Система зарядки аккумулятора – Как работает система зарядки автомобиля

Содержание

Как работает система зарядки автомобиля

Для работы зажигания и другого электрооборудования автомобиля требуются большие объемы электроэнергии.

Если бы для питания использовалась обычная батарея, она бы быстро разрядилась. Именно поэтому в автомобилях используются аккумуляторные батареи и системы зарядки, которые их поддерживают.

Батарея состоит из пар свинцовых пластин, погруженных в смесь серной кислоты и дистиллированной воды.

Некоторые из пластин соединены с зажимами. При подаче тока в батарее возникает химическая реакция, в ходе которой на пластинах образуется свинцовый осадок.

Когда батарея отдает заряд, происходит обратный процесс: свинцовый осадок растворяется, и в ходе реакции образуется электрический ток.

В генераторе находится ротор с ременным приводом, который при подаче тока выполняет роль электромагнита. При вращении ротора сила тока в обмотке статора увеличивается.

В современных автомобилях батареи заряжаются от генератора, в старых моделях в качестве зарядного устройства используется динамо-машина. Генератор или динамо-машина работают от ременного привода и получают энергию от двигателя.

Генератор состоит из неподвижной обмотки (статора) и ротора, который вращается внутри нее.

Ротор представляет собой электромагнит, принимающий ток через контактные щетки из углеволокна и вращающиеся металлические кольца.

Вращение магнита в обмотке статора создает сильный ток за пределами этой обмотки.

Получаемый таким образом ток считается переменным, т.к. его направление меняется с каждым поворотом ротора. Для получения постоянного (одностороннего) тока переменный ток необходимо выпрямлять.

Динамо-машина производит постоянный ток, однако его сила ниже, особенно при небольшой частоте оборотов двигателя. Кроме того, такое устройство весит больше, чем генератор.

Если батарея не заряжается (например, потому, что был отключен двигатель), на приборной панели светится лампа аварийной сигнализации.

В некоторых автомобилях предусмотрен амперметр, показывающий силу генерируемого тока, или индикатор состояния батареи, показывающий текущий уровень заряда.

Как работает генератор

Как течет ток в генераторе

При движении магнита через замкнутый контур в обмотке образуется электрический ток. Представим себе виток катушки с магнитом внутри.

Северный полюс магнита направлен к верхней части витка, южный полюс — к нижней. При движении магнита в каждом витке возникает односторонний ток.

При отдалении магнита ток исчезает и появляется, когда южный полюс достигает нижней части витка, а северный — верхней.

При этом ток течет в обратном направлении.

В генераторе автомобиля электромагнит используется для усиления тока.

Как работает динамо-машина

Электромагнит динамо-машины представляет собой обмотку возбуждения, ток генерируется при вращении сердечника.

Магниты динамо-машины, также именуемые обмоткой возбуждения, неподвижны. Ток возникает в сердечнике, который представляет собой обмотанный проволокой вал, вращающийся в обмотке возбуждения.

однако в первом случае ток передается на коллектор — металлическое кольцо, разделенное на сегменты, которые попарно соприкасаются с контактными щетками с пружинными направляющими.

При повороте сердечника направление тока меняется, и щетки меняют свое местоположение, соприкасаясь с другой парой сегментов. Эта пара направляет ток в противоположную сторону, и он всегда течет в одном и том же направлении.

Подача тока на батарею

Ток, получаемый с помощью генератора, выпрямляется с помощью нескольких диодов, пропускающих его только в одном направлении.

Для зарядки батареи требуется определенное напряжение.

Генератор снабжен управляющим элементом на транзисторах. Этот элемент управляет напряжением, увеличивая или уменьшая силу тока по требованию.

Выпрямитель и реостат, как правило, находятся в крышке корпуса генератора, но в некоторых генераторах они крепятся к корпусу снаружи.

Динамо-машине не требуется выпрямитель. Она снабжена регулятором напряжения, который содержится в отдельном корпусе с несколькими переключателями.

Один из переключателей контролирует уровень напряжения путем временного отключения тока в обмотке возбуждения.

Второй переключатель перекрывает избыточный ток, не давая ему повредить батарею.

Третий переключатель предотвращает разрядку батареи, когда динамо-машина работает с недостаточной мощностью.

17koles.ru

Система зарядки автомобиля. Проблемы и решения

Система зарядки автомобиля должна справляться с нагрузками при различных условиях. Задачу определения необходимой выходной мощности осложняют реальные условия эксплуатации.

Один вариант — дорожная пробка холодной ночью под дождем. Возможны длительные периоды, когда двигатель едва крутится, но требуется использовать почти все электрооборудование. Другой вариант — автомобиль припаркован морозной ночью на открытом месте. Двигатель запущен, включена вентиляция салона, обогреватели сидений, заднего стекла (выключаются автоматически приблизительно через 15 минут работы). Несколько минут уходит на прогрев салона и стекол. Затем включаются фары и дворники, и автомобиль полчаса движется в плотном потоке.

