Банка аккумулятора. Что это такое? Сколько их? Какое напряжение
Часто мне задают такой вопрос – «вот вы указываете про банки аккумулятора, что их именно шесть! А почему и что это такое вообще?» Конечно, если смотреть мои видео, то вопрос можно легко и просто найти, однако многие не переходят на канал, а читают именно статьи. Для них и посвящается эта информация …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Начну, пожалуй, с определения.
Банка аккумулятора – по сути это и есть «мелкая» батарея, которая содержит внутри пакеты свинцовых пластин + электрохимическую жидкость. Все это дело помещается в пластиковом корпусе, похожем на банку (полая емкость), отсюда и название – банки аккумулятора.
Нужно отметить, что после того как в нее погружают пластины и заливают электролит, сверху она запаивается. А вверху есть либо маленькая пробка (обслуживаемый), либо ее вообще нет (необслуживаемый) АКБ.
Какое напряжение?
Для начала давайте разберемся с напряжением – это маленькая ячейка или банка, в заряженном состоянии имеет напряжение в 2,1 Вольта. Конечно, если ее разрядить, то оно может упасть до нуля. Однако это губительно для свинцовой АКБ – глубокий разряд ее просто убьет, почему читаем здесь.
Если говорить о емкости или «ампераже», то даже на одной ячейки оно равняется емкости вашего большого аккумулятора. Потому как подключение последовательное, а не параллельное.
А из физики мы знаем, чтобы повысить емкость – нужно подключать батареи параллельно, но тогда не вырастит напряжение.
Чтобы повысить напряжение – мы подключаем батареи последовательно, но тогда не вырастит емкость или ампераж (кому как нравится).
Сколько банок в конструкции АКБ?
ИТАК, мы с вами поняли, что есть 1 ячейка – это напряжение 2,1Вольта (в заряженном состоянии) и 55 Ампер емкости. Но для запуска двигателя, такого слабого напряжения очень мало, даже скажу больше, если у вас напряжение будет в 10,5В и тогда вы не сможете запустить мотор. Минимальное – в 12,6В, тогда да все получится! Но как это сделать?
Все просто соединяем ячейки последовательно, таким образом, напряжение у нас растет, а емкость остается неизменной.
Но сколько нам нужно подключить параллельно? Это математика 3 класса, 12,6/2,1 = 6. Вот почему банок в батареи именно шесть штук, а не «4 – 5» или «8»!
Хотя справедливости ради, я видел АКБ которые выдают 24Вольта, они рассчитаны под другие потребности, запустить более мощный двигатель, или гребные винты на кораблях. Таким образом, просто объединяют два АКБ по 12В, последовательно, вот вам и 24В. Хотя есть и заводские варианты, которые имеют 12 банок, а не 6 как обычного стартерного аккумулятора.
Про перемычки между банками
У многих также витает такой вопрос – «а как банки соединяются, проводками из чего делаются перемычки?»
Тут ребят также все достаточно просто, перемычки льются из того же свинца из которого состоят пластины. Это обусловлено несколькими причинами:
- Свинец достаточно хорошо проводит большие токи.
- Таким образом, мы избегаем разницы потенциалов различных металлов. Немного поясню – если нам прикрепить к свинцу медь, то она рано или поздно начнет окисливаться, что приведет к разрушению батареи, просто одна или несколько банок перестанут работать в общей цепи. Также не стоит применять алюминий, и другие токопроводящие элементы. Зачем изобретать велосипед и геморрой на свою пятую точку, если свинец со свинцом работает хорошо!
Дальше — почему свинцовые перемычки такие толстые?
Так же просто – попробуйте найти кусок провода, который выдержит 55, 60, 75 и т.д. Ампер! Это должен быть очень толстый провод, как раз такой как — свинцовая перемычка на батареи. Ведь 4 миллиметровый медный провод держит всего 30Ампер, то есть для того чтобы держать 60А нужен как раз в два раза толще. А это почти сантиметр — не слабая такая жила!
