Аккумулятор и генератор




Друзья! Позвольте внести некоторую ясность в обсуждаемый вопрос. Во-первых, аккумулятор.


Две его характеристики важны в качестве потребительских качеств, применимых к автомобилю.

1. Ёмкость – количество электричества, запасённое аккумулятором. Измеряется в ампер-часах. Так как энергия – произведение напряжения на ёмкость, а у всех двенадцати вольтовых аккумуляторов, состоящих из последовательно включенных шести кислотных элементах, Э.Д.С.(напряжение) одинакова, то условно можно считать, что ёмкость – это запасённая энергия. Действительно, 55 а*ч означает, что при разряде током 1 ампер батарея истощится (напряжение упадёт до 10,5 вольт) за 55 часов.

Однако, это не совсем так. На практике полностью заряженная батарея отдаёт разное количество электричества в зависимости от тока разряда и температуры электролита (батареи). Та величина, которая указана на этикетке, справедлива для тока двадцатичасового разряда. Это значит, что для 55а*ч ток в 2,75 ампер будет поддерживаться в течение 20 часов. При меньшем токе, скорее всего, произведение тока на время будет несколько больше, а при бОльшем, величина существенно уменьшается. При токе 25 ампер время будет примерно1,6 часа, т.е. ёмкость станет 40 а*ч, а при стартерном токе в 300 ампер упадёт до 10 а*ч.

С температурой ёмкость также существенно меняется. Количество электричества, которое может отдать батарея при +20 градусах вдвое больше, чем при –20. В таком случае зимой при токе в 300 ампер наши 10 а*ч превратятся в 5 а*ч. А на этикетке останутся прежние 55 а*ч Улыбка.

2. Стартерный ток – способность аккумулятора поддерживать заявленный производителем ток в течение 30 секунд при –18 градусах до напряжения 9,0 вольт и не менее 2,5 минут до напряжения 6,0 вольт. Хорошие новые батареи выдерживают стартерные испытания. Хочу обратить внимание, что механическая мощность стартера, отдаваемая двигателю, пропорциональна квадрату напряжения. Это значит, что при 6 вольтах питания стартер станет вчетверо более слабым, чем при 12 вольтах и, скорее всего, перестанет проворачивать двигатель. Действительно, DiCh прав, бОльшая ёмкость батареи не гарантирует увеличенный стартерный ток, хотя, если две батареи одинаковы по внутреннему устройству, то это условие соблюдается.

Теперь о заряде аккумулятора. По той же причине, по которой разрядный ток и температура влияют на ёмкость при разряде, существует зависимость количества электричества, набираемого при заряде от этих же величин. Действительно, наивыгоднейшим режимом заряда является заряд током 1/10 ёмкости. При меньшем токе можно получить несколько бОльшую ёмкость, при больших токах ёмкость уменьшится. Электролиз воды (разложение на кислород и водород), или кипение являются признаком окончания заряда, т.е. химической реакции. Сам по себе этот процесс вреден, т.к. приводит к расходованию воды и необходимости добавлять её в процессе эксплуатации. Именно электролиз обуславливает прекращение роста напряжения на батарее. Начинается он при напряжении 2,4 вольта на элемент или 6*2,4= 14,4 вольта на батарею. При 75% заряда напряжение начинает расти и достигает 13,2 вольта. Вот этот интервал напряжений (от 13,2 до 14,4) считается нормальным для окончания заряда. Низкая температура также оказывает влияние на количество получаемого электричества. Напряжение в 13,2 вольта при –20 градусах характерно для 40% от полной ёмкости. Поэтому при эксплуатации в условиях низких температур напряжение окончания заряда должно быть в пределах 14,0 - 14,6 вольт.

Теперь можно вернуться к условиям работы батареи в автомобиле. В автомобиле есть два источника электрической энергии – аккумуляторная батарея и генератор. У генератора есть две основополагающие характеристики. Это напряжение, которое он вырабатывает и ток, который в состоянии отдавать. Так как напряжение стабилизировано, то мощность целиком определяется током.

Генератор – механическая машина. Поэтому её мощность зависит от скорости вращения. Чем больше обороты, тем больше мощность. Максимальная мощность генератора, достигаемая на высоких оборотах и указанная на шильдике в виде максимального тока, выбирается такой, чтобы и при максимальном потреблении электричества всеми нагрузками и на холостом ходу достигался положительный баланс. То есть, мощности генератора хватило бы на питание потребителей и ещё оставалось немного для заряда батареи. Так как холостой ход не является основным режимом работы двигателя (мы запускаем двигатель, чтобы ехать), на холостом ходу допускается небольшой отрицательный баланс (разряд батареи) при полной нагрузке от электрических потребителей. Это не критично, т.к. при последующем движении батарея будет дозаряжена. Поэтому если вы собираетесь, например, ночевать в машине в холодное время и всю ночь двигатель будет работать на холостом ходу, отключите лишние потребители (фары, обогрев стекла, подогрев сидений) во избежание полного разряда аккумулятора.

Напряжение регулируется встроенным электронным регулятором и должно быть в определённых пределах стабильным, чтобы обеспечить условия работы всех электрических потребителей. Оно выбирается из ранее обозначенного условия окончания заряда кислотного свинцового аккумулятора и составляет величину от 13,8 до 14,6 вольта. Все остальные потребители рассчитаны именно на это напряжение, а не на 12 вольт, как это может показаться.

Исторически сложилось, что автомобильную бортовую сеть называют «двенадцативольтовой», хотя на самом деле напряжение выше. Поэтому на автомобильных лампах вы увидите обозначение «12 v». Поскольку, как мы уже знаем, напряжение окончания заряда является величиной зависимой от температуры, то совершенно ясно, что летом напряжение желательно иметь ниже, ближе к 13,8 вольтам, а зимой выше, ближе к 14, 6 вольтам, обеспечивая благоприятные условия работы аккумулятора.

В некоторых современных автомобилях «интеллектуальный» регулятор напряжения измеряет температуру аккумулятора и корректирует напряжение генератора. Эту проблему в старых автомобилях производители решали просто. Если автомобиль выпущен в «тропическом» исполнении, то в генератор устанавливался регулятор на низкое напряжение, если в «полярном» исполнении, то на высокое. Это и является причиной того, что автомобили, ввезённые из Европы или северной Африки, страдают зимой систематическими разрядами батареи в нашем климате.

В Дилижансе имеются на складе регуляторы напряжения практически для всех типов генераторов, устанавливаемых на автомобилях VAG, пригодные для эксплуатации в нашем климате. Так что не торопитесь заменять зимой аккумулятор, сначала откорректируйте напряжение бортовой сети. Иначе может оказаться, что все купленные вами аккумуляторы «плохие».