Зима в нашем регионе в этом году выдалась снежная и морозная. Нередко ночные зимние температуры снижаются до -30 гр. Цельсия и более. Что осложняет утренние запуски двигателя автомобиля. Короткий световой день вынуждает регулярно ездить с включенными фарами ближнего света. В дневное время используются более экономичные ДХО. Морозная погода заставляет регулярно пользоваться салонным отопителем, обогревами заднего стекла, зеркал заднего вида. Все это заметно увеличивает токовую нагрузку на бортовую сеть машины и её генератор. А ведь ещё и аккумуляторная батарея, отдающая приличные токи и ёмкость при зимних пусках ДВС, должна успеть подзарядиться за время поездки. В городских пробках, которые в нашем городе этой зимой достигают просто рекордных 10 баллов, а местами и до предельных 11 баллов, когда скорость передвижения на автомобиле сравнивается со скоростью пешехода, нагрузка на бортовую электросеть автомобиля ещё более возрастает. Ведь ДВС машины заметную часть времени передвижения в условиях пробок работает на холостых оборотах. При которых ротор генератора крутится относительно медленно, и тока в бортовую сеть от генератора вырабатывается меньше. Основные токовые потребители автомобиля, как правило, в таком режиме движения в условиях суровой зимы работают на полную мощность.

Перечисленные выше условия зимней эксплуатации заставили провести тщательный анализ состояния бортового электрооборудования. Автомобиль отечественный вазовского производства, двигатель 16-клапанный рабочим объём 1,6л, пробег менее 30 тыс. км. Генераторная установка на автомобиль с завода установлена под торговой маркой «КЗАТЭ»:

Производителем генератора является «ЗиТ» Завод имени А. М. Тарасова (г. Самара). Выходные предельные параметры генератора «КЗАТЭ» составляют 14В 115А, его маркировка 2170-3701010-10, альтернативная маркировка 9402.3701-14:

Такие генераторы штатно на протяжении ряда лет устанавливались в том числе на автомобили производства «АВтоВАЗ» ВАЗ-2190 ("Гранта"), ВАЗ-1117, -1118, -1119 (Калина"), ВАЗ-2170, -2171, -2172 ("Приора"). Притом такой генератор, по вазовским меркам повышенной мощности, устанавливался преимущественно на машины, оснащённые кондиционерами. В подобные машины, только без кондиционеров, как правило устанавливались менее мощные 14В генераторы на 80-90 ампер. После замены шкива под соответствующий ремень и модернизации точек крепления 115 амперный генератор КЗАТЭ 2170-3701010-10 (9402.3701-14) подойдёт и для установки в более старые модели машин от ВАЗ-2108 до ВАЗ-2115.

Очень важную роль на работу генератора оказывает его реле-регулятор напряжения. На генераторы КЗАТЭ 2170-3701010-10 с завода, как правило, штатно устанавливали реле-регуляторы TRT5-01, совмещённые с щеточным узлом. Задача реле-регулятора – в любых условиях эксплуатации поддерживать нужное напряжение бортовой электрической сети, воздействуя в этих целях на обмотку возбуждения генератора переменного тока. Максимальный ток коммутации обмотки возбуждения генератора через щёточный узел, на который рассчитано реле-регулятор TRT5-01, составляет 8 ампер.

Производителем реле-регулятора TRT5-01 является бренд «UTM», принадлежащий немецкой компании «MOTORHERZ». Местом производства реле-регулятора TRT5-01 может быть Китай или Южная Корея. Основой электронной начинки устройства является импортная мощная микросхема производства компании STMicroelectronics под названием L9911. Предназначенная специально для работы в реле-регуляторах 14В автомобильных генераторов. Она выполнена в корпусе с фланцем для винтового крепления на радиатор для собственного охлаждения:

К обмоткам автомобильного генератора микросхема L9911, расположенная в неразборном корпусе реле-регулятора, подключается следующим образом:

Таким образом, весь функционал совмещённого с щёточным узлом реле-регулятора TRT5-01 обеспечивается именно характеристиками микросхемы L9911. А у неё имеется ряд особенностей, которые автовладельцы машин с генератором типа КЗАТЭ 2170-3701010-10 или ему подобным могут воспринимать как проявления неисправности. Хотя на самом деле они таковыми не являются. Об этом чуть ниже.

