Ток потребляемый стартером мотоцикла
Стартер это самый большой потребитель электроэнергии в автомобиле. Пусковые токи в зимнее время могут доходить до 400 ампер.
Ниже будет показано на примере ваз 2107, сколько потребляет стартер при пуске двигателя и от чего зависит это потребление.
Токовые клещи.
Этот прибор дополняет обычный мультиметр и дает возможность без вмешательства в цепь проверить ток в ней.
Клещами вешается на провод.
От чего зависит ток потребляемый стартером.
Чем большее сопротивление дает коленчатый вал при его вращении, тем больше потребляет стартер.
При увеличении вязкости масла это сопротивление увеличивается, и нагрузка на стартер возрастает.
Чем больше наполнение цилиндров воздухом во время пуска, тем больше будет давление в них, а значит, стартеру будет тяжелее прокручивать коленчатый вал. Наполнение цилиндров зависит от того на сколько будет открыта дроссельная заслонка во время пуска. Если дроссель полностью закрыт, то компрессия будет ниже и стартеру легче вывести двигатель на пусковые обороты.
Слишком раннее зажигание в двигателе тоже увеличивает нагрузку на стартер. Так как давление в цилиндре при сгорании становится слишком большим до того как поршень дойдет до верхней мертвой точке и стартеру нужно преодолевать это сопротивление.
Проверка потребления стартера.
При температуре воздуха 15 градусов потребление составило 112 ампер.
Ночью температура опускалась до 4 градусов, проверка проводилась с утра. При выжитом сцеплении ток потребления был таким же, как и при включенном. Значит при плюсовой температуре смысла выжимать сцепление, нет. Распорные кольца коленчатого вала будут зря нагружаться.
При выкрученных свечах ток потребления составил 96 ампер.
Это ток стартера в момент, когда двигатель уже вышел на пусковые обороты. Но собственный пусковой ток стартера сильно отличается при проверке с вкрученными свечами и без них. С вкрученными свечами и открытым дросселем в момент, когда стартер начинал вращать двигатель, ток составил 230 ампер, а с выкрученными 160 ампер.А значит, наполнение цилиндров в момент пуска сильно влияет на этот параметр. И если открывать дроссельную заслонку, то нагрузка на стартер будет больше.
В начале прошедшего сезона купил новый байк. Практически без пробега, за 10 лет всего 5000 км. Вот только намотать на нем свои 4-5 тысяч не получилось, т.к. он постоянно чем-нибудь ломался. В итоге сейчас у меня главная проблема - питание. Не смог точно диагностировать, в чем причина. Зато на данный момент разобрался, как мне кажется, с работой борт.сети мотоцикла.
Делая скидку на мое образование, я не особо шарю в электронике и мой практический опыт ограничивается несколькими японскими байками и тремя годами. Это я к тому, что выводы возможно очевидные, но дошло до меня не сразу.
Под катом - понимание организации питания байка и идея контроля борт.сети.
В начале нужно сказать спасибо товарищу, который расписал на mail как работает зарядка АКБ на машине.
В кратком пересказе, разряд/заряд аккумулятора происходит следующим образом. Для запуска двигателя стартер требует ток 300-450А (на мотоциклах - меньше, но тоже дофига), в результате работы стартера сильно разряжается аккумулятор. Кстати, есть отдельная характеристика стартерных АКБ, ток холодной прокрутки (cold cranking amps CCA). Это значение в амперах, которое может выдать полностью заряженная рабочая батарейка без посадки напряжения на клеммах ниже 9В в течение 30 секунд при −18C (источник). На моем "хорошем" Yuasa заявлено 210 CCA для батарейки 12Ач.
В другом источнике вычитал: после отдачи питания стартеру аккумулятору требуется время на восстановление своей емкости. Поэтому, покрутив стартер 4-5сек, делайте паузу 20-30сек перед повторным запуском. Если байк не завёлся со второй попытки, но стартер бодро крутил - ищите причну не в батарейке или стартeре, а в нарушении трех составляющих работы ДВС (смесь - компрессия - поджиг). Элементарный пример - первый запуск в холодную погоду без подсоса.
После запуска двигателя необходимо компенсировать разрядку аккумулятора, то есть дать ему зарядный ток, подключив к источнику питания и обеспечив ток зарядки. Если нормально заряженный до 12.6 вольт аккумулятор подключить к источнику питания с напряжением 12.6 вольт, то аккумулятор на это никак не отреагирует - нет разности электрических потенциалов (напряжений) - нет тока в цепи.
При зарядке АКБ от зарядного устройства (ЗУ) на последней стадии процесса на батарейку подается до 18 вольт, но при этом контроллиуется рост напряжения на аккумуляторе. Когда оно перестаёт увеличиваться, то это говорит о том, что аккумулятор зарядился полностью и больше не принимает зарядку. При этом в аккумуляторе идёт интенсивное выделение водорода (аккумулятор "кипит"). Для мото аккумуляторов так же важную роль играет регулировка силы тока зарядного устройства. Должна быть возможность выставить значение вручную, чтоб ЗУ не превышало заданный предел, обычно 1/10 от емкости АКБ.
Возращаемся к пуску двигателя. Сразу после запуска работает генератор переменного тока. В сеть идет напряжение, ограничиваемое и выпрямляемое реле-регулятором. Как я знаю, до 14.5 В после реле. Аккумулятору требуется зарядка и он потребляет часть этой энергии, выражаемой в амперах. После полной зарядки ампераж падает почти до нуля, хотя напряжение на клеммах остается 12-14В. Просто АКБ больше не берет из сети.
А теперь самое интересное. Кроме АКБ питание потребляется всей борт.сетью - лампочки, индикаторы, свечи, подогрев ручек, коммутатор и др. В совокупности они требуют определенную силу тока в сети. Схематически:
Выдача генератора зависит от оборотов двигателя. Это другая история, коротко - чем быстрее вращение ротора, тем больше ток в обмотках генератора. При холостых оборотах, а так же при нарушении работы генера, бортовой сети может не хватать тока и она будет тянуть его от аккумулятора, потому что он не только потребитель, но и источник питания. В численном выражении получим "минус" сколько-то ампер от АКБ.
Собственно, в этом заключается идея контроля борт.сети, пока это только в теории. Купил на ebay цифровой вольтамперметр 20В +/- 200А, шунт 200А/75мВ и независимое питание (требуется прибору). Собираюсь поставить его так, чтобы АКБ являлся нагрузкой для показаний амперметра. Учитывая выше сказанное, ожидаю видеть +/- ампер в разных режимах работы двигателя. Стоит помнить, что на холостых возможно будет отмечаться расход батарейки, т.к. генератор не выдаст нужное напряжение и силу тока. Однако, если генер в порядке, тогда в рабочем режиме на амперметре должно быть неотрицательное число.
Вольтметр в свою очередь нужен для слежения за работой реле-регулятора. В прошлом сезоне сумел поймать поломку РР, когда в сети появилось 18В! Так и ехал потом несколько км до дома: 6-я передача, 10 км/ч. Помните, "выше обороты - больше напряжение с генера". В таком режиме обороты едва превышали холостые 1100 об/мин.
P.S.: eсть АКБ силовые и стартерные. Повторюсь, стартерные работают только для запуска стартера. Такой АКБ потребляет энергию генератора вместе с борт.сетью, т.е. его можно рассматривать, как одного из потребителей питания генератора. На работающем агрегате только генератор кормит всю эту ораву.
Силовые питают борт.сеть и двигатель. Устроены иначе, заряжаются долго, но и работают часами. Пример использования силовых АКБ: погрузчики на закрытых складах, работающие на электродвигателях. Детские машинки в полный рост киндера тоже скорее всего на силовых АКБ. Инвалидные коляски с электроприводом из той же категории применения.
И на заметку, что мой батя мне рассказывал: были генераторы, которым требовалось питание от АКБ для возбуждения первичной обмотки. Т.е. с дохлой батарейкой даже с толкача нельзя было байк завести. А еще для проверки состояния генера можно провести такой эксперимент: на заведенной машине (речь о советских ВАЗ) скинуть клемму "+" с АКБ. Если движку хватает питания с генератора, то он не заглохнет. У меня на байке фокус не удался, потух сразу же. Однако, я считаю, что это могла быть защита по электронике, а не только подсос с АКБ. Без амперметра трудно что-либо сказать точно.
Короче, придется оставить на батарейках. На фотке - сборка в конечном(?) виде. Коробка из ПКЛ, добавил кнопу для выключения мультиметра и отдельные выводы для заряда батареек прибора. Все обмазал герметиком. Переключатель накрыл колпачком, о чем - отдельная история.
С ёбы не дождался, купил в городе, DU1P0-12D12. Потратив часа четыре, таки смог победить странную распиновку из 5-ти ног. Документы (datasheet) нашел, но не понял распределение пинов. Вообщем, сейчас все наконец работает, как надо. Один момент остался невыясненным. В мультиметре два подстроечных резистора. Я полагал, что на вольт и амперметр по отдельности. Однако показания амперметра не настраиваются ни каким из них.
Много интересного узнал с появлением такой контрольки. Например, каким-то непостижимым пока образом хреновая топливная подача сказывается на работе генератора. Я по звуку изменений работы двигателя не слышу, а показания на мультиметре падают. Хотя это пока не подтверждено окончательно, но чистка карбов выровняла работу генератора. Вот так-то..
Плюс к тому, успел вовремя увидеть умирающее реле-регулятор: потребление пошло с АКБ, и с каждым километром - все больше в минусе. Вообщем, очень полезный прибор оказался.
Пусковым током стартера автомобиля называется максимальное значение силы тока, который потребляется им во время запуска двигателя. Измеряется в амперах и, в зависимости от рассмотренных в статье факторов, может варьироваться в диапазоне 100-500 А. От чего зависит этот показатель, на что он влияет, как его правильно измерить и уменьшить – простыми и понятными словами рассказано в данном материале.
Базовые понятия
Для начала рассмотрим несколько базовых понятий, чтобы лучше понимать, что такое пусковой ток автомобильного стартера, и не путать эту величину с другими характеристиками.
Автомобильный стартер является ничем иным, как электродвигателем постоянного тока. Это означает, что он выполняет свою работу (крутит коленвал двигателя), потребляя электрическую энергию, накопленную в аккумуляторной батарее. Эта энергия характеризуется несколькими величинами – напряжением, силой тока и мощностью.
Напряжение, при котором работает нагруженный стартер легкового автомобиля, находится в диапазоне примерно 11-13 В. Что значит нагруженный? Если стартер снять с двигателя и подключить к источнику тока без какой-либо нагрузки, то он будет работать и при гораздо меньшем напряжении. Однако будучи установленным на автомобиле, при напряжении менее 11 В он, как правило, не работает. Это хорошо знакомо тем автолюбителям, у которых была изношенная или полностью разряженная АКБ.
Сила тока, который потребляется нагруженным стартером легкового автомобиля, варьируется в диапазоне 100-500 А. Здесь, как и в случае с напряжением, большую роль играет нагрузка. Если стартер подключить к источнику питания отдельно от двигателя, то тока он потреблять будет гораздо меньше. Из этого следует, что чем большая нагрузка на стартер, тем больше тока он будет потреблять.
Мощностью стартера называется величина, которая зависит от напряжения, при котором он работает, и силы тока, который им потребляется в конкретный момент времени. Так, например, если стартер вашего автомобиля при напряжении 12 В потребляет ток силой 150 А, то его мощность в данный момент составляет 12 × 150 = 1800 Вт.
Из этого всего можно вывести следующее, важное для автомобилистов, понятие. Что происходит, когда АКБ изношена или слабо заряжена? А происходит то, что при работе стартера напряжение на ней просаживается, например, до 10,5 В. Это означает, что, если стартер потребляет все те же 150 А, то его мощность при таких условиях уже не 1,8 кВт, а всего лишь 1,5 кВт. Соответственно, он крутит коленвал вяло, либо ему вообще не хватает мощности, чтобы сдвинуть его с места.
Кроме того, чем большая просадка напряжения происходит на клеммах АКБ, тем меньший пусковой ток она способна выдавать. Отсюда следует, что на наш стартер идет уже не 150 А, а вдвое-втрое меньше. Это приводит к резкому уменьшению мощности, которой оказывается недостаточно, чтобы провернуть коленчатый вал двигателя.
Для некоторых автолюбителей будет интересной еще одна характеристика стартера. Она показывает количество энергии, которое он израсходовал, пока запускал двигатель. Измерить ее можно в А*ч (ампер-часах), а как мы помним, именно в этих единицах указывается емкость АКБ. Это означает, что по пусковому току и времени работы стартера мы можем узнать, на сколько сильно он разрядил нашу батарею.
Рассмотрим все тот же стартер. Допустим, во время всей своей работы он, потребляя ток силой 150 А, запустил двигатель с первой попытки, вращая его в течение 5 секунд. Теперь секунды надо перевести в часы, так как нас интересуют именно ампер-часы. 5 секунд – это примерно 0,0014 часов. Соответственно, наш стартер «взял» из батареи 150 × 0,0014 А*ч, то есть примерно 0,21 А*ч. И это при емкости в 50-60 А*ч.
Но здесь следует понимать, что мы рассмотрели упрощенные условия. Так, при больших токах потребления АКБ садится немного больше, чем это можно рассчитать на бумаге. Кроме того, не всегда двигатель запускается с первого раза, и так далее. Из всего этого важно усвоить следующее. Если стартер не смог прокрутиться из-за ослабленной АКБ, то ему, скорее всего, хвалило не А*ч, как думают многие. Ему не хватило пускового тока, так как разряженная или испорченная батарея не в состоянии выдавать такие большие токи.
От чего зависит пусковой ток стартера?
На разных моделях легковых автомобилей пусковой ток стартера может значительно отличаться по своей величине. Разберем, от чего это зависит.
- Во-первых, от типа двигателя. Так, чтобы прокрутить на старте дизельный двигатель, требуется на порядок больше мощности, чем для бензинового мотора с таким же объемом. А как мы уже выяснили, чем большей мощности стартер, тем больше тока он потребляет для выполнения своей работы.
- Во-вторых, от объема двигателя. Чем он больше, тем тяжелее стартеру его запускать. Соответственно, для этого требуется больше мощности, а значит и пускового тока.
- В-третьих, пусковой ток на разных автомобилях зависит и от самого стартера – его модели, мощности и так далее. Все это подбирается производителем, исходя из первых двух факторов, а также ряда других нюансов.
Однако пусковые токи стартера могут отличаться не только на разных автомобилях, но и на абсолютно одинаковых. Более того, на одной и той же машине, например, вашей, при разных условиях пусковой ток может сильно разниться. От чего зависит его сила в этом случае?
В первую очередь, от технического состояния двигателя. Если в нем что-либо подклинивает, тяжело вращается и так далее – стартеру труднее все это сдвигать с места, а потому он будет потреблять больший пусковой ток.
Следующий фактор, влияющий на пусковые токи, это температура окружающей среды. Чем она ниже, тем гуще становится моторное масло, и тем тяжелее стартеру такой двигатель запустить.
Далее идет состояние самого стартера. Например, если в нем изношены или загрязнены втулки, выступающие в роли подшипников трения, вращаться ему тяжелее, и он будет потреблять больший ток.
Еще хуже обстоит ситуация, когда есть короткие замыкания в обмотках стартера. Здесь уже прекрасно показывает себя всем известный закон Ома. При локальных замыканиях электрическое сопротивление обмоток уменьшается, а по закону Ома (при одном и том же напряжении) это приводит к увеличению силы тока. При этом следует понимать, что мощность будет не увеличиваться, а наоборот, уменьшаться, так как используется не весь потенциал электродвигателя.
К аналогичному исходу приводят плохие контакты на клеммах, проводящих тот самый пусковой ток от АКБ к стартеру. Здесь работает все тот же закон. Чем хуже контакт, тем меньше сечение проводника на этом участке. А чем меньше сечение, тем больше электрическое сопротивление. А это значит, что и мощность стартера будет меньшей.
Итого, пусковой ток стартера зависит и от характеристик, и от технического состояния, и от сопротивлений, которые препятствуют его работе. Причем сопротивление может быть как механического характера, так и электрическим.
Зачем надо знать пусковой ток стартера?
В первую очередь для того, чтобы правильно подобрать аккумуляторную батарею, если старую пришло время заменить. Если на этот параметр не обратить внимание, погнавшись за привлекательной ценой или ампер-часами емкости, можно столкнуться с тем, что новая батарея не сможет нормально прокрутить ваш стартер, либо вообще не сдвинет его с места.
Как правило, на всех современных автомобильных аккумуляторных батареях эта характеристика указывается под видом максимального пускового тока. То есть, на первый взгляд, сложностей с выбором возникать не должно. Однако здесь есть несколько нюансов. Рассмотрим их.
- Во-первых, надо учитывать, что указанный на корпусе АКБ максимальный пусковой ток она сможет выдавать только в полностью заряженном состоянии. То есть, когда новый аккумулятор однажды окажется по тем или иным причинам разряженным, например, наполовину, то пусковой ток, который она будет способна выдать, уменьшится.
- Во-вторых, максимальный пусковой ток, указанный на корпусе, будет неуклонно уменьшаться с каждым днем эксплуатации батареи. Так, если новая и полностью заряженная она будет способна выдавать 400 А (как написано), то через полгода эта характеристика может уменьшиться уже до 300 А, и так далее.
- В-третьих, не лишним будет помнить о том, что некоторые производители не стыдятся «немножко» преувеличивать характеристики выпускаемой продукции. Это значит, что при указанных на корпусе 500 А максимальный пусковой ток на самом деле не дотянет до этого показателя. В некоторых случаях измерения показывали, что производитель «преувеличил» этот параметр аж в два раза. К счастью, встречаются такие случаи сегодня редко. Но помнить о них надо. Для проверки истинного максимального пускового тока АКБ есть специальные электронные приборы.
Далее необходимо учитывать, что автомобиль не всегда эксплуатируется при одинаковых условиях и в идеальном техническом состоянии. Это означает, что батарею по пусковому току надо выбирать с запасом – чем больше, тем лучше.
У некоторых автолюбителей присутствует ошибочный страх, что чрезмерно высокий пусковой ток, указанный на батарее, сможет сжечь стартер. Это не так. Стартер никогда не возьмет тока больше, чем ему нужно. Так что, если на АКБ написано, что максимальный ток 600 А, то это не значит, что на стартер пойдет именно такой ток. Нет. Он возьмет только «свои» положенные 150-200 А.
Это что касается выбора батареи. Однако знать пусковой ток вашего стартера полезно и для других целей. В том числе, по повысившемуся энергопотреблению возможно своевременно выявить кое-какие проблемы с машиной. Если ток потребления стартера увеличился, то это может указывать на его износ, засорение, короткие замыкания в обмотках, плохой контакт и другие поломки. Устранив своевременно эти недостатки, вы уменьшите нагрузку и износ аккумуляторной батареи. Соответственно, прослужит она дольше, а двигатель будет запускаться легче даже несмотря на крепкие морозы.
Как измерить пусковой ток стартера?
В первую очередь, не повторяйте ошибку некоторых автолюбителей, которые однажды попытались измерить пусковой ток стартера при помощи мультиметра. Как они поступали. Мультиметр в режиме амперметра подключался в разрыв одной из клемм на АКБ. То есть, клемма снималась, один щуп прикладывался на батарею, второй – на отсоединенный провод. Далее запускался двигатель, но ток стартера таким способом никто не узнал.
А все потому, что мультиметры, которые есть у многих автолюбителей, не рассчитаны на измерение силы тока более 10-20 А. А стартер даже малолитражного автомобиля потребляет не менее 100 А. Соответственно, такой способ измерения всегда будет приводить к одному и тому же исходу – сгоранию мультиметра. Особенно опасны такие эксперименты с дешевыми приборами, у которых амперметр включен в систему без предохранителя.
Эта методика подходит только для измерения тока утечки АКБ, и должна выполняться исключительно при выключенном двигателе.
Для правильного измерения пускового тока стартера потребуется другой измерительный прибор, который называется токовые клещи. На таких девайсах имеются клещи, которые необходимо замкнуть вокруг провода, по которому течет ток, который мы хотим измерить. Когда работает стартер, то одинаковый ток течет что по минусовому, что по плюсовому проводах, отходящих от АКБ.
Измерения проводятся следующим образом. Аккумулятор необходимо предварительно полностью зарядить. Только так стартер сработает на полную мощность, и только так можно будет оценить потребляемый им ток. Далее на один из силовых проводов АКБ устанавливаются токовые клещи, а помощник включает стартер, поворачивая ключ зажигания. Пока стартер работает, по прибору фиксируются максимальные показатели.
Чтобы измерения были более обширными и информативными, их желательно повторить несколько раз, и при разных условиях. При этом, следует помнить, что после каждого запуска двигателя необходимо давать аккумулятору «отдохнуть», иначе показания будут недостоверными. Как правило, таким способом проводится три измерения, а затем выводится среднее арифметическое.
Проводя замеры пусковых токов, помните, что чем больше разряжен АКБ, тем показатели будут меньшими. Также следует учитывать, что прогретый двигатель завести легче, а потому потребляемый стартером ток может сильно отличаться от того, который им потребляется при «холодной прокрутке».
Как уменьшить пусковой ток стартера?
Делать это очень полезно, в первую очередь, для АКБ. Ведь чем меньший ток будет потреблять стартер, тем она прослужит дольше. Также это значительно повысит шансы успешного запуска двигателя в морозы, да еще и при частично разряженной батарее.
Уменьшить пусковой ток стартера можно несколькими способами. Применять их желательно комплексно, и регулярно. Рассмотрим основные.
Для начала необходимо обеспечить нормальный контакт в местах соединения силовых проводов с АКБ и стартером. С контактных площадок и клемм надо удалить окислы и ржавчину, после чего надежно все закрепить на своих местах (если только стартер не будет сниматься для выполнения следующих шагов).
Далее, чтобы уменьшить пусковой ток, надо демонтировать стартер с автомобиля, и разобрать его. Чаще всего здесь «виноваты» бронзовые втулки, которые выполняют роль подшипников скольжения. Если они изношены (есть заметный поперечный люфт ротора), замените их на новые. Если износа нет, то втулки надо тщательно очистить и смазать перед сборкой.
На пусковой ток также оказывают влияние токоведущие щетки и коллектор, к которому они прижимаются. Если на них имеется износ, сколы, царапины, трещины и другие дефекты – это замена. Коллектор необходимо очищать от графитового налета и пыли, которая забивается между его лепестками. Не используйте для этого острые металлические предметы и наждачную бумагу. Коллектор без проблем можно очистить до идеального состояния при помощи спирта и мягкой ветоши.
Для пущей уверенности можно проверить обмотки стартера на предмет коротких замыканий. Чтобы сделать это, понадобится мультиметр, включенный в режим измерения сопротивления. Эту величину можно измерить как на обмотках статора, так и на роторе. В обоих узлах сопротивление одинаковых обмоток должно быть примерно одинаковым. Если есть существенные отклонения или вообще обрыв, то такой стартер эксплуатировать нельзя. Его можно либо заменить, либо попробовать отдать на перемотку.
В завершение напомним, что состояние двигателя тоже влияет на пусковой ток стартера. Потому, если все его узлы поддерживаются в исправности и используется правильное моторное масло, максимальный пусковой ток стартера будет минимальным.
5544
Почему разговор о аккумуляторах? На мое мнение это тоже актуальная тема, когда дело подходит к мотосезону. Ведь это неотъемлемая часть мотоцикла о которой нужно заботится, как и об всех узлах и деталях байка.
Для начала поговорим о предках мотоаккумулятора- они произошли от автомобильных. Если внимательно посмотреть на него «под углом в 73 градуса», то можно увидеть, что это ёмкость прямоугольной формы, наполненная электролитом, состоящем из водного раствора серной кислоты, в которую опущены металлические пластины.
Немного о химии. Принцип работы аккумуляторных батарей основывается на химических реакциях между свинцом и диоксидом свинца в сернокислотной среде, в результате которых вырабатывается электричество.
• у положительных пластин: PbSO4 + Н2О + О -> РЬО2 + H2SO4;
• у отрицательных пластин: PbSO4 + 2Н -> Pb + H2SO4.
• у положительных пластин: PbО2 + Н2О -> PbSO4 + Н2О + О;
• у отрицательных пластин: Pb + H2SO4 -> PbSO4 + 2Н.
То есть, в моменты расхода энергии происходят реакции восстановления диоксида свинца на катодной пластине и окисление свинца на анодной пластине. При зарядке аккумулятора идут зеркально обратные процессы, к которым на завершающей стадии присоединяется ещё и электролиз воды с выделением кислорода на аноде и водорода – на катоде.
Важно: заряжать аккумулятор следует в проветриваемом помещении и не пользоваться вблизи него открытым огнём!
Говоря простым языком, при разряде аккумулятора активно расходуется серная кислота и образуется вода, снижая плотность электролита. При заряде АКБ всё происходит в обратном порядке. Вода расходуется на создание серной кислоты, а плотность электролита повышается.
Но ничто не вечно в этом мире и, поскольку эти основные реакции сопровождает ряд других процессов (самый вредный – сульфатация пластин), то секции аккумулятора со временем теряют свои свойства. Снижается их ёмкость и, в конечном счёте, аккумулятор приходится заменять на новый. Чтобы уменьшить негативное влияние сульфатации, в состав свинцово-сурьмяных пластин вводили кальций и даже серебро – так появились ещё два поколения обслуживаемых аккумуляторов.
Но всё же, чем мотоаккумуляторы отличаются друг от друга? Следует заметить, что формально все они делятся по назначению (стартерные и обычные) и химизму (кислотные и щелочные). Поскольку нестартерные батареи (для эндуро / снегоходов / квадров и гидроциклов – БЕЗ стартеров) используются в нашей теме крайне редко (тем более, щелочные), то остановимся на рассмотрении только стартерных кислотных. Есть несколько категорий, которые определяют применимость той или иной «батарейки» для конкретной модели мотоцикла, они изложены ниже, порядке их важности.
Принципиальная схема устройства АКБ:
Корпус (1) аккумулятора – из кислотостойкой пластмассы (как правило, это полипропилен) и разделен перегородками на шесть секций. В каждой секции установлен отдельный электрохимический элемент, состоящий из положительных и отрицательных пластин (9) и сепараторов (8) (разделительных прокладок) между ними. Каждый элемент имеет номинальное напряжение 2 Вольта и все они последовательно соединены между собой мостиками (4). Корпус аккумуляторной батареи закрыт общей для всех элементов пластмассовой крышкой (2). Крышка по периметру приварена к наружным стенкам корпуса. Соединения крышки с перегородками корпуса при сборке дополнительно уплотняются герметиком, чтобы исключить переливание электролита из одной секции в другую. Для каждой секции в крышке имеется резьбовое отверстие с пробкой (6) для заливки и индикаторным кольцом (7) контроля уровня электролита. АКБ имеет два вывода: положительный (3) и отрицательный (5).
Устройство AGM-батареи:
Корпус из полипропилена (1) содержит резервное количество электролита для оперативного поддержания t, он масло-бензостойкий, выдерживает экстремальный холод и жару. Крышка (2) посаженная «на горячую», полностью герметична и увеличивает прочность корпуса. Клемма «минус» с покрытием (3) защищена от попадания кислоты, не корродирует, продлевая жизнь батареи. Предохранительный клапан (8) сбрасывает избыточное давление газов. Разделители уникальной конструкции (4) обеспечивают минимальное внутреннее сопротивление и короткий путь для стартерного тока, позволяя батарее выдавать его максимальное значение.
Специальная активная масса (5), её компаунд отлично противостоит вибрациям, повышая надежность и срок службы аккумулятора. Решетка особой конструкции (6) устойчива к сильным вибрациям и обеспечивает максимальную проводимость. Спецсепаратор из стекловолокна (7) обеспечивает батарее долгую жизнь без обслуживания и, даже при разрушении корпуса не дает пролиться электролиту.
Эта категория включает в себя следующие параметры: геометрические размеры (высота-глубина/ширина-длина) и клеммность (тип клемм и их расположение). Первый параметр измеряется в миллиметрах и вместе со вторым указывается в каталоге (как правило, схематично). Оба привязаны к кодировке, которая у каждого производителя отличается. Но, при этом практически все они параллельно используют и кодировку фирмы Yuasa – признанного лидера в этой сфере.
Важно: помните, производитель ВСЕГДА указывает номинальные размеры батареи и вы сможете установить в отсек мотоцикла аккумулятор как чуть меньших размеров, так и больших – просто перед покупкой аналога не поленитесь его промерять!
Вольтаж – показывает соответствие бортовой сети мотоцикла – а это 6 или 12В, но все современные мотоциклы имеют сети с номиналом 12В.
Ёмкость – измеряется в АЧ (Ампер-часах) и этот параметр означает, какой ток и в течении какого времени способен отдавать аккум. Если Ваш аккумулятор имеет ёмкость 14АЧ, это означает, что при подключении потребителей (свет, музыка) с общем потреблением 1 ампер, батарея сможет «кормить» их в течение 14 часов. Но это в теории, на практике же, время работы имеет нелинейную зависимость от потребления. Ну и само собой, чем больше потребление, тем меньше время работы, и наоборот. Для примера – зарядка мобильного телефона потребляет 100 мА (0,1 А)… следовательно, аккумулятор 14АЧ способен заряжать мобильные телефоны более 100 часов подряд! Примерно также вы можете рассчитать потребление для телефона, музыки, света и прочего при палаточной ночёвке.
Пусковой ток – способность батареи проворачивать ротор стартера. Он указывается в амперах, но по нескольким стандартам (как правило, это DIN, SAE, EN – см. таблицу №1). Этот параметр весьма важен и стоит рассмотреть его подробнее.
Пусковой ток (стартерный ток, или ток холодной прокрутки – по-английски CCA, cold cranking ampers, далее – ПТ) – это ток, который практически сможет отдать батарея на клеммы стартера при минус 18° С в момент пуска. Чем больше величина этого тока, тем увереннее пройдёт и быстрее закончится запуск мотора – вал стартера (а значит и коленвал) будет вращаться быстрее. Но, даже в пределах одной величины ёмкости есть батареи с различными показателями ПТ. Это связано с уровнем технологий, применяемых для сборки (пример: ПТ обслуживаемой батареи с обычным электролитом может быть на 20-30% ниже необслуживаемой). Такое вполне возможно, когда применяют улучшенные материалы для пластин и клемм, что даёт уменьшение внутреннего сопротивления в аккумуляторной батарее.
Таблица 1: соответствие CCA разным стандартам DIN, EN, SAE (испытания аккумуляторов по всем стандартам проводится при температуре –180 С).
Где DIN – это немецкий индустриальный стандарт; EN – европейский стандарт и SAE – стандарт американского инженерного сообщества. Чаще всего на корпусах батарей встречается стандарт DIN.
Важно: производители практически всегда дают величину пускового тока, основываясь на номинале либо на максимальных величинах, и могут её округлять. Помните, что указанная величина пускового тока несёт в себе ориентировочную (оценочную) информацию.
Учитывая малые размеры мотоциклетных АКБ и невозможность взять с собой другую батарею, побольше, к этому параметру следует подойти со всей серьёзностью. Ведь любой стартер в момент начала пуска потребляет в 10 раз больший ток, чем когда он уже крутится. Также потребление стартером тока повысится, если ему будет тяжело (плохой контакт, износ щёток или загустевшее масло).
Конструкция
Любая АКБ (и мотоциклетная – не исключение) состоит из нескольких отдельных аккумуляторов, скрытых под одним корпусом. И если ранее, когда на мотоциклах массово стояли кикстартеры, а электрическим запуском могли похвастаться только люкс-модели, конструктивно аккумуляторы для мотоциклов были самыми простыми и… тяжёлыми. Каждая секция содержала в себе так называемый «пакет» из набора свинцовых решётчатых пластин, разделённых диэлектрическими пористыми прокладками (или сепараторами) и отделялась от других секций глухими перегородками. В каждую из секций заливался электролит (раствор серной кислоты c плотностью 1,27) и, проникая сквозь поры сепараторов, омывал пластины, в ячейках решётки которых находилась плотная масса из окислов свинца, которую называют «активной».
Пластины в пакете делятся на «положительные» и «отрицательные» и соединяются перемычками, выходя на две клеммы, которыми АКБ и подсоединяется в электросхему мотоцикла. В прошлом веке так выглядели практически все АКБ на автомобилях и мотоциклах. К началу 70-х годов прошлого века была изобретена новая, «гелевая» технология для АКБ и к концу века они стали преображаться.
Технологии
Большинство современных мотоциклетных батарей производятся с использованием полностью герметичной сборки, что позволяет использовать их на любых видах мототехники – от скутеров до гидроциклов. «Начало конца» традиционному конструктиву обычных свинцово-кислотных мотоаккумуляторов было положено уже в начале нашего века, с массовым внедрением технологии «GEL» – в этих батареях электролит присутствует в виде геля, а не жидкости. Что это даёт?
Такие батареи лучше переносят вибрации и удары, а также могут работать не только «на боку», но даже перевёрнутыми – ведь утечка электролита из них невозможна! Удержание высоких значений тока вне зависимости от степени разряда батареи – вот что важно при использования гелевых аккумуляторов на мототехнике. Даже при остаточном заряде в 30-20% аккумулятор прокрутит стартер и зажжёт фару, а после зарядки полностью восстановит свою номинальную емкость. Современные гелевые аккумуляторы способны выдержать до 1000 и более циклов глубокого разряда.
Важно: следует помнить, что при максимально полном разряде такой аккумулятор нельзя оставлять «без помощи» надолго и следует как можно быстрее его зарядить – иначе, «забыв» о нём более, чем на несколько суток, вы его окончательно потеряете!
Но, чуть позже в компании Gates Rubber Corporation была придумана, а в 1980 году впервые серийно реализована брэндом Yuasa другая технология, когда в батарею перед использованием заливается обычный жидкий электролит, а после отстоя он полностью впитывается и прочно удерживается «хитрыми» стекловолоконными сепараторами. Она получила наименование «AGM» (Absorbent Glassfibre Mat) и очень быстро стала популярной.
В чём основные преимущества так называемых «гелевых» необслуживаемых батарей перед обычными, мы описали выше. Но есть ещё несколько дополнительных. Срок службы как у AGM, так и у GEL аккумуляторов может достигать 10-ти лет при соблюдении условий их эксплуатации. Но это – в идеале. Как правило, это три года минимум. Ещё у обоих типов батарей очень малый ток саморазряда. Заряженная батарея может храниться достаточно долгое время – за год простоя заряд падает только до 80% от первоначального.
Но и у батарей типа AGM есть несколько преимуществ перед батареями типа GEL. Главное – это очень длительный срок предпродажного хранения в сухом состоянии. Минимально – три года, а максимально – 5 и даже более лет без потери своих качеств! Есть только ДВА условия, которые необходимо соблюсти перед установкой такого аккумулятора на мотоцикл: после заполнения электролитом ему следует отстояться минимум 2 часа и ещё его желательно подзарядить слабым током (не боле 1/2 от номинала). Второе преимущество батарей AGM заключается в уникальной конструкции пакета пластин, что позволяет им выдавать чрезвычайно высокий пусковой ток (CCA).
Если ранее у всех на слуху была только пара премиум-брэндов – японская Yuasa, американский Exide и немецкие Varta с Bosch, то сейчас в стране немало глобально известных (впрочем, и неизвестных тоже) производителей, включая и отечественный «Bi-Force», не говоря о массе мало кому известных «артельных» торговых марках из Китая.
Но на нашем рынке есть и серьёзные производители из Поднебесной – это брэнд Dynavolt, что производит свои необслуживаемые АКБ по технологии «nanogel» на новом автоматическом заводе со сборкой в среде инертных газов. Он самый недорогой из «гелевых» на нашем рынке и, пожалуй, оптимален по соотношению «цена-качество». Самым же дорогим брэндом (кроме АКБ официальных дилеров) в Украине является Yuasa c AGM батареями.
Как покупать
Какие «подводные» камни могут поджидать при покупке мотоаккумулятора? Первый и, пожалуй, самый важный: избегайте покупки «левой» АКБ. На рынках вам могут вообще «впарить» частично пустой аккумулятор – с уменьшенным количеством пластин! Для избежания этого не следует отдавать деньги за первый попавшийся вам на глаза «недорогой» аккумулятор, а стоит перед покупкой потратить немного времени на поиски в Интернете официальных продавцов АКБ, дающих на них гарантию не менее одного года и документы, или воспользоваться советами специалистов из той же Сети. Естественно, кто-то скажет, что самое правильное решение – это прийти в официальный сервис марки и купить тот аккумулятор, который рекомендован производителем мотоцикла. Это будет на 100% верное, но не самое дешёвое решение. Если модель вашего мотоцикла более или менее распространена и выпускалась только для какого-то одного рынка (европейского, американского или японского), то в торгующей организации есть шанс заглянуть в каталог и подобрать батарею по модели мотоцикла или кодировке батареи. Это идеально. Но если вы владелец чего-то нестандартного, внутрияпонского, или модель шла на разные рынки в разных комплектациях, то – линейка вам в помощь! Замеряйте посадочное место, фиксируйте расположение и форму клемм, и только потом перекапывайте каталоги на сайтах или звоните в магазины. Если найденный вами аккумулятор идеально встал на своё место, но имеет небольшие отклонения по параметру ёмкости – не беда, отличия в 1-2 Ач не критичны.
На фоне всего вышеизложенного, многие выбирают для себя путь наименьшего сопротивления, покупая максимально дешёвые аккумы «на сезон»…На этот самый «сезон» хватит любого аккумулятора, и вас не будут беспокоить ни зимние температурные режимы, ни уровни и плотность электролита, ровным счётом НИЧЕГО. Просто нужно заготовить немного денег, чтобы весной купить новый. Правда, и гарантии надёжности – никакой, но зато предложений в нижнем ценовом сегменте – море! Китайские, польские, и даже наши, отечественные! Так почему бы не поддержать отечественного производителя? По крайней мере, будет кому рекламации предъявлять…
Из интересного:
• Дешёвые обслуживаемые АКБ желательно «потренировать» перед тем, как устанавливать, зарядить малым током, затем «посадить» почти «до нуля» (например, при помощи лампочки), повторив эту процедуру минимум 2-3 раза. И только после этого устанавливать. Аналогично желательно подготовить «аккум» и на свежекупленной б/у технике. Он может казаться «убитым», но после замены электролита и «тренировки» – вполне откатать ещё сезон….
• Очень часто пытливые умы мучает вопрос – можно ли использовать аккумуляторы от «бесперебойников»? Да, можно. Если у вашего мотоцикла невысокие требования к пусковому току (как правило, это японские моторы с объёмами 250-400 см3), то «ИБП-шные» аккумуляторы могут легко прослужить пару сезонов. Ведь это – такой же свинцовый «гелевый» аккумулятор, и повредить системам мотоцикла он не может. Единственный неприятный момент – «не те» клеммы. Лучше всего, дабы не резать «родные» провода, припаять к стандартным (но обязательно – из силовой серии) контактам, известным в народе под именем «мама», короткие куски толстого провода с круглыми плоскими клеммами, и присоединить к ним болтами М6 родные провода с такими же клеммами на концах. Всё тщательно заизолируйте и… готово!
Важно: провод на «переходники-огрызки» должен быть коротким и толстым – с сечением, раза в два превышающим сечение проводов в проводке мотика.
Севший аккумулятор во время подзарядки от генератора потребляет ток в несколько ампер, а это много – плюсовая клемма будет нагреваться. Если сечение провода будет недостаточным или качество пайки будет слабым – провод отвалится. На ходу можно смело попрощаться с реле-регулятором, а то и с блоком управления.
• На клеммы после установки рекомендуется наносить специальную консервирующую, ну или, на худой конец, любую густую смазку. Это предотвратит места соединений от окисления в местах контакта, избавив вас от неожиданных «сюрпризов» в сырую погоду.
• Если в «банках» обслуживаемой батареи падает уровень электролита – доливайте ТОЛЬКО дистиллированную воду! В случае долива электролита аккум попросту выйдет из строя.
• Необслуживаемые батареи рекомендуется заряжать малым током (до 5% от номинальной ёмкости), следовательно, время зарядки может достигать и суток.
• Зарядить подсевшую батарею работой мотора «на холостых» НЕВОЗМОЖНО, даже если мотор проработает несколько часов! Поэтому, зимой, периодически запуская в гараже мотор и также периодически не подключая батарею к зарядному устройству, вы разряжаете свою АКБ. И в одно весеннее утро не заведёте мотоцикл.
• При старте от чужого аккумулятора позаботьтесь о том, чтобы соединяющие клеммы «прикуриваемого» и «прикуривателя» были достаточно толстыми и качественными, а «крокодилы» плотно держались своими «зубами» за соответствующие клеммы.
• Если заведомо исправный аккумулятор слишком часто подкладывает вам «свинью» и «садится» – не тяните, ищите утечку на одном из потребителей или «подкорачивание» в проводке.
• Если нового аккумулятора вам хватает на сезон, то проблема чаще всего – в неисправном реле-регуляторе… Постоянная перезарядка «убивает» его.
Знаете ли вы, какова величина стартерного тока у вашего автомобиля? Каков реальный аппетит на простой старт двигателя? Здесь вы найдёте ответы на эти вопросы для Mazda CX-5.
Дано:
1. Двигатель 2 литра, 4 цилиндра, бензин. ДВС и стартер исправны. Принимаем, что пуск ДВС возможен при вращении коленчатого вала в диапазоне 40-150 об/мин.
2. АКБ Exide Micro-Hybrid ECM ёмкостью 60 Ач/520 A.
520 А — это ток холодной прокрутки, т.е. указанный изготовителем ток разряда, который отдает батарея при температуре 18 С в течение 10 секунд при минимальном напряжении 7,5 В.
3. Температура за бортом 18 С. Значит АКБ может полностью выдать значение своего пускового тока и её ёмкость соответствует номиналу (не снижена из-за температуры).
4. Замечательный OBD-II адаптер — OBDLink MX, который посредством программы FORScan выводит результат измерений.
ЗЫ: Кстати, кто не знал: программа FORScan Lite для Android наконец доступна для установки с Google Play Market.
Попробую объяснить, что изображено на этом общем графике.
FORScan выдаёт результаты с точностью (периодичностью) до 8-20 мс, на данном этапе это избыточно, поэтому на графике я взял периодичность в полсекунды.
Климат выключен. Включаю питание автомобиля. Потребление тока составляет 8 Ампер, через несколько секунд включается видео-регистратор, который добавляет еще 1 Ампер. Для старта двигателя выжимаю педаль тормоза — потребление при этом составляет уже 12 А. Пуск двигателя (на графике — это на условных 2,5 секунде) — тут самое интересное.
При пуске двигателя потребляемый ток — максимальный, если принебречь отдельными нюансами — для АКБ сопротивление обмотки стартера является активным сопротивлением.
Более подробно, отбросив обороты КВ:
Расшифрую:
За несколько миллисекунд до раскручивания колен-вала ток составил 65 А, напряжение АКБ упало до 12 В. Через 135 миллисекунд происходит тот самый миг раскрутки двигателя стартером — обороты 12 об/мин, ток 78 А, напряжение 11,95 В.
Еще через 475 мс включается генератор (поймал момент включения — 0,12 В), обороты в этот миг составили 490, ток достиг максимума 127 А, напряжение 11 В.
Самый пик потребления ресурсов: ток, отдаваемый АКБ — 127 А, напряжение просело до минимума в 10,8 В. Такое высасывание АКБ продолжается примерно 420 мс. АКБ перестаёт отдавать ток через 4,5 секунды после нажатия кнопки Пуск, далее начинается более плавный заряд намного меньшими токами.
Более подробно:
Итак, в итоге имеем:
1. Процесс разряда АКБ от момента нажатия кнопки пуск до начала получения заряда длится 4,5 секунды.
2. Максимальный потребляемый от АКБ ток при старте двигателя составляет 127 А (при 18 С). Длительность этого процесса составляет чуть менее пол-секунды.
3. Максимальное падение напряжения — 10,8 В. Длительность такой "просадки" напряжения составляет тоже чуть менее пол-секунды.
4. Генератор выходит на равное с АКБ напряжение — 12 Вольт (т.е. начинает "генерить" 12 В) через 1 секунду после подключения, а через 8,5 сек после подключения выходит на полноценную отдачу в 15 Вольт, при которых АКБ получает максимальный заряд 44 А и напряжение 14,4 В.
Заряд АКБ током 40 А (в пике 44 А) происходит недолго, около 2 секунд, после чего ток заряда плавно снижается: например, зарядный ток АКБ с 40 до 20 Ампер уменьшается за 19 секунд.
Самое главное мы выяснили, что максимальная величина стартерного тока, потребляемого автомобилем, для Mazda CX-5 составляет 127 А (при температуре +18 С).
В будущем, поживём — посмотрим сколько это будет при 0 и при минус 18 С. Интересно же… т.к. тут уже будет сильнее сопротивляться и моторное масло.
Читайте также: