Какой же максимальный ток может протекать при прикуривании грузовика? Какое сечение проводов выбрать для этих целей? Провода которые есть в продаже и позиционируются для прикуривания грузовых автомобилей способны передать силу тока в 1000А. Максимальный пусковой ток который может отдать АКБ грузовика как правило около 1900А. Поэтому для дальнейших расчетов возьмем условные 1000А.
Так же для наглядной разницы в сечении проводов в расчет возьмем постоянное напряжение АКБ 24 Вольта, нулевое сопротивление крокодилов, идеальный их контакт с клемами АКБ.
Для начала определим минимальное сопротивление стартера автомобиля:
R=U/I 24 Вольта /1000 Aмпер = 0,024 Ома.
Определим сопротивление различных медных проводов длинной 6 метров (меньше 5 метров в некоторых случаях будет не хватать длинны, а больше 7м в большинстве случаев будет лишним баластом).
При сечении 6 мм.кв - 0,036 Ома;
10 мм.кв - 0,022 Ома;
16 мм.кв - 0,013 Ома;
25 мм.кв - 0,0085 Ома;
35 мм.кв - 0,006 Ома.
Наши 12 метров (6м+6м) включенные последовательно между АКБ создадут препятствие для прохождения электрического тока и полное сопротивление проводов и стартера составит:
При 6 мм.кв - 0,060 Ома;
10 мм.кв. - 0,046 Ома;
16 мм.кв. - 0,037 Ома;
25 мм.кв - 0,0325 Ома;
35 мм.кв - 0,030 Ома.
А теперь узнаем какой максимальный ток сможет протекать в данной цепи с учетом прохождения по проводам. Для этого необходимо I=U/R.
При 6 мм.кв - 400 Ампер;
10 мм.кв. - 520 Ампер;
16 мм.кв. - 650 Ампер;
25 мм.кв - 740 Ампер;
35 мм.кв - 800 Ампер.
А теперь узнаем какая максимальная мощность может выделиться на стартере и на проводах. P = I в квадрате × R. Когда стартер подключен на прямую к полностью заряженым АКБ в моменте мощность потребления стартера может доходить до 24 кВт. А с проводами до стартера дойдет:
при 6 мм.кв - 3,8 кВт;
10 мм.кв. - 6,5 кВт;
16 мм.кв. - 10 кВт;
25 мм.кв - 13кВт;
35 мм.кв - 15,3кВт.
В первую очередь снижение подводимой мощности отразится на том, что при запуске стартер не в состоянии будет вращать "двигатель" так же быстро, как при полностью заряженых АКБ. Возможно даже не хватит мощности, чтобы провернуть "двигатель". В таком случае существующие рекомендации по прикуривании автомобилей будут как никогда кстати. А именно после подключении проводов сначала необходимо дать разряженому АКБ зарядиться в течение 5-15 минут, а только потом заводить автомобиль. При этом более мощные провода позволяют завести двигатель без ожидания зарядки севшего АКБ, но могут создать большие опасные скачки напряжения в машине доноре, особенно если собственные АКБ меньшей емкости, или имеют большой износ.
А теперь узнаем какая мощность выделится на проводах:
При 6 мм.кв - 5,7 кВт;
10 мм.кв. - 6 кВт;
16 мм.кв. - 5,5 кВт;
25 мм.кв - 4,7 кВт;
35 мм.кв - 3,8 кВт.
КПД проводов составит:
40℅ для 6 мм
52℅ для 10 мм
65℅ для 16 мм
73℅ для 25 мм
80℅ для 35 мм
Теперь посчитаем до какой температуры успеют разогреться различные провода. Время заводки возьмем 5 секунд. Начальную температуру жил возьмем 30градусов. (возможно прикурить понадобиться летом, возможно это будет не первая попытка прикурить и провода за время перерыва успеют охладиться до 30 градусов). Максимальная допустимая температура жил для кабеля КГтп-ХЛ +75 градусов.
Вес будем учитывать только медных жил.
При 6 мм.кв - 0,64 кг;
10 мм.кв. - 1,07 кг;
16 мм.кв. - 1,7 кг;
25 мм.кв - 2,66кг;
35 мм.кв - 3,73кг.
Теплоемкость меди 400 Дж на 1кг, на 1градус. То есть прибавку в градусах мы узнаем когда энергию разделим на произведение веса и 400.
При 6 мм.кв - 140 градусов.
10 мм.кв. - 100 градусов.
16 мм.кв. - 70 градусов.
25 мм.кв - 52 градуса.
35 мм.кв - 43градуса.
Так как расчеты не учитывают сопротивление контактов подключения, самих крокодилов, токов заряда севшего АКБ, реальное напряжение АКБ донора при заводе, пульсирующее значение потребляемого тока стартера, изменение сопротивления проводов при нагреве, то данные расчеты можно принимать к сведению в лучшем случае как приближенные к истине.
Выводы мною сделаны следующие:
6 мм провод годится только для зарядки севшего АКБ. Вращать двигатель только после продолжительной зарядки батареи и отключении самих проводов. При длине короче чем 6м+6м эффект разогрева будет более быстрый. При большей длине проводов он будет более защищенный своим же сопротивлением и разогрев должен происходить не так интенсивно. Но КПД момента пуска будет еще меньше. Думаю что не стоит связываться с этим сечением для прикуривания, а использовать в токах длительной зарядки. Время для заводки автомобиля может потребоваться 30-60минут.
10 мм провод можно использовать для прикуривания соблюдая меры защиты провода: Подождать пока немного подзарядится севший АКБ минут 5. Крутить стартер не более 5 секунд подряд при минусовой окружающей температуре, а в летнее жаркое время не больше 3 секунд подряд. При неудачной попытке повторить режим 5 минут заряда, максимум 3-5 секунд вращения стартера. Время для заводки автомобиля может составить 5-15 минут.
16 мм провод более надежный с защитой от "дурака", т.к. перегреть его уже не так просто даже летом. Желательно заводиться тоже "не спеша", но в спешке навредить кабелю, наверное, не получится. Время для заводки автомобиля примерно составит 2-5 минут.
25 мм и 35 мм проводам перегрев не грозит. Больше стоит переживать за автомобиль донор, исходя из этих соображений давать так же 2-5 минуты поработать на заряд севшего автомобиля до вращения стартера.
Так как провода большего сечения дороже и более неудобные, то 35мм считаю избыточными в машине. 25мм тоже столь значительного преимущества не дают относительно 16мм. Всегда есть возможность при необходимости потратить лишние 5 минут для столь редкого случая прикуривания. Поэтому считаю, что 16мм вполне подходящий провод. А длину лучше взять несколько больше до 7,5м+7,5м для прикуривания с трех сторон на парковках с разметкой "ёлочка".
Данный расчет помог мне понять, что провода можно использовать различного сечения, основное отличие будет в разном допустимом времени непрерывного вращения стартера. Для непрерывной передачи 1000А потребовалось бы сечение в 150 мм.кв.
На основании этого понимания выбор свой остановил на кабеле КГхп-ХЛ1-16 15метров.
Изготовил провода из данного провода 7,5м + 7,5м и с наступлением холодов сразу получилось протестировать их.
В первом случае подключили провода, завели донора, дали поработать минут 3-5. Отключили провода и грузовик с севшими АКБ смог завестись от своих АКБ. Т.е. провода выступили в качестве зарядного провода. Сила тока заряда протекала относительно невысокая и на мой взгляд для такого режима заводки 16мм.кв излишне много, возможно и 4мм.кв было бы предостаточно.
Во втором случае подключили провода, завели донора, дали поработать минуты 2-3 на зарядку севшего АКБ. Далее не снимая проводов завели "севший" грузовик. Скорость вращения стартером двигателя севшего грузовика на мой взгляд составила около 80% от максимально заряженого АКБ, а время вращения стартера от 2 до 3 секунд. Вывод делаю следующий, что для данной методики и длине проводов 15 метров не имеет смысла брать сечение провода более 16мм.кв. Возможно можно было сэкономить взяв провод себением 10мм.кв. или итого меньше и использовать первый способ. Во первых дешевле комплект, во вторых меньше места занимали бы в автомобиле.
Всем удачи на дороге и успехов в делах.
