Что такое пусковой ток аккумулятора автомобиля
Одним из важных параметров, на который надо обязательно обращать внимание при покупке аккумулятора – ток холодной прокрутки (он же стартерный, он же пусковой). Чтобы выбор был безошибочным и осознанным, надо четко понимать, от чего зависит эта характеристика и на что влияет.
В чем измеряется пусковой ток и от чего зависит
Чтобы разобраться, что такое пусковой ток аккумулятора, можно провести мысленный эксперимент. Пусть имеется батарея на 12 вольт, к клеммам которой подключена переменная нагрузка (потенциометр, магазин сопротивлений и т.п.) и амперметр для контроля тока.
Если изменять сопротивление, то ток, согласно закону Ома для участка цепи, будет также меняться в обратной пропорции:
I=U/R.
Так, при сопротивлении нагрузки 10 Ом, ток будет равен 12/10=1,2 ампера, при 6 Омах 2 ампера и т.д. Легко заметить, что при малых сопротивлениях (менее 1 Ома), токи будут большими. Для 0,2 Ом значение будет равно 60 А, для 0,1 — уже 120 А. При нулевой нагрузке (режим короткого замыкания) расчетный ток будет бесконечным.
Если эксперимент произвести с реальным оборудованием (на самом деле, не стоит), то будет заметно, что ток при больших нагрузках заметно меньше расчетного, и даже при коротком замыкании он имеет вполне конечную величину. Дело в том, что здесь не учтен еще один элемент – внутреннее сопротивление аккумулятора.
При малых нагрузках (при больших внешних сопротивлениях, когда R намного больше r) этой величиной можно пренебречь, а когда нагрузка увеличивается, то значение R становится сравнимо с r. И придется применять закон Ома для полной цепи:
I=E*(R+r), где E – ЭДС аккумулятора. Для наглядности при некотором упрощении r можно представить, как сопротивление, подключенное к клеммам батареи внутри корпуса
Очевидно, что:
- при R=0 (короткое замыкание) внутреннее сопротивление ограничит ток короткого замыкания на уровне I=E*r;
- r определяет мощность аккумулятора – чем меньше внутреннее сопротивление, тем выше наибольший ток и тем меньше падение напряжения под нагрузкой;
- под нагрузкой напряжение на клеммах уменьшается на величину I*r (если сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению, то на зажимах АКБ будет только половина напряжения).
Подытоживая, можно сказать, что пусковой ток равен наибольшему току, который аккумулятор может отдать в нагрузку. Это значение АКБ выдает при коротком замыкании, и оно зависит от мощности батареи. Мощность, в свою очередь, зависит от технологии производства аккумулятора. На практике, на самом деле, надо учесть еще и другие факторы.
На что влияет
Задача аккумулятора – заставить стартер, представляющий собой электромотор постоянного тока, провернуть двигатель с заданной частотой. Для этого нужна определенная механическая мощность, которая зависит:
- От мощности (литража) мотора автомобиля.
- От состояния вращающихся и трущихся узлов (подшипников и т.п.).
- От густоты масла (чем смазка холоднее, тем гуще, тем большее усилие требуется для прокрутки) – в холодное время нужна большая мощность, соответственно, более высокий ток.
Читайте также
Как правильно пользоваться нагрузочной вилкой для проверки аккумулятора
Стартер преобразовывает электрическую мощность в механическую (с учетом КПД), при этом:
- потребляемая электрическая мощность равна P=U*I, то есть, чем больше ток, тем больше вращающий момент, тем с большей механической нагрузкой на валу стартер может провернуться;
- фактически потребляемый стартерный ток определяется механической нагрузкой на валу.
Если нагрузка на валу не позволяет электродвигателю стартера вращаться, этот режим близок к режиму короткого замыкания.
Самое главное – кроме тока, электрическую мощность определяет напряжение, которое, как упоминалось, под нагрузкой просаживается. Поэтому этот показатель тоже нормируется. Также надо учитывать, что в аккумуляторе при отдаче тока протекают электрохимические процессы, то есть батарея под такой нагрузкой разряжается, и довольно быстро. Чем выше нагрузка, тем короче время отдачи тока. Поэтому при определении понятия стартерного тока используются три параметра:
- собственно ток;
- падение напряжения;
- время отдачи максимальной мощности.
В разных странах приняты разные стандарты. Например, в России и Германии аккумулятор должен выдавать заявленный ток холодной прокрутки в течение 30 секунд при падении напряжения не ниже 9 вольт. Измерения должны проводиться при температуре окружающей среды минус 18 град.С. Эти требования довольно жесткие по сравнению со стандартами остальной Европы и США. Там измерения происходят в течение меньшего времени и допускается большее снижение напряжения. Это надо учитывать при покупке аккумулятора и смотреть на географическую локацию изготовителя.
Наибольший задекларированный ток холодной прокрутки аккумулятора в реальных условиях может быть дополнительно ограничен. Для этого надо рассмотреть схему подключения стартера к аккумулятору.
Очевидно, что при запуске двигателя стартовый ток протекает по пути:
- плюсовой контакт клеммы аккумулятора;
- плюсовой провод батареи;
- контакты втягивающего реле;
- провод от реле к стартеру;
- контакт между корпусом стартерного двигателя и корпусом автомобиля;
- корпус авто;
- минусовой провод АКБ;
- минусовой контакт батареи.
Приведенная эквивалентная схема выглядит так:
Сопротивление Rпров учитывает общее сопротивление всех проводников (провода, корпус авто), а Rконт – сумма сопротивлений всех контактов (аккумулятора, стартера, втягивающего реле и т.д.). Сопротивление всех проводников достаточного сечения (не менее 16 кв.мм) составляет максимум несколько тысячных Ома, и не влияет на пусковой ток аккумулятора, пока он не достигнет уровня нескольких тысяч ампер (в реале таких токов не бывает). А вот контакты в процессе эксплуатации могут окисляться и загрязняться. Расчеты показывают, что уже при общем сопротивлении контактов 0,1 Ом (это очень небольшая величина для зажимных и клеммных соединений) рабочий ток холодной прокрутки не сможет превысить 120 ампер. Этого значения во многих случаях уже недостаточно для надежного пуска мотора машины. Поэтому за состоянием контактов силовой цепи надо следить и вовремя очищать их от окислов и грязи.
Как узнать пусковой ток аккумулятора
Пусковой ток указывается на шильдике аккумулятора или в технической документации на батарею. На аккумуляторах отечественного производства цифра может быть явно прокомментирована. На импортных батареях он обычно указан в виде наибольшего числа ампер и обозначения стандарта.
Какой пусковой ток лучше для АКБ
Пусковой ток батареи надо выбирать из следующих соображений:
- Для легковой машины при правильно подобранном по климатическим условиям масле рабочий ток при пуске составит 250..270 ампер.
- Для автомобилей с мощным бензиновым двигателем надо рассчитывать на 300..320 ампер.
- У дизелей — не менее 300..350 ампер.
К этим цифрам надо добавить не менее 20%, чтобы был запас на изменение условий пуска.
Можно ли ставить аккумулятор с большим током
Очевидно, что АКБ с большим заявленным стартерным током легко может выдать меньший рабочий ток (но не наоборот). Излишек этого параметра создает определенный запас прочности, а также уверенность, что источник питания не подведет в любые морозы. С другой стороны, за все надо платить. В том числе, в буквальном смысле – батареи большей мощности стоят дороже. Также надо учитывать, что с одной стороны жесткой зависимости емкости от токоотдачи нет, но в рамках каждой технологии общая тенденция все же просматривается. В среднем, чем больше мощность при одних и тех же габаритах, тем меньше емкость. Поэтому надо осознавать, по какому параметру необходим запас – по емкости или по токоотдаче.
Кратко резюмируя – стартерный ток определяет надежность пуска двигателя. Но также важен подбор смазочного масла в соответствии с климатическими температурами, а также состояние электрической системы автомобиля. Если за этим не следить, в зимнее время может не спасти даже самая мощная батарея.