Бесшарнирные высокотехнологичные дворники (автодворники или щетки стеклоочистителя) BOSCH Aerotwin Retrofit. Основное отличие дворников Aerotwin Retrofit - возможность установки на транспортные средства с традиционными и устаревшими системами крепления стеклоочистителей.
В щетках "Aerotwin Retrofit" упругая пластина из стали заменила шарнирно-рычажную конструкцию, что позволяет достичь максимальной прижимной силы по всей длине стеклоочистителя. Специальная направляющая пластина дворников "Aerotwin", полностью соответствующая форме изгиба лобового стекла, обеспечивает превосходное качество его очистки. Благодаря распределению давления по всей длине щетки минимизируются последствия износа, достигается более продолжительный срок службы щетки.
В сравнительном испытании, организованном немецким Обществом технического контроля (GTU) по поручению телеканала ZDF, победили стеклоочистители (автодворники) Bosch Aerotwin. Bosch Aerotwin получили оценку "очень хорошо" во всех тестовых категориях: монтаж, очистка и качество.
В 1999 г., после завершения многолетних разработок, стеклоочистители Bosch Aerotwin поступили в производство для заводской комплектации автомобилей Mercedes Benz CL Premiere. Сегодня эти бесшарнирные "дворники" используются всеми европейскими автопроизводителями - от Alfa Romeo до VW.
До 1903 года атмосферные осадки доставляли автомобилистам много хлопот. Для улучшения видимости, водителям приходилось останавливаться и вручную протирать стекла. Эту проблему смогла решить женщина - молодая американка Мэри Андерсон. Она изобрела стеклоочистители.
Идея, облегчить жизнь автомобилистам, родилась у Мэри во время путешествия из Алабамы в Нью-Йорк. Всю дорогу сыпался снег и шел дождь. Мэри Андерсон видела, как водители постоянно останавливаются, открывают окна своих автомобилей и убирают снег с ветрового стекла. Мэри решила, что этот процесс можно усовершенствовать и начала разрабатывать схему устройства очистки ветрового стекла.
Получилось устройство с вращающейся рукояткой и резиновым валиком. У первого стеклоочистителя был рычаг, который позволял управлять ими изнутри машины. При помощи рычага, прижимное устройство с резинкой описывало дугу на стекле, удаляя капли дождя, хлопья снега со стекла и возвращалось на первоначальную позицию.
Мэри Андерсон получила патент на свое изобретение в 1903 году. Похожие устройства разрабатывались и ранее, но у Мэри получилось фактически работающее устройство. Кроме того, ее стеклоочистители легко снимались.
В начале прошлого столетия машины еще не были очень популярны (Генри Форд создал свое знаменитое авто только в 1908 году), поэтому многие насмехались над идеей Андерсон. Скептики считали, что движение щеток будет отвлекать водителей. Однако уже к 1913 году тысячи американцев имели собственные авто, а механические дворники стали стандартным оборудованием.
Автоматический стеклоочиститель придумала другая женщина-изобретатель - Шарлотта Бридгвуд. Она возглавляла Бридгвудскую производственную компанию Нью-Йорка. В 1917 году Шарлотта Бридгвуд запатентовала электрический роликовый стеклоочиститель, назвав его Storm Windshield Cleaner.
Конструкция щеток не сильно изменилась с момента создания. Основной составлющей стеклоочистителя является резиновый элемент. Особые отличия разных дворников - в составе резины и качестве материала. Сейчас не производят стеклоочистителей из чистой резины, так как она замерзает на морозе зимой, а летом нагревается на солнце до 70-80 градусов, от чего резина лопается или высыхает. Кроме того, производители жидкостей для очистки стекол часто не учитывают химическую активность к резине. Поэтому в состав современных стеклоочистителей входят силикон, тефлон, графит, натуральный каучук. Для качественной щетки важны рецептура и технология изготовления. Если внимательно присмотреться к чистящему элементу, то легко заметить, какое сложное строение он имеет. Во-первых, это сложный профиль сечения, при этом чем дороже и качественней щетка, тем сложнее резиновый профиль. Современные чистящие элементы имеют и сложную внутреннюю структуру. Рабочая часть "резинки" изготавливается из жесткой и износостойкой резины или специальной силиконово-графитовой смеси. Место перегиба изготавливается из эластичного и мягкого силикона, так как рабочая часть изгибается при движении вверх-вниз. Крепление выполняется из прочной термостойкой резины. Далее все спекается в единое целое.
Необходимо отметить, что стеклоочиститель часто не прилегает полностью к поверхности стекла, особенно в месте максимального изгиба стекла. Кривизна прижимной пластины у дворников позволяет чистящему элементу стеклоочистителя плотно и равномерно прилегать ко всей поверхности стекла.
Устройство, классификация и выбор автомобильных аккумуляторов
Все аккумуляторы похожи друг на друга как родные братья: большая банка с кислотой, из которой торчат два свинцовых токовода. Принцип действия всех современных аккумуляторов одинаков. Он не изменился за последние 138 лет с того момента как впервые в 1860 году Гастон Планте подарил Французской Академии наук первую аккумуляторную батарею. Ее активная площадь занимала 10 квадратных метров и такой аккумулятор требовал для подзарядки месяцы, а то и годы.
Удивительно, но несмотря на все разговоры ученых о том, что мы стоим на пороге революции в накопителях тока, их принципиальная конструкция остается неизменной. Напрочь презирая новомодные кадмиево-никелевые системы и загадочные "топливные ячейки" автомобилисты всего мира используют все ту же кислоту и тот же свинец.
Тем не менее отличия современных аккумуляторов от тех, что использовал Гастон Планте почти так же велики, как и разница между дешевыми конструкциями, в которых действительно только банка с кислотой и больше ничего и сложными системами, вобравшими в себя технический опыт прошедших 138 лет. Усовершенствования аккумуляторных батарей произошли в области материала пластин, общей конструкции и, в частности, решении вопроса сбора и возвращения испаряющейся воды (системы кондиционирования).
Материал пластин аккумуляторов
Чистый свинец, из которого первоначально делались и пластины и паста практически непригоден при современной поточной технологии изготовления аккумуляторов. Для изготовления решетчатой структуры (обычно литьем) и последующего нанесения пасты нужен материал с более высокими механическими свойствами. Для их достижения в свинец добавляли сурьму.
Легирование свинца сурьмой, обычно от 6 до 12 %%, приводит к тому, что гидролиз воды (электролитическое разложение на водород и кислород) происходит уже при 12 В. Это означает, что даже при нормальном состоянии электрической системы автомобиля вода постоянно расходуется, улетучиваясь в воздух в виде газа. Не нужно быть экспертом, чтобы понять, что при неисправностях электросистемы автомобиля, ведущих к повышению и скачкам напряжения в ней, этот процесс многократно усиливается.
Это было привычно и понятно и аккумулятор у советских автомобилистов прочно ассоциировался с необходимостью по крайней мере раз в год откручивать крышки и проверять уровень воды. Если ее было недостаточно и на ее поверхности проявлялись верхние края решетки, необходимо было искать дистиллированную воду, спрашивать у друзей или соседей по гаражу странный предмет под названием денсиметр (похож на клизму со встроенным поплавком) и пускаться в домашние химические опыты. Теперь внимание, попробуйте запомнить! Ни в коем случае нельзя вливать воду в серую кислоту, только наоборот. Иначе может произойти минивзрыв и не только ваши джинсы будут прожжены кислотой (вполне нормально, было хоть раз с каждым), вам практически гарантированы тяжелые травмы и ожоги.
Лень и чувство самосохранения автолюбителей Запада заставили их решить проблему испарения воды. Если количество сурьмы свести к минимуму или заменить ее другим элементом, то аккумулятор можно сделать практически необслуживаемым. Американцы из фирм Delco Remy и GNB в 50-е годы реализовали так называемый кальциевый свинец, а европейцы - малосурьмянистый (Baren, Varta, Bosch). Полученные в результате конструкции обеспечивали стойкость к гидролизу при напряжениях до 16 В и выше, а значит при нормально работающей электросистеме (напряжения в пределах 14 В) вода практически не испаряется и аккумулятор можно сделать герметично закрытым на все время его эксплуатации.
Таким образом, сегодня различают четыре основных разновидности аккумуляторов - "классические" обслуживаемые (сурьмянистый свинец), малосурьмянистые, кальциевые и гибридные (комбинированные). В последних отрицательные пластины делают из кальциевого свинца, а положительные из малосурьмянистого. Такой выбор, как вы догадываетесь, не случаен. При всех достоинствах кальциевых аккумуляторов (они - панацея от практически любых бед, согласно рекламе фирм-производителей) один "смертельный" недостаток у них все-таки есть. При длительной глубокой разрядке их положительные пластины покрываются сульфатом кальция, блокирующего электрохимические реакции. Этот процесс, в отличие от образования знаменитого сульфата свинца, необратим.
От чего умирают аккумуляторы
"Две вещи в жизни неизбежны - смерть и налоги" - говаривал один знаменитый американец. Россияне успешно оспорили вторую часть этого высказывания, но вот с первой дела обстоят сложнее. Так же как и люди, аккумуляторы умирают. Все, независимо от того, сколько они стоили при жизни.
Главной причиной смерти аккумуляторов является физика электрохимического процесса зарядки и разрядки.
Получая и отдавая ток, пластины с нанесенной на них пастой расширяются и сжимаются. Это происходит циклично много сотен и тысяч раз и в результате происходит механическое разрушение их структуры. Нанесенная на решетчатые пластины паста опадает с них, скапливаясь на дне. Как результат, еще до того как рабочие поверхности оголятся и потеряют способность удерживать заряд, накопившийся шлам замкнет положительные и отрицательные пластины.
Временное решение существует. Первоначально на дне аккумуляторов делались дополнительные емкости-отстойники, перегороженные ребрами, в которые собирался шлам. Дальнейшие труды конструкторов и разработчиков привели к появлению конвертов-сепараторов. Сепараторы, как следует из названия, разделяют отрицательные и положительные пластины. Выполненные из пористого материала (полиэтилен в последнее время), они как губка пропитаны электролитом и позволяют пластинам быть расположенными практически вплотную друг к другу.
Это значительно уменьшает размеры аккумуляторов и повышает их стойкость к механическим нагрузкам, ведь теперь внутри их находятся плотно упакованные "пакеты", а не болтающиеся решетки. Дальше, если сепараторы закрыть с трех сторон, они превращаются в своеобразные конверты, в которых и накапливается опадающая с поверхности каждой пластины отработанная свинцовая паста. В результате этого потребность в отстойнике отпадает, пакеты пластин можно фиксировать прямо на дне, что еще больше повышает стойкость и сопротивляемость к вибрациям и ударам. Высвобождается также дополнительное пространство по высоте. Его используют, создавая дополнительные резервы электролита (повышает общее время жизни аккумулятора) и систему конденсирования и сбора испаряющейся воды (см. предыдущую скобку).
Аккумуляторы одинаково боятся перезаряда и глубокой разрядки.
В первом случае происходит интенсивное окисление, разрушение и осыпание материала положительных пластин, а во втором начинается оплывание пасты с отрицательных решеток. Перезаряд может наступить как на работающем автомобиле в случае неисправности электросистемы, так и при стационарной зарядке аккумулятора, когда вы отвлеклись, забыли, в общем прозевали момент, когда он начал бурлить, интенсивно разлагая воду. Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены этой угрозе потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной "самовыключаемости" - они перестают принимать ток когда заряжены на 95-97 %%.
Глубокая разрядка происходит чаще всего по вине электросистемы (неисправный генератор), по причине ослабленного ремня генератора, окисления многочисленных контактов, а также замыканий на корпус, когда ток идет не к батарее, а на нагревание окружающего воздуха всей массой автомобиля. Возникшие неполадки легко заметить по неожиданно появившимся проблемам пуска двигателя. Устраняются они стационарной зарядкой, а также поиском и устранением собственно причины потери тока.
При разрядке опасны здесь не только долгосрочные последствия (разрушение отрицательных пластин). Вполне реально перейти за "границу невосстанавливаемости" - 2 В, когда аккумулятор уже нельзя будет зарядить никакими самыми умными зарядными устройствами. Другая ситуация более простая, но не менее опасная. Электролит разряженного аккумулятора стремительно стремится превратиться в обычную воду, а она, как известно, замерзает при минусовой температуре. Так вот, если заряженный аккумулятор вполне сносно переносит морозы потому, что серная кислота не замерзает, то в разряженном варианте он вполне может "рвануть", не выдержав очередной морозной ночи.
Выбор аккумуляторной батареи
Главным критерием при выборе аккумулятора является его емкость.
Автомобилестроители тщательно подбирают все компоненты электрической системы, включая генератор и аккумулятор по совместимости друг с другом так, чтобы получить баланс. Исходным параметром здесь является двигатель - его объем и количество навесных агрегатов, включая компрессор кондиционера, которые в сумме и определяют с какой силой все это необходимо будет прокручивать при старте. С другой стороны, генератор должен будет заряжать и этот аккумулятор и подавать достаточно тока на остальные, в том числе и вспомогательные системы - отопители, стеклоподъемники и т.д.
Ошибка при покупке может привести к тому, что аккумулятор будет "маленьким" по емкости, по сравнению с током генератора. При этом батарея будет постоянно получать больше тока, чем ей надо для нормальной зарядки. В случае обратном, при покупке "танкового" аккумулятора для вашего "Жигуленка" он, безусловно, будет "голодать" и находиться в состоянии недостаточной заряженности. Опасности и разрушительное влияние пере- и недо- заряженности подробно описаны в предыдущей части этой статьи. Вывод прост: если производитель вашего автомобиля определил ему аккумулятор в 36, 54 или 72 ампер-часа - старайтесь найти замену как можно более точно повторяющую оригинал.
В мире распространены три с половиной стандарта аккумуляторов: европейский, японский, североамериканский и южноамериканский, последний, впрочем сделан на основе первого и практически его повторяет. Различия здесь касаются формы, а не содержания, сложились исторически также, как, например "левый руль" в Японии и также не поддаются логическому объяснению.
Американский стандарт предполагает тоководы, расположенные не на верхней крышке аккумулятора, а сбоку и, к тому же, имеющие конструкцию "резьба во-внутрь". Таким образом, купив Jeep Cherokee или Chevrolet Suburban и уехав на нем далеко от цивилизации (от нормальных магазинов запчастей) вы можете столкнуться с ситуацией когда продаваемые в магазинах аккумуляторы несовместимы с электрическими проводами автомобиля. Настоятельно рекомендуем не резать последние и не изобретать самодельных переходников - электрическая система не любит подобных грубых вторжений. Придется искать настоящий "американский" аккумулятор.
Похожая ситуация с японскими автомобилями. Создавая крошечные транспортные средства, японские конструкторы настолько плотно заполнили подкапотное пространство, что и аккумуляторная батарея стала уже своих европейских и американских собратьев. Покупая "настоящий" (не европейской сборки) японский или корейский автомобиль надо быть готовым к тому, что на положенное ему место встанет только "фирменный" агрегат. Альтернативой является разгром и перестройка подкапотного пространства, что легче и дешевле - решать вам.
При выборе аккумулятора необходимо правильно прочитать его параметры, записанные на его этикетке. Встречаются, например, такие условные обозначения и сокращения:
12V, 55Ah, R.C. 90 min, LOAD TEST 200 A, CCA (-18 C): BCI 400, IEC 275, DIN 255
12V - номинальное напряжение 12 Вольт;
55 Ah - емкость аккумулятора, в данном случае 55 ампер/часов.
Емкость, по определению, это сколько электричества "помещается" в аккумуляторе. Причем размеры (длина-ширина-высота) здесь не так важны как особенности конструкции и, следовательно, внутренние возможности накапливать энергию. Для сравнения это можно представить в виде ящика, в который можно поставить 3-х литровую банку и тогда емкость будет от 0 до 3 литров, или 1 литровую, и тогда тот же показатель будет ограничен цифрой 1.
Для определения емкости аккумулятора полностью заряженную батарею разряжают низким током (в случае 55-го аккумулятора - порядка 2,75А) при температуре электролита в 25 С на протяжении 20 часов, при этом в конце такой разрядки напряжение на полюсах аккумулятора не должно быть ниже 10,5 Вольт. Таким образом, 100-амперный аккумулятор должен "выдавать на гора" ток в 5А на протяжении 20 часов так, чтобы после разрядки этим током его напряжение не опустилось ниже 10,5 Вольт.
