Система запуска двигателя автомобиля: электрический пуск двс

Достоинства и недостатки

Исходя из указанной информации, приборы можно разделить на:

• Стационарные (пуско-зарядные, зарядно-предпусковые);
• Мобильные (пусковые).

К преимуществам первых относится:

1. комбинированная работа (заряд батареи и пуск мотора, они также могут иметь и другие полезные функции);
2. более стабильная работа, поскольку они работают сети;
3. возможность многоразовых попыток запуска.

Основным же недостатком стационарных средств является все та же надобность к подключению к электросети.

Мобильные же устройства можно всегда возить с собой, что дает возможность запустить мотор с севшим АКБ в любом месте. Они часто имеют дополнительные выходы для зарядки всевозможных гаджетов (телефонов, планшетов). Отличаются компактностью.

Недостатком же их является надобность в периодическом подзаряде батареи прибора и постоянным слежением за уровнем заряда. К тому же они не могут выполнять роль зарядного устройства для АКБ авто.

У каждого из указанных приборов имеются свои определенные правила использования, поэтому обязательно следует ознакомиться с инструкцией пользователя. Но всё же имеются общие правила использования, которые ниже рассмотрим.

Предпусковые системы

https://youtube.com/watch?v=YXgtJ8EPsiE

Ещё один вариант устройств, помогающих завести мотор при сильно подсевшем аккумуляторе. Обеспечить полноценный старт без АКБ они не смогут. Их особенность заключается в возможности подачи более высокого тока зарядки по сравнению с обычными ЗУ. Например, в штатном режиме для восстановления работоспособности батареи ёмкостью 60 А/ч понадобится не менее 6 часов и изначальный зарядный ток в 6 А. Применение зарядно-предпускового устройства позволяет сократить сроки зарядки (менее одного часа) путём увеличения тока на выходе примерно до 20 А. В итоге вы относительно быстро разгоните аккумулятор и заведёте мотор. Но стоит отметить: постоянное использование подобных устройств ведёт к более быстрому сокращению эксплуатационного ресурса самого аккумулятора.

Пусковое устройство на основе трансформатора своими руками

Самодельное пусковое устройство для автомобиля обязательно включает в себя трансформатор – основополагающую часть схемы. Сечение его сердечника – от 36 кв. см. Для обмотки I применяется медный провод сечением от 2-х мм. При самостоятельном наматывании используйте провод c лаковой изоляцией. Витки (от 260 до 290) нужно располагать в три слоя, между которыми прокладывается изоляционный материал (например, бумага). После того как первичная обмотка будет готова, проконтролируйте холостой ход: требуемый ток – 200–380 мА (при этом трансформатор не должен греться). Наилучший вариант – использование заводского трансформатора. Но в этом случае вторичную обмотку всё равно придётся убрать. Её нужно намотать самостоятельно (сечение – 10 кв. мм, если используется провод с несколькими жилами – 6 кв. мм), напряжение – 13,8–13,9 В. Для его измерения используйте нагрузочный резистор на 5–10 Ом. Чтобы этого добиться, подойдёт метод «тыка»:

1. Намотайте 10 витков, включите трансформатор в сеть и измерьте напряжение. Полученное число разделите на 10 и в итоге поймёте, сколько вольт содержится в одном витке.
2. Домотайте необходимые витки, чтобы напряжение соответствовало 13,8–13,9В.

Суть работы пускозарядного устройства описываемого типа несложна: трансформатор понижает напряжение, которое диоды выпрямляют, преобразуя переменный ток в постоянный. Далее его пульсации сглаживаются фильтрующим конденсатором. В некоторых более сложных схемах дополнительно применяются тиристоры, транзисторы. Эти элементы, включаемые после диодного моста, окончательно выпрямляют ток. Ниже – схема пускового устройства для автомобиля своими руками:

Используемые здесь диоды обязаны пропускать большой обратный ток (от 250 А) и напряжение не менее 50 В. Как вариант можно использовать электронный компонент Д161-250 с индексом в конце обозначения от 3-х до 18-ти.

У трансформаторного ПЗУ всего лишь один недостаток – большая масса устройства. Однако этот минус вполне компенсируется множеством плюсов:

• высокая надёжность и мощность;
• возможность использования на машине, у которой АКБ совсем умерла;
• простота конструкции, позволяющая собрать её самостоятельно;
• возможность регулировки напряжения и силы тока.

Особенность схем на тиристорах – работа в автоматическом режиме. Когда двигатель заглушен, а ПЗУ подключено к выводам аккумулятора, на него напряжение не поступает. В момент старта, когда на клеммах АКБ менее 10 В, устройство вступает в работу и подпитывает батарею, обеспечивая проворачивание коленчатого вала. Как только напряжение перевалит за 10 В, ПЗУ, благодаря запиранию тиристоров, перестанет помогать АКБ. Основной плюс этой схемы: отсутствие вреда, наносимого аккумулятору. Предлагаемое портативное пусковое устройство для автомобиля своими руками можно сделать, применяя одну из двух схем.

Это двухполупериодный вариант. Здесь используемые тиристоры пропускают I = 80 А. Например, это могут быть ТС80, Т15-100, Т161-125 и т. п.

Далее – пусковое устройство для автомобиля своими руками (схема – мостовая).

В этом случае понадобятся более мощные электронные изделия, пропускающие ток от 160 А. Т15-160, Т200, Т16-250 и т. п. Диоды рассчитаны на ток от 100 А. Это 2Д151-125, В200, Д141-100 и иные. Стабилитрон – с напряжением 8 В (2С181, Д808 и т. д.). Диод КД105 взаимозаменяемый с КД202, Д226: здесь главное, чтобы максимальный пропускаемый ток был не менее 0,3 А. Транзисторы: КТ361, КТ3107, КТ814, КТ816. Резисторы, используемые для управления тиристорами, рассчитаны на мощность от 1 Вт. Для других данный параметр не важен.

Если предполагается применять автономное пусковое устройство, сделанное своими руками, для пуска силовой установки автомобиля со штатным напряжением в 24 вольта, придётся изменить число витков трансформатора в обмотке II так, чтобы на выходе получилось 28–32 В. Вместо единичного стабилитрона Д814А поставьте пару последовательно соединённых Д810.

Инструкция по изготовлению своими руками

Если вы решили соорудить ПУ для своего авто, то как минимум у вас должен быть какой-никакой опыт в электротехнике. Разумеется, вы сможете сэкономить значительную сумму при самостоятельной сборке девайса, однако на составляющие его элементы все равно нужно будет потратиться.

Вкратце рассмотрим процесс изготовления ПУ в домашних условиях:

1. Для начала вам потребуется трансформаторное устройство, его параметр минимальной мощности должен составлять 500 ватт.
2. В первичной обмотке сечение кабеля должно быть не менее полутора мм2, что касается вторичной обмотки, то ее следует удалить.
3. Удалив вторичную обмотку, производится установка новой, при этом вам придется самостоятельно намотать на нее провод. Число витков на обмотке может варьироваться — в данном случае выбор осуществляется практическим путем. К примеру, вы намотаете десять витков провода с любым сечением, после чем вам нужно будет подключить трансформаторное устройство и произвести замер показателя напряжения. Полученный результат в итоге делится на десять — таким образом, вы сможете вычислить напряжение на одном витке. Затем 12 вольт следует поделить на полученное в результате измерения число — так вы получите число витков одного плеча.
4. После того, как будут произведены манипуляции по вычислению, следует убрать вторичную обмотку и вместо нее поставить другую, при этом наматывать обмотку нужно проводом с сечением 10 мм2.
5. Следующим этапом будет подключение диодных элементов. Как вариант, можно использовать диоды, снятые со сварочного оборудования. В конечном итоге уровень напряжения на холостом ходу должен составлять не более 12 вольт. Если в результате данный показатель будет выше или ниже, то необходимо будет либо домотать, либо отмотать определенное количество витков.
6. Когда напряжение будет в норме, можно приступать к конечному этапу завершения сборки. Если учесть тот факт, что на выходе девайса параметр тока будет варьироваться в районе 100 ампер, в качестве выходных кабелей можно использовать провода от того же сварочного оборудования.

Разновидности пуско-зарядных устройств, их особенности

Пуско-зарядное устройство – оборудование, совмещающее в себе две функции. То есть его можно использовать как обычный прибор для подзарядки. Но при надобности он переводится в режим, когда ПЗУ будет выдавать токи большой силы, так называемые – пусковые. Остается только подключить прибор к бортовой сети и завести мотор. Но при этом должны соблюдаться определенные правила использования, чтобы при попытке запустить силовую установку не причинить вред электрооборудованию.

Вариаций ПЗУ  очень много, и основное различие у них сводится к особенностям конструкции. Сейчас выпускаются пуско-зарядные устройства следующих типов:

• Импульсные
• Трансформаторные
• Конденсаторные

1. Импульсные

Импульсные аппараты отличаются тем, что при воздействии высокочастотных импульсов происходит понижение и преобразование напряжения. При этом такие приборы не способны выдать пусковые токи очень больших значений. Это сказывается на особенностях работы в пусковом режиме.

Чтобы обеспечить пусковой разряд, такое устройство работает в паре с аккумулятором. Чтобы было понятнее, рассмотрим на таком примере: батарея разряжена, но не полностью, и способна выдать пусковые токи в 100 А, а для нормальной работы стартера необходимо 150 А, то есть заряда батареи явно недостаточно. Но зато имеется импульсное ПЗУ, выдающее в режиме пуска 60 А. Подключаем устройство к АКБ в результате на выходе из этой спарки получаем 160 А, что более чем достаточно, чтобы завести мотор.

В итоге выходит, что импульсное устройство способно лишь дополнить аккумулятор. В случае очень глубокого разряда аккумулятора завести машину не получится, придется вначале немного зарядить батарею. Зато такие аппараты компактны, что делает их вполне неплохим вариантом для использования.

2. Трансформаторные

Трансформаторные – классический вариант. Преобразование электроэнергии производится понижающим трансформатором. Но в отличие от обычного зарядного устройства, в пуско-зарядных используется мощный трансформатор с усиленной обмоткой, что позволяет ему выдерживать значительные нагрузки, а количество витков позволяет регулировать выходные токи в значительном диапазоне, что и дает возможность на выходе получить пусковые токи.

Такое устройство запросто может завести мотор даже без АКБ, но делать так не стоит, батарея должна обязательно присутствовать и подключение к бортовой сети ПЗУ должно проводиться через нее. Все потому, что в момент запуска в сети от генератора образуются сильные скачки напряжения, и АКБ в этом случае выступает в роли демпфера, то есть принимает их все на себя. Если делать запуск без аккумулятора – высока вероятность повреждения ПЗУ этими скачками. Основным недостатком таких устройств является достаточно большие габариты и вес из-за усиленного трансформатора.

3. Конденсаторные

Конденсаторные пуско-зарядные устройства в своей конструкции используют конденсаторы. Вся работа такого устройства сводится к тому, что сначала заряжаются конденсаторы, а во время запуска они  отдают энергию. Причем заряд от этих элементов  достаточно мощный, чтобы завести мотор. Но такие приборы встречаются редко.

Другие виды пусковых устройств

Это аккумуляторные (бустеры) и конденсаторные системы. Первая из них представляет собой отдельную переносную батарею, которая при необходимости просто дополняет севший аккумулятор. При этом можно выбирать внутреннюю АКБ, которая может быть как обычной, необслуживаемой кислотной, так и более современной – литий-полимерной (PowerBank)

При выборе такого пускового устройства важно, чтобы его ёмкость, а также пусковой ток соответствовали таким же параметрам вашей батареи. Бытовые бустеры рассчитаны на ёмкость не менее 18 А/ч

Но есть и профессиональные устройства, у которых эта характеристика доходит до 200 А/ч.

Конденсаторные пусковые устройства функционируют благодаря разрядке таких элементов. Это достаточно мобильные устройства, но стоят дорого и поэтому используются редко. К тому же конденсаторы выдают нерегулируемые токи, которые могут повредить аккумулятор или уменьшить его эксплуатационный ресурс.

Самодельное импульсное пусковое устройство для автомобиля

Это совсем не простые электронные системы, собираемые на контроллерах, микропроцессорах. Основная особенность таких ПЗУ – постоянный контроль за состоянием аккумулятора в ходе его зарядки. Большой мощностью импульсные устройства не обладают, поэтому запустить с их помощью двигателя в зимний период при серьёзно разряженной батарее вряд ли получится. Зато они мало весят, имеют компактные размеры.

Как работает подобное устройство? Частота воздействует на электрический ток, в итоге напряжение увеличивается, потом уменьшается и на последнем этапе трансформируется. Импульсная схема генерирует токи до 100 А (при условии использования более мощной элементной базы это значение может быть и больше). Ниже – импульсное пусковое устройство для автомобиля (схема):

Здесь ПЗУ – источник питания, сделанный на базе микросхемы IR2153. Также применяются ключи-транзисторы 20N60, обеспечивающие напряжение 600 В и выдающие ток в 90 А. При включении ПЗУ в сеть 220 В сначала через диодный мост VD1-VD4 заряжаются конденсаторы. Когда напряжение на выводах IR2153 достигнет 12–13 В, устройство начинается вырабатывать импульсы, управляющие транзисторами. Далее на вторичной обмотке трансформатора 1.1 формируется напряжение, подающееся на контакты реле, срабатывающее и запускающее в работу стартер. Использование в схеме маломощного тиристора и резисторов обусловлено необходимостью защиты от короткого замыкания. Если оно присутствует, загорается светодиод. После решения проблемы он гаснет.

Собрать импульсное пусковое устройство для автомобиля своими руками нельзя без трансформатора мощностью меньше 4000 Вт. Она обеспечивает частоту вращения коленвала:

• до 55 об./мин для инжекторных или карбюраторных двигателей;
• до 135 об./мин для силовых агрегатов, работающих на солярке.

Чтобы сделать самому трансформатор, лучше всего взять тороидальный сердечник. Он встречается в отслужившем своё электродвигателе высокой мощности. Площадь сердечника – не менее 2700 кв. мм. Обмотка I, рассчитанная на напряжение 220 В, формируется проводом диаметром 2,21 мм, количество витков – 244. Обмотка II состоит из алюминиевой шины поперечной площадью 36 кв. мм: всего 18 витков. Холостой ход трансформатора составляет не менее 3,2 А. Если значение больше, с первичной обмотки уберите или добавьте некоторое количество витков, подбираемое опытным путём. При этом вторичная обмотка остаётся такой, какая есть, иначе упадёт КПД трансформатора. При монтаже старайтесь использовать медные провода с несколькими жилами и минимальной длиной, чтобы не было потерь напряжения (до 2–3-х вольт).

Собранную электронную схему, а также мощные элементы – диоды, тиристоры, лучше всего размещать на текстолитовом листе. Сначала закрепите наиболее громоздкую деталь – трансформатор. Выпрямительные диоды и силовые тиристоры устанавливаются на алюминиевых охлаждающих радиаторах. Бывает и так, что их способностей понижать температуру недостаточно. Тогда стоит предусмотреть установку вентилятора – например, от старого компьютера. От него же можно использовать и корпус, доработав его по размерам.

Как завести машину от ПЗУ

Для начала возьмем импульсное пуско-зарядное устройство. Итак, есть такой прибор и автомобиль с разряженным АКБ. Далее действия таковы:

1. Машину ставим на ручник. Открываем капот, если есть на клеммах аккумулятора защитные резиновые накладки – приподнимаем их и уводим в сторону.
2. ПЗУ устанавливаем рядом с АКБ (снимать его и отсоединять от бортовой сети не нужно), но так, чтобы прибор стоял надежно, желательно попросить кого-то подержать его.
3. «Плюсовой» провод ПЗУ подключаем к соответствующей клемме батареи. Затем подключаем «минусовой» провод. Здесь нужно быть очень внимательным, чтобы выводы не «переплюсовать». Также следует проследить, чтобы провода не соприкасались с подвижными частями мотора.
4. На ПЗУ устанавливаем режим «пуск», чтобы обеспечить на выводах пусковые токи.
5. Подключаем прибор к сети, а затем включаем его в работу.
6. Садимся в авто и делаем пробный запуск. При этом нельзя долго крутить стартер, попытка должна длиться 4-5 секунд. Если в первого раза не завелась, ждем пару минут, чтобы АКБ восстановила заряд, и пробуем снова.
7. Если при первой попытке замечено, что стартер все равно «крутит» слабо, это значит, что батарея сильно разряжена и авто не завести. Поэтому отключаем прибор, переводим его в режим «зарядка» и подзаряжаем АКБ, чтобы хоть немного восстановить ее заряд. При этом не нужно давать полный цикл зарядки, достаточно его немного восстановить.
8. После подзарядки снова включаем прибор в режим «пуск» и пытаемся завести машину.

Зарядно-предпусковые приборы

Зарядно-предпусковые устройства вообще не рассчитаны на выдачу токов большой мощности. То есть, запуск двигателя от них не производится. Техника запуска мотора от такого прибора несколько иная, чем от пуско-зарядного. Особенность зарядно-предпусковых устройств заключается в том, что они могут работать в режиме подачи токов повышенных значений. К примеру, для подзарядки АКБ емкостью 65 Ач необходим ток в 6,5 А (10% от номинальной емкости). Но можно прибор перевести в режим, когда на выходе будет 20 А. В результате получим интенсивную зарядку батареи.

То есть, при помощи зарядно-предпускового прибора просто «разгоняется» аккумулятор, после чего от нее можно завести мотор. Но при этом интенсивная зарядка негативно сказывается на самой батарее.

Параметры выбора

Выбор пускового устройства осуществляется на основе напряжения используемой в авто АКБ. В легковых машинах обычно используются 12-вольтные аккумуляторы, в тягачах — АКБ на 24 вольта

Если вы сомневаетесь в том, какая у вас стоит АКБ, то необходимо обратить внимание на маркировку девайса — на ней должны быть указаны цифры 12 или 24. Чтобы обеспечить нормальный запуск силового агрегата, можно приобрести обычное бытовое ПУ, но если вы ездите на тягаче, то для такого ДВС нужно покупать устройство с большим током

Тем не менее, основной параметр, на который нужно обратить внимание — это пусковой ток. Ток может быть разным, здесь все зависит от конкретной АКБ, поэтому вам в любом случае надо будет изучить маркировку

Нужно также учитывать, что показатель пускового тока может быть разным, особенно, если батарея разряжена, а на улице мороз.

Если с пусковым током вы определились, то обратите внимание на объем ПУ. Выбор объема зависит от того, в каких условиях ПУ будет использоваться

К примеру, для легкового транспортного средства наиболее оптимальным вариантом будет выбор более компактного девайса, запас батареи которого будет невысоким. Что касается тех же тягачей или внедорожников, то в данном случае лучше отдать предпочтение ПУ с большим запасом. Причем чем выше будет этот показатель — тем лучше (автор видео — канал Сделано в гараже).

Подбор сечения выводных проводов и клемм

При самостоятельном изготовлении ПЗУ любого типа рекомендуется для подключения устройства к контактам аккумулятора использовать сварочные провода с соответствующими зажимами типа «крокодил». Они как раз рассчитаны на большой ток и поэтому как нельзя лучше подходят для пускозарядной системы

Особое внимание обратите на плотность крепления проводов к клеммам ПЗУ: используйте болты (шпильки) диаметром не менее 6 мм с соответствующими гайками. Не рекомендуется закреплять кабель, идущий к аккумулятору, намертво

Лучше сделать провода быстросъёмными. Также не забудьте пометить «плюс» и «минус». Сделать это можно посредством разноцветной изоленты.

Из всего вышесказанного стоит сделать вывод. Запуск двигателя автомобиля можно осуществить с помощью любого из перечисленных устройств. Однако на практике наиболее надёжным и недорогим оказалось трансформаторное пускозарядное устройство, в том числе и то, что собрано самостоятельно. Его главный плюс – возможность многократных попыток старта двигателя, но что не способны более компактные, но дорогие бустеры и конденсаторные пусковые устройства.