Электрика в автомобиле – штука капризная, как итальянская примадонна. Вроде всё должно работать, но то ток убежал, то искра пропала. И ладно бы просто лампочка перегорела, а то ведь бывает, что из-за какой-то мелочи вся машина начинает вести себя, как пьяный матрос на берегу. Особенно коварна ситуация, когда в бортовой сети вдруг начинает падать напряжение. Вроде едет машина, но что-то не так: трясется на холостых, фары мерцают, да и вообще, какое-то общее ощущение, что конь вот-вот сдохнет. И тут начинается гадание на кофейной гуще: свечи, катушки, опоры двигателя, подсос воздуха? А ведь причина может быть банальной – низкое напряжение в бортовой сети. И вот тут, мой друг, начинается самое интересное...
Что такое норма, или Сколько вольт должно быть в розетке автомобиля?
Казалось бы, вопрос простой, как валенок. Но, как говорится, дьявол кроется в деталях. Все мы помним из школьного курса физики, что в розетке у нас 220 вольт. А сколько должно быть в автомобиле? Тут нам на помощь приходит суровый, но справедливый ГОСТ Р 52230-2004 «Оборудование автотракторное». В нём чёрным по белому написано: «Номинальные параметры для потребителей тока, используемых при работающем двигателе, следует устанавливать при напряжении, выбираемом из ряда: 6,7; 13,5; 27,0 В».
Для тех, кто не в теме, поясню: в этом же ГОСТе прописаны нормы номинального напряжения системы электрооборудования, которое может составлять 6, 12 или 24 В. В подавляющем большинстве легковых автомобилей используется 12-вольтовая бортовая сеть. А это значит, что номинальное напряжение для потребителей тока при работающем двигателе должно быть 13,5 В.
Отклонения, конечно, допускаются. ГОСТ оговаривает, что электроника должна сохранять работоспособность при изменении рабочего напряжения от 0,9 до 1,25 номинального значения. Проще говоря, если напряжение упадёт ниже 12,15 В или поднимется выше 16,875 В, то электроника может начать глючить.
Итак, запомните: 13,5 В – это минимальное напряжение, которое должно быть в бортовой сети. Нормальное – 13,8-14,2 В. С максимальным напряжением всё немного сложнее, и эту тему можно было бы и не поднимать, но для полноты картины придётся. Дело в том, что...
Немного о вольтах, или Почему 14,8 В – это уже не предел?
Формально, максимальным напряжением в бортовой сети большинства автомобилей считается 14,8 В. Но это в теории, а на практике всё гораздо интереснее. Сейчас можно встретить машины, где напряжение доходит и до 15,5 В, а в некоторых случаях даже до 17 В! И это не баг, а фича!
Причина проста: в современной машине слишком много потребителей. Подогревы сидений, руля, зеркал, стёкол, климат-контроль, мультимедийные системы, всякие электронные помощники – всё это жрёт энергию, как голодный студент пельмени. И привычных нам 14 вольт уже не хватает, чтобы более-менее стабильно зарядить аккумулятор. Да что там зарядить! Полностью зарядить аккумулятор при таком напряжении вообще нереально – для этого нужно напряжение выше 16 В, которого в автомобиле просто нет.
А теперь представьте ситуацию: зима, мороз, вы запускаете двигатель. Что делаете первым делом? Правильно, включаете все подогревы, печку на полную, музыку погромче, чтобы согреваться по-царски. А что в это время происходит с аккумулятором? Он только что пережил тяжёлое испытание пуском холодного мотора, да ещё и сам остывший, а значит, толком не принимает заряд. А если после этого его ждёт короткая поездка на пару километров до работы, потом – остывание, снова холодный пуск и обратные два километра до дома, то его можно только пожалеть. Разумеется, в таком режиме он будет постепенно разряжаться, и никакие 13,8 В его не спасут. Гибель, конечно, оттянут, но не более.
Какой выход? Поднимать напряжение!
Эволюция вольтажа, или Почему раньше было лучше (или хуже)?
Раньше напряжение в бортовой сети было серьёзно ограничено двумя факторами.
Первый фактор: Сурьмянистые АКБ прошлого очень быстро закипали, если на них подать слишком высокое напряжение. А что такое закипевший аккумулятор? Это потеря электролита, снижение ёмкости и, как следствие, преждевременная смерть. Конечно, всегда можно было долить дистиллированную воду и вернуть плотность электролита в норму, но современные водители и ареометр – это как-то не вяжется. Да и в целом, машины становятся менее капризными (хотя и более сложными), и заставлять водителя прыгать вокруг АКБ с бутылкой дистиллированной воды в руках – это уже моветон.
К счастью, прогресс не стоит на месте, и на смену сурьмянистым пришли кальциевые аккумуляторы. Они отличаются более высоким напряжением газовыделения, поэтому немного более высокое напряжение в сети переживают спокойно, зато заметно лучше заряжаются от генератора. Так что кальциевые аккумуляторы – это просто находка, которая сняла первое ограничение на хотя бы небольшой рост напряжения в бортовой сети.
Второй фактор: Механизм регулировки напряжения. Если раньше для этого использовалось исключительно реле-регулятор, то сейчас напряжением заведует электронный блок управления (ЭБУ). То есть, компьютер, который имеет возможность менять напряжение в определённых пределах. Например, блок может повысить напряжение, если включены мощные потребители или зимой сразу после холодного пуска для более быстрого восстановления АКБ.
Это, конечно, прекрасно, но у этой медали есть и обратная сторона: теперь ЭБУ сам решает, какое напряжение считать низким. И иногда творит такие чудеса, что водитель не всегда может понять, чего от него хочет этот электронный мозг и в чём причина его странного поведения. Короче говоря, раньше было проще: если напряжение упало – значит, что-то сломалось. А сейчас нужно ещё разобраться, что именно сломалось и почему ЭБУ так решил.
Симптомы и последствия, или Как понять, что ваш автомобиль умирает от голода?
Чем проще были машины, тем предсказуемее были и последствия низкого напряжения. Если оно совсем низкое (то есть, сел аккумулятор), то всё просто: машина не заводится. В лучшем случае щёлкает стартер, приборка моргает, и на этом всё. Если АКБ сел ещё не совсем, но уже очень устал генератор, на холостых оборотах можно было заметить, как мерцают фары, которым не хватает напряжения для устойчивой работы. Могли замедлить свою работу стеклоподъёмники и дворники. Со временем генератор (обычно причина была в нём) выдавал всё меньше и меньше напряжения, АКБ не заряжалась совсем, и в один прекрасный момент мы приходили к пункту 1: щелчки стартера, говорящего «не хочу и не могу», и всё – приехали.
Правда, в большинстве случаев водитель мог догадаться, что с зарядкой что-то не то: об этом сигнализировала горящая лампа зарядки аккумулятора. Или хотя бы тлеющая вполнакала, что бывало, если начинал помирать диодный мост генератора.
Сейчас всё стало намного сложнее. Но не будем паниковать. Для начала разберёмся, что происходит, если ЭБУ обнаруживает низкое напряжение.
Алгоритмы спасения, или Как ЭБУ пытается выжить в условиях дефицита вольт?
Не будем сейчас копаться в причинах низкого напряжения – это тема для отдельной статьи. Важно понять, что будет происходить с машиной в этом случае. А происходить может всякое.
Если ЭБУ увидит, что напряжение стало ниже нормы, он попытается пойти по двум путям решения проблемы.
Первый путь: ЭБУ предполагает, что падение напряжения было вызвано либо включением мощного потребителя, либо оно показалось ему не слишком значительным (такое может быть в начальной стадии износа щёток генератора). В этом случае первое, что придумает блок управления, – это поднять холостые обороты.
Алгоритм, в зависимости от производителя автомобиля, может быть разным: в некоторых моделях обороты поднимаются на определённое количество (например, на 50 об/мин, что обычно считают достаточным), в некоторых – на заложенный процент от холостых. Если этого достаточно, чтобы компенсировать падение напряжения, блок управления считает, что он молодец, и никаких лампочек на приборной панели не зажигает. Хотя, на самом деле, виноват в этом может быть изношенный генератор, и нормой такое пониженное напряжение считать уже нельзя.
Как ни странно, водитель такому решению ЭБУ часто даже рад: немного повышенные обороты способны сделать машину чуточку комфортнее из-за снижения вибрации на слишком низких заводских холостых оборотах (что бывает, например, на Honda или многих корейских автомобилях). Вроде бы проблема, о существовании которой водитель даже не подозревает, решена. На самом деле, конечно, нет: повышенные холостые обороты ведут к росту расхода бензина, а главное – износ генератора всё же прогрессирует, и когда-то вся эта история всё равно закончится горящей лампочкой зарядки. Впрочем, до этой лампочки могут появиться и другие последствия слишком низкого напряжения.
Второй путь: Если повышение холостых оборотов не помогает, то ЭБУ начинает понимать, что дело плохо, и нужно что-то делать. Включается вторая часть Марлезонского балета. Так как ЭБУ – железка, то и логика у него железная: надо отключить что-то из потребителей.
Внезапно одновременно перестали работать несколько подогревов? Можно почти уверенно сказать, что дело в пониженном напряжении. Особенно, если эти подогревы, с точки зрения ЭБУ, не слишком важные. Например, лобового стекла, форсунок омывателя или руля. Если эти меры не помогают, могут отключиться музыка и климат-контроль.
Отмечу, что порядок отключения потребителей на разных машинах отличается, но при этом у всех в такой ситуации уже будет гореть либо лампочка зарядки, либо появится ошибка напряжения. Кроме того, интеллектуальной зарядки больше не будет: генератор в принудительном режиме будет давать всё, что есть, хотя принцип интеллектуальной зарядки предполагает, что ему не надо работать в полную силу, если этого не требуется в данный момент.
И ещё один важный момент: не всегда причина таких массовых отключений кроется в действительно низком бортовом напряжении. Иногда в этом виновато отсутствие сигнала на генератор о потреблении тока. Если на генераторе есть сигнальный провод, сначала лучше проверить его. Если он отгнил или окислился, то даже при наличии уверенных 14,2 В с генератора на панели всё равно загорится лампочка зарядки и будут отключены некоторые потребители. Это довольно распространённая неприятность, знакомая владельцам не только GM и Ford (они с этим сталкиваются чаще остальных), но и многих других автомобилей.
Интеллектуальная зарядка, или Как не дать машине умереть от истощения?
Кстати, об интеллектуальной зарядке. Эта штука, умеющая выключать что-то из потребителей при низком напряжении в сети или при ошибке сигнала, а также не давать высокого напряжения тогда, когда того не требуется, – это не атрибут самых новых и дорогих машин. Она была и у Chevrolet Cruze, и Ford Focus 2 и 3, на недорогих японских автомобилях, а потом похожая система IBS использовалась и на корейских машинах, включая совсем уж бюджетные Kia Rio и Hyundai Solaris. То есть, даже в относительно недорогих машинах производители стараются заботиться о том, чтобы электрика работала как часы.
Автоматическая коробка и вольты, или Почему "шестерёнка" на приборке – это не всегда про коробку?
Как мы уже говорили, если ЭБУ «видит» слишком низкое напряжение, он пытается снизить потребление тока. Однако, при этом, ни один производитель автомобилей не станет писать алгоритм так, чтобы отключение потребителей делало управление машиной более опасным. Поэтому может отключиться обогрев форсунок стеклоомывателя, но не электроусилитель руля. А ведь ему тоже нужен ток, да и не только ему. Поэтому нет ничего удивительного в том, что низкое напряжение зачастую приводит к накоплению ошибок в самых разных системах.
Часто в логах можно увидеть ошибки и ЭУРа, и даже АКП (автоматической коробки передач). Причём значок неисправности трансмиссии (в народе – «шестерёнка») может загореться и на приборной панели. И тут начинается паника: коробка сломалась! Но не спешите приговаривать агрегат к дорогостоящему ремонту. Возможно, причина кроется в банальном недостатке напряжения.
Пониженное напряжение всегда вызвано неисправностью, которая прогрессировать может, а устраниться сама по себе – нет. Со временем вольтов в бортовой сети становится всё меньше, а ЭБУ, помня об опасности остаться без ЭУРа или другой полезной штуки, в один момент просто откажется запускать мотор. Причём, иногда напряжения для этого теоретически хватить ещё может, но блок управления посчитает, что лучше ехать по своим делам на такси или на автобусе, чем на не совсем исправной машине. Вот такая вот забота о водителе, понимаешь...
Чем измерить, или Как не остаться без штанов из-за "уставшего" аккумулятора?
К сожалению, в современных автомобилях практически не осталось толковых приборов, которые показывают то, что происходит на самом деле, а не то, что им велит показывать ЭБУ. Вместо честного вольтметра или амперметра на приборке осталась одна лампочка, которую зажигает блок управления в совсем критической ситуации – когда зарядки уже совсем нет.
Отследить фактическое напряжение сложно, и многим остаётся лишь ставить в прикуриватели те вольтметры, которые за небольшие деньги можно купить во многих магазинах. Особой точностью они похвастаться не могут, но всё-таки рассказывают о величине напряжения больше, чем лампочка на приборке. И это не очень хорошо, потому что вовремя замеченное пониженное напряжение может предотвратить самое простое и печальное последствие: быстрый выход из строя аккумулятора. Постоянный недозаряд АКБ сильно снижает её ресурс, а если допустить глубокий разряд, можно добить батарею совсем быстро. И это, пожалуй, самое неприятное из того, что может сотворить хронически низкое напряжение в бортовой сети.
Так что, мой друг, следи за вольтами! И будет тебе счастье и долгая жизнь аккумулятора.
Заключение
Низкое напряжение в бортовой сети – это не просто неприятность, а серьёзная проблема, которая может привести к самым неожиданным последствиям. Поэтому, если вы заметили какие-то странности в работе электрики своего автомобиля, не спешите грешить на коробку передач или другую сложную электронику. Возможно, причина кроется в банальном недостатке напряжения. Вовремя обнаруженная и устранённая неисправность поможет избежать дорогостоящего ремонта и продлить жизнь вашему железному коню.