Нередко работа генератора перестает удовлетворять возросшим требованиям, связанным с установкой дополнительного электрического оборудования, постоянно включенным ближним светом, частой и длительной работой двигателя на холостых оборотах, например, в пробках, а также использованием современных аккумуляторных батарей (АКБ), требующих повышенного напряжения заряда и более точного его поддержания.
Если суммарная долговременная мощность потребителей превышает паспортную мощность генератора, т. е. имеет место отрицательный энергетический баланс, наиболее эффективным решением проблемы может служить только замена генератора на более мощный. Такие решения, как уменьшение диаметра ведомого шкива для повышения передаточного числа привода, замена диодов выпрямительного моста на диоды Шоттки для снижения падения напряжения, применение полевых транзисторов в оконечном каскаде регулятора напряжения (РН), снятие мощности с нулевой точки обмотки статора (третьей гармоники фазного напряжения) и другие являются полумерами с ограниченной эффективностью, достаточно затратны и не способны кардинально решить проблему нехватки мощности.
В случае же, когда генератор справляется с электрической нагрузкой во всем диапазоне оборотов двигателя, нередко возникает задача повышения выдаваемого им напряжения по сравнению с тем, которое обеспечивается применением штатного РН. Нередко он имеет большой разброс напряжения регулирования, нижний предел которого у некоторых экземпляров может доходить до 13,6 В, что приводит к хроническому недозаряду даже АКБ старого образца со всеми вытекающими отсюда последствиями, особенно в холодное время года.
Все сказанное в дальнейшем справедливо для исправной электрической схемы с хорошими контактами между АКБ, кузовом, двигателем и генератором, при правильно натянутом приводном ремне.
Для повышения напряжения регулирования штатного РН в простейшем случае можно использовать дополнительный диод, включаемый в его цепь:
При этом контрольное напряжение на РН снижается на величину падения напряжения на открытом диоде, которое в зависимости от его типа – диод Шоттки, германиевый или кремниевый – составляет от 0,3 до 1,2 В. В результате напряжение регулирования РН возрастает на ту же величину. Поскольку через диод течет ток возбуждения генератора, его максимально допустимый прямой ток должен составлять не менее 5 А. Конструктивно диод может быть либо впаян в шину дополнительных диодов (показан стралкой):
(фото с сайта http://forum.auto35.ru), либо вставлен в разрыв штатных разъемов:
Аналогичный результат достигается установкой такого же диода в минусовую цепь РН:
Возможна также замена диода резистором сопротивлением 0,2-0,3 Ом, чем обеспечивается отрицательная обратная связь по напряжению с аналогичным эффектом. Мощность резистора должна составлять не менее 5 Вт, и необходим теплоотвод (как, впрочем, и для диодов тоже). Такие схемы, правда, могут отличаться нестабильностью напряжения регулирования.
Недостатком этих решений является некоторое снижение тока через обмотку ротора из-за падения напряжения на диоде или резисторе и, как следствие, небольшое снижение максимальной мощности генератора.
Более правильной с учетом этого недостатка является такая схема:
Здесь силовая и контрольная цепи РН разделены, а диод, показанный на схеме справа, включен только в последнюю. Параллельно ему установлен диод, необходимый для гашения тока самоиндукции обмотки ротора. Он совместно с диодом в самом РН предотвращает пробой силового ключа РН при коммутации обмотки. Реализация этой схемы конструктивно сложнее, поскольку требует разъединения нередко сваренных контактов в самом щеточном узле. Здесь необходимо плюсовую щетку, соединяющуюся через клемму "папа" с выпрямителем, отключить от вывода, выходящего из корпуса РН, а в образовавшийся зазор впаять диоды и обеспечить их изоляцию. Это, правда, намного проще сделать, если РН уже вынесен за пределы генератора.
И, наконец, наиболее эффективное решение достигается установкой выносного РН с заменой щеточного узла и размещением самого регулятора вне генератора, подверженного нагреву, попаданию воды и антифриза. В этом случае обеспечиваются также более корректная термооптимизация работы РН, возможность переключения напряжений регулирования, как это сделано в многоуровневых РН, и удобство его обслуживания.
В генераторах 8-го и 10-го семейства, установленных на ВАЗ-21213 и 21214 соответственно, напряжение для контроля РН снимается с дополнительных диодов, которые одновременно служат для питания обмотки ротора. В ряде случаев, особенно при большой нагрузке на генератор и высоких оборотах двигателя, напряжение в этой точке может превышать на 0,2 – 0,3 В напряжение на силовом выводе генератора, а следовательно и на АКБ. Это объясняется бОльшим падением напряжения на силовых диодах по сравнению с дополнительными и приводит к некорректной работе РН, т. е. к занижению напряжения регулирования на эту величину. Избежать этого можно, снимая контрольное напряжение с силового вывода, что реализовано в современных генераторах путем применения РН нового образца с дополнительным выводом:
Путем несложной доработки его можно установить в генератор 10-го семейства. Подробности можно узнать на форуме autolada.ru http://www.autolada.ru/viewtopic.php?t=187791&start=150&postdays=0&postorder=asc&highlight=.
