Grundlagen der Kfz-Elektrik: Anlasser und Lichtmaschinen

Grundlagen der elektrischen Begriffe

• Vi: Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten Winkel.
• Vp: Maximale Spannung, die von der Spule erzeugt wird.
• Gegen-EMK: Wenn der Motor dreht und als Stromgenerator fungiert, erzeugt er eine elektromotorische Kraft (Gegen-EMK) gegen die angelegte Spannung.
• V-Block: Die Spannung, die an den Batteriepolen am Anlasser gemessen wird.
• f: Anzahl der Zyklen pro Sekunde (Frequenz).
• T: Zeitdauer, die für einen vollständigen Ladezyklus benötigt wird.
• Sättigung: Zustand, in dem der Dipol orientiert ist und keine weiteren Kraftlinien aufnehmen kann.
• Hysterese: Verzögerung zwischen der Magnetisierung und dem Kraftfeld.

Funktionsweise des Anlassers

Der Anlassermotor nutzt eine Drosselspule, Bürsten und einen Anker, um ein starkes Magnetfeld zu erzeugen. Das Magnetschalter-Relais besteht aus zwei Spulen und einem beweglichen Kern. Wenn dieser sich bewegt, werden die Kontakte geschlossen und der Anlasser mit Strom versorgt.

Lichtmaschinen-Regelung

Erregerstrom eingeschaltet

Solange die Generatorspannung die Durchbruchspannung der Zenerdiode nicht erreicht, fließt der Strom über den Transistor T1 und die Erregerdioden. Dies steuert die Transistoren T2 und T3 an, wodurch der Strom durch die Erregerspule steigt und die Eingangsspannung der Zenerdiode erhöht wird.

Erregerstrom ausgeschaltet

Wenn die Spannung an der Zenerdiode hoch genug ist, schaltet Transistor T1 durch, was T2 und T3 sperrt. Die Spannung fällt ab, und die in der Erregerspule gespeicherte Energie baut sich über die Freilaufdiode D3 ab.

Selbsterregung der Lichtmaschine

Die Selbsterregung findet statt, sobald der Generator mindestens 1,4 V erzeugt. Der Präexzitationsstrom fließt vom Pluspol der Batterie durch die Kontrolllampe zum Generator. Sobald der Rotor eine ausreichende Geschwindigkeit erreicht, erlischt die Lampe und der Generator versorgt sich selbst.

Erregerschaltung

Der rotierende Rotor erzeugt ein Magnetfeld, das Wechselstrom im Stator induziert. Ein Teil dieses Stroms wird gleichgerichtet und zur Erregung genutzt. Der Hauptstrom wird über die Diodenbrücke gleichgerichtet und über den B+-Anschluss an die Batterie und die Verbraucher geleitet.

Restmagnetismus und Anlasserbetrieb

Restmagnetismus bezeichnet die Menge an Magnetismus, die ein Stoff nach dem Abschalten eines äußeren Feldes beibehält.

Betrieb des Anlassers: Beim Betätigen des Zündschlüssels fließt Strom zum Magnetschalter, der ein Magnetfeld erzeugt. Der Kern zieht an, schiebt das Ritzel in den Zahnkranz und schließt die Hauptkontakte. Der Motor beginnt zu drehen. Beim Loslassen des Zündschlüssels kehrt der Kern in seine Ausgangsposition zurück, die Kontakte öffnen sich und das Ritzel wird durch die Gabel wieder gelöst.