Automobilový alternátor Bosch, Delco a Denso: Značky, rozdíly a průvodce

Automobilové alternátory: Tři značky, které definují trh

Alternátor automobilu je komponenta zodpovědná za generování elektrické energie, která nabíjí baterii a napájí elektrické systémy vozidla za chodu motoru. Převádí mechanickou energii z klikového hřídele motoru - přenášenou přes hnací řemen - na střídavý proud (AC), který je pak usměrněn na stejnosměrný proud (DC) vnitřním diodovým usměrňovacím můstkem alternátoru a regulován na stabilní výstupní napětí regulátorem napětí. Bez funkčního alternátoru se baterie vozidla vybije během minut až hodin po nastartování motoru a vozidlo se nakonec zastaví, když napětí baterie klesne pod minimum potřebné pro zapalování nebo vstřikování paliva.

Tři společnosti ovládaly trh s originálním vybavením a náhradními alternátory po celá desetiletí: Bosch, Delco (divize elektrických komponentů General Motors, nyní uváděná na trh pod značkou ACDelco) a Denso. Každý z těchto výrobců dodává alternátory jako originální vybavení více výrobcům vozidel a každý nabízí náhradní jednotky pro trh s náhradními díly. Pochopení toho, co odlišuje automobilový alternátor Bosch od jednotky Delco nebo Denso – pokud jde o filozofii designu, konstrukci, vozidla, do kterých se běžně montují, a na co se zaměřit při výměně vadné jednotky – je praktická znalost pro každého majitele vozidla, mechanika nebo kupujícího náhradních dílů, kteří se pohybují na trhu výměny alternátorů.

Jak a Automobilový alternátor Práce: Základní technologie společná pro všechny tři značky

Než prozkoumáme konkrétní návrhy a aplikace alternátorů Bosch, Delco a Denso, pochopení provozních principů společných pro všechny moderní automobilové alternátory poskytuje kontext pro vyhodnocení jejich rozdílů.

Elektromagnetická generace

Všechny automobilové alternátory pracují na principu elektromagnetické indukce: rotace magnetického pole přes stacionární vinutí cívky indukuje ve vinutích střídavé napětí. V Lundellově alternátoru (konstrukčním provedení používaném všemi třemi hlavními výrobci ve většině automobilových aplikací) nese rotační součást (rotor) elektromagnet vytvořený budícím vinutím napájeným přes sběrací kroužky a uhlíkové kartáče. Struktura drápového pólu rotoru vytváří střídající se řadu severních a jižních magnetických pólů, jak se otáčí, a střídavé napětí indukované ve stacionárních statorových vinutích je třífázové střídavé, typicky se šesti drápovými póly na každé straně rotoru produkujícími relativně vysokou střídavou frekvenci i při nízkých otáčkách motoru.

Usměrnění a regulace napětí

Třífázový střídavý výstup ze statoru je usměrněn na stejnosměrný můstkovým usměrňovačem tvořeným šesti diodami (kladná a záporná sada). Usměrněný výstup je nominálně kolem 28V špičky, ale je regulován na stabilní výstupní napětí - typicky 13,5V až 14,8V pro 12V elektrický systém vozidla - regulátorem napětí, který řídí proud pole vinutím rotoru, aby se měnila síla magnetického pole a tím i výstupní napětí. Moderní alternátory integrují regulátor napětí do těla alternátoru, často v kombinaci se sestavou kartáčů v jediném vyměnitelném modulu nazývaném sestava regulátoru a kartáče nebo kartáčová skříň.

Hodnocení výstupního proudu

Výkon alternátoru je udáván v ampérech při definované rychlosti a teplotě. Typický alternátor pro osobní automobily je dimenzován mezi 80A a 200A v závislosti na požadavcích na elektrické zatížení vozidla. Vozidla s velkou elektrickou zátěží – velké systémy HVAC, vícenásobné napájené příslušenství, vysoce výkonné audiosystémy – vyžadují alternátory na vyšší hranici této řady nebo mohou v některých komerčních aplikacích používat konfiguraci s duálním alternátorem. Jmenovitý proud je maximální trvalý výkon za standardních zkušebních podmínek; skutečný výkon se mění s otáčkami motoru (nižší výkon na volnoběh než při dálniční rychlosti), teplotou (vyšší provozní teplota snižuje maximální výkon) a stavem nabití baterie (hluboce vybitá baterie odebírá z alternátoru více proudu ihned po startu než plně nabitá).

