Kurze Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise des Ladesystems im Auto

Das Ladesystem besteht aus Lichtmaschine, Batterie, Spannungsregler, Ladekontrollanzeige, Leitungen und weiteren Bauteilen. Gemeinsam versorgen sie bei laufendem Motor die elektrischen Verbraucher und halten die Batterie geladen.

Viele halten die Batterie für die wichtigste Stromquelle im Auto. Im normalen Fahrbetrieb übernimmt diese Rolle jedoch die Lichtmaschine. Die Batterie dient vor allem dem Start und unterstützt, wenn die Generatorleistung nicht ausreicht.

Hauptbauteile

Die Bestandteile des Fahrzeugladesystems#

• Lichtmaschine.Die Lichtmaschine ist die wichtigste Stromquelle für die Fahrzeugelektrik. Im Normalbetrieb versorgt sie alle Verbraucher außer dem Anlasser und lädt die Batterie.
• Batterie.Die Batterie ist der größte elektrische Energiespeicher im Auto. Beim Motorstart versorgt sie vor allem Anlasser, Zündanlage und weitere wichtige Verbraucher. Außerdem liefert sie Strom bei abgestelltem Motor oder niedriger Drehzahl.
• Spannungsregler.Der Spannungsregler passt die Ausgangsspannung der Lichtmaschine an und hält sie zwischen 13,8-14,4 Volt.
• Ladekontrollsystem.Damit sind hauptsächlich das Voltmeter oder die Ladekontrollanzeige im Armaturenbrett gemeint. Sie zeigen an, ob die Lichtmaschine normal arbeitet.

Aufgaben bei der Stromversorgung

Die Aufgaben von Lichtmaschine und Batterie#

Bei normal laufendem Motor kommt fast der gesamte Strom von der Lichtmaschine. Überschüssige Leistung lädt die Batterie. Eine übliche Autolichtmaschine liefert etwa 0,8-1,5 kW und deckt damit den Bedarf in den meisten Fällen. Reicht ihre Leistung nicht aus, unterstützt die Batterie.

Bei manchen Motoren mit kleinem Hubraum kann eine höhere Generatorleistung den Motor stärker belasten und zum Ruckeln führen. Die Motordrehzahl wird dann automatisch angehoben, um mehr Leistung bereitzustellen.

Die meisten Autolichtmaschinen sind dreiphasige Wechselstromgeneratoren mit Siliziumgleichrichter. Siliziumdioden wandeln Wechselstrom in Gleichstrom um. Zu den Hauptbauteilen gehören Rotor, Stator, Bürsten und Schleifringe, Dreiphasen-Brückengleichrichter, Lager, Lüfter sowie vordere und hintere Gehäusedeckel. Der Rotor erzeugt das Magnetfeld, der Stator liefert Strom, und der Gleichrichter macht aus dreiphasigem Wechselstrom eine pulsierende Gleichspannung. Die erzeugte Leistung steigt mit der Motordrehzahl.

Die Batterie stabilisiert außerdem die Bordspannung. Sie wirkt wie ein großer Kondensator und nimmt kurzzeitige Überspannungen auf, um elektrische Geräte zu schützen. Bei normal laufendem Motor ist die Generatorspannung höher als die Batteriespannung. Deshalb versorgt die Lichtmaschine alle Verbraucher außer dem Anlasser und lädt zugleich die Batterie. Die gespeicherte Energie der Batterie treibt vor allem beim Motorstart den Anlasser an.

Erregung und Gleichrichtung

So funktioniert das Fahrzeugladesystem#

Beim Einschalten der Zündung liefert die Batterie den Erregerstrom für den Rotor der Lichtmaschine, der dadurch ein Magnetfeld erzeugt. Nach dem Start treibt der Motor den Generator an. Die Statorwicklung schneidet die magnetischen Feldlinien des Rotors und erzeugt dreiphasigen Wechselstrom. Dieser wird durch Siliziumdioden gleichgerichtet und nach außen abgegeben.

Bei zunächst niedriger Generatordrehzahl kommt der Erregerstrom von der Batterie. Mit steigender Drehzahl wächst die Stromerzeugung, und die Rotorwicklung wird vom Generator selbst versorgt. Das nennt man „Selbsterregung“.

Bei normalem Motorbetrieb läuft auch die Lichtmaschine mit hoher Drehzahl. Sie versorgt die Fahrzeugelektrik; überschüssige Leistung lädt die Batterie. Ist diese voll, unterbricht der Spannungsregler den Erregerstrom zum Rotor, und der Generator erzeugt keinen Strom mehr. Sinkt die Batteriespannung auf einen bestimmten Wert, stellt der Regler den Erregerstrom wieder her und der Generator beginnt erneut zu arbeiten.

Dieser Ablauf wiederholt sich, um die Verbraucher zu versorgen und die Batterie geladen zu halten. Damit die Stromerzeugung auch bei niedriger Motordrehzahl funktioniert, dreht die Lichtmaschine üblicherweise 2,5-3-mal so schnell wie der Motor. So kann sie auch im Leerlauf normal Strom erzeugen.

Ladekontrollanzeige und tägliche Prüfung

Häufige Fehler und Kontrollen am Ladesystem#

Leuchtet während der Fahrt die Ladekontrollanzeige oder zeigt das Voltmeter weniger als 24V, lädt die Lichtmaschine nicht oder zu wenig. Das Ladesystem muss dann geprüft und instand gesetzt werden.

Häufige Fehler sind fehlende Ladung, Überladung und zu geringe Ladung. Hauptursachen sind schlechte Leitungskontakte oder eine defekte Lichtmaschine. Moderne Generatoren sind meist stark integriert und lassen sich unter üblichen Bedingungen nicht zerlegen und reparieren, sondern nur komplett austauschen.

Prüfen Sie die Stromerzeugung keinesfalls durch kurzzeitiges Kurzschließen des Generatorausgangs gegen Masse. Entfernen Sie bei schnell laufender Lichtmaschine weder die Batterie noch andere große elektrische Verbraucher. Überspannungsspitzen können sonst empfindliche elektronische Bauteile zerstören.

Prüfen Sie bei der Wartung regelmäßig die Verbindung zwischen Lichtmaschine und Batterie. Die Anschlüsse müssen fest, zuverlässig und rostfrei sein. Kontrollieren Sie auch die Riemenspannung: Ein zu loser Riemen kann die Generatordrehzahl und Stromerzeugung verringern, ein zu straffer Riemen Riemen und Generatorlager beschädigen.