان می‌دهد.

همان‌طور که قبلاً اشاره شد انواع مختلف جریان برق AC وجود دارد که دو نوع استاندارد و شاخص آن عبارت اند از جریان برق از نوع تک فاز و جریان برق از نوع سه فاز. شکل 58 روش تولید جریان برق تک فاز و سه فاز را نشان می‌دهد. 

در شکل 59 مدار سیم‌کشی سیستم شارژ به‌صورت شماتیک نشان داده شده است.

اجزای داخلی آلترناتور

به شکل 61 توجه کنید. اجزای اصلی مجموعه آلترناتور را نشان می‌دهد.

اصول کار آلترناتور

طبق اصول الکترومغناطیس، با عبور حریان برق از یک آهنربای الکتریکی، در اطراف آن میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود. با قطع خطوط میدان مغناطیسی توسط یک هادی، در هادی جریان برق تولید می‌شود. در آلترناتور روتور به عنوان آهنربای الکتریکی عمل می‌کند و جریان برق در سیم‌پیچ‌های استاتور تولید می‌شود.

تولید میدان مغناطیسی در آلترناتور:

تولید جریان برق در آلترناتور: همان‌طور که ذکر شد وظیفه استاتور تولید جریان برق در آلترناتور است. آلترناتور خودروها امروزه همه از نوع سه فاز هستند.

انواع سربندی سیم‌ها در استاتور

روش	شکل واقعی	شکل شماتیک
مثلث
ستاره

روش یک سوسازی (تبدیل AC به DC)

روش یک سوسازی جریان متناوب سه فاز در آلترناتور: در شکل 66 روش یک سوسازی جریان سه فاز متناوب ستاره و مثلث نشان داده شده است.

روش کنترل ولتاژ

آلترناتورها از روش کنترل میدان مغناطیسی، ولتاژ را کنترل می‌کنند. شکل 67 محل قرار گرفتن رگولاتور نسبت به میدان را نشان می‌دهد. ملاحظه می‌شود که رگولاتور می‌تواند قبل یا بعد از روتور قرار بگیرد. اگر قبل از روتور قرار گرفته باشد، به آن مجموعه مثبت کنترل گفته می‌شود و اگر بعد از روتور قرار گیرد، منفی کنترل نامیده می‌شود.

رگولاتور، ولتاژ شارژ را بین 13/5 تا 14/5 ولت کنترل می‌کند. در رگولاتورهای قدیمی (مانند شکل 68 این عمل توسط دیود زنر و در رگولاتورهای جدید توسط ICها انجام می‌شود.

عملکرد مجموع مدار: شکل 69 مدار نوعی آلترناتور را نشان می‌دهد.

با توجه به موارد ذکر شده و راهنمایی هنرآموز به سؤالات زیر در مورد شکل 69 پاسخ دهید.

1- چرا در مدار 9 دیود وجود دارد؟ وظیفه 3 دیود اضافی چیست؟
2- سربندی استاتور از چه نوعی است؟
3- وظیفه خازن C2 چیست؟

ارتباط با سایر سیستم‌های خودرو

نمودار زیر روش ارتباط سیستم شارژ با سایر سیستم‌ها را نشان می‌دهد.

بررسی، عیب‌یابی و رفع عیب آلترناتور بدون باز کردن از روی خودرو

جدول عیب‌یابی سیستم شارژ (با توجه به عملکرد لامپ شارژ)

با توجه به فیلم آموزشی و راهنمایی هنرآموز جدول زیر را در مورد عیوب متداول سیستم شارژ کامل کنید.

مراحل شناسایی عیوب آلترناتور بدون بازکردن از روی خودرو

نمودار زیر بخش‌های مختلف بررسی و عیب‌یابی سیستم شارژ را نشان می‌دهد.

بررسی ظاهری: تصاویر شکل 70 برخی از نکات مهم در بررسی ظاهری سیستم شارژ را نشان می‌دهد.

