Пусковий пристрій для автомобіля своїми руками: 4 типи пристроїв

Виготовити пусковий пристрій для автомобіля своїми руками не так складно, як здається на перший погляд. Для найпростішої конструкції потрібно всього дві речі: трансформатор, видає 12 вольт, і діодний міст, що перетворює змінний струм в постійний. Поєднавши разом ці складові, вийде зарядний пристрій.

Жоден автомобіліст не застрахований від проблем, пов’язаних з розрядів акумулятором. Завести транспортний засіб буває проблематично взимку. Для цих цілей і служить пусковий пристрій. В інтернеті дуже багато схем різних модифікацій. Якщо є знання в області радіотехніки, то можна зібрати з підручних радіодеталей пусковий пристрій для автомобіля своїми руками з функцією зарядки акумуляторної батареї.

Загальні відомості

Запустити двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) у холодну пору року є великою проблемою. Крім того, влітку при сів акумуляторі це є досить складним завданням. Причиною є акумуляторна батарея. Ємність її залежить від терміну служби і в’язкості електроліту. Стан або консистенція електроліту залежить від температури навколишнього середовища.

Додатково рекомендуємо прочитати статтю нашого фахівця, що розповідає про те, як завести машину в мороз.

При низькій температурі він густіє і сповільнюються хімічні реакції, необхідні для живлення стартера (струм зменшується). АКБ дуже часто виходять з ладу взимку, так як автомобілю дуже важко запуститися, при цьому витрачається більше струму, ніж у літній період. Для вирішення цієї проблеми застосовуються автомобільні пуско-зарядні пристрої (ПЗП).

Класифікація пуско-зарядних пристроїв

Незважаючи на схожі функції по запуску ДВЗ, ПЗУ бувають декількох видів за виконанням і механізму.

Види ПЗУ:

  • трансформаторні;
  • акумуляторні;
  • конденсаторні;
  • імпульсні.

Існують також і заводські моделі, серед яких потрібно вибрати ПЗУ, які запускаються без акумулятора і працює стабільно навіть при сильному морозі.

На виході кожного з них виходить струм певного значення та напругу (U) 12 або 24 В (залежить від моделі пристрою).

Найбільш популярні трансформаторні ПЗУ, завдяки своїй надійності і ремонтоспособность. Однак і серед інших видів є гідні моделі.

Трансформаторний тип

Принцип роботи трансформаторних ПЗУ дуже простий. Трансформатор перетворює мережеве U знижений змінну, яка випрямляється діодним мостом. Після діодного моста постійний струм з пульсуючими амплітудними складовими згладжується конденсаторним фільтром. Після фільтра відбувається збільшення номіналу струму за допомогою різного роду підсилювачів, виконаних на транзисторах, тиристорах і інших елементах. Основними перевагами ПЗУ трансформаторного типу є наступні:

  • надійність;
  • висока потужність;
  • запуск авто у випадку, якщо акумулятор є «мертвим»;
  • простий пристрій;
  • регулювання значень U і сили струму (I).

Недоліками є його габарити і вага. Якщо немає можливості купити, то треба зібрати пуско-зарядний пристрій для автомобіля своїми руками. Трансформаторний тип має досить простий пристрій (схема 1).

Схема 1 — Саморобний пусковий пристрій для автомобіля.

Для виготовлення пуско-зарядного пристрою своїми руками, схема якого включає в себе трансформатор і випрямляч, потрібно знайти радіодеталі або придбати в спеціалізованому магазині. Основні вимоги до трансформатора:

  • потужність (P): 1,3−1,6 кВт;
  • U = 12-24 (залежить від транспортного засобу);
  • струм обмотки II: 100-200 А (стартер при обертанні колінчастого споживає близько 100 А);
  • площа (S) магнітопровода: 37 кв. см;
  • діаметри дроту I і II обмоток: 2 і 10 кв. мм;
  • кількість витків обмотки II підбирається при розрахунку.
Дивіться також:  Заміна ременя ГРМ: 10 моментів, які потрібно знати, коли і як міняти?

Діоди підбираються згідно з довідкової літератури. Вони повинні бути розраховані на великий I і зворотне U > 50 В (Д161-Д250).

Якщо немає можливості знайти потужний трансформатор, то схему простого пуско-автомобільного зарядного пристрою доведеться ускладнити додаванням каскаду підсилювача на тиристорі і транзисторах (схема 2).

Схема 2 — Пуско-зарядний своїми руками з підсилювачем потужності.