R.C. 90 min. - Резервная емкость (Reserve Capacity) - 90 минут.
Резервная емкость - это время (в минутах), в течение которого аккумулятор способен поддерживать напряжение не ниже 10,5 вольт при токе разрядки в 25А.
Физическое значение резервной емкости - это время, которое можно проехать ночью при минимальной электрической нагрузке автомобиля при неработающем аккумуляторе.
LOAD TEST 200 A - Нагрузочный тест 200 А.
Нагрузочный тест показывает исправен ли аккумулятор и способен ли он держать нагрузку, необходимую для пуска двигателя. Для проверки к тоководам присоединяют сопротивление, соответствующее сопротивлению электрической системы при пуске автомобиля. В бытовых и гаражных условиях это пробник (устройство N Э108, не путать с Э107!). После примерно 15 секунд под нагрузкой аккумулятор должен давать напряжение не меньше 9,5 вольт при температуре 21 С. О той энергии, которую высвободил за эти секунды аккумулятор говорит раскалившееся до красна сопротивление пробника. Чем меньше (по емкости) аккумулятор, тем меньший по размеру двигатель он должен крутить и, соответственно меньше нагрузочный тест. Точное его значение (в нашем случае - 200 А) указано на этикетке.
CCA (-18 C): BCI 400, IEC 275, DIN 255 - Ток холодного пуска (Cold Cranking Amperes)
Важнейший показатель, говорящий о том, насколько мощный ток выдаст аккумулятор в условиях зимнего пуска. Для его определения батарею выдерживают несколько часов при температуре -18 С (0 F) и замеряют ток, который она затем выдает на протяжении 30 секунд.
Ток холодного пуска измеряется по трем разным методикам: BCI (Battery Council International), IEC (International Electrotechnical Commission и DIN (Deutche Industri Normen). Отличаются они деталями (30, 60 или 150 секунд, 7,2, 8,4 или 6,0 вольт конечное напряжение) и , как результат, определяют различные итоговые значения. То, как производители аккумуляторов наносят их на этикетки и является последним тестом качественности батарей. Серьезные фирмы указывают все три значения, а сомнительные компании - только один, конечно же самый большой, и, как правило, без его расшифровки.
Европейская система идентификации аккумуляторов (ETN)
Обозначение ETN было разработано европейским союзом производителей аккумуляторных батарей как вспомогательное средство для идентификации аккумуляторов. Целью разработки было помощь производителям и потребителям для однозначного опознования аккумуляторной батареи.
Номер ETN - это система из 9 цифр, разделенных на три группы. Каждая группа состоит из 3 цифр.
Например аккумулятор Blue Dynamic для Лада имеет номер EN 555 065 042
Первые три цифры - группа A (555) Следующие три цифры - группа B (065) Последние 3 цифры - группа С (042)
Группа A. Напряжение и номинальная емкость
Cтруктура группы А
Для 6 -вольтовых батарей 3 цифры данной группы представляют номинальную емкость. 001-499 -> Ач...499 Ач Для 12-вольтовых батарей номинальную емкость можно получить вычитая из 3-xзначного числа 500 12-вольтовые аккумуляторы вследствие этого имеют на первом месте цифру 5 (емкость от 5 до 99 Ач) 6 (емкость от 100 до 199 Ач) или 7 (емкость больше чем 200 Ач) 501...799 -> 1 Ач...299 Ач
Группа В. Идентификационный номер определяющий габариты, полярность, тип крепления за днище и т.д.
Структура группы В.
Физические характеристики такие как габариты корпуса полярность (расположение токовыводящих клемм) тип крышки тип крепления за днище, наличие ручек система газоотвода специфические электрические показатели ток разряда другие характеристики вибропрочность устойчивость к циклам заряда-разряда
Группа С. Ток разряда при -18 с по стандарту ЕN
Значение в этой группе, умноженное на 10 дает величину тока разряда в Амперах. Ток разряда в новой системе EN измеряется по новой методике, отличной от методике стандарта DIN( ГОСТ). Для пересчета разрядного тока ЕN в ДИН необходимо разделить величину тока ЕN на коэффициент 1,7.
Таким образом номер 555 065 042 обозначает, что аккумуляторная батарея имеет номинальное напряжение 12 В, емкость 55 Ач (группа А), и ток разряда ЕN 420 А ( группа С), уникальный номер группы B информирует, что аккумулятор имеет "российскую" полярность, тип крепления B3 ( уточняется в каталоге).
Зарядные устройства автомобильных аккумуляторов (окончание) В первой части статьи были рассмотрены особенности заряда автомобильных аккумуляторов и основные требования к зарядным устройствам. На основании этих требований разработана электрическая принципиальная схема простого зарядного устройства (рис.1):
Рис.1. Принципиальная электрическая схема зарядного устройства Зарядное устройство состоит из триггера Шмитта на транзисторах V1V2, ключа на транзисторе V3, узла управления мощными тиристорами с регулировкой тока заряда R2V4 и выпрямителя V5V6.
Рассмотрим работу зарядного устройства. Если к его выходным клеммам не подключен аккумулятор или они случайно замкнуты, то на ключевой транзистор V3 не поступает никакого напряжения, он закрыт и, следовательно, закрыты и мощные тиристоры выпрямителя. Таким образом, зарядное устройство не боится коротких замыканий по выходу, так как схема управления тиристорами питается от заряжаемого аккумулятора. Правда, у такого решения есть один недостаток: если аккумулятор полностью разряжен, зарядное устройство не запустится. Для такого экстренного случая предусмотрена кнопка принудительного включения К1. Ее следует некоторое время держать нажатой, пока на аккумуляторе не появится достаточное напряжение. При этом надо полностью исключить короткое замыкание по выходу зарядного устройства.
