В автомобиле за зарядку аккумулятора отвечает автомобильный генератор. Фактически, это устройство, которое приводится от двигателя и преобразует механическую энергию в электрическую. В свою очередь, АКБ автомобиля, расходуя часть заряда на запуск двигателя и на поддержание питания в бортовой сети, когда двигатель заглушен, нуждается в активной подзарядке.
Если система исправна, аккумулятор подзаряжается от генератора, при этом не происходит как недозаряда аккумуляторной батареи, так и перезаряда. Однако в процессе эксплуатации автомобиля по ряду причин могут возникать неполадки. Результат- аккумулятор выходит из строя. При этом «здоровье» батареи ухудшается во всех случаях (если батарея сильно разряжена, имеет место постоянный разряд, если перезаряжена, аккумулятор кипит).
Так или иначе, в подобной ситуации необходима диагностика. Далее мы рассмотрим, сколько выдает генератор автомобиля в норме, почему генератор не дает зарядку на АКБ, по каким причинам возникает перезаряд, какое напряжение должно быть на аккумуляторе и т.д.
Важные моменты
Напряжение (U) и емкость АКБ автомобиля — главные параметры, на которые необходимо уделять внимание при выборе и проверке источника питания.
Главным назначением аккумулятора является пуск двигателя в период, когда генератор машины еще не подключился к работе, а АКБ является единственным источником питания.
Чтобы исключить проблемы в эксплуатации, автовладелец должен знать следующие моменты:
- От чего зависит ресурс аккумуляторной батареи;
- Каким должно быть напряжение (в обычном режиме, после пуска двигателя и под нагрузкой);
- Чем вызвано снижение емкости в холодное время года и прочие моменты.
Рассмотрим эти вопросы подробно.
Содержание
Автомоби́льный генера́тор
— устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.
Автомобильный генератор используется для питания электропотребителей, таких как система зажигания, автомобильная светотехника, бортовой компьютер, система диагностики и другие, а также для заряда автомобильного аккумулятора [1] . К автомобильным генераторам предъявляют высокие требования по надёжности, так как генератор обеспечивает бесперебойную работу большинства компонентов современного автомобиля. Типовая мощность современного генератора в легковом автомобиле около 1кВт.
От чего зависит срок годности АКБ?
Каждый производитель после изготовления батареи устанавливает гарантийный срок ее эксплуатации.
Кроме этого параметра, существует и фактический период, зависящий от многих факторов — своевременности обслуживания, соблюдения правил эксплуатации, состояния электропроводки и прочих моментов.
Из-за того, что условия обслуживания АКБ отличаются, различается и срок годности изделия.
У автовладельцев, которые эксплуатируют машину только в теплое время года, аккумулятор живет дольше всего. Другое дело, когда автомобиль нужен круглый год, вне зависимости от температуры на улице.
В такой ситуации срок годности АКБ снижается. Это вызвано и тем, что во втором случае водитель может накатать больший километраж.
Также на ресурс аккумулятора влияет:
- Исправность и правильность работы генератора и регулятора напряжения.
- Подключение к электропроводке автомобиля дополнительного оборудования, имеющего большой номинальный ток.
- Режим эксплуатации. Меньше всего «живут» аккумуляторные батареи на такси, которые прохаживают большой километраж в течение года. Кроме того, такие автомобили работают в режиме частого пуска двигателя, что создает нагрузку на АКБ и генератор. При активном применении транспортного средства срок службы источника питания не превышает 1,5 лет.
При обычном режиме эксплуатации, когда автовладелец регулярно проверяет аккумулятор и проводит ТО, ресурс батареи составляет 4-5 лет при общем пробеге за этот период в 60-80 тысяч километров.
Чтобы избежать проблем, желательно периодически проверять напряжение генератора и аккумулятора.
Но упомянутый срок службы не наивысший, ведь при аккуратном обслуживании АКБ может проработать до восьми лет.
Но стоит знать, что рано или поздно замена аккумулятора потребуется, ведь с момента начала эксплуатации рабочие пластины постепенно изнашиваются. Чем больше циклов заряда и разрядки проходит батарея, тем быстрее она выходит из строя.
Практика показывает, что ключевую роль играет генератор, его исправность и текущее напряжение. Вот почему этому аспекту необходимо уделять ключевое внимание.
Подготовка к работе
Всегда существует вероятность попадания в ситуацию, когда нет возможности добраться до станции технического обслуживания и обратиться за помощью к специалистам. А раз так, то каждый уважающий себя автовладелец должен знать, как проверить, сколько выдаёт генератор мультиметром. Это позволит избежать многих ненужных проблем и сэкономить немало времени и средств. И, что особенно важно, для этого не требуется ни сложного оборудования, ни специфических навыков.
