Spannungsregler

Wie arbeitet ein Generatorregler?

Moderne Fahrzeuge benötigen eine elektrische Leistung zwischen 400 und 1.600 Watt. Grund dafür sind die zunehmend steigenden Funktionen, was Komfort und Sicherheit betrifft, so zum Beispiel elektronische Steuerungen, Kameras, E-Lenkung oder E-Bremsen. Um alle Geräte gleichmäßig und bedarfsgerecht mit Strom aus dem Generator (Lichtmaschine) zu versorgen, ist ein präzises und zuverlässiges Verbrauchsmanagement erforderlich.

Durch den Rotor im Generator, eine rotierende Magnetspule, fließt Strom, der das Magnetfeld verändert. Welchen Wert dieser Strom aufweist, steuert der Generatorregler in Abhängigkeit von der vorab gemessenen Batteriespannung. Dieser Vorgang findet pro Sekunde mehrere hundertmal statt. Wodurch ein schneller und präziser Ausgleich der Batterie bei Lastwechseln möglich ist. Der Regler verändert den Strom durch Ein- und Ausschalten in unterschiedlich langen Intervallen (Tastverhältnis), je nach Dauer und Verhältnis zwischen An- und Abschaltung liefert der Generator eine hohe oder niedrige Leistung. Dies hängt von folgenden Intervallen ab:

• Lange Ein- und kurze Abschaltung innerhalb einer Regelperiode: hohe Generatorleistung
• Kurze Ein- und lange Abschaltung innerhalb einer Regelperiode: niedrige Generatorleistung

Wie funktioniert eine Lichtmaschine?

Die Lichtmaschine ist ein leistungsfähiger Generator, der den für alle elektrischen Verbraucher im Fahrzeug erforderlichen Strom liefert. Über den Keilriemen wird mechanische in elektrische Energie umgewandelt und an die Verbraucher geliefert, bzw. in der Autobatterie gespeichert. Der Wechselstrom wird über einen Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt. Der Generatorregler sorgt dafür, dass Lichtmaschine und Batterie sowie die elektrischen Verbraucher perfekt aufeinander abgestimmt sind. In neueren Fahrzeugen wird anstatt des Generatorreglers ein Multifunktionsregler eingesetzt, der zusätzlich zu den Aufgaben der Batterie- und Auslastungsüberwachung noch zahlreiche weitere Aufgaben wie Fehlerdiagnose oder Unterstützung beim Motormanagement übernimmt.

Aufgaben des Generatorreglers

Eine weitere wichtige Aufgabe des Generatorreglers ist die Anpassung der Ladeleistung der Batterie an die Umgebungstemperatur über eine Ladekurve. Damit wird das unterschiedliche Ladeverhalten bei hohen und niedrigen Temperaturen (Minusgrade) ausgeglichen. Neben seinen grundlegenden Aufgaben ist der Generatorregler mittlerweile auch für folgende Funktionen zuständig:

Motorstart

Startet der Motor, steigert der Generatorregler innerhalb von 2 bis 10 Sekunden die Generatorleistung. Dieser Vorgang ist beim Start bei kalten Temperaturen oder einer schwachen Batterie hilfreich.

Mechanischen Stress minimieren

Als mechanischen Stress bezeichnet man die Belastung bei Lastwechseln, die durch das Ein- und Abschalten von elektrischen Verbrauchern wie Fernlicht oder Sitzheizung im Fahrzeug entstehen. Der Generatorregler reduziert diesen Stress für Antriebswelle, Lager und Spannungsrolle im Generator. Erreicht wird dies durch eine langsam ansteigende oder abfallende Ladekurve auf den Sollwert. Die Zeitverzögerung schont die Bauteile und erhöht deren Lebensdauer.

Bei modernen Fahrzeugen wird Überwachung der Batteriespannung nicht mehr vom Generatorregler, sondern vom Motorsteuergerät durchgeführt. Das Steuergerät ist mit dem Regler verbunden und sendet diesem die entsprechenden Signale. In diesem Fall verliert der Generatorregler seine eigentliche Funktion und dient lediglich als Schalter.

Mögliche Schäden am Generatorregler

Generatorregler benötigen keine Wartung und sind ausgesprochen langlebig, obwohl sie hohen Einwirkungen standhalten müssen. Dazu gehören hohe Temperaturdifferenzen, aggressive Flüssigkeiten und Reinigungsmittel. Schäden entstehen häufig durch Überhitzung der Elektronik oder durch Feuchtigkeit, die durch feine Risse im Gehäuse eintritt.

Ein Defekt am Regler kann die Ursache für Startschwierigkeiten sein. Einige Schäden, dazu gehören zum Beispiel korrodierte Anschlüsse oder gebrochene Wicklungen, können über eine Sichtprüfung identifiziert werden.

Austausch und Reparatur des Generatorreglers

Ist der Generatorregler defekt, beeinträchtigt dies die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs und geht so weit, dass sich das Auto nicht mehr starten lässt. Theoretisch können Generatorregler repariert werden, in der Regel ist jedoch ein Austausch sinnvoller. Dieser Wechsel lässt sich mit etwas Erfahrung sowie dem zum Fahrzeug passenden Werkzeug auch selbst durchführen. Wichtig: Die Batterie sollte vor Beginn der Arbeiten abgeklemmt werden. Um den Generatorregler zu tauschen, muss die Abdeckklappe der Spannrollen entfernt und der Keilriemen entlastet werden, anschließend kann die Lichtmaschine geöffnet und der defekte Regler entfernt werden. Nach dem Austausch ist es entscheidend, dass alle vorgenommenen Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Je nach Fahrzeug ist die Vorgehensweise unterschiedlich, der genaue Aufbau, die Lage der Lichtmaschine und die des Generatorreglers sind im technischen Handbuch des Fahrzeugs zu finden.

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