С самого начала раздражало нестабильное напряжение в бортовой сети. Напряжение постоянно прыгало, дрожала стрелка вольтметра на панели приборов, было видно, что фары и подсветка мигают. Усугублялось это еще и тем, что ездить в натяг было невозможно — на низких оборотах мотор дергался в такт стрелке вольтметра, генератор создавал эту импульсную нагрузку. Симптомы периодически менялись, амплитуда скачков становилась то сильнее, то слабее, но в целом присутствовали всегда. Первым делом я занялся изучением интернета. Судя по количеству форумов где подобная неисправность обсуждается (причем не только на классике, но и на переднеприводном семействе и даже на иномарках) стало понятно, что я с этим столкнулся не первый. Вот только решения нигде найти не получалось, вернее оно было, почти каждый кто замучался с этими скачками вначале менял реле-регулятор (таблетку), это не помогало, после чего тряхнув кошельком покупал новый генератор и тут всё сразу становилось нормально. Поняв что интернет в данном случае не помощник и что купить новый генератор я могу всегда, решил пораскинуть инженерными мозгами.
Что может вызывать такой эффект? Выпрямитель, он же диодный мост, он же "подкова". Да, если пробит один из диодов, то ток из постоянного станет переменным и может "прыгать", но нет. На малых оборотах вольтметр стоит ровно, а прыгать начинает только с увеличением оборотов, дойдя до определенного рубежа. Ага, это явно указывает на реле-регулятор! На низких оборотах генератор отдаёт всё что может и "картинка" нормальная, а с увеличением оборотов его начинает регулировать реле-регулятор и начинаются прыжки. Процесс я себе представил так — напряжение растет запредельно, таблетка отключает ток возбуждения, напряжение падает, она снова включает и оно растет. В принципе она так и работает, но не с такой частотой, чтобы это было заметно, что-то тут не то.
Первое что приходит в голову — взять да и заменить это реле (таблетку), многие так и делают, только ожидаемый эффект либо не наступает, либо длится не долго. Почему? Сразу скажу — решение правильное, вернее таблетку даже можно и не менять, если щетки еще достаточной длины, так как вся проблема в контакте таблетки с массой.
Первый раз я пытался снять и проверить "таблетку" еще когда снег лежал, но завернутые 10 лет назад в силумин винты выкручиваться не захотели — закисли намертво, я только срезал грани. Проблема сохранялась, начал понемногу выкипать аккумулятор — пришлось долить воды, то есть идёт перезаряд. Потом сгорели 2 пары ламп головного света, не выдержав прыжков и повышенного напряжения. Подключив вольтметр на работающем двигателе я увидел показания в 15,2 вольта, что явно выше всех норм. Всё, решено, берусь за решение проблемы!
Заранее покупаю новую "таблетку", в основном из-за щеток, состояние старых неизвестно, а новая стоит не дорого, поэтому буду менять ее в любом случае.
Вначале генератор нужно снять с автомобиля. Как это сделать описано во многих местах. Вот генератор на столе, начинаю выкручивать винты и ломаю оба по очереди, но к этому я уже готов. Таблетку снимаю, дальше высверливаю остатки винтов, рассверливаю отверстия чуть побольше, учитывая что нарезать резьбу мне нечем, крепить новую таблетку буду саморезами.
