Питание бортовой сети автомобиля

При всем многообразии легковых автомобилей, используемых в настоящее время, система электропитания любого из них построена по одной и той же общей структурной схеме. Основные принципы ее построения, так как зачастую неполное их понимание приводит к неправильному определению неисправных элементов, подлежащих замене, и удорожанию ремонта.

Функции, выполняемые системой электропитания авто, по их степени важности:
1. поддержание в работоспособном состоянии аккумулятора автомобиля, для обеспечения необходимого значения тока при запуске двигателя (>200 ампер), т.е. его зарядка
2. питание навесного оборудования двигателя в процессе его запуска и работы (система зажигания, топливный насос, электровентилятор радиатора, электроклапана, датчики, электронные схемы управления и т.д., в зависимости от типа двигателя)
3. питание осветительного и сигнального оборудования автомобиля и сигнальной системы панели управления, электровентилятора обогрева салона
4. питание дополнительного электрического оборудования (автомагнитола, автохолодильник, электроантенна, телевизор, часы, прикуриватель, усилитель и пр.)
Как видно из всего вышеприведенного списка в одной отдельно взятой машине существует большое количество различных устройств, являющихся потребителями электроэнергии.
Для питания авто как правило принято напряжение 12В (в некоторых автомобилях 24В), достаточно низкое значение которого выбрано по соображениям элекробезопасности. Поэтому для автопроводки используются провода такого сечения, чтобы без потерь передать достаточно высокие токи нагрузки до приборов-потребителей энергии.
Так как в процессе эксплуатации автомобиля некоторые устройства отключаются, а некоторые подключаются, нагрузка на систему электропитания меняется. Напряжение же в бортовой сети должно поддерживаться на одном и том же уровне. Для этой цели система питания автомобиля является саморегулирующейся системой и поддерживает напряжение в двенадцативольтовом варианте на уровне 14,2В. Это значение выбрано не случайно. Именно такое напряжение на зажимах аккумулятора позволяет системе как не перезарядить аккумулятор, так и не недозарядить его. Если же напряжение на клеммах аккумулятора при работающем двигателе составляет более 14,5В или менее 13,5В, то система электропитания неисправна и ее надо чинить, иначе аккумулятор прослужит недолго.
Составными элементами системы электропитания автомобиля являются:
1. генератор, как элемент, преобразующий механическую энергию, передаваемую от коленчатого вала двигателя посредством ременной передачи, в электрическую энергию
2. система выпрямителей (диодов) преобразующих переменное трехфазное напряжение, вырабатываемое генератором, в постоянное напряжение 12в, в качестве сглаживающего инерционного элемента (конденсатора) используется аккумулятор
3. регулятор напряжения (таблетка) подключенный двумя выводами (один из них масса) к бортовой сети (т.е. клеммы аккумулятора), двумя другими запитывающий обмотку возбуждения (ротор) генератора через щетки (изнашивающийся элемент). Его функция –поддержание в обмотке возбуждения такого тока, чтобы напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах.
4. аккумулятор, как резервный и пусковой источник энергии.
Как правило, первые три элемента (т.е. генератор, выпрямители, регулятор напряжения) собираются у современных автомобилей в одном навесном блоке, который и называют генератором автомобиля. Но состоит он всегда обязательно из этих трех частей, которые могут выходить из строя и соответственно подлежат ремонту.
Любой источник напряжения (в том числе, и аккумулятор, и генератор) обладает определенным внутренним сопротивлением, в результате чего напряжение на его выходе зависит от нагрузки. Чем больше внутреннее сопротивление, тем сильнее снижается выходное напряжение с увеличением тока нагрузки. Обладают сопротивлением и провода питания, и кузов. Внутреннее сопротивление генератора достаточно велико, но его выходное напряжение поддерживается реле-регулятором. К сожалению, "таблетка" контролирует напряжение на клеммах встроенного выпрямителя (в точке A), а не на клеммах аккумулятора (точка B), и это еще один повод содержать генератор и проводку от него до аккумулятора в порядке. Выходное сопротивление исправного заряженного аккумулятора мало (тысячные доли Ома). На этом, кстати, основан контроль аккумуляторов нагрузочной вилкой — просто, и наглядно. Ток в сотни ампер аккумуляторы разных типов переносят по-разному, но при нагрузке до нескольких десятков ампер снижение напряжения малозаметно.
Как и в любой другой электросистеме при установке дополнительного электрооборудования должно соблюдаться правило баланса мощностей: номинальная мощность источника питания (в данном случае генератор) должна несколько превышать суммарную потребляемую мощность для всех нагрузок. При этом самые мощные нагрузки должны включаться только при работающем двигателе, для предотвращения разряда аккумулятора и сохранения возможности запуска двигателя.
ПРО ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
Все плюсовые провода должны быть защищены предохранителями. Выбирать предохранитель, нужно исходя из двух критериев: сечение провода и потребляемый ток. Это нужно в первую очередь для безопасности, во вторую для правильной работы потребителя питания (электрооборудования).

