Заряжается ли аккумулятор на холостых оборотах: насколько это возможно и когда

Напряжение зарядки на холостом ходу зависит от характеристик мощности и исправности генератора, а также от общего потребления всеми включенными электрическими приборами. Давайте разберемся, заряжается ли аккумулятор на холостых оборотах, а также как влияет степень разряженности АКБ на уровень заряда.

Для полного понимания материала перед прочтением статьи ознакомимся с принципом работы генератора и терминами: электрическое напряжение, сила тока, электрическая мощность.

Зависимость мощности генератора от оборотов двигателя

В автомобильном генераторе вращение ротора реализовано через ременной привод от шкива коленчатого вала. Величина передающегося крутящего момента будет зависеть от скорости вращения двигателя и от соотношения диаметра шкива генератора к диаметру шкива коленчатого вала. На большинстве автомобилей это соотношение равняется 2:1. При 800 об/мин коленчатого вала ротор генератора будет вращаться со скоростью 1600 об/мин.

Эффективность работы автомобильного генератора характеризирует его КПД. Чем выше коэффициент полезного действия, тем меньшая механическая нагрузка возлагается на двигатель, что уменьшает расход топлива и повышает мощность ДВС. Но борьба за механические потери достигается и усовершенствованием конструкции, и правильно подобранной токоскоростной характеристикой генераторной установки (ТСХ).

Режим холостого хода зачастую занимает лишь небольшую долю в общем времени работы двигателя. Поэтому на холостых оборотах автомобильные генераторы рассчитаны покрывать аппетит минимального количества электрических потребителей. Это позволяет уменьшить нагрузку на двигатель и снизить холостые обороты (повышается акустический комфорт в салоне и уменьшает расход топлива).

Основные характеристики автомобильного генератора

На фото графическое изображение токоскоростной характеристики автомобильного генератора. Параметры на координатах:

n0 – частота вращения ротора, при которой генератор начинает вырабатывать ток (нагрузка отсутствует);
Iхд – ток, который генератор выдает на оборотах холостого хода двигателя;
Idm – максимальный генерируемый агрегатом ток на оборотах, при которых в силу факторов самоограничения сила тока не возрастает при увеличении оборотов ротора. Часто на графиках такое свойство вентильного генератора называют полкой самоограничения. Величина Idm на большинстве авто достигается при 5000 об/мин (на некоторых авто при 6000 об/мин).

На графике мы видим, что при увеличении нагрузки и поднятии оборотов ток, выдаваемый генератором, стремительно растет. По мере увеличения роста кривая становится плавной и в конце достигает полки самоограничения. На оборотах холостого хода автомобильный генератор способен выдать лишь 40-60% своей максимальной мощности.

Легковые автомобили оборудуются генераторными установками мощностью 80-140 ампер. Тип генератора просчитывается на этапе проектирования и зависит от количества электрических потребителей в бортовой сети автомобиля. Характеристики генераторной установки часто указаны на этикетке (наклеена на корпус или пластиковую крышку реле-регулятора).

Заряжается ли АКБ на холостом ходу?

Аккумулятор подзаряжается на холостом в том случае, если вырабатываемый генератором ток превышает суммарное потребление включенных электроприборов, АКБ. Напряжение с клемм генератора, которое подается к бортовой сети, превышает фактическое напряжение на выводах АКБ до запуска двигателя – аккумулятор заряжается.

Когда система зарядки на автомобиле полностью исправна, генератор даже на холостых оборотах способен покрыть основные эксплуатационные потребности: свет фар, обогрев стекла/зеркал/сиденья, вентилятор отопителя, мультимедия и т.д.

Если большое количество потребителей включены на авто с разряженным аккумулятором, суммарное потребление тока превысит Iхд, вследствие чего аккумулятор не будет заряжаться, а напряжение сети может снизиться. Посаженная АКБ до момента полной зарядки – один из мощнейших потребителей бортовой сети, что нужно учитывать при проверке генератора.

Какое напряжение считают нормой?

Чтобы измерить зарядку аккумулятора на холостых оборотах, вам потребуется простейший мультиметр. Нормальное напряжение бортовой сети колеблется в пределах 14-14,5 В. Показатели ниже 14 В при отключенной нагрузке (свет, вентилятор печки и прочие потребители выключены) считаются неудовлетворительными, поскольку при увеличении нагрузки аккумулятор будет недозаряжаться. В случае исправной системы зарядки при совместном включении мощных потребителей напряжение на выводах АКБ не должно опуститься ниже 13,8 В.

Заряд на холостом ходу стоит замерять с полностью заряженным аккумулятором (12,7 В). Если АКБ за время стоянки авто саморязряжается либо утечка тока на авто превышает норму, напряжение бортовой сети может просесть по причине высокого потребления тока разряженным аккумулятором. В случае подобных проблем для объективной диагностики перед замерами необходимо зарядить аккумулятор автомобиля.

Чтобы исключить влияние паразитного сопротивления в цепи питания генератора, все замеры стоить проводить как на выводах АКБ, так и на силовой клемме генератора.

Почему зарядка есть на оборотах и нет на холостых?

Если на холостом ходу уровень заряда ниже нормы, но при поднятии оборотов напряжение повышается, в системе зарядки имеется неисправность. Возможные причины:

отсутствует питание обмотки возбуждения при включении зажигания. Ток на выводах обмотки ротора обеспечивает первоначальное возбуждение генератора. Возбуждающее напряжение подается через электронный блок управления либо обычную лампочку накаливания, установленную в приборной панели (индикатор низкого заряда АКБ). Напряжение на обмотках необходимо для создания магнитного поля вокруг ротора, что при запуске двигателя позволит сразу снимать электрический ток с обмоток статора. Если первичное напряжение на обмотке отсутствует, генератор сможет вырабатывать ток лишь по достижении эффекта самовозбуждения. Магнитное поле вокруг ротора создается за счет остаточного магнитного потока, образованного стальными частями магнитопровода;

Самовозбуждение возникает на высоких частотах вращения ротора. В случае этой неисправности на холостом ходу не будет зарядки, но при повышении оборотов до определенного уровня за счет самовозбуждения генератор начнет вырабатывать ток.

неисправность или граничный износ отдельных деталей генератора;
паразитное сопротивление на клеммах подключения генератора. Речь об окислах и ржавчине в местах установки гибкой «массы» на двигателе, подключении клеммах АКБ и генератора. Также падение напряжения возникает при недостаточном сечении либо повреждении силового провода контакта D генератора. В таком случае генератор может выдавать рабочее напряжение, но из-за паразитного сопротивления происходит падение силы тока в цепи от установки до аккумулятора.

Видео: Заряжается ли на холостом ходу аккумулятор?

Основные неисправности генератора

Износ меднографитовых щеток, через которые ток подается на обмотку возбуждения. Из-за уменьшившейся высоты щеток упорные пружины не в состоянии прижать их к коллектору ротора, вследствие чего нарушается передача тока к обмоткам.
Износ коллектора ротора. Из-за постоянного трения коллектора о щетки уменьшается толщина ламелей, что ухудшает качество контакта и приводит к падению силы тока.
Неисправность реле-регулятора. Так называемая «шоколадка» предназначена для поддержания рабочего напряжения бортовой сети в узком диапазоне. В случае неисправности реле-регулятора может быть как недозаряд, так и перезаряд, что приводит к вскипанию электролита внутри АКБ.
Неисправность выпрямительного моста. В основе автомобильного генератора лежит конструкция синхронной трехфазной электрической машины переменного тока. Получение постоянного тока возможно благодаря установке диодного моста.