Бортовая сеть автомобиля

Развитие электроники и полупроводниковой техники в начале 21 века привело к тому, что ни один современный автомобиль не обходится теперь без обширной сети электропитания, называемой бортовой сетью автомобиля.

Бортовая сеть автомобиля является энергетической системой постоянного тока, и включает в себя как источники, так и потребители электрической энергии. В то время как тепловая энергия сжигаемого топлива напрямую пригодна лишь для обеспечения механического движения, электрическая энергия универсальна, и способна питать самые разные устройства, начиная от ламп в фарах, заканчивая системой искрового зажигания.

Итак, источников энергии в автомобиле всего два: аккумулятор (как правило свинцово-кислотный) и генератор, получающий механическое вращение непосредственно от двигателя внутреннего сгорания. И поскольку во время подзарядки аккумулятор является еще и потребителем, то главным источником энергии в современном автомобиле в конечном итоге является именно сжигаемое топливо.

Его энергия вращает двигатель, а он в свою очередь — ротор генератора, который производит электричество для бортовой сети, заряжая аккумулятор, а аккумулятор потом питает стартер и бортовую сеть автомобиля.

Если попробовать перечислить все потребители, питаемые от бортовой сети автомобиля, то вряд ли получится назвать все возможные, ведь подключить можно в принципе все что угодно.

Однако основные элементы почти везде одинаковы: аккумулятор, стартер, обмотка возбуждения генератора, система искрового зажигания, фары и габаритные огни, аварийная сигнализация, система вентиляции, подогрев стекол и сидений, акустическая система и все что имеет отношение к автозвуку, прикуриватель и все что от него может питаться, GPS-навигатор, видеорегистратор, зарядное устройство мобильного телефона, ноутбука и т. д. Отдельная система — бортовая электроника, отвечающая за пуск двигателя и прочее.

Конечно же бортовая сеть автомобиля включает в себя, кроме источников и потребителей, распределительные и защитные устройства, такие как колодки предохранителей, различные коммутаторы, кнопки, выключатели, переключатели, реле, силовые блоки и т. д.

Соединяется все это электропроводкой, которая выполняется из медных многожильных проводов различного сечения в особой бензомаслостойкой изоляции. Провода не разбросаны как попало по кузову, они собраны в аккуратные жгуты и проложены вдоль кузова, к которому прикреплены при помощи хомутов и клипс.

Жгуты проводов часто собираются при помощи ПВХ-изоленты, и прокладываются не голышом, а внутри литых пластиковых либо гофрированных трубок. Иногда можно встретить элементы проводки, заключенные в боуденовскую оболочку (словно провод проложен внутри плотной пружины с мелким шагом) или даже в металлическую трубу.

Провода бортовой сети автомобиля, в зависимости от их назначения, отличаются цветом изоляции, чтобы при монтаже и демонтаже ничего не перепутать: в зависимости от принадлежности к тому или иному блоку либо цепи системы, каждый провод имеет собственный цвет — маркировку.

В документации на конкретный автомобиль, производитель всегда приводит электромонтажную схему с цветовой маркировкой всех проводов, что особенно полезно и часто необходимо при проведении техобслуживания и во время поиска неисправности, при проведении диагностики и т.п.

Во всех современных автомобилях блоки, устройства и жгуты сопрягаются друг с другом посредством многоконтактных разъемов разнообразных типов, а также болтовыми соединениями и клеммами. Это, во-первых, упрощает монтаж и демонтаж во время ремонтных и профилактических (диагностических) работ, во-вторых, делает соединения разъемными и при этом долговечными, стойкими к износу при многократных соединениях-разъединениях.

Сегодня практически везде в автомобилях бортовая сеть имеет постоянное напряжение питания номиналом в 12 вольт. В прошлом веке еще можно было встретить автомобили с напряжением бортовой сети 6 вольт. Сегодня же лишь изредка такое встречается, и то лишь на мототехнике.

Все легковые автомобили современного производства используют напряжение 12 вольт. На тяжелых грузовых автомобилях применяется повышенное напряжение — 24 вольта. У тракторов стартер работает от 24 вольт, а остальная бортовая сеть — от 12 вольт.

Источник статьи: http://electrik.info/avto/1593-bortovaya-set-avtomobilya.html

Почему в автомобилях применяется напряжение 12 вольт

Любой автомобилист знает, что бортовая сеть машины работает на напряжении 12В. Но почему это значение нельзя повысить? Ведь домашние приборы работают от сети 220В. Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно понимать строение отдельных узлов авто.

Исторически сложившаяся традиция

В мире глобального автопроизводства есть такое понятие как «унификация». Оно обозначает, что большая часть расходных деталей и компонентов в машине должны легко и просто заменяться. Но это не должно сказываться на работе всего автомобиля. Напряжение в 12 вольт как раз и является одним из принципов унификации в автомобиле. Этот параметр тесно связан с аккумуляторной батареей автомобиля.

Аккумуляторные батареи появились в конце 19 века. Одним из первых авто с системой зажигания, работающей от аккумулятора и свечи, стала машина Benz Patent-Motorwagen. Её придумал и сконструировал Карл Бенц. Тогда на моторы ставили батареи мощностью 6В. Такого напряжения хватало, чтобы обеспечить работу малосильного двигателя.

Но всё изменилось с ходом Второй мировой войны. Военные требовали более мощных моторов, которые не могли полноценно работать на 6В. Так и была повышена мощность до 12В. До сих пор этой мощности хватает для пуска ДВС, а также работы всех внутренних приборов автомобиля. Аккумуляторы мощностью 6В сегодня можно встретить, только на старой мотоциклетной технике.

Электробезопасность

Вторая причина, по которой аккумуляторы имеют напряжение 12В — это электрическая безопасность. Действительно, от 12В очень сложно получить сильный удар током. Также такая мощность проще «переваривается» мелкой электроникой, работающей на низком напряжении.

Лампочки, электронные платы, прочая электрика в авто работает как слаботочная система. Для неё не нужно толстых проводов или кабелей питания, а также преобразователей напряжения.

Генератору автомобиля проще зарядить аккумулятор ёмкостью 12В. Увеличение мощности батареи привело бы к изменению строения самого генератора. Его бы пришлось видоизменять, дополнительно защищать, и, возможно, увеличивать в размере. А это сказалось бы на размещении его в подкапотном пространстве. Что было бы невыгодно и неэффективно.

Предотвращение ускоренной электрической эрозии

Немаловажный момент — строение самого аккумулятора. Если его разобрать, то можно увидеть 6 отдельно взятых батарей, каждая из которых выдаёт мощность в 2В. Все эти батареи соединены параллельно. В результате и получается нужные нам 12В. Напоминаем, что менее мощные аккумуляторы просто не смогут прокрутить современный мотор, поэтому уход в меньшую мощность мы не рассматриваем.

Но почему именно 12В, а не, допустим, 15В или 50В. Такое решение связано с предотвращением ускоренной электрической эрозии, которая может возникнуть вследствие увеличения мощности заряда. Перезаряд батареи может привести к быстрому испарению электролита. Так на напряжении 14.5В его уровень может значительно понизиться буквально за несколько дней. При повышении напряжения до 15В и выше, может произойти оголение верхних краёв сепараторов и пластин, что часто приводит к взрыву батареи.

То есть, данное решение продиктовано из соображений безопасности, а также из-за химических и физических особенностей строения аккумулятора.

Почему в некоторых грузовиках используется 24 вольта

Обычно на мощной грузовой технике стоят более требовательные моторы. Такое решение можно встретить на больших 8-и цилиндровых дизельных ДВС. Чтобы запустить подобный двигатель, нужно иметь большую пусковую мощность АКБ. Именно поэтому на таких машинах ставят 24В аккумуляторы в связке с производительным генератором.

Кстати, такие батареи можно встретить и на крупной агропромышленной технике или на военных машинах.

Возможные изменения в будущем

Рассматривая перспективы изменения конструкции аккумуляторов, нужно брать в учёт развитие технологий электротранспорта. Каждый год тысячи инженеров изучают новые материалы, которые смогут заменить привычные нам компоненты в стандартном АКБ.

Электрические моторы также требуют более мощные батареи, чтобы автомобиль мог быстро набирать скорость. Всё это может привести к тому, что в ближайшем будущем начнут появляться АКБ с повышенной мощностью и производительностью.

Источник статьи: http://avtozvuk-info.ru/interesnoe/naprazenie-bortovoj-seti-avtomobila

Система электрооборудования автомобиля

Бортова́я се́ть автомобиля

Бортова́я се́ть — сеть электропитания автомобиля, которая объединяет источники и потребители электроэнергии.

На автомобилях и мотоциклах применяют бортовую сеть постоянного тока. Источниками электроэнергии в бортовой сети выступают генератор и аккумуляторная батарея (АКБ).

Потребители автомобиля

1. Аккумуляторная батарея при подзарядке;
2. Обмотка возбуждения генератора;
3. Cистема зажигания;
4. Фары, подфарники;
5. Аварийная сигнализация;
6. Вентиляторы, обогрев сидений и стекол;
7. Автозвук.

Коммутационные, распределительные и защитные устройства

1. Колодки предохранителей ;
2. Кнопки, переключатели и выключатели, реле;
3. Коммутационные и силовые блоки.

Электропроводка автомобиля

Электропроводка состоит из многожильных медных проводов с различным сечением, с специальной пластиковой изоляцией. Электропроводка собирается в жгуты и прокладывается по кузову в специальных отверстиях. Для крепления электропроводки используют изоленту, хомутики и клипсы. В моторном отсеке электропроводка собрана в гофрированных или литых пластиковых трубках. Для удобства и отличия автомобильная электропроводка различается по цвету изоляции в зависимости от принадлежности к конкретным устройствам. Цветовая маркировка проводится для улучшения поиска неисправности и упрощения технического обслуживания автомобиля. Маркировка наносится заводом изготовителем.

Разъёмы

Жгуты, устройства и блоки соединяются специальными пластиковыми многоконтактными разъёмами.

Напряжение постоянного тока в бортовой сети: 12 V и 24 V:

Источник статьи: http://www.autoezda.com/elect/1292-bortovaja-set.html

Низкое бортовое напряжение — 10 распространённых причин

Низкое бортовое напряжение в сети автомобиля является распространённой неисправностью, из-за которой возникают проблемы с АКБ, двигателем и потребителями. Однако эта поломка одна из многих, причину которой реально найти и устранить без помощи профессионального автоэлектрика. Всё, что для этого нужно — умение пользоваться мультиметром и предоставленная далее информация.

Последствия при низком бортовом напряжении

При заниженном напряжении в бортовой сети — автомобиль продолжает кое-как работать. По этой причине многие автовладельцы так и ездят, в лучшем случае, откладывая решение проблемы в долгий ящик. Другие и вовсе никогда не задумываются о том, какое там напряжение в бортовой сети собственной машины. Едет — и хорошо. Внимание на этот вопрос обращается уже тогда, когда начинают проявляться последствия низкого напряжения.

К таковым относится:

1. Постоянный недозаряд АКБ. Если напряжение на борту автомобиля в основном ниже 14,4 В, аккумулятор никогда в жизни не будет «видеть» 100-процентного заряда от генератора. В лучшем случае, уровень заряда будет плавать в районе 40-60%. А полностью он будет заряжаться только от стационарного зарядного устройства.
2. Нехватка времени для восстановления АКБ. Если вы используете автомобиль для кратковременных и редких поездок, аккумулятор попросту не будет успевать возвращать потраченную на запуски энергию. Эта проблема имеет тенденцию к накоплению. То есть, после каждой поездки нехватка будет всё большей и большей. В итоге АКБ со временем разрядится в ноль.
3. Ускоренная деградация АКБ. Автомобильные аккумуляторы служат тем дольше, чем больше времени они проводили в хорошо заряженном состоянии. Если же случаются глубокие разряды, АКБ в основном заряжен менее, чем на 60% — его ресурс сокращается если не в разы, то намного. Иногда он и больше года не ходит. Быстро теряет ёмкость и силу пускового тока.
4. Нехватка питания для мощных потребителей. Первое, на что обычно обращают внимание — это головной свет. При низком напряжении фары светят слабее положенного. Страдает от этой проблемы магнитола (с сабвуфером вообще жесть), инвертор, кондиционер.
5. Нестабильная работа двигателя. А именно —плавающие холостые обороты, пропуски зажигания, внезапные остановки. Собственно, с запуском мотора тоже могут быть проблемы, так как слабо заряженная АКБ плохо крутит стартер.
6. Отказ элементов электроники. Случается крайне редко. Но бывает. Особенно, если просадки напряжения бортовой сети доходят до критических значений.

В большинстве случаев не найденная своевременно причина низкого бортового напряжения склонна прогрессировать. То есть, по началу проблем, вроде как, и нет никаких. А вот со временем они накапливаются и становятся всё заметнее. В конце концов, если ничего не предпринимать — однажды машина встанет колом. И ещё хорошо, если в гараже, а не где-нибудь на пустынной трассе.

Нормальное напряжение бортовой сети машины

Пару слов о том, что такое нормальное напряжение бортовой сети автомобиля, так как мнения часто расходятся. Кому-то и 14,0 В за глаза. У других 14,8 В на борту, и им этого мало. Причина такого значительного разброса чаще всего заключается в неправильной трактовке инструкций по зарядке АКБ. Особенно много разногласий в случае с кальциевыми аккумуляторами. Ещё в этом вопросе надо обязательно учитывать естественные просадки напряжения, которые возникают по мере увеличения нагрузки на бортовую сеть.

Всё сказанное далее базируется на следующих «постулатах»:

1. Эталонное (нормальное) напряжение бортовой сети легкового автомобиля — 14,4 В.
2. С включённой нагрузкой допускается просадка, но не ниже, чем 14,1 В.
3. При использовании кальциевых АКБ допускается напряжение 14,7 В.
4. Эталонное напряжение без включённой нагрузки должно наблюдаться при любых оборотах двигателя, в том числе, на холостых (но не ниже минимальных).

То есть, если вы запустили двигатель и выключили все потребители, идеальным напряжением бортовой сети следует считать 14,4 В. Если в вашем случае оно заметно ниже — далее приведены самые распространённые 10 причин, с поиска которых стоит начать. Если это не поможет, то тогда, скорее всего, целесообразнее обратиться к профессиональному автоэлектрику. Собака зарыта слишком глубоко.

Причина №1. Ошибочные замеры

Прежде всего необходимо понимать, что нормальное напряжение бортовой сети нужно «искать» непосредственно на клеммах аккумулятора. Не в салоне. Не в розетке прикуривателя. Ни ещё где-нибудь. Только на клеммах АКБ. Поэтому, если вы ориентируетесь на показатели штатного или установленного своими руками вольтметра, сверьте его показатели с напряжением на клеммах.

Второй важный момент — мультиметр. Он должен быть откалиброванным, и показывать реальное напряжение. Как правило, многие современные мультиметры проверяются и регулируются на производстве. Но не все. Зато практически любой прибор можно откалибровать самостоятельно. В крайнем случае — сверьте то, что он показывает, с каким-нибудь эталоном. Как пример, можно обратиться в мастерскую по ремонту электроники. У них всегда есть нормальный лабораторный блок питания и калиброванные измерители.

Последний важный момент — текущая нагрузка на бортовую сеть. Выше об этом уже сказано. Эталонное напряжение бортовой сети автомобиля следует измерять при выключенных потребителях. Вопрос просадки вольтажа под нагрузкой — это уже другая тема. Здесь рассматриваем исключительно низкое напряжение при всех вышеописанных условиях.

Причина №2. Сильно разряжена АКБ

Достаточно распространённая причина низкого напряжения бортовой сети — текущий уровень заряда АКБ. Если он низкий, то напряжение бортовой сети может быть тоже слегка заниженным. Происходит это потому, что разряженный аккумулятор после запуска двигателя начинает интенсивно заряжаться, потребляя большой ток. То есть, он является серьёзной нагрузкой на генератор.

Чтобы расширить кругозор по теме АКБ, прочитайте статьи «Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой» и «Напряжение аккумулятора автомобиля» на сайте Авто без СТО.

История из жизни. Один хороший друг автора решил однажды победить низкое напряжение бортовой сети известным кустарным способом. Речь идёт о диоде, который впаивается в разрыв между АКБ и реле-регулятором. Это решение позволяет «обмануть» реле-регулятор. На диоде падает порядка 0,5-0,7 В, регулятор это «обнаруживает», и «требует» от генератора большего.

До установки диода в бортовой сети автомобиля было напряжение 13,7 В. После — 14,3 В. Почти эталонное. Но друг автора не учёл один момент, а именно текущий уровень заряда аккумулятора. Поскольку напряжение бортовой сети было слишком низким, АКБ постоянно недозаряжался. Ситуация усугубилась ещё и тем, что машина использовалась для коротких поездок.

Установка диода как раз совпала со случаем, когда потребовалось ехать на автомобиле на довольно дальнее расстояние. В процессе этого путешествия аккумулятор нормально зарядился, и напряжение бортовой сети поползло вверх. Доползло оно аж до 14,8 В. А это уже напряжение, при котором кипит аккумулятор (не всякий). В итоге, как показал этот опыт, диод в качестве решения проблемы низкого напряжения в данном конкретном случае не подошёл.

Зато помогла замена реле-регулятора.

Причина №3. Неисправность реле-регулятора напряжения

Задача реле-регулятора — отслеживать напряжение в бортовой сети, и по мере его изменения корректировать степень возбуждение генератора. То есть, напряжение в сети падает — реле-регулятор «заставляет» генератор выдавать больше вольт, и наоборот. Если же эта деталь глючит, то в бортовой сети наблюдается (чаще) низкое напряжение. Установить эту причину позволяет простейшая проверка реле-регулятора. Решить — его замена.

Глючит реле-регулятор по разным причинам. Чаще всего из-за перегрева. Реже в нём подгорают электронные компоненты, отвечающие за правильную работу схемы. Ещё попадаются некачественные модели, которые поначалу работают отлично, а потом напряжение опять начинает плавать. Оригинальные (но дорогие), как правило, сразу и надолго помогают решить проблему низкого напряжения.

Причина №4. Недостаточная мощность генератора

Первый момент — естественный износ генератора. Если он достиг критического уровня, то мощности, которую он выдаёт, попросту не хватает для питания всех потребителей.

Второй момент — возросшая нагрузка на генератор. Если вы установили в машину мощнейший сабвуфер, инвертор, ксеноновый свет, холодильник — есть все шансы, что генератору эта «ноша не по зубам». Решается проблема очень просто. Заменой генератора на более мощный. И не надо беспокоиться по поводу мифов, что из-за этого испортится аккумулятор, как-то пострадает двигатель и так далее.

Причина №5. Проскальзывание ремня генератора

Всё просто — генератор вырабатывает электроэнергию в требуемом объёме до тех пор, пока крутится. Если же в действие он приводится от ремня, который поизносился, порвался, растянулся, проскальзывает — низкое напряжение бортовой сети не заставит себя ждать. Нередко ремень проскальзывает и без видимых на то причин. То есть, он целый или вообще новый, и правильно натянут. В таких случаях причиной может быть попавшая на шкив генератора вода из луж, либо моторное масло, текущее из двигателей старых автомобилей со всех щелей.

Причина №6. Выгоревший диодный мост

Задача диодного моста — выпрямлять переменное напряжение, которое вырабатывает генератор автомобиля. Состоит он, как минимум, из шести диодов, соединённых по схеме моста. Если хоть один из диодов моста выгорает (пробивается) — напряжение бортовой сети падает. Установить проблему позволяет весьма несложная проверка диодного моста. Решить — замена выгоревших (пробитых) диодов или всей «подковы» сразу.

Причина №7. Проблемы с проводкой автомобиля

Проблем с проводкой, из-за которых может наблюдаться низкое напряжение бортовой сети, бывает 3:

1. Короткое замыкание.
2. Обрыв.
3. Плохой контакт.

Искать всё это не так уж просто, и в двух словах процесс описать невозможно. Либо глубже изучаем тему, либо едем к автоэлектрику. Возможно, вам «повезёт», и одна из вышеперечисленных проблем окажется где-то на поверхности, где вы сами сможете её выявить и устранить своими силами.

Причина №8. Ненадёжный контакт в цепи зарядки АКБ

Первая точка, которую надо проверить — это клеммы АКБ. Если здесь будет плохой контакт, напряжение бортовой сети точно будет плавающим. Решается проблема элементарно. Клеммы АКБ очищаются от окислов и солей, а зажимы проверяются на целостность и надёжно затягиваются. Для профилактики эти точки желательно защитить каким-либо составом, предотвращающим отложение окислов и солей на клеммах и зажимах.

Даже если внешне клеммы АКБ выглядят чистыми, не поленитесь снять зажимы, и проверить места контакта более детально. Со временем между зажимами и клеммами образуется налёт, из-за которого напряжение бортовой сети может понижаться. Заглядывать сюда рекомендуется не реже, чем два раз в год.

Вторая точка — масса двигателя. Как правило, это толстый провод, который идёт от минуса АКБ куда-то в нижнюю часть мотора. Условия там, мягко говоря, не самые лучшие. Место контакта быстро окисляется, ржавеет, загрязняется. Проверить массу двигателя очень просто (можно на заглушенном моторе). Для этого измерьте напряжение сначала на клеммах АКБ. Затем плюсовой щуп оставьте на аккумуляторе, а минусовым прикоснитесь к мотору вблизи генератора. Если между показателями есть разница — провод массы нуждается в ревизии.

Причина №9. Недостаточное сечение проводов в цепи зарядки АКБ

Встречается после серьёзного и неумелого ремонта проводки автомобиля. Недостаточное сечение проводов в цепи генератор-аккумулятор — это гарантия низкого напряжения бортовой сети. Кроме того, даже «родные» силовые провода могут иметь малое сечение. Со временем в местах изгибов и в точках крепления жилки постепенно ломаются, в результате чего сопротивление участка цепи увеличивается. Ремонтируется что первое, что второе — элементарно.

Причина №10. Неисправности генератора

Неисправный или порядком подношенный генератор вполне закономерно может быть причиной низкого бортового напряжения. К сожалению, диагностика и ремонт этого узла требует серьёзного опыта. Начните с простого. Почитайте про типовые неисправности генератора.

Краткие итоги

Низкое бортовое напряжение — распространённая поломка легкового автомобиля. Для её устранения в большинстве случаев не нужен автоэлектрик. При желании даже самые сложные из описанных выше причин неисправности можно найти и устранить своими силами. Но имейте в виду. Бортовая сеть автомобиля не прощает многих ошибок. Поэтому, если нет чёткого понимания и уверенности в том, что вы делаете — получше изучите вопрос, и только потом открывайте капот.

Источник статьи: http://a6s.info/ru/elektrooborudovanie/91-nizkoe-bortovoe-napriagenie