Automobilový alternátor Bosch

Bosch je podle tržeb největším dodavatelem automobilového průmyslu na světě a jeho divize alternátorů dodává originální vybavení evropským, severoamerickým a asijským výrobcům vozidel od 30. let 20. století. Automobilový alternátor Bosch je nejrozšířenějším originálním alternátorem v evropských vozidlech a je také široce používán v asijských a amerických vozidlech, kde jsou specifikovány komponenty pohonu evropského původu.

Designové prvky alternátoru Bosch

Alternátory Bosch se vyznačují vysokou hustotou výkonu – dosahují vysokého proudového výstupu z kompaktních skříní – a jejich konstrukční prioritou je dlouhá životnost v evropských jízdních podmínkách, které zahrnují vysoký podíl krátkých jízd po městě, velké elektrické zatížení vyhřívaných sedadel a oken a stále náročnější cyklování start-stop založené na emisích, které vystavuje alternátor mnohem více provozním startovacím cyklům než tradiční jízdní režimy.

Alternátor Bosch Lundell využívá robustní skříňovou konstrukci obvykle z tlakově litého hliníku, přesně vinuté statorové cívky s vysokoteplotní izolací a regulátor napětí integrovaný do zadní skříně. Bosch představil integrovaný obvodový regulátor napětí pro automobilové alternátory v 60. letech minulého století, což je významný pokrok oproti dřívějším vibračním kontaktním externím regulátorům, které nahradil, a pokračoval ve vývoji technologie regulátoru až po současné systémy, které komunikují s ECU vozidla za účelem optimalizace nabíjecí strategie pro úsporu paliva a životnost baterie.

Alternátory Bosch ECO Pro a jejich nástupci v současných vozidlech implementují chytré nabíjení – upravují výstupní napětí a proud alternátoru na základě stavu nabití baterie, jízdního režimu a požadavků na elektrickou zátěž, spíše než pouze udržování pevného výstupního napětí. To snižuje mechanické zatížení motoru alternátorem během zrychlování (zlepšuje spotřebu paliva snížením požadavku na točivý moment) a zvyšuje výkon při brzdění a zpomalování, kdy zatížení alternátoru má nulovou úsporu paliva, protože již dochází k brzdění motorem.

Vozidla běžně vybavená alternátory Bosch

Alternátory Bosch jsou originálním vybavením široké škály evropských vozidel včetně modelů koncernu Volkswagen (Volkswagen, Audi, Škoda, Seat, Porsche), BMW, Mercedes-Benz, Volvo, Renault, Peugeot, Citroen, Fiat a mnoha dalších. Jsou také OE namontovány na některá vozidla Ford of Europe, Opel/Vauxhall a asijská vozidla, kde výrobce vozidla specifikoval komponenty Bosch. Na trhu s náhradními díly jsou alternátory Bosch k dispozici jako originální náhradní jednotky OE (identické s komponentami originálního vybavení) a jako repasované nebo nové jednotky Bosch vyrobené podle specifikace OE.

Identifikační čísla alternátoru Bosch a čísla dílů

Alternátory Bosch jsou identifikovány vyraženým nebo označeným číslem dílu na skříni alternátoru, obvykle ve formátu začínajícím na AL nebo 0 124, za kterým následuje sériové číslo (například 0 124 325 xxx). Na štítku na krytu může být také uveden jmenovitý výstupní proud, jmenovité napětí a směr otáčení. Křížový odkaz na číslo originálního dílu na náhradní díl Bosch nebo ekvivalent na trhu s náhradními díly je přímočarý pomocí systému katalogu dílů na bázi TecDoc společnosti Bosch, který je dostupný prostřednictvím většiny databází maloobchodních prodejů automobilových dílů.

