Ottimizzare l'alternatore motore

Dopo aver montato il monitor della batteria servizi è finalmente ora di massimizzare la resa dell'alternatore motore. Tra le varie opzioni, un pò per predisposizione personale, un pò per economia di budget, ho scelto quella apparentemente più difficile!

Questo post (anche in questo caso... postumo) segue quello sull'installazione a bordo di Lady Blues del Battery Monitor Nasa BM-1, in maniera consequenziale: potendo controllare al meglio le batterie, la loro carica e scarica, era giunto il momento di ottimizzarne la carica col principale mezzo già a disposizione: l'alternatore a motore! E questo, sopratutto in vista delle vacanze 2013: solo 5 giorni ci separavano dall'agognata partenza per la crociera in Corsica! 

Sulla barca precedente, il Comet 303 Moby Dick, già avevo sperimentato la qualità ed efficienza del booster Battery to Battery della Sterling Power, che agisce interposto tra batteria motore e bancos ervizi, facendo da booster su quest'ultima. Montaggio più che banale e buona resa nel migliorare la carica. In alternativa avrei potuto optare per l'Alternator to Battery Charger, sempre della stessa casa, aggeggio che varebbe rimpiazzato il partitore a diodi, agendo anche in quest caso da booster sul banco servizi.

Alla fine invece ho optato per lo Sterling ProReg B Digital Alternator Regulator. Stesse funzioni dei precedenti, come capacità di massimizzare l'uscita dell'alternatore di serie e di garantire una carica in 4 fasi e per 4 tipologie diverse di batterie (anche se personalmente, in accordo con Charles Sterling, mi affido solo alle piombo/acido libero per poter ottenere la più rapida carica possibile...), come controparte solo un'installazione discretamente più elaborata.

Devo dire che alla fine la paventata difficoltà di montaggio non è stata poi tale. Di certo è sconsigliato a chi proprio non ha la voglia o la manualità per smontare ed aprire il proprio alternatore. In caso contrario non è nulla di impossibile!

Servono solo pazienza, i giusti attrezzi (oltre gli standard: saldatore, pinza per crimpare faston e capicorda ad occhiello, un  set di limette di precisione e chiave dinamometrica per il serraggio dei dadi dell'alternatore) e un filo di attenzione per leggere, rileggere e ben comprendere le approfondite istruzioni in inglese, fornite a corredo.

In pratica questo piccolo scatolino esterno agirà sul regolatore di serie incorporato all'alternatore e ne prenderà il controllo, "spremendo" letteralmente quest'ultimo e rendendolo un moderno mezzo di carica a 4 fasi.

Da sottolineare che nel nuovo regolatore esterno non ci sarà un forte passaggio di corrente, al contrario dei booster accennati prima. Quindi, se l'impianto a bordo sarà già sovradimensionato per la sezione dei cavi di ricarica, questo non andrà toccato. Come vedremo, non è stato così su Lady Blues: la linea di ricarica del banco servizi, adatta alla scarsità del regolatore di serie, si è dimostrata davvero troppo esigua una volta ottimizzato il tutto, a maggior ragione considerando il lungo percorso del cavo dal partirore alle batterie.

Ma torniamo all'installazione del regolatore e vediamo con l'aiuto di qualche foto come è stata fatta nel giro di un pomeriggio, in tutta tranquillità. Preciso che il lavoro è stato eseguito su un motore Volvo MD2020 D e su un alternatore Valeo da 60A (molto in teoria... perchè il battery monitor ci ha impiegato poco a mostrarmi che pur a batterie ben scariche, la configurazione di serie a fatica passa i 10-15 A di uscita!).

Per prima cosa ho isolato totalmente le batterie motore e servizi. Quindi passo passo ho scollegato tutti i cavi dal retro dell'alternatore, prendendo nota dei vari colori e posizioni.

A questo punto ho smontato l'alternatore dal blocco motore. Quindi, con un filo di apprensione ho rimosso la sua parte posteriore, un coperchietto di plastica, dove si trova il regolatore di serie, per accedere alle spazzole:

Dietro questo coperchietto sono ben visibili le spazzole e i punti su cui saldare due cavetti, come da istruzioni della casa costruttrice (io li ho lasciati ben più lunghi dei 10 cm consigliati):

Ho poi limato leggermente tanto il coperchietto in plastica, quando il rialzo in alluminio che combacia con esso, per permettere il passaggio dei nuovi cavetti senza schiacciarli, sempre in accordo alle istruzioni Sterling:

Il difficile a questo punto è fatto!

Isolando con nastro le estremità dei nuovi cavetti (non devono venire a contatto ne tra loro ne col motore!), ho rimontato con attenzione il tutto. Una controllatina con la chiave dinamometrica ai leveraggi di tensionamento della cinghia alternatore, quindi ho ricollegato tutti i cavetti originari e le batterie all'impianto.

A questo punto ho verificato la funzionalità standard dell'alternatore: ricarica sul monitor ok (scarsa...), volts alternatore ok, volts sui servizi e motore ok e nessun allarme in funzione.

A seguire, la verifica fondamentale: multimetro alla mano ho misurato e annotato i volts su entrambi i cavetti aggiunti: sul primo 8V, sul secondo 14,9. Da istruzioni Sterling si tratta quindi di un regolatore a controllo negativo. Questo è un dato fondamentale per impostare l'Alternator Regulator!

