Как найти утечку тока в автомобиле мультиметром

Неприятная ситуация для автомобилиста – надо срочно ехать, а автомобиль не заводится по причине разряженного аккумулятора. Причиной этого бывают разовые и явные ошибки (не выключенное световое оборудование и т.п.), но если видимых проблем нет, а ситуация повторяется вновь и вновь, АКБ регулярно садится даже после непродолжительной стоянки – надо проверить утечку тока аккумулятора.

Основные причины повышенной утечки

Чтобы проще было понять суть проблемы, можно ввести аналогию аккумулятора с классическим бассейном с несколькими трубами из математической задачи. По одной трубе вода в бассейн втекает – это ток заряда. По другой (или нескольким) вода вытекает. Это разрядный ток, или сумма токов ко всем потребителям. Если зарядный ток намного превышает разрядный, бассейн будет наполняться до краев, и в любом случае в нем будет в наличии вода (запас энергии) для питания потребителей. Если выходных труб много или расход по ним больше (много нагрузок с высокой мощностью потребления), то уровень воды будет пополняться медленно, или вообще будет только снижаться (если ток разряда будет больше тока заряда). Поэтому причины ситуации, когда аккумулятор разряжается, можно разделить на две группы:

• недостаточно энергии заряда (мало воды поступает в бассейн);
• чрезмерный ток разряда (много воды расходуется).

Для дальнейших поисков неисправности важно определить изначальный фактор неправильной работы системы электроснабжения.

АКБ не успевает заряжаться

Аккумулятор заряжается тем быстрее, чем выше зарядный ток (и одновременно ниже разрядный). Этот зарядный ток задается разностью напряжений между бортсетью автомобиля и зажимами аккумулятора (10,8..12,6 вольт в зависимости от уровня заряда). Главным источником электроэнергии в машине является генератор – он обеспечивает машину энергией во время движения (аккумулятор работает при запуске двигателя и во время стоянки с заглушенным мотором). Хотя напряжение генератора стабилизировано с помощью регулятора, оно все же имеет допустимые пределы, которые в норме составляют от 13,5 до 14,5 вольт. Фактический уровень зависит от нагрузки и от оборотов двигателя, большее значение соответствует более высокой частоте вращения, более низкое – холостому ходу. По этим причинам АКБ на холостых оборотах заряжается медленнее.

К тому же генератор выходит на номинальную мощность при определенных оборотах, которые всегда выше холостых. Поэтому оптимальный режим для подзаряда батареи – постоянная равномерная езда. В городских условиях это не всегда достижимо, поэтому в обстановке перманентных пробок складываются не самые благоприятные условия для восстановления уровня энергии в АКБ. А если при этом еще включены мощные нагрузки (световое оборудование, аудиосистема и т.п.), может получиться так, что расход энергии превысит приход, и батарея вместо заряда будет подпитывать бортсеть и разряжаться (в лучшем случае заряжаться крайне медленно).

Другой вариант – некоторые водители при остановках в пробках, на железнодорожных переездах, у светофоров и т.п. любят глушить двигатель. Это на самом деле дает некоторую экономию топлива, но пусковой ток даже при горячем моторе составляет десятки ампер. Пусть процесс запуска длится несколько секунд, но если это делать часто, то энергия аккумулятора будет расходоваться в повышенном режиме. В сочетании с остальными факторами (мощные потребители, езда в пробках и т.п.) это может привести к превышению разряда над зарядом.

Неисправная проводка или генератор

Бывает так, что генератор выдает пониженное напряжение, которого перестает хватать для нормального подзаряда АКБ. В большинстве случаев причин неисправностей две:

• вышел из строя регулятор напряжения;
• выгорел диод (или несколько) в выпрямителе генератора (в диодном мосте).

В этих случаях проблема легко диагностируется и лечится заменой неисправного элемента.

