Виды, устройство и принцип работы бустера для запуска двигателя

Многие водители в своей практике сталкивались с разрядкой аккумулятора, особенно в зимнее время года. Подсевший АКБ никак не хочет крутить стартер. В таких случаях приходится искать донора для «прикуривания» или ставить батарею на зарядку. Также решить эту проблему может помочь пуско-зарядное устройство или бустер. О нем и пойдет речь далее в статье.

Что такое пуско-зарядное устройство

Пуско-зарядное устройство (ПЗУ) помогает севшей аккумуляторной батарее запустить двигатель или полностью заменяет ее. Другое название устройства “Бустер” (от англ. booster), что означает какое-либо вспомогательное или усиливающее устройство.

Пуско-зарядное устройство

Надо сказать, что сама идея пуско-зарядных устройств совсем неновая. Старые ПЗУ при желании можно было собрать и своими руками. Но это были громоздкие и тяжелые аппараты. Постоянно возить его с собой было крайне неудобно или просто невозможно.

Все изменилось с появлением литий-ионных батарей. Батареи, выполненные по этой технологии, используются в современных смартфонах и другой цифровой технике. Можно сказать, что с их появлением произошла революция в аккумуляторной сфере. Следующим этапом в развитии данной технологии стало появление усовершенствованных литий-полимерных (Li-pol, Li-polimer, LIP) и литий-железо-фосфатных батарей (LiFePO4, LFP).

В бустерах часто применяются силовые литий-полимерные батареи. «Силовыми» они называются из-за того, что способны отдавать большой ток, в несколько раз превышающий значение собственной емкости.

Также для бустеров применяются литий-железо-фосфатные аккумуляторы. Главным отличием таких батарей является устойчивое и постоянное напряжение на выходе в 3-3,3В. Соединив несколько элементов, можно получить нужное напряжение для автомобильной сети в 12В. В качестве катода используется LiFePO4.

Что литий-полимерная, что литий-железо-фосфатная батареи имеют компактный размер. Толщина пластины может быть около миллиметра. За счет использования полимеров и других веществ в батарее нет жидкости, может принимать практически любую геометрическую форму. Но есть и свои недостатки, которые рассмотрим позже.

Виды приборов для запуска двигателя

Наиболее современными по праву считаются ПЗУ аккумуляторного типа с литий-железо-фосфатными батареями, но существуют и другие виды. В целом данные устройства можно поделить на четыре типа:

• трансформаторные;
• конденсаторные;
• импульсные;
• аккумуляторные.

Все они, так или иначе, предоставляют токи определенной силы и напряжения для различной электротехники. Рассмотрим каждый тип более подробно.

Трансформаторные

Трансформаторные ПЗУ конвертируют сетевое напряжение до 12В/24В, выпрямляют его и подают на устройство/клеммы.

Они могут заряжать АКБ, запускать двигатель, а также использоваться как сварочные аппараты. Они долговечные, универсальные и надежные, но требуют стабильного напряжения от сети. Могут завести практически любой транспорт, вплоть до КАМАЗа или экскаватора, но не мобильны. Поэтому главными недостатками трансформаторных ПЗУ являются большие габариты и зависимость от электросети. Их с успехом применяют на СТО или просто в частных гаражах.

Конденсаторные

Конденсаторные пусковые устройства могут только запускать двигатель, но не заряжать аккумулятор. Они работают по принципу действия импульса емких конденсаторов. Они портативны, небольшие по габаритам, быстро заряжаются, но имеют существенные недостатки. Это, прежде всего, опасность в использовании, плохая ремонтопригодность, плохая эффективность. Также прибор стоит дорого, но не дает ожидаемого результата.

Импульсные

В данные приборы встроен высокочастотный инвертор. Сначала устройство повышает частоту тока, а затем понижает и выпрямляет, давая на выходе нужное напряжение для пуска двигателя или зарядки.

Импульсные ПЗУ считаются более прогрессивной версией обычных зарядных устройств. Отличаются компактными габаритами и невысокой стоимостью, но снова не хватает автономности. Необходим доступ к электросети. Также импульсные ПЗУ чувствительны к перепадам температур (холод, жара), а также к перепадам напряжения в сети.

