Устройство автомобилей
Для контроля системы электроснабжения, обеспечивающей заряд аккумуляторной батареи и питание потребителей, на автомобилях применяются амперметры и вольтметры. Как и следует из названия приборов, амперметры предназначены для измерения силы тока зарядки от генераторной установки при работающем двигателе, а вольтметры показывают текущее напряжение в бортовой сети между отрицательными и положительными выводами источников тока.
По этой причине амперметр дает больше информации о состоянии генераторной установки автомобиля, а вольтметр, в общем случае, позволяет оценить состояние аккумуляторной батареи по напряжению в бортовой сети.
Некоторые автолюбители устанавливают на панель приборов и амперметр и вольтметр, чтобы иметь полную информацию о работе генератора и аккумуляторной батареи, но в промышленном автомобилестроении такие приборы применяются раздельно – или вольтметр, или амперметр.
Более того, многие современные легковые автомобили, водители которых, зачастую, имеют низкую квалификацию в области автоэлектрики, вообще лишены этих приборов, а контроль зарядного тока осуществляется по контрольной лампе, которая гаснет после пуска двигателя. Конструкторы считают, что данной информации достаточно для того, чтобы оценить состояние электрической сети автомобиля, а водитель не перегружен излишней информацией от панели проборов.
Кроме того, бортовой компьютер, который становится неотъемлемой частью любого современного автомобиля, способен подсказать водителю о возникновении аварийной ситуации в какой-либо цепи, а система предохранителей спасет бортовую электросеть от повреждения, даже если водитель не успел во время оценить опасность ситуации.
Автомобильные амперметры
Амперметры включаются последовательно между генератором и аккумуляторной батареей, и измеряют силу зарядного или разрядного тока. Автомобильные амперметры относятся к электромеханическим приборам электромагнитной или магнитоэлектрических систем.
Электромагнитный амперметр (рис. 1) состоит из основания 4, постоянного магнита 3, латунной шины 1, якоря 5 и стрелки 2. При разомкнутой электрической цепи якорь со стрелкой под действием магнитного поля постоянного магнита удерживается в среднем положении на нуле. При прохождении тока через латунную шину создается магнитное поле, под действием которого намагниченный якорь со стрелкой поворачивается в ту или другую сторону в зависимости от направления тока, показывая зарядку или разрядку аккумуляторной батареи.
![]() | ![]() |
Рис. 1. Электромагнитный амперметр: 1 — латунная шина; 2 — стрелка; 3 — магнит; 4 — основание; 5 — якорь | Рис. 2. Амперметр магнитоэлектрической системы: 1, 5 — магниты; 2 — катушка индуктивности; 3 — резистор; 4 — стрелка |
На автомобилях с задним расположением двигателя и с генераторными установками большой мощности для уменьшения длины провода большого сечения применяют магнитоэлектрические амперметры с подвижным постоянным магнитом (рис. 2), подвижная система которых включает постоянный магнит 1 и стрелку 4, находящиеся на одной оси.
Постоянный магнит размещен внутри неподвижной катушки 2 индуктивности, подключенной к резистору 3, по которому протекает измеряемый ток. Противодействующий момент создается неподвижным постоянным магнитом 5.
Угол поворота постоянного магнита, а, следовательно, и стрелки зависит от величины и направления тока, протекающего по резистору 3.
Автомобильные вольтметры
На некоторых моделях автомобилей (например, ВАЗ-2105, -2108, -2109 и др.) для контроля уровня напряжения в бортовой сети применяется вольтметр.
Вольтметр (рис. 3) представляет собой магнитоэлектрический прибор с противодействующим магнитом и является магнитоэлектрическим логометром.
На пластмассовом корпусе 4, точно таком же, как и у других логометрических приборов, намотаны под углом 90˚ две катушки индуктивности W1 и W2, которые соединены между собой последовательно. Свободный конец катушки W1 служит положительным выводом вольтметра. Свободный конец катушки W2 соединен с отрицательным выводом через добавочный резистор R.
Результирующий магнитный поток прибора создается магнитным полем, возникающим в катушках индуктивности при протекании по ним тока, и магнитным полем постоянного магнита 2, установленного на экране 3.
Рис. 3. Автомобильные вольтметры: а – принципиальное устройство; б – аналоговый прибор, в – цифровой прибор: 1 и 2 — постоянные магниты; 3 — экран; 4 — каркас; 5 — стрелка; 6 — ограничитель; 7 — прорезь; W1, W2 — катушки индуктивности
Постоянный магнит служит также для регулировки прибора и имеет для этого возможность осевого перемещения. Подвижная система прибора состоит из постоянного магнита 1, закрепленного на оси вместе со стрелкой 5 и ограничителем 6. Прорезь 7, в которую входит конец ограничителя, определяет возможный угол поворота подвижной системы. Когда вольтметр отключен, подвижная система под действием магнита 2 устанавливается в крайнее левое положение.
На отечественных автомобилях ВАЗ-2105, -2104 с напряжением бортовой сети 12 В используются вольтметры типа 12.3812, которые измеряют напряжение в интервале 8…16 В. На автомобилях с бортовой сетью 24 В (МАЗ, БелАЗ, ЗиЛ) применяются вольтметры 11.3812, предназначенные для измерения напряжения в интервале 16…32 В.
Для удобства визуального контроля показаний вольтметров их шкалы обычно разделены на цветные зоны (рис. 3, б). Так, шкала прибора 12.3812 разделена на следующие зоны:
- 8…11 В — красный цвет (низкое напряжение в сети из-за отсутствие зарядного тока);
- 11…12 В – белый или желтый цвет (низкий заряд аккумуляторной батареи);
- 12…15 В – зеленый цвет (нормально заряженная аккумуляторная батарея и нормальная работа генераторной установки);
- 15…16 В – красный цвет (ненормальная работа генераторной установки или регулятора тока либо напряжения зарядки).
Соответственно шкала вольтметра для бортовой сети 24 В имеет аналогичное деление на цветные сектора с определенными интервалами напряжения.
Разные диапазоны измерения приборов достигаются использованием различных по сопротивлению добавочных резисторов.
Современные автомобили все чаще оборудуются цифровыми приборами, в том числе и для контроля состояния бортовой сети (рис. 3, в). Такие приборы отличаются высокой точностью текущих показаний, удобнее для визуального контроля, а также придают панели приборов современный вид.
Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора
Аккумулятор играет ключевую роль при запуске двигателя автомобиля. И насколько успешным будет этот запуск, во многом зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи. А многие из нас контролируют уровень заряда АКБ? Называется, ответьте себе сами на этот вопрос. Поэтому высока вероятность того, что вы в один прекрасный день не заведёте автомобиль из-за дохлого аккумулятора. Собственно, сама проверка степени зарядки несложная. Нужно просто периодически измерять напряжение аккумулятора автомобиля мультиметром или вольтметром. Но было бы гораздо удобнее иметь простой индикатор, показывающий состояние заряда аккумулятора. О таких индикаторах пойдёт речь в этом материале.
Какие бывают индикаторы заряда автомобильного аккумулятора?
Технологии не стоят на месте и производители автомобильной техники изо всех сил стараются сделать поездки на автомобиле и его обслуживание максимально комфортным. Поэтому на современных автомобилях в бортовом компьютере, среди прочих функций, можно найти данные о напряжении аккумуляторной батареи. Но такие возможности есть далеко не на всех автомобилях. На старых авто может присутствовать аналоговый вольтметр, по которому достаточно сложно понять, в каком состоянии находится АКБ. Для новичков в автомобильном деле советуем ознакомиться с материалом о норме заряда аккумулятора автомобиля.
Такие индикаторы заряда выпускаются и сторонними производителями. Их достаточно легко разместить где-нибудь в салоне и подключить в бортовую сеть. Кроме того, в интернете есть несложные схемы изготовления индикаторов заряда своими руками.
Давайте, разберём все эти разновидности индикаторов для АКБ подробнее.
Вернуться к содержанию
Встроенный индикатор заряда на аккумуляторе
Встроенные индикаторы заряда можно встретить преимущественно на необслуживаемых автомобильных аккумуляторах. Это поплавковый индикатор, который ещё называют гидрометром. Давайте, посмотрим, из чего он состоит и как работает. На фотографии ниже можно посмотреть, как этот индикатор выглядит на корпусе аккумулятора.
Встроенный индикатор автомобильного аккумулятора
Индикатор снятый с аккумулятора
Схематично устройство встроенного индикатора АКБ можно представить следующим образом.
Схематическое устройство индикатора заряда АКБ
Принцип действия у большинства гидрометров следующий. Индикатор может показывать три различных положения в следующих ситуациях:
- По мере зарядки аккумулятора увеличивается плотность электролита. При этом поплавок в форме шарика зелёного цвета поднимается по трубке вверх и становится виден через световод в глазок индикатора. Обычно зелёный шарик всплывает при степени заряженности батареи от 65 процентов и выше;
- Если шарик тонет в электролите, то значит плотность ниже нормы и заряд батареи недостаточен. В этот момент в «глазок» индикатора будет видна трубка индикатора чёрного цвета. Это будет говорить о необходимости зарядки. В некоторых моделях добавляют шарик красного цвета, который поднимается по трубке при пониженной плотности. Тогда в «глазке» индикатора будет красный цвет;
- И ещё один вариант – это понижение уровня электролита. Тогда через «глазок» индикатора будет видно поверхность электролита. Это будет говорить о необходимости доливки дистиллированной воды. Правда, в случае необслуживаемого аккумулятора сделать это будет проблематично.
Аккумулятор требует зарядки
Требуется долив воды
- Индикатор установлен только в одной из шести банок аккумуляторной батареи. Это значит, что данные по плотности и степени заряженности у вас будут только по одной банке. Поскольку сообщения между ними нет, о ситуации в других банках остаётся только догадываться. К примеру, в этом элементе уровень электролита может быть нормальный, а в некоторых других уже недостаточный. Ведь испарение воды из электролита по банкам отличается (в крайних этот процесс идёт более интенсивно);
- Индикатор выполняется из стекла и пластика. Пластиковые детали могут покоробиться от нагрева или охлаждения. В результате вы будете видеть искажённые данные;
- Плотность электролита зависит его температуры. Гидрометр никак не учитывает это в своих показаниях. Например, на холодном электролите он может показать нормальную плотность, хотя она пониженная.
Следует отметить, что для проверки заряда аккумулятора по встроенному индикатору в АКБ, нужно открыть капот, протереть «глазок» и посмотреть. Большинство автолюбителей заглядывают под капот от случая к случаю. Поэтому хотелось бы иметь некий прибор, показывающий степень заряда АКБ прямо в салоне. И такие устройства были разработаны производителями автомобилей и сторонними компаниями.
Дополнительно рекомендуем прочитать статью про самостоятельное обслуживание аккумулятора.
Фабричные индикаторы заряда АКБ
Сегодня в продаже можно найти достаточно интересные устройства для контроля уровня зарядки аккумулятора по его напряжению. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи DC-12 В
Это устройство продаётся в виде конструктора. Оно подойдёт для тех, кто дружит с электротехникой и паяльником.
Схема индикатора зарядки
Основные характеристики индикатора DC-12 В:
- Диапазон напряжений: 2,5─18 вольт;
- Максимальный потребляемый ток: до 20 мА;
- Габариты печатной платы: 43 на 20 миллиметров.
Панель с индикатором от TMC
Этот индикатор может заинтересовать тех, кто установил себе второй аккумулятор в машину.
Индикатор от TMC
Индикаторы Faria Euro Black Style и Signature Gold Style
В магазинах можно найти индикаторы уровня заряда аккумулятора 12В от фирмы Faria (США).
Euro Black Style
Signature Gold Style
Индикатор заряда аккумуляторной батареи своими руками
В завершение рассмотрим, как сделать индикатор заряда аккумулятора своими руками. В сети есть огромное количество всевозможных схем для создания подобных индикаторов. Была выбрана одна, наиболее распространённая схема, по сборке которой было достаточно много положительных отзывов.
Устройство предназначено для контроля работы автомобильной АКБ с напряжением в бортовой сети от 6 до 14 вольт. В принципе, оно похожа на вышеупомянутый набор DC-12 В, который продаётся в магазинах. Это и не удивительно, поскольку принцип действия тот же.
Для сборки индикатора потребуются:
- Транзисторы: по одному ВС547 и ВС557;
- Резисторы: два 1 кОм, три 220 Ом и один 2,2 кОм;
- Стабилитроны: по одному 9,1 и 10 вольт;
- Печатная плата;
- Набор светодиодов (красный, синий, зелёный).
Схема для сборки индикатора своими руками
Старайтесь скомпоновать комплектующие на печатной плате так, чтобы они занимали как можно меньше места. Перед пайкой светодиодов проверьте их тестером на соответствие цвета и контактов. Лучше паяйте светодиоды не напрямую к плате, а выносите их на проводах, чтобы потом было удобнее устанавливать индикатор на автомобильной панели приборов.
Этот самодельный индикатор демонстрирует определённый уровень зарядки АКБ, не выводя конкретного значения напряжения. Корректная работа:
Индикатор заряда батареи
Аккумулятор – источник тока, один из важнейших приборов в автомобиле. Он отвечает за правильный запуск двигателя, что во многом зависит от уровня заряда. Если он разряжен, то мотор попросту не заведется, поэтому за его состоянием необходимо постоянно следить.
Проверить уровень заряда не сложно – для этих целей используют вольтметр или мультиметр. Но куда удобнее, если АКБ оснащен обычным индикатором заряда, который наглядно показывает состояние батареи.
О таких индикаторах и пойдет речь в статье, как они работают, каких видов бывают и что означают отображаемые цвета.
Зачем нужен АКБ
Автомобильный аккумулятор – это дополнительный источник электроэнергии для машины. Он питает фары, бортовую сеть, используется для запуска мотора. Конструктивно батарея состоит из 6 связанных друг с другом элементов.
Нормальное ее напряжение – 13,5 В, то есть по 2,25 В на каждый элемент. В разряженном состоянии этот параметр будет 9 В и ниже, что уже считается критическим показателем.
Чтобы вовремя заметить это, пригодится индикатор заряда, устанавливаемый в салоне. Но, бывает, что с АКБ все в норме, а сигнализатор продолжает выдавать предупреждения – это знак о том, что пора везти машину в автосервис.
На новых машинах, где много электронной начинки, у водителя есть возможность отслеживать степень разряженности аккумулятора.
Что он отображает:
- зарядку АКБ от генератора;
- уровень заряда источника тока.
При желании, такой индикатор делается своими руками. Для этого понадобится схема и детали, которые легко отыскать в магазинах.
Виды индикаторов
Технологии развиваются, поэтому производители техники для авто выпускают новые устройства, которые облегчают вождение, обслуживание транспорта. В новых машинах есть бортовой компьютер, показывающий различные данные, включая уровень заряда аккумулятора.
Владельцам старых автомобилей приходится проверять по старинке – вольтметром. Есть и другое решение – установка индикатора заряда аккумуляторной батареи. Это может быть прибор в виде гигрометра или дополнительный информационный дисплей в салоне.
Встроенный индикатор
Устройство обычно встречается на необслуживаемых АКБ. Это индикатор поплавкового типа, другое название которого – гигрометр.
Работает он следующим образом – показывает одно из трех положений, в зависимости от ситуации:
- В ходе зарядки батареи повышается плотность электролита. В индикаторе есть зеленый поплавок, который поднимается вверх и его видно через специальный глазок. Как правило, шарик зеленого цвета виден, если уровень заряда батареи составляет 65% или больше.
- Если аккумулятор недостаточно заряжен, поплавок тонет в электролите, плотность которого снижена. В это время в глазке будет виднеться черный цвет и это говорит о том, что АКБ пора заряжать. Бывают индикаторы, где вместо черного используется красный цвет.
- При критическом уровне снижения электролита его можно будет увидеть в глазок. Придется пополнять запасы, для чего в АКБ добавляется дистиллированная вода. Вот только с необслуживаемой батареей так сделать не получится.
Гигрометр позволяет приблизительно оценить уровень заряда АКБ, но ориентироваться только на его показания не стоит.
В сети встречаются отзывы о том, что такие поплавковые устройства недостаточно точны и быстро ломаются. Причины этого в следующем:
- АКБ собран из 6 элементов, а индикатор ставится только в один. Что происходит в остальных «банках», каков их уровень заряда, узнать не получится. Бывает, что в одном элементе достаточно электролита, а в другом нет;
- материалы индикатора – стекло и пластик. Первый бьется, второй нагревается и деформируется, из-за чего возникают сложности со «считыванием» данных;
- на плотность электролита влияет температура. Но гигрометр это не учитывает.
Сейчас выпускают приборы, которые устанавливаются непосредственно в салоне. Их разработкой занимаются автопроизводители и компании, связанные с автомобильным транспортом.
Индикатор DC-12 В
Собирается устройство как конструктор, поэтому понадобятся навыки работы с электротехникой и паяльником. Что умеет DC-12:
- показывает заряд батареи;
- проверяет работоспособность реле-регулятора.
Показываемые напряжения – от 2,5 до 18 В. Предельное потребление – до 20 мА. Размеры платы – 43 х 20 мм.
На самой панели расположен вольтметр и переключатель, которым выбирается аккумулятор. Изготавливаются такие устройства преимущественно в Китае.
Американскими производителями выпускаются специальные индикаторы с дисплеем, но их цена доходит до 5 тысяч рублей (за эти деньги можно купить новый АКБ).
Аккумулятор заряжен, а в глазке не видно зеленого цвета
Такая ситуация случается. АКБ долго стоит на зарядке, но в глазке не видно зеленого поплавка. В чем причина:
- зеленый шарик попросту застрял в патрубке и не может подняться. Решается легкой тряской батареи;
- в конструкции аккумулятора есть пластины, и они имеют свойство портиться. Мусор от них и мешает устройству отображать точные данные;
- АКБ испорчен.
Аккумуляторы, оборудованные глазком, позволяют быстро оценить состояние заряда. Но, по мнению многих автолюбителей, это ненадежный метод, поэтому выбирают привычный способ проверить напряжение – нагрузочной вилкой.
Разрядившаяся в самый неподходящий момент аккумуляторная батарея автомобиля мало кого способна обрадовать, разве что тех, кто хотел остаться дома.
Чтобы в будущем не быть свидетелем таких «сюрпризов», многие автовладельцы устанавливают индикаторы, которые бывают нескольких видов. Но не стоит забывать и про привычный способ проверки степени заряда – вольтметром.
Подробно о глазке-индикаторе заряда аккумулятора
Если ваша автомашина не может тронуться с места, то стоит поднять капот и обратить внимание на глазок-индикатор заряда аккумулятора.
Вполне вероятно, это основная причина неработы двигателя автомобиля, которая всего-навсего заключается в полном разряде АКБ.
Зачем необходим глазок-индикатор заряду аккумулятора
Данный глазок-индикатор необходим аккумулятору, что знать точный уровень его заряда. В настоящее время многие АКБ имеют такое встроенное устройство. Он располагается вверху аккумуляторной батареи с внешней стороны.
Интересный момент! Многие (и автолюбители в этом — не исключение) полагают, что глазок-индикатор светится разными цветами благодаря встроенной в него лампочке. Однако это совсем не так. Никакой лампы в нем вовсе нет. Иллюзия такого самообмана создается с помощью шарика (либо сквозной пустоты глазка).
Имеет ли точность в работе глазок-индикатор заряда аккумулятора
За небольшим отверстием аккумуляторного глазка-индикатора кроется на самом деле аэрометр. Так называется точный прибор, который помогает контролировать уровень электролита в АКБ.
Измеряя плотность жидкости в элементе питания, глазок-индикатор оповещает владельца об уровне ее состояния и необходимости в заряде АКБ.
Как устроен глазок-индикатор заряда аккумулятора
Индикатор представляет собой небольшого размера трубку с шариком на конце. Его еще иногда именуют «поплавком». Когда АКБ имеет полную зарядку, то, соответственно, и плотность электролита будет повышенной.
А это значит, что «поплавок» будет находиться вверху и сигнализировать хозяину о достаточно заряженном элементе питания. Владелец благодаря глазку все это увидит и поймет.
Если же заряд у аккумулятора, наоборот, маловат, то «поплавок» плавно спустится вниз. Тогда владелец через глазок увидит черный цвет – это пустая трубка, оставшаяся без шарика-«поплавка».
Многие аккумуляторные батареи, помимо поплавка зеленого цвета, бывают оснащены шариком красного окраса.
И когда происходит снижение плотности (т.е батарея разряжается), то на поверхность всплывает красный поплавок, который сигнализирует хозяину, что аккумулятор нуждается в зарядке.
Бывает и другое, к примеру, недостаток жидкости в батареи. Глазок-индикатор также вовремя просигналит о такой неполадке своему хозяину. В этом случае он будет белого цвета.
Бывают ли погрешности в работе глазка-индикатора заряда аккумулятора
Не всегда надо полагаться на индикатор заряда и верить ему безоговорочно, потому как ему тоже свойственно ошибаться и допускать погрешности в своей работе.
И на это бывают свои причины:
- При морозе электролит кристаллизуется, и, соответственно, плотность его будет повышенной, а глазок укажет на достаток заряда аккумулятора при полной противоположности данной ситуации.
- покрытие аэрометра — либо из стекла, либо из пластика. Данные материалы не очень надежны и могут со временем повредиться. Все это тоже может повлиять на погрешность в работе прибора.
- Как известно, аккумуляторная батарея вмещает в себя шесть банок. Глазок-индикатор устанавливается в одну из них и именно по ней определяет состояние АКБ в целом. Каково состояние других пяти банок, остается загадкой. Это тоже несет допустимую погрешность работы аэрометра.
- Чтобы убедиться в правильности работы индикатора, необходимо залезть под капот (что тоже не всегда удобно автовладельцу). Было б намного проще, если такой прибор располагался внутри салона авто.
Что означают индикаторные цвета
В основном, индикатор имеет белый, зеленый и черный цвета, Однако, в некоторых АКБ имеется еще и красный цвет. Каждый из них имеет свое наименование и помогает хозяину автомашины распознать, что по чем в его оборудовании.
- зеленый (оповещает, что все в порядке);
- черный (необходима зарядка);
- красный (то же,что и черный цвет, сигналит нам о необходимости в зарядке аккумулятора);
- белый (вещает о недостатке жидкости в АКБ).
Следует помнить! Если аккумулятор нуждается в зарядке, то его необходимо как можно скорее на нее поставить. Иначе в будущем такие невыполненные действия могут привести к выходу АКБ из рабочего строя.
Аккумулятор заряжен полностью, а зеленый цвет не горит
Случается в жизни и такое. Искать причину такой неполадки следует:
- В самом шарике. Он всего-навсего где-то застрял.
- В грязи, осевшей на поплавок.
- В самой аккумуляторной батарее. По видимому, она отслужила свой срок.
Наличие глазка-индикатора немного упрощает автовладельцу о заботе его с машиной. Однако, как мы видим, не всегда стоит полагаться только на него.
Для того чтобы проверить заряд аккумулятора с точностью, лучше всего воспользоваться нагрузочной вилкой. С помощью нее вы измерите напряжение и уже точно поймете, нуждается ваш элемент питания в заряде либо же нет.