دینام خودرو چیست و چه وظیفه ای در ماشین دارد – به زبان ساده

در ادامه، با مهم‌ترین اطلاعات و توضیحات درباره دینام خودرو چیست و چه وظیفه‌ای در ماشین دارد؟ – به زبان ساده آشنا خواهید شد.

دینام ماشین یکی از اجزای اصلی سیستم برق خودرو است که نیروی مکانیکی موتور خودرو را به نیروی الکتریکی تبدیل می‌کند. دینام خودرو باتری را شارژ می‌کند و برق موردنیاز وسایل برقی خودرو را تامین می‌کند. اجزای برقی خودرو مانند چراغ‌ها، سیستم تهویه مطبوع و سیستم صوتی خودرو برای کارکردن به برق دینام و باتری خودرو نیاز دارند.

در خودروهای قدیمی از دینام (Dynamo) برای تولید برق استفاده می‌شد، اما در زمان حاضره تقریبا تمام خودروها به آلترناتور (Alternator) مجهز هستند. اگرچه هر دو وظیفه تأمین برق خودرو و شارژ باتری را بر عهده دارند، اما نحوه بازده آن‌ها با یکدیگر متفاوت است. بنابراین با وجود استفاده از الترناتور در خودروها هنوز از واژه دینام ماشین به‌طور متداول استفاده می‌شود.

آلترناتور به دلیل بازده بالاتر، دوام بیشتر و توانایی تولید جریان الکتریکی بیشتر، به‌ویژه در دورهای پایین موتور، جایگزین دینام شده و به انتخاب استاندارد خودروسازان تبدیل شده است. اما با توجه به متداول بودن استفاده از کلمه دینام به‌جای الترناتور در خودرو، در ادامه نیز منظور از دینام همان الترناتور است.

وظیفه دینام ماشین در سیستم شارژ خودرو، تأمین برق پایدار برای تجهیزات الکتریکی و شارژ مداوم باتری خودرو است. سیستم شارژ خودرو باعث می‌شود تمام اجزای برقی و الکترونیکی خودرو، از جمله سیستم جرقه‌زنی، چراغ‌ها، تهویه مطبوع، واحد کنترل موتور (ECU) و سایر تجهیزات، بدون وقفه و با ولتاژ مناسب به کار خود ادامه دهند.

آلترناتور با تبدیل انرژی مکانیکی موتور به انرژی الکتریکی، برق موردنیاز خودرو را تولید کرده و هم‌زمان باتری را شارژ می‌کند. این قطعه از زمان معرفی تاکنون همواره در حال توسعه بوده است تا بتواند نیاز روزافزون خودروهای مدرن به انرژی الکتریکی را تأمین کند.

در روز جاریه با رشد تعداد تجهیزات الکترونیکی در خودروها، اهمیت آلترناتور بیش از گذشته شده است. وظیفه اصلی این قطعه، تولید برق، تأمین انرژی تجهیزات الکتریکی خودرو و شارژ باتری است؛ بنابراین، بازده صحیح آن نقش بسیار کلیدیی در پایداری سیستم برق و اطمینان از نحوه عملکرد مناسب خودرو دارد.

برای اینکه نحوه نحوه عملکرد دینام ماشین را بهتر درک کنیم، در ابتدا بهتر است با اجزای دینام ماشین آشنا شویم. در فهرست زیر اجزای دینام خودرو را مشاهده می‌کنید.

کارایی صحیح هر یک از این اجزا برای تأمین برق خودرو و شارژ مناسب باتری ضروری است. خرابی هر کدام از آن‌ها می‌تواند باعث نزول راندمان آلترناتور یا از کار افتادن دقیق سیستم شارژ خودرو شود. برای کسب داده‌ها بیشتر درباره سیستم شارژ خودرو می‌توانید مطلب سیستم شارژ خودرو از مجله فرادرس را مطالعه کنید.