Были проведены испытания и моделирование для упомянутых и других вариантов. В конце первого сценария заряд батареи будет приблизительно на 35% меньше первоначального уровня, во втором случае заряд будет еще на 10% меньше. Эти ситуации — худшие сценарии из всех случаев, но, тем не менее, возможные. Если описанные ситуации повторялись бы без других поездок между ними, то батарея очень скоро сказалась неспособной запустить двигатель. Объединение этих режимов с постоянно растущей потребностью в росте мощности генератора делает эту проблему трудноразрешимой. Поскольку блок управления двигателем с оперативной памятью и сигнальными системами потребляют энергию во время стоянки, все более важно гарантировать, что батарея останется полностью заряженной.

Есть много возможных решений, которые могут гарантировать, что батарея останется всегда в состоянии, близком к полному заряду. Чтобы «проглатывать» изменения в электрических нагрузках и эксплуатационных режимах, можно использовать батарею большей емкости, однако физические размеры батареи обуславливают некоторый предел. На рисунке графически представлены пять вариантов модернизации системы электропитания:

  • установка более мощного генератора переменного тока;
  • работа системы управления мощностью;
  • двухступенчатый механизм привода от двигателя или увеличенная скорость генератора переменного тока;
  • увеличенная скорость холостого хода двигателя;
  • системы с удвоенным напряжением литания.

Рис. Различные методы зарядки в условиях зимней эксплуатации

Каждый из перечисленных пяти методов имеет свои «плюсы» и «минусы», которые не в последнюю очередь обусловлены техническими и экономическими факторами. Что касается автопроизводителей, я бы предсказал, что будущее за комбинацией мощного генератора переменного тока, имеющего высокую скорость вращения с повышенным (или даже удаленным) напряжением. Вероятно, такое решение было бы самым эффективным по затратам и в то же время технически выполнимым. Обсудим каждое из предложений более подробно.

Самое простое решение для получения большей мощности — более мощный генератор, и это, по сути, единственный доступный способ усовершенствовать систему зарядки после покупки автомобиля. Нужно помнить, однако, что мощность, поставляемая генератором переменного тока, берется не из воздуха. Для каждого ватта электроэнергии, произведенной генератором переменного тока, у двигателя будут взяты полтора-два ватта энергии (из-за неидеального процесса преобразования). Увеличение мощности генератора переменного тока будет также влиять на размер приводного ремня от двигателя, связанных шкивов и натяжных приспособлений.

Поскольку электронные компоненты становятся все дешевле, интеллектуальная система управления мощностью может стать финансово привлекательной как никогда раньше.

Эта система позволяет, например, выключать фары и противотуманные фары, когда транспортное средство не движется. Такая система может оказаться дешевле, чем генератор переменного тока повышенной мощности. На рисунке показан принцип действия такой системы. Сигнал датчика скорости через электронные схемы обработки активирует различные реле, отключающие освещение. Для исключительных случаев предусмотрен выключатель, блокирующий работу системы.

Рис. Принцип действия системы управления потреблением мощности

Некоторые преимущества обещает применение двухскоростной передачи, которая использует отношение 5:1 для скоростей двигателя до 1200 об/ мин и обычное отношение 2,5:1 при более высоких скоростях. Однако это заметно усложняет конструкцию привода, в настоящее время такие разработки находятся на стадии опытных образцов. Впрочем, благодаря совершенствованию конструкции современные генераторы способны работать при скоростях до 20000 об/мин. Если предположить максимальные обороты двигателя приблизительно 6000 об/мин, то можно использовать отношение шкивов привода 3,3:1. Это позволит генератору переменного тока вращаться со скоростью порядка 2300 об/мин даже с двигателем, работающим на холостом ходу (700 об/мин).

Увеличение скорости холостого хода двигателя, возможно, окажется непрактичным ввиду увеличения расхода топлива и роста выбросов. Тем не менее, этот выбор может быть оптимальным для дизельных транспортных средств. Некоторые существующие системы управления двигателем получают сигнал от генератора переменного тока, когда требования к мощности системы зарядки слишком велики, и увеличивают обороты холостого хода, чтобы и предотвратить остановку двигателя, и увеличить выходную мощность генератора. На рисунке показана схема соединений для этого случая.

Рис. Схема соединений, обеспечивающая связь системы управления двигателем с генератором переменного тока для контроля холостого хода