После пуска холодного двигателя, оснащенного генератором КЗАТЭ 2170-3701010-10 14ВА 115А, при температуре окружающего воздуха -24 гр. Цельсия, и работе ДВС на холостых оборотах, напряжение на клеммах АКБ, вырабатываемое для её зарядки генератором, при измерениях мультиметром составило 14,54 вольта:

Реле-регулятор на данном автомобильном генераторе штатный TRT5-01. При этом на дисплее бортового компьютера машины это же самое напряжение индицируется уже как 14,4 вольта:

Таким образом, показания мультиметра и бортового компьютера практически совпадают. Что говорит о достаточной точности показателей напряжения бортовой электрической сети машины, на данный момент выводимых на дисплей БК приборной панели. Перед зимним пуском ДВС измеренное мультиметром напряжение на клеммах АКБ при включенном зажигании и подключенных габаритных огнях составило 12,19V:

На дисплее бортового компьютера это же самое напряжение индицировалось как 12,00 вольт:

В итоге показания вольтметров, от мультиметра и БК, тоже практически совпадают. Хотя можно считать, что вольтметр БК по сравнению с довольно точным мультиметром Mastech M-838 занижает показатели напряжения бортовой сети примерно на 0,15 вольта. Но это вполне можно списать на падение напряжения по его пути по проводам от клемм АКБ до измерительного датчика напряжения бортового компьютера. Автомобильный аккумулятор на фотографиях – Tyumen Battery Standard 6CT-60L выпуска 2023 года, выполненный по Ca/Ca технологии.

Теперь сразу после холодного пуска двигателя в морозный день измеряем напряжение при нескольких подключенных мощных потребителях тока. Отметим, что ДВС ещё не прогрет. Включены габаритные огни, фары ближнего и дальнего света (это 4 мощные галогенные лампы), мотор отопителя, обогрев заднего стекла и зеркал. На холостых оборотах пока еще непрогретого ДВС напряжение бортовой электросети, по данным БК, при такой немаленькой токовой нагрузке составило 13,6 вольта:

При этом в ходе параллельных измерений на клеммах АКБ мультиметр показал более высокое значение напряжения в 14,17 вольта. И такое значение напряжения обеспечивает неплохую скорость восполнения заряда аккумулятора после его токовых затрат на холодный пуск двигателя:

Возросшую разницу в показателях напряжения на дисплее мультиметра и дисплее БК по-прежнему можно объяснить возросшими нагрузками на идущие к приборной панели провода. Там располагаются силовые реле, коммутирующие мощные в плане потребления тока обогревы и светотехнику. И соответственно увеличивающимся падением напряжения на них. В любом случае, генератор КЗАТЭ 14В 115А и его реле-регулятор TRT5-01 в таких условиях демонстрируют отличную работу.

При напряжении бортовой электросети 13,6V ориентировочный ток потребителей составил: 4 галогенных лампы по 55 Вт (реально при таком напряжении мощность одной лампы составит 60 Вт) = 240 Вт ( 18 ампер). Обогрев заднего стекла и зеркал заднего вида забирают ток около 20 ампер. Двигатель отопителя около 8 ампер, габаритные огни берут примерно ток 3 ампера. Остальных потребителей пока не учитываем. В итоге ток, потребляемый от бортовой сети на момент измерений, составил не менее 49 ампер. Приводной ремень от ДВС к шкиву генератора передает вращение с соотношением около 1:2,04. Таким образом, при холостых оборотах коленчатого вала 1000 об/мин (режим прогрева двигателя) шкив генератора вращается чуть быстрее 2000 об/мин. При такой скорости вращения ротора генератор КЗАТЭ 2170-3701010-10 уже способен выдать половину маркированного для него максимального тока 115 ампер. Это будет примерно 57 ампер. При стоянии в пробках или в ожидании на светофоре такой генератор, оснащенный щеточным узлом с реле-регулятором UTM TRT5-01, на холостых оборотах двигателя способен не только питать мощные потребители, но и полноценно заряжать бортовую 12V АКБ. При достижении коленвалом двигателя частоты вращения в 2500 об/мин генератор КЗАТЭ 2170-3701010-10 выходит на 100% мощность, и в теории уже способен выдавать ток до 115 ампер.

Теперь посмотрим на показатели напряжения бортовой электросети после неспешной городской ночной поездки с прогретым двигателем, с подключенными по максимуму электрическими системами обогрева, печкой, габаритными огнями и ближним светом фар. Городская зимняя центральная улица:

Справа здание ЮурГУ:

Уличная температура при этом составила около -25 гр. Цельсия. В зимнем воздухе от выхлопных газов автомобилей витают клубы водяного пара:

Останавливаемся в сторонке и снова, не отключая обогревы и фары, измеряем напряжение бортовой электрической сети. Оно составило 13,3 вольта:

Отметим, что на непрогретом двигателе с теми же самыми потребителями тока это напряжение составляло 13,6V. По всей видимости, это работает термокомпенсация в реле-регуляторе TRT5-01, когда сразу после пуска ДВС для ускоренной зарядки АКБ напряжение на выходных клеммах генератора при низких температурах несколько повышается. А по мере прогрева двигателя оно чуть снижается.

Теперь немного о проблеме реле-регулятора UTM TRT5-01. Это скачкообразное снижение бортового напряжения при перегазовках двигателя. В режиме резкого сброса газа со средних оборотов до холостых случается, что напряжение бортовой электросети на пару секунд заметно проседает до значения примерно 12V:

Буквально через две-три секунды после просадки бортовое напряжение плавно и быстро нормализуется до значения 13,3 - 13,6V. Субъективно это сопровождается небольшим миганием фар и габаритных огней, которые снижением яркости реагируют на более чем 1-вольтовое снижение напряжения бортовой электрической сети. Это специфическая проблема реле-регулятора UTM TRT5-01, на которую жалуется ряд автовладельцев машин с таким РГ генератора. По нашему мнению, такой «баг» специально реализован в микросхеме L9911 схемы реле-регулятора TRT5-01. Это сделано для того, чтобы снизить ударные нагрузки на приводной ремень генератора при перегазовках. Ведь уже на холостых оборотах подключение мощных токовых потребителей типа обогрева заднего стекла и зеркал ощущается на двигателе, которому за счёт возросшей нагрузки на генератор становится заметно труднее работать на холостых. То же самое наблюдается в летнее время при включении кондиционера. Снижение бортового напряжения реле-регулятором при перегазовках ДВС на две-три секунды снижает нагрузку на генератор, а значит, снижается ударная нагрузка на приводной ремень генератора. Стоит отметить, что такие скачки напряжения при перегазовке наблюдаются далеко не всегда, но кого-то они могут раздражать.

Для реле-регулятора TRT5-01 выпускаются отечественные аналоги, лишённые подобной особенности поведения реле-регулятора при перегазовках. Например, это модель реле-регулятора 9454.3702 14В 8А. Другие отечественные аналоги для TRT5-01, например, реле-регулятор 849.3702 14V 5A или 897.3702 14V 5A, использовать не стоит. По сравнению с оригинальным для генератора КЗАТЭ 14В 115А TRT5-01 14V 8A, аналогичные по подсоединительным размерам щёточные узлы с 5-амперными регуляторами менее мощные. Хотя, по непроверенным данным, изначально генератор КЗАТЭ 14В 115А был рассчитан на работу с 6-амперным реле-регулятором. Поэтому 8-амперное реле-регулятор TRT5-01 работает даже с некоторым запасом по регулировочному току в обмотке возбуждения генератора. Хотя и с 5-амперными реле-регуляторами такой генератор будет работать практически нормально. Однако вполне возможно, что с ними он может не выдать максимально заявленного выходного тока.