Poniższa analiza koncentruje się na problemach związanych z układem ładowania i regulatorem napięcia w silnikach Yanmar, w szczególności na przykładzie traktorka F215 i F145D. Artykuł przedstawia typowe wyzwania diagnostyczne, metody testowania oraz identyfikację specyficznych cech tych układów.
Wstęp i Charakterystyka Problemu
Użytkownicy traktorów z silnikami Yanmar często napotykają na problemy z układem ładowania, objawiające się świeceniem kontrolki ładowania lub niewystarczającym napięciem na akumulatorze. Sprzedający czasem montują nowy akumulator, co może maskować problem, ponieważ kontrolka ładowania gaśnie po uruchomieniu silnika, ale napięcie na akumulatorze podczas pracy wynosi zaledwie 12,6V, co w zasadzie jest napięciem spoczynkowym. Taka sytuacja może wskazywać na uszkodzenie regulatora napięcia lub problemy z połączeniami elektrycznymi. Przykładem jest silnik Yanmar w traktorku F215, gdzie brak ładowania był problemem.
Identyfikacja Regulatora i Prądnicy
W identyfikacji problemu kluczowe jest prawidłowe określenie typu źródła zasilania oraz rodzaju regulatora napięcia.
Rodzaj źródła zasilania: Prądnica czy Alternator?
Często pojawia się pytanie, czy w danym układzie mamy do czynienia z prądnicą czy alternatorem. Mimo że niektórzy nazywają te układy prądnicami, w wielu przypadkach są to alternatory z magnesami trwałymi. Z alternatora na wyjściu otrzymujemy prąd zmienny (AC). W takim systemie, na jałowym biegu ładowanie będzie bardzo słabe, a napięcie rzędu 14V lub ponad 14V na wyższych obrotach może nie być osiągnięte. To jest alternator typu "dynamo" i w zasadzie niewiele różni się od tego, co można spotkać w skuterach i mniejszych motocyklach.
Typ regulatora: Stratny czy Szeregowy?
Przedstawiony regulator wizualnie może przypominać regulator trójfazowy stratny, znany z motocykli. Jednak w przypadku silników Yanmar, schemat ładowania może być inny. Analiza układu ładowania w Yanmarze FX wskazuje, że po stronie dodatniej wykrywane są diody, natomiast po stronie ujemnej nic. Sposób włączenia tyrystorów jest dość nowatorski.Istotne jest, aby nie stosować regulatorów stratnych od motocykli, ponieważ może to doprowadzić do spalenia uzwojenia „dynama” i regulatora napięcia. Regulator napięcia może być typu „open”, czyli szeregowy, który mniej się nagrzewa podczas pracy. Zastosowanie regulatora stratnego może przegrzewać alternator i ewentualnie przypalać pasek klinowy.
Dla odpowiedniego doboru, można rozważyć regulator od dwufazowego alternatora motocyklowego, co powinno pasować, jednak problemem może pozostać prawidłowe funkcjonowanie kontrolki ładowania. Regulowany układ pracuje jak klasyczny zasilacz stabilizowany, ale często świeci się kontrolka ładowania, nawet jeśli ładowanie jest prawidłowe.
Diagnostyka i Testowanie Układu Ładowania
Prawidłowa diagnostyka jest kluczowa dla rozwiązania problemów z ładowaniem.
Niepoprawne metody testowania
Należy unikać testów, takich jak włączenie kierunkowskazu i odłączenie klemy plus po włączeniu silnika. Jest to "najgłupszy i najbardziej idiotyczny test", który może uszkodzić elektronikę pojazdu.
Prawidłowe pomiary napięcia
Aby prawidłowo zdiagnozować problem, należy wykonać następujące kroki:
- Odłącz regulator i zmierz napięcie na wyjściu z alternatora bez obciążenia. Powinno być to napięcie zmienne (AC), wynoszące około 14-20V AC, a na wyższych obrotach silnika ponad 20V AC. Niektórzy użytkownicy zgłaszali, że napięcie wzrasta do ponad 20V (AC).
- Upewnij się, że miernik jest ustawiony na pomiar prądu zmiennego (AC), ponieważ na wyjściu z alternatora jest prąd zmienny.
- Sprawdź, jakie napięcie generuje prądnica na niebieskich przewodach. Powinno tam być napięcie około 14-20V AC.
