La fonction de l’alternateur est de produire de l’électricité dans une voiture à moteur à combustion interne. C’est la source principale d’énergie – la batterie n’a qu’une fonction auxiliaire, lui permettant de démarrer et d’alimenter l’installation lorsque le moteur ne tourne pas. Dès que le moteur démarre, l’alternateur alimente tous les systèmes électriques du véhicule et charge la batterie. Le bon état de l’alternateur est essentiel pour assurer le bon fonctionnement de l’ensemble du système électrique et de la batterie, qui sera la première à ressentir les effets des problèmes de l’alternateur.
L’utilisation d’alternateurs dans les véhicules était liée à la demande croissante d’énergie. Les alternateurs à courant continu utilisés précédemment se sont révélés moins efficaces et plus sujets aux pannes. Un alternateur se compose d’un rotor et d’un stator. Le rotor est un électroaimant unique qui, alimenté par deux fils (via des balais), génère un champ magnétique. C’est ce que l’on appelle “le”. circuit d’excitation.
Lorsque le rotor est entraîné, le champ magnétique tournant induit un courant dans les enroulements du stator, où l’électricité est produite. En général, trois enroulements sont utilisés, qui produisent un courant alternatif triphasé (de manière similaire au réseau électrique, sauf que la fréquence n’est pas constante et dépend de la vitesse du moteur).
Comment alors utiliser l’alternateur dans le circuit de courant continu qui alimente la voiture ? Un redresseur est nécessaire pour convertir le courant alternatif en courant continu. Un arrangement classique de 6 diodes semi-conductrices est utilisé pour réaliser cette tâche.
Un problème subsiste : le circuit d’alimentation du rotor (qui fournit l’excitation). Il s’avère que ce n’est pas seulement la fréquence qui change avec la rotation, mais aussi les tensions. Le redresseur résout le problème de la fréquence, mais la tension doit rester dans certaines limites. L’alternateur a besoin d’un régulateur de tension pour réguler le courant circulant dans le rotor afin que la tension de sortie soit appropriée. Il s’agit d’un circuit électronique, généralement alimenté par 3 diodes de redressement supplémentaires.
L’alternateur classique a un niveau de tension fixe entre 13,8 et 14,5V. De nombreux régulateurs utilisés augmentent légèrement la tension lorsque la température baisse.
Le nombre de fils utilisés varie en fonction de la conception de l’alternateur et du type de régulateur de tension utilisé. Les désignations les plus courantes utilisées pour marquer la sortie (certaines désignations de lettres ont des significations différentes selon le fabricant) :
La sortie de l’alternateur est directement connectée à la batterie. Dans un tel circuit, le courant de charge n’est pas régulé et n’est limité que par la batterie. Les accumulateurs au plomb peuvent être utilisés en toute sécurité de cette manière – le courant ne sera élevé qu’au début et se limitera de lui-même si la tension est correcte. Pour mieux contrôler ce processus, un circuit a été proposé pour ajuster la tension de manière à ce que le courant soit à la valeur souhaitée. Dans la variante la plus simple, la tension de charge de l’alternateur est réduite sur demande par l’ordinateur de la voiture (versions à terminaison C utilisées sur les véhicules Honda). De nos jours, on utilise de plus en plus des commandes qui permettent une régulation progressive de la tension par l’ECU, réalisée par un signal PWM ou via un bus de données numériques (par exemple, LIN, interfaces BSS).
La capacité de réglage permet de contrôler la charge, ce qui garantit que la batterie est correctement chargée, en tenant compte de l’usure (des pinces spéciales sont souvent utilisées en même temps pour contrôler le courant). La modification de la tension réglée peut également avoir d’autres fonctions : en réduisant la charge, nous diminuons la charge de l’alternateur et disposons donc temporairement de plus de puissance.
Certains véhicules utilisent l’alternateur pour récupérer une partie de l’énergie de freinage. En augmentant soudainement la tension, une charge supplémentaire est créée et l’énergie va dans la batterie (l’alternateur freine la voiture dans une certaine mesure). L’inconvénient de cette solution est qu’il faut maintenir la charge de la batterie à un niveau approximatif. 80 %, ce qui réduit quelque peu sa durée de vie. Une charge incomplète est nécessaire pour pouvoir absorber l’énergie de freinage.
Pour tester un alternateur contrôlé par le contrôleur du moteur, il faut que ce dernier reçoive les signaux de commande appropriés. Pour ce faire, nous avons besoin d’un testeur capable de fournir le bon signal selon une norme donnée. Un tel appareil est l’Altalyzer. Il permet de vérifier les alternateurs montés sur le véhicule et peut également être utilisé sur des bancs d’essai d’alternateurs.
Lors du contrôle de l’alternateur du véhicule, il faut le déconnecter de l’unité de contrôle du moteur (ECU). Le testeur est connecté au connecteur de l’alternateur conformément aux instructions de connexion de la variante spécifique. Nous indiquons alors la marque du véhicule dans le menu de l’appareil et nous pouvons commencer le test.
Lorsque l’on teste un alternateur, on examine comment la tension de charge dans le circuit testé réagit à la tension réglée par le testeur. Si l’alternateur atteint sans problème les valeurs requises, on peut considérer qu’il est opérationnel. Gardez la charge à l’esprit lors des tests – de nombreux alternateurs à commande électronique fournissent un signal de niveau de charge (DFM). Si vous surchargez l’alternateur à une tension donnée, la tension baisse. Il convient également de noter la lecture correcte de la valeur de la charge. Les alternateurs qui ne parviennent pas à maintenir une tension adéquate peuvent présenter un défaut au niveau des régulateurs eux-mêmes ou d’autres composants de l’alternateur tels que des balais usés.
Lorsque vous testez les alternateurs à l’extérieur du véhicule, n’oubliez pas de les connecter correctement. Cela ne s’applique pas seulement aux alternateurs contrôlés électroniquement par l’ECU, mais aussi aux modèles classiques. Ne faites pas fonctionner les alternateurs sur le banc d’essai sans que la borne B+ soit connectée. Si l’alternateur dispose d’une borne de mesure de tension séparée (borne S), il est indispensable de la connecter. La conséquence d’une connexion incorrecte peut, dans un cas défavorable, être une augmentation excessive de la tension, ce qui peut endommager le composant. Parfois, la sortie vers la commande (borne L) agit également comme un interrupteur de régulation ou participe à la régulation de la tension.
Grâce à la connectivité Bluetooth intégrée au testeur Altalyzer, nous avons la possibilité de nous connecter à une application Android dédiée. L’application permet d’enregistrer facilement les résultats des mesures effectuées ainsi que les données relatives à l’alternateur testé ; ces entrées peuvent même être complétées par une photographie du composant testé.
En outre, nous pouvons utiliser une application pour contrôler à distance le parcours d’essai – sans prolonger les câbles, nous pouvons commodément contrôler les récepteurs depuis la cabine, et en même temps régler la tension et lire la valeur de la tension et le niveau de charge.
Auteur : Piotr Libuszowski, ingénieur produit
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