Ich habe in ein paar verschiedenen Büchern, die ich habe, über Lasttests und Vollfeldgeneratoren gelesen, und einer der Punkte, die sie alle gemacht haben, war, dass zum Testen der maximalen Leistung einer Lichtmaschine (oder nahe daran) die Drehzahl auf etwa angehoben werden muss 2000 bis 2500, da Lichtmaschinen im Leerlauf nicht den vollen Strom liefern können.
Dies erscheint mir etwas kontraintuitiv, da ich denken würde, dass eine Lichtmaschine logischerweise in der Lage sein muss, im Leerlauf ausreichend Strom zu liefern, um alle Zubehörteile mit Strom zu versorgen und die Batterie geladen zu halten.
Als praktisches Beispiel habe ich einige Messungen an meinem 99er Nissan Almera 1.6L vorgenommen (von dem ich annehme, dass er in gutem Zustand ist). Ich habe die hellen Lichter, die Klimaanlage und das Radio eingeschaltet.
Im Leerlauf (ca. 850 U/min wegen Leerlauferhöhung) habe ich einen Gleichstrom von 59 Ampere am Kabel der Lichtmaschine B+ gemessen und 11 Ampere, die in das Pluskabel der Batterie kommen.
Ich habe dann die Drehzahl auf 2500 erhöht und erneut gemessen, wobei ich einen Gleichstrom von 69,2 Ampere an der Lichtmaschine und einen Gleichstrom von 14,5 Ampere an der Batterie erhalten habe. Nach dem, was ich gelesen habe, werden normalerweise nur etwa 5 Ampere benötigt, um die Batterie geladen zu halten, aber ich hatte vor diesen Tests einige Minuten lang einige Lasten ohne eingeschalteten Motor laufen lassen, sodass die Batterie wahrscheinlich etwas mehr brauchte Aufladen als gewöhnlich.
Selbst im Leerlauf ist die Lichtmaschine also eindeutig nicht in der Lage, den gesamten Strom zu liefern, den das System tatsächlich benötigt, liefert aber gleichzeitig ausreichend Strom, um das System zu betreiben, ohne von der Batterie zu ziehen.
Was sind also die Gründe dafür, dass Ladesysteme auf diese Weise eingerichtet werden?
Die Kosten sind der Hauptgrund.
Eine Lichtmaschine, die den vollen Ladestrom liefern kann, wäre viel größer und würde größere Rotor- und Statorwicklungen erfordern. Das würde ihn teurer und schwerer machen.
Die Tatsache, dass man im Leerlauf nur wenig Zeit im Vergleich zum Fahren verbringt, nutzen die Hersteller zu ihrem Vorteil. Die meisten Autos sind für eine Geschwindigkeit von etwa 2 krpm ausgelegt. Hier verbringen Sie die meiste Zeit. Um die Lichtmaschine also kleiner und leichter zu machen, ist sie für die Nennleistung bei dieser Drehzahl ausgelegt.
Schließlich würde diese mythische Lichtmaschine, die im Leerlauf Nennstrom erzeugen kann, mehr als den Nennstrom bei 2krpm erzeugen. Wenn das Auto so ausgelegt ist, dass es 100 A verbraucht, wenn alles eingeschaltet ist, werden die 150 A, die die Lichtmaschine bei 2 krpm erzeugen kann, verschwendet.
Wenn eine Lichtmaschine im Leerlauf ihre volle Ausgangsleistung erbringen könnte, was würde sie bei der roten Linie ausgeben? Die Ausgangsstromstärke ist proportional zur Drehgeschwindigkeit der Lichtmaschine.
Über ein Getriebe könnte eine Lichtmaschine dazu gebracht werden, sich im Leerlauf schneller zu drehen und ihre volle Stromstärke zu erzeugen. Bei hohen Drehzahlen würde es dann jedoch die Geschwindigkeit überschreiten, bei der es für einen effizienten Betrieb ausgelegt ist.
Somit sind Lichtmaschinen für die geschätzte Auslastung des Zubehörs geeignet bemessen. Nicht mehr, nicht weniger.