В большинстве случаев отказа электрооборудования причина кроется в плохом контакте электропроводки. И совсем не имеет значения «+» или «-»
Если в случае с «+» проводом всё понятно, то масса это довольно таки проблемный вопрос. При визуальном осмотре всё может быть в порядке, но массы нет. Во многих случаях проблему может решить элементарная очистка клемм от окиси их смазка любой электропроводной смазкой. И как было сказано выше «массы» много не бывает!
В заключении к этой статье можно сделать следующие выводы:
Для правильной работы электрооборудования и во избежании короткого замыкания(или что еще критичнее самопроизвольного возгорания), а также для продления срока службы этого самого оборудования необходимо регулярно
• осматривать и проверять электропроводку автомобиля
• проверять и при необходимости зачищать и смазывать места соединения электропроводки
• по возможности защитить места соединения от попадания влаги и пыли
• использовать провода и предохранители подходящего номинала или немного выше
• объективно оценивать возможности энергооборудования своего оборудования в плане потребления и сохранения энергии
• исключить риск энергопотерь на пути следования тока от источника питания до потребителя
Ну вот, в принципе, и всё! Все эти истины известны давно, и думаю я не для кого не открою Америки. Просто решил немного систематизировать информацию. Возможно, кому-то она пригодится! Надеюсь, что многие хотя бы задумаются. Ну хотя бы те, кто периодически спрашивает почему у них АКБ всё время разряжается, и стартер только напрямую крутит. Конечно в каждом конкретном случае, на всё своя причина! Но первопричина, я думаю, раскрыта в мысли, изложенной мной выше!

Чтобы электрооборудование автомобиля работало в нормальном режиме, в бортовой сети авто всегда должно быть номинально установленное напряжение. Его скачки могут привести к возможным замыканиям в электропроводке, что спровоцирует выход из строя тех или иных электронных устройств и оборудования. Какое должно быть напряжение в бортовой сети автомобиля и как его увеличить — читайте ниже.

Нормальное напряжение

Какое должно быть нормальное напряжение в бортсети? Напряжение в бортовой сети автомобиля 12 В должно составлять 14.2-14.4 Вольта. Это касается всех транспортных средств, начиная от Запорожцев и заканчивая Гелендвагенами. Такой параметр должен быть при запущенном двигателе под нагрузкой.

Если наблюдается просадка напряжения, вызванная недостаточным зарядом аккумулятора на 12 вольт, то при включении, например, оптики, этот параметр будет ниже 14 вольт. Все потому, что обмотка возбуждения генераторного устройства питается от батареи посредством обратной связи. И если АКБ будет не до конца заряжена, в сети не сможет быть обеспечен оптимальный ток обмотки и нормальная работа генераторного устройства.

Это проявляется при активации наружного освещения и сопровождается общей потерей мощности электроцепи. Освещение может быть тусклым при езде на холостых оборотах, а когда водитель дает газу, свет стабилизируется до нормального. Поэтому диагностика АКБ должна осуществляться не по напряжению при запуске двигателя, а по параметру плотности электролита. Это позволит не допустить разности показаний между электродвижущей силой батареи и ее током.

Отметим, что напряжение бортовой сети автомобиля может изменяться в зависимости от климатических условий региона, в которых эксплуатируется автомобиль. Если авто было пригнано с юга, а вы живете на севере, то незначительное падение данного показателя в электроцепи авто допускается. Если на автомобиле используется частично разряженная батарея, ее необходимо заряжать, иначе весь заряд быстро снизится и АКБ будет неработоспособной. Если на авто используется старая батарея, со временем в ней может начать рассыпаться активная масса из пластин и внутри конструкции может произойти короткое замыкание. А это станет причиной потери емкости, то есть возможности сохранять зарядку аккумулятора.

Бортовое напряжение в сети транспортного средства должно составлять от 14.2 до 14.4 вольт при включенном двигателе и активированных потребителях энергии. Диагностика этого показателя должна осуществляться на клеммах батареи, а не на выводах генераторного устройства.

Почему падает напряжение?