Серьезные исследования выполняются в настоящее время по проблемам использования электрических систем с удвоенным напряжением питания. Давно известно, что 24-вольтовые системы выгоднее для больших транспортных средств — в основном из-за больших длин используемых проводов. Удвойте напряжение — и та же самая мощность может быть передана при токе половинной величины (ватты = вольты * амперы). Уменьшение тока приведет к уменьшению падения напряжения в длинном кабеле. Разводка кабельных жгутов, используемых на легковых автомобилях, становится все более и более тяжелой и трудоемкой. Если бы использовалось более высокое напряжение питания, то поперечной сечение индивидуальных кабелей без особых проблем можно было бы уменьшить вдвое. Поскольку электрооборудование тяжелых транспортных средств уже давно работает при напряжении 24 В, большинство компонентов (лампы и т.д.) уже имеются в наличии, и это довод в пользу изменения стратегии изготовителей транспортных средств. Идет дискуссия по поводу применения техники, использующей три шины с напряжениями -12, 0, +12 В. Нагрузка большой мощности может быть подключена между шинами -12 и. -12 (24 В), а нагрузки, которые должны получать 12 В, могут быть равномерно распределены между шинами питания -12,0 и 0, +12. Общая схема такой сети изображена на рисунке. Отметим, однако, что изготовление некоторых ламп (таких как мощные лампы в передних фарах) может стать при этом проблемой, потому что при таком напряжении питания спираль должна быть очень тонкой. Некоторые коммерческие транспортные средства с напряжением бортовой сети 24 В используют фары с питанием 12 В именно по этой причине.

Рис. Схема с двойной шиной электросигнала

ustroistvo-avtomobilya.ru

Системы запуска и зарядки автомобиля. Контроль

18.04.2016,
Просмотров: 1478

Системы запуска и зарядки автомобиля. Контроль неисправностей, ремонт.
Системы запуска и зарядки автомобиля – наиболее консервативные с точки зрения схемотехнического исполнения узлы автомобиля. Принцип работы стартера и генератора для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания остается неизменным вот уже полвека.

Система запуска двигателя

Основной элемент системы запуска – стартер. С неисправностью стартера встречался практически каждый автолюбитель. Так как во время запуска двигателя внутреннего сгорания требуется большой крутящий момент, для обеспечения необходимой мощности на валу стартера через электропривод протекает ток не менее 100 Ампер (а в дизельных автомобилях и более). Нетрудно подсчитать — мощность электропривода составляет более 1000 Ватт, как у утюга. Разумеется, при таких больших токах возможно обугливание электропроводки, особенно в плохо зажатых соединениях. Типовая электрическая схема стартера изображена на рис.1

На стартере обычно расположены три клеммы: клемма 1 – сильнотоковая клемма от аккумулятора, часто через нее идет подключение к генератору. Клемма 2 – сигнальная клемма управления включения стартера на запуск. Клемма 3 – плюсовой вывод электропривода (в некоторых моделях отсутствует, это усложняет поиск неисправностей стартера). В качестве минусовой клеммы используется металлический корпус стартера. Принцип действия стартера прост. На управляющую клемму стартера приходит напряжение +12 В. Срабатывает электромагнитный клапан Кл, который выполняет две функции. Он тянет вилку бендикса (муфта опережения), который вводит в зацепление вал электропривода с маховиком двигателя. Одновременно замыкает пятак включения электропривода М. Такое техническое решение придумано более 70 лет назад и оказалось настолько удачным, что дожило до наших дней.

Стартер, особенно в зимнее время, подвергается ужасным нагрузкам, поэтому система запуска часто отказывает. Здесь возможны следующие варианты:

  • Во время поворота ключа зажигания в крайнее положение (на запуск) слышен сильный щелчок из области стартера, но электропривод не крутится (нет бжик-бжик двигателя). Возможно, просто не хватает напряжения аккумулятора для срабатывания пятака (пятак в простонародии круглый медный контакт, который замыкает цепь электропривода). Иногда напряжение меньше семи вольт во время запуска и не хватает энергии для прокрутки двигателя. Достаточно измерить напряжение на аккумуляторе в момент запуска, и если меньше 9 вольт, искать донора на прикуривание.
  • Во время поворота ключа зажигания на запуск не слышно ничего. Здесь вариантов больше. Во-первых, надо сперва проверить напряжение на аккумуляторе. Второе, попробовать добраться до тонкого провода на стартере (управляющего). Можно на него подать с плюсовой клеммы аккумулятора напряжение, При исправном стартере двигатель запустится. ТОЛЬКО – снимайте с передачи!!! В-третьих, если по-прежнему ничего не слышно, а ехать хочется, можно постучать чем-то металлическим по стартеру, но не сильно. Возможно, залипли щетки электропривода, и не срабатывает электромагнитный клапан. Щетки потом придется менять.
  • Более худший вариант, когда во время поворота ключа на зажигание слышен посторонний механический шум. Вероятнее всего, полетела вилка, в современных автомобилях она сделана из композиционных сплавов, например жигулевская, рис.2


    Если механический шум не прекращается после запуска двигателя, возможно, разрушена шестеренка сцепления с маховиком. Бендикс подлежит замене.

    • Отказ системы запуска часто не связан с неисправностью стартера. Необходимо проверить реле стартера (в некоторых автомобилях его нет). Контроль реле проще всего выполняется установкой перемычки силовых контактов реле. Следующий этап – проверка контактной группы замка зажигания. По этому вопросу можно получить консультацию у угонщиков автотранспорта, на крайний случай воспользоваться электросхемой. В новых автомобилях обычная прозвонка контактной группы может не помочь, например в VW контакты замка выполнены из металлизированной резины подобно пультам дистанционного управления. Запуск двигателя может не производиться, если некорректно работает рычаг АКПП (сигнал запуска стартера блокируется блоком управления трансмиссией). Наконец, в некоторых марках автомобилей система может блокироваться иммобилайзером. Особенно часто это случается в сильные морозы, при отключении аккумулятора. Тогда без помощи специалиста точно не обойтись.