برای یادگیری مکانیک خودرو کسب مهارت عملی در کارگاه‌های آموزش فنی خودرو و تعمیرگاه‌های خودرویی ضروری است. کارگاه‌های فنی رشته مکانیک خودرو معمولا به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند که در ابتدا مفاهیمی را به‌طور تئوری پیش از کارگاه یا در حین کارگاه به دانشجویان آموزش می‌‌دهند. این محور به یادگیری بهتر علاقه‌مندان به این رشته کمک می‌کند. در کنار این کارگاه‌های آموزشی لازم است تا دانشجویان مکانیک خودرو در تعمیرگاه‌های خودرو به‌طور عملی با خودرو کار کنند و از نزدیک با خرابی‌های خودرو آشنا شوند.

علاوه بر این به‌طور هم‌زمان می‌‌توانند از فیلم‌های آموزشی متنوعی که در حوزه مکانیک خودرو در فرادرس تهیه شده نیز استفاده کنند. برخی از این آموزش‌ها را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

در ادامه فرادرس، دوره‌های ویدیویی بسیار متنوع و کاربردی را در زمینه تعمیر و نگهداری خودرو به انتشار رسانده که اگر به این مباحث علاقه‌مند هستید می‌توانید آن‌ها را از طریق لینک زیر مشاهده کنید.

تا به اینجای مطلب با دینام خودرو و وظیفه آن در خودرو آشنا شدید و اجزای دینام خودرو را یاد گرفتید، در ادامه، نحوه کارکرد دینام ماشین را می‌آموزید و با دلایل خرابی دینام ماشین‌ آشنا می‌شویم. برای مطالعه بیشتر این نوع مطالب و دسترسی همیشگی به آن‌ها در موبایل خود، پیشنهاد می‌کنیم که اپلیکیشن بدون هزینه مجله فرادرس را نصب کنید. 

برای نصب اپلیکیشن مجانی مجله فرادرس، کلیک کنید.

دینام ماشین وظیفه تولید برق موردنیاز خودرو و شارژ باتری را بر عهده دارد. این قطعه ابتدا جریان متناوب (AC) تولید می‌کند و سپس آن را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کند تا باتری و تجهیزات الکتریکی خودرو بتوانند از آن استفاده کنند.

کارایی دینام خودرو را می‌توان در چند مرحله ساده شرح داد.

علاوه بر دینام، خودرو شامل قطعات الکترونیکی و برقی زیادی است که علاقه‌مندان می‌توانند برای یادگیری قطعات الکتریکی خودرو مانند انواع سنسورها و نحوه عیب‌یابی قطعات برقی خودرو فیلم آموزش برق خودرو و عیب یابی قطعات الکتریکی و الکترونیکی ماشین فرادرس را مشاهده کنید.

یکی از قابل توجه‌ترین وظایف دینام خودرو، تبدیل انرژی مکانیکی موتور به انرژی الکتریکی است. این برق علاوه بر شارژ باتری، انرژی موردنیاز تمام تجهیزات الکتریکی خودرو را نیز تأمین می‌کند. برای اینکه بدانیم تولید برق در دینام خودرو چگونه انجام می‌شود، لازم است تا تولید برق در دینام خودرو را در دو حالت زیر مطالعه کنیم.

بازده دینام خودرو بر پایه قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است. زمانی که موتور خودرو روشن می‌شود، میل‌لنگ از طریق تسمه دینام، روتور را در داخل استاتور به چرخش درمی‌آورد. با چرخش روتور، میدان مغناطیسی متغیری در اطراف سیم‌پیچ‌های استاتور ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی باعث القای ولتاژ در سیم‌پیچ‌های استاتور شده و در حاصل جریان متناوب (AC) تولید می‌شود. به زبان ساده، هرچه روتور شتابان‌تر بچرخد، انرژی الکتریکی بیشتری تولید خواهد شد.

دینام خودرو کاراییی هم‌راستا با سرعت موتور دارد. به عبارت دیگر، با بیشتر شدن یا نزول دور موتور (RPM)، سرعت چرخش روتور نیز تغییر می‌کند و میزان تولید برق آلترناتور متناسب با آن صعود یا افت می‌یابد. البته برای اینکه ولتاژ خروجی همیشه در محدوده استاندارد باقی بماند، رگولاتور ولتاژ به‌طور مداوم خروجی دینام را کنترل می‌کند. به این ترتیب، بدون توجه به تحولات دور موتور، برق موردنیاز خودرو و باتری به‌صورت پایدار تأمین می‌شود.

