Перейти к содержимому
disk1973

Аналоговый ТОРН

Рекомендуемые сообщения

Итак, регулятор напряжения изготовлен, протестирован и прошёл обкатку. Обкатывался как по сухой погоде, так и в ливневый дождь с глубокими лужами.

Изначально ставилась задача создать регулятор с большим запасом по прочности, долговечности и способности к перегрузкам,а также выжать максимум токоотдачи из генератора.

Для решения этих задач были применены следующие решения.

Силовым ключом служит полевой транзистор с изолированным затвором с малым сопротивлением в открытом состоянии.

Для создания большого запаса по рассеиваемой мощности был выбран большой алюминиевый корпус и помещён в хорошо обдуваемое забортным воздухом место.

Также сам ключ выдерживает нагрев до 175 градусов.

Максимально допустимое для регулятора напряжение, которое он выдерживает на якоре генератора - 100 В, в бортсети автомобиля - 32 В.

Неверная полярность при присоединении к клеммам АКБ не повреждает регулятор, а только приводит отсутствию тока якоря через него.

Герметизированный корпус допускает эксплуатацию во влажной среде. Для увеличения механической прочности и увеличения срока службы проводов они помещены в гофрированные пластиковые трубки, как и штатная проводка.

Прибор чисто аналоговый. Отсутствие цифровых компонентов в сочетании с большим запасом по нагрузке и температуре значительно увеличивает надёжность его работы.

 

В процессе разработки я усложнил задачу. Регулятор не только поддерживает заданный уровень напряжения в сети, но и меняет напряжение в зависимости от температуры АКБ по заданной характеристике.

Для измерения температуры АКБ к корпусу аккумулятора цепляется датчик, который теплоизолирован от внешней среды и измеряет температуру корпуса самого АКБ.

Также после старта после продолжительной стоянки уровень напряжения АКБ кратковременно подымается на величину около 0,04В для компенсации саморазряда батареи при стоянке и потреблённой энергии при запуске двигателя.

Уровень напряжения регулируется с помощью элементов в датчике температуры АКБ. Соответственно, при замене АКБ на другого типа можно поменять и напряжение бортсети не меняя весь регулятор.

Уровень напряжения для кальциевых батарей выбран 14,8 В при 20 грасуах С или 14,1 для малосурьмянистой, коэффициент температурной зависимости 0,011 В/град С. Впрочем, эти характеристики могут быть и изменены, если на то будет желание.

Для улучшения охлаждения корпус расположен в корпусе воздушного фильтра, где обдувается потоком забираемого воздуха.

За счёт увеличения максимального тока якоря также немного выросла и отдаваемая мощность - примерно на 5%.

Смысл переделки генератора заключается в том, что в генераторе штатный регулятор управляет током на якоре, стоя в разрыве между отрицательной щёткой якоря и массой. Отцепляем от минусовой щётки вывод штатного регулятора и припаиваем к ней провод от регулятора.

Вот и вся переделка в генераторе. Поскольку регулятор управляет напряжением НА АКБ, то и его измерительные выходы должны быть соединены именно с клеммами АКБ. При этом отклонения в регулировании в зависимости от нагрузки обычно не превышает 0,03 В, что вполне достаточно.

В общем-то получился ТОРН(термооптимизированный регулятор напряжения), который часто упоминается в сети, только в аналоговом виде. Довольно сильно поднимает продолжительность жизни АКБ. Если сравнивать с жигулями, где при штатном регуляторе АКБ служит в среднем 4 года, то с ТОРН АКБ служит около 7 лет. Кто-то обещает и больше, но это уже неправда.

В нашем случае необходимо применять такой регулятор при переходе на кальциевые батареи для Матизов, Спарков М200 и М300. Кальциевые же АКБ имеет смысл ставить если вы в наших теплых краях постоянно пользуетесь летом кондиционером, т.к. в моторном отсеке температура подымается в таком случае до 80 градусов, а малосурьмянистые АКБ рассчитаны на работу при температуре АКБ только до 60 градусов. Для тех, кто живёт гораздо севернее смысл установки кальциевой АКБ в том, чтобы обеспечить надёжный запуск при низкой температуре и увеличить долговечность АКБ(при правильном уровне заряда).

Надо заметить, что подъём бортового напряжения на автомобиле на 0,5 В не оказывает влияния на долговечность его потребителей, т.к. с учётом падения напряжения на контактах и в проводах напряжение на потребителях существенно ниже, чем на АКБ. Для примера - лампы головного света по стандарту рассчитаны на напряжение 13,2 В плюс-минус 10%, т.е. 11,9 - 14.5 В. В Матизе при включенном ближнем свете на стандартных лампах головного света при штатном регуляторе напряжения при температуре окружающего воздуха +20 градусов напряжение около 11,5 В, а на модернизированном регуляторе напряжения - около 12,05 В.(отдельное спасибо Матиз266 за подсказку в этом вопросе).

