Основные технические характеристики
В процессе ремонта или замены стартера важно знать его технические характеристики.
К основным параметрам стоит отнести:
- Мощность — показатель, который определяется минимальной пусковой частотой вращения, а также сопротивлением прокручивания коленвала. Параметр зависит от типа транспортного средства. Так, у легковых машин мощность стартера равна 1-2,2 кВт, у грузового транспорта — 4-8 кВт, у тракторов —1,6-4 кВт, а у специальной техники — до 9 кВт. Параметр может меняться с учетом типа двигателя. Чтобы выяснить параметр мощности стартера машины, достаточно заглянуть в паспорт машины.
- Момент сопротивления прокручиванию. В автомобильном стартере показатель зависит от объема мотора. Чем выше последний, тем больше момент сопротивления.
- Минимальная пусковая частота. Этот параметр зависит от особенностей цикла зажигания в моторе, а также условий образования горючей смеси. Так, в двигателях, работающих на бензине, устанавливается стартер с пусковой частотой 40-50 оборотов в минуту. Если речь идет о моторе грузового авто или дизеле, этот параметр равен 80-250 оборотов в минуту.
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.
От чего зависит пусковой ток?
Если посмотреть различных производителей, например страны Европы, США, Россия или Китай, то у всех этих батарей будет различный показатель пускового тока. Так, например если сравнить 55 Aч Китай и Европа, разница может быть на 30 – 40%! Но почему так?
Все дело в технологиях:
Конечно, можно добавить и качество сборки и порядочность производителя, все это дает большие результаты, нежели у конкурентов. Правда и стоят такие АКБ дороже.
Но на данный момент, есть и новые технологии — рекордсменами по отдачи пускового тока являются GEL и AGM аккумуляторы, у них ток отдачи может доходить до 1000 Ампер в 30 секунд, примерно в 3 – 4 раза больше, чем у обычных кислотных вариантов. Хотя у этих технологий также есть свои минусы и в первую очередь это цена.
Также стоит отметить, что при пуске двигателя напряжение батареи падает примерно до 9 Вольт, но сила тока многократно возрастает – это нормальный процесс. После пуска мотора, напряжение займет опять свои нормальные показатели в 12,7Вольта, а потраченный заряд восполнит генератор автомобиля. Если показатели напряжения при пуске падают до 6 Вольт (и очень долго восстанавливаются), то это может быть критично, стартеру просто не хватит энергии для запуска. Скорее всего, что АКБ выходит из строя.
Даем определения
При изучении особенностей стартера стоит выделить следующие термины:
- Мощность стартера — параметр, который характеризует количество энергии, развиваемое мотором постоянного тока в процессе пуска двигателя. Паспортная и номинальная мощности равны, когда вращение стартера происходит без нагрузки. В момент запуска возникают пусковые токи, которые больше номинального в несколько раз.
- Минимальная пусковая частота — параметр, по которому можно судить о частоте вращения коленвала при оптимальных условиях образования смеси и зажигания.
- Момент сопротивления прокручивания — величина момента вращения сопротивления прокручиванию вала мотора.
На что влияет пусковой ток у аккумулятора
Как было доказано выше, этот параметр влияет на мощность электрического двигателя стартера. Повышение мощности позволяет вращаться ротору с большими оборотами, поэтому коленвал двигателя, в момент запуска мотора, также крутится значительно быстрее. Чем быстрее вращаются поршни, тем большее количество тактов сжатия происходит в единицу времени, поэтому дизельный двигатель запускается значительно быстрее. В бензиновом двигателе также увеличение частоты вращения коленвала приводит к уменьшению времени запуска.
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 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 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.
Пусковой ток автомобильного аккумулятора и стартера
«Что такое пусковой ток аккумулятора и стартера. Какой силы ток нужен для пуска дизельного двигателя?»
Выбирая аккумулятор, покупатели всегда обращают внимание на величину его пускового тока. Некоторые полагают, что именно такой ток и будет потреблять стартер, если применить данную модель АКБ.
