Аккумулятор — верный друг и помощник в самых сложных ситуациях, но он, к сожалению, не вечен. Ещё бы ничего, если бы АКБ умирала мгновенно, без надежды на восстановление. Но она теряет характеристики постепенно, поэтому часто оказывается, что стартер прокрутить просто невозможно. Пик выхода АКБ из строя приходится на зиму, когда технике особенно тяжело запускаться в мороз. И тогда на помощь приходит либо сосед по гаражу с проводами для прикуривания, или запасная батарея. Или хорошее пусковое устройство, которое есть у каждого запасливого автолюбителя.
Виды пусковых устройств
Имея некоторые навыки в радиоэлектронике, собираем пусковое устройство для автомобиля своими руками. Чертежи и фото мы покажем, но для начала определимся с его типом, поскольку они бывают разными. Независимо от типа, нам, как пользователям, важно, чтобы ПУ могло работать без помощи аккумулятора и запускало двигатель не на пределе возможностей, краснея и дымясь, а работая стабильно даже в сильный мороз. Это самое важное условие при выборе готового зарядно-пускового аппарата или сборке своими силами.
Особого разносола тут нет. Механизм бывает одного из четырёх типов:
- импульсный;
- трансформаторный;
- аккумуляторный;
- конденсаторный.
Суть работы каждого из них в конечном итоге сводится к тому, чтобы отдать бортовой электросети ток нужного номинала и напряжения, 12 или 24 вольта, в зависимости от типа электрооборудования на борту.
Меры предосторожности
При использовании приборов, собранных своими руками, следует соблюдать следующие меры безопасности:
- Все приборы, включая АКБ, должны находиться на огнеупорной поверхности.
- При первичном применении изготовленного прибора необходимо обеспечить полный контроль всех параметров зарядки. Обязательно нужно контролировать температуру нагрева всех элементов зарядки и АКБ, нельзя допускать закипания электролита. Параметры напряжения и тока контролируют тестером. Первичный контроль поможет определить время полной зарядки аккумулятора, что пригодится в будущем.
Собрать зарядку для АКБ несложно даже для новичка. Главное, делать всё внимательно и соблюдать меры безопасности, т. к. придётся иметь дело с открытым напряжением в 220 вольт.
Снижение заряда аккумуляторной батареи машины приведет к проблемам в запуске мотора. Для того чтобы обеспечить работоспособность АКБ, автовладелец может использовать разные приборы. Одним из таковых является пуско-зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
Трансформаторное ПУ, параметры
Популярны среди самодельщиков трансформаторные ПУ. Принцип их работы объяснять, пожалуй, не нужно — это трансформатор, который преобразует сетевое электричество до нужных параметров. Минус у этих устройств один — громадные размеры и вес. Зато они надёжны и изменяют выходные параметры по напряжению и силе тока так, как это необходимо. Достаточно мощные и запускают двигатель даже с мёртвым аккумулятором. Простейший чертёж для пускателя на основе трансформатора показан ниже.
Как подобрать трансформатор
Чтобы сделать прибор самостоятельно, достаточно найти подходящий трансформатор, а для уверенного пуска он должен выдавать не менее 100 А и напряжение 12 В, если мы говорим о легковушке. Если попросить пятиклассника, то он сможет рассчитать мощность. В нашем случае — это 1,2, а лучше 1,4 кВт. Без АКБ запустить мотор таким током едва ли удастся, потому что стартеру нужно минимум 200 А. Штатный АКБ поможет раскрутить коленвал, а вращаясь, стартер стартер потребляет не более 100 А, что и выдаст наш прибор.
Площадь сердечника не может быть меньше 37 см², а провод первичной обмотки — минимум 2 мм². Вторичка наматывается медным проводом сечением 10 квадратов, а количество витков подбирается опытным путём так, чтобы напряжение холостого хода было не больше 13,9В.
Инструкция по изготовлению своими руками
Если вы решили соорудить ПУ для своего авто, то как минимум у вас должен быть какой-никакой опыт в электротехнике. Разумеется, вы сможете сэкономить значительную сумму при самостоятельной сборке девайса, однако на составляющие его элементы все равно нужно будет потратиться.
Вкратце рассмотрим процесс изготовления ПУ в домашних условиях:
- Для начала вам потребуется трансформаторное устройство, его параметр минимальной мощности должен составлять 500 ватт.
