Wiesz, że prawie każdy samochód z jednostką spalinową ma zamontowane komutatory? To one odpowiadają m.in. za prawidłową pracę alternatorów oraz rozruszników. Jak to możliwe? O tym, czym są komutatory, gdzie występują i jak działają, piszemy poniżej.
Co to jest komutator silnika?
Na początek odpowiedzmy na tytułowe pytanie. Czym są komutatory? Komutatory to podzespoły przełączające, które umieszcza się na wirniku maszyn elektrycznych, np. na silnikach prądu stałego, czyli prądnicach. Umożliwiają przepływ prądu do wirnika synchronicznie z jego obrotem – zmieniają kierunek prądu w uzwojeniach wirnika, dzięki czemu silnik elektryczny stale się obraca. Działają w trudnych warunkach, dlatego muszą być odporne na wysokie temperatury, ale mimo to z czasem mogą ulegać zużyciu.
Gdzie występują komutatory i jak działają?
Zgodnie z tym, co pojawiło się we wstępie, komutatory w samochodach montuje się m.in. w podzespołach takich jak rozruszniki i alternatory, ale nie tylko. Komutator to także jeden z podstawowych elementów silnika elektrycznego – jednostki napędowej zasilanej prądem.
Jak działają te podzespoły? Komutatory montuje się wyłącznie w prądnicach wyposażonych w szczotki. Składają się z ruchomego rotora – wirnika oraz nieruchomego, przytwierdzonego na stałe do podłoża stojana. Wirnik zaczyna się obracać wokół własnej osi wewnątrz stojana wtedy, gdy przepływa przez niego prąd. Jest to możliwe dzięki oddziaływaniu elektromagnetycznemu uzwojeń znajdujących się na wirniku i stojana. Uzwojenie działa jak cewka, która po doprowadzeniu zasilania zachowuje się jak magnes.
Elektromagnesy mogą się przyciągać lub odpychać, co wykorzystywane jest w silnikach elektrycznych. Interakcja pomiędzy magnesami stałymi ze stojana a uzwojnioną cewką wirnika powoduje powstanie ruchu obrotowego silnika.
Komutatory w jednostkach elektrycznych odpowiadają za sterowanie uzwojeniem wirnika tak, żeby wirnik samodzielnie zaczął się kręcić. Dzięki nim wał silnika może się obracać.
Co się stanie, jeśli dojdzie do awarii komutatorów?
Co może się stać, jeśli komutatory przestaną działać poprawnie? Wszystko zależy od tego, gdzie są zamontowane. Jeżeli znajdują się w rozruszniku, samochodu nie da się uruchomić.
Podobnie będzie wtedy, gdy komutator służy do przekazywania energii elektrycznej do alternatora. Kiedy się zużyje, alternator nie będzie w stanie pracować. Dojdzie więc do zapalenia się kontrolki ładowania na tablicy rozdzielczej. Dopóki kontrolka będzie mrugać, z pojazdu da się korzystać. Jeśli jednak zacznie się świecić przez cały czas, auto przestanie działać, gdy akumulator się wyczerpie.
Co zrobić w przypadku awarii komutatora? Jeśli wiadomo, że to ten element uległ awarii, można go wymienić na nowy. Tak robi się np. w trakcie regeneracji alternatora albo rozrusznika – wstawia się nowe komutatory i ewentualnie inne istotne części tak, aby podzespół był ponownie sprawny. Dzięki temu da się nieco zaoszczędzić, bo nie trzeba kupować oryginalnego alternatora ani szukać zamiennika, który będzie pasował do konkretnego samochodu.
