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Une batterie faible peut-elle détruire un alternateur ?
Question
J'ai entendu une histoire selon laquelle une batterie de véhicule faible peut détruire un alternateur ou provoquer une panne prématurée d'un alternateur.
Est-ce vrai ou est-ce en grande partie de la fiction ?
Réponse populaire
Il est difficile de répondre à votre question sans que vous connaissiez le fonctionnement interne d'un alternateur.
Les bases. Si vous déplacez un champ magnétique près d'une bobine de fil, les électrons dans le fil sont excités et de l'électricité sera produite. La quantité d'électricité produite dépend de la taille du champ magnétique et de sa vitesse. Plus le champ est grand et plus il se déplace rapidement, plus il y a d'électricité. De plus, si vous avez une bobine de fil et que vous y faites passer un courant, cela créera un champ magnétique.
Un alternateur a 4 composants de base ; rotor, stator, régulateur de tension et pont redresseur.
- Le rotor est la partie qui tourne. Sur le rotor, il y a une bobine de fil. En envoyant un courant sur ce fil, un champ magnétique est créé. Ensuite, en faisant tourner le rotor, un champ magnétique en mouvement est créé. Comme le rotor tourne, des dispositifs appelés bagues collectrices sont nécessaires pour envoyer un courant ininterrompu au rotor. Les bagues collectrices sont des bagues en laiton massif ou en cuivre sur lesquelles sont montées des balais de charbon fixes à ressort.
- Le régulateur de tension contrôle la tension du système. Le régulateur de tension envoie du courant au rotor à travers les balais de charbon et les bagues collectrices. Ils travaillent en tandem. Si la tension du système est faible, le régulateur de tension enverra plus de courant au rotor. Si la tension du système est trop élevée, le régulateur de tension enverra moins de courant au rotor.
- Le stator est la bobine de fil fixe qui est excitée par le champ magnétique en rotation du rotor. En réalité, il y a 3 bobines de fil distinctes dans le stator séparées de 120 degrés. La sortie du stator est un courant alternatif (AC).
- Le pont redresseur convertit ensuite le courant alternatif en courant continu (DC) que la voiture peut utiliser.
L'ensemble du système est conçu pour faire deux choses. Tout d'abord, rechargez la batterie après avoir démarré le moteur. Deuxièmement, alimentez le reste de la voiture. La façon dont tout cela fonctionne ensemble est que le régulateur de tension détecte la tension du système et ajuste le courant du rotor en conséquence. Lorsque, par exemple, les phares sont allumés, cela présente une charge plus importante et abaisse la tension du système. Le régulateur de tension le détecte et ajuste le courant du rotor en conséquence. Ensuite, vous allez dépasser quelqu'un sur l'autoroute et écrasez la pédale d'accélérateur. Cela accélère le moteur et la tension du système va augmenter. Le régulateur de tension abaisse le courant du rotor pour faire baisser la tension du système. Ce jeu du chat et de la souris se déroule constamment dans le système de charge.
Lorsqu'un alternateur est évalué pour une sortie de courant particulière, disons 100 ampères, cette évaluation est à 2000 tr/min. L'alternateur peut confortablement faire 100A à 2000 RPM. Il est conçu de cette façon car la croisière typique est d'environ 2000 tr/min. Au ralenti, le rotor tourne plus lentement et l'alternateur est incapable de produire son plein courant nominal. Au ralenti, c'est quand un système de charge peut avoir des problèmes.
Une batterie est un cochon. Une batterie prendra tout le courant qu'elle veut et pas moins. Le courant qu'il veut est proportionnel à son état de charge. Une batterie déchargée ou faible est très gourmande en courant.
Pour résumer, lorsqu'une voiture a une batterie faible, cette batterie aura besoin de beaucoup de courant. La demande de courant de la batterie abaisse la tension du système de sorte que le régulateur de tension compense en envoyant plus de courant à travers le rotor. Au ralenti, l'alternateur est incapable de fournir le courant nécessaire. De ce fait, la tension du système chute encore plus et le régulateur de tension envoie le courant maximal à travers le rotor.
Cette condition de charge maximale et de vitesse minimale est l'endroit où l'usure se produit. À la vitesse minimale, la quantité minimale de refroidissement est disponible à partir du ventilateur intégré. À la charge maximale, le régulateur de tension poussera la quantité maximale de courant à travers le rotor et à travers les balais et les bagues collectrices. Les brosses et les bagues collectrices chauffent et sans refroidissement supplémentaire disponible à partir du ventilateur, elles s'usent plus rapidement.