Да и при запусках двигателя, пусковые токи могут быть в 5 – 7 раз больше. Доходя до 300 – 500А, если перемычки между банками будут тонкими, они просто расплавятся. Вот и весь секрет.
Сейчас полезное видео.
Статья короткая, но полезная, думаю вам понравилось, читайте наш АВТОЛОГ.
(9 голосов, средний: 4,22 из 5)
Похожие новости
Гелевый или кислотный аккумулятор. Какой лучше? Только факты + В.
Какой аккумулятор лучше обслуживаемый или необслуживаемый. Прави.
Электролит коричнево цвета в аккумуляторе. В одной или нескольки.
Источник
Банки в аккумуляторе: что это и для чего нужно
Аккумуляторная банка – это маленькая батарея, которая содержит в себе свинцовые пластины и электролит. Визуально устройство напоминает банку – отсюда название. Если АКБ обслуживаемая, банки можно открыть, если необслуживаемая – они запаяны.
Напряжение и емкость
В банке при полном заряде напряжение 2,1 Вольта. Если аккумулятор разряжен, напряжение может упасть до нуля. Такая ситуация губительна для АКБ. Емкость в каждой банке равняется емкости всего аккумулятора, так как подключение последовательное. Чтобы емкость увеличилась банки нужно подключать параллельно, но так не увеличится напряжение.
Количество банок
Одна ячейка – это 55 Ампер и 2,1 Вольта, однако для запуска мотора такого напряжения недостаточно. Чтобы двигатель заработал необходимо 6 банок. При последовательном подключении они дают напряжение в 12,6 вольт. Существуют аккумуляторы на 24 Вольта. Они предназначены для запуска более мощных двигателей или гребных винтов на кораблях. Для этих целей объединяют два аккумулятора или приобретают заводской вариант на 12 банок.
Перемычки
Банки соединяются между собой перемычками из свинца. Из него же сделаны пластины в ячейках. Этот материал хорошо проводит большие токи. Если бы перемычки были сделаны из меди или другого материала, через время произошло бы окисление и банки перестали бы работать. Использование свинца помогает избежать разности потенциалов различных металлов. Перемычки достаточно толстые, потому что токи при запуске могут достигать 300 – 500 Ампер. Если бы вместо перемычек были более тонкие провода, они бы расплавились.
Источник
Сколько банок у автомобильного аккумулятора
Про аккумулятор чаще всего мы вспоминаем тогда, когда не заводится автомобиль, а чтобы такая «приятная неожиданность» наступила с бОльшим опозданием, неплохо было бы соблюдать некоторые простые правила и кое-что знать об аккумуляторе.
Самая распространенная ошибка при появившихся сомнениях в аккумуляторе — это когда из-за низкой плотности электролита сразу возникает огромное желание добавить электролита. Однако, сделать это никогда поздно, поэтому не нужно торопиться. Попробуем перед доливкой ответить на вопросы:
— заряжен ли полностью аккумулятор?
— электролит какой плотности нам нужен?
— когда добавить лучше всего?
— сколько добавить?
— с помощью чего долить?
Кроме того, существует несколько простых правил «хорошего отношения» к аккумулятору, общий смысл которых сводится к «не навреди!» Чаще всего (так показала практика), несмотря на простоту вопроса, совершаются одни и те же ошибки. Как их избежать?
Для упрощения изложения сути проблем примем ряд допущений. Под аккумулятором будем понимать всю «коробку в целом», а не отдельные части (в автомобильном аккумуляторе их шесть), как это принято в специальной литературе. Отдельные же части будем называть банками, как и принято в обыденной жизни при диалоге «просто водителя» с «просто электриком». Данный материал адресован неспециалистам, носит описательный характер, максимально приближенный к пониманию обычного автолюбителя. Поэтому автор просит, по возможности проявить снисходительность к сделанным упрощениям и нестрогой терминологии.
