علمی و آموزشی

دینام خودرو چگونه کار می کند؟

دینام خودرو چگونه کار می کند؟

دینام خودرو چگونه کار می کند؟

ممکن است این طور فکر کنید که الکتریسیته وسایل برقی در خودروی شما از طریق خود اتومبیل تامین می‌شود، مثلاً برف پاک کن ، چراغ های ماشین یا رادیو . اما باید بدانید که در حقیقت، این دینام خودرو است که بیشتر برق وسیله نقلیه شما را تولید می‌کند.

باتری شما عمدتاً برای راه اندازی وسیله نقلیه و تامین برق در مواقع کار نکردن موتور استفاده می‌شود. دینام یکی از اجزای مهم سیستم شارژ خودرو است، بنابراین درک عملکرد آن در مواقعی که با کار نکردن خودرو مواجه می‌شوید مهم است.

 

دینام خودرو چیست؟شما ابتدا باید بدانید که یکی از ملزومات فعالیت بی‌نقص و دقیق خودروهای امروزی جریان برق است. البته این چیزی جدا از خودروهای هیبریدی و برقی است. در واقع، تمامی خودروهای بنزینی و دیزلی نیز برای حرکت و ادامه فعالیت به برقی نیاز دارند چرا که بسیاری از اجزا و قطعات اصلی آن‌ها با نیروی برق کار می‌کنند.

نیاز اتومبیل‌های امروزی به نیروی برق تا حدی حیاتی و مهم است که حتی بدون آن خودرو قادر به روشن شدن نیست. در حقیقت، بدون برق حتی نمی‌توان موتور را استارت زد. به همین دلیل، سیستم برق‌رسانی خودرو و تامین برق آن‌ها پابه‌پای موتور و سیستم سوخت‌رسانی اهمیت دارد.

در ادامه این مطلب، درمورد یکی از اصلی‌ترین اجزای سیستم برق رسانی یعنی دینام و وظیفه آن در این سیستم بیشتر صحبت خواهیم کرد.

 

دینام خودرو چیست و چه کارکردی در ماشین دارد؟

دینام را باید مهمترین بخش سیستم برق‌رسانی خودرو دانست چرا که وظیفه تامین و تولید برق مورد نیاز اجزای مختلف خودرو را بر عهده دارد. البته این قطعه این کار را در زمانی که خودرو روشن است انجام می‌دهد. تفاوت وظیفه باتری و دینام در همین بخش نهفته است. باتری موظف به ذخیر برق مازاد خودرو و نگه‌داشتن آن در زمان خاموشی خودرو است. این برق ذخیره شده در زمان روشن شدن موتور و خودرو به‌کار آمده و نیروی الکتریسیته لازم جهت استارت خوردن موتور و موارد مشابه را تامین می‌کند. اما باتری تنها ذخیره‌کننده برق است و دینام تولید کننده آن.

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

به‌این ترتیب، اگر دینام وظیفه خود را به خوبی انجام ندهد، شاهد خالی شدن باتری و عدم توانایی آن در ادامه برق‌رسانی خواهیم بود. دینام برق مورد نیاز خودرو را از طریق تبدیل انرژی مکانیکی تولید شده توسط موتور به انرژی الکتریکی تامین می‌کند. این انرژی الکتریکی همزمان که باتری خودرو را برای انجام وظیفه خود شارژ می‌کند، برق مورد نیاز قطعات برقی خودرو را نیز به آن‌ها می‌رساند.

 

باتری چه کمکی به خودرو می‌کند؟

گفتیم که باتری با ذخیره برق مازاد خودرو، انرژی لازم جهت استارت زدن موتور را تامین می‌کند. اما گاهی نیز ممکن است به استفاده از برخی اجزای برقی خودرو مانند سیستم صوتی یا چراغ‌ها، در زمان خاموش بودن آن نیاز پیدا کنیم. در این مواقع نیز این باتری خودرو است که برق مورد نیاز این اجزا را تامین می‌کند.

در واقع& باتری موظف به تامین برق خودرو در مواقع خاموش بودن خودرو است. اما درصورتی که از این اجزا هنگام خاموش بودن خودرو بیش از حد استفاده شود، شاهد خالی شدن باتری خواهیم بود. برای مثال وقتی چراغ اتومبیل برای مدت زمان طولانی روشن بماند و خودرو خاموش باشد.