Automobilový alternátor Delco

Delco Remy – divize elektrických komponentů původně založená v rámci General Motors – vyrábí automobilové alternátory od roku 1963, kdy Delco představilo první vnitřně regulovaný alternátor pro sériová auta. Alternátor Delco nahradil stejnosměrný generátor (dynamo), který byl do té doby standardním automobilovým nabíjecím zařízením, a vytvořil designový vzor – vnitřně regulovaná konstrukce drápových tyčí Lundell – který se stal celosvětovým průmyslovým standardem. Dnes jsou alternátory Delco Remy prodávány a distribuovány pod značkou ACDelco pro trh s náhradními díly a jako Delco Remy pro trh OEM a trh s náhradními díly pro těžký provoz.

Rodina alternátorů Delco CS-Series

Nejvýznamnější rodinou alternátorů Delco v moderním automobilovém průmyslu je řada CS (Charging System), která byla představena na konci 80. let 20. století jako náhrada dřívějších jednotek řady DN a SI. Řada CS používá vestavěný regulátor napětí a diodové trio spíše než dřívější návrhy externích nebo zásuvných regulátorů a vyrábí se ve více velikostech rámů (CS-121, CS-130, CS-144, CS-148) s proudovými hodnotami od přibližně 85A do 140A. Konstrukce řady CS se používá v celé řadě vozidel General Motors a byla postupně přijata dodavateli Ford a Chrysler jako základ pro jejich vlastní návrhy alternátorů.

Alternátor Delco CS používá třívodičové uspořádání svorek: hlavní výstupní (B ) svorka na zadní straně alternátoru, svorka L (uvolnění výstražné kontrolky a nabíjecího obvodu) a svorka S (snímání napětí baterie). Tento externí snímací vodič umožňuje regulátoru snímat skutečné napětí na svorce baterie spíše než výstupní napětí alternátoru, čímž kompenzuje jakýkoli pokles napětí v kabelu baterie a zajišťuje přesnou regulaci nabíjecího napětí baterie.

Heavy Duty Delco Remy alternátory

Kromě aplikací v osobních automobilech je společnost Delco Remy zvláště známá svými výkonnými alternátory používanými v nákladních automobilech, autobusech, stavebních strojích a zemědělských strojích. Řady Delco Remy 28SI, 40SI a 50DN jsou široce používány v nákladních automobilech třídy 6 až 8, kde požadavky na výkon alternátoru 160A až 320A a extrémní provozní teploty a úrovně vibrací vyžadují konstrukce, které jsou výrazně robustnější než jednotky osobních automobilů. Tyto výkonné alternátory používají stejnou základní konstrukci drápového pólu Lundell jako jednotky osobních automobilů, ale s těžšími ložisky, robustnějšími diodami, izolací vinutí pro vyšší teploty a sofistikovanějším tepelným managementem.

Vozidla běžně vybavená alternátory Delco

Alternátory Delco/ACDelco jsou originálním vybavením vozidel General Motors včetně Chevrolet, GMC, Buick, Cadillac a Oldsmobile (starší modely). Na trhu náhradních dílů je ACDelco originálním náhradním zdrojem pro tato vozidla a značka je k dispozici prostřednictvím dealerství GM a širšího trhu s autopříslušenstvím. Alternátory Delco Remy jsou OE namontovány na širokou škálu užitkových vozidel od hlavních výrobců včetně Kenworth, Peterbilt, Mack, International a Freightliner na severoamerickém trhu těžkých nákladních vozidel.

Identifikace alternátoru Delco

Alternátory ACDelco a Delco Remy jsou identifikovány číslem dílu vyraženým na krytu nebo vytištěným na samolepicím štítku. Specifickým identifikátorem GM je ID číslo Delco Remy (DRID), které kóduje rodinu alternátoru, velikost rámu a specifickou konfiguraci. Křížové odkazy na čísla náhradních dílů ACDelco se provádí pomocí katalogu dílů GM nebo standardních databází křížových referencí trhu s náhradními díly pomocí identifikačního čísla vozidla (VIN) nebo originálního čísla dílu OE z dokumentace dílů vozidla.

Automobilový alternátor Denso

Denso Corporation – společnost skupiny Toyota a jeden z největších světových dodavatelů automobilových komponentů – je dominantním dodavatelem alternátorů pro japonské výrobce vozidel a má významné pozice v dodávkách OE také u severoamerických a evropských výrobců vozidel. Alternátory Denso jsou originálním vybavením vozů Toyota, Honda, Nissan, Subaru, Mitsubishi, Mazda, Isuzu a Daihatsu po celém světě a jsou také montovány do řady nejaponských vozidel, kde Denso získalo smlouvy na dodávky OE.