Как устроен аккумулятор
Автомобильный 12-вольтовый аккумулятор состоит из 6 секций (блоков) пластин. Каждый блок в свою очередь состоит из отрицательных и положительных пластин, разделенных между собой специальными пластинами из непроводящего и кислотостойкого материала. Эти изолирующие пластины называются сепараторами. В корпусе аккумуляторной батарей имеется 6 отдельных банок, куда и устанавливаются блоки пластин. На дне каждой банки имеются ребра, на которые опирается секция пластин. Все секции пластин соединены последовательно между собой (внутри или снаружи), а крайние секции имеют конусные (для надежного соединения стартерных проводов) выводы различного диаметра. Плюсовые выводы обычно имеют больший диаметр, а на выводах как правило имеется обозначение «+» и «-«.
Внимание: при установке нового аккумулятора на автомобиль (или при подключении к зарядному устройству) не поленитесь взять в руки вольтметр и проверить правильность полярности выводов — известны случаи заводского брака, когда диаметры выводов и обозначения не соответствовали действительности. Занимает такая проверка всего несколько секунд, но спасает от огромных потерь финансов и времени.
В каждую банку заливается строго определенное количество электролита определенной плотности. Максимальная плотность электролита зависит от климата района, где будет использоваться аккумулятор и может находиться в пределах 1,25 — 1,31 г/см 3 . Для примера рассмотрим все случаи эксплуатации аккумулятора в районах с температурой до минус 30 о С. Плотность электролита такого аккумулятора должна быть 1,27. Это справедливо только для полностью заряженного аккумулятора!
Зависимость плотности от климата объясняется тем, что чем больше плотность электролита, тем ниже температура его замерзания. Для примера приведем ориентировочные данные:
Плотность электролита,
г/см 3
Температура замерзания
о С
Что происходит в аккумуляторе, вариант «без науки»
Заряженный аккумулятор имеет плотность электролита 1,27. Признаки полного заряда: обильное газовыделение даже при малом зарядном токе, напряжение на батарее равно или более 14 вольт, плотность электролита не изменяется в течение 2-3 последних часов.
При разряде кислота из электролита в результате всяческих процессов переходит из жидкого состояния (электролит) в твердое соединение на пластинах аккумулятора, и каждое уменьшение плотности на 0,01 ед. равно 6% потери «силы» аккумулятора, т. е., грубо говоря, расходование 100% силы аккумулятора приводит к уменьшению плотности на 0,16 — 0,17 ед., а это значит, что в разряженном аккумуляторе плотность составляет 1,27-0,17=1,1. При заряде происходит обратный процесс: кислота из «твердых» соединений на пластинах переходит в жидкое состояние, следовательно, плотность при заряде повышается.
Суммируем вышеизложенное: если при заряде и разряде плотность меняется именно так в каждой банке, то можно, с большой долей уверенности, сказать, что аккумулятор «здоров». Образно об этом можно сказать, что при заряде и разряде АКБ «дышит». Нужно помнить о том, что зарядка большим током приводит к разрушению вещества пластин и выпадению его на дно банки, а значит, при заряде некоторая часть кислоты уже не будет восстановлена, т. е. не повысится плотность (вот и причина недостаточной плотности заряженной АКБ).
Теперь про плотность, учитывая, что кислота тяжелее воды…
Пусть у нас имеется новый, исправный и заряженный аккумулятор, который некоторое время уже простоял без зарядки. Кислота, присутствующая в растворе каждой банки (электролит), постепенно опускается на дно банки, в результате плотность верхнего слоя электролита уменьшается. Какая ошибка может быть сделана перед установкой и эксплуатацией этой АКБ? Неправильно замерим плотность и поспешим добавить электролит. В дальнейшем это приведет к сокращению срока эксплуатации аккумулятора.
Вывод: прежде чем что-либо добавить в аккумулятор, его нужно полностью зарядить!
Что происходит при длительном хранении аккумулятора без зарядки?