Мультиметром принято называть объединяющий несколько функций электроизмерительный прибор. Это устройство можно приобрести по доступной цене в большинстве хозяйственных магазинов. В сетях постоянного и переменного тока оно позволяет производить замеры:
- Напряжения.
- Мощности.
- Сопротивления.
Коробочка с переключателем режимов и аналоговой или цифровой шкалой индикации пригодится не только при ремонте автомобиля, но и в домашнем хозяйстве. Поэтому всегда целесообразно иметь её в арсенале инструментов.
Какое напряжение генератора считается нормой?
Чтобы проверить напряжение генератора, необходимо завести мотор и отключить всю нагрузку. В этом случае мультиметр должен показывать 14.3 -15,5 Вольт (смотрите видео в конце статьи). Допускается отклонение на 0,1 Вольта в одну и другую сторону.
После этого необходимо поочередно подключать потребителей и проверять напряжение генератора.
В идеале оно должно «подсесть» где-то на 0,2 Вольта при включении каждой новой нагрузки. При этом общее U не должно опуститься ниже уровня 12,8 Вольт. В противном случае АКБ разрядится.
Что выгодней — починить или купить новый генератор?
Это вопрос насущный, и его задают очень многие, у кого ломался генератор. Ответим на него просто и логично: все будет зависеть от поломки. Многое можно починить в генераторе не очень дорого. Замена всевозможных подшипников, шкива, диодов, роторных колец и так далее. Даже в мастерской порядок цен приятно удивит, вот пример рандомной московской мастерской:
Новый же оригинальный генератор даже на бюджетную иномарку может стоить несколько десятков тысяч рублей. Заменитель (неоригинал) дешевле, но все равно 10-15 тысяч рублей. Это видно на примере далеко не нового Ford Focus II:
Такую покупку вряд ли можно назвать логичной, если автомобиль старый или произошла несерьезная поломка, которая обойдется в мастерской максимум в 2-3 тысячи рублей.
А вот если генератор старый и ему придется производить перемотку статора/ротора генератора, то здесь уже задумаешься, является ли этот сложный и трудоемкий процесс целесообразным или лучше купить новый генератор? Ведь средняя стоимость перемотки может доходить до половины стоимости нового узла, а в некоторых слоучаях и больше (при этом гарантию дают не все компании, а которые и дают, то не более 12 месяцев). Уж лучше в таком случае купить генератор на разборке. Он тоже «кот в мешке», но дешевле.
Обложка: 1GAI.ru
Минимальный параметр напряжения на входе батареи
При проверке параметров генератора стоит брать во внимание характеристики самого АКБ.
Многие автовладельцы интересуются, каким должно быть напряжение на выходе аккумулятора для нормального пуска двигателя.
Точного ответа здесь нет, но средний параметр должен составлять 12,6-12,7 В. В зависимости от условий эксплуатации этот показатель может корректироваться.
Некоторые производители уверяют, что их продукт имеет напряжение 13-13,2 Вольт. Этот параметр реален, но не стоит измерять напряжение сразу после подзарядки генератором или ЗУ.
Перед проведением работы желательно выждать 1-2 часа. В этом случае U должно опуститься до уровня 12,7-13 В.
Если этот параметр начинает «плавать» или опускается ниже 12 В, это говорит о разряде батареи на 50% или неисправности генератора.
Здесь рекомендуется проверка цепи зарядки или применение внешнего зарядного устройства.
Если продолжать эксплуатацию батареи в этом состоянии, возникает сульфатация свинцовых пластин, что уменьшает работоспособность АКБ и уменьшает срок ее службы.
На практике такое снижение напряжение не является критичным, ведь запустить батарею еще можно, а дальше генератор производит подзарядку до необходимого уровня.
Главное — убедиться в исправности цепи заряда и увеличении напряжении на выводах аккумуляторной батареи.
Если U на выходе опустилось ниже 11,6 В, можно говорить о полном разряде источника питания.
Дальнейшее применение батареи в этом случае невозможно — ее необходимо снимать, выполнить проверку исправности и обеспечить заряд от внешнего устройства.
С учетом сказанного выше можно делать вывод, что напряжение на АКБ при исправном генераторе должно составлять (при заглушенном моторе) 12,6-13,2 В. На практике этот параметр немного ниже и составляет 12,3-12,5 В.
Такое напряжение свидетельствует о незначительном недозарядке АКБ. В этом нет ничего страшного. Главное — не допускать уменьшение U ниже 12 В.
Напряжение генератора на ХХ
Для проверки работоспособности генератора необходимо завести двигатель и измерить напряжение на клеммах АКБ. Нормальное U составляет 13,5-14 В.
Если этот параметр возрастает выше 14,2 В, можно сделать вывод о снижении заряда батареи и переходе генератора в усиленный режим заряда.
