Не хочу и не могу: чем опасно низкое напряжение в бортовой сети

Электрика в автомобиле иногда может капризничать, это известный факт. Но есть ещё и печальный факт: разбираться в её капризах часто довольно мучительно, и даже не всегда сразу понятно, что в каких-то ситуациях виновата именно она, а не механическая неисправность. А такое бывает: почему это, например, машина вдруг стала трястись на низких оборотах? Что это – свечи, катушки , опоры двигателя, подсос воздуха? Возможных причин много, и часть из них имеет механическое происхождение, а часть – электрическое. И низкое напряжение в бортовой сети – из второй категории.

Что такое норма?

Вспомним, какое напряжение нужно считать нормальным. Кажется, что тут всё просто: есть отечественный ГОСТ Р 52230-2004 «Оборудование автотракторное», в котором сказано: «Номинальные параметры для потребителей тока, используемых при работающем двигателе, следует устанавливать при напряжении, выбираемом из ряда: 6,7; 13,5; 27,0 В». На всякий случай поясним, что в этом же ГОСТе прописаны нормы номинального напряжения системы электрооборудования, которое может составлять 6, 12 или 24 В. Ну и в случае с 12-вольтовой бортовой сетью номинальное напряжение для потребителей тока при работающем двигателе должно быть именно 13,5. Отклонения допустимы, и в ГОСТе оговорено, что электроника должна сохранять работоспособность при изменении рабочего напряжения от 0,9 до 1,25 номинального значения. 

Итак, 13,5 В – это минимальное напряжение, которое должно быть в бортовой сети, нормальное – 13,8-14,2 В. С максимальным напряжением чуть сложнее, и его можно было бы не трогать в рамках этого материала, но мы тронем: есть некоторые нюансы, без которых логика повествования будет нарушена.

Формально максимальным напряжением в бортовой сети большинства автомобилей считается 14,8 В. Но на самом деле оно сейчас бывает и выше – до 15,5, в некоторых случаях даже до 17 В. Причина вполне понятна: в современной машине слишком много потребителей, поэтому привычные нам 14 вольт не всегда способны более-менее стабильно зарядить аккумулятор. Полностью его зарядить они никогда не были способны (для этого нужно напряжение выше 16 В, которого в автомобиле нет), а со всеми подогревами, климат-контролями и планшетами на половину передней панели им этого не сделать и подавно. Особенно сложно это даётся зимой. Что мы делаем после того, как запустим в мороз двигатель? Правильно, включаем подогревы зеркал, сиденья, стёкол. А ещё – печку и музыку, чтобы согреваться по-царски, а не как водитель КрАЗа. А ведь аккумулятор мало того, что только что пережил серьёзное испытание пуском холодного мотора, но и сам остывший, а значит, толком не принимающий зарядку. А если впереди после этого его ждёт короткая поездка на пару километров до работы, потом – остывание, снова холодный пуск и обратные два километра до дома, то его можно только пожалеть. Разумеется, в таком режиме он будет постепенно разряжаться, и никакие 13,8 В его не спасут. Гибель, конечно, оттянут, но не более. Какой выход? Конечно же, поднимать напряжение.

Раньше напряжение в бортовой сети было серьёзно ограничено двумя факторами. Первый – сурьмянистые АКБ прошлого очень быстро закипали, если подать на них слишком высокое напряжение. Современные кальциевые аккумуляторы отличаются более высоким напряжением газовыделения, поэтому немного более высокое напряжение в сети переживают спокойно, зато заметно лучше заряжаются от генератора. Вообще-то, кипение для сурьмянистых аккумуляторов – это не больно-то и опасно, всегда можно долить дистиллированную воду и вернуть необходимые плотность и объём электролита до нормы, но современные водители, ареометр и электролит совмещаются не очень хорошо. Да и в целом машины становятся менее капризными (хотя и более сложными), и заставлять водителя прыгать около АКБ с бутылкой дистиллированной воды в руках – это моветон. Так что кальциевые аккумуляторы – это просто находка, которая в тому же сняла первое ограничение на хотя бы небольшой рост напряжения в бортовой сети.

Второй ограничивающий фактор – это механизм регулировки напряжения. Если раньше для этого использовалось исключительно реле-регулятор, то сейчас напряжением заведует электронный блок управления. То есть, компьютер, который имеет возможность менять напряжение в определённых пределах. Например, блок может повысить напряжение, если включены мощные потребители или зимой сразу после холодного пуска для более быстрого восстановления АКБ. Это, конечно, прекрасно, но у этой медали есть и обратная сторона: теперь ЭБУ часто сам решает, какое напряжение считать низким. И иногда творит такие чудеса, что водитель не всегда может понять, чего от него хочет этот электронный мозг и в чём причина его странного поведения.

От простого к сложному

Чем проще были машины, тем предсказуемее были и последствия низкого напряжения. Если оно совсем низкое (то есть, сел аккумулятор), всё совсем просто: машина не заводится. В лучшем случае щёлкает стартер, приборка моргает, и на этом всё. Если АКБ сел ещё не совсем, но уже очень устал генератор, на холостых оборотах можно было заметить, как мерцают фары, лампам которых не хватает напряжения для устойчивой работы. Могли замедлить свою работу стеклоподъёмники и дворники. Со временем генератор (обычно причина была в нём) выдавал всё меньше и меньше напряжения, АКБ не заряжалась совсем, и в один прекрасный момент приходили к пункту 1: щелчки стартера, говорящего «не хочу и не могу», и всё – приехали. Правда, в большинстве случаев водитель мог догадаться, что с зарядкой что-то не то: об этом сигнализировала горящая лампа зарядки аккумулятора. Или хотя бы тлеющая вполнакала, что бывало, если начинал помирать диодный мост генератора. Сейчас всё стало намного сложнее. 

Не будем разбираться в причинах низкого напряжения – сейчас это не важно. Важно понять, что будет происходить в этом случае с машиной. А происходить может всякое.

Если ЭБУ увидит, что напряжение стало ниже нормы, он попытается пойти по двум путям решения проблемы. Первый путь предполагает, что падение напряжения было вызвано либо включением мощного потребителя, либо оно показалось блоку управления не слишком значительным (такое может быть в начальной стадии износа щёток генератора). В этом случае первое, что придумает блок управления, это поднять холостые обороты. Алгоритм в зависимости от производителя автомобиля может быть разным: в некоторых моделях обороты поднимаются на определённое количество (например, на 50 об/мин, что обычно считают достаточным), в некоторых – на заложенный процент от холостых. Если этого достаточно, чтобы компенсировать падение напряжения, блок управления считает, что он молодец, и никаких лампочек на приборной панели не зажигает. Хотя может так быть, что виноват в этом изношенный генератор, и нормой такое пониженное напряжение считать уже нельзя. 

Как ни странно, водитель обычно такому решению ЭБУ часто даже рад: немного повышенные обороты способны сделать машину чуточку комфортнее из-за снижения вибрации на слишком низких заводских холостых оборотах (что бывает, например, на Honda или многих корейских автомобилях). Вроде бы проблема, о существовании которой водитель даже не подозревает, решена. На самом деле, конечно, нет: повышенные холостые обороты ведут к росту расхода бензина, а главное – износ генератора всё же прогрессирует, и когда-то вся эта история всё равно закончится горящей лампочкой зарядки. Впрочем, до этой лампочки могут появиться и другие последствия слишком низкого напряжения.

В первую очередь, конечно, будет страдать аккумулятор, который станет получать всё меньше и меньше зарядки и когда-то откажется крутить стартер. А если в машине стоит слишком умная охранная система, то может взбрыкнуть и она: сильная просадка напряжения в её мозгах может выглядеть как попытка взлома, и она на всякий случай может, например, заблокировать бензонасос. Тут поможет зарядка АКБ, после чего временно напряжение будет казаться блокам управления более-менее нормальным и не вызывающим серьёзного опасения.

Однако дальше ЭБУ начнёт понимать, что что-то идёт не так. Повышение холостых оборотов не помогает, надо что-то делать, поэтому начинается вторая часть Марлезонского балета. Так как ЭБУ – железка, то и логика у него железная: надо отключить что-то из потребителей. Внезапно одновременно перестали работать несколько подогревов? Можно почти уверенно сказать, что дело в пониженном напряжении. Особенно если эти подогревы с точки зрения ЭБУ не слишком важные. Например, лобового стекла, форсунок омывателя или руля. 

Если эти меры не помогают, могут отключиться музыка и климат-контроль. Отмечу, что порядок отключения потребителей на разных машинах отличается, но при этом у всех в такой ситуации уже будет гореть либо лампочка зарядки, либо появится ошибка напряжения. Кроме того, интеллектуальной зарядки больше не будет: генератор в принудительном режиме будет давать всё, что есть, хотя принцип интеллектуальной зарядки предполагает, что ему не надо работать в полную силу, если этого не требуется в данный момент. И ещё один важный момент: не всегда причина таких массовых отключений кроется в действительно низком бортовом напряжении. Иногда в этом виновато отсутствие сигнала на генератор о потреблении тока. Если на генераторе есть сигнальный провод, сначала лучше проверить его. Если он отгнил или окислился, то даже при наличии уверенных 14,2 В с генератора на панели всё равно загорится лампочка зарядки и будут отключены некоторые потребители. 

Это довольно распространённая неприятность, знакомая владельцам не только GM и Ford (они с этим сталкиваются чаще остальных), но и многих других автомобилей. Причём интеллектуальная зарядка, умеющая выключать что-то из потребителей при низком напряжении в сети или при ошибке сигнала, а также не давать высокого напряжения тогда, когда того не требуется, – это не атрибут самых новых и дорогих машин. Она была и у Chevrolet Cruze, и Ford Focus 2 и 3, на недорогих японских автомобилях, а потом похожая система IBS использовалась и на корейских машинах, включая совсем уж бюджетные Kia Rio и Hyundai Solaris.

А если автомат?

Как мы только что говорили, если ЭБУ «видит» слишком низкое напряжение, он пытается снизить потребление тока. Однако при этом ни один производитель автомобилей не станет писать алгоритм так, чтобы отключение потребителей делало управление машиной более опасным. Поэтому может отключиться обогрев форсунок стеклоомывателя, но не электроусилитель руля. А ведь ему тоже нужен ток, да и не только ему. Поэтому нет ничего удивительного в том, что низкое напряжение зачастую приводит к накоплению ошибок в самых разных системах. Часто в логах можно увидеть ошибки и ЭУРа, и даже АКП. Причём значок неисправности трансмиссии (в народе – «шестерёнка») может загореться и на приборной панели. 

Пониженное напряжение всегда вызвано неисправностью, которая прогрессировать может, а устраниться сама по себе – нет. Со временем вольтов в бортовой сети становится всё меньше, а ЭБУ, помня об опасности остаться без ЭУРа или другой полезной штуки, в один момент просто откажется запускать мотор. Причём иногда напряжения для этого теоретически хватить ещё может, но блок управления посчитает, что лучше ехать по своим делам на такси или на автобусе, чем на не совсем исправной машине. 

К сожалению, в современных автомобилях практически не осталось толковых приборов, которые показывают то, что происходит на самом деле, а не то, что им велит показывать ЭБУ. Вместо честного вольтметра или амперметра на приборке осталась одна лампочка, которую зажигает блок управления в совсем критической ситуации – когда зарядки уже совсем нет. Отследить фактическое напряжение сложно, и многим остаётся лишь ставить в прикуриватели те вольтметры, которые за небольшие деньги можно купить во многих магазинах. Особой точностью они похвастаться не могут, но всё-таки рассказывают о величине напряжения больше, чем лампочка на приборке. И это не очень хорошо, потому что вовремя замеченное пониженное напряжение может предотвратить самое простое и печальное последствие: быстрый выход из строя аккумулятора. Постоянный недозаряд АКБ сильно снижает её ресурс, а если допустить глубокий разряд, можно добить батарею совсем быстро. И это, пожалуй, самое неприятное из того, что может сотворить хронически низкое напряжение в бортовой сети.