Верхний предел напряжения для бортовых устройств обычно устанавливается изготовителями на уровне 18В, так что подъём напряжения для них совсем незначителен, а с учётом падения напряжения приближается к нормативным 14 В на них.

Дней через 10 буду делать версию регулятора для жигулей. В общем-то разница только в длине проводов, а начинка остаётся одинаковой.

post-22716-0-91318500-1465389492_thumb.jpg

post-22716-0-71478800-1465389517_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
 

Кстати, некоторые именитые производители АКБ уже перестали указывать на своих кальциевых АКБ, что они идут с добавками серебра. Для них это уже само собой разумеющиеся вещи и в дешёвой рекламе они не нуждаются.

Вот, например, также поступает Delkor. Отличительной особенностью кальциевых батарей с добавками серебра являются повышенные пусковые токи при тех же размерах АКБ. Хотя, глядя на АКБ визуально затруднительно просто так это определить. Самое надёжное - это информация от производителя или поставщика.

Что подкупает в Delkor , так это при таких показателях ещё и гарантия в 4 года, которую дают здесь. Соответственно при правильной её эксплуатации.

Ну и кроме Delkor(Medalist) имеются и другие именитые производители.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Итак, после установки первой партии регуляторов, накопился кое-какой материал.

Общий вид регулятора в исполнении для Матиза и Спарка на первом фото.

Далее рассматриваем установку на генератор Мандо старого образца. Раскрываем его пополам и заглядываем внутрь(фото 2).

Откручиваем 2 винта крепления штатного регулятора напряжения и отпаиваем паяльником обмотки статора от диодного моста(4 точки). Снимаем статор и отпаиваем штатный регулятор напряжения от диодного моста.

На фото 3 виден регулятор с 4 запаянными выводами. Один из выводов,как на фото 4 отпаиваем и освобождаем загнутый конец провода как на фото 4.

Далее откусываем проволоку вровень с плоскостью и проталкиваем её внутрь регулятора, чтобы она не касалось более контактной площадки как на фото 5.

После этого к контактной площадке, к которой была припаяна проволочка регулятора припаиваем гибкий медный провод сечением 0,75 мм2 и длиной 17см.

На контактную площадку массы регулятора вырезаем из текстолита шайбу и приклеиваем её к контактной площадке для удобства монтажа(удобнее всего суперклеем). Шайба и контактная площадка на фото 6.

Выпускаем припаянный провод наружу генератора и собираем генератор как на фото 7. Сзади генератора есть отверстие, в которое необходимо вставить перед установкой якоря тонкое шило или проволоку и, поджав изнутри щётки, просунуть проволоку сквозь внутренние отверстия, чтобы зафиксировать щётки в поднятом положении(фото7).

После установки якоря и стяжки корпуса шило вынуть. Пример на фото 7.Для предотвращения перетирания выведенного провода об корпус на него дополнительно одеть кембрик или термоусадку как на фото 7.

post-22716-0-25071200-1469398956_thumb.jpg

post-22716-0-09657300-1469398972_thumb.jpg

post-22716-0-86998800-1469398984_thumb.jpg

post-22716-0-15768600-1469398999_thumb.jpg

post-22716-0-46159200-1469399010_thumb.jpg

post-22716-0-42007300-1469399021_thumb.jpg

post-22716-0-64880200-1469399031_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что касается Мандо нового образца. На снятом генераторе откручиваем 2 винта крепления пластмассовой крышки и откручиваем гайку на силовой плюсовой клемме генератора(фото 1).

Снимаем пластмассовую красную чашечку под ней и отщелкиваем с двух оставшихся зацепов пластмассовую крышку от корпуса. После снятия крышки видим регулятор, закреплённый на 3 болтах.

Откручиваем их и снимаем регулятор. Снимаем с регулятора пластмассовую жёлтую крышечку, закрывающую щётки. Для этого просто сдвигаем её по пазам.

Вид при снятом регуляторе на фото 3. Контакты щёточного узла закрыты мастикой. Снимаем её с минусовой щётки, как показано на фото 4.

Припаиваем к открывшемуся контакту гибкий провод длиной 17 см сечением 0,75 мм2 как показано на фото 5.

Между контактом массы регулятора (на фото 6) и корпусом генератора, а также между болтом и регулятором необходимо установить текстолитовые шайбы как на фото 7.

На болт надеть тонкий кембрик или термоусадочную трубку, чтобы обеспечить изоляцию болта от клеммы регулятора. Устанавливаем штатный регулятор на своё место.

Собранный как на фото 8 болт закручиваем на своё место, не забыв подложить между корпусом и контактом "массы" регулятора вторую текстолитовую шайбу.