Чтобы знать, как увеличить напряжение в электроцепи авто, необходимо разобраться в причинах:

1. Неисправность аккумулятора — как показывает практика, это одна из распространенных причин. Чтобы аккумулятор после стоянки смог восполнить свой заряд, на машине необходимо проехать около 20 минут. Но если батарея разряжается по определенным причинам (к примеру, из-за сульфатации пластин или из-за нехватки электролита), то такой метод восполнения заряда не поможет. Необходимо точно выявить причину, по которой батарея не держит заряд и ликвидировать ее — восполнить уровень электролита, а иногда просто зарядить ее. Если поняли, что АКБ уже восстановить нельзя, то лучше заменить.
2. Генератор. Некорректная работа генератора может привести к неполадкам в работе бортовой сети. Перед тем, как напряжение в проводке повысить, нужно выявить причину неправильной работы генераторного узла.
3. Утечка тока. Иногда бывает такое, что обрыв в электроцепи приводит к утечке тока. Для ликвидации проблемы необходимо выявить точное место утечки и устранить обрыв.
4. Использование оборудования, которое не подходит. Если номинал используемых электроприборов не соответствует тому, который установил производитель, это приведет к падению напряжения. Если используете мощные лампы освещения либо множество различных гаджетов, на применение которых аккумулятор не рассчитан, это станет причиной падения напряжения. АКБ будет выдавать необходимый для нормальной работы ламп света или электронных устройств заряд, при этом он не будет успевать восполняться.

Как повысить ?

Падение и слишком низкое напряжение бортовой сети может быть обусловлено разными причинами. Перед тем, как увеличить напряжение в сети с 5 до 12 Вольт, необходимо убедиться в том, что автомобильный генератор функционирует в нормальном режиме. Если проседание энергии обусловлено неправильной работой, то необходимо произвести демонтаж и ремонт устройства, заменив вышедшие из строя механизмы на новые.

Часто данный параметр падает из-за разряженного аккумулятора, тогда возможно, есть смысл его продиагностировать — проверить на наличие трещин, заменить электролит или правильно зарядить. В плане зарядки необходимо учитывать определенные моменты — процедура должна осуществляться с использованием только рабочего зарядного устройства с соблюдением всех правил и нюансов. Подробно эти моменты описаны в статье.

Установка диода в цепь генератора

Если показатель в электроцепи падает, но это не связано с работой генератора или батареи, то своими силами можно осуществить его повышение. Задача заключается в том, чтобы «обмануть» регулятор генератора и заставить его «думать», что в бортовой сети авто еще более низкое напряжение, чем есть на самом деле. Сделав это, генераторное устройство будет восполнять необходимый запас мощности, чтобы выполнить эту задачу, в цепь питания узла необходимо добавить диод. В частности, он должен быть установлен так, как на фото.

Перед тем, как поднять напряжение, которое падает, учтите — важно соблюдать полярность при установке диода. Если полярность будет спутана, ничего не произойдет, но узел не сможет давать нужный заряд. Отметим, что диод должен быть рассчитан на ток не меньше 5 Ампер. Поскольку в процессе работы генераторного узла диод будет нагреваться, оптимальным будет его монтаж на радиаторе.

При выборе диодного элемента необходимо учитывать один нюанс — для германиевых деталей показатель падения напряжения составит около 0.3-0.7 вольт, а для кремниевых — от 0.8 до 1.2 вольт. Это именно то значение, на которое увеличится напряжение в электроцепи. Учитывайте этот момент при выборе, он определит конечный результат. Если напряжение в бортсети падает до 1.2 вольт, а вы будете использовать повышающий диод на 0.3 вольта, то смысла от повышения мощности бортсети будет мало.

При монтаже диодного элемента необходимо сделать так, чтобы провод от него не был установлен внатяг, это будет не совсем удобно. Оптимальным вариантом будет увеличить длину кабеля приблизительно на 2 сантиметра от диода. Так его будет легче вмонтировать в разъем реле напряжения генераторного устройства, а при необходимости демонтажа это будет сделать легче.

Электрообору́дование автомоби́ля — совокупность устройств, вырабатывающих, передающих и потребляющих электроэнергию на автомобиле.

Электрооборудование автомобиля представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и устройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров.

Содержание

Параметры питания бортовой сети [ править | править код ]

Практически всегда для питания бортовых электроприёмников используется постоянное напряжение. На ранних автомобилях использовалось напряжение 6 В, сейчас преобладает напряжение 12 В на легковых автомобилях и лёгких грузовиках и 24 В на тяжёлых грузовиках и автобусах с дизельными двигателями [ источник не указан 37 дней ] .