Návrh a konstrukce alternátoru Denso

Alternátory Denso jsou známé vysokou kvalitou provedení, kompaktními rozměry vzhledem k jejich jmenovitému výkonu a sofistikovanou regulací napětí integrovanou se systémy řízení vozidla. Konstrukční filozofie Denso klade důraz na efektivitu – Denso je lídrem ve vývoji vysoce účinných alternátorů, které snižují spotřebu paliva tím, že minimalizují mechanické zatížení motoru při jakékoli dané výstupní úrovni – a spolehlivost po dlouhou dobu provozu s vysokým kilometrovým nájezdem bez nutnosti údržby nad rámec výměny hnacího řemene.

Denso představilo IC regulátor napětí pro japonská vozidla na počátku 70. let a postupně vylepšovalo design alternátoru během několika generací. Současné alternátory Denso pro hybridní vozidla Toyota integrují funkci alternátoru s motorgenerátorovou jednotkou v řemenově integrovaném startér-generátoru (BISG) nebo jako vyhrazený motorgenerátor v hybridním systému spíše než jednoduchý alternátor, což odráží postavení Denso na hranici technologie elektrifikace automobilů.

Varianty alternátoru Denso podle aplikace

Denso vyrábí alternátory v širokém rozsahu výkonových jmenovitých hodnot a konfigurací pro různé platformy vozidel:

• Kompaktní alternátory do auta : Nízký až střední proudový výstup (70A až 120A) pro osobní automobily s malým zdvihovým objemem s mírným elektrickým zatížením. Tyto jednotky jsou známé svou kompaktní fyzickou velikostí v poměru k výkonu a jejich kompatibilitou s těsným obalem pod kapotou malých japonských a evropských vozidel.
• Alternátory pro osobní a lehké nákladní vozy střední třídy : Jednotky 120A až 160A pro běžné osobní automobily, SUV a lehká užitková vozidla. Toto je objemový sortiment pro Denso na trhu náhradních dílů a pokrývá většinu aplikací Toyota, Honda a Nissan přibližně od roku 1990 dále.
• Vysoce výkonné alternátory : Jednotky 160A až 220A pro vozidla s vysokými požadavky na elektrickou zátěž, včetně užitkových vozidel s naftovým pohonem, velkých SUV s těžkými systémy HVAC a nouzových a speciálních vozidel vybavených doplňkovým elektrickým vybavením.
• Alternátory pro zemědělskou a stavební techniku : Denso dodává alternátory pro zemědělské traktory, stavební stroje a generátory, kde provozní podmínky – trvalé vysoké zatížení, vysoká okolní teplota, prašné prostředí – vyžadují robustnost přesahující specifikace osobních automobilů.

Vozidla běžně vybavená alternátory Denso

Alternátory Denso jsou OE namontovány v podstatě na všechna vozidla Toyota a Daihatsu, většinu vozidel Honda, většinu vozidel Nissan a Subaru a významnou část modelů Mazda a Mitsubishi. Používají se také u vybraných modelů BMW (zejména těch, které používají dieselové motory nebo hybridní systémy Toyota), vozidel Lexus a Scion. Na severoamerickém trhu jsou alternátory Denso OE mimo jiné u vozů Toyota Corolla, Camry, RAV4, Highlander, Tundra a Tacoma, což z nich dělá nejčastěji nahrazovaný alternátor v segmentu dovozních vozidel ve Spojených státech a na dalších trzích s vysokým zastoupením japonských značek.

Identifikace alternátoru Denso a čísla dílů

Alternátory Denso mají číslo dílu ve formátu 100211-xxxx nebo podobném, vytištěné na štítku na skříni alternátoru. Číslo dílu Toyota OE (ve formátu 27060-xxxxx nebo podobném) je často užitečnější pro křížové odkazy na trhu s náhradními díly, protože většina databází poprodejních služeb je indexována podle aplikace vozidla (VIN nebo ročního modelu) než podle čísla dílu součásti. Denso také dodává náhradní alternátory ekvivalentní OE pod svou vlastní značkou Denso na trhu s náhradními díly, které jsou považovány za nejkvalitnější nerepasované náhradní alternátory pro použití v japonských vozidlech.

