80 Трёхуровневый РН вместо встроенного

О реле-регуляторе (а правильнее говорить – о регуляторе напряжения) я писАл уже не один раз.
Первый раз, в этой теме я показывал, как менять ему щетки.
Второй раз, в этой теме, я показывал, как поднять ему выходное напряжение с помощью диода.
Ну а сейчас, в этой теме, я покажу, как его сломать. )))

Но сначала – не скажу чтобы краткий, но необходимый экскурс в мир бортовой сети автомобиля, чтобы вы поняли, для чего все это делалось.

Итак, генератор. Великий и ужасный. Без которого современное авто обойтись не может никак. Который обеспечивает электроэнергией все потребители, и который поддерживает в живом состоянии аккумуляторную батарею вашего авто.

Выходным напряжением генератора, как известно, управляет регулятор напряжения (в дальнейшем – РН). И от работы этого РН зависит величина и стабильность напряжения бортовой сети автомобиля.

Подавляющее большинство современных РН изготавливаются в одном блоке со щетками и устанавливаются внутри генератора. В автомобилях VAG, Мерседесах, Шкодах, Фордах, и многих других выпуска 80 … 2000 г., конструкция РН отработана чуть ли не до идеала. Вы и сами можете взглянуть на нее, сходив по приведенным выше ссылкам (если раньше не видели). Снимается и ставится такой РН в 10 секунд – для этого достаточно открутить/закрутить всего 2 винта.

Но как бы ни был он хорош с точки зрения простоты и практичности – его конструкция и место его установки имеет несколько очень серьезных недостатков.

Первый, и самый главный недостаток – этот РН питается от трех дополнительных диодов, расположенных внутри генератора.

Для наглядности привожу схему РН генератора Бош. Основная масса РН, изготавливаемых для авто указанных выше годов (а некоторых – и поныне), собрана по аналогичной схеме.


Красным крестиком на схеме указана цепь питания РН с допдиодов генератора. Об этом крестике еще будет упомянуто далее, а сейчас – продолжаем.

Итак, повторюсь, РН питается от трех дополнительных диодов. Напряжение на этих трех диодах является для него эталонным. РН следит за напряжением только на этих трех диодах. РН ничего не знает о напряжении на выходе «+В» генератора, к которому подключены все потребители в авто.
И в результате, при включении мощных потребителей тока (обогрев заднего стекла, фары, вентиляторы, компрессор, и т. д.), напряжение в бортовой сети начинает проседать.

Если бы вход РН был подключен к выходу «+В» генератора – он мгновенно среагировал бы на проседании напряжения, и восстановил бы его. Но РН про проседание напряжения не знает – ведь на допдиодах, к которым он подключен, проседания нет. И в результате, при большой нагрузке, напряжение бортовой сети падает неприлично сильно. У многих оно падает ниже 13 Вольт – и это отрицательно сказывается на аккумуляторе. И особенно – зимой.

Но об аккумуляторах мы еще поговорим позже. А сейчас – о втором недостатке встроенного в генератор РН.

Все схемы РН делаются с термокомпенсацией. Связано это с тем, что при повышении температуры электролита в АКБ, напряжение на ней должно быть снижено для исключения вскипания электролита. Графики зависимости допустимого зарядного напряжения на клеммах АКБ от температуры электролита есть в интернете, желающие могут их поискать. Мы же посмотрим на это с другой точки зрения:

Итак, РН является термокомпенсированным. Но вспомните, где стоит РН, и где стоит аккумулятор.
И спросите себя: а температуру чего же меряет РН?

- Правильно – раскаленного генератора, в котором он стоит!

А аккумулятор в это время стоит где-то там, далеко в уголке, да еще и закрытый крышкой у многих авто…
А у некоторых он стоит вообще в салоне под задним сиденьем…
А у некоторых он находится даже в багажнике...

А нагретый от генератора РН добросовестно снижает напряжение генератора, хотя электролит в АКБ в этот момент еще ледяной… РН снижает напряжение – и без того такое нужное, и уже просевшее при включенных мощных потребителях. И результатом такого недальновидного конструкторского решения становится хронический недозаряд аккумулятора.

А дальше мы имеем то, что имеем – аккумулятор недозаряжается. И мы ездим с полуразряженным аккумулятором – и он медленно, но верно дохнет от этого. (((

Но это летом – медленно. А зимой – очень даже быстро. И если у вас стоит аккумулятор кальциевый – вы выбросите его очень скоро. Достаточно одного глубокого разряда – и вы не вернете его к 100% емкости уже никогда. А основная масса современных аккумуляторов – как раз кальциевые…

Из всего этого можно сделать два основных вывода:

1. РН должен следить за напряжением непосредственно на клеммах АКБ (или хотя бы на клемме «+В» генератора.

2. РН должен иметь датчик температуры, устанавливаемый хотя бы на корпус АКБ, а если это невозможно или технически неоправданно – РН должен находиться ВНЕ генератора.
И лучше – рядом с АКБ.

О третьем пункте будет упомянуто позже. А сейчас – о решении, к которому пришел я:

Как вы помните, я уже переделывал свой РН, подняв ему напряжение. Этот метод имеет право на жизнь, так как он является самым простейшим методом. Но он имеет и отрицательную сторону – диод, добавляемый в цепь массы РН, схемотехнически включается последовательно с обмоткой возбуждения генератора. И из-за сопротивления этого диода снижается мощность, отдаваемая генератором в бортовую сеть. Особенно это сказывается на холостых оборотах двигателя, когда скорость вращения ротора генератора мала. Кроме того, напряжение начинает пульсировать – это хорошо заметно по лампам приборки.

Далее - мало того, что в схемах РН управлением обмотки возбуждения занимается обыкновенный биполярный транзистор, имеющий внушительное сопротивление перехода коллектор-эмиттер – так мы еще добавили в эту цепь еще и диод… А мы стоим на перекрестках с включенными фарами, печками, обогревателями сидений и стекол… И все это начинает питаться от АКБ, так как генератор обеспечить все это не в состоянии…

Выбрав время, я ради эксперимента вскрыл таблетку своего РН (у меня там оказалась схема на бескорпусных элементах), вычислил там управляющий транзистор, выкусил его и воткнул вместо него полевой транзистор (у полевых транзисторов сопротивление сток-исток на порядок меньше, чем у биполярных) - но большего сделать у меня не получилось.

А я надеялся убрать дебильную термокомпенсацию и скорректировать выходное напряжение РН внутри схемы, чтобы убрать установленный когда-то диод… Но не судьба – с бескорпусным монтажом сделать что-либо практически невозможно... (((

На этом мой экскурс заканчивается. Далее пойдет практическая часть.

Замечу только, что в продаже можно было найти РН с повышенным напряжением. Есть такие – на 14,5 Вольт. Но покупать новый РН и наступать на старые грабли (см. два вывода выше) мне не хотелось. Кроме того, напряжение в 14,5 Вольт меня не устраивало (далее будет сказано, почему).

И я совсем уже было собирался соорудить РН по собственным предпочтениям, когда в интернете наткнулся на вот такой выносной регулятор.



Это РН российской фирмы Энергомаш. Имеет встроенный переключатель, которым можно переключать напряжение на выходе генератора. Настроен на три порога: 14.2 Вольта, 14,9 Вольт и 15,2 Вольт. Проехавшись по нашим магазинам, наткнулся на почти такой РН и приобрел его. Почти – потому что в наличии был только РН в сборе со щеточным узлом на переднеприводные модели ВАЗов. И пороги у него были другие - 13,6 Вольт, 14,2 Вольта и 14,7 Вольта. Вот он –



Симпатичная продавщица, узнав, что я беру РН для иномарки, сказала, что если он не подойдет - назад они его не возьмут. )))

На что я ответил, что назад я его не принесу в любом случае.
Знала бы она, что я собираюсь с ним сделать… )))

Кроме того, я купил там же пару проводов с наконечниками под болт, разъем реле стартера ВАЗ (само реле у меня уже было) и выносной предохранитель. Для чего - будет рассказано далее.

Привожу фоты реле с разъемами и предохранителя -





Итак, первым делом, приехавши домой, я вскрыл купленный РН.

Глядите, что у него внутри –



РН внутри залит прозрачным герметиком. Я удалил этот герметик, снял с платы РН транзистор КТ829, и установил вместо него мощный полевик IRF3205, имеющий сопротивление перехода исток-сток всего-навсего 8 миллиОм (0,008 Ом). Замечу, что у лучших экземпляров КТ829 этот параметр имеет значение около 10 Ом, что, как вы сами понимаете, на три (!) порядка выше…

Зачем его туда ставит завод – до сих пор понять не могу…

Далее – сменил дохленький диод 1N4007, шунтирующий обмотку возбуждения, на 5-амперный SR506. Припаял к выводу истока транзистора провод с клеммой под болт и вывел его из корпуса РН к месту отверстия под его крепление. Эта операция связана с не понравившимся мне контактом алюминиевого фланца крепления (он же теплоотвод и вывод массы РН с общим проводником платы, к которому припаян вывод истока). Электроника, как известно – наука о контактах. Лишние заморочки в виде пропадания зарядки из-за хренового контакта мне совсем не нужны…

Затем подключил РН к регулируемому источнику питания и подбором пары резисторов выставил пороги как у первого описанного здесь регулятора (14,2; 14,9; 15,2 Вольт).

Термокомпенсацию убирать не стал, ибо ставить этот РН внутрь генератора, конечно же, не собирался. )))
Ну а потом залил плату парой слоев лака и вернул ее в корпус.

Ну а теперь начинается третья часть – самая для вас интересная.

Снимаем с генератора РН. На фото обозначена цоколевка его выводов.



Нам нужно полностью отрезать соединения щеток от таблетки РН.
Для этого сначала перепиливаем ножовкой по металлу выход РН на дальнюю щетку.



Затем перепиливаем соединение ближней щетки с выходом контакта, на который приходит питание с трех допдиодов. Дополнительно откусываем сам упор контакта, чтобы исключить подачу напряжения с допдиодов не только на щетку – но и на таблетку РН вообще. Двойная перестраховка, так сказать. )))

Если теперь вернуться назад, к схеме этого РН, тот самый красный крестик на схеме и указывает, откуда мы отрезаем плюсовой вход регулятора.

Массу РН трогать не нужно. Я не стал трогать и установленный когда-то диод – он так и остался там на память. )))



Затем отмеряем необходимую длину провода от места установки нового РН до генератора и отрезаем в этом месте ненужный нам щеточный узел нового РН.

После чего припаиваем провода к выводам щеток.



Ставим получившийся щеточный узел в генератор и притягиваем его кабель к одному из винтов крепления хомутиком.



Прокладываем кабель к месту установки РН, крепя его к проводке несколькими пластиковыми стяжками.

Затем устанавливаем сам РН. Я поставил его возле АКБ, на боковую стенку площадки.

Для этого мне пришлось сначала снять блок коммутатора зажигания с бобиной для облегчения работы с дрелью.

Примерившись, сверлим два отверстия и прикручиваем РН и реле стартера на их теперь постоянные места.



Подключаем провода щеточного узла к РН.

Сам РН подключаем по такой схеме – она объясняет, для чего ранее были приобретены в магазине реле стартера и выносной предохранитель -



Плюсовой вывод с АКБ подключаем к контакту 30 реле через предохранитель 7,5 - 10 Ампер. Контакт 87, который при срабатывании реле соединяется с контактом 30, подключаем с входом + регулятора. С этим входом, как видим, соединяется и одна из щеток.

Управляющий обмоткой реле плюс (86 на схеме) подключаем к плюсовому проводу бобины либо коммутатора зажигания – у меня он стоит рядышком. На этом проводе при включении замка зажигания появляется напряжение +12 Вольт – и оно включает реле.

Второй вывод обмотки реле заводим на массу – под болт крепления реле стартера.

Затем ставим на место блок коммутатора с бобиной и подключаем их разъемы.



Вот так оно и стоит у меня теперь.
Дополнительно привожу фото провода питания РН с предохранителем –



Провод я протянул в кембрик и провел под площадкой АКБ – там у меня идет жгут проводки.
К нему я и пристегнул новый провод.

Ну а теперь часть последняя – ради чего все это затевалось:

Напряжение на АКБ при первом положении переключателя РН (лето, жара) –



Напряжение на АКБ при среднем положении переключателя РН (весна-осень) -



Напряжение на АКБ при верхнем положении переключателя РН (зима) –



Как видим, установленные при налаживании РН пороги напряжений снизились примерно на полторы десятые Вольта. Это - следствие сопротивления провода с плюсовой клеммы АКБ, введенного в провод предохранителя и переходного сопротивления контактов реле стартера.

Я планировал чуть позже снять РН и откорректировать пороги чуть вверх (для этого там нужно подобрать всего один резистор) – да так и не собрался. Так и езжу уже четвёртый год. )))

Теперь самое главное – напряжение на АКБ не меняется ни на сотую при включении любых потребителей. Я специально включил все, что было можно – и напряжение осталось неизменным, причем проверялось это на холостых оборотах двигателя.

Во время произведения замеров включился вентилятор охлаждения – и я воочию узрел, как работает РН: напряжение на мгновение просело – и тут же вернулось к своему прежнему значению.

Вот мы и почти подошли к концу темы. Два пункта, о которых писАлось во второй части темы, у меня выполнены. РН подключен к АКБ, и установлен рядом с АКБ – что сделает температурную компенсацию РН более соответствующей эксплуатации.

Остался третий пункт, о котором я обещал сказать: правильный РН должен отключать обмотку возбуждения генератора при пуске двигателя. В этот момент она бесполезно ест нужные при запуске в мороз Амперы (на таких оборотах генератор напряжение выдать не может). Самые навороченные последние РН (и они имеются у Энергомаша) имеют такую функцию. Пока двигатель не раскрутится до 400 об/мин, эти РН не включают обмотку возбуждения генератора – и этим облегчают пуск двигателя. Но для реализации этой возможности нужно будет разобрать генератор и сделать вывод от одной из его фазных обмоток. Этот вывод подключается к измерительному входу РН, после чего и начинает работать эта функция.

В моем выносном РН этой функции нет – и это его единственный теперь на сегодняшний день недостаток. При желании я введу в него такую функцию – но пока такого желания у меня нет.

Зима была на носу, понимаете, а тут надо и гену снимать/разбирать/паять/собирать, и РН пойать… Не, не хотелось... Да и заводится оно у меня зимой с пол-пинка что зимой, что летом: отлаженный моновпрыск делает все сам, мне нужно всего выжать педаль сцепления и повернуть ключ в замке зажигания...

И в заключение – о порогах РН и об АКБ.

Кто-то скажет, что и нынешнее мое бортовое напряжение (а я оставил его на 14, 63 Вольт) слишком велико. Отнюдь нет.

Советую посетить сайты производителей АКБ и почитать их рекомендации для современных кальциевых АКБ. Коротко же скажу, что зарядка таких АКБ производится напряжением 16,2 (!) Вольта , иначе заряд они не возьмут. Я сам убедился в этом на собственном опыте на своем новом АКБ, когда поднимал ему плотность.

Особо интересующимся советую поинтересоваться бортовым напряжением современных авто – хотя бы ВАЗов-Калин, Грант, Ларгусов, и прочая. Там оно у них равно 14,75 Вольт при забортной температуре воздуха +25 градусов. Зимой на морозах оно поднимается до тех самых 15,2 Вольт, которые я и выставлял при настраивании своего РН на верхнем пороге.

Вот тАк вот. Как видим, старые авто не приспособлены под новые АКБ и гробят их из-за незнания этой подлянки их владельцами (а так же из-за замалчивания этой темы производителями АКБ).

Лишний повод сменить старый автомобиль на новый, как говорится. )))

Или усовершенствовать его самому. А что еще нам остается делать?

-------------------------------------

Существенное примечание:

В заводском исполнении, возбуждение на РН приходит через лампочку зарядки в приборке, которая загорается при включении зажигания и гаснет после запуска двигателя.
Отключив РН от обмотки возбуждения генератора, мы тем самым разрываем минусовую цепь лампы и она функционировать перестаёт.

Кроме того, на эту лампу (а точнее - на вход возбуждения генератора) завязан и вход БК (или миничека) приборки, вход АВС (у кого она есть) и еще кое-что - перечислять здесь не буду.

Так вот, чтобы восстановить прежнее функционирование лампы зарядки приборки (и остальных устройств), цепь возбуждения придётся немного доработать.

Для этого достаточно добавить малогабаритное реле, замыкающее минусовую цепь лампы на массу и переключающее после запуска двигателя эту цепь на вход возбуждения генератора.
Реле это можно установить хотя бы и под капотом, разрезав в удобном месте идущий на ОВ генератора провод. Мне же показалось более выгодным поставить это реле прямо в приборку.
Вот схема для подключения этого реле -




Работает она таким образом: при включении зажигания нормально замкнутые контакты реле замыкают выход лампы на массу - и она загорается.
После запуска двигателя с выхода генератора (с тех самых трёх диодов, куда подключен провод с 13 пина на схеме), приходит напряжение заработавшего генератора - этим напряжением включается реле, и оно своими контактами переключает цепь лампы с массы на провод возбуждения - и далее всё работает так, как и было задумано когда-то фрицами. )))

Я немного усложнил схему, включив последовательно с обмоткой реле резистор, подобрав его сопротивление по надёжному срабатыванию реле, и включил в цепь обмотки диод - чисто для перестраховки, чтобы реле меньше грелось (оно у меня слаботочное).
Получилась такая схема -



Реле приклеил возле желтого разъёма приборки, на свободное место -



Как видно, резистор и диод я распаял прямо на выводах реле.

В приборке нужно дополнительно перерезать одну дорожку (её и будет коммутировать ведённое реле), и просверлить отверстие для подключения контакта и обмотки реле к общему проводу (массе) -



Вокруг просверленного отверстия зачищаем лак, облуживаем это место и подпаиваем массовый контакт схемы. Два других контакта впаиваем в уже имеющиеся отверстия на плате приборки - эти места видны на фото.

--------------------------

И последнее дополнение:

Поездив с пару/тройку лет, я все-таки выбрал время и реализовал третий пункт, о котором писАлось выше - пункт об отключении генератора при запуске двигателя.

Для этого я использовал работу датчика давления масла двигателя - он нормально замкнут при включении зажигания, и размыкается после запуска двигателя.
Именно этот датчик теперь и управляет моим установленным когда-то реле (раньше это реле включалось замком зажигания).

Схема управления реле собрана на полевом транзисторе -



ДДМ в этой схеме - датчик давления масла.

Работает эта схема таким образом: при включении зажигания затвор транзистора замкнут на массу через диод - и транзистор закрыт, реле обесточено.
После запуска двигателя ДДМ размыкается и на вход схемы приходит напряжение 12 Вольт с лампы давления масла, что в приборке.
Этим напряжением начинает заряжаться конденсатор, и когда напряжение на нём достигнет порога открывания транзистора - он открывается и включает реле.
Ну а реле своими контактами подключает РН к АКБ, как и было ранее... Причём, вся эта схема уместилась внутри этого самого реле...

С указанным транзюком и номиналами резистора и конденсатора, задержка включения составляет около 5 секунд после срабатывания датчика давления масла. Этого вполне достаточно, КМК.

По схеме: Стабилитрон КС156А и диод 1N4003 - защитные. Первый защищает затвор транзистора, второй - предохраняет переход исток-сток от самоиндукции обмотки реле при срабатывании.

Диод 1N4148 нужен для мгновенного разряда конденсатора при глушении двигателя. В принципе, он не обязателен, ибо при глушении движка питание с релюхи снимается замком зажигания. Но если после глушения движка тут же его завести, а конденсатор ещё конца не разряжен - реле включится быстрее.
Диод этот помогает и при ситуации, когда ДДМ срабатывает уже во время работы стартера - у меня как раз такая ситуация. Датчик срабатывает несколько раз из-за неравномерного вращения КВ при запуске - и каждый раз при выключении ДДМ конденсатор схемы разряжается на массу, сбрасывая задержку в начало - и так, пока не заведётся двигатель.

Задержку, если кому надо, можно увеличить (или уменьшить) путём увеличения (или, соответственно, уменьшения) сопротивления резистора или ёмкости конденсатора.
Приведенную выше схему я отлаживал на столе, а в релюху засунул другой полевик, 55N03 (взятый с дохлой материнской платы компьютера) из-за его меньших габаритов.
Для этого транзистора для задержки в 3 сек., ёмкость конденсатора пришлось увеличить до 15 мкФ, номиналы остальных деталей остались те же.

Конденсатор взял полимерный. Распаял его и стабилитрон прямо на выводах транзистора рядышком. Оно чудесно подошло по размеру. Резистор и диод уложил на них сверху... )))

Фото, ежели надо, выложу позже. И видео запуска/включения гены могу выложить так же.

Ну и всем, кто смог дочитать до конца эту эпопею - за усидчивость.
И - удачи всем!!!

PS: Фото разворачивается при клике по нему.

 

Пожалуй, добавлю: всё озвученное выше делалось для себя, по принципу "если уж переделывать - то переделывать, учитывая все нюансы".
Если же не стоит цель контролировать заряд именно на АКБ, и не существенна (или допустима) просадка напряжения в бортсети при нагрузке - трёхуровневый РН можно просто подключить вместо штатного регулятора, обрезав на штатном регуляторе выходы таблетки по фотам выше.

Тогда не придётся лезть в приборку, не нужны реле, и не нужна схема задержки запуска генератора.
Трёхуровневый РН просто подключается к щёткам штатного реле - и далее работает абсолютно так же, как до этого работал штатный РН.

Минусом этой схемы остаётся просадка напряжения при нагрузке.
Плюс же будет в том, что появится возможность оперативно переключать напряжение в бортсети в разные времена года, и отключается ненужная термокомпенсация.

При подключении трёхуровневого РН по штатной схеме, плюсовой вывод таблетки так же отрезается от плюсовой щётки регулятора - но пятак штатного РН, контактирующий с клеммой возбуждения внутри гены, следует оставить - на него приходит напряжение запуска с лампы приборки, и на него приходит напряжение с трёх допдиодов гены, которое и питает РН после запуска.

Полярность проводов в этом случае путать нельзя - на клемму возбуждения должен подключаться + трёхуровневого РН (красный провод).
Фланец трёхуровневого должен иметь надёжный контакт с массой.

ЗЫ. Все эти нюансы озвучивались в этой теме - там есть и фото, и ответы на вопросы.
При возникновении каких-либо непоняток вопрос лучше задать там. Ну, или здесь. )))

 

Что за чёрт... С другого браузера зайди...

 

Да, местному форуму кирдык. Админ слинял на ПМЖ в РФ и пароли не оставил.
Жаль, там осталось много того, что я на своём компе не сохранил.
Админ тот мог бы и предупредить, что сайт бросает - я бы хоть свои отчёты на комп вернул...

Они и не девались никуда.

 

14,6 максимум - такова, значит, заводская настройка регулятора. Я свой перенастраивал - об этом сказано в теме.
А высасывать АКБ за ночь может многое что. В этом может быть виновата и сама АКБ. Следует проверить ток утечки; и если он в норме, выход один: замена АКБ.
Если же утечка существенная - придётся искать цепи, жрущие АКБ. Магнитола в этом случае - подозреваемый №1.
Подозреваемый №2 - лампочка в багажнике. Ну и так далее. )))

 

Этот РН работает точно так же, как и встроенный в гену родной. Он не может ничего высасывать при выключенном зажигании.
Проверь правильность подключения. Возможно, что-то напутано с этим.

 

Реле стартера подаёт питание на регулятор при включении зажигания. Смотрите схему.

Любое с обмоткой на 12 Вольт и с током контактов от 5 Ампер. Подключается оно так же, как на схеме.