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.

Как завести автомобиль пуско-зарядным устройством

В жизни автовладельца случается очень много разнообразных неприятностей, каждую из которых приходится преодолевать. Среди них и невозможность запуска двигателя по довольно простой и банальной причине – «села» аккумуляторная батарея. То есть, она получила глубокий разряд и не способна раскрутить коленчатый вал, чтобы произошел пуск мотора.

Произойти такая неприятность может по разным причинам:

• Естественный износ АКБ;
• Аккумулятор «замерз» (при сильных морозах активность химических реакций в батарее сильно снижается, плотность электролита падает и АКБ просто не может выдать достаточный по силе тока разряд);
• Халатность (забытые на ночь включенные электроприборы расходуют разряд. Дело сильно усугубляется в зимний период).

В результате водитель утром получает лениво ворчащий мотор или вообще просто щелканье реле стартера, без включения в работу силового электродвигателя. И, как всегда, это случается в самый неблагоприятный момент, когда машинка очень нужна.

Вариаций решить такую проблему несколько:

• попытаться завести мотор «с толкача» (не подходит для машин, оснащенных АКПП);
• «прикурить» от другой машины (действенный метод, но потенциально опасен, поскольку современные авто оборудованы большим количество электроники и любая ошибка может привести к критическим повреждениям электрооборудования);
• использовать специальное оборудование – пуско-зарядное устройство (ПЗУ).

Последний метод – один из самых оптимальных, но требуется наличие такого прибора. Благо, рынок автомобильных аксессуаров не испытывает недостатка в таком оборудовании и приобрести его несложно.

Чем можно завести машину

Но вариантов таких устройств большое количество, поэтому необходимо сначала определиться, какой из приборов будет оптимальным для вашего авто.

Все эти устройства можно подразделить на 3 вида:

1. пуско-зарядные
2. зарядно-предпусковые
3. пусковые

Видео: Пуско-зарядные устройства Carku 37 и Carku 43 Обзор

Разновидности пуско-зарядных устройств, их особенности

Пуско-зарядное устройство – оборудование, совмещающее в себе две функции. То есть его можно использовать как обычный прибор для подзарядки. Но при надобности он переводится в режим, когда ПЗУ будет выдавать токи большой силы, так называемые – пусковые. Остается только подключить прибор к бортовой сети и завести мотор. Но при этом должны соблюдаться определенные правила использования, чтобы при попытке запустить силовую установку не причинить вред электрооборудованию.

Вариаций ПЗУ очень много, и основное различие у них сводится к особенностям конструкции. Сейчас выпускаются пуско-зарядные устройства следующих типов:

• Импульсные
• Трансформаторные
• Конденсаторные

1. Импульсные

Импульсные аппараты отличаются тем, что при воздействии высокочастотных импульсов происходит понижение и преобразование напряжения. При этом такие приборы не способны выдать пусковые токи очень больших значений. Это сказывается на особенностях работы в пусковом режиме.

Чтобы обеспечить пусковой разряд, такое устройство работает в паре с аккумулятором. Чтобы было понятнее, рассмотрим на таком примере: батарея разряжена, но не полностью, и способна выдать пусковые токи в 100 А, а для нормальной работы стартера необходимо 150 А, то есть заряда батареи явно недостаточно. Но зато имеется импульсное ПЗУ, выдающее в режиме пуска 60 А. Подключаем устройство к АКБ в результате на выходе из этой спарки получаем 160 А, что более чем достаточно, чтобы завести мотор.

В итоге выходит, что импульсное устройство способно лишь дополнить аккумулятор. В случае очень глубокого разряда аккумулятора завести машину не получится, придется вначале немного зарядить батарею. Зато такие аппараты компактны, что делает их вполне неплохим вариантом для использования.

2. Трансформаторные

Трансформаторные – классический вариант. Преобразование электроэнергии производится понижающим трансформатором. Но в отличие от обычного зарядного устройства, в пуско-зарядных используется мощный трансформатор с усиленной обмоткой, что позволяет ему выдерживать значительные нагрузки, а количество витков позволяет регулировать выходные токи в значительном диапазоне, что и дает возможность на выходе получить пусковые токи.

Такое устройство запросто может завести мотор даже без АКБ, но делать так не стоит, батарея должна обязательно присутствовать и подключение к бортовой сети ПЗУ должно проводиться через нее. Все потому, что в момент запуска в сети от генератора образуются сильные скачки напряжения, и АКБ в этом случае выступает в роли демпфера, то есть принимает их все на себя. Если делать запуск без аккумулятора – высока вероятность повреждения ПЗУ этими скачками. Основным недостатком таких устройств является достаточно большие габариты и вес из-за усиленного трансформатора.

3. Конденсаторные

Конденсаторные пуско-зарядные устройства в своей конструкции используют конденсаторы. Вся работа такого устройства сводится к тому, что сначала заряжаются конденсаторы, а во время запуска они отдают энергию. Причем заряд от этих элементов достаточно мощный, чтобы завести мотор. Но такие приборы встречаются редко.

Зарядно-предпусковые приборы

Зарядно-предпусковые устройства вообще не рассчитаны на выдачу токов большой мощности. То есть, запуск двигателя от них не производится. Техника запуска мотора от такого прибора несколько иная, чем от пуско-зарядного. Особенность зарядно-предпусковых устройств заключается в том, что они могут работать в режиме подачи токов повышенных значений. К примеру, для подзарядки АКБ емкостью 65 Ач необходим ток в 6,5 А (10% от номинальной емкости). Но можно прибор перевести в режим, когда на выходе будет 20 А. В результате получим интенсивную зарядку батареи.

То есть, при помощи зарядно-предпускового прибора просто «разгоняется» аккумулятор, после чего от нее можно завести мотор. Но при этом интенсивная зарядка негативно сказывается на самой батарее.

Видео: Испытание портативного пуско-зарядного устройства S-START

Пусковые приборы

Последний тип – пусковые устройства (они же – аккумуляторные или «бустеры»). У таких приборов в конструкции используется аккумулятор, который и позволяет запускать мотор. Причем эти бустеры могут использовать в своей конструкции самые разные батареи – от обычных кислотных необслуживаемых до литий-полимерных, которые сейчас стали очень популярны (так называемые «PowerBank»).

Работают пусковые устройства по тому же принципу, что и импульсные пуско-зарядные устройства, то есть они просто дополняют заряд АКБ своим, что и позволяет завести машину.

Достоинства и недостатки

Исходя из указанной информации, приборы можно разделить на:

• Стационарные (пуско-зарядные, зарядно-предпусковые);
• Мобильные (пусковые).

К преимуществам первых относится:

1. комбинированная работа (заряд батареи и пуск мотора, они также могут иметь и другие полезные функции);
2. более стабильная работа, поскольку они работают сети;
3. возможность многоразовых попыток запуска.

Основным же недостатком стационарных средств является все та же надобность к подключению к электросети.

Мобильные же устройства можно всегда возить с собой, что дает возможность запустить мотор с севшим АКБ в любом месте. Они часто имеют дополнительные выходы для зарядки всевозможных гаджетов (телефонов, планшетов). Отличаются компактностью.

Недостатком же их является надобность в периодическом подзаряде батареи прибора и постоянным слежением за уровнем заряда. К тому же они не могут выполнять роль зарядного устройства для АКБ авто.

У каждого из указанных приборов имеются свои определенные правила использования, поэтому обязательно следует ознакомиться с инструкцией пользователя. Но всё же имеются общие правила использования, которые ниже рассмотрим.

Как завести машину от ПЗУ

Для начала возьмем импульсное пуско-зарядное устройство. Итак, есть такой прибор и автомобиль с разряженным АКБ. Далее действия таковы:

1. Машину ставим на ручник. Открываем капот, если есть на клеммах аккумулятора защитные резиновые накладки – приподнимаем их и уводим в сторону.
2. ПЗУ устанавливаем рядом с АКБ (снимать его и отсоединять от бортовой сети не нужно), но так, чтобы прибор стоял надежно, желательно попросить кого-то подержать его.
3. «Плюсовой» провод ПЗУ подключаем к соответствующей клемме батареи. Затем подключаем «минусовой» провод. Здесь нужно быть очень внимательным, чтобы выводы не «переплюсовать». Также следует проследить, чтобы провода не соприкасались с подвижными частями мотора.
4. На ПЗУ устанавливаем режим «пуск», чтобы обеспечить на выводах пусковые токи.
5. Подключаем прибор к сети, а затем включаем его в работу.
6. Садимся в авто и делаем пробный запуск. При этом нельзя долго крутить стартер, попытка должна длиться 4-5 секунд. Если в первого раза не завелась, ждем пару минут, чтобы АКБ восстановила заряд, и пробуем снова.
7. Если при первой попытке замечено, что стартер все равно «крутит» слабо, это значит, что батарея сильно разряжена и авто не завести. Поэтому отключаем прибор, переводим его в режим «зарядка» и подзаряжаем АКБ, чтобы хоть немного восстановить ее заряд. При этом не нужно давать полный цикл зарядки, достаточно его немного восстановить.
8. После подзарядки снова включаем прибор в режим «пуск» и пытаемся завести машину.

Видео: ЗАВОДИМ МАШИНУ БЕЗ АКБ

Запуск при помощи зарядно-предпускового прибора

Правила запуска мотора при помощи зарядно-предпускового устройства такие:

1. Машина — на ручник, открываем капот.
2. К аккумулятору подключаем прибор и ставим режим «интенсивной зарядки». Ждем, пока на индикаторе не покажет напряжение АКБ в 15 В, после чего пробуем завести машину.
3. Если с первого раза не удалось, снова ждем, пока напряжение не поднимется до нужного значения, после чего повторяем попытку.