Нагрузочная вилка

Нагрузочная вилка. Назначение, виды, правила пользования, целесообразность приобретения

Автолюбители со стажем помнят, что в их гараже обязательно находилась нагрузочная вилка. С ее помощью контролировали состояние банок аккумуляторной батареи, их емкость. В процессе эксплуатации емкость аккумуляторной батареи уменьшается. Это происходит из-за разрушения пластин, процессов сульфатации. Действительно, свинцовые пластины постоянно находятся в агрессином электролите. Если такой электролит попадает на одежду, то через некоторое время на ней появляется дыра. Пластины также разрушаются при протекании экстремальных токов при запуске двигателя.

У меня в 80-х прошлого века была такая вилка и еще ареометр автомобильный. Я лично перебирал аккумуляторные банки, практически на каждой станции были штатные аккумуляторщики. Я уже, по-моему, писал на Буруме, что когда нас на СТО спрашивают «где можно найти хорошего аккумуляторщика», мы отвечаем, — «на кладбище».

При запуске мощного движка пиковый ток может достигать 500 и более Ампер. Для примера, смертельным для человека считается ток более 0,1 Ампера. Правда, при расчетном сопротивлении тела человека 1 кОм для достижения такого тока к телу необходимо приложить напряжение порядка 1000 Вольт. Но сейчас не об этом. Главный вопрос – нужна ли сейчас нагрузочная вилка в комплекте автолюбителя? Для чего она нужна вообще, и как ей пользоваться?

1. Нагрузочная вилка для проверки аккумуляторов

1.1. Что это такое

• измерительный стрелочный (или цифровой прибор);
• мощный нагрузочный резистор на небольшое сопротивление;
• переключатель режимов;
• клемму с толстым проводом для подключения к минусовому выводу АКБ;
• мощные щупы для контакта с положительной клеммой аккумулятора.

Типовая конструкция выглядит примерно так.

1.2. Как работает (принцип работы)

Нагрузочная вилка контролирует напряжение аккумуляторной батареи в двух режимах: без нагрузки и под нагрузкой. В первом режиме она работает подобно обычному мультиметру: измеряет напряжение на АКБ при отсутствии нагрузки. Во втором режиме она контролирует напряжение аккумулятора, когда он нагружен на сопротивление (резистор). Величина сопротивления около 0,1 Ома, мощность – более 500 Ватт. Через резистор протекает большой ток, он сильно нагревается. Напряжение на АКБ под нагрузкой уменьшается. По этому уменьшению можно судить о емкости АКБ, его состоянии.

Я не буду вдаваться в физические формулы, поясню физиологически. Я, например, спокойно могу пройти не груженым километров пять. Но, если на меня загрузить 50-килограммовый мешок картошки, я и 100 метров его не протяну. И скорость моего передвижения значительно уменьшится. Точно по такому принципу устроена нагрузочная вилка.

1.3. Виды

Наиболее простейшей, но иногда не в плане цены, является нагрузочная вилка со стрелочным измерительным прибором. Она самая надежная. Иногда в гаражах можно найти рабочие вилки, которые приобретали наши деды.

Более сложные приборы – нагрузочные вилки с цифровыми индикаторами. Они более наглядные, но не так надежны.

Можно найти нагрузочные вилки в бескорпусном исполнении. В принципе, корпус нужен. Он защищает пользователя от обжигания о нагреваемый нагрузочный резистор. Через него протекает большой ток (более 50 Ампер), резистор сильно нагревается.

2. Как правильно пользоваться нагрузочной вилкой

Если вы желаете оценить состояние вашей АКБ, тогда необходимо:

• зарядить аккумулятор, проехав без остановки порядка 30 километров (генератор авто исправный), или на исправном зарядном устройстве в течение не менее 10 часов;
• снять любую из клемм АКБ на машине;
• дать «отдохнуть» автомобилю и аккумулятору более 8 часов.

Далее можно приступать к измерениям.

2.1. Какие условия должны быть соблюдены

Во-первых, аккумулятор должен быть в технически исправном состоянии, без трещин и повреждений. При протекании большого тока во время измерений под нагрузкой протекает большой ток, который может привести даже к взрыву АКБ, если в нем будет трещина.

