 |
Когда
аккумуляторная батарея (АКБ) часто требует подзарядки, первым делом
проверяют исправность реле-регулятора и натяжение ремня привода
генератора. Иногда все вроде бы нормально, а батарея опять садится.
Причина, скорее всего, — в нарушении баланса электроэнергии автомобиля. |
В машине потребителей электричества много, а источников два — генератор
и АКБ. Если первый вырабатывает электроэнергию постоянно при работе
двигателя, то аккумуляторная батарея отдает энергию периодически (см.
“Совместная работа генератора и АКБ”). И если генератор не успевает
восполнить растраченное батареей электричество, то она постепенно
полностью разряжается.
Общие сведения
Балансом электроэнергии (упрощенно) называют разницу между вырабатываемым и расходуемым электричеством1.
Он должен быть положительным иначе батарея будет все время разряжаться.
Расчет баланса, используемый автопроизводителями, довольно сложен,
поэтому приводятся примеры упрощенной оценки работы электрооборудования.
Ток нагрузки — сила тока, потребляемая включенным
электрооборудованием. Эти величины для электроприборов некоторых
отечественных легковых автомобилей, приведены в табл. 1. Аудиосистема, состоящая из “средней” магнитолы и четырех динамиков, может потреблять до 5-6 А в режиме максимальной мощности.
Ток отдачи генератора — сила тока, которую он вырабатывает.
Зависит от оборотов коленвала двигателя. Чем быстрее он вращается, тем
больше ток отдачи. Токи отдачи генераторов некоторых отечественных
автомобилей приведены в табл. 2.
Потребителей электроэнергии делят на четыре группы по продолжительности включения.
- Длительного включения. Часть из них действует всегда при работающем двигателе — система зажигания, ЭСУД2,
контрольно-измерительные приборы. Некоторые потребители функционируют
только во время ночного движения — фары ближнего и дальнего света,
габаритные фонари, лампы освещения приборов и номерного знака и т.п.
- Временного включения.
Работают только по мере необходимости в зависимости от дорожных условий
— стоп-сигналы, указатели поворота, стеклоочистители, стеклоомыватели и
т. п.
- Кратковременного включения — звуковой
сигнал, прикуриватель, сигнальные лампы аварийных режимов,
электростеклоподъемники и т. д. По статистическим данным, время одного
включения этих потребителей составляет несколько секунд, а за поездку —
не превышает одной минуты. В упрощенной оценке (как и в расчете баланса
автопроизводителями) эти потребители не учитывают.
- Включаемые только на стоянках
— стартер, предпусковой подогреватель, лампы освещения салона,
багажника, моторного отсека, “переноска”, охранная сигнализация и т.п.
питаются только от аккумуляторной батареи. В упрощенных расчетах их не
учитывают, так как оценка проводится только для режимов, когда
двигатель работает.
Совместная работа генератора и АКБ зависит от оборотов двигателя и суммарного тока нагрузки. При работающем моторе возможны следующие режимы (см. рисунок):
Схема совместной работы генератора и аккумуляторной батареи:
а — при токе отдачи больше, чем ток нагрузки;
б — при токе отдачи меньше тока нагрузки;
1 — генератор; 2 — АКБ; 3 — модуль и свечи зажигания; 4 — контроллер
ЭСУД; 5 — форсунки: 6 — электровентилятор системы охлаждения; 7 —
электробензонасос; 8 — панель приборов; 9 — обогреватель заднего стекла. |
- ток отдачи генератора больше тока нагрузки — аккумуляторная батарея заряжается;
- ток отдачи генератора меньше тока нагрузки — аккумуляторная батарея питает часть электрооборудования и разряжается;
- токи отдачи и нагрузки равны — генератор работает только на включенное электрооборудование.
Примеры упрощенной оценки работы электрооборудования
Данные расчеты ориентировочные, проведены для автомобиля ВАЗ-2106 при нахождении зимним вечером в городской пробке и движении ночью по загородному шоссе.
Нахождение зимним вечером в городской пробке. Двигатель работает на холостых оборотах, а энергию потребляют:
- система зажигания;
- контрольно-измерительные приборы;
- электровентилятор системы охлаждения (работает периодически);
- габаритное освещение и контрольная лампа его включения;
- лампы ближнего света;
- лампы освещения приборов, прикуривателя и номерного знака;
- система отопления и вентиляции (на первой скорости);
- аудиосистема (на половинной мощности).
Для включенных потребителей по табл. 1 определяем силы токов и сводим данные в табл. 3.
Таблица 1. Сила тока (А), потребляемого штатным
электрооборудованием некоторых отечественных легковых автомобилей
| Потребитель электроэнергии |
ВАЗ |
ГАЗ |
ИЖ |
| 2104, 05, 06, 07 |
2108, 09,099, 14, 15 |
2110, 11, 12 |
21213 |
21214 |
2120 |
“Ока”-11113 |
31029 |
3110, 02 |
2126 |
| 21083 дв. |
2111 дв. |
2110 дв. |
2111,12 дв. |
2130 дв. |
21214 дв. |
402 дв. |
406 дв. |
| Система зажигания
| хол. ход двигателя
| 1,9
| 3,6
| **
| 3,6
| **
| 3,6
| **
| 3,6
| **
| 1,5
| 1,5
| 1,5
| **
| 3,4*** |
| макс. мощность
| 1,1
| 2,5
| **
| 2,5
| **
| 2,5
| **
| 2,5
| **
| 1
| 2
| 2
| **
| 1,6*** |
| Эл.система управления двигателем
| хол. ход двигателя
| *
| *
| 6,6
| *
| 6,6
| *
| 6,6
| *
| 6,6
| *
| *
| *
| 8,5
| * |
| макс. мощность
| *
| *
| 11
| *
| 11
| *
| 11
| *
| 11
| *
| *
| *
| 10
| * |
| Контрольно-измерительные приборы
| 1
| 1,2
| 1,2
| 1
| 1
| 2,15
| 1
| 2,5
| 4
| 2 |
| Эл.вентилятор системы охлаждения
| 14
| 15
| 15
| *
| 12
| 12
| 12
| *
| 15
| 28
| 14 |
| Очиститель ветрового стекла (1-, 2-я скор.)
| 2,8/3,5
| 3,5/5
| 4/4,7
| 2,8/3,5
| 2,8/3,5
| 4/4,7
| 2,8/3,5
| 2,7/3,8
| 2,7/3,8
| 3,5/6 |
| Омыватель ветрового стекла
| 3
| 3
| 3
| 2,5
| 2,5
| 4
| 2,5
| 3
| 3
| 3 |
| Очиститель заднего стекла
| 2
| 2
| 3
| 2
| 2
| 2
| 2
| *
| *
| * |
| Омыватель заднего стекла
| 2
| 2
| 3
| 2
| 2
| 4
| 2
| *
| *
| * |
| Очистители фар
| 1,2
| 1,2
| 1,2
| 1,2
| 1,2
| *
| *
| *
| *
| * |
| Омыватель фар
| 3
| 3
| 3
| 3
| 3
| *
| *
| *
| 15
| * |
| Лампа |
габаритного фонаря |
0,33 |
0,33
| 0,4
| 0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,33
| 0,33
| 0,33
| 0,33 |
| контр. включения габаритных фонарей |
0,25 |
0,25
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,25
| 0,1
| 0,1
| 0,1 |
| ближнего света |
4,5 |
4,5
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 4,16
| 4,16
| 4,5 |
| дальнего света |
5 |
5
| 4,5
| 5
| 5
| 5
| 5
| 5
| 5
| 5 |
| контр. включения дальнего света |
0,25 |
0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,25
| 0,1
| 0,1
| 0,1 |
| освещения панели приборов |
0,25 |
0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,25
| 0,1
| 0,1
| 0,25 |
| освещения номерного знака |
0,42 |
0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,42
| 0,42 |
| стоп-сигнала |
1,75 |
1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75 |
| указателя поворота |
1,75 |
1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75 |
| бокового указателя поворота |
0,33 |
0,33
| 0,42
| 0,33
| 0,33
| 0,33
| 0,25
| 0,33
| 0,33
| 0,25 |
| контр. включения указателя поворота |
0,25 |
0,25
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,1
| 0,25
| 0,1
| 0,1
| 0,1 |
| противотуманной фары |
* |
*
| *
| *
| *
| *
|
| 4,5
| 4,5
| * |
| задняя противотуманного света |
1,75 |
1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75
| 1,75 |
| подсветки прикуривателя |
0,25 |
0,25
| 0,33
| 0,33
| 0,33
| 0,33
|
| 0,33
| 0,33
| 0,25 |
| Система отопления и вентиляции (1-, 2-я скор.)