- В первичной обмотке сечение кабеля должно быть не менее полутора мм2, что касается вторичной обмотки, то ее следует удалить.
- Удалив вторичную обмотку, производится установка новой, при этом вам придется самостоятельно намотать на нее провод. Число витков на обмотке может варьироваться — в данном случае выбор осуществляется практическим путем. К примеру, вы намотаете десять витков провода с любым сечением, после чем вам нужно будет подключить трансформаторное устройство и произвести замер показателя напряжения. Полученный результат в итоге делится на десять — таким образом, вы сможете вычислить напряжение на одном витке. Затем 12 вольт следует поделить на полученное в результате измерения число — так вы получите число витков одного плеча.
- После того, как будут произведены манипуляции по вычислению, следует убрать вторичную обмотку и вместо нее поставить другую, при этом наматывать обмотку нужно проводом с сечением 10 мм2.
- Следующим этапом будет подключение диодных элементов. Как вариант, можно использовать диоды, снятые со сварочного оборудования. В конечном итоге уровень напряжения на холостом ходу должен составлять не более 12 вольт. Если в результате данный показатель будет выше или ниже, то необходимо будет либо домотать, либо отмотать определенное количество витков.
- Когда напряжение будет в норме, можно приступать к конечному этапу завершения сборки. Если учесть тот факт, что на выходе девайса параметр тока будет варьироваться в районе 100 ампер, в качестве выходных кабелей можно использовать провода от того же сварочного оборудования.
Схема и тонкости сборки ПУ
Вычислить параметры трансформатора — это далеко не все. Устройство работает так. Подключаем силовые провода прямо к клеммам АКБ, при этом никакого напряжения на выходе из ПУ нет до тех пор, пока напряжение аккумулятора не упадёт ниже порога срабатывания тиристоров, которые указаны на схеме. Как только напряжение на клеммах АКБ падает, тиристоры открывают вход и только тогда электрооборудование запитается от прибора. Как только напряжение на клеммах АКБ вырастет до 12 В, тиристоры закрываются и устройство автоматически отключается. Это позволяет сберечь батарею от перегрузок.
Тиристорный вариант может быть собран по двум методикам — по двухполупериодной схеме и по мостовой. Если выпрямитель мостовой, тогда тиристоры надо подбирать вдвое мощнее. То есть по первой схеме тиристоры рассчитываются минимум на 80 А, а при мостовой — минимум 160 А. Диоды рассчитываются на ток не менее 100 А. Эти элементы легко узнать по плетёному выходному наконечнику. Транзистор KT3107 можно заменить на 361-й. К сопротивлениям в управляющей цепи только одно требование — мощность их должна быть не меньше одного Ватта.
Выходные провода, естественно, должны соответствовать току и как правило, для этого берут аналог от сварочного аппарата. Естественно, они не тоньше провода вторички. Провод, который подсоединяет сеть, имеет сечение каждой из жил минимум 2,5 квадратных миллиметров. Простая и надёжная сборка, которая запустит двигатель в любой мороз. Тем не менее, существуют и другие варианты, которые можно купить в магазине.
Общая характеристика
Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В. При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ. Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда.
Зарядка АКБ производится постоянным или импульсным током. При использовании блока питания постоянного напряжения ток для правильной зарядки должен составлять одну десятую часть от ёмкости батареи. Если ёмкость АКБ составляет 50 А-ч, то для зарядки необходим ток 5 ампер.
Для продления срока службы АКБ применяют методики десульфатации аккумуляторных пластин. Батарею разряжают до напряжения менее пяти вольт многократным потреблением большого тока краткой длительности.
Пример такого потребления — запуск стартера. После этого производят медленную полную зарядку маленьким током в пределах одного ампера. Повторяют процесс 8—9 раз. Метод десульфатации является долгим по времени, но согласно всем исследованиям даёт хороший результат.
Нужно помнить, что при зарядке важно не допускать перезаряда АКБ. Заряд производится до напряжения 12,7—13,3 вольт и зависит от модели батареи. Максимальный заряд указывается в документации к аккумулятору, которую всегда можно найти в интернете.
Перезаряд вызывает закипание, увеличивает плотность электролита и, как следствие, разрушение пластин. Заводские устройства зарядки имеют системы контроля заряда и последующего отключения. Собрать самостоятельно такие системы, не обладая достаточными знаниями в электронике, достаточно сложно.
