Акумулятор і генератор
Акумуляторна батарея і генератор
Це два головних джерела струму в автомобілі. Багато людей про них чули, проте далеко не всі знають особливості і умови роботи останніх. У багатьох з нас автомобілі радянського виробництва і, по-видимому, багато хто з нас стикався з проблемою відмови пуску двигуна при низькому рівні заряду батареї (акумуляторної, звичайно), особливо взимку. Давайте трохи ознайомимося з цими електричними приладами.
У кожного з нас в автомобілі є акумуляторна батарея (надалі буду говорити або акумулятор, або батарея, щоб кнопки на клавіатурі менше зношувалися). І багато хто з нас знають, що коли двигун не працює, то всі прилади працюють від акумулятора. Сперечатися з цим ніхто не буде.
Акумуляторна батарея
являє собою пластиковий (раніше був дерев'яний) ящик, в якому розташовані зазвичай шість банок. Вони все між собою з'єднані послідовно, ми ж з вами спостерігаємо два висновки - плюс і мінус. Є акумулятори, які потребують обслуговування - зверху відкручується кришечка, треба контролювати рівень і щільність електроліту, а є вже такі, де водіям полегшили і спростили ці процедури - закритий акумулятор. там рівень вже буде постійним.
Повернемося до більш старим. Коли є автомобіль, у нього є фари, освітлення в салоні, двигун. Як багато хто з нас бачили в старих фільмах, як водій заводив двигун вручну. Вручну здійснював колінний вал за допомогою важеля, який в народі так і називали «стартер«. Двигун, отримавши від сили водія обертання, схоплювався, заводився і в подальшому працював сам. Працює і генератор. який виробляє струм. Все добре, автомобіль працює!
Коли водій вимикає двигун автомобіля, генератор зупиняється, все електрику гасне, а якщо потрібно знову завести двигун, водієві потрібно знову вийти на вулицю і вручну обертати двигун. Звичайно, це створює великий дискомфорт для водія. Тому слід було розробити такі пристрої, які могли б самостійно провернути двигун, поставити йому таке початковий оборот, щоб він сам схопився і почав працювати від власної енергії (згоряння палива). Як це зробити? Як його прокрутити? Відповідь знайшли за допомогою електричної енергії. До нашого паливного двигуну можна приєднувати електричний двигун.
Коли нам потрібно завести ДВС. то ми подаємо ток на електричний двигун, він починає обертатися і обертати за собою бензиновий (дизельний чи, без різниці, тому надалі не буду на це звертати увагу) двигун. Обертання пішло, наш ДВС завівся, електричний двигун вимкнули і все добре. Все працює, силу водія тепер поміняє електричний двигун. Цей електричний двигун називається стартером.
Ми про нього нижче ще поговоримо, але повернемося ближче до теми. Отже, у нас є електричний двигун, його поставили з потрібною потужністю, щоб останньої вистачило на прокрутку ДВС з необхідною швидкістю, але ми не маємо чим виробляти струм стартера. Звичайно можна на кожному стовпі вішати розетки, протягнути кабель, включити вилку. Стартер від розетки отримає харчування, розкрутить наш ДВС. Потім вимкнути провід з розетки і поїхати.
Представили картину! Смішно! Вірно. Тому треба мати власну «розетку» в автомобілі. Звичайно електростанцію за собою возити трохи незручно, тому інженерам довелося шукати інші методи і засоби. Було вирішено наступне: на автомобілі мати власне джерело електричної енергії, який може її віддавати незалежно від роботи всіх інших систем машини в цілому. Тому, щоб там був цей запас енергії, останню потрібно туди «закачати». Ось це і є наш акумулятор. Це такий хімічний джерело енергії, який здатний отримувати і накопичувати в певних заходи та обсяги електричну енергію (шляхом перетворення в хімічну, але це вже ми глибоко влізаємо), а при потребі її віддати. Я не буду розповідати, що таке ККД акумулятора, що він з втратами нам менше енергії поверне, але це нам і не потрібно. Нам головне розуміти, що є акумулятор, його можна зарядити електричною енергією, а коли нам треба, її звідти брати і віддавати на стартер.
Стартер нам прокручує ДВС і ми досягаємо мети - водій завів двигун без особливих фізичних навантажень, не виходячи з автомобіля. А як бонус ми можемо цю ж електричну енергію, яку накопичили в батареї, брати і на власні потреби. Не тільки ж у нас стартер є. У нас є лампочки в салоні, магнітола тощо. І завдяки акумулятору ми стали більш незалежні від ДВС. Нам не обов'язково його заводити, щоб в салоні або кузові автомобіля включити світло.
У нас є джерело струму. який готовий нам його віддавати (в певних звичайно обсягах).