Надеваем снятую ранее крышечку щёток на регулятор. Выводим припаянный нами провод наружу как показано на фото 9 и устанавливаем обратно крышку генератора.

post-22716-0-36194700-1469531467_thumb.jpg

post-22716-0-21725100-1469531477_thumb.jpg

post-22716-0-01715700-1469531486_thumb.jpg

post-22716-0-57433100-1469531495_thumb.jpg

post-22716-0-09340700-1469531504_thumb.jpg

post-22716-0-97771700-1469531514_thumb.jpg

post-22716-0-93827000-1469531523_thumb.jpg

post-22716-0-14460000-1469531533_thumb.jpg

post-22716-0-92181000-1469531541_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Теперь самый распространённый генератор, который устанавливается с завода- генератор DAC.

На снятом генераторе снимаем пластиковую крышку, которая держится на 4 зацепах(фото 1). После снятия наблюдаем то, что на фото 2. Откручиваем сначала винт крепления щёточного узла и припаиваем медный гибкий провод длиной около 20 см и сечением 0,75 мм2 как на фото 3.

Откручиваем 2 винта крепления штатного регулятора напряжения и 3 болта крепления диодного моста. Отпаиваем диодный мост от выводов статора и снимаем его в сборе со штатным регулятором напряжения и щёточным узлом. Переворачиваем его(на фото 4) и под контактную площадку "массы" штатного регулятора вырезаем 2 текстолитовых шайбы.

Внутренний диаметр шайбы делаем 4,6-5мм, наружный - менее 10,5 мм. Шайба на фото 5.

Надеваем на винт "массы" регулятора плотный кембрик или плотную термоусадочную трубку и изготовленную шайбу как показано на фото 6 и 7. После этого устанавливаем на место диодный мост в сборе с регулятором и щёточным узлом, подложив при этом вторую изготовленную текстолитовую шайбу между контактной площадкой "массы" регулятора и корпусом генератора.

Не забыв при этом, что винт крепления штатного регулятора напряжения, который прижимает положительную пластину диодного моста, имеет изолирующую шайбу. Не перепутайте его, иначе после сборки получите замыкание в генераторе!

Надеваем втулочку силовой плюсовой клеммы Припаянный провод обводим вокруг фишки разъёма выводим через крышку генератора так, как показано на фото 8 .

На провод в месте соприкосновения с крышкой для страховки надеваем кембрик или термоусадочную трубочку и фиксируем или осаживаем её. Защёлкиваем крышку генератора.

post-22716-0-51572300-1469650921_thumb.jpg

post-22716-0-90450700-1469650934_thumb.jpg

post-22716-0-18616300-1469650956_thumb.jpg

post-22716-0-55346600-1469650968_thumb.jpg

post-22716-0-98285800-1469650978_thumb.jpg

post-22716-0-81982200-1469650992_thumb.jpg

post-22716-0-43104100-1469651003_thumb.jpg

post-22716-0-63932400-1469651013_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

После установки генератора на место заводим двигатель и убеждаемся, что регулятор изолирован от "массы". То есть после запуска двигателя генератор не производит отдачи тока в сеть - напряжение на АКБ не поднимается после запуска двигателя, а начинает понемногу падать во время работы двигателя.

Далее снимаем воздушный фильтр и вынимаем фильтрующий элемент. В нижней части корпуса (на фото 1) прорезаем прямоугольное отверстие размерами 65 на 32 мм - на фото 2.

Работы показаны на корпусе воздушного фильтра Матиза, но являются по сути аналогичными. Вырезанный кусочек пластмассы не выбрасываем, он нам понадобиться для изготовления заглушки.

Примерно посередине его длинной стороны вырезаем окно 15 на 20 мм, как показано на фото 3.

Боком вставляем снаружи внутрь корпуса фильтра корпус регулятора. Вырезанный прямоугольничек 15 на 20 мм нужен для того, чтобы мог пройти провод, выходящий из регулятора.

Устанавливаем и крепим внутри корпуса фильтра регулятор так, чтобы он закрывал собой полностью большой прямоугольник окна(который на фото 2).

Крепим лапы регулятора к корпусу фильтра 4 потайными винтами, просверлив в пластмассовом корпусе 4 отверстия. Для надёжности гайки снаружи можно поставить с капроновой втулкой для предотвращения самоотвинчивания или законтрогаить их.

Теперь из кусочка пластмассы, который остался у нас после вырезки большого окна изготавливаем заглушку на маленькое окно и крепим её 2 винтами так, как показано на фото 4, подложив под винты шайбы. Снаружи аналогично гайки используем с капроновой втулкой или контрагаим их.