В электрической цепи АКБ -стартер аккумулятор имеет свое внутреннее сопротивление (2-9 мОм), соединительные провода и клеммы имеют сопротивление (0,003 Ом), и сам стартер (электромотор постоянного тока) также имеет внутреннее сопротивление (в покое незначительное, а в момент вращения на порядок выше). Стартер, клеммы, провода и являются резисторами ограничивающими ток аккумулятора в цепи. На стартере -«резисторе» происходит и падение напряжения. У мощных дизельных стартеров Rвн невысокое ( 6-10 мОм), у стартеров для бензиновых моторов больше (20-30мОм). Обычно сопротивление стартера и силовых проводов в 1,5-2 раза должно превышать внутреннее сопротивление аккумулятора. Это нужно для того чтобы напряжение при пуске не опускалось ниже 9 Вольт, а значит не нарушалась работа ЭБУ, датчиков, исполнительной электроники авто, помимо этого чтобы на стартер не подавался слишком высокий ток. Как видно из осциллограммы рис.2 в начале пуска (стартер только начинает вращение и почти не имеет R сопротивления) ток в цепи 360 Ампер и напряжение в этот момент 8 Вольт. Если бы не было никакого сопротивления проводов и стартера, то был бы зафиксирован ток 450 Ампер и напряжение 7,2 Вольта. Затем электромотор стартера мощностью 0,8 кВт начинает вращаться и его Rвн увеличивается, ток в цепи уменьшается, а напряжение растет. Если не учитывать начальный момент с 0 сек до 0,05 сек, то в нашем случае пусковой ток на стартере 150-100 Ампер а напряжение в этот момент (до начала работы генератора авто) 10-11 Вольт.
На рисунке показана осциллограмма напряжения и тока, снятая со стартера, в момент пуска бензинового двигателя объемом 1,5 л. Аккумулятор емкостью 60 Ач с пусковым током EN 450 А. В данном случае пуск мотора занял 1,2 секунды. За это время мотор успел раскрутиться стартером до 200 об/мин. Красный цвет у графика тока (ед. измерения Ампер). Синим цветом раскрашен график напряжения (ед. измерения Вольт).
Для начала самостоятельной работы двигателя автомобиля необходимо создать ему начальную или пусковую частоту вращения, т. е. запустить двигатель. Пусковая частота вращения зависит от типа двигателя: 40 — 70 об/мин — для бензиновых двигателей и 100-200 об/мин — для дизельных. Следовательно для запуска нужно раскрутить вал минимум до скорости 40 об/мин в бензиновом двигателе и до 100 об/мин в дизельном. Современные стартеры раскручивают коленчатый вал до скорости 180 об/мин в течении секунды.
Ток, который нужен для запуска мотора с помощью стартера, называется пусковым. Ток написанный на этикетке АКБ называют током холодной прокрутки. ТХП это максимальный ток аккумулятора, когда в цепи учитывается только внутреннее сопротивление АКБ. У разряженной или старой батарее R вн. выше, а значит ТХП ниже. Пусковой ток всегда будет меньше, чем ток холодной прокрутки, так как в электрическую цепь добавляются 2 сопротивления: силовых проводов и стартера. Вот почему важно следить за чистотой клемм и состоянием соединений силовых проводов. «Прибавочные» сопротивления в системе акб -стартер ухудшат пуск.
На графике характеристики стартера предназначенного для запуска двигателей ВАЗ 2101-2107 номинальной мощностью 1,6 кВт. На графике показаны зависимости частоты вращения, мощности и момента от потребляемого тока. Условные обозначения: М- момент стартера, Р -мощность стартера, n-обороты якоря стартера, U-напряжение, I — ток холодной прокрутки. Из схемы видно, что на холостом ходу у стартера максимальные обороты, но вращающий момент и мощность равны нулю. И при полном торможение якоря ток и момент возрастают, а мощность равна нулю. Для хорошего пуска (в этом примере) должны соблюдаться условия: момент вращения стартера должен быть выше момента сопротивления двигателя, при этом обороты стартера должны превышать в 10-20 раз обороты запуска двигателя, напряжение должно быть около 9-10 Вольт и ток холодной прокрутки у батареи 450-550А. Из графика также можно понять, что установка на ВАЗ -2107 АКБ с током холодной прокрутки 700А и выше не улучшат пуск мотора. Так же установка маленькой АКБ с ТХП 300А сделает пуск мотора затрудненным.