Які ж вимоги ми можемо пред'явити до акумулятора. По-перше, він не повинен бути більшим, він не повинен займати багато місце, але, при цьому, він повинен мати достатню ємність. Кількості електричної енергії, яке ми хочемо зберігати в акумуляторі, повинно вистачати на всі наші потреби. А ще важливо, щоб цієї енергії в акумуляторі вистачало на багаторазову спробу запуску двигуна. А не так, щоб у нас була одна спроба завести двигун, і, якщо він не завівся, акумулятор всю енергію віддав, розрядився, і ми потрапили.
Ні, збираючи енергії повинно вистачити на те, щоб у нас був запас шансів пуску двигуна, в межах яких можливе усунути несправність двигуна і повторно його намагатися привести до тями. Також, крім подачі струму на стартер, ми, згідно встановлених норм і правил, повинні сигналізувати автомобіль.
Якщо у нас бензиновий двигун зупинився з якоїсь причини, акумулятор здатний забезпечувати нас енергією так, щоб у нас під час ремонту вистачило її на горіння ламп габаритів і аварійної сигналізації, за умови, що цього запасу вистачить до кінця ремонту, і цей запас зможе зрушити з місця стартер з ДВС.
Звичайно, є пряма залежність розміру акумулятора від його ємності, тому інженерами, в залежності від марки автомобіля, були обрані і встановлені акумулятори певних розмірів і певної ємності.
А ось тепер уявімо собі, що ми зупинилися на трасі. Нехай двигун вимагає невеликого ремонту. Ми включили лампи аварійної сигналізації, ремонтувалися протягом години. За цей час шість ламп постійно підключалися до акумулятора, розряджали його, сигналізуючи іншим водіям, що ми зламані. Протягом години акумулятор розряджався. віддавав свою енергію на ці лампи. А тепер ми сіли і заводимо ДВС. І тепер акумулятор починає віддавати струм ще і стартеру.
Бензиновий двигун провернути досить важко, тому що стартер сам по собі досить потужний двигун. Під час запуску двигуна він забирає дуже велика кількість енергії у акумулятора. Ми виявилися хороші майстри і двигун завівся. Але щось ми забули. А забули ми про те, що акумулятор накопичує струм, який ми даємо йому, а потім віддає.
Звичайно, можна два - три дні знімати акумулятор з автомобіля, підключати його до розетки, заряджати і знову ставити в автомобіль. Але це ж не зручно. Значить нам треба мати власні кошти на автомобілі, які могли б нам заряджати батарею. Саме тому, в автомобілі стоїть електричний генератор і обертається він від бензинового двигуна. Тобто коли ми завели двигун внутрішнього згоряння, відразу разом з ним обертатися нове джерело струму.
Ми більше не повинні замислюватися про кількість електрики в автомобілі, адже у нас працює потужний бензиновий двигун, серце автомобіля. Це серце повинно забезпечувати нам надійний світло фар, світло салону, роботу електричних систем автомобіля тощо. Саме тому інженерами були обрані генератори таких потужностей. які могли б поставляти нам енергію на підзарядку акумулятора та живлення інших електричних споживачів автомобіля.
Спочатку ми забрали у акумулятора енергію на пуск ДВС, тепер ми її повертаємо назад акумулятора - ми готуємо його до наступного пуску двигуна, накопичуємо в ньому енергію. І за все це відповідає генератор автомобіля. Отже, ми з вами більш-менш ознайомилися з цими вищевказаними приладами і більш-менш розуміємо, навіщо вони потрібні в автомобілі. Звичайно вище я вказував ідеальні випадки. У житті ж так буває, що акумулятори вже старі і слабкі, вони вже не здатні накопичувати багато енергії. Тоді водій не може завести двигун, не вистачає енергії. Попит на комфорт в автомобілях зростає, з'являється все більше і більше електроніки. При робочому ДВС бувають випадки, коли генератор автомобіля не здатний заряджати акумулятор - у нього не вистачає енергії.
Батарея продовжує розряджатися, ми не можемо її в повній мірі підготувати до наступного запуску. Тому наступний запуск зробити важче, а наступний може і зовсім зійти нанівець. Влітку акумулятор досить невибагливий прилад, а взимку він противне пристрій, який ні розряджатися, ні особливо заряджатися не хоче. Саме тому в експлуатації автомобілів, через незнання цих систем, водії стикаються з найнеприємнішим: автомобіль не завівся, як завжди, саме тоді, коли він потрібен. У акумулятора не вистачило потужності.
Повернемося до акумулятора.
Як я вже говорив, влітку ця невибаглива пристрій. Коли на його клемах підвищується напруга від стороннього джерела (генератора автомобіля або зарядного пристрою), він активно починає заряджатися. Коли ми підключаємо наш найпотужніший споживач енергії - стартер, акумулятор з радістю і готовністю дає нам енергію. Та й двигун влітку ані холодний, масло не в'язке і немає необхідності в такій потужності на його запуск, як взимку, коли все примерзло і заважає обертатися.