Принцип роботи ПЗУ з підсилювачем досить простий. Його потрібно приєднати до клем акумулятора. Якщо заряд АКБ нормальний, то U не надходить з ПЗУ. Однак якщо АКБ розряджений, то відкривається перехід тиристора та електрообладнання живиться від ПЗУ. Якщо U збільшується до 12/24 В, то тиристори зачиняються (пристрій відключається). Існує два види тиристорних трансформаторних ПЗУ:

  • двуполупериодная;
  • мостова.

При двуполупериодной схемою виготовлення потрібно вибирати тиристор близько 80 А, а при мостовий від 160 і вище. Діоди потрібно вибирати з урахуванням струму від 100 до 200 А. Транзистор КТ3107 можливо замінити на КТ361 або інший аналог з такими ж характеристиками (можна і могутніше). Резистори, що знаходяться в керуючої ланцюга тиристора, повинні бути потужністю не менше 1 Вт.

Бустери і конденсаторні

ПЗУ акумуляторного типу називаються бустерами і представляють переносні АКБ, що працюють за принципом блоку переносного зарядного пристрою. Вони бувають побутовими і професійними. Основна відмінність у кількості вбудованих елементів живлення. Побутові мають ємність, достатню для запуску авто з розрядженим акумулятором. Їм можна підключити тільки одну одиницю техніки. Професійні володіють великою ємністю і служать для запуску не одного авто, а декількох.

Також радимо прочитати статтю нашого експерта, в якій розповідається про те, як вибрати бустер для запуску двигуна.

Конденсаторні мають дуже складну схему виконання, і, отже, їх невигідно робити самостійно. Основна частина схеми є конденсаторним блоком. Коштують такі моделі дорого, але є портативним ПЗУ, здатними запустити стартер навіть з «сдохшим» акумулятором. Часте використання призводить до дуже швидкого зносу акумулятора, якщо він новий. Найбільшу популярність серед всіх моделей отримали Berkut (рисунок 1) з пусковими струмами 300, 360, 820 А. Принцип роботи пристрою полягає в швидкій розрядці конденсаторного блоку і цього часу вистачає для запуску ДВЗ.

Якщо порівнювати акумуляторне і конденсаторне ПЗУ, то потрібно враховувати особливості використання в конкретній ситуації. Наприклад, при поїздках по місту підійде акумуляторний тип. У тому випадку, якщо відбуваються далекі поїздки, то слід вибирати автономний тип ПЗУ, а саме конденсаторний.

Дивіться також:  Як правильно виставити запалювання? 7 необхідних умов

Пристрої на основі імпульсних БЖ

Ще одним варіантом є ПЗУ імпульсного типу (схема 3). Це пристрій здатний генерувати струм до 100 і більше ампер (залежить від елементарної бази). ПЗУ являє імпульсний джерело живлення з задаючим генератором на мікросхемі IR2153, вихід якого виконаний у вигляді звичайного повторювача на базі BD139/140 або його аналога. Імпульсний БЖ (далі-ДБЖ) застосовуються потужні транзисторні ключі типу 20N60 з струмом 90 А і максимальним U = 600 Ст. В схемі присутні також випрямляч однополярного типу з потужними діодами.

Схема 3 — Пусковий пристрій для автомобіля портативний своїми руками з можливістю зарядки акумулятора.

При підключенні до мережі через ланцюг «R1 — R2 — R3 — діодний міст» відбувається зарядка електролітичних конденсаторів C1 і C2 , ємність яких прямо пропорційно залежить від потужності ДБЖ (2 мк на 1 Вт). Вони повинні бути розраховані на U = 400 Ст. Через R5 надходить напруга для генератора імпульсів, яке зростає з плином часу на конденсаторах і U на мікросхемі. Якщо воно доходить до 11 — 13, то мікросхема починає генерувати імпульси для управління транзисторами. При цьому з’являється U на II обмотках трансформатора і відкривається складовою транзистор, подається живлення на обмотку реле, яке плавно запустить стартер. Час спрацьовування реле підбирається конденсатором.

Це ПЗУ забезпечене захистом від струмів короткого замикання (КЗ) за допомогою резисторів, що виконують роль запобіжників. Вони відкривають при КЗ малопотужний тиристор, який коротить відповідні висновки мікросхеми (вона припиняє свою роботу). Про зникнення КЗ свідчить світлодіод, який буде горіти. Якщо КЗ немає, то він горіти не буде.