    Система зарядки аккумулятора

    Основной узел системы зарядки – генератор. Практически все генераторы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания выполнены по приведенной на рис.3 схеме.


    Генератор состоит из возбуждающей обмотки и обмоток статора, выполненных по трехфазной схеме. Переменный сигнал выпрямляется мощными диодами и поступает по клемме В+ на зарядку аккумулятора. Напряжение регулируется током возбуждающей обмотки G посредством реле-регулятора (часто его называют таблеткой или шоколадкой из-за геометрического сходства). На генератор обычно приходит три провода (В+ силовой провод на аккумулятор, 1 — сигнал на контрольную лампу приборной панели, 2 – шина 15 с замка зажигания). Иногда сигнал на тахометр также снимается с генератора.

    Неисправность системы зарядки, как правило, контролируют по лампочке на приборной панели, однако хотя бы раз в полгода не мешает проверять напряжение на аккумуляторе на заведенном двигателе. Первой ласточкой неисправности может служить изменение яркости осветительных приборов при различных оборотах двигателя.

    Что может выйти из строя в системе зарядки аккумулятора?

    1. Самое страшное для генератора – переполюсовка аккумулятора (плюс с минусом довольно часто путают при замене или зарядке аккумулятора). В таких случаях в 100% выгорают мощные диоды, всю «подкову» лучше поменять.
    2. Следите за натяжением ремня генератора. При недостаточной натяжке (провисание на длинном прогоне ремня при зажатии пальцами более 1 см) ремень будет пищать, проскальзывать, греться, разрушаться. Но и чрезмерное зажатие ремня (менее 0,5 см) приведет к раннему износу втулок генератора. Сейчас их часто делают не из бронзы, а из пластмассы.
    3. Если генератор излишне греется, возможна закоротка обмоток статора или ротора. Генератор имеет много «дырок», куда может попасть грязь, мусор, мелкие детали.
    4. Исправность реле-регулятора нетрудно проверить. Для этого его снимают с генератора. Обычно он закреплен двумя-тремя винтами. Проверяют износ щеток. Затем к щеткам подключают контрольную лампочку. Можно использовать салонную осветительную лампу. Клемму + подключают к + аккумулятора, корпус реле-регулятора – к минусу АКБ. Лампа должна светиться.

    В некоторых автомобилях, очень часто американского и японского производства, в разрыв токовых цепей (+аккумулятор – стартер – генератор) включены плавкие вставки на случай форс-мажора. Если автомобиль попадает в аварию либо коротит проводку, они обесточивают эти цепи. Внешне определить, где произошел разрыв цепи, сложно, надо проверять мультиметром. На работу системы запуска и зарядки может влиять качество заземления аккумулятора, т.е. цепи минус аккумулятора – кузов автомобиля – масса двигателя. Опытные автоэлектрики часто начинают осмотр автомобиля именно с этой цепи.

autoburum.com

Принципы построения системы зарядки | Аккумулятор, генератор, стартер

Основные принципы

На рисунке показана система зарядки транспортного средства в виде трех узлов:

  • генератора переменного тока
  • аккумуляторной батареи
  • нагрузок транспортного средства

Рис. Система зарядки автомобиля

Когда напряжение электрогенератора меньше, чем напряжение батареи (двигатель работает на малых оборотах или не работает), направление тока — от батареи к потребителям транспортного средства. Диоды генератора «не пускают» ток внутрь генератора. Когда напряжение генератора больше, чем напряжение батареи, ток будет течь от генератора переменного тока к потребителям транспортного средства и к батарее.

Из этого простого примера ясно, что выходное напряжение электрогенератора должно быть больше напряжения батареи всегда, когда двигатель работает. Напряжение в цепи является важной величиной, которая зависит от множества факторов.

Напряжения зарядки

Главный вопрос при выборе напряжения зарядки — напряжение на клеммах батареи, когда она полностью заряжена. Если напряжение системы зарядки настроено на эту величину, тогда нет и не может быть никакого риска перезаряда батареи. Это известно как метод зарядки при постоянном напряжении. Цифра 14,2 ± 0,2 В принята как напряжение зарядки для 12-вольтовых систем. Грузовики, как правило, используют две последовательно соединенные батареи при номинальном напряжении 24 В, поэтому принятое напряжение зарядки удваивается. Это стандартное напряжение питания для всех потребителей транспортного средства.