Справедливости ради надо отметить, что добиваться герметичности не требуется. Достаточно взглянуть на дренажное отверстие в корпусе фильтра, чтобы это понять. Просто желательно, чтобы основной поток воздуха шёл из трубы, а не из вырезанного окна.

Теперь внутри фильтра алюминиевый корпус регулятора, который служит радиатором, обдувается проходящим забортным воздухом и хорошо охлаждается при работе двигателя.Расположение корпуса регулятора в фильтре Спарка М200 показано на фото 5.

Припаиваем к КОЛОКОЛЬЧИКУ плюсовой клеммы АКБ, но никак не к накидной клемме тонкий красный провод регулятора, как показано на фото 6. К отрицательной клемме аналогично припаиваем жёлто-зелёный провод регулятора.

Далее прокладываем проводку регулятора таким образом, как показано на фото 7 и 8. Крепим прокладываемую проводку к штатной пластиковыми хомутами, подмотав предварительно под них несколько слоёв изоленты.

Длинный синий провод регулятора припаиваем к выведенному нами из генератора проводу, изолируем его. Для надёжности надеваем такую же пластмассовую гофру, чтобы весь провод оказался закрыт. Это обеспечит ему долговечность.

Температурный датчик крепим к АКБ стороной, не имеющей металлической облицовки. Лично я это делаю с помощью резинового жгута, как показано на фото 9. Собираем и устанавливаем на место воздушный фильтр, включаем все потребители - свет фар, вентилятор салона на максимум, обогрев заденго стекла, кондиционер и т.д. и заводим двигатель.

Убеждаемся вольтметром, что напряжение на АКБ не превышает более, чем на 0,3 В ожидаемую величину. При 20 градусах Кальциевые АКБ - 14,8, СА+ 14,4В, малосурьмянистые - около 14В. После этого плавно снимаем нагрузку, отключая потребители, и постоянно при этом контролируем напряжение на клеммах АКБ.

Регулятор напряжения можно использовать и в любых других генераторах автомобилей, где в этом есть необходимость. Максимальный ток якоря генератора практически ограничивается только величиной рассеиваемого тепла. Другими словами - средняя температура корпуса не должна превышать долговременно 100 Градусов, в районе винта крепления ключа - 155 градусов.

При замене АКБ есть возмость изменить напряжение регулятора, для этого надо поменять температурный датчик, который крепиться к АКБ, т.к. регулировка уровня напряжения просходит в нём. Иными словами, если Вы поменяли батарею на АКБ другого типа(малосурьмянистую, СА+, Са/Са), то достаточно заменить датчик, крепящийся К АКБ, и уровень напряжения станет требуемым Вами.

Корпус регулятора герметизирован и допускает работы во влажной среде(без погружения в воду). В данном приборе использован в качестве ключа полевой транзистор с очень малым внутренним сопротивлением, что обеспечивает максимально возможную токоотдачу генератора.

При переходе на кальциевые батареи с соответствующим напряжением сети токоотдача увеличивается для Матиза примерно на 5%, для Жигулей - на 15%, поскольку в них используется Дарлингтон.

Краткая характеристика

Максимально допустимое напряжение на входе управления регулятора - 32 В

Максимально допустимое напряжение на якоре генератора - 100 В

Точность поддержания напряжения при потреблении ниже порогового - 0,03 В

Максимальная средняя температура корпуса - 100 градусов С

Коэффициент температурной зависимости - 0,011 В/град С

Уровень бортового напряжения при 20 град С - 14,8 В; 14,4В; 14,0В

 

 

фото 1post-22716-0-03684600-1469898655_thumb.jpg

 

фото 2post-22716-0-84372200-1469898670_thumb.jpg

фото 3post-22716-0-90648900-1469898685_thumb.jpg

 

фото 4post-22716-0-91086900-1469898756_thumb.jpg

фото 5post-22716-0-30417600-1469898764_thumb.jpg

фото 6post-22716-0-48161000-1469898771_thumb.jpg

фото 7 post-22716-0-41488800-1469898787_thumb.jpg

фото 8 post-22716-0-22319700-1469898794_thumb.jpg

фото 9 post-22716-0-10125200-1469898801_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В заключение хочу сказать, что это моя версия регулятора напряжения. Буду рад, если кто-то изготовит нечто лучшее. Я же ориентировался при изготовлении на максимальную надёжность и долговечность данного устройства. Функции регулятора повторяют функции ТОРНа. Но в данном случае за счёт чисто аналогового исполнения надёжность гораздо выше. Использование регулятора сильно продлевает жизнь АКБ и позволяет держать его полностью заряженным, что актуально особенно в зимнее время, а летом не допускает перезаряда. Желающим установить регулятор могу отправить почтой или транспортной компанией. Пишите в личные сообщения.

Изменено пользователем disk1973

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

×