- Po podłączeniu regulatora, należy zmierzyć napięcie na akumulatorze. Na jałowych obrotach powinno być trochę ponad 13V. Przy 1000-1200 obrotach około 13,5V. Powyżej 1500-1700 obrotów (w zależności od wahań) powinno osiągnąć 14,6-14,7V.
- Czerwony przewód z osobną wtyczką, pokazujący 12,6V, po odpięciu wtyczki od strony regulatora może mieć ponad 20V.
- Upewnij się, że stator nie ma przebicia na masę.
Jeśli po odłączeniu akumulatora napięcie w instalacji rośnie, oznacza to, że jakiś prąd płynie przez akumulator i go ładuje, nawet jeśli początkowe odczyty były niskie.
Test zwarciowy statora
Można przeprowadzić test zwarciowy statora. W tym celu należy sprawdzić rezystancję uzwojeń statora. Zwarcie międzyzwojowe można łatwo sprawdzić po zdjęciu paska klinowego - uszkodzony stator będzie hamował obrót wirnika. Można również zmierzyć natężenie prądu podczas pracy silnika.
Problem Kontrolki Ładowania i Poziomu Elektrolitu
Jednym z najczęstszych źródeł pomyłek jest błędna interpretacja kontrolki na desce rozdzielczej.
Mylne oznaczenia kontrolek
Kontrolka ładowania, która uparcie świeci się, nawet po wymianie regulatora, może nie być wcale kontrolką ładowania. W JPN (Japan) ładowanie często oznaczane jest symbolem "pioruna". Natomiast kontrolka świecąca non stop, wyglądająca jak symbol akumulatora z narysowanym niskim stanem elektrolitu, strzałką i "jakimiś krzaczkami", może być kontrolką stanu elektrolitu. Dopiero po wypięciu sprawnego regulatora, kontrolka ładowania (ta z "piorunem") gaśnie. Jeśli ładowanie jest OK, a świeci się inna kontrolka, nie należy się nią przejmować, jeśli faktycznie dotyczy czegoś innego niż ładowanie.
Czujnik poziomu elektrolitu
W niektórych pojazdach z lat 80., takich jak motocykle importowane z Japonii czy niektóre modele Kawasaki GPZ, stosowano czujniki poziomu elektrolitu. Takie rozwiązanie było uznawane za bardzo dobre. Mogła to być sonda grafitowa w akumulatorze z dodatkowym przewodem w instalacji elektrycznej. W nowszych rozwiązaniach, zamiast korka, wkręca się sondę dwuprzewodową. W przypadku omawianego traktorka, prawdopodobnie zastosowano czujnik kontaktronowy, podobny do czujników poziomu płynu chłodzącego w samochodach (pływak z magnesem umieszczony wewnątrz zbiornika). Często czujnik jest już odcięty, a pozostały jedynie przewody od niego do złącza w instalacji. Aby kontrolka zgasła, przewody te muszą być zwarte. Nawet w przypadku braku specjalnego złącza w akumulatorze, kontrolka może sygnalizować jego niski poziom. Były przypadki, że oryginalny akumulator Bosch nie wytrzymywał więcej niż 2 lata w takich warunkach.
Rozwiązanie i Dalsze Wskazówki
W jednym z opisanych przypadków problem z ładowaniem został rozwiązany w sposób banalny: po kilkukrotnym wypięciu i wpięciu kilku wtyczek oraz zabawie z multimetrem, ładowanie zaczęło działać. Może to sugerować, że problem tkwił w słabym kontakcie lub zaśniedziałych złączach.
Jeśli układ ładowania działa poprawnie i generuje odpowiednie napięcie (powyżej 13V na jałowym, 14.6-14.7V na wyższych obrotach), nowy akumulator o pojemności 45Ah powinien wytrzymać bez problemu, nawet jeśli silnik był często uruchamiany na ciepło. 20A prądu ładowania jest wystarczające dla tak małego zapotrzebowania na prąd, poza rozruchem.
Ważne Uwagi Techniczne
- KL15 to plus po stacyjce.
- KL31 to masa, często przykręcona po prawej stronie regulatora.
- W tego typu regulatorach zwykle nie ma wyjść na licznik. Wyjście do obrotomierza, nawet jeśli jest, może być niewykorzystane, jeśli licznik jest sterowany mechanicznie linką.
Konstrukcja tych ciągniczków jest dopracowana bardziej niż w japońskich samochodach i motocyklach, co może tłumaczyć specyficzne rozwiązania w układach elektrycznych.