 

چگونه دینام برق تولید می‌کند

فرآیند تولید برق با موتور شروع می‌شود. برای اکثر خودروهای مدرن، دینام ها توسط میل لنگ موتور از طریق کمربند مارپیچ حرکت می‌کنند، اگرچه وسایل نقلیه قدیمی ممکن است دارای قرقره جداگانه ای باشند که از میل لنگ به دینام می‌رود. حرکت کمربند – انرژی مکانیکی – روتور دینام را با سرعت بالایی در داخل استاتور می‌چرخاند.

برق با چرخش روتور تولید می‌شود. آهن رباهای اطراف روتور عمداً طوری قرار گرفته اند که با عبور از سیم کشی مسی در استاتور، میدان مغناطیسی ایجاد شود. این قدرت سپس به تنظیم کننده ولتاژ می‌رسد که برق را در خودرو پراکنده می‌کند و میزان ولتاژ دریافتی باتری را مدیریت می‌کند.

 

دینام چگونه باتری را شارژ می‌کند؟

قبل از اینکه باتری بتواند از برق حاصل از دینام استفاده کند، باید به فرمی تبدیل شود که باتری می‌تواند از آن استفاده کند. این به این دلیل است که الکتریسیته می‌تواند در جریان‌ها یا جهات مختلف جریان یابد.

باتری‌های خودرو با برق جریان مستقیم یک طرفه (DC) کار می‌کنند، در حالی که دینام ها برق جریان متناوب (AC) را تولید می‌کنند، که گاهی اوقات برعکس جریان می‌یابد. بنابراین قبل از مراجعه به رگولاتور ولتاژ، قدرت مورد نظر برای باتری از طریق یکسوساز دیود به DC تبدیل می‌شود.

پس از تبدیل، باتری می‌تواند از برق برای شارژ مجدد استفاده کند. مانند هر قطعه خودرو، دینام شما با گذشت زمان شروع به افت می‌کند و ممکن است نیاز به تعویض داشته باشد. نحوه تعویض دینام را یاد بگیرید و بدانید در صورت خرابی خودرو در جاده چکار کنید.

همه خودروهای دارای موتور احتراق داخلی به جز برخی خودروهای هیبریدی دارای دینام هستند. هنگامی که موتور در حال کار است، دینام باتری را شارژ می‌کند و نیروی الکتریکی اضافی را برای سیستم‌های الکتریکی خودرو تأمین می‌کند.

دینام یک واحد بدون تعمیر و نگهداری است. در برخی از خودروها، می‌تواند تا 10-15 سال بدون هیچ گونه تعمیر دوام بیاورد. در صورت خرابی دینام، ممکن است خودرو برای مدت کوتاهی با باتری کار کند. با این حال، موتور به محض اتمام شارژ باتری خاموش می‌شود. تعویض دینام با قطعه OEM جدید گران است، اما جایگزین‌هایی وجود دارد.

 

علائم خرابی دینام ماشین

چراغ هشدار باتری چراغ هشدار شکل باتری شایع‌ترین علامت مشکل در سیستم شارژ خودرو با نماد “CHARGE” است که هنگام رانندگی روشن می‌شود. به طور معمول این چراغ هشدار باید هنگام روشن کردن احتراق روشن شود، اما به محض روشن شدن موتور باید از بین برود. اگر روشن است، سیستم شارژ شما مشکلی دارد. چراغ هشدار سیستم شارژ مستقیماً به یک دینام خراب اشاره نمی‌کند، اگرچه مشکلات دینام بسیار رایج است. مکانیک شما باید آزمایش‌های بیشتری انجام دهد تا قطعه معیوب را مشخص کند.

یکی دیگر از علائم سیستم شارژ ضعیف این است که چراغ‌های جلو با خاموش کردن موتور کم نور می‌شوند، اما با روشن شدن موتور روشن‌ می‌شوند. این مشکل می‌تواند نه تنها توسط یک دینام ضعیف بلکه به دلیل خرابی باتری، اتصال ضعیف در پایانه‌های باتری یا کمربند سرپانتین شل ایجاد شود.

صدای ناله یا وزوز دینام یکی دیگر از علائم مشکل است. در برخی از اتومبیل‌ها، ممکن است بوسیله یاتاقان آلترناتیو پر سر و صدا ایجاد شود. در برخی از وسایل نقلیه جیپ/کرایسلر، یک قرقره خراب کننده دینام می‌تواند همین سر و صدا را ایجاد کند.

