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Pourquoi les alternateurs ne peuvent-ils pas fournir le plein courant au ralenti ?
Question
Je lisais sur les tests de charge et les alternateurs full fielding dans un quelques livres différents que j'ai, et l'un des points qu'ils ont tous fait était que pour tester la puissance maximale d'un alternateur (ou proche de celle-ci), le régime doit être augmenté à environ 2000 à 2500 car les alternateurs ne peuvent pas fournir le plein courant à vitesses de ralenti.
Cela me semble un peu contre-intuitif car je pense que, de par sa conception, un alternateur doit logiquement être capable de fournir suffisamment de courant au ralenti pour alimenter tous les accessoires et maintenir la batterie chargée.
À titre d'exemple pratique, j'ai pris quelques mesures sur mon 99 Nissan Almera 1.6L (je suppose qu'il est en bon état de fonctionnement.) J'ai allumé les lumières vives, la climatisation et la radio.
< p>Au ralenti (environ 850 tr/min en raison du ralenti), j'ai mesuré un courant continu de 59 ampères sur le câble de l'alternateur B+, et 11 ampères entrant dans le câble positif de la batterie.J'ai ensuite augmenté le régime à 2500 et mesuré à nouveau, obtenant un courant continu de 69,2 ampères à l'alternateur et un courant continu de 14,5 ampères à la batterie. D'après ce que j'ai lu, il ne faut normalement que 5 ampères environ pour garder la batterie chargée, mais j'avais fait tourner quelques charges sans le moteur allumé pendant quelques minutes avant de faire ces tests, donc la batterie avait probablement besoin d'un peu plus charge que d'habitude.
Il est donc clair que même au ralenti, l'alternateur n'est pas capable de fournir tout le courant dont le système a réellement besoin, mais en même temps, il fournit suffisamment de courant pour faire fonctionner le système sans tirer de la batterie.
Alors, quelles sont les raisons sous-jacentes pour lesquelles les systèmes de charge sont configurés de cette façon ?
Réponse acceptée
Le coût est la principale raison.
Un alternateur capable de fournir un courant de charge complet serait beaucoup plus gros et nécessiterait des enroulements de rotor et de stator plus gros. Cela le rendrait plus cher et plus lourd.
Les constructeurs utilisent à leur avantage le fait que vous ne passez que peu de temps au ralenti par rapport à la conduite. La plupart des voitures sont conçues pour rouler à environ 2 krpm. C'est là que vous passez la plupart du temps, donc pour rendre l'alternateur plus petit et plus léger, il est conçu pour une puissance nominale à ce régime.
Enfin cet alternateur mythique qui peut produire du courant nominal au ralenti ferait plus que le courant nominal à 2krpm. Si la voiture est conçue pour consommer 100A avec tout allumé, alors les 150A que l'alternateur est capable de produire à 2krpm sont gaspillés.
Réponse populaire
Si un alternateur pouvait fournir sa pleine capacité de sortie au ralenti, que produirait-il à la ligne rouge ? L'ampérage de sortie est proportionnel à la vitesse de rotation de l'alternateur.
Par l'intermédiaire d'un engrenage, un alternateur pourrait tourner plus vite au ralenti et produire son plein ampérage. Cependant, à haut régime, il dépasserait alors la vitesse à laquelle il est conçu pour fonctionner efficacement.
Ainsi, les alternateurs sont dimensionnés de manière appropriée pour le tirage estimé des accessoires. Ni plus, ni moins.
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Votre prémisse est à l'envers. La sortie maximale et la sortie suffisante ne sont pas la même chose. Vos propres chiffres montrent que les alternateurs fournissent une puissance suffisante pour maintenir la batterie complètement chargée au ralenti. S'ils ne le faisaient pas, les voitures ne pourraient pas tourner au ralenti très longtemps car la batterie se déchargerait. Comme indiqué dans les autres réponses à cette question, plus l'alternateur tourne vite, plus le rendement est important. Suffisant au ralenti, plus que nécessaire à haut régime.
Au fur et à mesure que plus de charge électrique est placée sur l'alternateur (c'est-à-dire que plus de charges telles que les lumières et les radiateurs sont allumées), l'alternateur devient plus difficile à tourner. Dans ce cas, une voiture moderne contrôlée par un calculateur augmentera le régime de ralenti pour surmonter cela et éviter de faire caler le moteur. D'où votre question initiale « Pourquoi les alternateurs ne peuvent-ils pas fournir le plein courant au ralenti ? » c'est faux. Cela dépend de ce que vous définissez comme "inactif".
La plupart des véhicules modernes contrôlent la bobine de champ des alternateurs et le régime de ralenti pour optimiser la sortie de l'alternateur.
La plupart des ECU des véhicules économiques minimisent la consommation de carburant et donc la sortie de l'alternateur au ralenti, fournissant juste ce qui est nécessaire pour maintenir le véhicule en marche à l'arrêt avec une charge minimale, le cas échéant. Ils utilisent également de très petits alternateurs <75A max pour réduire la taille, le poids et le coût.
Police de service intensif, entrepreneur & Les véhicules de qualité RV, avec des charges 12 V très élevées, adoptent l'approche opposée en utilisant des alternateurs et des ECU surdimensionnés > 150 A qui augmentent le régime de ralenti du moteur jusqu'à un "ralenti élevé" pour fournir > 70 % de leur puissance nominale au ralenti en cas de besoin.
Un bon exemple en est les voitures de police britanniques Ford Escort équipées d'alternateurs à haut rendement et d'une capacité de ralenti élevée contrôlée par l'ECU pour exécuter leurs charges de ralenti de 12 V nettement plus élevées lorsqu'elles sont "toutes allumées".
Cela peut donc être fait avec un ECU personnalisé & Alternateur! Mais ce n'est pas un simple boulon sur la mise à niveau des pirates !
Le piratage/le branchement de la bobine de champ au ralenti peut détruire l'ECU et le système électrique de votre voiture !
Soyez intelligent, soyez prudent
L'alternateur ne peut pas fournir plus de courant électrique que prévu. Il y a un régulateur à l'arrière de l'alternateur et si le moteur tourne à un régime beaucoup plus élevé, il ne permet littéralement pas à l'excès de courant de circuler dans la batterie. Généralement, l'alternateur doit être capable de produire suffisamment de courant pour que la voiture continue de fonctionner sans décharger la batterie.
Donc, le régulateur fournissant une tension appropriée pour la charge semble impliquer que la charge devrait être capable de tirer le courant requis pour fonctionner efficacement. Et pourquoi est-ce que j'entends toujours que la tension de sortie est directement liée à l'alt. rpms, ce qui est possible, mais peu de mention d'excitation des bobines de champ avec un peu plus de tension, ou moins selon les besoins ? N'est-ce pas la fonction du régulateur et la raison pour laquelle les alternateurs à aimants permanents ne peuvent pas le faire, ou du moins pas aussi simplement. Juste un novice alors soyez gentil.