Такая ситуация возникает в редких случаях, когда аккумулятор разрядился из-за длительного простоя на холоде или подключенной нагрузки.
Возможны ситуации, когда электроника автомобиля не допускает повышения напряжения генератора, опираясь на температуру окружающего воздуха.
Повышение уровня U, которое поступает на АКБ от генератора, не критично. Если электрооборудование машины исправно, уже через 5-10 минут напряжение заряда снизится до необходимого уровня в 13,5-14,0 Вольт.
В случае, когда U не снижается, необходимо приступать к ремонту цепи питания или генератора. В противном случае дело закончится выкипевшим электролитом.
Если при работающем моторе на ХХ генератор выдает напряжение 13,0-13,4 В, это свидетельствует о проблемах с АКБ (последний не берет часть заряда).
В такой ситуации стоит выполнить проверку генератора при включении всех потребителей — фар, музыки, кондиционера и прочих. Об этом поговорим ниже.
Почему у современных генераторов не может быть недостаточно мощности?
фото: cardekho.com
Как мы говорили выше, генераторы на современные автомобили ставятся трехфазные. Прошли те времена (примерно с конца 70-х — начала 80-х годов), когда непроизводительные генераторы выдавали мало мощности, серьезно завися от оборотов двигателя. На старой мотоциклетной технике и мотороллерах такое можно было наблюдать: когда двигатель работает на холостом ходу, фары горят тускло. Стоит же повернуть дроссельную заслонку, свет загорится ярко.
Сейчас же даже на холостом ходу (от 650 до 900 оборотов коленчатого вала в минуту) современные генераторы вырабатывают достаточную мощность и, следовательно, выдают нужные объемы электричества, чтобы обеспечивать все потребители в автомобиле.
Напряжение генератора под нагрузкой
Чтобы убедиться в работоспособности источника питания, рекомендуется выполнить проверку под нагрузкой.
Для начала вспомним, что напряжение бывает трех видов:
- Номинальным — указывается в инструкции по эксплуатации. Оно составляет 12 Вольт. Этот показатель далек от реального значения U.
- Фактическим. Здесь речь идет о параметре напряжения после установки, подключения и начала пользования АКБ автомобиля. В среднем этот параметр 12.6-13,2 В (об этом упоминалось выше).
- Под нагрузкой. Здесь параметр напряжения, которое выдается генератором, может меняться.
Наличие нагрузки позволяет убедиться в исправности аккумулятора и генератора.
С виду исправная батарея, имеющая на выходе 12 В, может существенно «подсаживаться» после включения потребителей. В процессе проверки применяется дополнительное устройство — нагрузочная вилка, позволяющая обеспечить повышенную нагрузку на АКБ.
Приведем пример.
Если емкость вашего аккумулятора составляет 60 мА*ч, величина нагрузки должна быть равна 120 А. Продолжительность подключения — 3-5 секунд.
Об исправности источника питания можно говорить, если напряжение не опускается ниже 9 Вольт. Если же параметр снизился до 5-6 В, это свидетельствует о полном разряде АКБ. После проверки под нагрузкой напряжение должно вернуться до уровня 12,2-12,4 В.
При обнаружении сильной просадки необходимо проверить АКБ, а после еще раз повторить эксперимент с вилкой. При отсутствии просадки можно говорить об исправности батареи.
Для проверки генератора можно поступить следующим образом — завести машину, включить максимум потребителей, после чего выполнить измерение. Напряжение должно быть 13,5-14 В.
Если оно ниже, это свидетельствует о выходе из строя генератора. Нижним критичным пределом является 13,0 В.
Если напряжение генератора автомобиля сильно низкое, не торопитесь делать выводы — убедитесь, что контакты на АКБ не окислились. Если это так, протрите их с помощью шкурки.
Электрическая схема
Производители учитывают конкретное количество потребителей в модели авто, поэтому в каждом случае применяется индивидуальная электрическая схема генератора. Наиболее востребованы 8 схем «мобильных электроустановок» под капотом машины с одинаковым обозначением элементов:
- генераторный блок;
- обмотка ротора;
- магнитопровод статора;
- мост диодный;
- переключатель;
- реле лампы;
- реле регулятора;
- лампа;
- конденсатор;
- блок трансформатора и выпрямителя;
- АКБ;
- стабилитрон;
- сопротивление.
Рис. 15 Схема 1
В схемах 1 и 2 возбуждающая обмотка получает напряжение через замок зажигания, чтобы АКБ не разряжалась на стоянке. Недостатком является коммутация 5 А тока, снижающего эксплуатационный срок.