 

دلایل سوختن دینام ماشین

وسایل برقی که با حداکثر ظرفیت خود کار می‌کنند باعث مصرف ذخیره برق باطری ماشین میشوند که این کمبود برق باید توسط دینام جبران شود و در ادامه به دلیل پایین امدن دور موتور، دینام دیگر توانی برای شارژ مداوم باتری نداشته و برق دیگر توسط دینام تامین میشود که در نتیجه باعث فشار مضاعف بر دینام شده که اگر این مدت زمان طولانی باشد باعث سوختن دینام خواهد شد.

 

نحوه تست دینام خودرو

سیستم شارژ و تستر باتری و سیستم شارژ رایانه مکانیک شما می‌تواند وضعیت دینام را تست و آزمایش کند. هزینه تست باتری و سیستم شارژ (تست AVR) زیاد نیست. این تست نشان می‌دهد که آیا سیستم شارژ ضعیف است یا اصلاً کار نمی‌کند. همچنین می‌تواند تشخیص دهد که یکی از دیودهای داخل دینام خراب شده است.

اگر سیستم شارژ در آزمایش شکست بخورد، مکانیک شما باید آزمایش بیشتری انجام دهد تا ببیند آیا دینام خراب است یا چیز دیگری باعث مشکل شده است. از دیگر مشکلات سیستم شارژ می‌توان به شل بودن کمربند محرک، سیم کشی معیوب یا فیوز سوخته، سوئیچ احتراق معیوب و غیره اشاره کرد.

 

بررسی ولتاژ خروجی دینام با مولتی متر

اگر تستر سیستم شارژ در دسترس نیست، مکانیک شما می‌تواند یک آزمایش ولتاژ ساده انجام دهد. این آزمایش شامل بررسی ولتاژ باتری با موتور خاموش روشن است. با روشن شدن موتور، ولتاژ باتری باید افزایش یابد، زیرا دینام برق اضافی را تأمین می‌کند. اگر با روشن شدن موتور ولتاژ باتری افزایش نیابد، مشکلی در سیستم شارژ وجود دارد.

 

چندین راه کار اساسی برای جلوگیری از سوختن دینام موتور

۱-از باطری که دارای ظرفیت بیشتر(امپر ساعت حداقل ۶۵امپر) است استفاده شود

۲-در صورتیکه مدت زمان توقف طولانی است با فشار دادن پدال گاز دور موتور را تا حدود۲۰۰۰دور در دقیفه به صورت متناوب بالا ببرید

۳-دور فن کولر را حدالامکان در پایین ترین درجه آن قرار دهید

۴-شل بودن تسمه دینام مرتبا بازدید شود

۵-از روشن کردن چراغها در زمان های غیرضرور خوداری کنید

غالباً هنگامی که موتور محافظ آسیب دیده یا مفقود شده است، دینام زودتر از موعد خراب می‌شود به این دلیل که آب داخل دینام شده و باعث سایش سریع‌تر آن می‌شود. اگر زیرپوش موتور شما آسیب دیده است، آن را تعویض کنید تا محفظه موتور تمیز و خشک بماند. نشت مایع خنک کننده یا روغن نیز می‌تواند به دینام آسیب برساند. اگر مجبورید قسمت موتور را با شامپو بشویید، دینام باید از آب و مواد شوینده محافظت شود.

 

تفاوت دینام و آلترناتور

امروزه در اتومبیل‌های جدید از آلترناتور به جای دینام استفاده می‌شود که اصطلاحا به آن دینام آلترناتور می‌گویند. در تشریح تفاوت دینام و آلترناتور باید به نقطه ضعف دینام های قدیم اشاره کرد. دینام‌های قدیمی در دورهای پایین موتور نمی‌توانستند جریان برق کافی برای اتومبیل تولید کنند. از آنجایی که اتومبیل‌ها در شهرهای بزرگ معمولا در ترافیک گیر می‌کنند و دور موتور هم در این مواقع بسیار پایین است، به همین دلیل خودروها دچار کمبود برق می‌شوند. در حقیقت دینام‌های قدیمی نمی‌توانستند در ترافیک و راهبندان، باتری را به خوبی شارژ کنند. این مشکل را اتومبیل‌سازان در دینام‌های الترناتور حل کرده‌اند.