Другие ситуации, которые следует учитывать при определении напряжения зарядки — любые ожидаемые падения напряжения в кабельных цепях системы зарядки, рабочая температура системы и состояние батареи. Падения напряжения должны быть сведены к минимуму, но важно отметить, что напряжение на выходе генератора переменного тока может быть немного выше приложенного к батарее.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система зарядки — общая информация и меры предосторожности

Система зарядки включает в себя генератор, встроенный регулятор напряжения, индикатор аварийной зарядки аккумулятора, сам аккумулятор, плавкий предохранитель и проводку, соединяющую эти компоненты. Система предназначена для поддержания полного заряда аккумулятора и снабжения электроэнергией всех потребителей. Привод генератора осуществляется ремнем.

Регулятор напряжения предназначен поддерживать напряжение генератора в заданных пределах. Он предотвращает скачки напряжения, перегрузку цепей и т. п. при пиковых значениях напряжения нагрузки.

Обычно система зарядки не требует какого-либо регулярного обслуживания, однако следует проводить регулярные проверки состояния приводного ремня, аккумулятора, проводки в соответствии с графиком, приведенным в главе 1А или 1 Б.

Индикатор аварийной зарядки аккумулятора, установленный на панели приборов, зажигается при повороте ключа зажигания в положение ON и должен погаснуть тотчас после запуска двигателя. Если после запуска двигателя индикатор не гаснет, значит, в системе зарядки есть неисправность. На некоторых моделях установлены также и вольтметры. Если вольтметр показывает ненормальна высокое или низкое напряжение, систему зарядки следует проверить (см. параграф 11).

Производя любые подключения к сети автомобиля, помните следующее:

а) Подключая генератор, соблюдайте полярность выводов.

б) Перед производством электродуговой сварки на автомобиле отключайте проводку от генератора и аккумулятора.

в) Никогда не запускайте двигатель с подключенным внешним зарядным устройством.

г) При использовании внешнего зарядного устройства всегда отключайте от аккумулятора оба провода.

д) При работающем двигателе будьте внимательны: не допускайте попадания под вращающийся ремень генератора свисающей одежды, рук, волос.

е) Поскольку генератор напрямую подключен к аккумулятору, при их неосторожном замыкании или перегрузке может быть вызвана электрическая дуга или воспламенение, приводящие к пожару.

avto-remont-toyota.ru

Зарядка Автомобильного Аккумулятора, Схема Импульсного Зарядного Устройства, Какое Напряжение, Цикл Зу, Сколько Часов, Батарейки и Лампочки

Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.
Обращаться на почту [email protected]

В процессе эксплуатации автомобиля может возникнуть необходимость самостоятельно восполнить запас энергии. В этом случае, зарядка аккумулятора станет крайне важна и следует знать, как правильно провести такую операцию.

Зарядное устройство

Регулярность зарядки

Процесс подзарядки аккумулятора в автомобиле выполняет генератор и обычно этого достаточно для поддержания работоспособности батареи. Для снижения риска интенсивного выделения газов в акб устанавливается защитное реле ограничивающее напряжение до 14,1 В. Такие требования безопасности не позволят осуществить полный цикл зарядки, для которого необходимы показатели тока 14.5 В. Интенсивное использование кондиционера и других устройств, требующих большое количество электроэнергии способно истощить батарею. Для её восстановления потребуется зарядка аккумулятора автомобиля, которую легко провести самостоятельно.

Исправный аккумулятор обычно не вызывает проблем при положительной температуре воздуха. Для обеспечения запуска двигателя и функционирования приборов будет достаточно половины ресурсов такого устройства. Работа акб в зимнее время более осложнена, и отрицательные температуры способны снизить в два раза показатели ёмкости батареи. Наступление холодов также требует высоких пусковых токов, так как густеет моторное масло и необходимо больше энергии для включения двигателя. В качестве экстренной меры можно использовать провода от прикуривателя другой машины, но это не избавит от необходимости полностью зарядить автомобильный аккумулятор.

Интенсивная нагрузка на аккумулятор приводит к тому, что генератор не успевает компенсировать электроэнергию. Такая ситуация является стандартной, и отрицательная температура окружающей среды требует повышенного внимания к батарее. Оптимальным решением будет ежегодная зарядка аккумулятора автомобиля, которую следует проводить до наступления морозов.

Проверка заряда АКБ

Оценка уровня заряда аккумулятора может помочь в спорных ситуациях и определить необходимость проведения полного цикла зарядки. Стационарное измерение напряжения следует проводить не менее чем через 6 часов после отсоединения батареи от системы автомобиля или пуско-зарядного устройства. Существует несколько методов для определения таких показателей, имеющих некоторую погрешность в точности.