Для генераторов 8-го семейства, используемых в ВАЗ-21213, выпускается РН нового образца (1702.3702.01) с дополнительным выводом http://www.vtnauto.com/ru/1702.html, подключаемым к силовой клемме.
Поскольку у меня уже был установлен всем хорошо известный трехуровневый РН, я собрал несложную схему, показанную на следующем рисунке:
Здесь в цепь плюсовой клеммы РН введен контакт реле Р, обмотка которого подключена к дополнительным диодам. После запуска двигателя и возбуждения генератора реле Р срабатывает и переключает контрольный вывод РН с дополнительных диодов на силовой вывод генератора, в моем случае – непосредственно на плюсовую клемму АКБ. Таким образом, при работе генератора контрольная и силовая цепи РН развязаны: контрольное напряжение снимается с АКБ, а на обмотку ротора подается напряжение с дополнительных диодов. Благодаря этому удалось добиться стабилизации напряжения во всех режимах на уровне 14,2 В (в среднем положении переключателя).
Реле можно использовать любое автомобильное 5-контактное на напряжение 12 В. Конденсатор С служит для повышения инерционности реле и сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Диод VD1 с максимальным прямым током не менее 1 А, например, 1N4001 служит для гашения тока самоиндукции обмотки ротора взамен аналогичному диоду внутри РН, который для корректной работы схемы необходимо удалить:
Все элементы, включая сам РН, размещены в подходящей по размеру электротехнической монтажной коробке.
Статья не претендует на оригинальность, а является лишь попыткой обобщения имеющегося опыта и личных наблюдений.
Трехуровневые регуляторы напряжения с установочным комплектом предназначены для автоматического поддержания напряжения на зажимах генератора переменного тока транспортных средств.
Применяются на автомобилях с генераторами, обмотка возбуждения которых подключается в плюсовую цепь.
Регуляторы позволяют обеспечить оптимальный режим заряда аккумуляторной батареи в зависимости от ее состояния и температуры окружающей среды, регулируя напряжение зарядки в широких пределах. Применение таких регуляторов продлевает срок службы аккумуляторной батареи.
В зависимости от типа генератора автомобиля, регуляторы поставляются в комплекте с соответствующим щеточным узлом или установочным корпусом интегрального регулятора напряжения и соединительным проводом.
Конструкция приборов предусматривает встроенный трехпозиционный тумблер для переключения уровней напряжения:
– положение переключателя «min» (13,6В) – для работы при высокой температуре окружающей среды (>20ºС), а также при эксплуатации в особо тяжелых условиях (движение в пробках, затяжные подъемы в горах и пр.);
– среднее положение переключателя (14,2В) – для работы при температуре окружающей среды от 0ºС до 20ºС;
– положение переключателя «max» (14,7В) – для работы при отрицательной температуре окружающей среды, а также для подзарядки разряженного аккумулятора.
Трехуровневые регуляторы напряжения применяются взамен штатных.
Отечественные автомобили обладают серьезной проблемой быстрой разрядки АКБ. Нестабильный режим работы батареи приводит к стремительной потере ресурса, а купить сегодня качественный аккумулятор – это удовольствие не из дешевых.
Основным провокатором быстрого выхода из строя аккумуляторов является частая смена режимов работы и от водителя транспортного средства мало что зависит. Батарея, в свою очередь, требует напряжение разной величины для осуществления зарядки.
Чтобы решить данную проблему, на помощь приходит регулятор. Стандартное устройство, установленное по умолчанию, плохо справляется со своими обязанностями, потому как в схеме применена очень простая конструкция, подающая только постоянное напряжение. Недостатком такого регулятора является то, что он не учитывает скорость движения ТС, объем нужной энергии и температуру окружающей среды.
Оптимизировать все эти процессы может трехуровневый регулятор напряжения.
В чем заключается преимущество трехфазных регуляторов
Главным плюсом таких устройств является возможность сохранить ресурс АКБ автомобиля. Это очень важно для любого водителя. На этом список выгод не заканчивается:
- Исключается проблема с разогревом.
- В морозы двигатель быстрее будет заводиться.
- Исчезают проблемы с сигнализацией, что довольно часто случается у владельцев ТС. Особенно такие неожиданности случаются зимой.
- Увеличивается мощность светового излучения ламп. Обзорность улучшиться как при ближнем, так и при дальнем свете.