دینام خودرو از دو بخش اصلی به نام «روتور» (Rotor) و «استاتور» (Stator) تشکیل شده است. همکاری این دو قطعه، اساس تولید برق در سیستم شارژ خودرو را تشکیل می‌دهد.

روتور قسمت متحرک دینام خودرو است که توسط تسمه دینام و نیروی موتور به چرخش درمی‌آید. این قطعه در واقع یک آهنربای الکترومغناطیسی است که از یک هسته آهنی و سیم‌پیچ تشکیل شده است. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم‌پیچ روتور عبور می‌کند، میدان مغناطیسی قدرتمندی ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی با چرخش روتور، به‌طور مداوم جهت خود را نسبت به استاتور تغییر می‌دهد و شرایط لازم برای تولید برق را فراهم می‌کند.

شدت میدان مغناطیسی روتور تأثیر مستقیمی بر راندمان، توان خروجی و بازده دینام خودرو دارد. بنابراین، رگولاتور ولتاژ، مقدار جریان عبوری از سیم‌پیچ روتور را به‌طور مداوم کنترل می‌کند تا ولتاژ خروجی آلترناتور در محدوده استاندارد باقی بماند. در این قسمت به این مبحث پرداختیم که کارکرد روتور دینام خودرو چیست. در بخش بعدی به این مسئله می‌پردازیم که کارکرد استاتور دینام خودرو چیست و نحوه عملکرد استاتور دینام ماشین را شرح می‌دهیم.

استاتور بخش ثابت دینام خودرو است که روتور در داخل آن می‌چرخد. این قطعه از چندین سیم‌پیچ مسی تشکیل شده است که اطراف روتور قرار گرفته‌اند. با چرخش روتور، میدان مغناطیسی آن به‌طور پیوسته از مقابل سیم‌پیچ‌های استاتور عبور می‌کند. این تغییر میدان مغناطیسی باعث القای ولتاژ در سیم‌پیچ‌ها شده و در حاصل جریان متناوب (AC) تولید می‌شود.

این فرآیند نمونه‌ای از کاربرد قانون القای الکترومغناطیسی فارادی در خودرو است. طراحی استاتور به‌گونه‌ای انجام می‌شود که بتواند با توجه به سرعت چرخش روتور، بیشترین راندمان، ولتاژ مناسب و کمترین تلفات انرژی را فراهم کند.

تبدیل جریان متناوب تولید‌شده در الترناتور به جریان مستقیم بر عهده رکتیفایر است. دینام خودرو در ابتدا جریان متناوب سه‌فاز (AC) تولید می‌کند، در حالی که باتری و تمامی تجهیزات الکتریکی خودرو با جریان مستقیم (DC) کار می‌کنند. در حاصل، لازم است جریان متناوب تولیدشده به جریان مستقیم تبدیل شود. این وظیفه بر عهده «یکسوکننده» (Rectifier) است. رکتیفایر معمولا از شش دیود تشکیل شده که به‌صورت یک «پل یکسوکننده سه‌فاز» (Three Phase Bridge Rectifier) آرایش یافته‌اند.

دیودها تنها اجازه عبور جریان در یک جهت را می‌دهند، بنابراین جریان متناوب خروجی آلترناتور را به «جریان مستقیم» (DC) تبدیل می‌کنند. این جریان سپس برای شارژ باتری خودرو و تأمین برق تجهیزات الکتریکی مانند چراغ‌ها، سیستم تهویه، ECU، سیستم صوتی و سایر مصرف‌کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این قسمت به این مبحث پرداختیم که نقش رکتیفایر دینام خودرو چیست. در ادامه به این مسئله می‌پردازیم که نقش رگولاتور دینام خودرو چیست و وظیفه آن را شرح می‌دهیم.

کارکرد «رگولاتور ولتاژ» (Voltage Regulator) در دینام خودرو ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی دینام است که این ولتاژ را معمولا در محدود ۱۳/۸ تا ۱۴/۴ ولت تنظیم می‌کند. ولتاژ تولیدشده توسط دینام با تغییر دور موتور (RPM) تغییر می‌کند. اگر این ولتاژ کنترل نشود، ممکن است در دورهای بالا بیش از حد بیشتر شدن یابد یا در دورهای پایین کم شدن پیدا کند. این نوسانات می‌توانند به باتری و تجهیزات الکتریکی خودرو آسیب برسانند.