При хранении аккумулятора (полностью исправного) происходит естественный саморазряд, даже если не подключены никакие потребители. Считается (так было по ГОСТам), что первые 14 суток хранения приводят к потере емкости до 10%. Если аккумулятор уже был в эксплуатации, то саморазряд будет, естественно, больше. Имеется еще ряд причин, ускоряющих процесс саморазряда:
— замыкание выводов аккумулятора по поверхности из-за загрязнения и электролита;
— частичное замыкание осыпавшейся активной массы пластин в процессе эксплуатации;
— образование паразитных токов (такое явление может быть внутри любой секции АКБ; основная причина — попадание примесей вместе с электролитом или водой);
— разная плотность электролита в верхних и нижних слоях банки (естественное во времени разделение или доливка воды) — это приводит к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь вызывают сульфатацию пластин (пластины становятся более светлыми, вплоть до образования явно белых участков), а, значит, еще большие уравнительные токи.
Что можно сделать, чтобы уменьшить саморазряд?
1. Поверхность аккумулятора должна быть чистой.
2. Зарядка аккумулятора и разрядка должны быть такими, чтобы активная масса пластин осыпалась как можно меньше (как — рассмотрим чуть ниже).
3. Для доливки воды и электролита используем только чистую посуду. Эту посуду не используем ни для каких других целей.
4. В качестве дистиллированной воды не использовать случайно полученную от кого-то и где-то воду.
Пример из практики: в специализированной лаборатории для проверки чистоты приготовленной дистиллированной воды была взята «условно» чистая бутылка (подозреваю, что кроме водки там раньше ничего не было). Двукратное ополаскивание бутылки дистиллированной водой оказалось недостаточным, чтобы анализ стал удовлетворительным. Только третья проба воды и ополаскивание этой бутылки в количестве 7 (в сумме) раз дали положительный результат! Отсюда получаем ответ, что для дистиллированной воды используем только чистую посуду.
Для любознательных о саморазделении легких и тяжелых жидкостей: известно, что спирт и вода — это две жидкости, наиболее хорошо растворяющихся друг в друге (смешиваются в любых пропорциях). Попробуйте капнуть в такой раствор несколько капель, скажем, авиационного бензина, в результате увидите сразу (размешать/раскрутить можно), чего и сколько было смешано (пить нельзя — только смотреть. )
Внешний признак былой загрязненности электролита: жирный контур по верхнему уровню электролита на внутренней поверхности банки. Виден такой контур только после разборки аккумулятора.
Разряжаем… Каждая банка аккумулятора, находящегося в покое, имеет э. д. с., не зависящую от его заряженности и определяемую эмпирической формулой: Е = y + 0,84, где y — плотность электролита при + 15 о С. Аккумулятор состоит из 6 банок. Берем калькулятор и считаем, что получилось: (1,1 + 0,84) * 6 = 11,64 В — на разряженном аккумуляторе и без какой-либо нагрузки (в состоянии покоя).
Разряжать аккумулятор можно:
— до 1,7 В на каждой банке, т. е. до 1,7 * 6 = 10,2 В при разрядном токе, равном 1/10 емкости аккумулятора — применяется при проверке (равно и «режим без зарядки»);
— до 1,75 В на каждой банке, т.е. до 1,75 * 6 = 10,5 В при разрядном токе, равном 1/20 емкости аккумулятора — для проверки емкости АКБ и «режим без зарядки»;
— до 1,5 В на каждой банке при стартерном режиме и начальной температуре электролита около +25 о С (стартерный режим при «горячей» АКБ, всего до 1,5 * 6 = 9 В;
— до 1,0 В на каждой банке при стартерном режиме и начальной температуре электролита около минус 18 о С (стартерный режим в холодную погоду), всего = 6 В.
Для чего нужно знать эти вольты?
1. Появилось как бы несоответствие в данных — напряжение на разряженном аккумуляторе равно 11,64 В, а разряжать током 1/10 емкости можно до 10,2 В. Появилась возможность понять: сколько «силы» у нашего аккумулятора. Каждый аккумулятор имеет внутреннее сопротивление rАКБ или потери напряжения внутри аккумулятора, тогда общее напряжение на аккумуляторе при заряде больше, чем э. д. с., на величину Iзар * rАКБ, а при разряде — напряжение на аккумуляторе будет меньше его э. д. с. на величину Iразр * rАКБ. Значит, разница в вольтах при разряде и заряде объясняется внутренним сопротивлением аккумулятора, в том числе и состоянием его пластин. При этом (пока) не рассматриваем процессы, происходящие непосредственно на поверхности пластин в момент разряда.
2. Получили некоторые значения напряжения на аккумуляторе при стартерном режиме и пуске в холодную погоду (тот самый момент, когда стартер уже не крутит и пора «прикуривать»).
Внимание! Все соединения должны быть надежными, исключающими искрение! Не допускается открытый огонь (например, при ремонте или контроле уровня электролита)! Аккумулятор выделяет взрывоопасный гремучий газ!
Конечное (предельное) напряжение на каждой банке аккумулятора около 2,4 В (в этот момент начинается сильное газообразование или «кипение» аккумулятора). Конечное напряжение на аккумуляторе будет около 2,4 * 6 = 14,4 В (пока не рассматриваем процессы, происходящие на поверхности пластин). Это будет при зарядке аккумулятора, как на автомобиле, так и зарядным устройством.
Вспоминаем (см. выше), что при зарядке происходит повышение плотности электролита за счет выделения кислоты (перехода из пластин в раствор). Поэтому, когда через некоторое время после окончания заряда напряжение установится, оно станет равным (1,27 + 0,84) * 6 = 12,66 В.
Количество затраченной на заряд энергии на 10-15% больше, чем аккумулятор отдал при разряде.
Внутреннее сопротивление аккумулятора — rАКБ — складывается из сопротивления пластин, сепараторов и сопротивления электролита. Основной составляющей является сопротивление электролита, его электропроводность ниже, чем у пластин. Сопротивление электролита зависит от его температуры и плотности. Сопротивление электролита в диапазоне температуры от +30 о С до -30 о С увеличивается почти в девять раз! Сопротивление пластин увеличивается по мере разряда и уменьшается по мере заряда. Сопротивление пластин аккумулятора зависит еще от размеров и конструктивных особенностей самих пластин.
Что происходит в аккумуляторе, вариант «с наукой»
Для полноты картины нужно рассмотреть процессы заряда и разряда чуть подробнее.
— Основной состав отрицательных пластин — свинец Pb — при разряде преобразуется в PbSO4, при этом пластины чуть светлеют.
— Основной материал положительных пластин — перекись свинца PbO2 — при разряде преобразуется в PbSO4, цвет пластин меняется из темно-коричневого в коричневый.
— В разряде принимают участие только поверхностные слои пластин, так как электролит к глубоким слоям пластин проникает в намного меньшем количестве.
— Образование PbSO4 и отложение его в поверхностных слоях пластин еще больше затрудняет доступ электролита к внутренним слоям. Общее количество активной массы, находящейся «в работе» — около 50%, т. е. часть Pb и PbO2 «не работает».
— Одновременно идет выделение воды H2O и уменьшение плотности электролита. Этот процесс идет на поверхности и в поверхностном слое положительных пластин. Плотность электролита здесь всегда будет меньше. Чем удаленнее электролит от пластины, тем выше его плотность. Образуется некоторое падение э. д. с. на величину уменьшения плотности в поверхностном слое пластин. Это и есть тот самый процесс в поверхностном слое, о котором говорилось выше. Чем лучше циркуляция (диффузия) электролита возле поверхности, тем быстрее компенсируется (но лишь частично) недостаток кислоты, а, значит, и э. д. с.
Что препятствует лучшей циркуляции электролита: уменьшенная плотность, снижение температуры электролита и загрязнение пластин. Стало быть, перечисленные факторы не помогают аккумулятору отдавать (а «отдавать» нужно быстро) энергию, а мешают. Если хотим, чтобы аккумулятор работал, придется соблюдать все правила или платить деньги за новый аккумулятор.
Напряжение на банке аккумулятора при разряде: U = y + 0,84 — Iразр * rАКБ — Ê, где Ê — уменьшение э. д. с. в поверхностном слое пластин. При дальнейшем разряде наступает момент, когда кислоты будет недоставать, при этом химическая реакция в банке аккумулятора изменится, и начнется образование Pb(OH)2. Данное соединение (гидроокись свинца) при заряде обратно преобразовываться не будет. Более того, при взаимодействии с электролитом начинается процесс сульфатации — образование крупных кристаллов PbSO4 , которые плохо восстанавливаются в Pb и PbO2 при зарядке.
Вывод: чем больше разрядим (сверх допустимого) аккумулятор, тем хуже будет идти процесс заряда. Каждый глубокий разряд добавляет болезней и «отнимает силу» от аккумулятора. Нерабочая часть вещества пластин будет увеличиваться с каждым разом. Когда наш аккумулятор «крепко подсел», то нужно подумать: а есть ли смысл надеяться на «крутану еще разок»?
Если прекратить разряд при напряжении 1,7 — 1,75 В, э. д. с. аккумулятора возрастает до 1,95 В после окончания процессов в поверхностных слоях пластин.
— При заряде начинается процесс восстановления кислоты, т. е. повышается плотность электролита, процесс идет на поверхности и в поверхностном слое пластин, опять появляется «прибавка» к э. д. с. на величину Ê (смотрим процесс разряда, там было уменьшение э. д. с. на такую же величину).
— Наступает момент, когда большая часть активной массы пластин преобразуется в Pb и PbO2, и на пластинах начинается интенсивное выделение пузырьков газа (нейтрализовавшиеся ионы водорода и кислорода, они не вступили в реакцию, т. к. сильно уменьшилось количество PbSO4, которое нужно было «восстановить» в процессе зарядки).
— Процесс нейтрализации ионов водорода, начинающийся при напряжении на банке аккумулятора около 2,4 вольт, проходит весьма интенсивно. Наступает такой момент, когда возникает некоторое количество «лишних» ионов водорода (правильнее — не успевших нейтрализоваться). За счет этого создается дополнительная э. д. с. равная примерно 0,33 В. Напряжение на банке возрастает до 2,7 вольта (ВНИМАНИЕ! См. ниже).
— Напряжение на банке аккумулятора равно U = y + 0,84 + Iзар * rАКБ + Ê.
— После выключения зарядки напряжение на банке уменьшается сначала на величину Iзар * rАКБ (мы выключили ток зарядки), затем возле пластин нейтрализуются ионы водорода, которые давали прибавку 0,33 В, и напряжение снижается на эту величину. Далее напряжение еще несколько уменьшится за счет выравнивания плотности электролита в поверхностном слое пластин. Конечное значение напряжения: U = y + 0,84.
Внимание! Увеличение напряжения на каждой банке аккумулятора на 0,33 вольта из-за наличия не успевших нейтрализоваться ионов водорода иногда приводит к трудным ситуациям в диагностике «правильности зарядки». Если в автомобиле имеются потери в цепи управления генератором (на реле-регулятор «пришли не все вольты»), то генератор начинает вырабатывать несколько большее напряжение, это, в свою очередь, приводит к более раннему появлению добавки 0,33 В (добавка не возникает скачком — «вся сразу»). Восстановление всех контактов по цепи зажигания, уменьшение потерь на массовых проводах и временная замена аккумулятора заставляют иногда изменить мнение о «плохом» реле-регуляторе. Основная составляющая «прибавок» напряжения на банке U = y + 0,84 + Iзар * rАКБ + Ê, которая существенно зависит от состояния пластин (при прочих равных условиях), это Iзар * rАКБ. При стандартном напряжении зарядки (реле-регулятор и генератор исправны) завышенное напряжение на аккумуляторе будет зависеть от состояния пластин и проч., т. е. от rАКБ.
Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах и соответствует некоторому количеству электричества (это про емкость говорится — «у аккумулятора нет силы»), которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде его постоянным по величине током до определенного (конечного) значения напряжения.
Примечание: процесс определения емкости рассматриваем только с практической точки зрения: чтобы принять решение о целесообразности его дальнейшей эксплуатации. Данное описание определения емкости не является стандартом для измерения или подтверждения параметров, гарантированных изготовителями, а имеет лишь оценочный характер. Далее выражения типа «ток 0,05САКБ» или «0,05 номинальной емкости» означают, что численное значение тока в амперах должно быть равно 0,05 от численного значения емкости аккумулятора в ампер-часах.