1- بررسی بدنه از نظر شکستگی یا صدا

2- بررسی تسمه از نظر خرابی، پارگی

3- بررسی ظاهری کانکتورها از نظر شکستگی

4- بررسی نا هم‌راستایی تسمه و میزان کشش

5- بررسی سطح الکترولیت و کابل‌ها و اتصالات باتری

بررسی‌های الکتریکی

بررسی مدار شارژ با استفاده از منحنی‌های دستگاه عیب‌یاب: برخی از دستگاه‌های عیب‌یاب می‌توانند منحنی‌های مختلفی را نمایش دهند. اگر دستگاه عیب‌یاب دارای این ویژگی باشد می‌توان از آن در بررسی عیوب سیستم شارژ استفاده کرد. شکل 71 نمونه‌ای از نتایج سیستم شارژ در حالت سالم بودن و وجود عیب را نشان می‌دهد.

آزمایش زیر بار: آزمایش زیر بار برای اندازه‌گیری حداکثر ولتاژ و شدت جریان تولیدی در سیستم شارژ می‌باشد. برای این کار می‌توان از دستگاه آزمایش (تستر) باتری و یا دستگاه آزمایش (تستر) آلترناتور استفاده کرد. شکل 72 این دو نوع تستر را نشان می‌دهد.

بررسی و عیب‌یابی بدون بازکردن اجزای سیستم شارژ

باز کردن و عیب‌یابی آلترناتور از روی خودرو

پس از تحلیل نتایج آزمایش‌ها و اطمینان از نیاز به باز کردن مجموعه برای رفع عیب و انجام تعمیرات این مجموعه را باز می‌کنیم.

روش بازکردن، بررسی و بستن اجزای آلترناتور: آلترناتورها عموماً از طرف درپوش عقب باز می‌شوند، اما برای اطمینان به کتاب راهنمای تعمیرات خودروی موردنظر مراجعه شود. تصاویر شکل 75 برخی از مراحل بازکردن یک نوع آلترناتور را نشان می‌دهد.

روش بستن معکوس مراحل باز کردن است.

بررسی، باز کردن و بستن مجموعه آلترناتور

واحد یادگیری 2 (شایستگی تعمیر سیستم راه انداز خودرو)

مقدمه

موتورهای احتراق داخلی خود به خود نمی‌توانند شروع به حرکت کنند، بلکه برای شروع به کار باید به وسیله منبع خارجی دیگری چرخانده شوند. امروزه از یک موتور الکتریکی (استارتر)، برای به گردش درآوردن و روشن کردن موتور استفاده می‌شود. حداقل دور مورد نیاز برای راه‌اندازی موتور خودرو در حدود 50 تا 150 دور در دقیقه می‌باشد.

استادارد عملکرد

هنرجویان پس از پایان این واحد یادگیری توانایی عیب‌یابی و تعمیر سیستم راه‌انداز موتور را پیدا می‌کنند.

وظیفه، عملکرد، ساختمان و انواع دستگاه استارتر

شکل 76 مکانیزم عملکرد سیستم راه‌انداز خودرو را نشان می‌دهد.

موتور استارتر با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی باعث به گردش درآوردن و روشن شدن موتور می‌شود. موتور استارت از نوع موتور جریان مستقیم DC است. موتور استارت برای چرخاندن موتور باید بر نیروهای مقاوم نسبتاً زیادی مانند نیروی حاصل از تراکم، نیروهای اصطکاکی در سیلندر و یاتاقان‌های میل‌لنگ و همچنین دستگاه‌های فرعی که توسط موتور به حرکت در می‌آیند غلبه کند.

نیروهای مقاوم در مقابل سیستم راه‌انداز موتور در نمودار روبه‌رو آمده است.