Проводка обычно однопроводная — в качестве второго провода используется «масса» — металлический кузов и рама автомобиля. Это упрощает и удешевляет проводку, но снижает её надёжность в отношении коротких замыканий. К корпусу («массе») автомобиля подключают, как правило, отрицательные клеммы источника электроэнергии, это снижает коррозию металлических элементов кузова.

Напряжение бортовой сети достаточно условно. Если указано, что сеть 12-вольтовая, то на клеммах генератора напряжение будет приблизительно 13,7 — 14 вольт, в зависимости от модели автомобиля и настройки регулятора напряжения.

Источники питания [ править | править код ]

На подавляющем большинстве современных автомобилей источником питания является синхронный генератор трёхфазного переменного тока с приводом от основного двигателя; трёхфазный переменный ток с генератора поступает на встроенный трёхфазный выпрямитель и схему регулятора напряжения — в современных автомобилях регулятор напряжения встроен в корпус генератора. Для постоянного и непрерывного питания части потребителей при неработающем двигателе, таких как освещение, автомагнитола, стоп-сигналы, противоугонная сигнализация, а также для полного запитывания всех систем автомобиля при запуске двигателя, служит автомобильный аккумулятор. После запуска двигателя аккумулятор подзаряжается от генератора, а в дальнейшем он работает в буфере с генератором, сглаживая перепады напряжения при подключении мощных потребителей. Мощность генератора современного легкового автомобиля среднего класса лежит в пределах около 900-1300 Ватт.

На старых автомобилях использовались генераторы постоянного тока, имевшие бо́льшие размеры и массу в сравнении с трёхфазными генераторами; для поддержания постоянства напряжения использовался реле-регулятор, состоящий из трёх устройств — регулятор напряжения, ограничитель тока и реле обратного тока.

В ряде случаев на автомобилях специального назначения, а также на бронетанковой технике устанавливают дополнительный генератор с приводом от отдельного двигателя внутреннего сгорания (т. н. вспомогательная силовая установка), что позволяет снабжать потребителей электроэнергией независимо от работы основного двигателя.

Вспомогательные устройства [ править | править код ]

К ним относятся: выключатели и переключатели, реле, предохранители, колодки разъёмов, распределительные и коммутационные коробки, а также силовые блоки.

Потребители электроэнергии [ править | править код ]

Системы автомобиля, в зависимости от модели и комплектации:

• ABS — антиблокировочная система колёс (антиюзовый автомат торможения)
• SRS — система безопасности (подушки безопасности, натяжители ремней и т. д.)
• EFI, ЭСУД — электронные системы управления двигателем
• Автоматическая коробка передач с электронным управлением
• Маршрутный компьютер
• и другое

Световые приборы [ править | править код ]

Автомобильные световые приборы делятся на наружные и внутренние.

• К наружным относятся фары (с ближним и дальним светом), габаритные огни, указатели поворота (совмещены с аварийной сигнализацией), стоп-сигналы, фонари заднего хода, фонари освещения номерного знака, противотуманные фары, контурные огни, прожекторы, в некоторых случаях — декоративные лампы.
• К внутренним относятся лампы освещения салона, подкапотная лампа, лампа освещения багажника, лампа освещения перчаточного ящика, лампы подсветки приборной панели и др.

Прочие потребители [ править | править код ]

• Стартёр
• Система зажигания
• Бортовой компьютер
• Электроусилитель руля
• Двигатели вентиляторов, приводов стеклоочистителей, электростеклоподъёмников, и т. п.
• Обогреваемые стекла
• Парковочные датчики (парктроник)
• Видеокамеры заднего обзора
• Сервоприводы сидений
• Прикуриватель
• Радиоприёмник (магнитола), телевизор, мультимедийная развлекательная система
• Звуковой сигнал
• Противоугонная сигнализация
• GPS-навигатор, встроенный или отдельный,
• Обогреватели сидений,
• а также другие вспомогательные и информационные системы и приборы.

Некоторые виды бытовой техники, приспособленной также и для работы в автомобиле, могут получать питание от автомобильной электросети (подключение осуществляется либо через специальное гнездо, либо через гнездо прикуривателя). Для этой цели применяются различные адаптеры — от простейших делителей напряжения до импульсных блоков питания с двойным преобразованием тока. Но гнездо прикуривателя изначально не было рассчитано на подключение иных потребителей, кроме как нагревательного элемента «электрозажигалки», поэтому нередки перегорания предохранителей и термическое повреждение гнезда (необходимо рассчитать допустимый потребляемый ток по предохранитялям прикуривателя).

На некоторых машинах с мощными генераторами может быть установлен инвертор с выходом ≈ 220 Вольт для питания обычной бытовой техники. Мощные машины специального назначения могут иметь другие сети с другими питающими напряжениями.