 

دینام از چه اجزایی تشکیل شده است؟

کار دینام بر اساس قوانین فیزیک به این شکل است که با استفاده از قوای مغناطیسی، جریان القایی تولید می‌کند. یک دینام به شکل ساده از ۷ بخش اصلی تشکیل شده است که هر یک نقشی را در تولید برق مورد نیاز اتومبیل ایفا می‌کنند. اجزای تشکیل دهنده دینام عبارتند از:

۱-پوسته دینام

۲-استاتور (همان سیم‌پیچ‌های ثابت)

۳-روتور (همان سیم‌پیچ‌های متحرک)

۴-دیود (همان یکسوکننده‌های ولتاژ)

۵-آفتامات (همان رگلاتور)

۶-زغال‌ها و جازغالی 

۷-پولی و پره خنک‌کننده

۷-قرقره و بلبرینگ

دینام خودرو چگونه کار می کند؟

  • پوسته دینام

پوسته در حقیقت دو قطعه آلومینیومی است که تمام اجزای دینام به غیر از قرقره داخل آن قرار می‌گیرند. معمولا دو بلبرینگ روی این پوسته‌ها قرار دارند تا محور روتور به راحتی بتواند در داخل دینام بچرخد. کار قرقره هم انتقال نیروی مکانیکی و چرخاندن محور روتور دینام است. اما شاید یک سوال این باشد که چرا این پوسته را از جنس آلومینیوم می‌سازند؟ آلومینیوم این خاصیت را میان فلزات دارد که حرارت را به سرعت منتقل می‌کند و به همین دلیل حرارت دینام هنگام کار کردن بیش از حد زیاد نمی‌شود.

  • استاتور

جریان برق در همین استاتور که شامل یک مجموعه سیم‌پیچ و هسته است به وجود می‌آید. قرار گرفتن سیم‌پیچ‌های ثابت استاتور در میدان مغناطیسی ایجاد شده به وسیله روتور چرخان باعث می‌شود که الکترون در سیم‌پیچ‌های استاتور به حرکت درآیند و در نهایت جریان برق تولید شود. هسته استاتور یک بدنه فلزی شیاردار است که در حقیقت به وسیله تعدادی حلقه آهنی به وجود آمده‌اند. این حلقه‌ها با پرچ یا خار مخصوص به هم متصل شده‌اند که البته به آنها بالشتک دینام هم می‌گویند. سیم‌پیچ‌ها هم داخل این شیارهای هسته پیچیده شده‌اند. بین سیم‌پیچ‌ها و بدنه یا همان هسته استاتور اتصالی وجود ندارد و به وسیله عایق از هم جدا شده‌اند.
همانطور که گفته شد، تعداد سیم‌پیچ‌های استاتور هم یکی نیست و از یک مجموعه که شامل چندین حلقه سیم‌پیچ است تشکیل شده است. این سیم‌پیچ‌ها در نقاطی به هم متصل می‌شوند که در حقیقت خروجی برق از استاتور هستند. معمولا ما سه سر سیم خروجی از استاتور داریم که اصطلاحا به آن استاتور سه فاز می‌گویند. در ضمن جریان الکتریکی تولید شده در  استاتور، متناوب است و علتش این است که این جریان الکتریکی در خروجی‌های استاتور، اختلاف فاز دارند. یادتان باشد که یکی از تفاوت‌های دینام ها با یکدیگر در همین تعداد سیم‌پیچ‌ها، قطر و جنس آنها و تعداد دورهایشان  در استاتور است.

  • روتور

بخش محرک و چرخان داخل دینام را روتور یا آرمیچر می‌گویند که در حقیقت کارش ایجاد میدان یا همان قوای مغناطیسی برای استاتور است. روتور باید بچرخد و به همین دلیل یک محور یا میله آهنی دارد که به قرقره دینام متصل بوده و به کمک نیروی مکانیکی موتور می‌چرخد. روی این شفت یا محور آهنی هم یک پوسته یا هسته چند تیکه وجود دارد که به شکل V  در کنار هم قرار گرفته‌اند. برخلاف استاتور، رتور دارای یک دسته سیم‌پیچ است که دور محور یا شفت و البته روی یک قاب پلاستیکی پیچیده شده‌اند. دو سر این سیم‌پیچ هم از پوسته روتور بیرون آمده و به حلقه‌های مسی به نام کلکتور متصل می‌شود. برای ایجاد میدان مغناطیسی نیاز به جریان برق در سیم‌پیچ دور شفت روتور داریم که این برق از باتری اتومبیل گرفته می‌شود.