Импульсное зарядно пусковое устройство
Импульсный прибор — отличный вариант, когда нужно постоянно следить за аккумулятором и поддерживать его в рабочем состоянии. Такие конструкции работают по принципу импульсного преобразования тока, и они собраны на микропроцессорах и контроллерах. Он не может показать большую мощность, поэтому для пуска, особенно при сильных минусовых температурах, может не подойти, но для зарядки АКБ подходят отлично.
Они компактны, на них невысокие цены, весят очень мало и симпатично выглядят. Но малая мощность, точнее небольшой пусковой ток, который они выдают, не позволят запустить машину при сильно разряженных банках в холод. К тому же точная электроника не терпит перепадов напряжения и скачков частоты тока, что в наших сетях не редкость, а отремонтировать в случае чего такой прибор сможет даже не каждая мастерская.
Пример расчёта
Для грамотного изготовления ПЗУ нужно произвести его расчёт. За основу берётся трансформаторный тип устройства. Ток АКБ в режиме запуска составляет Iст = 3 * Сб (Сб — ёмкость АКБ в А*ч). Рабочее U на «банке» составляет 1,74 — 1,77 В, следовательно, для 6 банок: Uб = 6 * 1,76 = 10,56 В. Для расчёта мощности, потребляемой стартером, например, для 6СТ-60 с ёмкостью в 60 А: Рс = Uб * I = Uб * 3 * С = 10,56 * 3 * 60 = 1 900,8 Вт. Если собрать устройство по этим параметрам, то получится следующее:
- Работа осуществляется вместе со штатной АКБ.
- Для запуска нужно подзаряжать АКБ в течение 12 — 25 секунд.
- Стартер крутится с этим устройством 4 — 6 секунд. Если запустить не получилось, то придётся повторять процедуру заново. Этот процесс оказывает отрицательное воздействие на стартер (значительно нагреваются обмотки) и срок службы АКБ.
Это интересно: Фотографии салона УАЗа Хантер в новой обшивке и с переделками
Устройство должно быть намного мощнее (рисунок 1), так как ток трансформатора находится в диапазоне 17 — 22 А. При таком потреблении происходит падение U на 13 — 25 В, следовательно, сетевое U = 200 В, а не 220 В.
Рисунок 2 — Схематическое изображение ПЗУ.
Принципиальная электрическая схема состоит из мощного трансформатора и выпрямителя.
Исходя из новых расчётов для ПЗУ необходим трансформатор, мощность которого составляет около 4 кВт. При такой мощности обеспечивается частота вращения коленвала:
- карбюраторные: 35 — 55 оборотов в минуту;
- дизельные: 75 — 135 об/мин.
Для изготовления понижающего трансформатора желательно использовать тороидальный сердечник от старого мощного электродвигателя большой мощности. Плотность тока в трансформаторных обмотках составляет примерно 4 — 6 А/кв. мм. Площадь сердечника (железняка) рассчитывается по формуле: Sтр = a * b = 20 * 135 = 2 700 кв. мм. Если за основу взят другой магнитопровод, то нужно найти в интернете примеры расчёта трансформатора с этой формой железняка. Для расчёта количества витков:
- T = 30/Sтр.
- Для I обмотки: n1 = 220 * T = 220 * 30/27 = 244. Мотается проводом диаметра 2,21 мм.
- Для II: W2 = W3 = 16 * T = 16 * 30/27 = 18 витков из алюминиевой шины с S = 36 кв. мм.
После намотки трансформатора необходимо включить его и измерить ток холостой работы. Его значение должно быть менее 3,2 А. При намотке нужно равномерно распределять витки по площади каркаса катушки. Если ток холостого хода выше нужного значения, то убирают или доматывают витки на I обмотке
Внимание: II обмотку трогать нельзя, так как это приведёт к снижению коэффициента полезного действия (КПД) трансформатора
Выключатель следует выбирать со встроенной теплозащитой, использовать только диоды, рассчитанные на ток 25 — 50 А. Все соединения и провода укладываются аккуратно. Провода следует использовать минимальной длины и многожильные медные с сечением свыше 100 кв. мм. Длина провода имеет значение, так как на нём могут быть потери U около 2 — 3 В при запуске стартера. Соединитель со стартером сделать быстросъёмным. Кроме того, чтобы не перепутать полярность, нужно наметить провода («+» — красная изоляционная лента, а «-» — синяя).