Итак, будем считать, что заряжаемый аккумулятор "скорее жив, чем мертв" и зарядное устройство включено в сеть. Триггер Шмитта V1V2 имеет порог срабатывания 15,5В с гистерезисом в 2,5В. То есть, пока напряжение на заряжаемом аккумуляторе ниже 15,5В транзистор V1 закрыт, V2 и V3 открыты, напряжение подается на схему управления мощными тиристорами выпрямителя - аккумулятор заряжается, индикатор заряда, светодиод V7, горит.
Ток заряда устанавливается потенциометром R2, а контролировать его значение можно по амперметру А, включенному последовательно с заряжаемым аккумулятором.
Выпрямитель на тиристорах V5V6 имеет одну особенность: последовательно с каждым тиристором включен мощный диод. Это сделано для того, чтобы в случае пробоя (замыкания) одного из тиристоров выпрямитель продолжал работать и второй тиристор оставался бы исправным. При отсутствии диодов пробой одного из тиристоров вызывает пробой и второго, что обычно и происходит в подобных схемах. Кроме того, падение напряжения на дополнительном диоде (около 0,7В) обеспечивает уменьшение напряжения, поступающего на аккумулятор по мере его заряда, а следовательно, и снижение тока заряда.
В процессе зарядки автомобильного аккумулятора напряжение на нем постепенно возрастает и при достижении 15,5В триггер Шмитта опрокидывается, транзистор V1 открывается, V2V3 закрываются - тиристоры V5V6 выключаются, заряд прекращается, индикатор заряда гаснет. Далее напряжение на клеммах аккумулятора постепенно падает, и при уменьшении до 13В триггер снова переключается и процесс заряда возобновляется.
В таком дежурном состоянии устройство может находиться длительное время, поддерживая аккумулятор в заряженном состоянии. При этом постепенно время снижения напряжения на аккумуляторе с 15,5В до 13В возрастает, а обратный процесс подзарядки происходит быстрее. Импульсы работы на заряд становятся короче, а пауза между ними длиннее. Ориентировочно, через час после выхода процесса зарядки на импульсный режим заряд включается на 10-15 секунд в минуту.
Регулировка зарядного устройства Включите зарядное устройство в сеть и подключите к нему заряжаемый аккумулятор. Установите движок регулятора порога срабатывания триггера Шмитта R1 в нижнее по схеме положение, ток заряда - максимальный для данного типа аккумулятора (ток заряда равен 0,1 от емкости аккумулятора). Контролируйте напряжение на клеммах аккумулятора вольтметром. При достижении значения 15,5-16,0В вращайте движок резистора R1 до отключения заряда. Далее напряжение на аккумуляторе начнет снижаться и при достижении 13В заряд должен снова включиться.
Иногда может потребоваться регулировка гистерезиса триггера Шмитта. Для этого в небольших пределах измените номинал общего резистора в цепи эмиттеров транзисторов V1V2.
Диапазон изменения установки тока заряда можно подобрать стабилитроном КС133, так как у этого типа стабилитронов большой разброс параметров.
Силовые тиристоры можно использовать другого типа, в зависимости от требуемого максимального тока, обеспечиваемого зарядным устройством. Аналогично, и мощность понижающего трансформатора определяется этим током. Напряжение на вторичной обмотке должно составлять 14-15 вольт на каждой половине обмотки. При этом значении с учетом падения напряжения на выпрямительных тиристорах и диодах при достижении напряжения на заряжаемом аккумуляторе 15,5В ток заряда автоматически уменьшается примерно на 30%.
Время заряда аккумулятора зависит от степени его разряженности и составляет, в среднем, 10 часов. При заряде изношенных аккумуляторов, а также при пониженном напряжении питающей сети зарядное устройство может не перейти в импульсный режим. В этом случае окончание заряда определяют только по уменьшению зарядного тока.
Зарядные устройства автомобильных аккумуляторов При проектировании зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов всегда возникает проблема определения окончания процесса зарядки аккумулятора. С одной стороны, степень зарядки определяется плотностью электролита (табл.1), а с другой, зарядное устройство может контролировать процесс только по электрическим параметрам, напряжению и току, которые не имеют строгой зависимости от плотности электролита.
Плотность электролита, г/см3 при температуре 25оС Полностью заряженная батарея Батарея разряжена на 25% Батарея разряжена на 50% 1,28 1,24 1,20
Табл.1. Зависимость плотности электролита от степени заряда аккумулятора Кроме того, плотность электролита полностью заряженной аккумуляторной батареи зависит от температуры "за бортом", качества аккумулятора, степени его изношенности. Для заряда аккумулятора весьма существенно соответствие указанной в документации (номинальной) и реальной емкости аккумулятора, особенно, если заряд ведется простейшим устройством (выпрямителем) и контролируется только время заряда.
Реальную емкость автомобильного аккумулятора можно определить по времени тренировочного разряда полностью заряженного аккумулятора. Для этого устанавливают разрядный ток в амперах, равный 0,09 от величины емкости аккумулятора (для батареи 60 А/час соответствует 60х0,09=5,4 А) и определяют время разряда до снижения напряжения на клеммах аккумулятора до 10,2В (+/- 0,02В). Это соответствует разряду на 90% емкости. Определить отсюда полную реальную емкость - тривиально (табл.2).