  • دیود

همانطور که گفتیم برق خروجی از دینام به دلیل اختلاف فاز جریان الکتریکی تولیدی در سر سیم‌پیچ‌های استاتور، از نوع متناوب یا AC است. اما می‌دانیم که اتومبیل‌ در مدارهای الکتریکی مختلف خود و همچنین برای شارژ باتری نیاز به برق DC یا مستقیم دارد که اتفاقا ولتاژش هم باید ثابت باشد. این تبدیل برق ‌AC به DC توسط دیودها یا همان واحد یکسوساز دینام انجام می‌شود.
در دینام ها برای یکسوسازی جریان برق از پل‌های دیودی استفاده می‌کنند که تعداد آنها در دینام های مختلف متفاوت است. البته حداقل یک دینام داری یک پل دیودی است که شامل ۴ دیود می‌شود. عملکرد یک دیود به عنوان یک قطعه الکتریکی به این شکل است که فقط جریان را از یک سمت خود عبور می‌دهد و به همین ترتیب می‌تواند جریان برق متناوب را به جریان برق مستقیم تبدیل کند.

  • آفتامات

در توضیحات مربوط به روتور یا آرمیچر گفته شد که جریان برقی از باتری وارد سیم‌پیچ این قطعه از دینام می‌شود. حالا اگر این جریان ورودی مناسب نباشد توان خروجی دینام هم که از استاتور خارج می‌شود مناسب نخواهد بود. آفتامات یا همان رگلاتور در دینام وظیفه کنترل جریان برق ورودی به روتور یا آرمیچر را برعهده دارد. در حقیقت این قطعه دینام با کنترل و نظارت بر این جریان ورودی، عملا بر توان خروجی دینام هم تأثیر می‌گذارد.

  • زغال و جازغالی

زغال‌ها یا همان جاروبک‌ها، قطعاتی در دینام هستند که وظیفه جمع کردن الکترون‌ها را برعهده دارند. این زغال‌ها در یک جای پلاستیکی قرار می‌گیرند که به آن جازغالی می‌گویند. یکی از قطعات تعویضی دینام اتومبیل همین زغال‌ها هستند که ممکن است دچار سوختگی شوند. اگر هنگام روشن بودن اتومبیل بوی سوختگی احساس شود می‌تواند یک دلیلش همین سوختگی زغال‌ها و نیاز به تعویض آنها باشد.

  • پولی و پره خنک‌کننده

حرکت دائم روتور در داخل دینام باعث ایجاد گرما و حرارت زیاد می‌شود، به همین دلیل نیاز به قطعه‌ای است که کار تهویه هوا در داخل دینام را انجام دهد. معمولا در دینام های آلترناتور روی بخشی از محور روتور یک پولی و پنکه (پره خنک‌کننده) نصب می‌شود. این پره‌ها همزمان با گردش روتور به حرکت درآمده و هوا را از جلوی آلترناتور وارد و از عقب خارج می‌کنند، یعنی دقیقا همان کاری که یک پنکه خانگی انجام می‌دهد. این جابه‌جا شدن هوا توسط این قطعه در داخل دینام آلترناتور باعث خنک شدن قطعات می‌شود. در بعضی از دینام های آلترناتور این پولی و پره بیرون پوسته و در برخی داخل پوسته اصلی قرار دارد.

 

چراغ دینام (چراغ باطری) چه نقشی دارد؟

معمولا در صفحه کیلومترشمار اتومبیل‌ها یک چراغ وجود دارد که در خودروهای جدید به شکل باتری است. روشن بودن این چراغ یک معنی دارد و آن هم اینکه دینام نمی‌تواند برق مورد نیاز برای بخش‌های مختلف خودرو را تأمین کند. این چراغ که به نام چراغ دینام یا چراغ باتری شناخته می‌شود گاهی حتی با روشن شدن چراغ‌های خودرو یا برف‌پاکن یا سیستم صوتی اتومبیل روشن می‌شود که همه اینها نشان دهنده اختلال در عملکرد دینام است.

از فروشگاه معتبر خرید کنید

متاسفانه روزانه حجم زیادی کالای تقلبی وارد بازار می‌شود که از نظر ظاهری دقیقا مشابه جنس اصلی هستند. تنها راه تشخیص آن مهارت و تجربه است، اگر مهارت لازم را در این زمینه ندارید حتما از فروشگاه معتبر خرید کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *