(c)Основные требования к автомобильным генераторам:
1. Генератор должен обеспечивать бесперебойную подачу тока и обладать достаточной мощностью, чтобы:

# одновременно снабжать электроэнергией работающих потребителей и заряжать АКБ;
# при включении всех штатных потребителей электроэнергии на малых оборотах двигателя не происходил сильный разряд аккумуляторной батареи;
# напряжение в бортовой сети находилось в заданных пределах во всем диапазоне электрических нагрузок и частот вращения ротора.
2. Генератор должен иметь достаточную прочность, большой ресурс, небольшие массу и габариты, невысокий уровень шума и радио-помех.
Основные понятия.
Отечественные разработчики и производители электрооборудования используют следующие понятия.
Система электроснабжения автомобиля - предназначена для бесперебойного питания электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Состоит из генераторной установки, аккумулятора и устройств, обеспечивающих контроль работоспособности и защиту системы от перегрузок.
Генератор - устройство, преобразующее механическую энергию, получаемую от двигателя, в электрическую.
Регулятор напряжения - устройство, поддерживающее напряжение бортовой сети автомобиля в заданных пределах при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды.
Аккумуляторная стартерная батарея (аккумулятор) - накапливает и хранит электроэнергию для запуска двигателя и питания электроприборов в течение непродолжительного времени (при неработающем двигателе или недостаточной мощности, развиваемой генератором).
Принцип действия генератора.
Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции - возникновении электрического напряжения в обмотке статора, находящейся в переменном магнитном поле. Оно создается с помощью вращающегося электромагнита - ротора при прохождении по его обмотке постоянного тока. Переменное напряжение преобразуется в постоянное полупроводниковым выпрямителем.
Устройство генератора.
На современных автомобилях применяют в основном трехфазные синхронные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением и контактными кольцами.
Основными частями генератора являются:
статор - пакет, набранный из стальных листов, имеющий форму трубы. В его пазах расположена трехфазная обмотка, в которой вырабатывается мощность генератора;
ротор - стальной вал с расположенными на нем двумя стальными втулками кпювообразной формы. Между ними находится обмотка возбуждения, выводы которой соединены с контактными кольцами. Генераторы оборудованы преимущественно цилиндрическими медными контактными кольцами;
крышки - передняя (со стороны шкива) и задняя (со стороны контактных колец), предназначены для крепления статора, установки генератора на двигателе и размещения подшипников (опор) ротора. На задней крышке размещаются выпрямитель, щеточный узел, регулятор напряжения (если он встроенный) и внешние выводы для подключения к системе электрооборудования;
щеточный узел - съемная пластмассовая конструкция. В ней установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора
подшипники - как правило, радиальные шариковые со встроенными уплотнениями и заводской закладкой смазки на заданный срок службы генератора;
выпрямитель - объединяет шесть мощных диодов, запрессованных по три в положительный и отрицательный теплоотводы. В схемах с самовозбуждением на положительном теплоотводе установлены три дополнительных маломощных (на 2 А) диода в пластмассовом цилиндрическом корпусе;
вентилятор - обеспечивает охлаждение узлов генератора. Располагается на приводном шкиве генератора или отдельно от него. В современных компактных конструкциях генераторов внутри находятся два вентилятора (у передней и задней крышек), обеспечивающих низкий уровень шума, более эффективное охлаждение и высокий к.п.д.

Как определить параметры своего генератора?
На щитке генератора обычно указываются его основные параметры:
# номинальное напряжение 14 или 28 В (в зависимости от номинального напряжения системы электрооборудования);
# номинальный ток, за который принимается максимальный ток отдачи генератора.
# Тип, марка генератора.
Работа генераторной установки на разных режимах:
При пуске двигателя основным потребителем электроэнергии является стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение напряжения на выводах аккумулятора. В этом режиме потребители электроэнергии питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается. Сразу после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснабжения. Он обеспечивает требуемый ток для заряда аккумулятора и работы электроприборов. После подзарядки аккумулятора разность его напряжения и генератора становится небольшой, что приводит к снижению зарядного тока. Источником электропитания по-прежнему является генератор, а аккумулятор сглаживает пульсации напряжения генератора.

При включении мощных потребителей электроэнергии (например, обогревателя заднего стекла, фар, вентилятора отопителя и т.п.) и небольшой частоте вращения ротора (малые обороты двигателя) суммарный потребляемый ток может быть больше, чем способен отдать генератор. В этом случае нагрузка ляжет на аккумулятор, и он начнет разряжаться, что можно контролировать по показаниям дополнительного индикатора напряжения или вольтметра.

Общие характеристики аккумуляторов
Аккумуляторная батарея является источником энергии для питания потребителей тока на автомобиле при неработающем двигателе или работающем с малой частотой вращения коленчатого вала.
В большинстве применяют свинцовые (кислотные) аккумуляторы. Они обладают небольшим внутренним сопротивлением и способны в течение короткого промежутка времени (несколько секунд) отдавать ток силой в несколько сотен ампер, который необходим для питания стартера при пуске двигателя.
Параметры выбора АКБ
Главным критерием при выборе аккумулятора является номинальная ёмкость. Генератор и аккумулятор должен подходить друг с другом так, чтобы добиться зарядного баланса, исключающего разряд и перезаряд АКБ или электрическое "голодание".
Ошибка при выборе может привести к тому, что ёмкость аккумулятора окажется маленькой для выдаваемого генератором тока, что в свою очередь приведёт к ускоренному её выходу из строя. В обратном случае, при покупке АКБ слишком большой ёмкости, аккумулятор будет "голодать". Это также снижает его ресурс и ухудшает пусковые свойства.
Если производитель автомобиля определил ему аккумулятор в 45, 55 или 62 ампер-часа, старайтесь найти такую же замену.
Ещё одним важным значением при выборе АКБ является пусковой ток. Для пуска двигателя с одинаковым рабочим объёмом двигателя в разных моделях и марках машин может требоваться разное количество энергии. Это вызвано тем, что двигатели имеют разную компрессию в цилиндрах, разное количество распредвалов, а так же различные навесные агрегаты - компрессор кондиционера, насос гидроусилителя, чем в сумме и определяется, с какой силой всё это необходимо прокручивать при старте.
Если купить аккумулятор с малым значением пускового тока, могут возникнуть серьёзные проблемы с пуском двигателя, особенно в зимнее время.
Не менее важными являются такие характеристики АКБ, как габаритные размеры, расположение и конструкция клемм. Их игнорирование может вызвать проблемы при установке и подключении аккумулятора.
Маркировка аккумулятора
При выборе аккумулятора необходимо правильно прочитать маркировку на его этикетке. Условные обозначения и сокращения расшифровываются следующим образом:

* 12 V - номинальное напряжение 12 вольт
* 55 Ah - номинальная ёмкость аккумулятора, измеряется в ампер-часах. Это количество электричества, которое способна отдать полностью заряженная батарея при разряде до минимально допустимого значения
* 480 AEN; 650 A(EN); 450 A IEC; 420 A DIN; 600 A (AFNOR/EN); 275A(CCA) - пусковой ток. Указывается на всех аккумуляторах и является очень важной характеристикой. Может называться по разному - ток стартельного заряда (IP), ток холодной прокрутки (ICC, CCA)

Основы эксплуатации

Многие владельцы автомобилей бывают искренне удивлены, когда узнают, что аккумулятор тоже требует «техобслуживания». Это прискорбно, потому что капелька заботы и внимания могут сберечь кучу времени и денег.
Уход за аккумулятором чрезвычайно прост и практически сводится лишь к регулярным проверкам уровня электролита. Низкий уровень может свидетельствовать об излишней зарядке, что обычно вызвано неисправностью генератора. Если же электролита недостает только в одном из элементов, то выход из строя всего аккумулятора уже не за горами. В теплую погоду он еще кое-как поработает, но первые же холода его прикончат.
Доливая аккумулятор, помните об одной особенности. Во время зарядки уровень электролита несколько превышается, поэтому доливать следует с учетом этого эффекта. А что может сотворить кислота, попавшая на корпус батареи или на детали кузова, мы все прекрасно знаем.
Заботливые владельцы в процессе эксплуатации контролируют заряженность аккумуляторных батарей.
Периодически, желательно не реже одного раза в 2-3 месяца, даже при безотказной работе, необходимо проверять уровень напряжения на клеммах аккумуляторной батареи при неработающем (напряжение разомкнутой цепи — НРЦ) и при работающем двигателе, а также наличие утечки в системе электрооборудования автомобиля.
Все аккумуляторные батареи при работе теряют часть воды из электролита. В итоге снижается резервный уровень электролита над пластинами и увеличивается концентрация кислоты в электролите (повышается плотность электролита), что отрицательно влияет на ресурс батареи. Скорость потери воды решающим образом зависит как от применяемых для производства аккумуляторной батареи материалов, так и от состояния электрооборудования автомобиля.

В зависимости от сочетания всех этих факторов она может отличаться в 10 и даже в 30 раз. Поэтому снижение уровня электролита до критического возможно и за 1-3 месяца (при неисправном регуляторе напряжения) и за 2-4 года. Так что при применении классических свинцовых обслуживаемых батарей приходится мириться с проверкой уровня электролита не реже 1-2 раза в месяц и доливкой дистиллированной воды, а также сравнительно высокой скоростью саморазряда — до 14% за месяц, которая прогрессирует в процессе эксплуатации и после 1,5-2 лет работы увеличивается в 3-4 раза. Поэтому при долгом бездействии таких аккумуляторных батарей их необходимо подзаряжать каждые 1-2 месяца.
Чтобы исключить разряд батареи во время длительной стоянки автомобиля, рекомендуется отключать ее от сети, поскольку, в результате утечки тока в системе электрооборудования, АКБ может разрядиться настолько, что не сможет запустить двигатель. Если же и при отключении от бортовой сети батарея быстро разряжается, это говорит о повышенном саморазряде для старой батареи или о внутреннем дефекте (коротком замыкании) для новой батареи. Причинами повышенного саморазряда могут быть как дефект изготовления, так и нарушения условий эксплуатации или естественный износ батареи (см. следующий раздел). Надо стараться не допускать повторение глубоких разрядов аккумуляторной батареи, составляющих более 40-50% от ее емкости — после них АКБ не сможет полностью зарядиться от генератора.

Возможных причин глубоких разрядов аккумуляторных батарей три:
Первая причина — утечка тока в электросети (к примеру из-за некачественной проводки).
Вторая причина — неисправность генератора или регулятора напряжения.
И, наконец, третья причина — долговременное использование потребителей сети при неработающем двигателе.
Причины ухудшения работы и выхода из строя АКБ
В подавляющем большинстве случаев ухудшение работы или выход из строя аккумуляторной батареи происходит, если:

*имеет место дефект производства (гарантийный случай);
* нарушены условия эксплуатации батареи (ускоренный износ);
* батарея полностью исчерпала свой естественный ресурс.

Ускоренный износ

Ускоренный износ батареи всегда происходит вследствие нарушения условий ее эксплуатации, указанных в гарантийном талоне. Наиболее распространена эксплуатация в условиях перезаряда или недозаряда.
Перезаряд происходит при эксплуатации батарей на автомобилях, уровень зарядного напряжения которых превышает 14,5 В. Дело в том, что по мере повышения степени заряженности выше 75-80%, наряду с основным процессом заряда электродов АКБ, начинается вторичный процесс: разложение воды на водород и кислород. Причем, его скорость быстро растет с ростом зарядного напряжения на выводах батареи выше 14,5 В. Перезаряд является следствием нарушения режима работы регулятора напряжения по причине выхода из строя отдельных его элементов. В некоторых случаях, как показала практика, величина зарядного напряжения при неисправном регуляторе достигает 17-18 В. Это приводит к ускоренной потере воды и коррозии положительных токоотводов (решеток) батареи.
Под действием перезаряда уровень электролита быстро уменьшается. Поэтому его необходимо своевременно довести до нормы доливкой , в аккумуляторы только дистиллированной воды. Доливать в аккумуляторы электролит категорически запрещается. Затем необходимо незамедлительно найти причину повышения напряжения и устранить неисправность в системе электрооборудования автомобиля.
При длительном перезаряде или при значительном превышении зарядного напряжения (выше 15,5 В) потеря воды бывает так велика, что оголяются верхние кромки пластин и сепараторов. Это часто приводит к взрыву батареи .
Эксплуатация батареи на автомобиле, у которого уровень зарядного напряжения меньше 13,8 В, приводит к прогрессирующему недозаряду. При этом работоспособность батареи постепенно ухудшается, так как степень ее заряженности снижается пропорционально времени эксплуатации, пока не достигнет величины, соответствующей уровню зарядного напряжения. Например, при зарядном напряжении 13,6 В и средней интенсивности эксплуатации степень заряженности батареи при положительной температуре составит около 65%, а при отрицательной — менее 50%. Напомним, что степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение на клеммах батареи равно 13,9-14,3 В при работающем двигателе и включенном ближнем свете.

Нередко причиной снижения уровня зарядного напряжения и, следовательно, степени заряженности АКБ, становится ослабление натяжения ремня привода генератора. Поэтому не реже 1-го раза в месяц рекомендуется проверять натяжение ремня и, при необходимости, производить регулировку согласно инструкции по эксплуатации автомобиля.
Длительная эксплуатация батарей при степени заряженности 50-60% приводит к быстрой потере работоспособности из-за ускоренного оплывания активной массы аккумуляторных электродов. Кроме того, при низких температурах электролит в сильно разряженных АКБ может замерзнуть, что приведет к разрушению корпуса батареи и полному выходу ее из строя.
Ускоренный износ может быть настолько велик, что батарея выходит из строя еще в период гарантийного срока, вследствие неблагоприятных условий эксплуатации из-за неисправностей изделий электрооборудования автомобиля или нарушения требований инструкции по эксплуатации батарей.
Выход из строя АКБ в период гарантийного срока вследствие ускоренного износа не относится к гарантийным отказам. Поэтому такие батареи не подлежат замене на новые по гарантийным обязательствам производителей батарей.

Отдельно отметим несколько самых распространенных современных причин ускоренного износа автомобильного аккумулятора:
1. Дополнительное оборудование.
Причина большинства неисправностей связана не с собственными его дефектами, а с наличием дополнительного оборудования, например, сигнализации и телефона. Эти устройства особенно любят преподносить «сюрпризы» во время длительных стоянок автомобиля.
Однако, если Ваш аккумулятор вдруг начал барахлить, не спешите его выбрасывать. Опыт показывает, что огромное количество автомобильных аккумуляторов, считавшихся неисправными, были просто-напросто разряжены. Попробуйте зарядить разряженный аккумулятор, причем как можно скорее. Чем дольше аккумулятор остается незаряженным, тем сильнее сульфатация пластин, и тем проблематичнее будет его восстановление.
Ухудшение свойств АКБ в результате старения

Вследствие естественного износа в процессе эксплуатации изменяются основные параметры АКБ. Под воздействием коррозии уменьшается сечение основных конструкционных элементов решетки положительного электрода. Это приводит к увеличению внутреннего сопротивления батареи, то есть к некоторому снижению разрядного напряжения даже когда она полностью заряжена.
Емкость аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации постепенно снижается. Это происходит от того, что при чередующихся зарядах и разрядах, которые имеют место во время работы батареи на автомобиле, положительная активная масса постепенно оплывает вследствие деструкции, и ее количество, участвующее в химической реакции, уменьшается. Ускоряет процесс оползания положительной активной массы частое повторение глубоких разрядов, причина которых либо в утечке тока в электросети, либо в недозаряде по причине неисправности генератора или регулятора напряжения. Особенно быстро снижается емкость при глубоких разрядах у батарей с решетками положительных электродов из свинцово-кальциевых сплавов.
Емкость отрицательных электродов также снижается, если батарея длительное время эксплуатировалась при повышенном зарядном напряжении и плотность электролита поднялась выше 1,3-1,31 г/смі. Кроме того, как уже было сказано ранее, длительная эксплуатация батареи при низкой степени заряженности (40-60%) приводит к ускоренному оплыванию активноймассы на обоих электродах.
По мере износа аккумуляторной батареи увеличивается скорость ее саморазряда и расход воды при эксплуатации. Через год использования АКБ эти величины возрастают в 1,5-2 раза, а через два года — в 2-4 раза. Скорость увеличения саморазряда и расхода воды максимальная у батарей традиционного исполнения, а минимальная — у батарей с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава. Из всего вышесказанного напрашивается очень важный вывод: по мере старения батарея требует к себе более внимательного отношения. Так, например, при нормальной эксплуатации со средней годовой интенсивностью пробега 15-20 тыс. км, достаточно проверять состояние АКБ один раз в год, лучше всего осенью перед началом зимней эксплуатации. После двух лет работы (30-40 тыс. км пробега) желательно проверять состояние аккумуляторной батареи не реже одного раза в 3-4 месяца. Если же батарея проработала более трех лет (45-60 тыс. км), контроль ее состояния в зимний период желательно проводить ежемесячно.

Критерием пригодности аккумуляторной батареи, проработавшей в условиях эксплуатации в течение продолжительного времени, может служить тестовый разряд, который возможно выполнять в специализированных сервисных центрах. Полностью заряженную батарею подвергают разряду при положительной температуре током, равным половине тока холодной прокрутки по EN или SAE.
Если на 30-й секунде разряда напряжение на выводах больше 9,6 В, батарея пригодна для дальнейшего использования. Если же оно меньше или равно 9,6 В, значит аккумуляторная батарея исчерпала свой ресурс и подлежит замене.

За счет чего можно увеличить ресурс АКБ
Ресурс стартерной аккумуляторной батареи, как химического источника тока, определяется в основном режимом ее использования, при котором происходят процессы износа находящихся в ней электродов (пластин). Понимание этих процессов позволяет обеспечить высокий срок безотказной работы АКБ на автомобиле.
Конкретное исполнение аккумуляторной батареи имеет определенный конструктивно-технологический (с учетом легирующих добавок к свинцу) ресурс, расходуя который мы получаем ее реальный срок службы. Каким же способом правильно распорядиться заложенным ресурсом электродов, чтобы АКБ работала долго?
Известно, что решетка положительных пластин подвергается окислению атомарным кислородом (электрокоррозия) при разложении воды в заключительной (после 85% заряженности) стадии заряда. Наиболее интенсивно процесс разрушения решеток положительных пластин аккумуляторной батареи происходит от зарядного тока при 100% заряженности (режим перезаряда). Этот процесс преобладает в работе АКБ в летнее время эксплуатации, а также при повышенной настройке регулятора напряжения. Интенсивное разрушение пластин при работе происходит в условиях, когда длительное время стартерная аккумуляторная батарея работает с низкой степенью заряженности (40-60%). При этом активное вещество с пластин оплывает в шлам, снижая емкость батареи, мощность ее разряда и срок надежной работы. Нормальная работа аккумуляторной батареи нарушается при снижении уровня электролита ниже минимальной отметки (оголение верхних кромок пластин).
Недопустимо производить доливку электролитом или водой непроверенного качества, хранить АКБ в разряженном состоянии, допускать образование льда в зимнее время, подвергать глубоким периодическим разрядам. Таким образом, наибольшую надежность работы аккумуляторной батареи можно достичь, обеспечивая регулярный контроль ее состояния в соответствии с инструкцией по эксплуатации, разработанной производителем.