Budowa alternatora w Citroënie C5 i diagnostyka wzbudzenia

W Citroënie C5 III 2.0 HDI alternator może nie rozpocząć ładowania bezpośrednio po uruchomieniu silnika, a następnie zacząć pracować po lekkim przegazowaniu. W opisanym przypadku winny okazał się sam alternator: używana sztuka była uszkodzona, a nowy zamiennik od razu wzbudza się i ładuje poprawnie.

W tym układzie wzbudzenie realizuje regulator napięcia, sygnał DFM wychodzi z modułu PSF1/BSM, a przewód L obsługuje kontrolkę ładowania. Na linii DFM nie ma stałego 12 V, tylko sygnał cyfrowy w impulsach, dlatego zwykły pomiar napięcia stałego może być mylący.

Elementy alternatora i ich funkcje

Alternator to zespół odpowiedzialny za wytwarzanie energii elektrycznej podczas pracy silnika, ładowanie akumulatora oraz zasilanie odbiorników prądu. W opisywanym samochodzie zamontowano alternator Valeo CL18 o wydajności 180 A, wyposażony w zacisk śruby dla grubego przewodu akumulatorowego oraz dwuprzewodową wtyczkę sterującą.

Wcześniej zastosowano również alternator Valeo CL15 o wydajności 150 A. Na tym alternatorze przy cofaniu i skręcaniu kierownicą na półsprzęgle przygasały światła, a po dodaniu gazu zaczynały świecić mocniej.

• Regulator napięcia steruje wzbudzeniem alternatora.
• Przewód L obsługuje kontrolkę ładowania.
• Przewód DFM przekazuje cyfrowy sygnał obciążenia alternatora.
• Moduł PSF1/BSM znajduje się pod maską, za akumulatorem, i uczestniczy w sterowaniu oraz monitorowaniu pracy alternatora.
• Gruby przewód wyjściowy łączy alternator z instalacją zasilającą i akumulatorem.

Znaczenie regulatora napięcia

Wzbudza go tylko regulator napięcia. W praktyce oznacza to, że w tym rozwiązaniu nie należy szukać klasycznego, oddzielnego układu wzbudzenia poza alternatorem, ponieważ zasadniczą funkcję realizuje elektronika regulatora.

Jeśli instalacja i BSM są sprawne, najrozsądniej sprawdzić sam alternator lub regulator albo podmienić regulator, bo taki objaw najczęściej wskazuje na uszkodzenie elektroniki alternatora.

Regulator może mieć uszkodzony układ elektroniczny, zużyte szczotki albo problemy ze współpracą z pierścieniami ślizgowymi. W jednym z rozebranych alternatorów regulator napięcia był nowy i bez oznaczeń, lecz pod zalewą widoczne były wybrzuszenia, co mogło wskazywać na przegrzanie lub uszkodzenie.

Szczotki mogą powodować przerywanie lub opóźnione wzbudzenie, nawet jeżeli alternator pochodzi z samochodu o niewielkim deklarowanym przebiegu. Zużyte pierścienie ślizgowe również mogą pogarszać kontakt szczotek z wirnikiem.

Przewody L i DFM

Ten alternator jest wzbudzany sygnałem cyfrowym z modułu PSF1, a typ sterowania określa się jako DFM, czyli Digital Field Monitoring. DFM nie jest zwykłym przewodem, na którym po włączeniu zapłonu musi występować stałe napięcie 12 V.

DFM ma dodatnią i ujemną część pomiarową działającą za pomocą impulsów prostokątnych. Gdy obciążenie alternatora się zwiększa, szerokość impulsu, zależnie od zastosowania, zmienia się, a sterownik silnika otrzymuje informację o aktualnym obciążeniu alternatora.

Na przewodzie DFM nie ma stałego 12 V, dlatego odczyt rzędu kilkudziesięciu miliwoltów przy wyłączonym silniku nie przesądza jeszcze o przerwie w przewodzie. Do oceny tego sygnału potrzebny jest oscyloskop.

Dlaczego multimetr może pokazywać tylko kilkadziesiąt miliwoltów

Pomiarów trzeba dokonywać na wpiętej wtyczce i na pracującym silniku, bo na samym postoju multimetr może pokazywać tylko kilkadziesiąt mV na przewodzie sygnałowym.

W opisanym przypadku na białym przewodzie zmierzono 12,3 V względem masy, natomiast na niebieskim przewodzie pojawiały się wartości około 30 mV. Później, w miarę czyszczenia styku preparatem do czyszczenia kontaktów, wskazanie wzrosło do około 70-80 mV.

Takiego wskazania nie należy automatycznie interpretować jako dowodu uszkodzenia przewodu. DFM jest sygnałem cyfrowym w impulsach, a multimetr może uśredniać jego przebieg i pokazywać wartość, która nie odpowiada rzeczywistemu poziomowi logicznemu sygnału.

Gdzie szukać sygnału DFM w instalacji

Miejsce, skąd idzie sygnał DFM z PSF1, to pięciopinowe żółte złącze, styk nr 3. PSF1 to inaczej BSM, czyli moduł systemów nadwozia znajdujący się pod maską za akumulatorem.

Wtyczka jest widoczna z góry po zdjęciu pokrywy z bloku elektroniki, a przewód dalej biegnie w wiązkę na silnik. W nowych BSM od wersji L05 złącze jest żółte.

Przed rozpoczęciem naprawy należy sprawdzić stan samej wtyczki, przewodów oraz miejsc, w których wiązka jest prowadzona pod osłonami. Korozja, wilgoć, luźny styk lub uszkodzenie przewodu mogą zakłócać transmisję sygnału.

Jak rozdzielić problem instalacji od uszkodzenia alternatora

1. Sprawdzenie objawu ładowania

Po uruchomieniu samochodu należy sprawdzić, czy ładowanie pojawia się natychmiast, czy dopiero po lekkim dodaniu gazu. Jeżeli po przegazowaniu alternator zaczyna stabilnie ładować aż do zgaszenia silnika, a po kolejnym uruchomieniu problem powraca, wskazuje to na trudność z początkowym wzbudzeniem.

W opisywanym przypadku po przegazowaniu pojawiało się stabilne ładowanie 14,4 V. Kontrolka akumulatora świeciła po włączeniu zapłonu, a po uruchomieniu silnika gasła.

2. Sprawdzenie kontrolki ładowania

Kontrolka akumulatora działająca poprawnie nie wyklucza usterki alternatora. Przewód L obsługuje kontrolkę, natomiast DFM przekazuje cyfrową informację o pracy i obciążeniu alternatora.

Możliwe jest więc, że kontrolka zachowuje się prawidłowo, a alternator nadal nie wzbudza się od razu z powodu uszkodzonego regulatora, szczotek, pierścieni ślizgowych lub innego elementu elektroniki alternatora.

3. Sprawdzenie przewodów

Przewody należy sprawdzić pod kątem ciągłości, zwarcia do masy, zwarcia między przewodami oraz stanu styków. Warto sprawdzić instalację od wtyczki alternatora do modułu BSM, ponieważ przewód DFM biegnie w wiązce silnika.

Pomiar ciągłości omomierzem może potwierdzić, że przewód nie jest całkowicie przerwany, ale nie potwierdzi prawidłowej transmisji sygnału impulsowego pod obciążeniem. Do tego potrzebny jest oscyloskop.

4. Sprawdzenie sygnału oscyloskopem

Na pracującym silniku należy sprawdzić przebieg na przewodzie DFM przy podłączonej wtyczce. Oscyloskop pozwala ocenić, czy z modułu BSM wychodzi sygnał impulsowy oraz czy jego przebieg zmienia się po rozpoczęciu ładowania.

Jeżeli sygnał występuje po stronie BSM, a nie dociera do alternatora, problem znajduje się w wiązce lub połączeniach. Jeżeli sygnał dociera do alternatora, lecz alternator nie rozpoczyna ładowania, bardziej prawdopodobne jest uszkodzenie regulatora albo innego elementu alternatora.

5. Sprawdzenie alternatora i regulatora

Jeżeli instalacja i BSM są sprawne, należy sprawdzić sam alternator lub podmienić regulator. Warto skontrolować szczotki, pierścienie ślizgowe, połączenia wewnętrzne, stan prostownika oraz regulator napięcia.

Jedna z opinii wskazywała, że w podobnym przypadku winny okazał się alternator. W silniku Diesla odłączenie przewodu sterującego nie powodowało utraty prawidłowego ładowania, natomiast sam alternator po uruchomieniu dostarczał około 14 V.

Ostatecznie wymiana uszkodzonego używanego alternatora na nowy zamiennik rozwiązała problem, a ładowanie pojawiało się prawidłowo bez konieczności przegazowania.

Znaczenie doboru alternatora

W samochodzie zastosowano alternator Valeo CL18 96 615448 80, natomiast wcześniej zamontowano Valeo CL15 06 463217 80. W dokumentacji pojawił się również alternator 150 A o numerze 5705NH / 9646321780.

Różnice pomiędzy alternatorami mogą dotyczyć wydajności prądowej, producenta, sposobu sterowania, regulatora, liczby i rodzaju wyprowadzeń oraz charakterystyki sygnału. Z tego powodu przy wymianie należy porównywać nie tylko moc alternatora, lecz także jego numery, typ regulatora i zgodność z instalacją samochodu.

Nie ma jednak podstaw, aby samą większą wydajność alternatora uznać automatycznie za przyczynę braku wzbudzenia. W opisanym przypadku sugestia, że alternator jest „za duży”, nie została potwierdzona, a dalsza diagnostyka wskazywała przede wszystkim na konieczność sprawdzenia stanu samego alternatora.

Wolne koło, pasek i elementy mechaniczne

Przy objawie opóźnionego wzbudzenia warto również sprawdzić, czy nie ślizga się wolne koło alternatora. Usterka mechaniczna napędu może powodować nieprawidłową prędkość obrotową alternatora i zakłócać jego pracę.

Należy również obejrzeć pasek osprzętu, napinacz oraz koło pasowe. Jeżeli po dodaniu gazu alternator zaczyna pracować, nie można ograniczać diagnostyki wyłącznie do instalacji elektrycznej.

Praktyczna kolejność diagnostyki

1. Sprawdzić napięcie ładowania bezpośrednio po uruchomieniu silnika.
2. Sprawdzić, czy ładowanie pojawia się po lekkim przegazowaniu.
3. Obserwować zachowanie kontrolki akumulatora.
4. Sprawdzić grubą końcówkę przewodu zasilającego oraz połączenia masowe.
5. Obejrzeć dwuprzewodową wtyczkę alternatora i oczyścić styki.
6. Sprawdzić ciągłość przewodów między alternatorem a BSM.
7. Nie traktować pomiaru kilkudziesięciu miliwoltów na DFM jako rozstrzygającego.
8. Sprawdzić sygnał DFM oscyloskopem na pracującym silniku i przy podłączonej wtyczce.
9. Jeżeli sygnał z BSM jest prawidłowy, skontrolować regulator, szczotki, pierścienie i prostownik alternatora.
10. W razie wątpliwości podmienić regulator albo sprawny, zgodny alternator.

Najczęstsze błędy podczas sprawdzania

• Oczekiwanie stałego napięcia 12 V na przewodzie DFM.
• Pomiar sygnału cyfrowego wyłącznie zwykłym multimetrem.
• Sprawdzanie przewodu na odłączonej wtyczce i przy wyłączonym silniku.
• Uznanie sprawnej kontrolki za dowód sprawności całego alternatora.
• Pomijanie regulatora napięcia podczas diagnostyki.
• Pomijanie szczotek i pierścieni ślizgowych.
• Zakładanie, że alternator używany z niewielkim przebiegiem musi być sprawny.
• Uznanie samej większej wydajności prądowej za dowód niezgodności.
• Pomijanie stanu wolnego koła i napędu paskowego.

W Citroënie C5 III 2.0 HDI opóźnione wzbudzenie alternatora po uruchomieniu silnika należy diagnozować równolegle po stronie instalacji oraz samego alternatora. DFM jest sygnałem cyfrowym z modułu PSF1/BSM, przewód L odpowiada za kontrolkę, a pomiar multimetrem na postoju nie pozwala wiarygodnie ocenić pracy linii DFM. Jeżeli przewody, złącza i BSM są sprawne, najbardziej uzasadnione jest sprawdzenie regulatora lub wymiana alternatora na sprawny i zgodny typowo egzemplarz.

tags: #budowa #alternatora #citroen #c5