На рис 4 характеристики стартера мощностью 0,9 кВт. Стартера такой мощности заводят бензиновые моторы объемом до 1,6л на многих современных авто. У разных моделей характеристики отличаются, но в целом они совпадают.
Стартера для бензиновых моторов имеют мощность 0,8-1,4 кВт, а для дизельных 2 кВт и более. Мощность стартера указывается из расчета потребляемого тока при холостом ходе 4000 об/мин. Номинальный потребляемый ток стартера мощностью 1 кВт — 80 Ампер, а 2 кВт — 160 Ампер. Больше всего энергии необходимо потратить на преодоление состояния покоя мотора. В момент запуска вал стартера тормозится нагрузкой (запускаемым двигателем). На практике, стартер в начале пуска (сотые доли секунды) потребляет ток который в 7-10 раз может превышать номинальный, затем десятые доли секунды ток превышающий номинальный в 2-4 раза. Затем стартер, набрав обороты, продолжает «крутить» потребляя свой номинальный ток. Через 0,8-1,2 секунды исправный двигатель уже заведен. Например, для запуска исправного бензинового мотора 1,5 л. стартером мощностью 1кВт пусковой ток — в среднем 150 Ампер. Пусковой ток для дизельного двигателя 1,5 л. — 300 А (стартер 2кВт).
При тестировании стартеров применяют нагрузку сопротивления, при которой вал стартера полностью затормаживается и пусковой ток достигает максимального значения. Для стартера мощностью 1 кВт max пусковой ток 700 А, а для дизельного стартера 2,4 кВт max I пусковой = 1500 Ампер.
Горячий — холодный пуск двигателя. «Горячий» мотор, в котором в форсунках есть топливо, свечи сухие, а масло разогрето до рабочей температуры запустится в короткий промежуток времени, иногда меньше чем за секунду. Зимний утренний пуск, будет более длинным так как сопротивление вращению вала замерзшего мотора будет выше (более вязкое масло).
С увеличением тока, который подается на электродвигатель стартера, повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка высоким пусковым током приводит к перегреву обмоток электродвигателя стартера, и возникает опасность выхода из строя. Производители стартеров не рекомендуют использовать попытки пуска дольше 10 секунд. Перерывы между запусками мотора не должны быть короче 1 минуты. Система охлаждения у стартеров. отсутствует.
Сила тока запуска стартера прямо зависит от величины нагрузки на валу — в основном от объема двигателя и его степени сжатия — компрессии. Нагрузка тормозит раскрутку стартера до номинальных оборотов и выход на номинальное внутреннее сопротивление, которое снизит силу тока. На величину нагрузки влияет тип мотора: бензиновый или дизельный, его состояние, возраст, конструкция. Исходя из знаний величины пускового тока в вашем автомобиле, намного проще выбрать подходящую стартерную батарею.
От чего зависит срок службы устройства?
Ресурс стартера автомобиля во многом зависит от нескольких факторов — уровня износа двигателя, емкости АКБ, а также пробега транспортного средства.
Средний срок жизни наиболее изнашиваемых элементов (втулки, муфты и ротора) равен 80-120 тысячам километров. В целом стартер автомобиля служит 5-6 лет при интенсивной эксплуатации автомобиля.
При эксплуатации в условиях большого города ресурс снижается до 3-4 лет. Чтобы продлить срок службы стартера, требуется три компонента:
- Принятие профилактических мер;
- Своевременная диагностика неполадок;
- Квалифицированный ремонт.
Что такое пусковой ток аккумулятора
А еще мы рассмотрим, когда он возникает и в чем измеряется?