A ben vedere, le istruzioni confermano che il 99% degli alternatori europei, Valeo compreso, sono a controllo negativo, ma queste due misure sono comunque indispensabili per proseguire, per poter distinguere il cavetto che utilizzeremo (quello da 8V) da quello che elimineremo (quello da 14V), isolando per bene il terminale libero.

Ecco l'alternatore di nuovo al suo posto, nella parte superiore si vedono uscire i nuovi cavetti marroni, quello di controllo a sinistra, quello non necessario a destra, accorciato e ben isolato all'estremità:

A questo punto è arrivato il turno del piccolo regolatore Sterling che va settato a dovere: dopo aver rimosso il coperchio di alluminio, ho controllato che la tipologia di batteria fosse corretta, nel caso piombo-acido libero, verificando la corretta disposizione di due micro-selettori. All'avvio un led multicolore confermerà la tipologia scelta. Altra verifica per l'impostazione del controllo negativo: un fusibile specifico deve esser posizionato in corrispondenza del settaggio "NEG". Anche in questo caso le istruzioni ben illustrate non lasciano adito ad errori se seguite attentamente, passo passo. 

Bene, rimontato il coperchio, il babbo ha fissato il nuovo regolatore in cuccetta di poppa, appena fuori dall'ampio vano motore. Ho scelto quel posto perchè così i numerosi led di controllo del regolatore saranno sempre ben visibili, l'unità lavorerà libera dal calore del motore ma allo stesso tempo vicinissima a questo, potendola collegare all'alternatore coi cavi in dotazione, senza alcuna prolunga (le istruzioni Sterling specificano chiaramente di estendere il meno possibile la maggior parte dei cavi):

Ecco una foto dei cablaggi riposizionati col massimo ordine:

Il corrugato in primo piano è quello che instrada i cavi del nuovo regolatore, pronti ad esser fissati all'alternatore. Anche in questo caso, le istruzioni sono assolutamente esaustive, specificando colore per colore dove collegare ogni cavo sui vari morsetti del retro alternatore, dopo esser stati intestati con faston e occhielli (e relativa finitura con guaina termoretraibile, per me imprescindibile!):

Un'ultima fatica è stata quella di portare al regolatore un segnale di alimentazione motore, che gli indichi l'accensione del quadro motore. Quindi posa dell'ennesimo corrugato (così l'impianto guadagna ordine e razionalità) tra colonnina del timone (sede del quadro motore) e vano motore. Ringraziando sempre la razionalità con cui, in sede di progetto, Bavaria ha previsto passaggi già fresati in OGNI paratia, sia per gli impianti originari che per quelli futuri (strano per un tanto vituperato Bavarie, eh?!? ;-) ).
Quindi ci ho fatto passare un cavetto collegato al quadro, in particolare al pulsante di alimentazione dello "start".

Per finire ecco una foto del partitore a diodi a cui è stato collegato il cavetto si "sense" del nuovo alternatore sul contatto in uscita verso il banco di maggiori dimensioni, quindi dei servizi. E' indispensabile per monitorare le inevitabili cadute di tensione indotte dal malefico aggeggio:

Tra l'altro da questa foto si vede come i cavi dall'alternatore e dal partitore alle batterie motore e, sopratutto, servizi (che ha circa 6 m di lunghezza), siano drammaticamente sottodimensionate per il nuovo amperaggio in transito!

Quella del motore in effetti meno, visto che il tratto sottodimensionato è limitato ad un metro, fino al motorino di avviamento, dal quale poi parte un bel 35mmq alla batteria. Non è così per la linea servizi, che rimane sottile dal vano motore, passando nel gavone a poppa e risalendo fino alla panca in quadrato dove stanno le batterie. 6 metri inaccettabili per una sezione del genere: non avendo trovato il cavo da 35 mmq allo shipchandler del porto, avrei rimediato al rientro dalle ferie!

Rimaneva da testare il tutto e prepararsi poi psicologicamente alle ferie estive 2013!!!

Che dire, il salto di prestazioni è stato netto, nettissimo, ma forse per certi versi inferiore alle aspettative.
Dati alla mano, partendo da batterie servizi cariche al 55-60% (2x105Ah deep cycle) e motore presumibilmente ben carica (60Ah), l'alternatore in configurazione di serie forniva 10-15A.
Avviando il Digital Regulator il motore abbassava appena appena i giri (a dimostrare un maggior carico sul magnete) e gli ampere forniti si alzavano a 20-25, con un picco nei minuti iniziali di 29A.

Un raddoppio pieno della capacità di carica, (ottenuto ad un bassissimo prezzo - meno di 100€- e con un accettabilissimo impegno nell'installazione, in effetti divertente ed utilissimo per prender coscienza del proprio impianto elettrico), ma in ogni caso, la capacità teorica dell'alternatore, classificato 60A, rimane un lontanissimo miraggio!

Già le prime osservazioni hanno comunque evidenziato i prossimi impegni:

1. durante la carica, sul banco servizi, in paragone alla batteria motore, c'è un'eccessiva caduta di tensione. Cause probabili: il partitore di carica che aumenta la caduta all'aumentare del flusso di ampere (molto maggiore sulla linea servizi) e il cavo servizi davvero dottodimensionato.
2. Il partitore a diodi dissipa i volt rubati in calore, tanto, troppo calore! Quasi impossibile mantenerci un dito sopra, dopo qualche minuto di motore... 

Il passo successivo è stato quindi la maggiorazione dei cablaggi e la dostituzione del ripartitore con qualcosa di più efficiente (già sapendo cosa c'è di buono nel catalogo Sterling Power...). Ma questo sarà l'argomento di un prossimo post... ;)