Porovnání alternátorů Bosch, Delco a Denso

Diagnostika vadného alternátoru automobilu

Ať už je vozidlo vybaveno alternátorem Bosch, Delco nebo Denso, příznaky selhání alternátoru mají stejný vzorec, protože režimy selhání jsou společné u všech konstrukcí. Včasné rozpoznání těchto příznaků zabrání sekundárnímu poškození – hlubokému vybití baterie, uvíznutí vozidla a v extrémních případech poruchám na tmavé vozovce – které způsobuje úplná porucha alternátoru.

Osvětlení výstražné kontrolky

Výstražná kontrolka baterie (symbol baterie na přístrojové desce) se rozsvítí, když ECU nebo vnitřní regulátor alternátoru detekuje, že nabíjecí systém nevyrábí očekávané napětí. Toto je obvykle první viditelná známka poruchy alternátoru. Lampa může svítit nepřetržitě (indikuje úplné selhání nabíjení) nebo přerušovaně (indikuje hraniční poruchu, která může být závislá na teplotě nebo zátěži). Výstražná kontrolka baterie, která se rozsvítí při volnoběhu, ale zhasne při vyšších otáčkách motoru, naznačuje, že výkon alternátoru je nedostatečný při volnoběhu, ale dostatečný při vyšších otáčkách – příznak odpovídající opotřebovaným kartáčům, částečně otevřené diodě nebo závadě vinutí statoru, která snižuje výkon při nízkých otáčkách více než při vysokých otáčkách.

Příznaky elektrického systému

Jakmile napětí nabíjecího systému klesne pod normální rozsah 13,5 V až 14,5 V, elektrické systémy vozidla začnou vykazovat známky nízkého napětí: světlomety se při volnoběhu ztlumí, rádio se resetuje nebo ztratí paměť, elektrická okna se zpomalí a v moderních vozidlech s rozsáhlou elektronikou se může objevit více chybových kódů, když se moduly resetují z nízkého napájecího napětí. Ve vozidlech s inteligentním nabíjením (včetně mnoha současných vozidel vybavených Bosch a Denso) může ECU generovat specifický chybový kód nabíjecího systému, který přímo identifikuje nabíjecí systém jako zdroj problému, místo aby vyžadoval, aby jej technik odvozoval ze sekundárních příznaků.

Zvukové příznaky

Hluk ložiska z alternátoru vytváří kvílivý nebo skřípavý zvuk, jehož frekvence se zvyšuje s otáčkami motoru a může se měnit v závislosti na změně elektrického zatížení (protože točivý moment hřídele alternátoru a tím i zatížení ložiska se mění s výstupním proudem). Vadná řemenice alternátoru (OAP) nebo odpojovač alternátoru (OAD) - jednosměrná spojka nebo tlumič pružiny používané v mnoha moderních alternátorech ke snížení torzních vibrací řemenového pohonu - mohou při určitých otáčkách motoru nebo během zpomalování vydávat chrastivý nebo klepavý zvuk. Řemenice je ve většině případů vyměnitelný komponent odděleně od těla alternátoru.

Testování nabíjecího systému

Základní test nabíjecího systému vyžaduje pouze digitální voltmetr. S motorem běžícím na přibližně 2000 ot./min a vypnutým veškerým příslušenstvím by zdravý alternátor měl produkovat 13,5V až 14,8V na svorkách baterie. Hodnota pod 13,0 V znamená podbití; hodnota nad 15,0 V znamená přebití (selhání regulátoru napětí). Zátěžové testy – kontrola výstupního napětí se všemi hlavními elektrickými zátěžemi (světlomety, ventilátor klimatizace, zadní odmlžovač) zapnuté – odhalí alternátory s adekvátním napětím naprázdno, ale nedostatečnou proudovou kapacitou pro udržení napětí za reálných podmínek zatížení. Klešťový měřič proudu měřící nabíjecí proud do baterie může potvrdit, zda alternátor produkuje očekávaný výstupní proud pro podmínky zatížení vozidla.