| 3/5
| 11/14
| 11/14
| 3/5
| 3/5
| 14/19
| 3/5
| 3,6/7,2
| 3,6/7,2
| 6,3/11 |
| Обогреватель заднего стекла
| 10,8
| 13
| 14
| 10,8
| 10,8
| 14
| 10
| 3,2/10,7
| 3,2/10,7
| 10 |
| Обогреватель наружных зеркал
| *
| *
| *
| *
| *
| *
| *
| *
| 3
| * |
| Обогреватель сидений
| *
| 10
| 10
| *
| *
| 10
| *
| *
| *
| * |
| Система кондиционирования воздуха (1-, 2-, 3-я скорости для
ГАЗ)
| *
| *
| 15
| 15
| 15
| 15
| *
| 17,5/22,1/29,3
| * |
Таблица 3. Пример определения суммарного тока нагрузки включенного электрооборудования автомобиля ВАЗ-2106 в разных режимах
| Потребитель электроэнергии |
Работа на холостых оборотах |
Движение по шоссе ночью |
| Ток одного потребит., А |
Количество потребит. |
Ток нагрузки, А |
Ток одного потребит., А |
Количество потребит. |
Ток нагрузки, А |
| Система зажигания | 1,9 | 1 | 1,9 | 1,1 | 1 | 1,1
|
| Контрольно-измерительные приборы | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1
|
| Эл.вентилятор системы охлаждения | 14 | 1х0,1* | 1,4 | 14 | 1х0,1* | 1,4
|
| Очиститель ветрового стекла (2-я скорость) |
|
|
| 3,5 | 1 | 3,5
|
| Омыватель ветрового стекла |
|
|
| 3 | 1 | 3
|
| Лампа габаритного фонаря | 0,33 | 4 | 1,32 | 0,33 | 4 | 1,32
|
| Контрольная лампа включения габаритных фонарей | 0,25 | 1 | 0,25 | 0,25 | 1 | 0,25
|
| Лампа освещения приборов | 0,25 | 6 | 1,5 | 0,25 | 6 | 1,5
|
| Лампа подсветки прикуривателя | 0,25 | 1 | 0,25 | 0,25 | 1 | 0,25
|
| Лампа освещения номерного знака | 0,42 | 2 | 0,84 | 0,42 | 2 | 0,84
|
| Лампа ближнего света | 4,5 | 2 | 9 | 4,5 | 2 | 9
|
| Лампа дальнего света |
|
|
| 5 | 2 | 10
|
| Контрольная лампа включения дальнего света |
|
|
| 0,25 | 1 | 0,25
|
| Система отопления и вентиляции | первая скорость | 3 | 1 | 3 |
|
|
|
| вторая скорость |
|
|
| 5 | 1 | 5
|
| Аудиосистема** | половинная мощность | 2,5 | 1 | 2,5 |
|
|
|
| полная мощность |
|
|
| 5 | 1 | 5
|
| Суммарный ток нагрузки |
| 22,96 |
| 43,41
|
* Коэффициент 0,1 учитывает временую работу электровентилятора системы охлаждения.
** Нештатные потребители.
Суммарный ток нагрузки. Для его определения складывают силы токов всего работающего электрооборудования — 22,96 А.
Ток отдачи генератора 37.3701 по табл. 2 на холостых оборотах двигателя — 24 А.
Разница тока отдачи генератора и суммарного тока нагрузки 24–22,96= 1,04 А.
Результат больше ноля (1,04) — значит генератор обеспечивает всех
включенных потребителей и даже заряжает АКБ. Но само число невелико,
поэтому длительное включение дополнительных мощных потребителей,
например обогревателя заднего стекла (10,8 А), может привести к разряду
батареи.
Если результат меньше ноля, АКБ будет отдавать электричество, и при
длительном стоянии в пробках разряд может быть значительным. Поэтому
желательно пользоваться необходимым минимумом потребителей.
Движение по загородной трассе зимней ночью. Это режим максимальной электрической нагрузки, когда учитывают работу всех потребителей, включенных на полную мощность.