Многие заносят АКБ лютой зимой в дом или квартиру. А что делать, если нет другого отапливаемого помещения, а аккумулятор подгулявший. Заносить можно, если аккуратно, а вот производить измерения в квартире с помощью нагрузочной вилки крайне нежелательно. Во время измерения под нагрузкой проскакивает искра, это пожароопасно. Да и пролитый на дорогой ковер электролит приведет к хорошему скандалу и дырке в ковре. Аккумулятор во время измерений следует устанавливать на жесткую конструкцию во избежание его падения.

Помните, измерения, проведенные при сильно охлажденной АКБ, будут неточными. Например, на улице минус 30. Если вы будете измерять нагрузочные характеристики охлажденного аккумулятора, то они покажут, что АКБ разряжен в ноль. Нельзя делать поспешных выводов. Следует поместить АКБ в отапливаемое помещение, прогреть его пару часов, затем выполнять измерения и делать выводы.

В обслуживаемых АКБ перед проведением измерений следует проверить уровень электролита в банках, при необходимости дозаправить дистиллированной водой.

3. Как проверить АКБ при помощи нагрузочной вилки

Измерения выполняется в два этапа: без нагрузки и под нагрузкой.

3.1. Без нагрузки

Переключатель на приборе (если такой имеется) переводится в положение «без нагрузки». Если переключателя нет, то есть просто щуп с обозначением «+». Он соединяется с плюсовой клеммой АКБ. Минусовая клемма прибора тщательно соединяется с минусовым выводом аккумулятора. Записываются результаты показаний на стрелочном или цифровом приборе через 10 и 30 секунд. Они должны быть практически одинаковы. Если показания видимо отличаются, значит, АКБ полностью изношен или разряжен.

3.2. Под нагрузкой

Не отключая минусовую клемму, переводят переключатель в положение «под нагрузкой» (или подключают щуп, подписанный «нагрузка»). В момент подключения может проскакивать мощная искра. Записываются (запоминаются) измерения сразу после подключения и через 5-7 секунд, именно они нужны для внесения в поверочную таблицу. Больше держать щуп под нагрузкой нельзя: резистор может нагреться докрасна, выйти из строя.

3.3. Таблицы поверочные

Таблица значений при проверке АКБ без нагрузки:

Обзор, стоимость и правила подбора нагрузочных вилок

При покупке аппарата надо определиться с особенностями самой АКБ. Например, с тем как устроена батарея в плане соединения банок – внутреннего или внешнего. Первой подойдёт нагрузочная вилка с выносными контактами. Второй – с заострёнными, закреплёнными на корпусе. Когда требуется проверять аккумулятор небольшой ёмкости, подойдёт аппарат с токовой нагрузкой 100 А, если большей – 100/200 А. Далее представлено сколько стоят и чем отличаются самые популярные модели.

Таблица 1. Обзор с сравнение разных моделей нагрузочных вилок

У некоторых моделей указано две цифры в графе «сила тока». Что такое нагрузочная вилка с параметром 100/200 А? Это значит, в конструкции их резисторов предусмотрено по две спирали, которые включаются или по одной, или обе, при определённой ёмкости. У НВ-01 сила тока 100 А проверяется при 100 А*ч, 200 А – 190 А*ч. У НВ-2 и НВ-3 при 190 А*ч и 240 А*ч, соответственно. Чаще всего измерительный прибор стоит от 1500 до 3 тыс. рублей. Такой аппарат подойдет для проверки батарей, напряжение которых составляет 12 В, а ёмкость не превышает 190 А*ч. Если тестер нужен для простейшего контроля АКБ, тогда подойдёт самый экономная модель НВ-01, цена которой приблизительно 900 рублей. Стоимость более навороченных нагрузочных вилок для проверки аккумуляторов не превышает 4,5 тыс. рублей.

Интернет-магазины, торгующие автомобильным оборудованием, предлагают множество конструкций приборов для диагностики АКБ. Они отличаются внешне по дизайну, по уровню измеряемого напряжения, точности замеров и пр.

Необходимо знать, что нагрузочная вилка, применяемая для проверки кислотных АКБ, отличается от аналога, используемого для контроля напряжения щелочных батарей.