Рис. 16 Схема 2
Поэтому на схеме 3 контакты разгружены промежуточным реле, а потребление тока снижено до десятых долей ампера. Минусом в этом варианте является сложный монтаж генератора, понижение надежности конструкции, возрастает частота переключения транзистора. Фары могут моргать, а стрелки приборов подрагивать.
Рис. 17 Схема 3
В схеме 5 из трех диодов изготовлен дополнительный выпрямитель на пути к обмотке возбуждения. Однако при длительной парковке рекомендуется снимать «+» с клеммы аккумулятора, так как возможен разряд батареи. Зато при первичном возбуждении обмотки в момент запуска ДВС расход тока АКБ минимальный. Опасное для электроники машины повышение напряжения гаси стабилитрон.
Рис. 18 Схема 5
Для дизельных моторов применяются генераторы, использующие 6 схему. Они рассчитаны на напряжение 28 В, возбуждающая обмотка получает вдвое меньший заряд за счет подключения в «нулевую» точку статора.
Рис 19 Схема 6
На схеме 7 ликвидирован разряд АКБ при длительной парковке за счет снижения разницы потенциалов на «Д» и «+» клеммах. Из стабилитронов создано дополнительное крыло диодного мостика выпрямителя для ликвидации всплесков напряжения.
Рис. 20 Схема 7
Схема 8 обычно применяется в генераторах производителя Бош. Здесь усложнен регулятор напряжения, зато упрощена схема самого генератора.
Рис. 21 Схема 8
Напряжение на генераторе для зарядки АКБ
Не секрет, что при заряде аккумулятора с помощью стационарного ЗУ напряжение на входе должно быть в пределах 13,5—14,5В.
Одновременно с этим необходимо следить за уровнем напряжения на клеммах АКБ. Как только U перестает расти, можно говорить о полном заряде. Если продолжить процесс, возможно «кипение» электролита.
После пуска двигателя зарядный ток находится на уровне 5-10 Ампер (иногда больше), но через несколько минут он снижается до 1-3 А, что считается оптимальным параметром для АКБ.
Косвенным показателем нормального режима работы генератора считается напряжение на выводах через несколько минут после пуска мотора. Этот показатель должен быть на уровне 13,9-14,2 В.
Его величина во многом зависит от климатических условий, в которых эксплуатируется транспортное средство.
Анализ полученных данных
Не пытайтесь делать преждевременные выводы. Определить неисправность можно только после получения всех необходимых данных. Как уже было сказано выше, возможны несколько вариантов.
Низкий зарядный ток
Начать следует с самого простого, убедившись, что приводной ремень генератора натянут нормально, а в контактах электропроводки отсутствуют повреждения. Если с этим всё в порядке, то источниками проблемы могут быть:
- Неисправное реле зарядного тока. Самая распространённая и легко устраняемая поломка. Деталь стоит копейки, а заменить её, обладая базовыми навыками по ремонту техники, можно самостоятельно.
- Пробой в обмотке статора или ротора. Устранение подобной поломки требует много времени и средств. Не исключено, что проще заменить генератор на исправный.
Неисправность обмоток – явление довольно редкое, поэтому целесообразно сначала заменить реле.
Высокий зарядный ток
В этом случае подтяжкой ремня и чисткой контактов не обойтись. Среди вероятных виновников напасти:
- Реле зарядного тока. Нужно установить исправное.
- Диодный мост, выполняющий задачи выпрямителя.
Замена диодного моста может производиться только специалистами в условиях оборудованной мастерской.
Скачки напряжения
Вы, вероятно, уже догадались, что и при обнаружении скачков напряжения придётся выбирать из нескольких вариантов, наиболее вероятными из которых бывают:
- Проскальзывание приводного ремня. Оно возникает при ослаблении натяжения или попадания смазочных материалов на рабочие поверхности.
- Неисправность диодного моста, из-за которой становится невозможной стабилизация тока.
- Плохой контакт между щётками и токосъёмными кольцами.
Щётки имеют ограниченный ресурс и их износ – нормальное явление. Эти детали необходимо периодически менять, поскольку разрушившись, они повреждают токосъёмные кольца. Устранить подобную поломку может оказаться невозможно.
Пара слов об электролите
Одним из главных показателей, по которым можно судить об исправности батареи, является уровень электролита. Именно от него зависит напряжение источника питания при различных режимах работы.
В процессе разрядки аккумулятора происходит расход кислоты, доля которой в общем объеме жидкости составляет третью часть (35-36%).
Результатом является уменьшение плотности жидкости. Когда производится зарядка батареи, происходит обратный процесс.
В такой ситуации вода расходуется, а кислота, наоборот, образовывается. Как результат, плотность электролита увеличивается.
В обычном состоянии, когда напряжение на АКБ равно 12,7 В, плотность составляет 1,27 г/куб.см. При этом все параметры напрямую зависят друг от друга.