ПЗУ должно запускаться на 5 — 10 секунд. Если используются мощные стартеры (свыше 2 кВт), то питание однофазной сети не подойдёт. В этом случае нужно переделать ПЗУ под трёхфазный вариант. Кроме того, возможно применение уже готовых трансформаторов, но они должны быть довольно мощными. Подробный расчёт трёхфазного трансформатора можно найти в справочной литературе или интернете.
Мобильные ПУ
Ещё один вид ПУ, точнее сразу два, похожих по принципу действия — аккумуляторное и конденсаторное. Конденсаторный прибор работает за счёт разрядки заряженных конденсаторов по команде. Особенно сложным их состав назвать нельзя, но сами конденсаторы таких номиналов довольно дороги и не восстанавливаются после повреждений или пересыхания. Используют их очень редко, хотя они довольно мобильны, но из-за высоких нерегулируемых токов есть риск нанести вред АКБ.
Бустеры, или аккумуляторные пускачи, работают ещё проще. По большому счёту, это просто дополнительная батарея в автономном корпусе. Именно автономность принесла им популярность. Их можно использовать хоть в степи, где нет электричества. Предварительно заряженный аккумулятор подключается к бортовой электросети и спокойно запускает двигатель. При этом важно выбрать ёмкость бустера и его пусковой ток. Он не может быть меньше, чем у стандартной батареи. Бытовые автономные установки имеют ёмкость от 18 А/ч, а более дорогие и громоздкие, профессиональные приборы, могут иметь ёмкость порядка 200 А/ч.
Любое из этих помощников водителя поможет запустить двигатель, но надёжнее и дешевле трансформаторного ПУ, собранного своими руками, пока нет. Удачной всем работы и быстрого пуска!
Что следует учитывать при выборе ПЗУ?
Несмотря на то, что за некоторое количество времени сформировался определенный рейтинг моделей пуско-зарядных устройств, с которой можно ознакомиться ниже, не всегда самая популярная и ходовая модель подойдёт в каждом конкретном случае. Приобретать прибор нужно, отталкивать от своих потребностей, ситуации и возможностей. Для выбора наиболее подходящего ПЗУ нужно учитывать несколько основных характеристик, подробно которые описаны ниже.
Максимальный пусковой ток
Одним из самых главных параметров, на который нужно обратить внимание при выборе пуско-зарядного устройства является величина пускового тока. Измеряется такой показатель в амперах и показывает величину заряда, которая передаётся на АКБ при использовании прибора
Чтобы выбрать наиболее подходящую модель, нужно отталкиваться от объёма двигателя автомобиля, для которого приобретается устройство. Для малолитражек достаточно прибора с параметром пускового тока до 200 ампер. Если двигатель большего объема, то лучше отдавать предпочтение ПЗУ с пусковым током 300 ампер.
Поддерживаемое напряжение
Что касается показателя выдаваемого напряжения, то рекомендуется приобретать прибор с таким показателем в 19 Вольт. Несмотря на то, что работа бортовой сети автомобиля происходит при напряжении 12 вольт, в случае, когда невозможно запустить двигатель из-за разряженной аккумуляторной батареи, потребуется большее напряжение, нежный при обычной заводке двигателя.
Габариты и масса
Такие параметры ПЗУ зависят от дальнейших условий его эксплуатации. Усли у автолюбителя есть гараж и нет необходимости иметь прибор постоянно при себе, то лучше приобретать более мощное ПЗУ, которое может весить в среднем 20 кг .
Если же автолюбитель не пользуется гаражом, а оставляет свой автомобиль на парковке и предпочитает иметь ПЗУ с собой, то оптимальным вариантом является приобретение более лёгкого и портативного прибора, масса которого не превышает 10 кг, а ширина и высота соответственно 20 и 40 см.
Дополнительные параметры и функции
Касаемо различных дополнительных функций, то не лишним будет приобрести устройство, оснащенное различными системами защиты, например, если автовладелец перепутал клеммы, когда присоединял устройство к бортовой сети автомобиля.
Стоит также отдавать предпочтение приборам, которые позволяют регулировать показатели тока и напряжения. С помощью такой функции можно самостоятельно выбирать требуемую величину в зависимости от ситуации и состояния АКБ.
При покупке стоит обратить внимание на материал, из которого изготовлен корпус прибора. Предпочтение лучше отдавать устройствам с металлическим корпусом или выполненным из высокопрочного пластика
Такие модели с могут прослужить длительное время.
