Terug naar de startpagina over "Snorkel"
Laatst gewijzigd: 20 september 2008
Dit artikel is geschreven door Fred, en bewerkt door mij, met als bron een discussie draadje op het Land Rover Prikkersforum.
Om te kunnen functioneren heeft een auto stroom nodig, voor de startmotor, lampen enz. Die spanning en stroom komt uit de accu, een oplaadbare batterij. Stroom is pas mogelijk als er een ononderbroken kring is, waarin een opwekker van spanning zit (accu, dynamo) en een draad die plus en min van deze opwekken verbindt. En uiteraard nog een verbruiker er tussen, zoals lampen, startmotor of een koelbox. Als je de accu niet zou bijladen dan is ie op een gegeven moment leeg en sta je stil. De dynamo heeft een aantal aansluitingen, waarvan de plus (de levende pool) een stukje draadeind is of een omkapselde stekker. De min, is eigenlijk geen min maar een nul, en is de "massa", alle gekoppelde ijzeren delen van de auto dienen als "nul", en geleiden de stroom naar elkaar door, terug naar de dynamo, bijvoorbeeld.
Dat laden gebeurt door de dynamo. Er zijn twee hoofdsoorten, een gelijkstroom (DC, generator in het engels) en een wisselstroomdynamo (AC, alternator in het engels). Een dynamo is een ding wat je wel kent van de fiets. Een magneet en een spoel. Door dat snel tov elkaar te draaien ontstaat er spanning. De magneet kan draaien of de spoel kan draaien. Het draaiende binnenste deel noem je de rotor, het stilstaande deel (aan het huis vast) de stator, wat je laat draaien maakt niet uit. Er is een probleempje hoe harder je draait, hoe hoger de spanning die de dynamo levert maar je accu wil het liefst iets van 14,x volt hebben en niet meer want dan gaat hij kapot en ook niet minder als 12 volt want dan wordt er niets geladen. En het moet gelijkspanning zijn geen wisselspanning.
Nu moet je dus bij stationair toerental al genoeg spanning hebben om de accu op te laden, dus dan moet de dynamo al meer dan 12 volt geven maar dan loopt de spanning toch vet boven de 14,5 volt bij 4000 toeren. Daarnaast zijn de huidige dynamo's allemaal wisselstoom en dat lust een accu al helemaal niet. een probleem dus. Gelukkig zijn daar hulpmiddelen voor.
Deze maakt van wisselspanning gelijkspanning, vandaar zijn naam. Dit doet hij door middel van diodes. Dit zijn electronica onderdeeltjes die een stroom wel van + naar - door laten maar niet omgekeerd. Nu bestaat een wisselspanning uit een spanning die heel snel van + naar - wisselt. De diodes pikken daar iedere keer de stukjes plus en min uit, en sturen ze allebei naar hun eigen draadje als een soort scheidsrechter. We hebben dus dankzij de diodes nu een gelijkspanning gekregen. Alleen zitten er natuurlijk steeds hele kleine pauzes tussen die plus en min toppen. Zo'n verloop heeft de namelijk vorm van een golf, een sinus golf. De top is 14,5 volt dan zakt hij naar beneden tot - 14,5 volt en weer omhoog enz. Je pakt alleen de toppen dus de tussenliggende tijd (ookal is het kort) is er niets. Krijg je een soort knipperlicht-spanning. Om dit op te vangen zitten er meestal drie spoelen in zo'n dynamo. Dan kun je in een omwenteling drie keer het zelfde trucje uithalen en vul je de pauzes mooi op. OK we hebben nu een plus en een min om de accu te laden. Alleen loopt dat nu nog steeds op tot meer dan 30 volt en dat vinden onze lampen en de accu niet leuk. We moeten die spanning dus regelen.
Deze zijn er mechanisch en electronisch. Deze zorgt er voor dat de spanning niet boven de 14,x volt uitkomt. Vroeger mechanisch, ze werden warm en waren aan inbranden onderhevig. Dat ding schakelde als een gek. Later werden ze electronisch. Weer wat later vond men een elegantere oplossing en de spanningsregelaar ging ander werk doen (het werd ook een ander ding met de zelfde naam by the way) Men ging de vaste magneet vervangen door een electro magneet. Het voordeel daarvan is dat hoe sterker het magnetisch veld wordt hoe hoger de spanning. De regelaar meet aan je accu hoe veel spanning daar over heen staat (sense aansluiting) en zet dan meer of minder spanning op de veldwikkelingen van de magneet. Altijd de goede spanning en geen verhitte regelaars meer. Veel gebruikers aan, veel laadspanning: "u vraagt, de dynamo draait". Je kunt je nu voorstellen wat er gebeurt als je sense los hangt of te veel weerstand heeft door roest, de regelaar schroeft dan de veldspanning op en de laadspanning vliegt omhoog met het toerental. Met desasteruze gevolgen voor accu's en electronica in de auto.