زمانی‌که جریان از سیم‌پیچ‌های بالشتک‌ها و آرمیچر عبور کند هستۀ بالشتک‌ها و آرمیچر مغناطیس می‌شوند و تشکیل قطب‌های S و N را می‌دهند در صورتی‌که قطب‌های همنام بالشتک‌ها و آرمیچر مقابل هم قرار گیرند، یکدیگر را دفع می‌کنند و این نیروی دافعه سبب چرخش آرمیچر استارتر می‌شود. (شکل 78)

انواع موتور استارتر: موتورهای استارتر با توجه به نوع بالشتک‌ها مطابق شکل 80 به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

انواع موتور الکتریکی

موتور با بالشتک آهنربای دائم	موتورهای با بالشتک آهنربای الکتریکی
(A) موتورسری (B) موتور موازی (C) موتور سری موازی (D) موتور با بالشتک آهنربای دائم

انواع کابل و انواع مدارات استارتر

کابل‌هایی که امروزه در خودرو به کار می‌روند عمدتاً از کابل‌های افشان مسی یا آلومینیومی می‌باشند. مس علاوه بر مقاومت الکتریکی کم، شکل‌پذیری مطلوبی نیز دارد. قطر کابل را بر اساس جریانی مصرفی انتخاب می‌کنند. هر چه قطر کابل بیشتر باشد افت ولتاژ در مدار کمتر خواهد بود.

برای اتصال باتری به سیستم برق خودرو از کابل مطابق شکل 84 استفاده می‌شود. کابل‌های باتری باید بتوانند جریان مورد نیاز تمام تجهیزات الکتریکی خودرو را از خود عبور دهند. از بست‌ها و ترمینال‌ها با اشکال مختلف در انتهای کابل‌ها برای یک اتصال الکتریکی خوب استفاده می‌شود. این اتصالات باید تمیز و محکم باشند تا از خوردگی جلوگیری شود. معمولاً رنگ کابل مثبت باتری قرمز و کابل منفی مشکی می‌باشد.

فکر کنید اگر تمام رشته‌های یک کابل باتری پاره باشند و فقط یک رشته وصل باشند. با اندازه‌گیری مقاومت کابل ممکن است متوجه قطع بودن رشته‌های کابل نشویم چون اهم متر مقاومت کمی را نشان می‌دهد، اما کابل توانایی انتقال آمپر مورد نیاز مدار استارتر را ندارد.

انواع مدار استارتر: شکل 85 انواع مدار استارتر را نشان می‌دهد.

مدار فرمان و قدرت استارتر

انواع مدار	وظیفه
مدار فرمان	برق مورد نیاز برای فعال کردن اتوماتیک استارتر را تأمین می‌کند.
مدار قدرت	برق مورد نیاز موتور استارتر را تأمین کرده و باید تحمل جریان زیاد، بیشتر از 150 آمپر را داشته باشد.

روش استفاده از دستگاه استارت‌زن

شکل 86 نوعی دستگاه استارت‌زن را نشان می‌دهد.

نقشه خوانی مدار استارتر (شماتیک و سیم‌کشی)

ارتباط با سایر اجزای خودرو

روش بررسی عیوب استارتر بدون بازکردن از روی خودرو و رفع عیوب: عملکرد مناسب سیستم استارتر بستگی به عوامل زیر دارد.