نشانه‌های خرابی دینام خودرو را در ادامه آورده‌ایم.

برای عیب‌یابی قطعات برقی خودرو مانند قطعات مربوط به سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری یا سایر قطعات برقی در ابتدا از دستگاه دیاگ استفاده می‌کنند تا بتوانند علاوه بر علائم خرابی در قسمت مربوطه، با ارزیابی کدهای خطا با دیاگ خودرو، عیب‌یابی خودرو را انجام دهند. برای آشنایی با دیاگ خودرو می‌توانید فیلم آموزش دیاگ خودرو و انژکتور، آشنایی با نحوه دیاگ زدن ماشین و عیب یابی فرادرس را مشاهده کنید.

چراغ دینام زمانی روشن می‌شود که ولتاژ سیستم شارژ از مقدار طبیعی کمتر یا بیشتر باشد. علت آن می‌تواند یکی از موارد زیر باشد.

چراغ هشدار سیستم شارژ که به آن چراغ دینام نیز می‌گویند، روی صفحه آمپر به شکل باتری نمایش داده می‌شود. با توجه به اینکه در خودروهای قدیمی، شایع‌ترین علت روشن شدن این چراغ خرابی دینام بود. در حاصل در زبان عامیانه و بین مکانیک‌ها، این چراغ به نام چراغ دینام شناخته می‌شود و این اصطلاح تا امروز باقی مانده است.

استشمام بوی سوختگی شبیه لاستیک یا پلاستیک از محفظه موتور می‌تواند یکی از نشانه‌های خرابی دینام خودرو یا سیستم شارژ باشد و نباید نادیده گرفته شود. اگر تسمه دینام بر اثر فرسودگی، لغزش یا کشش نامناسب بیش از حد گرم شود، ممکن است بویی شبیه لاستیک سوخته ایجاد کند.

از آنجا که این تسمه به‌طور دائم در حال چرخش است و در معرض گرما، اصطکاک و تنش قرار دارد، با گذشت زمان احتمال ساییدگی و ایجاد چنین بویی رشد می‌یابد. از سوی دیگر، آسیب‌دیدگی سیم‌کشی، اتصالات معیوب یا خرابی رگولاتور ولتاژ نیز می‌تواند باعث داغ شدن بیش از حد سیم‌ها شود و بوی پلاستیک سوخته ایجاد کند.

علاوه بر این اگر مقاومت الکتریکی سیم‌ها به دلیل خوردگی یا آسیب‌دیدگی صعود یابد، گرمای بیشتری تولید شده و احتمال ذوب شدن روکش سیم‌ها و انتشار این بو بیشتر خواهد شد. بنابراین، اگر هنگام رانندگی یا پس از خاموش کردن خودرو بوی لاستیک یا پلاستیک سوخته احساس کردید، بهتر است هرچه با سرعت‌تر دینام، تسمه دینام، رگولاتور ولتاژ و سیم‌کشی سیستم شارژ توسط یک تعمیرکار متخصص تحلیل شوند. رسیدگی به این مشکل در مراحل اولیه می‌تواند از آسیب‌های جدی‌تر به سیستم برق خودرو و هزینه‌های سنگین تعمیرات جلوگیری کند.

استارت نخوردن خودرو یا استارت کم‌زور معمولا به‌دلیل خالی کردن باتری یا دینام خراب است. بنابراین اگر باتری شما نو و سالم است، لازم است تا دینام خودرو را ارزیابی کنید. از سویی دیگر اگر خودرو در زمان حرکت خاموش می‌شود نیز می‌تواند به این دلیل باشد که دینام برق کافی به سر کوئل و شمع‌ها ارسال نمی‌کند و سیستم جرقه‌زنی در خودرو با مشکل روبرو می‌شود.

در بسیاری از مواقع می‌توان با چند مطالعه ساده، علت اصلی مشکل را تشخیص داد.