В паспорте прибора должно быть указано значение силы тока, допустимое для измерения НГ. В большинстве случаев ампераж варьируется в пределах от 1 до 12 А. За счёт подобной гибкости удастся проконтролировать не только батарею в целом, но и отдельные банки, если это позволяет сделать конструкция источника питания. Рекомендуем ознакомиться с популярными моделями:

• Э 107 УХЛ 4. Актуальна для многих автомобильных аккумуляторов. В конструкции предусмотрен вольтметр со шкалой до 20 В. Нагрузка сопротивления лимитирована 0,1 Ом. При таких параметрах прибор может эксплуатироваться в диапазоне до 100 А.
• НВ-Б. Аппарат является универсальным, так как может тестировать батареи как кислотного, так и щелочного типа. Применяется для интервала напряжения 0–3 В. Подойдёт для замеров отдельных банок, а не батареи.
• HB-01. Применяется для автомобильных аккумуляторов с рабочим напряжением до 15 В. Отличается высокой точностью показаний, так как погрешность не превышает 2,5% при возможной нагрузке до 200 А. Измерения можно проводить в температурном диапазоне от -30 до +60 0 С.
• BH-01. Измеритель работает с источниками питания до 15 В. Замеры рекомендуется проводить при положительной окружающей температуре. Между тестированиями необходимо делать паузы не менее 15 секунд.
• Орион НВ-03. Данная модель обладает более современным жидкокристаллическим дисплеем, в отличие от встроенных стрелочных вольтметров в некоторые нагрузочные вилки. В наборе присутствуют две разные по сопротивлению нагрузки. Агрегат способен работать с напряжением до 16 В и силой тока до 200 А.
• HB-04. Устройство рассчитано на применение как для легковушек с питание до 12 В, так и для более мощной техники с батареями до 24 В. Класс точности прибора обеспечивает минимальную погрешность не более 0,5%. Также дополнительным преимуществом служит возможность мониторинга отдельных банок на 2 В.

Выбор измерительного прибора

При выборе нагрузочной вилки учитываются важные параметры, в том числе тип, характеристики АКБ, конструктивные особенности, необходимые для применения. В частности, прибор, имеющий на корпусе два заостренных контакта, подходит для оценивания 6-вольтовой аккумуляторной батареи и 12-вольтовой батареи, имеющей внешнее соединение банок.

Помимо технических характеристик, устройства различаются на группы по назначению, индикации, результатам измерений, функциональным возможностям.

По назначению они бывают двух типов:

• для батареи с наружным соединением — представляют форму вилки с контактами большого сечения стержневого или плоского вида;
• для батареи с внутренним соединением элементов — имеют стержневой контакт на корпусе и выносной контакт на конце провода.

Чтобы получить результат измерения индикации, применяются устройства двух вариантов:

• стрелочные;
• цифровые.

Цифровая нагрузочная вилка с жидкокристаллической панелью, либо светодиодным индикатором, является более точным, технологичным и скоростным прибором с привлекательным эргономичным дизайном. Но в ценовом сегменте он дороже стандартных и в бытовом применении не обладает особыми преимуществами перед другими моделями изделий.

Ярким примером является цифровая модель НВ-04 с двумя спиралями, подходящая для измерений тягового и автомобильного аккумулятора 24 В. Точно провести измерения позволяет таймер, на котором выставляется время. А упрощенному использованию способствует легкая коммутация спиралей. Сверхмощный прибор имеет коррозиестойкое покрытие. Его используют в профессиональных целях, в том числе в автомастерских, на СТО.

К универсальным вариантам относятся конструкции с токовой нагрузкой 200 А. Они, как правило, имеют два типа нагрузочных сопротивлений (100 А и до 200 А, если параллельно подсоединить), и обозначаются 100/200 или 100+100 А. Также на рынке приборов сегодня имеются более мощные приборы с 3-мя сопротивлениями, расширяющие измерения с повышением точности показаний. При работе с современными конструкциями батарей, имеющими внутренние соединения банок, применяется вилка с выносными одним или двумя контактами в виде штырей.

По советам экспертов, сопротивление рассчитывается с учетом необходимой токовой силы. Чтобы деталь не повредилась, следует выбирать подходящую мощность, а не продавливать при измерении окислы, желательно концы контактов заострить. Время работы измерительного устройства не должно превышать указанного в инструкции, чтобы не допустить его поломки. Как сделать нагрузочную вилку для аккумулятора своими руками, читайте здесь →

Подготовка аккумулятора к тестированию нагрузочной вилкой

Перед тестированием нужно выполнить ряд действий и соблюсти необходимые условия:

1. Отсоединить аккумулятор от бортовой сети. Провести тестирование можно даже не снимая батарею с машины.
2. Перед проверкой должно пройти не менее 7-10 часов простоя аккумулятора. Удобнее всего сделать измерения утром, когда машина простояла ночь после последней поездки.
3. Окружающая температура и температура батареи должна быть в пределах 20-25°С. Если температура низкая, то следует занести устройство в теплое помещение.
4. Пробки аккумулятора перед тестированием должны быть откручены.
5. Проверить уровень электролита. При необходимости долить дистиллированную воду.
6. Почистить клеммы аккумулятора. Контакты должны быть сухими и чистыми, чтобы не возникало паразитных токов.