Ihre Prämisse ist rückwärts. Maximale Leistung und ausreichende Leistung sind nicht dasselbe. Ihre eigenen Zahlen zeigen, dass Lichtmaschinen genügend Leistung liefern, um die Batterie im Leerlauf voll geladen zu halten. Andernfalls könnten Autos nicht lange im Leerlauf laufen, da die Batterie entladen würde. Wie in den anderen Antworten auf diese Frage angegeben, ist die Leistung umso größer, je schneller sich die Lichtmaschine dreht. Im Leerlauf ausreichend, bei höheren Drehzahlen mehr als nötig.
Wenn mehr elektrische Last auf die Lichtmaschine gelegt wird (dh mehr Lasten wie Lichter und Heizungen eingeschaltet werden), wird die Lichtmaschine schwerer zu drehen. In diesem Fall erhöht ein modernes ECU-gesteuertes Auto die Leerlaufdrehzahl, um dies zu überwinden und ein Abwürgen des Motors zu vermeiden. Daher Ihre ursprüngliche Frage "Warum können Lichtmaschinen im Leerlauf nicht den vollen Strom liefern?" ist falsch. Es hängt davon ab, was Sie als "Leerlauf" definieren.
Die meisten modernen Fahrzeuge steuern die Feldspule und die Leerlaufdrehzahl der Lichtmaschine, um die Ausgangsleistung der Lichtmaschine zu optimieren.
Die meisten sparsamen Fahrzeug-ECU minimieren den Kraftstoffverbrauch und damit die Lichtmaschinenleistung im Leerlauf und liefern genau das, was erforderlich ist, um das Fahrzeug im Stand mit minimalem Ladevorgang am Laufen zu halten. Sie verwenden auch sehr kleine Lichtmaschinen mit maximal 75 A, um Größe, Gewicht und Kosten zu reduzieren.
Schwere Polizei-, Auftragnehmer- und Wohnmobilfahrzeuge mit sehr hohen 12-V-Lasten gehen den umgekehrten Weg und verwenden überdimensionierte >150-A-Lichtmaschinen und ECU, die die Motorleerlaufdrehzahl auf einen "hohen Leerlauf" erhöhen, um >70 % ihrer Nennleistung im Leerlauf bereitzustellen wenn gebraucht.
Ein gutes Beispiel dafür waren die britischen Ford Escort-Polizeiautos, die mit Hochleistungslichtmaschinen und ECU-gesteuerter hoher Leerlauffähigkeit ausgestattet waren, um ihre deutlich höheren 12-V-Leerlauflasten bei "All Lit Up" zu betreiben.
Es kann also mit einem benutzerdefinierten Steuergerät und einer Lichtmaschine durchgeführt werden! Aber es ist kein triviales Hacker-Upgrade!
PS Das Hacken/Aufbocken der Feldspule im Leerlauf kann die ECU und das elektrische System Ihres Autos zerstören!
Sei schlau, sei sicher
Die Lichtmaschine kann nicht mehr Strom liefern als vorgesehen. Auf der Rückseite der Lichtmaschine befindet sich ein Regler, und wenn der Motor mit viel höherer Drehzahl dreht, lässt er buchstäblich keinen überschüssigen Strom in die Batterie fließen. Im Allgemeinen sollte die Lichtmaschine in der Lage sein, genug Strom zu erzeugen, um das Auto am Laufen zu halten, ohne die Batterie zu entladen.
Der Regler, der die richtige Spannung für die Last bereitstellt, scheint also zu implizieren, dass die Last in der Lage sein sollte, ihren erforderlichen Strom zu ziehen, um effizient zu arbeiten. Und warum höre ich immer wieder, dass die Ausgangsspannung direkt mit dem Alt zusammenhängt? Drehzahlen, die es sein können, aber wenig Erwähnung der Erregung der Feldspulen mit etwas mehr Spannung oder weniger als erforderlich? Ist das nicht die Funktion des Reglers und der Grund, warum Permanentmagnet-Generatoren dies nicht können, oder zumindest nicht ganz so einfach. Nur ein Anfänger, also sei nett😀.
Anton X
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Johnny
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Robert S. Barnes