Нагрузки на электрогенератор можно разделить на три отдельные группы:
- постоянные
- длительные
- кратковременные
Система зарядки современного автомобиля должна справляться с высокими требованиями при множестве различных условий. Чтобы получить некоторое представление о необходимой мощности, сложите мощности, потребляемые каждым индивидуальным компонентом автомобиля и добавьте эту сумму к мощности, требуемой для зарядки батареи. В таблице приведен список типичных потребностей в электроэнергии различных систем транспортного средства. Для сравнения дается потребление тока (с точностью до 0,5 А) при 14 и 28 В (номиналы выходных напряжений генератора переменного тока для систем 12 В и 24 В).
Рис. Требования к генератору переменного тока
В списке отсутствуют некоторые потребители, вроде предварительно подогреваемых каталитических конвертеров, электрических усилителей рулевого управления и обогревателей ветровых стекол. Этот список будет расширяться, и система зарядки должна будет обеспечить все новые потребности.
Таблица. Типичное потребление электроэнергии электрическими компонентами автомобиля
| Постоянные нагрузки | Мощность, Вт | Ток при 14 В, A | Ток при 28 В, А |
| Зажигание | 30 | 2 | 1 |
| Инжекторы топлива | 70 | 5 | 2,5 |
| Топливный насос | 70 | 5 | 2,5 |
| Приборная панель | 10 | 1 | 0,5 |
| Итого | 180 | 13 | 6,5 |
| Продолжительные нагрузки | Мощность, Вт | Ток при 14 В, A | Ток при 28 В, А |
| Габаритные и задние огни | 30 | 2 | 1 |
| Огни освещения номера | 10 | 1 | 0,5 |
| Фары дальнего света | 200 | 15 | 7 |
| Фары ближнего света | 160 | 12 | 6 |
| Огни подсветки приборов | 25 | 2 | 1 |
| Приемник/Магнитофон/CD | 15/30 | 1,0/2,0 | 0,5/1,0 |
| Итого (при средней нагрузке фар) | 260-270 | 20 | 10 |
| Кратковременные нагрузки | Мощность, Вт | Ток при 14 В, A | Ток при 28 В, А |
| Нагреватель | 50 | 3,5 | 2 |
| Индикаторы | 50 | 3,5 | 2 |
| Стоп-сигналы | 40 | 3 | 1,5 |
| Передние стеклоочистители | 80 | 6 | 3 |
| Задние стеклоочистители | 50 | 3,5 | 2 |
| Электрические стеклоподъемники | 150 | 11 | 5,5 |
| Вентилятор охлаждения радиатора | 150 | 11 | 5,5 |
| Вентилятор обогрева салона | 80 | 6 | 3 |
| Обогреватель заднего стекла | 120 | 9 | 4,5 |
| Лампы внутреннего освещения | 10 | 1 | 0,5 |
| Звуковые сигналы | 40 | 3 | 1,5 |
| Задние противотуманные фонари | 40 | 3 | 1,5 |
| Фонари заднего хода | 40 | 3 | 1,5 |
| Дополнительные лампы | 110 | 8 | 4 |
| Прикуриватель | 100 | 7 | 3,5 |
| Очиститель передних фар | 100 | 7 | 3,5 |
| Регулировка сидения | 150 | 11 | 5,5 |
| Подогрев сидения | 200 | 14 | 7 |
| Мотор привода люка в крыше | 150 | 11 | 5,5 |
| Электрические приводы зеркал | 10 | 1 | 0,5 |
| Итого | 1,7 кВт | 125,5 | 63,5 |
Кратковременные нагрузки возникают нечасто, а некоторые потребители энергии, вроде обогрева задних стекол и нагревателей сидений, как правило оснащаются реле с таймером. Поэтому ради упрощения дальнейших вычислений к полной сумме требуемой мощности применен коэффициент 0,1. Предполагается, что транспортное средство будет использовать такую мощность при нормальных условиях движения.
Требование потребителей к генератору переменною тока — сумма постоянных нагрузок, длительных нагрузок и кратковременных нагрузок (с примененным коэффициентом). В этом примере:
180 + 260 + 170 = 610 Вт (43 А при 14 В).
Следовательно, требования, предъявляемые к системе зарядки, весьма значительны. Эта нагрузка является дополнительной к току, требуемому для подзарядки батареи.
Часто попытка завести утром автомобиль оборачивается провалом: стартер внезапно еле вращает коленвал, а подсветка приборной панели моргает в такт рывкам. В самом крайнем случае автомобиль просто не подает признаков жизни. Такие вещи случаются после нескольких дней стоянки, и первой рекомендацией в таких случаях (если ничего не было оставлено включенным) будет проверить утечку тока в автомобиле.
Этот термин появился во времена карбюраторных автомобилей, у которых после выключения зажигания не оставалось ни единого потребителя, подключенного к аккумулятору, и любое потребление тока без включения зажигания считалось утечкой. Сейчас же все сложнее: даже на бюджетных автомобилях в бортсети постоянно включены электронные блоки, которые, хотя и умеют «засыпать» для энергосбережения, все равно расходуют ток постоянно. В этом случае проверить и отличить утечку от нормального поведения автомобиля труднее.
Обратный ток диодного моста
В свое время это было основной причиной чрезмерного разряда аккумуляторов – генератор оставался единственным устройством, прямо связанным с АКБ после отключения зажигания. Автомобильный генератор – это трехфазная (реже-четырехфазная) машина переменного тока, который для использования в бортовой сети необходимо выпрямить. За это отвечает диодный мост – характерная «подкова» из мощных полупроводниковых диодов, которая в цепи автомобиля включена между статорными обмотками и аккумулятором.
Идеальный полупроводниковый диод проводит ток в одном направлении, на этом основано их использование в выпрямителях переменного тока. Но на практике у диода есть и обратный ток – будучи подключенным к аккумулятору диодный мост медленно высаживает аккумулятор на статорные обмотки. В норме обратный ток диода составляет несколько миллиампер, с учетом того, что в мосту их несколько, нормальным обратным током сборки считается 20-40 мА.
Однако полупроводники со временем деградируют, что приводит к изменению параметров диода, включая и рост обратного тока. Так утечки могут вырасти в разы – а постоянная нагрузка в сотню-две миллиампер.
Неправильное подключение магнитолы
Классическая ошибка – и классический же способ разрядить аккумулятор. Дело в том, что современные магнитолы рассчитаны на использование только при замке зажигания, установленном в положение «аксессуары» (АСС) или при включенном зажигании, для чего используется отдельный сигнальный провод, подключаемый к замку зажигания. Плюс же питания магнитолы напрямую идет на аккумулятор.
Без ключа такую магнитолу не включить, что и подвигает иногда людей намертво соединить провод ACC от магнитолы с плюсом зажигания, чтобы она включалась всегда. Но проблема в том, что при штатном подключении все время, пока ключ вынут из замка, в магнитоле под напряжением остается минимум цепей. Запускает этот «спящий» режим минимального энергопотребления отключение напряжения на выводе ACC.
Если же магнитола выключена кнопкой на панели, а напряжение на выводе ACC сохраняется, то вместо «спящего» режима большинство моделей переходят в режим ожидания, когда энергопотребление гораздо выше. Таким образом, неправильно подключенная магнитола способна добавить 40-50 мА к общему току утечки.
Сюда же отнесем и усилители – их напрямую запитывают аккумуляторы, а для энергосбережения используется сигнальный провод, управляемый магнитолой. Сами понимаете, сколько способен «высосать» мощный усилитель, если случайно сорвать этот провод, доставая что-то из багажника и оставив усилитель включенным.
Проблемы с сигнализацией и охранными системами
Сигнализации и иммобилайзеры должны работать, пока машина стоит с выключенным мотором. Это тоже дает вклад в токи утечки и, хотя при разработке подобных систем стремятся снизить энергопотребление до минимума, какой-то ток им нужен всегда.
В современных охранных системах контроллеры умеют «засыпать», но при сбоях программного обеспечения или неисправностях такая сигнализация продолжит потреблять повышенный ток. На дешевых моделях случаются и более серьезные проблемы – например, оснащенная простейшей китайской двусторонней сигнализацией машина намертво заблокировала работу автоматических дверей бокса и штатных сигнализаций соседних машин, забивая радиодиапазон постоянно работающим передатчиком антенного блока. Аккумулятор у этой машины регулярно по утрам оказывался ощутимо разряженным.
Неисправности коммутирующего оборудования
Нагрузка, подключаемая к проводке с постоянным присутствием напряжения через выключатели или реле, может стать причиной роста тока утечек. В любом случае источником проблем становятся контакты, неважно, выключателя или реле – подгоревшие и деформированные от перегрузки, они могут не размыкаться до конца, сохраняя пусть и большое, но сопротивление, через которое потечет ток.
Тем не менее, такие случаи редкость. А вот в современных автомобилях со сложными системами управления бортовыми потребителями цепи коммутируется полупроводниками, а не классическими реле. А любой полупроводник имеет и обратный ток – в коммутирующих транзисторах он мизерной величины, но при неисправности возрастает до ощутимых значений, не говоря уже о случаях пробоя транзистора, когда нагрузка перестает отключаться от питания.
Видео: Поиск утечки тока в автомобиле
Как проверить и определить утечку тока
Для проверки и измерения суммарного тока утечки используется мультиметр, включаемый в разрыв плюсового провода аккумулятора, с него снимается клемма, а щупы мультиметра в режиме измерения тока замыкают цепь через амперметр.
Однако помните, что при этом в момент снятия клеммы сбросится память магнитолы, а при восстановлении питания через мультиметр «проснутся» все блоки бортовой электроники, сработает сигнализация. Энергопотребление возрастет в разы, и говорить о точности измерения будет нельзя.
Поэтому проще чуть усложнить метод: взяв небольшой аккумулятор, сначала подключаем его к плюсовому и минусовому кабелям автомобильного аккумулятора, а только потом снимаем клемму – энергопитание в таком случае не прервется, и машина продолжит оставаться в «спящем» режиме. Подключив мультиметр между основным аккумулятором и клеммой, можно отключить дополнительную батарею – в этот момент тестер и начнет показывать реальный ток утечки в машине. Перед возвратом клеммы на место точно так же сначала подключим дополнительный аккумулятор, а затем отсоединим щупы тестера.
Что считать нормальным и ненормальным током утечки? В идеале заранее измерить его на исправном автомобиле — это и есть норма. Если это невозможно, то ориентируйтесь на усредненные данные: ток более 50-60 мА уже вызывает подозрения, приближающийся к 100 мА уже указывает на вероятное наличие проблем. Токопотребление выше 0,1-0,15 А явно выходит за рамки нормы.
Проще проверить утечку, если это генератор: сняв с него силовую клемму, вновь включаем мультиметр, но на этот раз между аккумулятором и генератором. При таком подключении амперметр покажет только обратный ток диодного моста.
С остальной же бортовой электроникой придется пойти методом последовательного отключения: поочередно отключая магнитолу, сигнализацию и так далее, смотрите, насколько изменяется общий ток утечки – отключение исправно работающего узла мало влияет на утечку, а вот неисправный или неправильно подключенный сразу выдаст себя падением тока утечки на ощутимый процент.
Отключение можно производить, вынимая соответствующий предохранитель. Извлекая предохранители мы поочерёдного размыкаем цепей в бортовой сети.
Видео: Полезный совет от автоэлектрика. Пока только утечка тока. А потом?
Информационный сайт о накопителях энергии
Ситуация, когда аккумулятор разряжается за ночь так, что мотор заводится с трудом, знакома многим. Причиной является большой ток утечки аккумулятора автомобиля. Во время простоя происходит саморазряд батареи, забирают энергию паразитные токи в контуре автомобиля. Статья о том, как определить скрытых потребителей, и устранить утечку тока, выявить допустимый расход энергии в авто во время простоя и не посадить батарею
Утечка с аккумулятора при выключенном зажигании
Если зажигание выключено, мотор не работает, аккумулятор не подзаряжается. Вся энергия, накопленная во время движения, расходуется на питание потребителей – обогрев окон, работу медиацентра, освещение. Чем больше невыключенных потребителей, тем быстрее разряжается аккумулятор. Поэтому все приборы при длительном простое должны быть выключенными.
Однако при неправильно собранной схеме телевизора, звуковой системы, кондиционера может быть ток утечки. Часто ошибкой, приводящей к посадке напряжения аккумулятора, становится перевод этих приборов в спящий режим, не полное отключение. Проверка мультиметром на утечку выявит проблему.
К возникновению паразитных токов приводят окисленные контакты проводки. Причина -сопротивление, способствующее нагреву проводов. Паразитные токи в этом случае не главное – можно получить возгорание. К таким же последствиям проводит изношенная электропроводка со скрутками и плохой изоляцией.
Однако и сам аккумулятор со временем теряет емкость и скорость саморазряда увеличивается. Если большой утечки тока нет, а батарея разряжается, значит нужно проверить ее пригодность.
Какой ток утечки аккумулятора автомобиля норма?
Почему же допускается ток утечки аккумулятора, да еще и норма определяется? Каким должен быть ток утечки автомобиля ВАЗ старых моделей и современного АУДИ? Зависит это от оснащенности. В обеих машинах есть часы, охранная сигнализация, но АУДИ есть ЭБУ, который нельзя отключать, аудиосистема.
Часы потребляют 1мА, сигнализация – 20 мА, аудиосистема 3 мА – и норма для утечки тока на автомобиле ВАЗ составит 24-30 мА. Для АУДИ нормой будет 50-80 мА, но там и генератор более мощный, и аккумулятор емкий. Стандартная утечка тока с аккумулятора зависит от его оснащенности.
Как проверить аккумулятор на утечку тока мультиметром
Принимая как норму, ток утечки на собственном авто, можно выполнить замер суммарных паразитных токов мультиметром. Превышение нормы может произойти при коротком замыкании в сети или слишком мощных дополнительных потребителях. Иногда причиной утечки тока с аккумулятора становится неисправность генератора или стартера. Только через последовательную проверку сети на утечку тока можно установить истинную причину просадки емкости аккумулятора автомобиля.
Как замерить ток утечки аккумулятора
Для диагностики утечки тока потребуется тестер-мультиметр – он может работать как вольтметр, омметр и амперметр с проводами и зажимами «крокодилами». Потребуется рожковый ключ, перчатки и блокнот для записей.
Автомобиль следует подготовить:
- выключить всю электронику, включая видеорегистратор и усилители;
- отсоединить скрытые потребители в бардачке и под капотом;
- открыть капот, закрепить его и ослабить минусовую клемму на аккумуляторе;
- закрыть двери, но окна открыть для возможности проникнуть в салон, если сработает центральный замок.
Порядок измерения утечки тока аккумулятора
- мультиметр поставить на измерение ампер в положение 10 А;
- сделать разрыв цепи, подключить в разрыв амперметр только на отрицательном полюсе;
- снять показания утечки.
При показателях, соответствующих норме – 20-80 мА, диагностика считается законченной.
Найти и устранить утечку
В поисках нарушения, сопровождающегося утечкой тока, придется обследовать цепи всех потребителей. Начинать нужно с установленного внештатного оборудования. Именно там часто находят проблемы. Причины – дополнительный монтаж проводов выполнен в неподходящем и неудобном месте. Они могут нагреваться, перетираться.
Проблемным местом считают сигнализацию и двери. Неисправными могут быть концевики на схеме замыкания и размыкания двери. Сигнализация после включения через 5 минут должна уменьшить потребление тока. Нет – повод к обследованию.
Если причины утечки не установлены – проверять нужно генератор. Если силовой агрегат не подзаряжает аккумулятор, это определяется так:
- Замерить напряжение на клеммах АКБ при отсутствии потребителей – при полной зарядке 12,6- 12,9 В.
- Завести двигатель, включить потребителей – обогрев, фары, печку, произвести замер на клеммах АКБ – от 12,8 до 14,3 В.
Напряжение на клеммах меньше – генератор не подзаряжает аккумулятор.
Посмотрите видео, как проверить аккумулятор на утечку тока.
Нормальный ток утечки аккумулятора
Под утечкой тока подразумевают наличие тока, протекающего с шины питания на землю или в общий провод. Известно, что пусковая цепь замка зажигания питается от шины 15. Шина 30 питает всю автомобильную сеть с положительной клеммы аккумулятора. Выключенное зажигание не препятствует потреблению энергии другими приборами. Проверка аккумулятора на утечку тока проводится измерением с помощью мультиметра и визуальным обследованием состояния проводов.
Поэтому при большом токе утечки обследуют поочередно потребителей от шины 30:
- Автомагнитола – на исправной магнитоле утечка составляет 10 мА.
- Автосигнализация – охранное устройство потребляет до 200 мА тока, в зависимости от марки. Здесь есть обратная связь, приемопередатчик, GSM, но современные системы минимизируют допустимый ток утечки аккумулятора.
- Блок управления двигателем питается от шины 30, его утечка составляет единицы миллиампер.
- Климат-контроль, ABS, управление кузовом и другие системы управления суммарно допускают ток утечки в 10 мА.
- Неисправный генератор полностью разрядит аккумулятор за 30 минут, в штатной ситуации утечка составляет единицы мА.
- Влажные и грязные контакты создают токи электролиза, паразитные токи. При нормальном содержании проводов и контактов ток утечки составляет около 5 мА.
- Саморазряд аккумулятора – это тоже ток утечки. Внутренний саморазряд вызывается качеством электролита, сульфатацией, разрушением пластин, и он может превышать все другие потери.
Норма тока утечки складывается с учетом всех потребителей в зависимости от типа марки автомобиля.
Большой ток утечки аккумулятора — проблемы
Большим током утечки, при котором требуется непременно найти проблемную точку, считают величину в 0,5 А. Потеря в пол-ампера за десять часов поглотит 5 А/ч, а оставленный на 4 суток автомобиль разрядится в ноль. Поэтому на длительную стоянку автомобиль оставляют с разомкнутой цепью.
Если в авто есть проблемный узел, в котором создается ток утечки, там обязательно начнется разогрев в транзисторе или микросхеме. Блок выйдет из строя. При утечке тока по проводнику не наступит возгорания, но может повредиться изоляция. Это и приведет к замыканию, интенсивному разогреванию в месте контакта и пожару.
Как найти утечку тока на аккумуляторе без прибора? В темное время суток остановить авто, открыть капот, закрыть дверь, но охрану не подключать. Снять провод с положительной клеммы и подождать 5 минут. Снова подключить клемму аккумулятора. Если искра проскочит мощная – утечка есть. Небольшое искрение – процесс естественный. Дальше следует измерить показатели и определить проблемное место.
Абсолютно точный признак утечки тока без измерения – за неделю стоянки свежий аккумулятор полностью разряжается.