Если соблюдены все эти условия, то можно переходить к проверке.

Принцип действия измерительного устройства

Поскольку в этом приборе обязательно устанавливается вольтметр, то аккумуляторная любая нагрузочная вилка может применяться и для проверки напряжения в любой точке бортовой сети автомобиля. Но основное ее назначение – тестирование аккумуляторной батареи, то есть проверка ее готовности к обеспечению рабочего значения тока.

Контактные зажимы вилки подсоединяются к клеммам аккумулятора, а затем производится «включение» нагрузки на короткое время. По уровню напряжения, которое выдает АКБ после подключения рабочего сопротивления, и по его изменению делается вывод о степени готовности аккумулятора и об его исправности.

В основном подобные устройства применяются для автомобильных аккумуляторов, рассчитанных на 12 В или 24 В. Поэтому шкала измерения вольтметра должна быть до 15 В, реже – до 30 В. Рабочий ток, обеспечивающий запуск автомобильного стартера, составляет 80 – 120 ампер. Подключаемое сопротивление прибора должно обеспечивать такой ток при соответствующем напряжении АКБ.

Перед включением нагрузки полезно проверить величину заряда аккумулятора. Для этого нужно измерить разность потенциалов на клеммах батареи в безнагрузочном режиме.

Для 12-вольтовых аккумуляторов их заряженность оценивается по следующим данным вольтметра:

Оценка заряда АКБ, проверяемая в режиме холостого хода

Понятно, что проверять работу слабо заряженной аккумуляторной батареи под нагрузкой не имеет смысла. Нагружая большим током такую АКБ, ее можно просто повредить. Сначала ее надо подзарядить, а уж затем устраивать проверку на готовность.

Полностью заряженный аккумулятор предстоит тестировать на готовность к работе. Для этого подключается рабочее сопротивление вилки на несколько секунд. По показаниям вольтметра определяется степень готовности АКБ.

Подключение аккумуляторной вилки с нагрузкой к АКБ

Оценка готовности аккумулятора к работе проводится в соответствии с данными, приведенными в таблице:

Оценка готовности АКБ, проверяемая при рабочей нагрузке

Даже такой несложный прибор выпускается в различных вариантах. И это относится не только к его внешнему виду.

Вилка со стрелочным индикатором и двумя проводами

Нагрузочные аккумуляторные вилки различаются по следующим характеристикам:

• Вид вольтметра. Сейчас чаще пользуются цифровыми табло вместо стрелочных. Они дают лучшее восприятия и позволяют более точно оценить изменение напряжения при тестировании под нагрузкой.
• Диапазон измеряемого напряжения и точность шкалы измерения.
• Величина сопротивления подключаемой нагрузки.
• Сменяемость нагрузочного сопротивления. У разных типов аккумуляторов величина рабочего тока может сильно отличаться. Если прибор содержит несколько сменных нагрузочных резисторов, то им можно тестировать АКБ при разных токах нагрузки. У современных нагрузочных вилок изменение нагрузочного сопротивления проводится не механической заменой, а изменением нагрузочного режима на электронном табло.
• Вариантом подключения прибора к клеммам аккумулятора. Различаются нагрузочные вилки с двумя проводами и с одним проводом. Во втором случае роль провода выполняет контактный штырь, расположенный на корпусе прибора.

Вилка с цифровым дисплеем и одним проводом

Батарея не держит нагрузку: что делать

Когда мы выполняем проверку батареи, используя для этого нагрузочную вилку, сначала напряжение снижается, а лишь после этого оно начинает возрастать. В тех случаях, когда продолжается падение, можно делать вывод о том, что АКБ вышла из строя и подлежит замене.

