Для генераторов переменного тока такое реле не нужно, так как выпрямитель, включенный между генератором и аккумуляторной батареей, пропускает очень малый обратный ток, которым обычно пренебрегают. С целью создания нормальных условий работы потребителей электрической энергии и самого генератора применяют специальные регулирующие устройства, которые поддерживают напряжение на зажимах генератора в узких пределах во всем рабочем диапазоне частоты вращения якоря при различных изменениях нагрузки генератора и ограничивают силу тока, отдаваемую генератором. Эти функции выполняют соответственно регулятор напряжения и регуляторы ограничители тока нагрузки (ОТ). На автомобилях наиболее распространены вибрационные регуляторы. Они воздействуют на магнитную систему возбуждения генератора путем изменения силы тока возбуждения в зависимости от режима работы генератора.

Все эти приборы: регулятор напряжения, реле обратного тока и регулятор тока нагрузки, объединены в один агрегат, называемый реле-регулятором. Пределы регулирования этих приборов оказывают существенное влияние на долговечность и условия правильной эксплуатации аккумуляторной батареи и всех потребителей электрической энергии.

Рассмотрим наиболее характерные случаи обеспечения потребителей автомобиля электрической энергией.

Запуск двигателя. Работа аккумуляторной батареи в этом случае характеризуется интенсивным процессом разряда, который зависит от силы тока, потребляемого стартером при пуске двигателя. Сила тока не является постоянной величиной и зависит от состояния двигателя, аккумуляторной батареи, стартерной цепи и температурных условий. Максимальное значение силы тока составляет для стартеров малой мощности 200—600 А, а для стартеров большой мощности оно достигает 2000 А. Аккумуляторная батарея при пуске двигателя в течение определенного времени отдает значительный ток, обеспечивающий прокручивание вала со скоростью, превышающей минимальную пусковую скорость. В то же время батарея поддерживает значение напряжения выше минимального в первичной цепи системы напряжения.

Работа двигателя на малых частотах вращения. Ввиду того, что генератор на автомобиле имеет привод от тягового двигателя, то частота вращения его якоря в процессе движения меняется от минимальной до максимальной. Сам генератор может отдавать электроэнергию только при частоте вращения выше определенного значения — частоте начала отдачи, поэтому при движении автомобиля питание потребителей происходит попеременно: то от генератора, то от аккумуляторной батареи. Таким образом, аккумуляторная батарея работает в режиме чередующихся импульсов зарядов, т. е. в режиме циклирования.

Рис. 1. Схема соединения (а) и диаграммы распределения нагру зон при совместной работе аккумуляторной батареи и генератора по стоянного тока:

При малых оборотах двигателя ЭДС генератора меньше ЭДС батареи. В этом случае контакты реле обратного тока разомкнуты и генератор отключен от сети потребителей, которые питаются электрической энергией только от аккумуляторной батареи, работающей в режиме разряда при сравнительно небольшой силе разрядного тока.

Таким образом, аккумуляторная батарея работает в переходный период при пуске и остановке двигателя, а также в период обеспечения потребителей электроэнергией при неработающем двигателе.

Работа двигателя на средних или больших частотах вращения. Первый случай. Ток нагрузки не превышает предельного тока генератора.

Зарядный ток батареи несколько уменьшается. При дальнейшем увеличении нагрузки увеличиваются токи нагрузки и генератора, причем ток генератора может повышаться до тех пор, пока не достигнет значения, при котором вступает в действие реле-ограничитель тока.

Эти режимы являются определяющими и при выборе мощности генератора при расчете зарядного баланса и при определении регулировочных параметров реле-регулятора. В процессе движения автомобиля п0ЛуЧенное батареей во время зарядки количество электричества должно полностью компенсировать количество электричества, которое израсходовано для пуска двигателя, питания потребителей на малых частотах вращения коленчатого вала двигателя и при кратковременном включении потребителей большой мощности.

Второй случай. Ток нагрузки превышает предельный ток генератора. Генератор остается включенным в сеть. Нагрузка увеличивается настолько, что превышает возможную отдачу генератора. Эта разность покрывается разрядным током аккумуляторной батареи. Напряжение снижается в соответствии с внешней характеристикой аккумуляторной батареи. Периоды работы электрической системы автомобиля с током нагрузки, превышающим ток генератора, относительно непродолжительны, и использование аккумуляторной батареи в этом случае в качестве резерва, покрывающего кратковременные пики нагрузки, вполне оправданно. Наблюдения показывают, что в зависимости от условий движения автомобиля (состояние дороги, время года и суток и т. д.) продолжительность разряда батареи обычно колеблется от 4 до 27% общего времени движения.

Как уже указывалось, значительное влияние на эффективность использования аккумуляторной батареи и ее состояние оказывают регулируемые параметры реле-регулятора. Одним из основных параметров системы электрооборудования являются пределы регулируемого напряжения. Это напряжение есть не что иное, как рабочее напряжение системы. К факторам, определяющим выбор пределов регулируемого напряжения, относят: поддержание аккумуляторной батареи в течение всего времени эксплуатации в заряженном состоянии, обеспечение длительного срок службы аккумуляторной батареи, обеспечение работы всех потребителей электрической энергией при нормальном напряжении с целью сохранения электрических характеристик и обеспечения требуемого срока службы.

Постоянное поддержание аккумуляторной батареи в состоянии полного заряда требует повышенных значений регулируемого напряжения, что в ряде режимов работы приводит к перезаряду батареи и к сокращению срока ее службы. Время полного заряда аккумуляторной батареи зависит от начальной температуры электролита, температуры окружающей среды, значения регулируемого напряжения, регулировки ограничителя тока, тока нагрузки.

Существенно ухудшаются условия работы аккумуляторной батареи зимой. При низких температурах окружающей среды снижаются не только характеристики батареи в разрядных режимах, но и значительно снижается интенсивность ее подзаряда. В этих случаях наблюдаются частые отказы при пусках двигателей и преждевременный выход батарей из строя.

В прямой зависимости от значения регулируемого напряжения находится срок службы аккумуляторной батареи. Он увеличивается если разряд батареи полностью компенсируется зарядом, но не происходит перезаряда. Если же поддерживаемое регулятором напряжение для данных температурных условий превышает необходимое, то возникает перезаряд, разрушающий аккумуляторные электроды в результате чего быстро уменьшается фактическая емкость аккумуляторной батареи и сокращается срок ее службы. Именно поэтому особенно важно при эксплуатации аккумуляторной батареи контролировать ее зарядный режим. Необходимо периодически проверять значение регулируемого напряжения и в случае отклонения от нормы производить подрегулировку.