Давайте внимательно посмотрим на реле регулятор. Мы видим у него две точки подключения — массу и плюс идущий от дополнительных диодов (самовозбуждение), то есть генератору глубоко безразлично какое там у вас напряжение в фарах или задних фонарях, он замеряет напряжение у себя на выходе вот в этой самой таблетке. И если где-то плохой контакт, то напряжение в регуляторе падает, он пытается его поднять, оно подскакивает запредельно и падает опять. Или другой вариант, что напряжение скакать будет не сильно, но на уровне 15-16 вольт, из-за плохого контакта реле считает что это 14в, а что дальше там ему не важно. Контакт в клемме, который подключается к таблетке отключить и подключить не сложно и многие наверняка это делают, поэтому обычно там порядок. А вот масса… Точка контакта с массой у таблетки только одна, масса на генератор идет с блока двигателя через нижнее крепление и планку регулятор, если генератор давно не двигали и ремень не подтягивали то там тоже окисляется и в итоге реле пытается честно выдать 14в, а выдает почти 16 из-за плохой массы. Соответственно нужно не просто заменить таблетку, но и хорошенько зачистить место, где у нее идёт контакт массы. Вот это место на фото в кружочке:
Собственно этим можно и ограничиться, собрав всё обратно у вас наверняка всё заработает как надо и прыжки напряжения пропадут, вопрос только на долго ли? Через некоторое время контакт опять окислится и потихоньку проблема начнет проявляться. Поэтому я решил немного усовершенствовать схему, так, чтобы контакт с массой у таблетки был хорошим и надежным более продолжительное время. С этой целью я решил подпаять проводок к контакту с массой и соединить его с массой еще в одной точке. В случае чего его можно будет отвернуть и почистить, не снимая таблетку. На фото в кружочке штатная точка контакта с массой, стрелкой указано место где подпаять проводок:
Информационный сайт о накопителях энергии
Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.
Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством
Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.
Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.
Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.
Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.
Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке
Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.
Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.
Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.
Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.
Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:
- состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
- многое зависит от уровня заряда АКБ;
- определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.
Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.
Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением
Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.
На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.
Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора
Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.
Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:
- Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
- Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
- Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
- Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.
При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.
Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.
Максимальное напряжение зарядки аккумулятора
Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.
Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.
Напряжение аккумулятора в конце зарядки
После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.
Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.
Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения
Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.
Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.
Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.
Видео
Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.
О ЧЕМ ГОВОРЯТ НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК
О ЧЕМ ГОВОРЯТ НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК
Как проверить — знают многие, как должно быть — известно не всем.
Василий СИНЬКЕВИЧ, Валерий КИРСАНОВ, СКБ «Камертон» (Минск)
В наши дни проверку-диагностику электрических систем автомобиля не только в солидном автосервисе, но и во многих малых мастерских все чаще ведут специальными приборами-автотестерами. Конструкция их (равно как и цена) зависит от количества и точности измеряемых параметров. Для автолюбителей же предназначены простейшие приборы, измеряющие напряжение, ток, электрическое сопротивление, а также частоту вращения коленчатого вала. Выполнить эти измерения способны почти все, кто за рулем, а вот о чем говорят полученные данные, знает далеко не каждый.
Рассмотрим диагностику агрегатов электроснабжения автомобиля — аккумулятора и генератора. Чтобы оценить состояние батареи, к ее выводам подключаем автотестер (можно использовать и обыкновенный тестер-автометр). Для всех автомобилей напряжение на аккумуляторе без нагрузки (то есть без работающих потребителей) должно быть в среднем 12,6 В. Если оно меньше, аккумулятор частично разряжен или неисправен, а потому будет вращать стартер медленнее. О степени разряженности можно судить по приведенной таблице.
На СТО емкость аккумулятора оценивают с помощью нагрузочной вилки. Это, проще говоря, набор сопротивлений (шунтов), подключаемых к батарее.
Измеряя напряжение вольтметром автотестера, можно в качестве нагрузки включить габаритные огни и дальний свет. Ток разряда при такой нагрузке (проверено неоднократно) будет 5–6 А. Если при этом напряжение не падает ниже 11,5 В, батарея в порядке.
Напряжение на клеммах аккумулятора при пуске двигателя стартером не должно падать ниже 9,5 В. В противном случае неисправен стартер (потребляет очень много энергии). При этом чем он старше, тем сильнее окислены все его контакты — щеток, реле и т.п. В некоторых случаях из-за этого пусковой ток может достигать огромной величины — 150–200 А.