عیب	روش تشخیص عیب و علت‌های آن	رفع عیب
1- با گردش سوییچ هیچ گونه صدا و عملکردی از دستگاه استارتر شنیده نمی‌شود.	- خرابی باتری - قطعی فیوز - قطع بودن اتصالات - خرابی سوییچ جرقه - خرابی اتوماتیک استارتر سوییچ حالت دنده خلاص -رله و سوییچ کلاچ - عیوب مکانیکی در موتور خودرو - خرابی سیستم ضد سرقت خودرو	- شارژ یا محکم و تمیز کردن بست‌ها - تعویض فیوز - تمیز و سفت کردن اتصالات. - آزمایش عملکرد سوییچ جرقه و در صورت نیاز تعویض آن. - بررسی و در صورت نیاز تعویض قطعات. - بررسی کردن موتور - بررسی و در صورت نیاز تعمیر و تعویض قطعات.
2- با گردش سوییچ فقط یک صدای تقه می‌آید.	- باتری ضعیف یا خراب است. - خرابی موتور خودرو	- بررسی و در صورت نیاز شارژ و یا تعویض باتری. - بررسی و در صورت نیاز تعمیر موتور.
3- با گردش سوییچ به صورت پی‌درپی صدا می‌آید.	- خرابی اتوماتیک استارتر	- بررسی و در صورت نیاز تعویض قطعات.
4- با گردش سوییچ، موتور خودرو آرام می‌چرخد.	- ضعیف بودن باتری - شل بودن و خوردگی در اتصالات - خرابی موتور استارتر - عیب مکانیکی در موتور خودرو و استارتر	- بررسی باتری و در صورت نیاز شارژ آن. - تمیز کردن و سفت کردن اتصالات - بررسی کردن موتور استارتر - بررسی کردن موتور خودرو و استارتر در صورت نیاز تعمیر آن‌ها.
5- با گردش سوییچ گاهی استارت می‌زند و گاهی نمی‌زند.	- خرابی اتوماتیک استارتر	- بررسی و در صورت نیاز تعویض آن.
6- با روشن شدن موتور و رها کردن سوییچ، صدا می‌آید.	- ضعیف شدن فنر برگردان اتوماتیک استارتر - شکستن اهرم دوشاخه دنده استارت - خرابی کلاچ یک طرفه - خشک بودن بوش‌های استارتر	- بررسی و در صورت نیاز تعویض قطعات
7- دنده استارتر با فلایویل درگیر می‌ماند.	- خرابی در دنده استارتر و یا دنده فلایویل - خرابی اتوماتیک استارتر - خرابی سوییچ جرقه و مدار فرمان استارتر - خرابی مغزی کلید و سوییچ	- بررسی دنده‌ها  - آزمایش سیم‌پیچ کشنده و نگه دارنده - بررسی سوییچ جرقه و مدار فرمان - بررسی مغزی و کلید سوییچ
8- با گردش سوییچ صدای خِرخِر می‌آید.	- خرابی کلاچ یک طرفه - خرابی دنده استارتر یا دنده فلایویل	- بررسی عملکرد کلاچ یک طرفه - بررسی و در صورت نیاز تعویض قطعات

مراحل شناسایی عیوب استارتر بدون باز کردن از روی خودرو: نمودار مقابل روش بررسی مدار سیستم روشنایی را نشان می‌دهد.

بررسی استحکام اتصالات پیچ و مهره‌ای مجموعه استارتر: اتصالات پیچ و مهره‌ای مجموعه استارتر را مطابق با شکل 89 بررسی کنید و در صورت شل بودن آن‌ها را سفت کنید.

بررسی افت ولتاژ در مدارهای فرمان و قدرت استارتر: برای یک استارت مؤثر، انرژی تولیدی به وسیله باتری، باید با حداقل اتلاف به استارتر منتقل شود. به همین دلیل اتصالات الکتریکی (مانند کابل‌ها، قطب‌ها، محل اتصالات و…) باید در وضعیت مناسب باشند. آزمایش افت ولتاژ می‌تواند مقاومت بیش ازحد در مدار استارتر را پیدا کند و سالم بودن کابل‌ها و اتصالات را مشخص کند. بالا رفتن مقاومت مدارهای فرمان و قدرت استارتر، باعث کاهش جریان و آرام چرخیدن و یا نچرخیدن استارتر می‌شود.

در صورت مشاهده افت ولتاژ، بیشتر از مقدار مجاز، اتصالات تمیز و محکم بسته شوند و یا کابل‌ها و قطعات معیوب تعویض شوند. 

آزمایش آمپر مصرفی استارتر تحت بار بر روی خودرو: اگر بعد از آزمایش افت ولتاژ و رفع عیوب آن باز هم استارتر آرام‌تر از حد نرمال بچرخد و یا چرخش نداشته باشد، ممکن است عیب از استارتر و یا موتور خودرو باشد. آزمایش آمپر مصرفی استارتر زیر بار، مشخص می‌کند که آرام چرخیدن استارتر و یا نچرخیدن آن از موتور استارتر است یا خیر. قبل از آزمایش به کتاب راهنمای تعمیرات خودروی مورد نظر مراجعه شود.