Аккумуляторные

Об аккумуляторных ПЗУ мы и ведем речь в этой статье. Это более совершенные, современные и компактные портативные устройства. Технологии бустеров быстро развиваются.

Устройство бустера

Само пуско-зарядное устройство представляет собой небольшую коробочку. Профессиональные модели размером с небольшой чемоданчик. На первый взгляд, многие сомневаются в его эффективности, но это зря. Внутри находится чаще всего литий-железо-фосфатная батарея. Также в состав устройства входят:

• электронный блок управления;
• защитный модуль от замыкания, перегрузок и переполюсовки;
• индикатор режимов/заряда (на корпусе);
• USB-входы для зарядки других портативных устройств;
• фонарик.

Бустер изнутри

К разъему на корпусе подключаются «крокодилы» для подключения к клеммам. Модуль конвертирования преобразует 12В в 5В для зарядки через USB. Емкость портативного аккумулятора сравнительно небольшая – от 3 А*ч до 20 А*ч.

Принцип работы

Напомним, что бустер способен кратковременно отдавать большие токи 500А-1 000А. Обычно интервал его применения 5-10 секунд, длительность прокрутки – не более 10 секунд и не более 5 попыток. Существует много разных марок бустеров, но почти все они работают по одинаковому принципу. Рассмотрим работу ПЗУ марки «Parkcity GP24». Это компактное устройство с возможностью заряда гаджетов и других приборов.

ПЗУ работает в двух режимах:

1. «Start Engine»;
2. «Override».

Подключение бустера к аккумулятору

Режим «Start Engine» предназначен для помощи подсевшему, но не до конца «умершему», аккумулятору. Предел напряжения на клеммах в этом режиме около 270А. Если ток повысится или произойдет замыкание, сразу срабатывает защита. Реле внутри устройства просто отключает плюсовую клемму, спасая прибор. Индикатор на корпусе бустера показывает степень заряда. В этом режиме его можно безопасно использовать несколько раз. С такой задачей прибор должен легко справиться.

Режим «Override» используется на пустой батарее. После активирования бустер начинает работать вместо АКБ. В этом режиме ток достигает значений 400А-500А. Защиты на клеммах нет. Нельзя допустить короткого замыкания, поэтому нужно плотно присоединять крокодилы к клеммам. Интервал между применением – не менее 10 секунд. Рекомендованное количество попыток – 5. Если стартер крутится, а двигатель так и не запускается, то возможно причина в другом.

Также не рекомендуется применять бустер совсем вместо АКБ, то есть, сняв его. Это может навредить электронике авто. Для подсоединения достаточно закрепить «крокодилы» в последовательности плюс/минус.

Также может быть режим «Дизель», который предусматривает предварительный прогрев свечей накаливания.

Преимущества и недостатки бустеров

Главная фишка бустера – это батарея, а точнее, несколько батарей. Они обладают следующими преимуществами:

• от 2000 до 7000 циклов заряд/разряд;
• большой срок службы (до 15 лет);
• при комнатной температуре теряет в месяц только 4-5% заряда;
• всегда стабильное напряжение (3,65В в одном элементе);
• способность отдавать большие токи;
• рабочая температура от -30°C до +55°C;
• мобильность и компактность;
• можно заряжать другие портативные устройства.

Среди недостатков можно назвать следующее:

• на сильном морозе теряет емкость, в особенности литий-ионные батареи, также как и батареи смартфонов на морозе. Литий-железо-фосфатные батареи более устойчивы к холоду;
• для автомобилей с объемом двигателя более 3-4 литров может понадобиться устройство мощнее;
• достаточно высокая цена.

В целом такие приборы как современные ПЗУ – это полезные и нужные устройства. Всегда можно зарядить смартфон или даже использовать как полноценный источник питания. В критической ситуации поможет завести двигатель. Главное, строго соблюдать полярность и правила использования пуско-зарядного устройства.

Пусковые устройства: пользуемся бустерами правильно!

Карманный аккумуляторный «пускач» в последние годы стал хорошо известным почти каждому автолюбителю гаджетом. А чтобы он всегда был готов к бою и не подвел в нужный момент, желательно понимать принципы его работы, а также знать и соблюдать ряд несложных правил использования и хранения.

Как устроено портативное пусковое устройство?

В принципе, начинка портативного пускового устройства, в простонародье именуемого «джамп-стартером», «бустером» или «пускачом», не слишком отличается от начинки пауэрбанка, который сегодня, в эпоху быстроразряжающихся смартфонов, лежит в кармане у каждого второго.

Главное отличие «пускачей» от телефонных пауэрбанков – чрезвычайно высокая токоотдача батареи, позволяющая кратковременно выдавать в пике ток в несколько сотен ампер, а также наличие защит от переполюсовки и короткого замыкания. Эти устройства выпускаются сегодня самыми разными брендами и неплохо себя зарекомендовали в автомобильной среде, реально выручая в ситуациях, когда аккумулятор сел, а ехать нужно срочно.

Для всестороннего рассказа о «джамп-стартерах» как о классе устройств мы взяли две литий-полимерные модели (Li-Po) от известной своими компрессорами марки BERKUT — более компактный JSL-12000 и более мощный JSL-20000:

Ток потребления стартера

Для начала немного познавательной информации – для многочисленной категории автовладельцев, которые до сих пор сомневаются в возможности гаджетов размером с пару пачек сигарет крутить автомобильный двигатель вместо привычной батареи массой 15-17 килограммов. «Как карманный «пускач» выдаст ток в 300-400 ампер, которые потребляет стартер?!» — возмущаются они, подозревая лукавство. Но на деле все достаточно просто и легко объяснимо.

Во-первых, начнем с тех самых пресловутых «сотен ампер» среднестатистического стартера. На такую величину ток подскакивает чрезвычайно коротким импульсом, лишь при страгивании ротора стартера с места. Сразу после того, как началось вращение, и шестерня бендикса придала движение коленвалу, средний ток потребления стартера среднестатистического легкового автомобиля падает до значений в несколько раз меньше пускового. Обычно исправный современный двигатель пускается секунды за полторы, а то и быстрее – после щелчка втягивающего реле аккумулятор отдает 250-300 ампер не более 0,1-0,2 секунды, после чего этот ток падает вдвое, а при начале устойчивого вращения якоря стартера – до 60-70 ампер.

Не все сегодня помнят выключатель массы под названием «ВК-318» — а ведь это популярнейшее устройство стояло в советские времена под капотом в каждой второй машине. И, к сведению, рассчитан тот выключатель был всего лишь на 50 ампер! Как же через него шли 200-300 ампер пускового тока? Да очень легко – именно потому, что реальный высокотоковый импульс крайне непродолжителен и не успевает перегреть даже контакты 50-амперного выключателя. Если представить процесс запуска мотора как токово-временную зависимость, в очень упрощенном виде получится подобный график:

Во-вторых, стандартный свинцово-кислотный аккумулятор автомобиля весит под два десятка кило вовсе не с целью отдать все ресурсы своей массы стартеру! После запуска мотора в батарее остаётся, упрощенно говоря, 95% ее энергии. Поэтому из любого автомобиля можно вынуть его штатный АКБ, поставить на его место батарею в 2-3 раза меньшей емкости, и двигатель, скорее всего, без особенных затруднений заведется. Избыточный запас емкости нужен для беспроблемной работы электросистемы авто при частых запусках и «минусовом» электробалансе, который возникает в холода и при постоянных коротких поездках, типичных для города. Если все эти нюансы убрать, то для «сферически-вакуумного» пуска почти любого мотора было бы достаточно батарей размером с два кулака. И в подтверждение этого возможности «джамп-стартера» весьма наглядно показывает нагрузочная вилка. Берем «пускач» BERKUT JSL-12000 и подключаем к вилке, спираль которой имеет сопротивление 0,05 ома:

При напряжении 12 вольт разрядный ток составит 12/0,05=240 ампер. Вольтметр, подключенный параллельно нагрузке, показывает падение напряжения с 12 вольт до 11, что является нормой для пуска мотора от традиционного свинцового АКБ!

Примеров проверок «бустеров» на реальных двигателях в интернете немало, но в большинстве из них «пускач» является вспомогательным, поскольку часть тока все же обеспечивает подсевший аккумулятор. В этой ситуации трудно оценить реальную эффективность портативного гаджета – особенно сомневающимся. Поэтому лучше всего способности карманного «пускача» демонстрирует полное отсутствие аккумулятора – если подключить устройство не параллельно штатной батарее, а ВМЕСТО нее. Эксперимент в целом неопасный, но все же не слишком корректный, поэтому для забавы проводить его не стоит – тем более, что мы все за вас уже сделали!

Снимаем минусовую клемму с батареи и подключаем к ней минусовой контакт «пускача». Холодный двигатель уверенно заводится раз за разом. BERKUT JSL-12000 с батареей емкостью 12 А/ч сделал 17 запусков подряд, BERKUT JSL-20000 с батареей 20 А/ч — 26 запусков. При том, что, собственно, пуск обычно нужен всего один!

Следи за контактом!

Многие владельцы «джамп-статеров» сталкивались при первых использованиях с неприятным казусом – гаджет новенький, свежезаряженный, а стартер почему-то не крутит…Все дело в плохом контакте «крокодилов» с клеммами. У стандартной клеммы автомобильного аккумулятора площадь контакта составляет не менее 500 квадратных миллиметров. А наброшенный на клемму «крокодил» касается ее лишь точечно, на площади в несколько квадратных миллиметров. Потери энергии слишком велики…

Вот как выглядят клеммы простой конфигурации, к которым подключиться легко:

А вот так выглядят клеммы сложной конфигурации, состоящие сплошь из углов и граней и частично закрытые пластиком:

Если исправный двигатель не крутится от «пускача», проблема, скорее всего, лишь в плохом подключении «крокодилов». Нужно шевелить их, меняя положение снова и снова, проверяя пуском и отыскивая точку хорошего контакта. В конечном итоге она будет обнаружена – главное, чтобы после этих поисков в «джамп-стартере» осталась энергия. Поэтому суперкомпактные «пускачи» с батареями емкостью 6 000-8 000 миллиампер-часов – не лучший выбор для сложных условий, когда совпадают и неудачные клеммы, и зимние холода.

Также не забывайте про выжим сцепления при повороте ключа, если у вас автомобиль с ручной КП (хотя у некоторых моделей непременный выжим обязателен в любой ситуации, поскольку через кнопку под педалью сцепления штатно идет разрешающий запуск сигнал). Выжим облегчит работу «джамп-стартера».

Держи в тепле!

Литиевые батареи чувствительны к температуре окружающей среды – это знает каждый, кто хоть раз забывал свой мобильник на морозе. Через пару часов вы найдете его либо разряженным почти в ноль, либо даже выключенным. Однако на «пускачи» этот факт в понимании многих почему-то не распространяется, хотя батареи в них, как правило, имеют ту же технологию… Увесистый брикетик «пускача» многим лень таскать с собой из дома в машину и обратно в ожидании, когда он понадобится, и его просто оставляют в бардачке или багажнике. В результате, полежав на морозе, гаджет разряжается, а его батарея частенько вздувается и приходит в частичную негодность. Ну и самое главное – устройство в критическую минуту просто не сможет выполнить ту задачу, ради которой и приобреталось…

Пусковые «бустеры» на основе литиевых батарей хранить зимой в автомобиле нельзя! Категорически! В теплое и условно теплое время года – можно, однако все же стоит контролировать степень заряженности – хотя бы раз в пару недель устройство нужно подзаряжать, даже если оно не использовалось. При соблюдении этих простых правил гаджет вас не подведет и выручит. Для наглядности же мы провели несложный, но убедительный эксперимент – полностью заряженный BERKUT JSL-12000 сутки провел в морозилке при температуре -17 градусов, после чего подключен к нашей нагрузочной вилке с сопротивлением 0,05 ома. Устройство, которое прежде выдавало ток более двухсот ампер с просадкой лишь на один вольт, подкачало – напряжение просело до 6-7 вольт. Запуск мотора «джамп-стартером», который полежал в машине на морозе, невозможен, это надо знать!

Заряжаем гаджеты!

Большинство «джамп-стартеров» помимо основной функции пуска двигателя включают в себя еще и USB-гнездо и фонарик для подсветки подключения к АКБ в темноте. Но у современных «пускачей» коммуникационные возможности гораздо шире — не зря они поставляются в приличного размера «кейсах», ибо в комплекте с множеством аксессуаров являются еще и многофункциональными мобильными зарядными станциями для практически любых гаджетов. Ведь заряжать разные портативные устройства от гнезда прикуривателя очень часто неудобно, поскольку на большинстве машин питание на прикуриватель или 12-вольтовую розетку подается лишь после поворота ключа зажигания. А порой бывает, что нужно оставить устройство зарядиться, вынув ключ и заперев двери. При использовании «пускача» гаджеты можно заряжать мощно, быстро и в любом месте. Например, если вы оставляете машину без присмотра, заряжающийся ноутбук можно пристроить в багажник!

BERKUT JSL-12000 имеет на корпусе два гнезда USB на 1 и 2 ампера, а также два гнезда под штыревой разъем – 12 вольт/10 ампер и 19 вольт/3,5 ампера. Шнуры и переходники, идущие в комплекте, позволяют заряжать практически любые современные ноутбуки с 19-вольтовым аккумулятором (самое распространенное напряжение), а также смартфоны и планшеты с коннекторами microUSB, USB Type C и Apple Lightning.

BERKUT JSL-20000 имеет иной зарядный потенциал и иную комплектацию. Он интересен поддержкой стандартов быстрой зарядки Quick Charge и USB Type C. На его корпусе имеется два гнезда USB Quick Charge на 5/9 вольт, а также гнездо USB Type C, способное выдать совместимым устройствам напряжение 5/9/12/15/20 вольт, после того, как заряжаемый гаджет через зарядный шнур обменяется с «пускачом» информацией о поддерживаемых им стандартах напряжения.

Также у BERKUT JSL-20000 есть и штыревой разъем 12 вольт/10 ампер, в который вставляется переходник с розеткой, а-ля прикуриватель. С его помощью можно питать любые автомобильные гаджеты с соответствующим штекером. Например, использовать видеорегистратор в качестве камеры вне машины – вдруг потребуется!

Езжай за новой батареей!

Вернемся к автомобильному аккумулятору. Свинцово-кислотные АКБ очень плохо переживают глубокий разряд. А если он вдобавок еще и зимний, и длительный – то пиши пропало. Приехать вечером, забыть в машине включенный потребитель энергии и столкнуться с разряженным АКБ наутро – в такой ситуации шанс у батареи на восстановление после отогрева и заряда еще есть. Но если вы зимой оставили машину припаркованной на дальней стоянке или в неотапливаемом гараже с включенными габаритами на недельку и, вернувшись, не увидели даже тусклого свечения ламп на приборной панели – батарея практически гарантированно не жилец! Сульфатация и замерзание электролита повреждают АКБ настолько, что она безвозвратно теряет от половины своей емкости. Переживший подобное аккумулятор очень плохо принимает и держит заряд и подведет в любой момент – после запуска двигателя «пускачом» вам, в общем-то, нужно отправляться в магазин за новой батареей.

«Джамп-стартер» поможет вам «не остаться без колес», успеть туда, куда вы спешили, и гарантированно завестись для обратной поездки. В принципе, таким макаром даже можно несколько дней покататься на убитом аккумуляторе, заводясь при необходимости от «пускача», которого легко хватает на полтора-два десятка пусков … Но по-хорошему, чем скорее вы замените батарею на новую – тем лучше.