Кстати, об измерении тока. Обычно для этого амперметр включают в разрыв цепи. В автомобиле разрывать цепи нежелательно, да и не все приборы смогут зафиксировать такие большие значения, как при пуске двигателя. В мотортестерах применяют специальные, не требующие разрыва цепи накладные датчики. В них используют эффект изменения напряженности магнитного поля при прохождении тока определенной величины. Таким измерениям не мешает и изоляция проводов.
Продолжаем проверку. Пустив двигатель, контролируем напряжение на выводах аккумулятора и ток заряда. В работу включаются еще два важнейших узла электрооборудования автомобиля — генератор и реле-регулятор напряжения. Через несколько секунд после пуска напряжение на выводах поднимается выше 12,6 В. Генератор начинает заряжать аккумулятор. Увеличиваем обороты двигателя до 2000 в минуту и контролируем напряжение заряда. Нормальное значение — от 13,8 до 14,5 В.
Работу генератора под нагрузкой можно оценить, включив фары. Напряжение должно быть выше 13,8 В. Если оно ниже (12,6–13 В), надо проверить натяжение ремня привода генератора. Причиной низкого напряжения могут быть и дефекты самого генератора. Но если он работает исправно, то искать причину следует в реле-регуляторе. В старых механических реле напряжение можно поднять регулировкой его нижнего уровня. В современных электронных регулировка невозможна, поэтому надо проверить надежность их контактов с цепью. Они в порядке — значит, неисправно реле.
Если напряжение, преодолев рубеж 14,5 В, продолжает расти, то регулируем электромеханическое реле или заменяем электронное.
Ток заряда после пуска двигателя обычно составляет 6–10 А и по мере работы двигателя и заряда аккумулятора падает при выключенных потребителях до нуля.
Оценим напряжение в других точках системы электрооборудования. Разница между напряжением, измеренным на аккумуляторной батарее, и напряжением между ее «минусом» и «батарейным» (сетевым) контактом на катушке зажигания подскажет о потерях в цепи, идущей от аккумулятора к катушке. Они должны быть минимальны — не выше 1 В. Если на автомобиле установлена катушка, не имеющая балластного резистора (дополнительного сопротивления как в «Москвиче» прежних моделей, ИЖе) или если резистор подключен со стороны батареи и разница больше 1 В, причину следует искать в надежности контактов проводов с приборами, в первую очередь — в замке зажигания. Такой, казалось бы, пустяк, а ведь из-за него во вторичной обмотке катушки зажигания выработается высокое напряжение меньше номинального значения. Это приведет к уменьшению энергии искры и, как следствие, к снижению мощностных характеристик двигателя.
У катушек с балластным резистором (на выводе после балластного резистора) напряжение должно быть в пределах 5–9 В. При плохих контактах в подводящих проводах или неисправностях резистора напряжение может быть меньше 5 В. Если же оно выше 9 В, то, возможно, произошло короткое замыкание балластного резистора.
Измерив напряжение между «минусом» аккумулятора и тем контактом катушки зажигания, который соединен с прерывателем, можем оценить степень чистоты контактов прерывателя в наших старых классических моделях автомобилей. В механических прерывателях на это следует обратить внимание, когда величина напряжения больше 0,3 В. Если контакты в порядке, надо проверить надежность соединения опорной платы внутри прерывателя с «массой». Возможной причиной повышения напряжения могут быть также ненадежное соединение прерывателя с «массой» или неисправность конденсатора.
Вот так, выполняя измерения всего в трех точках электрооборудования автомобиля, можно оценить работу источников тока.
ЗАВИСИМОСТЬ НАПРЯЖЕНИЯ НА ВЫВОДАХ БАТАРЕИ ОТ СТЕПЕНИ ЕЕ РАЗРЯЖЕННОСТИ
Напряжение аккумулятор- 12,6 12,0 11,6 11,3 10,5