Пусковой ток — один из ключевых параметров аккумулятора. Эта величина характеризует параметр тока, протекающего в стартере автомобиля в момент пуска силового узла.
Считается, что описываемый нами ток непосредственным образом связан с режимом работы машины.
Так, при частой эксплуатации транспортного средства в условиях холодов рекомендуется покупать АКБ с большим пусковым током.
Номинальный параметр пускового тока соответствует мощности источника питания, которую тот способен выдавать на протяжении 30 секунд при температуре -18 градусов (по Цельсию).
Пусковой (стартерный) ток возникает в момент поворота ключа в замке зажигания и начале проворачивания стартера. Единица измерения данного параметра — Ампер.
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.
Пару слов о емкости
Однако напряжение это только одна из составляющих, она унифицирована, то есть оно одинаково у всех аккумуляторов не зависимо от емкости.
Но вот емкость может отличаться в разы. Измеряется в Амперах в час, или попросту Aч. Если вывести небольшое определение — то это способность аккумулятора отдавать определенную силу тока целый час. Автомобильные варианты начинаются от 40 Aч, и доходят до 150 Aч. Однако самые распространенные на рядовых иномарках – 55 – 60 Aч. То есть – батарея может отдавать 60 Ампер целый час, а затем конкретно разрядится. Если честно то это большое значение, если перемножить 12,7 (напряжение) и 60 Aч (емкость), то получится 762 Ватта в час! Можно пару тройку раз разогреть электрический чайник.
С емкостью тоже разобрались, теперь непосредственно о пусковом токе.
Строение аккумулятора
Такая конструкция батареи была создана именно для того, чтобы автомобиль мог постоянно на ней работать. То есть АКБ постоянно перезаряжается от генератора, и машина может брать электричество для старта. Раньше были только обычные батареи, которые очень быстро садились, и их использование не было целесообразным. Это и стало причиной перехода на аккумуляторные батареи.
Со временем подобные конструкции постоянно усовершенствовали, это привело к установлению общих стандартов, которые используются и по сей день. Случилось это примерно век назад.
Как правило, такая конструкция включает в себя 6 свинцовых пластин, которые являются минусом, а их оксид — плюсом. Всё залито электролитом из серной кислоты. Эти составляющие заставляют аккумулятор выполнять свою функцию, и если исключить хотя бы один элемент, то работать АКБ не будет. Одна часть, как правило, даёт напряжение в 2 В, и для запуска двигателя этого недостаточно.
Поэтому все 6 частей соединяют в одну систему, что позволяет добиться напряжения в 12 В, которые смогут привести в действие стартер автомобиля.
Ёмкость батареи
Если сравнивать с ёмкостью, то напряжение постоянно остаётся одинаковым у всех аккумуляторов и его значение унифицировано.
В противовес этому ёмкость может значительно отличаться. Этот показатель измеряется в Амперах в час (сокращённо «Ач»). Если говорить простыми словами, то ёмкость — это возможность батареи отдавать определённое количество электричества за один час. Такое значение АКБ для автомобилей может начинаться от 40 Ач и доходить до 150 Ач.
Но самые популярные модели выпускают на заводах с цифрами 55−60 ампер в час. Они установлены в большинстве иномарок. Другими словами, в этом случае такие батареи могут давать 60 ампер в час без подзарядки, а после этого «сесть». Если умножить ампераж такого аккумулятора на его напряжение (12−12,7 В), то получится приблизительно 762 Ватта, что позволяет несколько раз вскипятить воду в электрическом чайнике.
Также нужно понимать не менее важный термин — пусковой ток АКБ.
Пусковой ток
Многие начинающие водители не всегда знают, на что влияет пусковой ток аккумулятора. Пусковой (холодный) ток АКБ (иногда его называют стартерным) — это максимальное число силы тока, которого будет достаточно для запуска двигателя автомобиля, в частности, для его стартера, чтобы он смог прокрутить маховик двигателя, к которому присоединены поршни с шатунами.
