NR 12/2023
Dlaczego przez długie lata stosowano w samochodach instalacje o napięciu znamionowym 6V? Fiat już od początku lat 30. nawet w najtańszych modelach montował instalacje 12V, gdy na przykład Mercedes w najdroższych stosował 6V.
Według mojej opinii, instalacje 6-woltowe mają tylko wady, nie widzę żadnych ich zalet. Najważniejszą wadą jest konieczność stosowania bardzo grubych przewodów, co wynika z podstawowego prawa elektrotechniki – prawa Ohma. Mówi ono, że prąd płynący w obwodzie równa się:
- I = U/R
- gdzie I – to wartość prądu w amperach,
- U – napięcie wyrażone w woltach,
- R – opór elektryczny wyrażony w omach.
- Po przekształceniach mamy też inną jego postać:
- P=U x I
- gdzie P – to moc wydzielana
Teraz to łatwiej zrozumieć, bo jeśli mamy żarówkę o mocy 50W, to przy napięciu 6V będzie przez nią przepływał prąd o natężeniu ok. 8,3A. Jeżeli podniesiemy napięcie w instalacji do 12V, to prąd płynący w żarówce o mocy 50W będzie miał wartość ok 4,2A. Wystarczy wtedy przewód o przekroju o połowę mniejszym.
Najgorszym jednak problemem w instalacjach 6-woltowych jest problem spadku napięć na zanieczyszczonych złączach. Jeżeli – dla przykładu – mamy nieduży rozrusznik samochodowy o mocy ok. 500W, to przy jego nominalnym obciążeniu prąd płynący przez niego będzie wynosił dla instalacji 6V – 83A, zaś w instalacji 12V tylko 42A. To są wartości nominalne, bo ze względu na zjawiska w samym silniku elektrycznym, tzw. szeregowym, jakim jest rozrusznik, w czasie rozruchu pod obciążeniem prądy te osiągają wartości wielokrotnie wyższe, często nawet 10-krotnie. Oznacza to, że w obwodzie rozrusznika 6-woltowego może popłynąć prąd o natężeniu 800A! Przy takich prądach oporność na stykach mierzona w miliohmach (tysięczne części ohma) daje spadki napięcia liczone w woltach!
Zatem najważniejszą sprawą w instalacjach samochodowych jest czystość i poprawność złącz elektrycznych, szczególnie tych silnoprądowych. Trzeba je okresowo kontrolować i dlatego zaczynamy od zacisków akumulatora. Tam musi się stykać ze sobą tylko czysty lśniący metal zacisku (klemy) z wyprowadzeniem z akumulatora. Wszelkie tlenki (białe wykwity) i siarczki (ciemne, twarde warstwy na powierzchni ołowiu) nie mają prawa istnieć. Połączenie zaś przewodu z zaciskiem musi również być czyste i elementy te muszą łączyć się ze sobą na jak największej powierzchni, najlepiej gdy są zalutowane. Nigdy nie wolno zapominać o drugim przewodzie prowadzącym od akumulatora do masy pojazdu – tu obowiązują te same zasady. To jest stosunkowo proste do sprawdzenia.
Gorzej rzecz się ma z drugim końcem przewodu doprowadzonym do rozrusznika, który na ogół jest słabo dostępny. Jednak jeśli nie chcemy mieć problemów, musimy tam od czasu do czasu zajrzeć. Miejsce to bardzo często jest wystawione na oddziaływanie wody, gazów spalinowych i zanieczyszczeń. Przy okazji warto zdjąć rozrusznik i sprawdzić stan szczotek, czystości komutatora i łożyskowania wirnika. Wszystkie te elementy mają zasadniczy wpływ na pracę rozrusznika. Każda ze stykających się ze sobą części obwodu musi lśnić czystym metalem, inaczej będzie to miejsce dodatkowego szkodliwego oporu elektrycznego.
Nie można też zapomnieć o sprawdzeniu połączenia korpusu silnika z masą nadwozia. Na ogół wykonane jest ono za pomocą grubej miedzianej plecionki lub innego elastycznego przewodu o grubym przekroju. Tu czystość połączenia elektrycznego musi być również idealna. Po oczyszczeniu warto wszystkie styki zabezpieczyć dodatkowo środkami do styków elektrycznych w sprayu i / lub obojętnym smarem, np. wazeliną bezkwasową czy smarem silikonowym.
Kilka chwil warto też poświęcić rozrusznikowi, jeśli został wyjęty. Na pewno warto rozebrać też element stykowy, o ile jest on włączany mechanicznie, i dokładnie oczyścić elementy jego styków. W przypadku włącznika elektromagnetycznego oczyszczenie styków jest trudniejsze i jeśli nie mamy przygotowania, lepiej zlecić to fachowcowi.
Szczotki rozruszników są wykonywane z innego materiału niż szczotki prądnic. Najczęściej mają wygląd, jakby były zrobione z miedzi, ale tak nie jest – jest to specjalny materiał. Powinny lekko się poruszać w prowadnicach. Komutator powinien być czysty i równy. Zabrudzenia i nadpalenia potrafią znacznie pogorszyć pracę rozrusznika. Oczyścić go można drobniutkim papierem ściernym, ale jeśli nierówności są duże, to niestety konieczne jest jego przetoczenie, którego w warunkach garażowych nie da się wykonać.
Kolejnym elementem, który musimy sprawdzić są luzy łożyskowania osi wirnika, szczególnie w panewce przy kole zębatym, gdzie występują największe siły. Wirnik może mieć niewielki luz poosiowy, ale luz boczny może powodować, że w czasie rozruchu wirnik będzie przekoszony w stosunku do szczotek. Wtedy szczotki nie będą przylegać całą powierzchnią do komutatora i rozrusznik nie osiągnie właściwej mocy.
Wszystko, co opisałem, dotyczy także rozruszników w instalacjach z wyższym napięciem, ale w instalacjach 6-woltowych jest podstawą funkcjonowania tego obwodu.
Z 6 na 12
Często spotykam się przeróbkami instalacji 6-woltowej na 12-woltową. To całkiem niezły pomysł, ale wymaga wymiany wszystkich odbiorników prądu jak żarówki, automat kierunkowskazów, silniki wycieraczek, dmuchawy, cewki zapłonowej oraz oczywiście prądnicy z regulatorem.
Starsze modele samochodów nie posiadają niektórych z wymienionych elementów, ale wszystkie mają elektryczny rozrusznik. I właśnie ten pozostaje niewymieniony i w znanych mi przypadkach pracuje bezawaryjnie. Dlaczego? W tych samochodach rozrusznik to ogromny i ciężki silnik elektryczny, który w zasadzie pracuje kilka-kilkanaście sekund. Prądy płynące przez niego będą znaczne, ale w praktyce nie spowodują jego przegrzania, za to będzie się zachowywał jak silnik tzw. przewoltowany, czyli obracał się z dużą prędkością obrotową, bo jego moc rośnie około dwukrotnie. Rozruch staje się pewniejszy i szybszy. Trzeba jednak pamiętać, aby w przypadku trudności z rozruchem nie korzystać z niego dłużej niż normalnie i ewentualnie robić długie przerwy na ostudzenie.