Могут быть и прочие неисправности – например, подклинивание (или полное заклинивание) подшипника источника электроэнергии. В этом случае, скорее всего, будет слышен характерный свист проскальзывания ремня привода генератора. А в целом понижение напряжения бортсети можно заметить по уменьшению яркости осветительных приборов и сбоям в работе автомобильной электроники. При первых подозрениях надо замерить напряжение на клеммах генератора. Если оно ниже нормы, генератор вообще может превратиться из источника энергии в потребителя, усугубляя проблему.

Другая причина, по которой подзаряд может замедлиться или отсутствовать вообще – окисление контактов силовой цепи. Это может привести к росту переходных сопротивлений, увеличению падения напряжения в месте контакта, как итог – уменьшение напряжения на потребителях. Наибольший эффект дают окисленные контакты на клеммах аккумулятора, генератора. В меньшей степени – на терминалах стартера и втягивающего реле. В последнем случае процесс пуска может затянуться, что приведет к большему разряду АКБ.

Большое потребление при выключенном зажигании

Часть потребителей в машине запитана всегда, даже когда двигатель остановлен и зажигание выключено. Если таких нагрузок слишком много, аккумулятор разрядится быстрее, ему потребуется длительная зарядка во время езды. Иногда в результате ошибки некоторые потребители подключаются в обход замка зажигания – например, активные антенны для радиоприема, сервисные устройства и т.п. Они также могут создавать проблемы с уровнем запаса энергии в АКБ.

Норма утечки тока в аккумуляторе автомобиля в режиме покоя

В первую очередь, ток в режиме покоя идет внутри батареи. Это явление называется саморазрядом, и нормальным считается ток около 1% от емкости АКБ – если аккумулятор отключен. Также во время стоянки с выключенным двигателем энергию потребляют и другие нагрузки, поэтому допустимым считается 4%..5% от емкости АКБ. Так, для АКБ емкостью 55 А*ч нормальным будет считаться ток в 0,270 А (270 мА). Несложно посчитать, что при такой утечке АКБ полностью разрядится за 40-50 дней стоянки (если не снять клемму с аккумулятора, в этом случае будет присутствовать только саморазряд).

Утечка может увеличиться, если подкапотное пространство загрязнено – грязь между клеммами может иметь небольшую электропроводность и дать еще несколько процентов к паразитному току. Следует понимать, что понятие нормальной утечки не прописано в технической документации, и может для разной конфигурации схемы электроснабжения быть разным. Основной критерий – чтобы автомобиль можно было завести после стоянки обычной длительности. Если не предполагается использование авто в течение долгого срока, лучше снять АКБ или отключить одну из клемм.

Схема протекания тока

При остановленном двигателе все электрооборудование автомобиля запитывается от аккумулятора. Часть устройств работает независимо от положения ключа зажигания. Обычно это:

• противоугонное устройство;
• часть светосигнального и звукового оборудования.

Протекание тока через них указано зеленой линией. Остальные получают питание только при включении зажигания – путь тока обозначен синей линией.

Знание конкретной схемы будет полезно при поиске нештатного потребителя – все нагрузки можно разделить одним поворотом ключа.

Если двигатель запущен, то питание осуществляется от генератора. Ключ зажигания при этом замкнут, и появляется еще один потребитель – аккумулятор.

Какой инструмент подготовить для проверки

Основной инструмент для поиска утечек – амперметр. Очень удобно использовать мультиметр с клещами постоянного тока – они позволяют делать замеры без отключения проводов. К тому же их действие основано на эффекте Холла, который позволяет различать направление тока, что бывает критически важно при обнаружении утечек.

Если их нет, можно применять и обычный тестер в режиме амперметра, но здесь понадобится еще и инструмент для отсоединения и присоединения проводов, и вся процедура будет гораздо более трудоемкой.

Алгоритм поиска утечки

Чтобы найти утечку, в первую очередь надо снять аккумулятор и зарядить его от стороннего ЗУ до номинального напряжения. После установки на место, надо, не включая зажигания, измерить ток, потребляемый бортовой сетью авто. Если он превышает допустимое значение, надо искать нештатного потребителя. Для этого можно замерять ток на плюсовом проводе к каждой нагрузке или просто поочередно отключать устройства, контролируя общий ток и определяя вклад в него от каждого устройства. Так можно обнаружить нагрузку, которая потребляет излишнюю энергию.

Если такой потребитель не найден, надо завести двигатель и измерить напряжение на генераторе. Оно должно быть в указанных выше пределах (и однозначно выше напряжения аккумулятора). Также полезно проверить направление тока – он должен вытекать из генератора и втекать в АКБ. Если нет – надо искать причину. В первую очередь надо визуально осмотреть контакты силовой цепи (это можно сделать с самого начала, при первом осмотре подкапотного пространства).

Если обнаружено окисление или ржавчина на контактирующей поверхности, надо снять клеммы, счистить рыхлый слой загрязнения. Плотный слой удаляется напильником или наждачной шкуркой соответствующей степени зернистости.

Если окисления нет или его удаление не помогло, есть повод подозревать неисправность генератора. Заедание подшипников можно проверить самостоятельно, откинув ремень генератора и прокрутив ротор рукой. Он должен вращаться легко и плавно, без заеданий и посторонних шумов. Выгорание диодного моста иногда можно обнаружить визуально. Также его можно проверить мультиметром – каждый диод отдельно.

Если все в порядке, надо попросить кого-нибудь нажать педаль газа (а в автомобилях с тросовой проводкой педали топливной заслонки можно увеличить обороты самостоятельно) и определить уровень напряжения на аккумуляторе. Он должен повыситься, но оставаться в пределах нормы. Если нет – повод для диагностики генератора.

Далее надо включить всех потребителей, которые обычно включены при езде (музыка, освещение и т.п.), и проверить общее потребление. Если оно выше нормы – надо принимать решение об отключении части из них или замене генератора на более мощный.

Рекомендуем: Как из блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Замер аккумулятора

Кроме двух перечисленных причин (слабый заряд и чрезмерное потребление) бывает и третья – потеря емкости аккумулятором (объема бассейна недостаточно для обеспечения водой всех потребителей). Этот процесс естественен и необратим, его можно замедлить правильной эксплуатацией аккумулятора и ускорить неграмотной, но рано или поздно всем батареям приходит конец.

Проверить состояние АКБ можно во время зарядки от внешнего ЗУ. Полностью разряженная, но исправная батарея емкостью от 55 А*ч будет запасать энергию от зарядника в режиме стабилизированного напряжения как минимум несколько часов. Если весь процесс стал занимать гораздо меньшее время (иногда хватает и часа), это означает потерю аккумулятором емкости. Его пора менять.

Можно произвести точный замер фактической емкости АКБ методом контрольного разряда. Для этого надо полностью зарядить батарею и собрать несложную схему из аккумулятора, измерительных приборов и нагрузки, в качестве которой удобно применять автомобильные лампы на 12 вольт. Можно включить одну лампу, можно несколько параллельно. Чем больше общая мощность ламп, тем быстрее разрядится батарея.

Чтобы разрядить аккумулятор с фактической остаточной емкостью, например, 24 А*ч (около половины), понадобится ток в 1 А и лампа мощностью около 12 ватт. Исходя из этого и желательной скорости разряда, можно выбрать мощность нагрузки. Окончание разряда можно определить по погасанию лампочек и измерением напряжения тестером – полным разрядом считается выходной уровень АКБ 10,8 вольт (все, что ниже — глубокий разряд, сокращающий ресурс аккумулятора). Умножением времени разряда на ток (он вычисляется, как мощность всех ламп, деленная на 12 вольт), можно узнать фактическую емкость АКБ.

Видео

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

В целом же поиск утечки тока – процесс достаточно творческий. Причина может быть нестандартной и совершенно непредсказуемой. Поэтому основным фактором успеха является не только наличие приборов и схемы электроснабжения автомобиля, а еще и достаточный уровень понимания процессов, происходящих в системе электрооборудования.