Рекомендуем: Лучшие российские автомобильные аккумуляторы
Этот процесс довольно трудоёмкий, так как поршни в цилиндрах воздействуют на топливную смесь под большим давлением. В бензиновых двигателях это число может быть от 9 до 13 атмосфер, а в дизельных — в пределах 17. К тому же зимой такая процедура проходит ещё сложнее. Аккумулятору нужно преодолеть не только сжатие воздуха, но и недостаточную смазку цилиндров в связи с загустением масла при низких температурах.
Если говорить простыми словами, то для запуска двигателя среднестатистического авто нужно примерно 260 ампер, и это довольно много. Эта цифра и является «пусковым значением», которое нужно стартеру автомобиля для запуска двигателя.
Если рассматривать с практической стороны, то аккумулятор в 60 ампер имеет 4−5 пусков, но с условием, что отдаваться такое напряжение будет не более чем за 25−30 секунд.
Как правило, в южных регионах на такой показатель не обращают внимания. Это и не нужно. Можно взять средний аккумулятор, и он прекрасно будет справляться со своими обязанностями при плюсовой температуре. Это связано с тем, что в тёплых климатических условиях масло всегда жидкое. Другое дело — северные регионы. Там температура воздуха ниже нуля большинство месяцев в году, и заводиться с густым маслом при таких условиях очень сложно. Поэтому пусковой показатель здесь является одним из важнейших критериев при выборе АКБ.
Актуальным остаётся вопрос, какой пусковой ток должен быть у аккумулятора. Если рассматривать практическую сторону, то получится примерно следующее: при температуре +5 для запуска требуется 230 ампер, а при 10 градусах ниже нуля — уже 270. Несложно подсчитать, сколько нужно пусковой мощи при 30 и ниже.
Это своего рода правило — чем ниже температура воздуха, тем выше должен быть пусковой показатель.
Запуск гарячего двигателя
Запуск производился при температуре около 0 градусов. Напряжение на аккумуляторе до старта 12,80 Вольта.
Пусковой ток стартера автомобиля с горячим бензиновым двигателем
Сила тока при старте горячего двигателя с выжатым сцеплением достигла 170 Ампер
2.Обязательно выжимайте сцепление при старте двигателя (при повороте ключа). Таким образом вы отключаете коробку передач от двигателя и стартеру не нужно проворачивать вместе с двигателем все шестерни коробки передач. Загустевшее масло в коробке передач может быть причиной возрастания пускового тока вдвое. В двигателе масло тоже густеет, но оно менее вязкое и обычно менее сопротивляется прокручиванию стартера.
3. Выключите все приборы перед тем как повернуть ключ. Необходимо выключить габаритные огни, освещение в салоне, магнитолу, подогрев сидений или заднего стекла если такие могут быть включены при включенном зажигании.
Если двигатель не заводится даже при соблюдении всех вышеописанных правил, скорее всего у вас сел аккумулятор.
Как происходят замеры?
После производства батареи, ее нужно испытать, чтобы определить стартерные показали. Испытания на производствах сложные, зачастую батареи помещают в отрицательные температуры, охлаждают их несколько часов, затем пробуют запустить двигатель.
Обычно испытания проходит при – 18 градусах Цельсия и пуск продолжается 30 секунд, если батарея справилась, то можно запускать в производство. Если нет, меняют конструкцию, наполнение, и по новой проводят испытания.
Замеряют несколько раз, то есть существует ряд интервалов с максимальными значениями, в такие интервалы замеряют максимальные токи, которые способен выдать именно этот экземпляр, они записываются и позже наносятся на «борта» АКБ. Нужно отметить, что в партии так жестко проверяют далеко не все аккумуляторы. Однако «дефектовка» присутствует, происходят проверки нагрузочной вилкой.
Справедливости ради, стоит отметить, что раньше во времена СССР, аккумуляторы вообще не заливались электролитом на производстве (было понятие сухого заряда), их вы сами должны были залить и зарядить! То есть покупаем электролит нужной плотности, и затем в течении 12 – 24 часов заряжаем.