De ronddraaiende spoel zal wel zijn spanning en stroom moeten doorgeven, op de rest van het (niet bewegende) systeem. Daarvoor zijn koolborstels bedoeld: een soort sleepcontact. Op de spoelas van een gelijkstroomdynamo zit een koperen klont met sporen waar stroom door kan en die vast zit aan de spoel draden. (Om alleen spanning door te geven is een spoel- of ring mechanisme voldoende, en is een lijfelijk contact niet nodig. Dat maakt een wisselspanningdynamo iets minder kwetsbaar.) De commutator. Je kunt hier een koperen sleepcontactje op duwen en de spanning invoeren of afvoeren. Slepen over elkaar doet slijten: de koolborstels worden korter, en raken op. Grafiet is een goede geleider en het smeert goed dus wordt er een koolborstel gemaakt die de verbinding verzorgt. In een houder met een veertje erboven. Aan die koolborstel zitten draden gesoldeerd, die de opgewekte spanning kunnen doorgeven. Door stof en roest kan deze koolborstel in zijn houdertje blijven hangen en niet meer tegen de commutator komen dan werkt de boel niet meer. Dat is bv de truc met de hamer op de startmotor, door de schok schiet de vastzittende borstel weer los en hij doet het weer (even)
Al deze dingen zitten tegenwoordig in de dynamo ingebouwd maar bij oude modellen zijn het losse delen. Bij de gelijkspanningsdynamo natuurlijk geen gelijkrichter. Alleen wilde deze dingen wel eens ompolen en hield de laadcapaciteit niet over. Vandaar dat men naar wisselspanning ging.
Dit lampje hangt aan een pluslijn van de regelaar en aan een plusdraad van je boordnet. Als er nu iets kapot gaat en de laadspanning valt weg dan is er dus stroomaanbod vanaf de accu welke via de niet werkende dynamo naar de aarde loopt. Zie het als twee communicerende vaten. Het lampje is een schoepenradje in de verbinding tussen de vaten. als beide vaten vol zijn stroomt er geen water door de verbinding en het rad staat stil. Gaat er nu een vat lek en loopt leeg dan loopt het water van het volle vat naar het lege. Het rad draait nu, en is een waarschuwing aan de berijder.
Waarom nu 6, 12 of 24 volt. Heel simpel, P=UxI. Vermogen is gelijk aan de vernigvuldiging van STROOM maal SPANNING. Ofwel een lampje van 6 Watt, bedoeld voor 6 Volt trekt 1 Ampere aan stroom. Maar bij 12 Volt zal een 6 Watt lampje (bedoeld voor 12 volt) slechts een halve Ampere doorlaten, maar wel evenveel licht geven; hij verbruikt tenslotte hetzelfde vermogen. Hoe hoger de stroom die door een kabel loopt, hoe warmer deze zal worden. Bij lagere stroom blijft de kabel dus koeler. Grootste voordeel daarbij is dat je dan ook minder dikke draden nodig hebt. Want als 6 Watt genoeg is gebruikt het nu maar een half Ampere en hoe meer amperes hoe dikker de draad moet zijn. De andere kant is ook waar: bij een 24V systeem is met een bepaalde hoeveelheid stroom een groter vermogen te leveren. Dus bij het zelfde verbruik meer opbrengst.
- meet eerst met een voltmeter als de motor draait of er iets van 14,x volt staat op de B+ ten opzichte van de massa. Is dat er niet dan wordt het moeilijk (Want iets in de dynamo werkt dan dus niet) en zul je er een schema bij moeten pakken en aan de dynamo of eventuele losse delen gaan meten. Meet je daar ook niets of bv een wisselspanning (kan je ook over je accu meten) dan moet het ding open voor reparatie. Zolang je niet hoeft te wikkelen kun je dat vaak zelf. Net als de startmotor is het vaak vuil en inbranden dat tot storingen leidt.
Fred gaf nog een naschrift: Hopelijk vinden jullie dit leerzaam of hebben opmerkingen cq aanvullingen of verbeteringen. Ik wil eventueel ook nog wel wat achtergronden over bv remsystemen, ontsteking, lpg, startmotoren of carburatie schrijven. Diesel ben ik niet zo'n held in.
Ik dank Fred heel hartelijk voor dit verhaal, en hoop dat het je helpt met het begrijpen van wat er in een dynamo gebeurt.