Výměna automobilového alternátoru: Nový, repasovaný nebo aftermarket

Když alternátor selže a vyžaduje výměnu, stojí kupující před volbou mezi novými jednotkami ekvivalentními OE, repasovanými (přestavěnými) jednotkami a novými jednotkami na trhu s náhradními díly. Pochopení toho, co každá možnost znamená v praxi – zejména pro vozidla vybavená Bosch, Delco a Denso – pomáhá učinit nejlepší rozhodnutí s ohledem na rozpočet, stáří vozidla a očekávání výkonu.

Nové alternátory ekvivalentní OE

Nové OE ekvivalentní alternátory od původního výrobce (Bosch, ACDelco nebo divize aftermarket Denso) jsou vyráběny podle stejných specifikací jako originální jednotka a mají záruku výrobce. Jedná se o nejspolehlivější možnost výměny pro vozidla, kde je výkon alternátoru kritický – vozidla s vysokým kilometrovým nájezdem určená pro nepřetržitou dlouhou službu, vozidla s inteligentními nabíjecími systémy, které vyžadují přesnou regulaci napětí, a profesionální nebo komerční vozová vozidla, kde spolehlivost ospravedlňuje prémii oproti repasovaným nebo poprodejním alternativám. Bosch, ACDelco a Denso dodávají své vlastní značkové náhradní alternátory pro náhradní díly, které jsou v podstatě identické s jednotkami OE namontovanými v továrně.

Repasované alternátory

Repasované alternátory jsou použité základní jednotky, které byly před testováním a prodejem se zárukou rozebrány, vyčištěny, zkontrolovány a přestavěny s novými opotřebitelnými součástmi – kartáči, ložisky, usměrňovacími diodami a regulátorem napětí. Profesionálně repasovaný alternátor od renomovaného repaséra poskytuje výkon srovnatelný s novým agregátem za výrazně nižší cenu a je rozumnou volbou pro starší vozidla, kde ekonomiku nového OE agregátu nelze odůvodnit zbývající životností vozidla. Kvalita se mezi repasovanými výrazně liší a levné offshore repasované jednotky, které nenahrazují všechny kritické opotřebitelné součásti nebo které selžou při testování podle původní specifikace, představují falešnou ekonomiku.

Poprodejní nové alternátory

Nové alternátory na trh s náhradními díly od výrobců třetích stran jsou vyráběny jako náhrada OE jednotek s nižšími náklady pomocí alternativních zdrojů pro komponenty. Kvalita se v tomto segmentu značně liší. Renomovaní výrobci alternátorů na trhu s náhradními díly (včetně Valeo, Hella, Magneti Marelli a dalších) vyrábějí jednotky, které splňují nebo se těsně přibližují výkonnostním specifikacím OE. Nízkonákladové jednotky z méně zavedených zdrojů mohou používat méně kvalitní diody, kartáče nebo ložiska, což má za následek kratší životnost než u OE nových nebo řádně repasovaných jednotek. U vozidel vybavených Bosch, Delco a Denso je nejbezpečnější alternativou pro aftermarket buď vlastní značka pro aftermarket původního výrobce, nebo dobře zavedená značka na trhu s náhradními díly v Evropě, Japonsku nebo Severní Americe s dokumentovanými údaji o specifikacích pro danou aplikaci.

Důležité aspekty pro vozidla s chytrým nabíjením

Moderní vozidla s inteligentním nabíjecím systémem – včetně většiny současných evropských vozidel vybavených Bosch a mnoha japonských vozidel vybavených Denso vyrobených přibližně po roce 2010 – vyžadují, aby náhradní alternátor správně komunikoval s ECU vozidla prostřednictvím rozhraní LIN bus (Local Interconnect Network) nebo CAN (Controller Area Network). Instalace standardního alternátoru bez komunikační schopnosti inteligentního nabíjení do vozidla, které očekává inteligentní alternátor, obvykle povede k tomu, že ECU nastaví chybový kód nabíjecího systému a nastaví nabíjení na pevné neoptimální napětí, čímž se eliminuje výhoda inteligentního nabíjení v oblasti úspory paliva a potenciálně se generuje trvalé osvětlení chybového kódu. Před zakoupením vždy zkontrolujte, zda náhradní alternátor obsahuje požadovanou komunikační schopnost pro konkrétní aplikaci vozidla.