یکی از ساده‌ترین روش‌ها برای تحلیل سلامت دینام خودرو و باتری، استفاده از ولت‌متر (Voltmeter) یا مولتی‌متر است. این دستگاه ولتاژ سیستم برق خودرو را اندازه‌گیری می‌کند و به شما کمک می‌کند وضعیت باتری و کارایی سیستم شارژ را ارزیابی کنید.

اگر ولتاژ هنگام روشن بودن موتور کمتر از این مقدار باشد، احتمال خرابی دینام، رگولاتور ولتاژ یا سیستم شارژ خودرو وجود دارد و بهتر است خودرو توسط تعمیرکار متخصص مطالعه شود.

با توجه به اینکه دینام خودرو برق تجهیزات الکتریکی خودرو را تامین می‌کند، بنابراین هرگونه اختلال یا خطا در تجهیزات برقی ماشین می‌تواند به‌دلیل دینام خراب باشد. برای مثال اگر شیشه‌بالابر خودرو به کندی بالا می‌رود، در صورتی که مسیر آن باز باشد و به‌جایی گیر نداشته باشد، می‌تواند به دلیل عدم تامین برق لازم توسط دینام ماشین باشد. سایر تجهیزات برقی مانند برف‌پاک‌کن و قفل مرکزی نیز از خرابی دینام دچار اختلال می‌شوند.

در برخی خودروهای امروزی سیستمی کنترلی در نظر گرفته شده که در صورت وجود خرابی در دینام در ابتدا برق لوازم غیرضروری برقی در خودرو مانند رادیو یا آینه برقی را قطع می‌کند. این کار باعث می‌شود تا برق لازم برای تامین قطعات ضروری مانند چراغ‌های خودرو تا حد توانایی تامین شود.

عمر دینام خودرو به میزان بار وارد شده به آن بستگی دارد و معمولا هم‌اندازه عمر مفید خودرو است. با این وجود در صورتی‌که از خودروهای قدیمی استفاده می‌کنید، لازم است تا به‌طور دوره‌ای میزان ولتاژ دینام را ارزیابی کنید. برای این منظور می‌توانید ولتاژ دو سر باتری را در حالت موتور روشن تست کنید که در این حالت باید در حدود ۱۳/۵ ولت باشد. علاوه بر این در صورت شنیدن صداهای غیرطبیعی از دینام خودرو، به تعمیرگاه مجاز برای تحلیل بیشتر مراجعه کنید.

برخی از عواملی که باعث کم شدن عمر مفید دینام و خرابی زودهنگام آن می‌شوند را در فهرست زیر آورده‌ایم.

راندمان دینام خودرو حاکی از آن است که چه مقدار از انرژی مکانیکی دریافت‌شده از موتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. این مقدار از نسبت توان الکتریکی خروجی به توان مکانیکی ورودی به دست می‌آید و معمولاً به‌صورت درصد بیان می‌شود. البته بخشی از انرژی ورودی در داخل آلترناتور تلف می‌شود. کلیدی‌ترین عوامل کم شدن راندمان دینام خودرو را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

از این رو، راندمان آلترناتور هرگز ۱۰۰ درصد نیست. در خودروهای امروزی، راندمان دینام معمولاً در محدوده ۷۰ تا ۸۰ درصد قرار دارد و این مقدار در دورهای متوسط موتور به بیشترین میزان خود می‌رسد. در دورهای بسیار بالا نیز ممکن است راندمان کم شدن پیدا کند، زیرا فن خنک‌کننده با سرعت بیشتری می‌چرخد و بخشی از توان مکانیکی موتور را مصرف می‌کند.

هنگام تولید برق، دینام مقدار قابل‌توجهی گرما تولید می‌کند. اگر این گرما به‌درستی دفع نشود، ممکن است به قطعات داخلی مانند سیم‌پیچ‌ها، دیودهای یکسوکننده، بلبرینگ‌ها و رگولاتور ولتاژ آسیب برسد و عمر مفید آلترناتور نزول یابد. از این رو، بیشتر دینام‌های خودروهای سواری به فن خنک‌کننده داخلی یا فن نصب‌شده روی پولی آلترناتور مجهز هستند.