При низькій температурі хімічна реакція в акумуляторі проходить повільно, тому він не хоче нам давати енергію інтенсивно. Фари, лампи горять, а ось стартер, який вимагає великого струму на себе, вже «голодує». До акумуляторів і стартерів висуваються підвищені вимоги для безвідмовної роботи в поганих умовах. Акумулятор при низьких температурах все ще повинен бути здатний дати якусь кількість енергії, а у стартера від цього обмеженої кількості енергії повинно вистачити сили зрушити з місця замерзлий двигун.
Двигун завівся, генератор почав виробляти струм і давати його на зарядку акумулятора. Повільність хімічної енергії дає про себе знати, акумулятор дуже неохоче заряджається, збирає дуже повільно в собі ток. Влітку нам вистачило б 15 хвилин проїхатися до роботи і батарея була б заряджена, а ось взимку (ще за умови постійного включення печі опалення, обігріву вікон, фар і тому подібного) акумулятор не накопичує в собі стільки енергії, щоб вистачило до наступного пуску.
При морозах перед пуском двигуна рекомендується акумулятор «прогріти». Увімкніть на хвилинку габаритні вогні. Лампи габаритів почнуть брати на себе електричну енергію, хімічна енергія в акумуляторі піде більш інтенсивно на вироблення струму цим лампам, і акумулятор трохи прогріється. Зробіть все можливе, щоб двигун завівся з перших прокручувань стартером, наприклад підкачайте бензин механічним насосом до карбюратора.
Що таке генератор?
Зазвичай не рекомендується після пуску включати споживачі, наприклад обігрів скла і дзеркал тощо. Але я вважаю, що це абсурд, тому що ми прогріваємо двигун на підвищених обертах, на яких енергії генератора завжди вистачає на все. Тому з прогріванням двигуна на підвищених обертах чому б не прогріти вікна і дзеркала. А ось коли двигун прогріється і працює на штатному холостому ході, потужності генератора може не вистачати. Багато людей вважають, що якщо на приборке не горить червона лампочка акумулятора, то він заряджається. Це не так. Лампочка горить тільки тоді, коли генератор не дає в мережу струм. Однак на холостому ході двигуна генератор ток буде давати, але на все споживачі цього струму може не вистачити, і лампа не загориться. Однак і кількість, якої не вистачає, забирається від акумулятора - він йде в розрядку.
Справа в тому, що кількість струму, яке виробляє генератор. залежить від оборотів. Чим більше частота обертів двигуна, тим більше обертів ротора генератора і енергія, яку він дає. При їзді на передачах обертів двигуна, як правило, високі і генератор в повній мірі живить всі споживачі, заряджаючи батарею. А ось на холостому ході двигуна обороти мінімальні, тому і виробляє наш генератор мінімальну кількість енергії. І якщо ви включили піч, фари, обігрів, то цієї енергії не вистачає, акумулятор розряджається, а ви про це можете і не знати. І порахуйте скільки часу ви стоїте в пробках, світлофорах, проводячи час на холостому ході - весь цей час батарея розряджається. Тому відключайте непотрібні споживачі. Нагрілися вікна - вимкніть обігрів. Багато споживають фари і протитуманні вогні, а вранці завестися ви вже не зможете. Вимикайте, залиште щось одне.
Тому рекомендується підвищити обороти холостого ходу при настанні зими. Рекомендується перевірити, яка напруга дає ваш генератор. Взимку напруга бажано мати вище, ніж влітку. Підключіть вольтметр до клем акумулятора і підніміть обороти двигуна до середини. Напруга має бути вище 13,8 В, бажано - 14 В. Якщо воно виявиться менше, то краще не поскупитися і замінити регулятор напруги. Якщо напругу не стабільне і занадто висока особливо при високих оборотах двигуна, значить згорів діодний міст на генераторі.
Якщо ви вже завели автомобіль, дайте йому попрацювати деякий час. Наприклад, якщо поїхали в магазин, то залиште когось в автомобілі.
- Нехай двигун працює.
- Вимкніть непотрібні споживачі
- Залиште тільки піч і йдіть за покупками.
Кількість бензину, яке двигун буде вживати, працюючи ці 5 -15 хвилин без вас на холостому ході, виявиться дрібницею в порівнянні з тим, що завтра вранці ви витратите багато нервів на вулиці в спробах завести автомобіль.
Якщо у вас була коротка поїздка вранці на роботу або на ринок, не було можливості залишити авто заведеним, тоді залиште його заведеним по приїзду додому. Нехай авто ще тридцять хвилин попрацює, прогріється акумулятор, візьме на себе заряд.