Время разряда до 10,2 В (час.) 10 9 8 7 Реальная емкость аккумулятора (% от номинальной) 100 90 80 70
Табл.2. Зависимость реальной емкости аккумулятора от времени тренировочного разряда Таким образом, если время тренировочного разряда равно 10 часам, то аккумулятор соответствует заявленной емкости. Если же это время составит менее 7,5 час, то такой аккумулятор лучше заменить.
Заряд аккумуляторных батарей В настоящее время большинство эксплуатируемых аккумуляторов автомобилей относятся к так называемым, необслуживаемым. Однако, для проектирования зарядного устройства вспомним все же некоторые моменты правил зарядки обычных аккумуляторов, изложенные в Инструкции по эксплуатации ЖУИЦ.563410.001 ИЭ. Общие принципы заряда аккумуляторов остаются одни и те же, а сам этот документ читается, как поэма (оцените стиль!):
"...3.2.2. Включите батарею на заряд, если температура электролита в ней не выше 35оС. 3.2.3. Ток заряда должен соответствовать в амперах 0,1 от емкости аккумулятора. При достижении напряжения не менее ... 14,4В (для 12 вольтовой батареи), зарядный ток уменьшите до 50% от первоначального и доведите батарею до состояния полного заряда. 3.2.4. Заряд батареи ведите до тех пор, пока не наступит обильное газовыделение во всех аккумуляторах батареи, а напряжение и плотность электролита останутся постоянными в течение 2 часов. Напряжение на выводах батареи контролируйте вольтметром класса точности 1,0 ... со шкалой на 30В с ценой деления 0,2В. 3.2.5. Во время заряда периодически проверяйте температуру электролита и следите за тем, чтобы она не поднималась выше 45оС. В случае, если температура окажется выше упомянутых значений, следует уменьшить зарядный ток наполовину или прервать заряд на время, необходимое для снижения температуры до 30 - 35оС. 3.2.6 В конце заряда, если плотность электролита, замеренная с учетом температурной поправки, ... будет отличаться от нормы, произведите корректировку плотности электролита доливкой дистиллированной воды в случаях, когда плотность выше нормы, и доливкой электролита плотностью 1,40 г/см3, когда она ниже нормы. После корректировки продолжите заряд в течение 30 минут для полного перемешивания электролита, затем отключите батареи и через 30 минут произведите замер его уровня (зеркало электролита должно касаться нижнего торца тубуса заливочной горловины) ... После заряда батарею сдайте в эксплуатацию."
Кстати, раз уж мы взялись за этот важный документ, то приведу еще одну цитату из него по поводу условий хранения аккумуляторных батарей. Каких только мнений не доводилось мне слышать о том, при какой температуре, заряженными или нет необходимо хранить аккумуляторы. Так вот здесь дается однозначный правильный развернутый ответ любознательным автомобилистам. Это особенно важно, когда вы чувствуете, что жизненный путь вашего аккумулятора близится к завершению, и заранее приобретаете новый запасной. Итак, еще одна цитата из Инструкции по эксплуатации ЖУИЦ.563410.001 ИЭ:
"...5.2.6 Батареи, временно снятые с машин после небольшого периода работы, полностью зарядите и доведите плотность электролита до нормы, соответствующей данному климатическому району.
Такие батареи по возможности установите в помещения при температуре не выше 0оС. Минимальная температура в помещении должна быть не ниже минус 30оС... Если батареи в перид "бездействия" будут находиться при положительных температурах, то ежемесячно производите их подзаряд.
При отрицательных температурах следует ограничиться ежемесячной проверкой плотности электролита и подзаряжать их только в тех случаях, когда установлено падение плотности электролита более чем на 0,04 г/см3. В таком состоянии батареи могут находиться: при отрицательных температурах - не более 1,5 лет, а при положительных - не более 9 месяцев..."
По-моему, все ясно и понятно. К сожалению, тема данной статьи не позволяет привести еще несколько цитат из этой Инструкции о способах хранения б/у аккумуляторов, о методах проведения тренировочного разряда, о техническом обслуживании автомобильных аккумуляторов и проч. Если вас интересуют такие вопросы, рекомендую прочитать этот документ - найдете там много полезных практических советов.
Вернемся к теме зарядки аккумулятора автомобиля. Из вышесказанного следует, что простыми способами реализовать правильный заряд невозможно. К счастью, качество современных аккумуляторов допускает значительные отклонения от типового процесса. Однако, по возможности, желательно соблюдать изложенные рекомендации.
Исходя из рекомендаций данного документа и учитывая особенности эксплуатации зарядных устройств автомобильных аккумуляторов, сформулирую основные требования к ним:
1.По мере заряда аккумулятора зарядный ток должен уменьшаться; 2.Зарядное устройство должно иметь регулировку тока для использования с разными типами аккумуляторов; 3.При достижении напряжения на клеммах заряжаемого аккумулятора 15,5 -16,0 В заряд должен останавливаться; 4.Зарядное устройство должно быть защищено от коротких замыканий и ошибочного подключения в неправильной полярности; 5.Зарядное устройство должно обеспечивать автоматический режим заряда; 6.Зарядное устройство должно быть простым и не содержать дефицитных деталей. На основании этих требований было разработано и несколько лет серийно выпускалось автоматическое зарядное устройство, электрическая принципиальная схема которого с описанием работы будет рассмотрена во второй части статьи.
Преобразователи напряжения. Особенности эксплуатации - частые вопросы При питании от преобразователей напряжения некоторых электро- и радиоприборов существуют особенности, связанные с ограниченной выходной мощностью преобразователей и формой выходного напряжения. В связи с этим рассмотрим некоторые частые вопросы эксплуатации инверторов.
1. Что означают номинальная и максимальная мощность преобразователя напряжения?
Номинальная мощность - суммарная мощность подключенной к преобразователю напряжения нагрузки, которую он обеспечивает при непрерывном длительном режиме работы. Максимальная мощность - кратковременная, не более одной минуты, выходная мощность преобразователя. Работа на максимальной мощности обеспечивает питание от преобразователя напряжения электроинструментов с прерывистым режимом работы, например, электродрелей и "болгарок".
2. Можно ли питать от преобразователя напряжения бытовой холодильник?
Особенности работы бытовых компрессорных холодильников - большой пусковой ток, иногда превышающий 1КВт при номинальной мощности 70 - 150 Вт. Кроме того, компрессор холодильника представляет собой индуктивную нагрузку, для эффективной работы на которую требуется синусоидальное напряжение. Два эти момента во многом взаимоисключающие: большие перегрузки допускают преобразователи напряжения с прямоугольной формой сигнала (аналогично и с "модифицированной синусоидой"), а преобразователи с "чистым синусом", наоборот, не любят перегрузок.
Поэтому для питания холодильника необходимо использовать мощные преобразователи напряжения с "синусом" на выходе, которые значительно дороже обычных с "прямоугольным" выходным сигналом. Кроме того, следует помнить, что бытовой холодильник не допускается эксплуатировать при вибрациях и тряске, которые могут разрушить трубки охладителя холодильного агрегата.
С учетом этого, на автотранспорте, особенно в движении, использование бытовых холодильников совершенно не оправдано, тем более, что сейчас предлагаются специальные автохолодильники достоточно больших объёмов. Экономически это значительно выгоднее.
Правда, есть особый тип холодильников - абсорбционные. Они не содержат компрессора, а следовательно, не имеют вышеописанных "нюансов". Например, выпускаемые ранее модели "Морозко" и "Кристалл". Кроме того, есть модели холодильников, построенные на термопреобразовательных пластинах, которые также не имеют больших пусковых токов и не боятся тряски. Эти холодильники можно питать от обычных преобразователей напряжения.
3. Как избавиться от фона при питании аудиоаппаратуры от преобразователя напряжения ?
В некоторых случаях при питании от преобразователя напряжения аудиоаппаратуры возникает фон частотой 50Гц. Он может появляться как от наводок от проводов питания преобразователя, так и по причине плохой фильтрации в блоке питания аудиоустройства.
Избавиться от этих наводок можно только опытным путем, постепенно уменьшая фон следующими способами:
попробовать изменить включение одного из аудиоустройств, перевернув вилку сетевого провода питания в розетке преобразователя, максимально уменьшить длину проводов, подводящих постоянное напряжения 12 (24)В от аккумулятора автомобиля к преобразователю напряжения, и увеличить их сечение, иногда помогает изменение расположения проводов питания преобразователя относительно сигнальных аудиокабелей, а также удаление их друг от друга, минусовой провод питания преобразователя необходимо соединить с "массой" недалеко от клеммы, а не тянуть его к аккумулятору через весь автомобиль, попробовать соединить с "массой" корпус аудиоустройства, если, конечно, он металлический, подключить непосредственно к клеммам + и - преобразователя напряжения электролитический конденсатор большой емкости (примерно, 4700 мкФ на напряжение 35В). Этот способ особенно эффективен, когда невозможно уменьшить длину проводов питания преобразователя. 4. Как обеспечить работу от преобразователя напряжения насосов и другой техники с индуктивным характером нагрузки?
Для питания насосов и электроинструментов с индуктивным характером нагрузки для повышения КПД необходимо использовать преобразователи напряжения с формой сигнала, наиболее близкой к синусоиде. Однако для небольших мощностей, например, вентилятор, можно использовать и "прямоугольник", но, в данном случае, необходимо иметь запас по мощности преобразователя в 3-4 раза. Иногда это оправдано ввиду высокой цены преобразователей с "синусом".
Для работы большинства электроинструментов "прямоугольник" вполне допустим, так как в них используются коллекторные электродвигатели, имеющие небольшую индуктивную составляющую, например, электродрели и насосы типа "Кама".
5. Какие бытовые приборы работают от любых преобразователей напряжения?
Несомненно, этот вопрос касается простых недорогих преобразователей напряжения с "модифицированным синусом" на выходе. Из опыта работы могу сказать, что с учетом мощности преобразователя, неприхотливы к форме выходного сигнала следующие бытовые приборы: зарядные устройства мобильных телефонов, фото и видео камер, DVD проигрыватели, телевизоры, ноутбуки, компьютеры, нагревательные приборы (кипятильники), электродрели, осветительные приборы (лампы накаливания и энергосберегающие, кроме люминесцентных "ламп дневного света"). Из этого списка видно, что для работы от преобразователей напряжения лучше использовать устройства с импульсными блоками питания.
6. Почему от преобразователя напряжения в автобусе иногда не включается телевизор, хотя от обычной сети 220В он работает нормально?
Эта проблема возникает только с моделями телевизоров на электронно-лучевой трубке (не ЖК). Она связана с работой петли размагничивания кинескопа в телевизоре, которая потребляет от 200 до 1000Вт в момент включения в течение 2-3 сек. Такое превышение мощности вызывает снижение выходного напряжения преобразователя и блок питания телевизора не запускается. Кстати, возникающая в этом случае перегрузка часто является причиной выхода из строя преобразователя напряжения. Радикальный способ решения проблемы - отключить петлю размагничивания. Для этого необходимо снять заднюю стенку телевизора и отсоединить петлю, которая подключена через разъем.
Конечно, отключение петли размагничивания может вызвать неравномерность цветов по экрану телевизора, но в большинстве случаев это мало заметно и не мешает просмотру.
Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит
из положительных и отрицательных электродов, сепараторов (разделительных
решеток) и электролита. Положительные электроды представляют собой
свинцовую решётку, а активным веществом является перекись свинца (PbO2).
Отрицательные электроды также представляют собой свинцовую решётку, а активным
веществом является губчатый свинец (Pb). На практике в свинец решёток добавляют
сурьму в количестве 1-2 % для повышения прочности. Сейчас
в качестве легирующего компонента используются соли кальция, в обоих пластинах,
или только в положительных (гибридная технология). Электроды погружены в
электролит, состоящий из разбавленной серной кислоты (H2SO4).
Наибольшая проводимость этого раствора при комнатной температуре (что означает
наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) достигается
при его плотности 1,26 г/см3. Однако на практике, часто в районах с холодным
климатом применяются и более высокие концентрации серной кислоты, до 1,29 −1,31
г/см3. (Это делается потому, что при разряде свинцово-кислотного аккумулятора
плотность электролита падает, и температура его замерзания, т.о, становится
выше, разряженный аккумулятор может не выдержать холода.)
В новых версиях свинцовые пластины (решетки)
заменяют вспененным карбоном, покрытым тонкой свинцовой пленкой *, а жидкий электролит может быть желирован силикагелем до пастообразного состояния.
Используя меньшее количество свинца и распределив его по большой
площади, батарею удалось сделать не только компактной и легкой, но и
значительно более эффективной - помимо большего КПД, она заряжается
значительно быстрее традиционных аккумуляторов. [1]
Хранение
Свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо
хранить только в заряженном состоянии. При температуре ниже −20 °C заряд
аккумуляторов должен проводиться постоянным напряжением 2,275 В/ак, 1 раз в
год, в течение 48 часов. При комнатной температуре — 1 раз в 8 месяцев
постоянным напряжением 2,4 В/ак в течение 6-12 часов. Хранение аккумуляторов
при температуре выше 30 °C не рекомендуется.
Хранение свинцово-кислотных аккумуляторов в
разряженном состоянии приводит к быстрой потере их работоспособности.
При длительном хранении аккумуляторов и разряде
их большими токами (в стартерном режиме), или при уменьшении ёмкости
аккумуляторов, нужно проводить контрольно-тренировочные (лечебные) циклы, т.е.
разряд-заряд токами номинальной величины.
Зарядка
Проверьте
уровень электролита, если уровень электролита ниже меток, то долейте
дистиллированной воды до нужного уровня.
Если
аккумулятор долго стоял на морозе то занесите его в теплое помещение,
чтобы он оттаял (если аккумулятор был разряжен и электролит замерз в лед -
батарею придется заменить).
Окрутите
пробки, тем самым освободить отверстия для выхода газов, которые
образуются при зарядке аккумулятора.
Положительный
полюс аккумулятора соедините с положительным полюсом зарядного устройства,
а отрицательный - с отрицательным, включите зарядное устройство в сеть.
Для
зарядки используйте ток, равный 0,1 емкости батареи либо меньше (если
емкость батареи 45Ah, то ток заряда должен быть 4,5А), при таком токе
время зарядки полностью разряженной батареи составит около 10 часов, для
частично заряженной батареи потребуется меньше времени. Если аккумулятор
"необслуживаемый" (т.е. на нем нет пробок п.3), используйте ток
равный 0,025 емкости батареи.
Как
только электролит закипит во всех банках, зарядку нужно остановить,
отключив зарядное устройство от сети.
После
зарядки проверьте уровень электролита, долейте, если нужно,
дистиллированной воды.
Перед
тем как ставить пробки на место подождите пока выйдут все газы.
!Зарядку аккумулятора производите в вентилируемом
помещении!
Предлагаем широкий
ассортимент аккумуляторов всех известных
производителей. Для заказа аккумулятора
воспользуйтесь каталогом аккумуляторов.
Наш магазин аккумуляторов обеспечит
доставку по Москве и Подмосковью.
Особенностью аккумуляторов изготовленных на основе Gel- и
AGM – технологий составляют: специально разработанные клапана (Valve-Regulated
Lead-Acid (VRLA) , гелевидный электролит – для гелевых аккумуляторов и
абсорбирующие стекломаты – для AGM ккумуляторов.
Оба типа батарей имеют значительные преимущества перед обычными
свинцово-кислотными батареями, залитыми жидким электролитом.
Компания East Penn производит аккумуляторы с клапанной регулировкой более 10-ти
лет. На сегодня это лучшие аккумуляторы подобного класса.
Гелевые и АGМ аккумуляторы производятся в соответствии с самыми жесткими
требованиями, проходят более 250-ти тестов при контроле качества, имеют
превосходные показатели и большой срок службы (до 10 лет) .
Гелевые и АGМ аккумуляторы могут заменить свинцово-кислотные батареи
практически в любом применении , а также там, где обычные батареи не могут
использоваться - например при режимах глубокого разряда.
Гелевые и АGМ аккумуляторы идеально заряжаются (скорость заряда увеличивается в
7 раз в сравнении с обычными аккумуляторами).
Гелевые и АGМ аккумуляторы герметичны, полностью отсутствует
газовыделение, возможна установка аккумуляторы на боковую поверхность.
Гелевые и АGМ аккумуляторы это батареи нашего будущего!