Подзарядка аккумулятора без демонтажа

  • Снятие показателей напряжения на выходах акб предоставляет относительную оценку состояния батареи. Для получения таких данных можно воспользоваться мультиметром и сравнить показатели напряжения с соответствующей им ёмкостью;
    Соотношение напряжения к остаточному заряду
    Напряжение на клеммах аккумулятора (B) 12,8 12,6 12,2 12,0 < 11,8
    Уровень заряда аккумулятора (%) 100 75 50 25 Разрядка
  • Измерение напряжения под нагрузкой не требует длительного отстоя аккумулятора. Для таких изысканий используют вольтметр и нагрузочные вилки с подключенным сопротивлением в 0,018-0,020 Ом. После подключения устройства к клемам акб выдерживается пауза в 5 секунд, и снимаются показания. Данные, полученные с помощью вольтметра и нагрузочной вилки необходимо сравнить с таблицей, позволяющей определить состояние батареи;
    Соотношение напряжения к остаточному заряду
    Напряжение на клеммах аккумулятора (B) 10,5 9,9 9,3 8,7 < 8,18
    Уровень заряда аккумулятора (%) 100 75 50 25 Разрядка
  • Для обслуживаемых аккумуляторов проверку можно выполнить с помощью замера плотности электролита. Для таких целей используется ареометр, который легко приобрести на авторынке или в магазине. Проведённые замеры, следует сопоставить с таблицей, которая покажет степень заряда батареи;Уровень зарядки аккумулятора в зависимости от погодных условий
  • Получение данных состояния батареи во время запуска двигателя. Такая методика требует исправного стартера и заключается в измерении напряжения во время пуска силовой установки. При условии, что автомобиль оснащён исправным стартером, напряжение не должно быть ниже 9,5 вольт. Меньшие показатели будут свидетельствовать о необходимости зарядки или неисправности стартера;
  • Без снятия батареи можно выполнить замеры путём создания нагрузки с помощью включения габаритов и дальнего света. Учитывая, что лампы автомобиля имеют мощность в 50 Вт нагрузка должна составлять 10 ампер. При таком условии напряжение заряженного аккумулятора должно быть на уровне 11.2 вольт, а более низкие показатели свидетельствуют о необходимости провести дозарядку устройства.

Некоторые модели имеют встроенный гидрометрический индикатор зарядки аккумулятора, позволяющий без использования специальных устройств определить состояние акб. Зелёный глазок такого прибора свидетельствует о зарядке не менее 60%, а чёрный индикатор сигнализирует о небольшом запасе энергии, и зарядка аккумулятора автомобиля будет необходима. Кроме показателей степени заряда такой датчик может принять светлый оттенок, что означает недостачу  дистиллированной воды.

Виды зарядных устройств

Для достижения полной зарядки аккумуляторных батарей необходимо использовать специальное оборудование. Так схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора представляет собой простой преобразователь электроэнергии, обеспечивающий на выходе постоянное напряжение тока. Для большего удобства используются дополнительные датчики и специальные алгоритмы зарядки. Такие приборы могут требовать ручной настройки или работать в автоматическом режиме, самостоятельно определяя характеристики акб.

Определить, как зарядить аккумулятор способен каждый водитель, а использовать можно любое зарядное устройство, выбор которого зависит от собственных предпочтений. Первым признаком нехватки заряда может стать горящая лампочка на приборной панели, что потребует принятия более решительных мер. Полный цикл зарядки длится несколько часов и эти работы удобнее проводить в помещении. Все зарядные приборы независимо от настроек имеют обязательную защиту от неправильного подключения клем и перегрева.

Типы аккумуляторных батарей

Для автомобильных аккумуляторов используются источники тока, основанные на применении различных технологий. Если ранее были востребованны щелочные элементы, то современный рынок представлен кислотными аккумуляторами. Такая технология позволяет в качестве электролита использовать кислоту, помещённую между свинцовых пластин. Особенности этого исполнения предполагают обслуживание акб, которое заключается в доливе дистиллированной воды.

Не менее популярны и гелевые батареи, использование которых не требует обслуживания. Такая технология имеет большую стоимость, а процесс зарядки не отличается от других акб. Существуют и литий-ионные батареи,  но такие устройства не всегда имеют пусковой ток достаточной мощности, что ограничивает их применение.

Самостоятельная зарядка акб

Полная зарядка аккумулятора потребует не менее 10 часов для выполнения всех технических условий. При проведении таких операций потребуется снять аккумулятор с автомобиля и стереть с него грязь или остатки кислоты. Зарядку следует проводить в сухом помещении, обязательно соблюдая полярность электрической цепи. Для исключения появления искр следует сначала подсоединить отрицательный контакт, а затем положительный. Трансформаторное или  импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора подключается последним, после чего можно настроить параметры тока.

В обслуживаемых типах батарей следует проверить уровень электролита и обязательно открутить пробки на банках. В зависимости от типа пуско-зарядного устройства такая процедура будет требовать корректировки или выполняться в автоматическом режиме. Обычно батарею оставляют восполнять запас энергии на всю ночь, а падение стрелки тока на нулевое значение будет свидетельствовать о завершении зарядки.

Подготовка аккумулятора к зарядке

Методика зарядки батареи

Правильная зарядка аккумулятора автомобиля предполагает подачу тока недостающего батареи до заполнения 100%  её ёмкости. Для устройств, не поддерживающих автоматический режим несложно провести самостоятельную настройку параметров тока. Такие действия потребуют периодического контроля и некоторой корректировки характеристик зарядного устройства. Чтобы понять, как заряжать автомобильный аккумулятор, следует рассмотреть способы зарядки, которые могут быть:

  • На основе постоянного тока;
  • На основе постоянного напряжения.