این فن با گردش هوا، گرمای تولیدشده را از داخل آلترناتور خارج کرده و دمای آن را در محدوده مناسب نگه می‌دارد. در خودروهای سنگین، خودروهای لوکس یا خودروهایی که مصرف برق بسیار بالایی دارند، ممکن است از سیستم خنک‌کاری مایع (Liquid Cooling) نیز استفاده شود. در این روش، بخشی از سیستم خنک‌کننده موتور برای نزول دمای آلترناتور به کار گرفته می‌شود تا بازده آن در شرایط کاری سخت پایدار باقی بماند.

برای عیب‌یابی دینام خودرو باید سیستم شارژ خودرو را به‌طور دقیق مطالعه کنیم. قبل از تعویض یا تعمیر دینام، باید باتری و سایر اجزای سیستم شارژ را تحلیل کنیم. زیرا بسیاری از مشکلاتی که به خرابی دینام نسبت داده می‌شوند، در واقع ناشی از نقص در این بخش‌ها هستند.

برای اینکه بتوانیم نحوه کارکرد ماشین‌ها و تجهیزات صنعتی را درک کنیم و بتوانیم آن‌ها را به‌طور مناسبی تحلیل کنیم نیاز داریم تا مفاهیم مربوط به مهندسی مکانیک را فرا بگیریم. طراحی ماشین، ترمودینامیک و انتقال حرارت از دروس پایه‌ای و کلیدی مهندسی مکانیک هستند که دانشجویان این رشته آن‌ها را می‌آموزند.

علاوه بر دروس تئوری علاقه‌مندان به مهندسی مکانیک لازم است تا با مهارت‌های عملی و کارگاهی نیز آشنا شوند. نرم‌افزارهای مهندسی مانند کتیا و انسیس از نرم‌افزارهای کاربردی و قابل توجه این رشته محسوب می‌شوند که یادگیری آن‌ها برای مهندسان مکانیک به آن‌ها توانایی‌های بیشتری در عملی ساختن اهداف رشته مکانیک می‌دهد.

با توجه به اهمیت یادگیری مهندسی مکانیک، فیلم‌های آموزشی متنوعی در فرادرس در حوزه مهندسی مکانیک تهیه شده است که برخی از آن‌ها را در فهرست زیر مشاهده می‌کنید.

برای یادگیری سایر دروس و مطالب مرتبط با مهندسی مکانیک می‌توانید از لینک زیر استفاده کنید.

در ابتدای این مطلب از مجله فرادرس به این مسئله پرداختیم که دینام خودرو چیست و تفاوت دینام و آلترناتور را بیان کردیم. وظیفه دینام ماشین را شرح دادیم. نحوه کار دینام خودرو را شرح دادیم. برای این منظور تولید برق در دینام ماشین را بیان کردیم و تولید برق در دینام خودرو متناسب با دور موتور را بیان دادیم.

سپس اجزای دینام و کارکرد هر کدام از آن‌ها را بیان کردیم. برای این منظور کارکرد روتور دینام ماشین، کارکرد استاتور دینام خودرو، وظیفه رکتیفایر دینام و وظیفه رگولاتور ولتاژ دینام را بیان کردیم. سپس علائم خرابی دینام اتومبیل را شرح دادیم. علت روشن شدن چراغ دینام را شرح دادیم. تست دینام را بیان کردیم و اختلالات ناشی از خرابی دینام را شرح دادیم. در پایان کار نیز درباره نحوه عیب‌یابی دینام خودرو بیان دادیم.

سوالات متداول

آخرین وضعیت دینام خودرو چیست و چه وظیفه‌ای در ماشین دارد؟ – به زبان ساده چگونه است؟

جدیدترین جزئیات و تغییرات مربوط به این موضوع در متن گزارش آمده است.

'.دینام خودرو چیست و چه وظیفه‌ای در ماشین دارد؟ – به زبان ساده.' چیست؟

این مطلب به بررسی آخرین اطلاعات منتشر شده درباره دینام خودرو چیست و چه وظیفه‌ای در ماشین دارد؟ – به زبان ساده می‌پردازد.

آیا این خبر بروزرسانی می‌شود؟

در صورت انتشار اطلاعات جدید، این گزارش نیز بروزرسانی خواهد شد.