Si le RPM est augmenté au-dessus de 2000 la situation s'améliore car plus de refroidissement est disponible et le courant à travers le rotor diminue. Cela va malheureusement déplacer le point d'usure des balais vers le pont redresseur car il doit maintenant redresser le courant maximum. Ceci est cependant préférable, car le pont redresseur est un composant à semi-conducteurs et est beaucoup moins sujet à l'usure.
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Absolument oui. Je vends des alternateurs toute la journée tous les jours - et une batterie faible est souvent la cause première d'une panne d'alternateur.
Une batterie avec un court-circuit fera fonctionner l'alternateur à pleine puissance pendant de longues périodes, sinon en continu - et ils ne sont pas construits pour le faire. Partout dans le monde, les alternateurs sont construits pour fournir un courant initial élevé, diminuant au fur et à mesure que le courant utilisé pour démarrer le véhicule est reconstitué. Un fonctionnement constant à pleine puissance les surchauffe simplement et les redresseurs tombent en panne. *Voir la modification ci-dessous
Si votre batterie est en "circuit ouvert", l'alternateur ne commencera pas à se charger du tout ou rebondira de manière erratique de la basse à la haute tension. Cela provoque une défaillance prématurée (ou immédiate) du régulateur.
Une batterie qui n'acceptera tout simplement pas la charge ne provoquera pas nécessairement une défaillance prématurée de l'alternateur à moins qu'elle ne soit en permanence à basse tension, auquel cas voir la section « court-circuité » ci-dessus.
J'espère que cela vous aidera ?
*EDIT : Certains gros alternateurs commerciaux et marins sont conçus pour fonctionner à pleine puissance en permanence, mais je n'ai pas l'impression que vous parlez de ceux-ci :) En 16 années de vente de pièces pour alternateurs Je n'ai jamais entendu parler de l'usure des balais et des bagues collectrices et de la surchauffe de la graisse dans les roulements à cause d'un courant de charge élevé au ralenti. Ces problèmes sont causés par d'autres problèmes qui ne font pas partie de la portée de cette question.
Une batterie qui présente un court-circuit électrique interne, généralement l'une des plaques s'est desserrée et touche sa plaque voisine fera travailler l'alternateur beaucoup plus fort que la normale. Cela peut raccourcir la durée de vie de l'alternateur. Cette condition est généralement découverte rapidement car la batterie ne fonctionnera pas bien dans ce cas.
Lorsque les alternateurs ou les moteurs travaillent plus fort, ils produisent plus de chaleur. Les dommages à l'alternateur dans ce scénario sont causés par la chaleur. L'isolation des enroulements du rotor peut être endommagée. La graisse dans les roulements peut être surchauffée pour ne citer que quelques problèmes. La plupart des alternateurs sont conçus pour produire la puissance nominale maximale pendant de courtes périodes seulement. La conception du système est que l'alternateur charge la batterie pendant moins de cinq minutes, puis tombe à un taux de charge inférieur à 10 % de sa puissance nominale maximale.
Pour qu'un alternateur fonctionne, il nécessite une batterie fonctionnelle. Le courant de la batterie est requis pour alimenter la bobine de champ qui produit le champ magnétique requis pour que l'alternateur produise de l'énergie. L'alternateur envoie 5 ampères-heures à environ 3000 tr/min à la batterie et le solde de sa sortie va à tous les autres systèmes de l'automobile. La fonction principale d'une batterie de voiture est de démarrer le véhicule. Une fois démarré, l'alternateur prend complètement le relais. A l'intérieur de l'alternateur, il y a une série de diodes qui convertissent le courant alternatif en courant continu redressé. Parfois, ces diodes tombent en panne et font passer le courant alternatif dans le régulateur et détruisent ensuite le régulateur. La batterie agit comme un condensateur de très grande capacité. Si le courant continu est appliqué, il stocke de l'énergie. Lorsque le courant alternatif est appliqué à un condensateur en parallèle, il agit comme un court-circuit détruisant davantage le régulateur et cuisant l'enroulement de la bobine de l'alternateur. Cela a également pour effet de détruire sérieusement la batterie si elle n'est pas réparée.