При зарядке постоянным током следует задать силу тока, равную 10% от её ёмкости. Следовательно, для акб с ёмкостью  80А/ч потребуется сила тока в 8 ампер. Эти показатели необходимо выдерживать на протяжении всего цикла восстановления, что потребует периодической проверки и корректировки напряжения зарядки. Для обслуживаемых моделей признаком завершения первого этапа зарядки будет газообразование, а показатель тока гелевых акб должен достигнуть 14 вольт. Далее следует вдвое снизить силу тока и продолжить зарядку пока напряжение не поднимется до 15 вольт. После чего сила тока опять снижается вдвое.

Удостовериться в правильности зарядки аккумулятора автомобиля и достижения показателя в 100% не представляет сложностей. Для такого контроля в течение 2 часов отслеживаются параметры напряжения и силы тока. Их неизменное значение и будет свидетельствовать о завершении зарядки.

Если ток зарядки автомобильного аккумулятора имеет постоянное значение, то придётся определить, сколько времени необходимо для завершения таких процедур. Следует учесть, что чем меньше будет ток, тем лучше восполнится батарея. Чтобы рассчитать зарядку аккумулятора необходимо знать его ёмкость. Производители источников питания рекомендуют устанавливать силу тока в размере 0,1 от ёмкости акб. Следовательно, батарея 80А/ч будет заряжаться током в 8 ампер, а продолжительность зарядки составит стандартные 15 часов.

Зарядка демонтированного аккумулятора

Глубокий разряд аккумулятора

Невнимательность или простой автомобиля с включенными электроприборами способен привести к ситуации, в которой аккумулятор получит глубокий разряд. К сожалению, такая ошибка может повлиять на работоспособность источника питания. Восстановление батареи необходимо начинать с показателей силы тока не более 0.1, от её номинальной ёмкости. Следует использовать по возможности меньшую силу тока, увеличив время зарядки устройства до 24 часов.

Такие нормы отчасти касаются и нового аккумулятора, только зарядка акб проводится минимальными токами в течении 2-4 часов. При выполнении полного цикла восстановления будет гореть зелёный индикатор зарядки аккумулятора, а напряжение на клеммах составит 16,2 вольт.

Выбор зарядного устройства

Среди различных моделей зарядных приборов определяющим остаётся их принцип работы. Всем знакомы трансформаторные устройства, которые характеризуются большим весом и габаритами. На смену им пришили импульсные приборы, которые лишены громоздких деталей. Для гелевых батарей импульсная технология является более щадящей, хотя они хорошо работают с любым зарядным устройством.

Зарядное устройство с кабелями

При восстановлении показателей тока кислотной батареи можно заметить, как аккумулятор кипит при зарядке и такое его состояние вполне допустимо. Кипение электролита может происходить при использовании зу любого типа и является признаком работоспособности банок. Появление пузырьков газа должно быть во всех банках, что будет свидетельствовать о завершении зарядки.

Любое зарядное устройство позволяет восполнить запас электроэнергии аккумулятора независимо от его типа и мощности. Для упрощения этого процесса существуют автоматические приборы, способные точно вычислить время и эффективный метод зарядки. Такие устройства позволяют исключить все расчёты, и провести обычную или форсированную зарядку. Бережное отношение к аккумуляторной батарее и своевременная подзарядка продлят её срок службы, что позволит сосредоточиться на вождении.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

swapmotor.ru

Зарядка аккумулятора схема и принцип действия

Как происходит зарядка аккумулятора? Схема этого устройства сложна или нет, для того чтобы сделать устройство своими руками? Отличается ли принципиально зарядное устройство для автомобильного аккумулятора от того, что применяется для мобильных телефонов? На все поставленные вопросы мы попытаемся ответить далее в статье.

Общие сведения

Аккумулятор играет очень важную роль в функционировании устройств, агрегатов и механизмов, для работы которых необходимо электричество. Так, в транспортных средствах он помогает запустить двигатель машины. А в мобильных телефонах батареи позволяют нам совершать звонки.

Зарядка аккумулятора, схема и принципы работы данного устройства рассматриваются даже в школьном курсе физики. Но, увы, уже к выпуску многие эти знания успевают позабыть. Поэтому спешим напомнить, что в основу работы аккумулятора положен принцип возникновения разности напряжения (потенциалов) между двумя пластинами, которые специально погружаются в раствор электролита.

Первые батареи были медно-цинковыми. Но с того времени они существенно улучшились и модернизировались.

Как устроена аккумуляторная батарея

Единственный видимый элемент любого устройства – корпус. Он обеспечивает общность и целостность конструкции. Следует отметить, что наименование «аккумулятор» может быть полноценно применено только к одной ячейке батареи (их ещё называют банками), а том же стандартном автомобильном аккумуляторе на 12 В их всего шесть.