Тестирование автомобильного аккумулятора само по себе не является панацеей. В случае появления регулярных проблем нужно также тестировать всю бортовую сеть на предмет возможных утечек, а также проанализировать, в каком состоянии находится генератор. К примеру, нередко возникает необходимость в замене реле-регулятора, которая приводит к перезаряду или недозаряду автомобильной АКБ. Если своевременно не заменить его, то аккумулятор не отслужит предназначенный ему ресурс.

Сколько должен держать аккумулятор на автомобиле, зависит не только от его производителя, но в большей степени от срока его службы и окружающих температурных условий. Однако излишне частое его тестирование может навредить батарее и сократить срок её службы, поэтому злоупотреблять такими проверками не стоит. Кроме того, до начала тестирования АКБ не должна работать хотя бы 7-8 часов. Не стоит забывать делать перерывы между замерами по 5 минут минимум для того, чтобы успевали остывать нагревающиеся элементы. Во время проверки необходимо выкручивать пробки на обслуживаемых аккумуляторах.

Приглашаем читателей поделиться в комментариях после статьи имеющимся у них опытом проверки АКБ с использованием нагрузочных вилок или иного оборудования с этими функциями.

Вилка

Является прибором, с простой, но в то же время надёжной и безотказной конструкцией. Представляет собой вольтметр, выступающий в роли измерителя, и нагрузочный резистор, позволяющий испытывать батарею под нагрузкой.

Корпус состоит из штыря, корпуса и зажимного устройства, служащего для соединения с АКБ.

Узнай время зарядки своего аккумулятора

В некоторых нагрузочных вилках существуют дополнительные разъёмы. Они служат для увеличения нагрузки при необходимости. Имеется одна спираль, но когда появляется необходимость производить замеры АКБ большой ёмкости – количество спиралей может быть увеличено.

Таблица показаний прибора и их расшифровка

Внимание! Если напряжение батареи быстро падает – это означает, что в ней имеется определенный дефект, то есть она попросту неисправна.

Из данной таблицы следует:

• 100% заряд батареи свидетельствует о ее стабильной работе, подзаряжать не нужно. Можно проверить плотность электролита гидрометром. АКБ полностью исправен.
• 75% заряда АКБ свидетельствует о стабильности ее работы (если цифровые значения не «скачут»). Аккумулятор может стабильно работать, но необходимо его подзарядить.
• 50% заряд аккумулятора свидетельствует о его разрядке или нестабильной работе. Проверьте плотность электролита, если значение выше 1,27 гр/см3 – скорее всего, неисправна одна или несколько ячеек АКБ; ниже 1,27 гр/см3 – подзарядите батарею, после чего произведите замеры. Если значения не изменились, возможна потеря активного материала или сульфатация. АКБ требует ремонта или замены.
• 25% уровень заряда может свидетельствовать как о сильной разрядке, так и о неисправности. Для быстрой проверки прибор, затем посмотрите реакцию вольтметра. Если уровень напряжения возвращается к уровню без нагрузки в течение нескольких секунд, возможна неисправность аккумулятора. Если возврат уровня напряжения происходит медленно, значит, АКБ сильно разряжен и требует операций по восстановлению заряда.
• 0% уровень заряда аккумулятора свидетельствует о полной разрядке или неисправности источника питания. Зарядите его и снимите замер еще раз, если результат не изменился, то есть, нагрузочная вилка показывает значение 7,8 Вольт и меньше при нагрузке или 11,9 Вольт без нагрузки, то ваш АКБ неисправен;

Внимание! При показаниях в 100 % без нагрузки, а при подключении под нагрузкой, показания отклоняются от нормы (например, нагрузочная вилка показывает 50 % или 25 % заряда) – это свидетельствует о сульфатации или коротком замыкании между пластинами.

Одной из причин по которой аккумулятор не получает полноценный заряд, является некорректная работа генератора. Проверить его работоспособность довольно просто, при помощи нагрузочной вилки.

Для этого нужно завести автомобиль и при работающем двигателе, включенных фарах и отопительных приборах, произвести замер на клеймах. Показания при проверке свидетельствуют о следующем:

• 13,7 Вольт и ниже – недостаточный заряд. Причины: замыкание на массу обмоток статора или ротор; межвитковое замыкание; неисправность диодного моста; неисправно реле регулятора.
• 13,7-14,5 Вольт – это нормальная работа генератора, неисправности не выявлены.
• 14,5 Вольт и выше – идет перезаряд. Генератор неисправен.