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Generatorregler
Eine optimale geladene Autobatterie ist Grundvoraussetzung für die störungsfreie Funktion eines Fahrzeuges. Der Generatorregler hat die Aufgabe, den Ladevorgang der Batterie zu überwachen und zu steuern. Außerdem ist er dafür zuständig, dass alle Stromverbraucher im Fahrzeug genügend Energie für ihre Funktion erhalten. Der Generatorregler ist üblicherweise eine Komponente des Generators. Aufgrund der unterschiedlichen Leistung der Generatoren und zahlreicher Generatorhersteller gibt es inzwischen mehrere hundert verschiedene Reglertypen.
Für die Regelung der vom Generator erzeugten Leistung ist der Strom maßgeblich, der durch die rotierende Magnetspule (Rotor) fließt. Mit diesem Strom wird das Magnetfeld verändert. Er wird in Abhängigkeit der zuvor gemessenen Batteriespannung vom Generatorregler gesteuert. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zu mehrere hundert Mal in einer Sekunde, sodass ein Lastwechsel an der Batterie sehr schnell ausgeglichen werden kann. Dabei muss die vom Generator erzeugte Spannung höher sein als die Batteriespannung. Der Generator hat je nach Vorgaben der Fahrzeughersteller eine Regelspannung zwischen 14 und 15 Volt bei Pkw und 28 und 29 Volt bei Lkw.
Der Regler verändert den Strom im Rotor jedoch nicht analog, sondern durch Ein- und Ausschalten für unterschiedlich lange Zeiten (Tastverhältnis). Wird also innerhalb einer Regelperiode der Strom für lange Zeit eingeschaltet und nur für kurze Zeit ausgeschaltet, liefert der Generator eine hohe Leistung. Umgekehrt liefert der Generator eine geringe Leistung, wenn der Regler den Strom nur kurz einschaltet und für lange Zeit ausgeschaltet lässt. Außerdem passen die Generatorregler die Batterieladung automatisch der Umgebungstemperatur an. Dies ist notwendig, weil die Autobatterie bei zum Beispiel -20 ° C ein anderes Ladeverhalten hat als bei +30 °C. Diese erforderliche Anpassung übernimmt der Regler automatisch mit einer Ladekurve, die in den Datenblättern als Temperaturkoeffizient angegeben wird.
Seit etwa 15 Jahren werden den Generatorreglern weitere Funktionen zugeordnet, die über das Laden der Batterie hinaus gehen. So bleibt zum Beispiel beim Starten des Motors der Generator zunächst ausgeschaltet. Erst nachdem der Motor läuft, wird die Leistung des Generators mit einer langsam ansteigenden Ladekurve innerhalb von 2 bis 10 Sekunden gesteigert. Dies erleichtert den Startvorgang vor allem bei kalten Temperaturen oder schon schwacher Batterie.
Außerdem sorgt der Regler dafür, dass der mechanische Stress, der auf den Antriebsriemen, die Lager und die Spannrolle des Generators wirkt, minimiert wird. Der mechanische Stress entsteht bei Lastwechsel durch Ein- und Ausschalten von Verbrauchern im Fahrzeug, wie zum Beispiel dem Fernlicht, der Sitzheizung und so weiter. Bei jedem Lastwechsel regelt der Generatorregler die Generatorleistung mit einer langsam ansteigenden, bzw. abfallenden Ladekurve auf den Sollwert. Ohne diese Funktion würde die gesamte erforderliche Leistung innerhalb von einer Zehntel Sekunde verändert.
Bei vielen Fahrzeugen wird neuerdings die Spannungsüberwachung der Batterie nicht mehr vom Generatorregler selbst durchgeführt, sondern vom Motorsteuergerät übernommen. Dieses ist mit dem Generatorregler entweder durch eine separate Leitung oder über das Bussystem verbunden und steuert den Regler anhand zahlreicher Faktoren. Der Regler hat in diesem Fall nur noch die Funktion eines einfachen Ein-/Ausschalters.
Die sichere Stromversorgung des Fahrzeugbordnetzes kann nur gewährleistet werden, wenn der Generatorregler seine Funktionen zuverlässig erfüllt. Der Generatorregler ist erheblichen äußeren Einwirkungen und mechanischem Verschleiß ausgesetzt. Hohe Temperaturunterschiede, Feuchtigkeit, aggressive Flüssigkeiten wie Salzwasser, Reinigungsmittel und so weiter dürfen dem Generatorregler nichts anhaben. Deswegen wird schon bei der Konzeption darauf geachtet, nur geeignete Materialien zu verwenden und die Elektronik absolut gegen Feuchtigkeit zu schützen.
Moderne Generatorregler entlasten den Motor in der Startphase und tragen mit dazu bei, dass die schädlichen Abgasbestandteile beim Start reduziert werden. Zudem helfen sie, dass die Startphase mit einer gut geladenen Batterie sehr kurz gehalten und die Umwelt entlastet werden kann.
Generatorregler sind wartungsfrei und langlebige Komponenten. Trotzdem kommt es immer wieder vor, dass die Elektronik durch zu hohe Temperaturen oder Feuchtigkeit, die durch Haarrisse in das Gehäuse eindringt, zerstört wird. Zudem können die Kohlebürsten, die als Kontakt zum Rotor benötigt werden, mechanisch verschleißen. Auf dem Rotor befindet sich ein Schleifring aus Kupfer. Die Kohlebürsten werden durch eine Federkraft auf den Schleifring gedrückt. Die Kohlebürsten werden durch die ständige Rotation des Schleifringes abgenutzt. Erfahrungsgemäß ergeben sich bei älteren Fahrzeugen Laufleistungen der Kohlebürsten von circa 110.000 bis 130.000 Kilometern und bei neueren Fahrzeugen von über 200.000 Kilometern. Um einen Ausfall des Generators zu vermeiden, sollten die Kohlebürsten im Rahmen der Inspektionsarbeiten überprüft und rechtzeitig ausgetauscht werden. In den meisten Fällen wird hierbei der komplette Regler erneuert.