Возвращаемся к корпусу. К нему выдвигают жесткие требования. Так, он должен быть:

  • стойким к агрессивным химическим реагентам;
  • способным переносить значительные колебания температуры;
  • обладающим хорошими показателями вибростойкости.

Всем этим требованиям отвечает современный синтетический материал – полипропилен. Более детальные различия следует выделять только при работе с конкретными образцами.

Принцип работы

В качестве примера мы рассмотрим свинцово-кислотные батареи.

Когда есть нагрузка на клемму, то начинает происходить химическая реакция, которая сопровождается выделением электричества. Со временем батарея будет разряжаться. А как она восстанавливается? Есть ли простая схема?

Зарядка аккумулятора не является чем-то сложным. Необходимо осуществлять обратный процесс – подаётся электричество на клеммы, вновь происходят химические реакции (восстанавливается чистый свинец), которые в будущем позволят использовать аккумулятор.

Также во время зарядки происходит повышение плотности электролита. Таким образом батарея восстанавливает свои начальные свойства. Чем лучше были технология и материалы, которые применялись при изготовлении, тем больше циклов заряда/разряда может выдержать аккумулятор.

Какие электрические схемы зарядки аккумуляторов существуют

Классическое устройство делают из выпрямителя и трансформатора. Если рассматривать все те же автомобильные батареи с напряжением в 12 В, то зарядки для них обладают постоянным током примерно на 14 В.

Почему именно так? Такое напряжение необходимо для того, чтобы ток мог идти через разряженный автомобильный аккумулятор. Если он сам имеет 12 В, то устройство той же мощности ему помочь не сможет, поэтому и берут более высокие значения. Но во всём необходимо знать меру: если слишком завысить напряжение, то это пагубно скажется на сроке службы устройства.

Поэтому при желании сделать прибор своими руками, необходимо для машин искать подходящие схемы зарядки автомобильных аккумуляторов. Это же относится и к другой технике. Если необходима схема зарядки аккумулятора литий-ионного, то тут необходимо устройство на 4 В и не больше.

Процесс восстановления

Допустим, у вас есть схема зарядки аккумулятора от генератора, по которой было собрано устройство. Батарея подключается и сразу же начинается процесс восстановления. По мере его протекания будет расти внутреннее сопротивление устройства. Вместе с ним будет падать зарядный ток.

Когда напряжение приблизится к максимально возможному значению, то этот процесс вообще практически не протекает. А это свидетельствует о том, что устройство успешно зарядилось и его можно отключать.

Технологические рекомендации

Необходимо следить, чтобы ток аккумулятора составлял только 10% от его емкости. Причем не рекомендовано ни превышать этот показатель, ни уменьшать его. Так, если вы пойдёте по первому пути, то начнёт испаряться электролит, что значительно повлияет на максимальную емкость и время работы аккумулятора. На втором пути необходимые процессы не будут происходить в требуемой интенсивности, из-за чего негативные процессы продолжатся, хотя и в несколько меньшей мере.

Зарядка

Описываемое устройство можно купить или собрать своими руками. Для второго варианта нам понадобятся электрические схемы зарядки аккумуляторов. Выбор технологии, по которой она будет делаться, должен происходить зависимо от того, какие батареи являются целевыми. Понадобятся такие составляющие:

  1. Ограничитель тока (конструируется на балластных конденсаторах и трансформаторе). Чем большего показателя удастся достичь, тем значительней будет величина тока. В целом, для работы зарядки этого должно хватить. Но вот надёжность данного устройства весьма низкая. Так, если нарушить контакты или что-то перепутать, то и трансформатор, и конденсаторы выйдут из строя.
  2. Защита на случай подключения «не тех» полюсов. Для этого можно сконструировать реле. Так, условная завязка базируется на диоде. Если перепутать плюс и минус, то он не будет пропускать ток. А поскольку на нём завязано реле, то оно будет обесточенным. Причем использовать данную схему можно с устройством, в основе которого и тиристоры, и транзисторы. Подключать её необходимо в разрыв проводов, с помощью которых сама зарядка соединяется с аккумулятором.
  3. Автоматика, которой должна обладать зарядка аккумулятора. Схема в данном случае должна гарантировать, что устройство будет работать только тогда, когда в этом действительно есть потребность. Для этого с помощью резисторов меняется порог срабатывания контролирующего диода. Считается, что аккумуляторы на 12 В являются полностью, когда их напряжение находится в рамках 12,8 В. Поэтому этот показатель является желанным для данной схемы.

Заключение

Вот мы и рассмотрели, что собой представляет зарядка аккумулятора. Схема данного устройства может быть выполнена и на одной плате, но следует отметить, что это довольно сложно. Поэтому их делают многослойными.

В рамках статьи вашему вниманию были представлены различные принципиальные схемы, которые дают понять, как же, собственно, происходит зарядка аккумуляторов. Но необходимо понимать, что это только общие изображения, а более детальные, имеющие указания протекающих химических реакций, являются особенными для каждого типа батареи.

fb.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о