Приклад розрахунку

Для грамотного виготовлення ПЗУ потрібно провести його розрахунок. За основу береться трансформаторний тип пристрою. Струм АКБ в режимі запуску становить Іст = 3 * Сб (Сб — ємність АКБ в А*год). Робоче U на «банку» складає 1,74 — 1,77, отже, для 6 банок: Uб = 6 * 1,76 = 10,56 Ст. Для розрахунку потужності, споживаної стартером, наприклад, для 6СТ-60 з ємністю 60 А: Рс = Uб * I = Uб * 3 * С = 10,56 * 3 * 60 = 1 900,8 Вт. Якщо зібрати пристрій по цим параметрам, то вийде наступне:

  1. Робота здійснюється разом зі штатною АКБ.
  2. Для запуску потрібно заряджати АКБ протягом 12 — 25 секунд.
  3. Стартер крутиться з цим пристроєм 4 — 6 секунд. Якщо запустити не вдалося, то доведеться повторювати процедуру заново. Цей процес надає негативний вплив на стартер (значно нагріваються обмотки) і термін служби АКБ.

Пристрій повинен бути набагато могутніше (малюнок 1), так як струм трансформатора знаходиться в діапазоні 17 — 22 А. При такому споживанні відбувається падіння U на 13 — 25, отже, мережеве U = 200 В, а не 220 В.

Дивіться також:  Фільтр тонкої очистки: будову, розташування та 4 різновиди

Рисунок 2 — Схематичне зображення ПЗУ.

Принципова електрична схема складається з потужного трансформатора і випрямляча.

Виходячи з нових розрахунків для ПЗУ необхідний трансформатор, потужність якого складає близько 4 кВт. При такій потужності забезпечується частота обертання коленвала:

  • карбюраторні: 35 — 55 оборотів в хвилину;
  • дизельні: 75 — 135 об/хв.

Для виготовлення понижуючого трансформатора бажано використовувати тороїдальний сердечник від старого потужного електродвигуна великої потужності. Щільність струму в трансформаторних обмотках становить приблизно 4 — 6 А/кв. мм. Площа сердечника (залізняка) розраховується за формулою: Ѕтр = a * b = 20 * 135 = 2 700 кв. мм. Якщо за основу узятий інший магнітопровід, то потрібно знайти в інтернеті приклади розрахунку трансформатора з цією формою залізняка. Для розрахунку кількості витків:

  1. T = 30/Ѕтр.
  2. Для I обмотки: n1 = 220 * T = 220 * 30/27 = 244. Мотається дротом діаметру 2,21 мм.
  3. Для II: W2 = W3 = 16 * T = 16 * 30/27 = 18 витків з алюмінієвої шини з S = 36 кв. мм.

Після намотування трансформатора необхідно включити його і виміряти струм холостої роботи. Його значення повинно бути менше 3,2 А. При намотуванні потрібно рівномірно розподіляти витки по площі каркаса котушки. Якщо струм холостого ходу вище потрібного значення, то прибирають або доматывают витки на I обмотці. Увага: II обмотку чіпати не можна, так як це призведе до зниження коефіцієнта корисної дії (ККД) трансформатора.

Вимикач слід вибирати з вбудованою теплозахистом, використовувати тільки діоди, розраховані на струм 25 — 50 А. Всі з’єднання і дроти укладаються акуратно. Проводи слід використовувати мінімальної довжини і мідні багатожильні з перетином понад 100 кв. мм. Довжина проводу має значення, так як на ньому можуть бути втрати U близько 2 — 3 В при запуску стартера. З’єднувач зі стартером зробити швидкознімним. Крім того, щоб не переплутати полярність, потрібно намітити проводу («+» — червона ізоляційна стрічка, а «-» — синя).

ПЗУ має запускатися на 5 — 10 секунд. Якщо використовуються потужні стартери (понад 2 кВт), живлення однофазної мережі не підійде. В цьому випадку потрібно переробити ПЗУ під трифазний варіант. Крім того, можливе застосування вже готових трансформаторів, але вони повинні бути досить потужними. Докладний розрахунок трифазного трансформатора можна знайти в довідковій літературі або інтернеті.

Висновок

Таким чином, існує безліч моделей пускових пристроїв для автомобілів. Оптимальним є конденсаторний тип, проте його ціна висока і дозволити його собі може не кожен автолюбитель. Виготовити пуско-зарядний своїми руками нескладно завдяки простій схемі виконання. Серед чотирьох видів потрібно звернути увагу на трансформаторні моделі, так як саме вони здатні видавати струми з високими номіналами.