К перечисленным электроприборам добавляются очиститель (на второй
скорости) и омыватель ветрового стекла, дальний свет и его контрольная
лампа. Система отопления и аудиосистема работают в режиме полной
мощности.
Суммарный ток нагрузки — 43,41 А.
Максимальный ток отдачи генератора 37.3701 по табл. 2 — 55 А.
Таблица 2. Данные генераторов некоторых отечественных легковых автомобилей
| Модель генератора |
Модель двигателя |
Модель автомобиля |
Макс. ток отдачи, А |
Ток отдачи на холостых оборотах двигателя, А |
| 26.3771 | ВАЗ-11113 | “Ока” (ВАЗ-11113) | 55 | 15
|
| 37.3701 372.3701 | ВАЗ-2103, 06 | ВАЗ-2104, 05, 06, 07,08, 09, ИЖ-2126 | 55 | 24
|
| ВАЗ-21083 | ВАЗ-2108, 09, 099 | 55 | 24
|
| 9402.3701 | ВАЗ-2111 | ВАЗ-2108, 09, 14, 15 ВАЗ-2110, 11 | 80 | 36
|
| ВАЗ-2112 | ВАЗ-2110, 11, 12 | 80 | 36
|
| 371.3701 | ВАЗ-21213, 2130 | ВАЗ-21213, 2120 | 55 | 24
|
| 9412.3701 | ВАЗ-21214 | ВАЗ-21214, 2120 | 80 | 34
|
1631.3701
192.3771 | ЗМЗ-402.10 | ГАЗ-31029,3102, 3110 | 65 | 23
|
9422.3701
2502.3771 | ЗМЗ-4062 | ГАЗ-31029,3102, 3110 | 72 | 41
|
584.3701
6671.3701 | УЗАМ-331 | ИЖ-2126 | 52 | 5
|
Редакция благодарит администрацию и специалистов ОАО
“Завод им. Тарасова”, ООО “ПРАМО” и ОАО “АТЭ-1” за предоставленную
информацию по токоскоростным характеристикам генераторов.
Разница максимального тока отдачи генератора и суммарного тока нагрузки, умноженного на 1,153, то есть 55–(43,41 x 1,15) = 5,08 А.
Результат больше ноля значит, что мощности генератора хватит для обеспечения всего электрооборудования*.
В противоположном случае — мощность недостаточна. Тогда желательно не
включать надолго мощные потребители. Иначе они будут постоянно
разряжать аккумулятор.
При желании расчеты для своего автомобиля можно провести
самостоятельно, дополнив или сократив перечень включенных потребителей,
а также подставив значения для генератора, установленного на двигателе.
Рекомендации
Если происходит постоянный разряд батареи, а
электрооборудование исправно и ремень привода генератора натянут
нормально — скорее всего нарушен баланс электроэнергии. Чтобы
предотвратить или хотя бы уменьшить разряд батареи, следует:
- использовать необходимый минимум электроприборов. Зимой в городских пробках отключать обогрев стекол и зеркал, сидений и т. п.;
- увеличить обороты холостого хода карбюраторного двигателя — возрастет ток отдачи генератора;
- чаще
двигаться на низших передачах, чтобы двигатель и, соответственно,
генератор работали на высоких оборотах, что также увеличит ток отдачи.
Желательно включать как можно меньше потребителей в случаях:
- если стрелка штатного вольтметра в комбинации приборов долго показывает низкое напряжение;
- при стоянии вечером в городской пробке прибавление оборотов двигателя ощутимо увеличивает яркость фар.
Перед оснащением машины нештатными или дополнительными устройствами,
потребляющими электроэнергию, целесообразно посоветоваться со
специалистами (например, на фирменной сервисной станции), опросить
знакомых владельцев автомобилей той же модели или приблизительно
оценить работу электрооборудования (см. пример).
Если опытные люди подтверждают возможность нарушение баланса или
результат вычислений оказался отрицательным, лучше воздержаться от
задуманного.
Благодарим за помощь в подготовке материала кандидата
технических наук А.И. Фещенко, доцента кафедры электротехники и
электрооборудования МАДИ (ГТУ).
1 Точнее количеством электричества, которое равно произведению силы тока на время. Измеряется в Ампер-часах (А·ч).
2 Электронная система управления двигателем.
3 Коэффициент, учитывающий особенности данного режима движения.
|
