Таймер генератора

Любые вопросы, касающиеся электрики и электроники бензиновых и дизельных моторов.

Модераторы: Aston, AB-Engine, Администраторы

Ответить
Аватара пользователя
RVR068
Технический директор
Сообщения: 4208
Зарегистрирован: 16 фев 2007, 14:24
Откуда: Сибирь

Таймер генератора

Сообщение RVR068 »

Метод облегчения пуска двигателя в мороз путем задержки включения возбуждения генератора известен давно, и не вызывает серьёзных трудностей при реализации.
В то же время применение такого устройства на дизельном двигателе может обеспечить косвенную полезность на поверку заметно бОльшую, чем основную, а именно - повышение ресурса ремня генератора и свечей накала.
По моим наблюдениям основной причиной повышенного износа ремня генератора дизельного двигателя является его эксплуатация в климатических условиях, значительно отличающихся от предусмотренной изготовителем - речь конечно идет в первую очередь о морозе. Это обусловлено следующими факторами:
1. Стартер дизеля как правило мощнее стартера бензинового двигателя, поэтому аккумулятор устанавливается большей емкости, а для заряда аккукмулятора большей емкости нужен и генератор большей мощности, а это означает, что для запуска двигателя с более мощным включенным генератором нужно больше мощности, каковой может и не хватить при запуске в мороз.
2. Время прогрева свечей накала зависит от температуры двигателя и при низких температурах оказывакется настолько велико, что невозможно не считаться со столь значительными потерями емкости аккумулятора перед запускоим двигателя. Потеряв изрядную часть свой емкости на длительный прогрев свечей накала, а затем отдав оставшееся стартеру, аккумулятор даже после удачного запуска оказывается разряжен настолько, что генератор сразу после запуска двигателя оказывается сльно нагружен.
3. Ко всему этому добавляется еще и экологическая функция - свечи накала не выключаются после запуска двигателя, а продолжают работать некоторое время, которое зависит от температуры двигателя. В мороз время это настолько далеко, что некоторые автоэлектрики искренне убеждены, что в машинке перед ним стоит таймер включения генератора - отключение свечей накала обнаруживается по резкому увеличению яркости свечения ламп. В действительности же непомерно жрущие энергию свечи накала забирают практически всю энергию с генератор, в результате чего на заряд аккумулятора не остается практически ничего.

В результате всего этого ремень генератора сразу после запуска оказывается нагружен сверх всякой меры, что, учитывая естественную потерю им эластичности на морозе, неминуемо приводит к значительному сокращению им срока службы. Ремень при этом еще нередко и свистит, сжигая сам себя.

В отличие от традиционных устройств, широко описанных в инете, время задержки выбрано заметно больше (несколько минут вместо нескольких секунд) и предприняты меры по предотвращению включения свечей накала после запуска двигателя.
В итоге в сильный мороз генератор не грузит двигатель ни при запуске, ни в течение минут после запуска, в течение которых работающий вхолостую ремень нагревается и приобретает эластичность, а т.н. прогревные обороты падают до штатных хх. Аккумулятор в течение всего этого времени нагружен только клапаном отсечки топлива.
Т.к. отсчет времени накала после запуска происходит от получения сигнала запуска двигателя, в качестве которого используется сигнал L генератора, то не получив такой сигнал своевременно, устройство управления свечами накала считает, что двигатель не запущен, и отключает свечи через несколько секунд.
Обращаю внимание на то, что данный функционал намеренно обеспечен только для морозов - примерно от минус 15 град.С и ниже, но благодаря триммеру позволяет легко менять границу применяемости.

Таймер установлен и работает.
По индикаторам его работа выглядит следующим образом.
При включении зажигания загораются три лампочки на панели приборов, но загораются заметно ярче, чем без таймера. Это означает, что таймер исправен, и задержка включения генератора запущена. Спустя некоторое время, определяемой таймером автоматически благодаря установленному в него NTC-термистору, возбуждение генератора подключается, и это определяется погасанием лампочек в случае если двигатель запущен или заметным снижениением их яркости, если двигатель не запущен. Аварийный функционал в виде горения всех трех лампочек в случае обрыва ремня генератора остается в полной неприкосновенности.
В теплое время или на прогретом двигателе время задержки оказывается ниже времени, требуемого на поворот ключа зажигания, т.е. можно считать таймер отключенным.

Реализованный конструктив виден на приложенных фото (сорри за низкое качество на одном из фото, фотик не фокусируется при съемке вблизи).
Из конструктива видно, что в электросхеме автомобиля ничего не режется, а всего лишь подключаются три провода - два к реле генератора (внутри или снаружи по выбору) и один к "массе" в любом удобном месте (в данном случае прямо на минусовую клемму аккумулятора).
Т.к. самопал имеет по определению надежность ниже, чем японский фабричный оригинал, предусмотрено легкое отключение таймера, не требующее ни документации, ни специального инструмента, именно - отключением таймера от "массы", а в случае крайне маловероятного неуспеха - выдергиванием реле генератора (без которого, если лампочка зарядки в панели приборов жива, ездить вполне можно). Ничего паять, скручивать или изолировать не нужно ни при установке, ни при снятии таймера.
Т.к. форум не радиолюбительский, схему здесь не публикую, но вышлю заинтересованным лицам по их требованию в ЛС.
Разумеется бесплатно.
Таймер реализован на односторонней плате с двухсторонним расположением компонентов, что обусловлено малыми габаритами подходящего посадочного места.
Фото:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/704618/DSCN0281.JPG
https://dl.dropboxusercontent.com/u/704618/DSCN0285.JPG
Rememsed
Водитель
Сообщения: 4
Зарегистрирован: 18 сен 2018, 19:42
Откуда: Russia
Контактная информация:

Таймер генератора

Сообщение Rememsed »

to:McEr, я уже начал считать в общем через энергию потребления и заряда, печальная картина вырисовывается видится мне эдак "одна АКБ - доп.оборудование = один генератор" или "две АКБ доп.оборудование УРА-200 = два генератора". ну, в принципе, вопросы все равно остаются... если что, можно задать вопрос, как профессионалу, в личку?
Челябинск
Инженер по гарантии
Сообщения: 361
Зарегистрирован: 08 авг 2018, 10:47

Re: Таймер генератора

Сообщение Челябинск »

"Существуют два способа подключения электропитания к свечам накаливания – однополюсный, когда «массой» является ее корпус, и двухполюсный (два вывода – «плюс» и «минус»). Однополюсные штифтовые свечи потребляют токи 5 – 18 А, величина напряжения их питания зависит от типа автомобиля и составляет 5 … 24 В. Двухполюсные свечи при напряжении питания 1,7 В потребляют токи силой до 50 А, а их мощность может быть от 40 до 150 Вт."
сточник: https://kovsh.com/library/diesel_fuel_s ... glow_plugs - СТО «КОВШ»©
Проблема как будто бы высосана из пальца, если это не восьми цилиндровый двигатель со свечами по 150 Ватт)) но там и генератор наверное соответствующий, его и в режиме кикдаун не помешало бы отключать.
Аватара пользователя
RVR068
Технический директор
Сообщения: 4208
Зарегистрирован: 16 фев 2007, 14:24
Откуда: Сибирь

Re: Таймер генератора

Сообщение RVR068 »

Какая именно проблема из вышеперечисленных высосана, по вашему мнению, из пальца?
Челябинск
Инженер по гарантии
Сообщения: 361
Зарегистрирован: 08 авг 2018, 10:47

Re: Таймер генератора

Сообщение Челябинск »

Проблема уберегания ремня.
Я думаю, что максимальные нагрузки ремень испытывает при изменении оборотов двигателя, чем изменение быстрей, тем больше нагрузка (по этому существует рекомендация не использовать запуск с буксира, так как может ремень ГРМ порваиться, он хоть и не поликлиновый, но тоже резиновый).
Проведем небольшие физико-математические расчеты.
Допустим, генератор развивает мощность 1 кВт, обороты двигателя 1000 об/мин, диаметр шкива коленвала 10 см.
Так как мощность генератор берет с ремня, рассчитаем скорость ремня:
V= n*Пи*D/60=1000*3,14*0,1/60=5,2 м/с
Из формулы мощности N=F*V найдем силу (растягивающую ремень, кпд генератора не учитываем, но он еще несколько увеличит нагрузку на ремень)
F=N/V=1000/5.2= примерно 200 ньютонов, это 20 кг,
то есть при прогревочных оборотах хх дополнительная сила растягивающая ремень 20 кг (если мощность в два раза меньше, то и сила в два раза менньше), а ведь ремень еще растягивает натяжное устройство.
Попробуем прикинуть, сколько кг давит на ремень натяжное устройство.
Допустим имеем автоматическое эксцентрическое натяжное устройство (как в моём автомобиле, заявленный ток генератора при этом 120 или 150 А, это примерно 120*12=1440 150*12=1800 Вт).
Радиус эксцентриситета 3 см, когда я освобождаю ремень и тяну за рычаг длинной 15 см (например при замене ремня) то усилие прикладывается примерно килограммов 5, пропорционально отношению плечей 15/3 (F1*L1=F2*L2. F1/F2=L2/L1), получаем что ролик давит на ремень с усилием 25 кг.
Допустим ремень огибает натяжной ролик образуя угол 90 градусов, то есть две ветви ремня противодействуют натяжному ролику своими усилиями растяжения (тут придется немножко по проектировать вектора), то есть Силе натяжения ролика противодействуют две "зеркальносимметричные" силы каждая под углом по 45 градусов, получается что каждая ветвь давит на ролик с силой F*cos 45,

то есть 10 (половина силы натяжения ролика)/0,7 (косинус 45)=14 кг.

То есть в покое ремень испытывает 14 кг растягивающего усилия. При загрузки генератора 500 ваттами, получим дополнительные 10 кг, значительные, но как мне кажется погоду не делающие. Соответствеенно если обороты хх будут меньше, то сила будет больше. Хотелось бы добавить, что каждый конкретный генератор имеет скоростную характеристику, которая ограничивает возможность развивать мощность от оборотов, то есть на минимальных оборотах максимальной мощности не получить)
Пробег ремня на моём не дизельном автомобиле примерно 200 тыщ км.
Аватара пользователя
RVR068
Технический директор
Сообщения: 4208
Зарегистрирован: 16 фев 2007, 14:24
Откуда: Сибирь

Re: Таймер генератора

Сообщение RVR068 »

Челябинск писал(а):Проблема уберегания ремня.
Я думаю, что максимальные нагрузки ремень испытывает при изменении оборотов двигателя...
Максимальные нагрузки проще всего обнаружить по уровню бортового напряжения.
Так вот, в течении пары минут после запуска, т.е. когда свечи еще включены, бортовое напряжение не превышает 12В.
Т.е. генератор в этом режиме не справляется со своими обязанностями. Оно и понятно - такой ток нагрузки для него равнозначен короткому замыканию.
ЗЫ. Видимо Вы забыли, что упомянутые Вами 18 А надо умножить на 4.
Челябинск
Инженер по гарантии
Сообщения: 361
Зарегистрирован: 08 авг 2018, 10:47

Re: Таймер генератора

Сообщение Челябинск »

Нормальная техника комплектуется генератором рассчитанном на нагрузку присутствующую на борту. Обычно после запуска включаются бортовые потребители (фары с габаритами автоматически ватт 130, обогревы сидений и стекол если ватт 200, вентилятор отопителя и прочие собственные нужды еще 100 ватт ), у меня например, никаких негативных последствий не наблюдал.
Аватара пользователя
RVR068
Технический директор
Сообщения: 4208
Зарегистрирован: 16 фев 2007, 14:24
Откуда: Сибирь

Re: Таймер генератора

Сообщение RVR068 »

Челябинск писал(а):Нормальная техника комплектуется генератором рассчитанном на нагрузку присутствующую на борту. Обычно после запуска включаются бортовые потребители (фары с габаритами автоматически ватт 130, обогревы сидений и стекол если ватт 200, вентилятор отопителя и прочие собственные нужды еще 100 ватт ), у меня например, никаких негативных последствий не наблюдал.
12В * 80А = 960 Вт!!!
Даже если разом включить все Ваши потребители, к такой мощности Вы и близко не подойдете. А если и подключите нечто киловаттное, то у Вас проводка выгорит.

Штатный генератор рассчитан на 80А, т.е. он этого тока не горит.
А вот ремню в нашем климате приходится туго, отчего у него резко сокращается срок службы.
О чем и материал.
Ответить