- Регулятор также может повлиять на работу отопительной системы автомобиля. Среди опытных водителей устоялось мнение, что печка работает куда лучше при полностью заряженном АКБ.
- Некоторые автолюбители отмечали, что с работоспособным аккумулятором быстрее работают стеклоподъемники.
Как видите, качественный аккумулятор с доустановленным трехуровневым регулятором способен избавить вас от большого количества проблем.
Что потребуется для монтажа устройства на ВАЗ-2110
Изначально необходимо внимательно изучить комплектацию регулятора. Обычно это инструкция, прибор и соединительные провода с держателями, которые потребуются для фиксации корпуса.
Перед монтажом позаботьтесь о наличии под рукой рожково-накидного ключа и отвертки накрест. Дополнительно не помешает нож и тестер для проверки напряжения. Зажим клемм выполняется при помощи щипцов или возьмите плоскогубцы.
Процесс подключения регулятора
Перед началом монтажных работ отсоедините минусовые клеммы с аккумулятора. Важно полностью скрутить ее с АКБ.
Далее откручивается гайка генератора при помощи соответствующего ключа. Для получения доступа к кожуху снимается колодка, которая обычно крепится на трех защелках. Для отсоединения нужно немного поддеть колодку с краю. Далее кожух должен легко сниматься.
Следующим шагом идет выкрутка винтов, но предварительно убедитесь, что штекер полностью демонтирован. Далее снимается гайка, торцы которой следует хорошо обработать напильником. Это нужно для того, чтобы улучшить контакт диодного моста с втулкой. Щеткодержатель монтируется на место регулятора. Важно в процессе установки позаботиться о его уплотнении, чтобы надежнее зафиксировать прибор.
Следующим этапом идет обратный монтаж пластикового кожуха на его место и можно начинать укладывать провод регулятора. Все делайте аккуратно и учитывайте размещение основной проводки машины.
Чтобы провода не болтались – закрепите их пластиковыми хомутиками.
Только по завершении всех вышерассмотренных действий осуществляется монтаж самого прибора. Контакт с массой должен быть надежным. Нередко для этого применяется шунт, который позволяет скрепить корпуса регулятора и генератора намного лучше.
Как только устройство было подключено, необходимо прикрутить другие провода из комплекта. По завершении всех монтажных работ следует проверка работоспособности устройства. Важно загрузить аккумулятор на полную – включайте печку, магнитолу, фары и так далее.
Схема стандартного регулятора
Традиционная схема регулятора напряжения предполагает наличие различных диодов. Рабочие характеристики элементов могут значительно отличаться. Все потому, что часто происходит резкая смена уровня напряжения в системе. Помимо этого, следует учитывать силу тока.
Регуляторы нередко обладают радиаторами, которые предназначены для охлаждения диодов. Управление устройством осуществляется при помощи тумблера. Для замыкания цепи используется планка электропривода.
Стоит ли делать регулятор самостоятельно
Если вы плохо знакомы с электроникой, тогда осуществить подобную затею будет достаточно сложно.
Как мы уже упоминали ранее, главным элементом схемы является некое количество диодов. Поиск трехступенчатых переключателей для них достаточно проблематичен. Помимо этого, нужно правильно рассчитать и поставить радиаторы для охлаждения. В ином случае значительно повышается риск перегорания диодов.
В процессе разработки регулятора понадобятся длинные провода, потому что подключение осуществляется непосредственно к прибору через крышку.
Дополнительно понадобится сделать или найти подходящий корпус из пластика для такого оборудования. Все внутренности должны быть надежно закреплены внутри устройства.
Регулятор «Энергомаш» для ВАЗ-2110
Трехуровневый регулятор напряжения от «Энергомаш» на автомобили ВАЗ-2110 практически идеально подходит для тех водителей, которые ездят в тяжелых эксплуатационных условиях.
В таком случае появляется возможность длительного подъема в гору. При жаркой погоде значительно повышается эффективность работы аккумулятора.
Старт двигателя становится намного проще, а сам АКБ остается заряженным достаточно долго. Минимально выдаваемое напряжение рассматриваемым регулятором – 13.6 В, максимум – 14.7. Само устройство достаточно компактно. Схема способна выдержать силу тока до 5 Ампер.
Стоимость регулятора «Энергомаш» для ВАЗ-2110 составляет примерно 345 рублей.
Подводя итог, отметим, что замена стандартного регулятора напряжения на автомобилях ВАЗ-2110 и не только дает достаточно много преимуществ. Все достоинства мы рассмотрели в данной статье и в конце отметили достойную модель оборудования производства «Энергомаш».
Установка регулятора не представляет собой ничего сложного, поэтому все работы по монтажу прибора сможет выполнить автомобилист с любым уровнем технической подготовки.