به‌صورت کلی نکات مهم این آزمایش در ادامه می‌آید.

آماده‌سازی برای آزمایش: قبل از آزمایش آمپر مصرفی استارتر، مقدار شارژ بودن باتری را بررسی کنید. باید مقدار شارژ باتری بیشتر از 75% ظرفیت آن باشد.

اگر در آزمایش زیر بار استارت ولتاژ خوانده شده بین بدنه و ورودی موتور استارتر، کمتر از مقدار مجاز نوشته شده در کتاب راهنمای تعمیرات خودروی موردنظر (حدود 9/6 ولت) استاندارد باشد استارتر را برای آزمایش بدون بار از روی خودرو باز کنید. اگر استارتر در حالت بدون بار کار نکرد اجزای آن را باز کرده و تعمیر کنید. اگر استارتر در حالت بدون بار کار کند، عیب از موتور خودرو بوده و باید آن را تعمیر کرد.

در صورتی که ولتاژ خوانده شده بیشتر از 9/6 ولت و جریان مصرفی کمتر از مقادیر استاندارد باشد، آزمون افت ولتاژ را برای تشخیص مقاومت بالا در مدار انجام دهید.

درصورتی که ولتاژ خوانده شده 12/5 ولت یا بیشتر باشد و استارتر نچرخد، آزمایش اتوماتیک استارتر را انجام دهید. در صورتی که ولتاژ خوانده شده 12/5 ولت یا بیشتر باشد و استارتر به کندی موتور را بچرخاند آزمون افت ولتاژ باتری را انجام دهید.

روش باز کردن دستگاه استارتر از روی خودرو

پس از تحلیل نتایج آزمایش‌ها و اطمینان از نیاز به باز کردن استارتر، برای رفع اشکالات و انجام تعمیرات اقدام به باز کردن استارتر از روی خودرو می‌شود.

آزمایش آمپر مصرفی استارتر بدون بار: بعد از بازکردن استارتر از روی خودرو و قبل از بستن دوباره آن، باید آزمایش بدون بار استارتر انجام شود.

آزمایش سیم‌پیچ‌های کشنده و نگهدارندۀ اتوماتیک استارتر

روش باز کردن اجزای استارتر و عیب‌یابی آن‌ها: پس از تحلیل نتایج آزمایش‌ها و اطمینان از نیاز به دستگاه بازکردن استارتر برای رفع عیوب و انجام تعمیرات اقدام به بازکردن مجموعه استارتر کنید. با توجه به تنوع استارترهای بسته شده روی خودروها لازم است برای بازکردن اجزای استارتر ابتدا به کتاب راهنمای تعمیرات خودروی موردنظر مراجعه شود.

شکل 97 اجزای باز شدۀ یک استارتر از نوع بالشتک با آهنربای دائم را نشان می‌دهد.

روش بررسی اجزای استارتر

روش بررسی، تعویض، تنظیم و بستن اجزای استارتر: پس از بررسی قطعات و تعویض قطعات معیوب و تنظیم آن‌ها، با اطمینان از سالم بودن قطعات، اجزای استارتر را روی پوسته می‌بندیم. روش بستن معمولاً برعکس مراحل بازکردن است.

نکات مهم مهارتی هنگام بستن اجزا

1- درست بستن اتصالات پیچ و مهره‌ای درپوش‌ها
2- اعمال گشتاور مناسب اتصالات پیچ و مهره‌ای
3- اطمینان از استاندارد بودن اجزایی مانند زغال‌ها

روش بستن استارتر روی موتور خودرو: همان‌طور که در تمامی پودمان‌ها اشاره شد، روش‌ها و مراحل بستن معمولاً برعکس مراحل بازکردن می‌باشد. اما باید توجه داشت با مراجعه به کتاب راهنمای تعمیرات خودرو حتماً نکات خاص هنگام بستن رعایت شود.