تشریح دینام: قطعهای کلیدی در سیستم برق خودرو
دینام یکی از مهمترین و حیاتیترین اجزای سیستم برقرسانی خودرو است که وظیفه تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز سیستمهای مختلف خودرو را بر عهده دارد. بدون دینام، باتری به تنهایی قادر به تأمین انرژی مورد نیاز خودرو نیست و پس از مدتی شارژ خود را از دست میدهد. در این مقاله به صورت جامع ساختار، عملکرد، انواع و مشکلات رایج دینام را بررسی خواهیم کرد.
۱. تعریف دینام و اهمیت آن در خودرو
دینام در واقع یک ژنراتور الکتریکی است که انرژی مکانیکی حاصل از چرخش موتور خودرو را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند. این تبدیل برق باعث شارژ باتری و تغذیه تجهیزات برقی مثل چراغها، رادیو، سیستمهای روشنایی و کنترل موتور میشود.
۱.۱ نقش دینام در سیستم برقرسانی خودرو
باتری خودرو انرژی لازم برای استارت زدن موتور را فراهم میکند، اما پس از روشن شدن موتور، دینام جایگزین باتری در تأمین انرژی است. بنابراین دینام باعث میشود باتری شارژ شود و تجهیزات برقی خودرو بصورت پیوسته از برق مناسب بهرهمند گردند.
۲. ساختار دینام خودرو
۲.۱ اجزای اصلی دینام
- روتور (دوار): بخش چرخنده دینام که توسط تسمه موتور به چرخش درمیآید.
- استاتور (ثابت): بخش ثابت که هادیهای سیمپیچی شده روی آن قرار دارند و جریان القایی تولید میکنند.
- براشها (ذغالها): قطعات کربنی که جریان الکتریکی را به روتور منتقل میکنند.
- رگلاتور (تنظیمکننده ولتاژ): دستگاهی که ولتاژ خروجی دینام را ثابت نگه میدارد تا به تجهیزات خودرو آسیب نرسد.
- پل دیود (یکسو کننده): مجموعهای از دیودها که جریان متناوب تولید شده در استاتور را به جریان مستقیم (DC) تبدیل میکنند.
۲.۲ ساختمان مکانیکی
داخل بدنه فلزی دینام، روتور به وسیله بلبرینگها در مرکز استاتور قرار دارد. تسمه دینام به پولی روتور متصل است تا انرژی چرخش موتور را دریافت کند. همچنین سیستم تهویه دینام باعث خنک نگه داشتن آن میشود زیرا دینام در هنگام کار گرمای زیادی تولید میکند.
۳. نحوه عملکرد دینام
۳.۱ اصول الکترومغناطیس
دینام بر اساس قانون القای فارادی عمل میکند: هرگاه یک هادی در میدان مغناطیسی قرار گیرد و نسبت به آن میدان حرکت کند، جریان الکتریکی در هادی القا میشود. در دینام، روتور مغناطیسی یا سیمپیچ برقدار است که با چرخش، میدان مغناطیسی متغیر تولید میکند و استاتور نیز سیمپیچ شده که جریان القا شده در آن بهصورت AC است.
۳.۲ تبدیل جریان AC به DC
بدلیل اینکه سیستم برق خودرو با جریان مستقیم کار میکند، دینام باید جریان AC تولید شده در استاتور را به DC تبدیل کند. این کار توسط پل دیود که شامل ۶ عدد دیود است انجام میشود. دیودها جریان را فقط در یک جهت عبور میدهند تا خروجی ولتاژ مناسب و پایدار باشد.
۳.۳ تنظیم ولتاژ و شارژ باتری
ولتاژ تولید شده توسط دینام بسته به سرعت چرخش روتور تغییر میکند. اگر ولتاژ بیش از حد بالا برود، میتواند به باتری و مدارهای الکتریکی آسیب بزند. بنابراین رگلاتور ولتاژ نصب شده بر روی دینام ولتاژ را معمولاً در حدود ۱۳.۸ تا ۱۴.۵ ولت ثابت نگه میدارد. این مقدار مناسب برای شارژ باتریهای ۱۲ ولتی است.
۴. انواع دینام در خودرو
۴.۱ دینام معمولی (کلاسیک)
این نوع دینام دارای براش و کموتاتور بوده و در خودروهای قدیمیتر استفاده میشود. قطعات متحرک زیاد و سایش بالای ذغالها سبب محدودیت عمر مفید آنها میگردد.
۴.۲ دینام بدون براش (Brushless)
در دینامهای بدون براش از سیستمهای الکترونیکی و آهنرباهای دائمی برای تولید میدان مغناطیسی استفاده میشود و اجزای سایشی کاهش یافته که عمر طولانیتر دارند. این نوع دینام در خودروهای جدید و موتورسیکلتها کاربرد دارد.
۴.۳ دینام با آهنربای دائم
در این نوع، استاتور به صورت ثابت است و روتور شامل آهنرباهای دائم است که سبب تولید میدان مغناطیسی مستمر بدون نیاز به جریان تحریک میشود. این دینامها سادهتر و کم هزینهترند ولی توان و ولتاژ خروجی آنها محدود است.
۵. مشکلات رایج دینام و روشهای تعمیر آن
۵.۱ خرابی ذغالها (براش ها)
براشهای کربنی به مرور زمان سایش یافته و کوتاه میشوند که باعث قطع جریان میدان و کاهش شارژ شدن باتری میشود. تعویض براشها یکی از کارهای معمول سرویس دینام است.
۵.۲ خرابی پل دیود
خراب شدن دیودها باعث میشود جریان AC به DC به درستی تبدیل نشود و ولتاژ ناپایدار شده یا جرقه در سیستم ایجاد گردد. تست دیودها توسط مولتیمتر دیجیتالی انجام میشود.
۵.۳ مشکلات رگلاتور ولتاژ
اگر رگلاتور ولتاژ خراب شود، ولتاژ خروجی دینام ممکن است افت یا افزایش غیرطبیعی داشته باشد که باعث آسیب به باتری و تجهیزات الکتریکی میشود. تعویض رگلاتور ولتاژ معمولاً نیاز به تخصص دارد.
۵.۴ خرابی بلبرینگها
بلبرینگهای دینام به مرور زمان سایش یافته و صدای غیرعادی ایجاد میکنند. در صورت عدم تعویض به موقع ممکن است باعث گیر کردن روتور و آسیب دینام شوند.
۶. نکات فنی در انتخاب و نگهداری دینام
۶.۱ ظرفیت و ولتاژ دینام
دینامها بر اساس آمپر خروجی طبقهبندی میشوند (مثلاً 70A، 90A، 120A). خودروهای امروزی با تجهیزات برقی بیشتر به دینامهایی با ظرفیت بالاتر نیاز دارند. انتخاب دینام با آمپر مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است.
۶.۲ نصب صحیح
سیمکشی دینام باید محکم و عایقبندی شده باشد. تسمه دینام باید در شرایط استاندارد قرار گیرد زیرا تسمه شل باعث کاهش سرعت چرخش دینام و کاهش شارژ میشود.
۶.۳ سرویس دورهای
در سرویسهای دورهای خودرو باید دینام و اجزای آن همچون براش و تسمه بازدید شود تا مشکلات قبل از جدی شدن شناسایی و رفع گردد.
۷. نمونه کاربردی: دینام خودرو پژو 405
دینام پژو 405 معمولاً دارای ظرفیت 70 آمپر است و سیستم برق 12 ولت خودروهای سواری معمولی را تامین میکند. ساختار آن شامل روتور همراه با سیمپیچی الکتریکی، استاتور سه فاز، پل دیود جهت یکسو سازی و رگلاتور ولتاژ میباشد.
یکی از مشکلات رایج در پژو 405 خرابی براشها است که باعث افت ولتاژ شارژ میشود. با استفاده از دستگاه تست دینام میتوان ظرفیت خروجی و وضعیت رگلاتور را بررسی نمود و در صورت نیاز قطعات تعویض گردند.
۸. جمع بندی
دینام به عنوان قلب سیستم برق خودرو، نقش بسیار مهمی در تأمین انرژی الکتریکی دارد. درک ساختار و عملکرد انواع آن به نگهداری صحیح و عیبیابی سریع کمک میکند. انتخاب دینام با ظرفیت مناسب و سرویس منظم میتواند عمر باتری و سلامت تجهیزات خودرو را تضمین نماید.
با توجه به پیشرفت تکنولوژی خودروها، روز به روز استفاده از دینامهای با بازده بالاتر و سیستمهای الکترونیکی پیچیدهتر افزایش مییابد. بنابراین آشنایی با دینام از دانشهای پایهای و ضروری برای هر تکنسین و علاقهمند به خودرو محسوب میشود.