Для проверки емкости аккумулятора САКБ его сначала полностью заряжают, затем разряжают током, равным 0,05 номинальной емкости до напряжения 1,75 * 6 = 10,5 вольт. Произведение силы тока на время разряда равно емкости аккумулятора. Если проверка проводилась при +25 о С, то это будет действительная емкость, в противном случае полученное значение емкости нужно пересчитывать, используя температурную поправку.
Емкость аккумулятора зависит от:
— силы разрядного тока;
— температуры и чистоты электролита;
— материала пластин и его чистоты;
— пропускаемости (пористости) пластин;
— количества отработанных часов.
Емкость, определенная при 20-часовом режиме, больше емкости при 10 часовом режиме (на величину до 15%), т. к. при более длительном разряде работают более глубокие слои активной массы пластин.
При 10 часовом режиме разряда работает около 50% активной массы пластин, а при стартерном режиме — около 15%.
В режиме стартера процессы на пластинах из-за значительных токов сильно ускоряются: быстрее образуется большое количество воды в поверхностном слое пластин, в это же время возле поверхности пластин находится более плотный электролит, поэтому процесс в поверхностных слоях более интенсивен по сравнению с глубинными слоями. Образующийся PbSO4 еще больше затрудняет доступ электролита к глубинным слоям активной массы пластин, происходит значительное снижение напряжения внутри аккумулятора (Iразр * rАКБ), из-за чего стартерный разряд приходится прекращать раньше (при малом напряжении стартер не способен работать с достаточной для пуска мотора мощностью).
При снижении температуры электролита емкость аккумулятора (при разряде током 0,05САКБ) уменьшается на 1% на каждый градус уменьшения температуры, а при больших, т. е. стартерных токах — на еще большую величину. Например, при минус 15 о С снижение емкости может достигать до 40% при токах разряда 0,05САКБ, (что приблизительно соответствует току одной нити фарной лампы). При повышении температуры до +45 о С емкость аккумулятора возрастает на 10 — 15%, но при этом происходит значительное осыпание активной массы и коробление пластин, что, в свою очередь, приводит к частичному или полному замыканию пластин.
О ремонтной технологии и профилактических проверках
Как поправить здоровье аккумулятора?
Иногда, а вернее, очень часто можно наблюдать следующее: при нормальной зарядке на автомобиле имеется подозрение, что аккумулятор слаб. В этом случае делается попытка дозарядить его на зарядном устройстве, что совершенно не меняет дела, т. к. зарядка на а/м не отличается от зарядки специальными устройствами. Если не помогла зарядка от генератора, то почему поможет зарядка зарядным устройством?
Болезни аккумулятора можно было лечить на АКБ старой конструкции, так называемых «разборных», где каждую банку можно было открывать, не нарушая других. Технология лечения построена на заряде и разряде малыми токами, около 1/20 от емкости АКБ, причем сначала делается полный дозаряд, затем медленный разряд до минимально разрешенного уровня. Сливается электролит, вместо него заливается дистиллированная вода, и заряд уже производится с водой. После чего вода опять выливается, меняется на электролит, и АКБ снова разряжается. При этом каждый раз выливая из неё то электролит, то воду, мы избавляемся от всевозможных примесей, мешающих работе аккумулятора. Если после 3-4 циклов емкость не увеличилась, то аккумулятор придется заменить на новый.
Сегодняшняя ситуация полностью исключает такой дорогостоящий эксперимент, к тому же и аккумуляторы современные немного другие по конструкции. Поэтому самое разумное — это сделать несколько циклов заряд-разряд без замены электролита. Иногда это помогает. Конечно, самое рациональное — это правильная эксплуатация и элементарный уход.
В чем опасность такой замены электролита на неразборных аккумуляторах? Очень велика вероятность замыкания пластин выпавшими в осадок остатками активной массы. Кроме того, как показала практика, такая технология ремонта помогала в очень большом количестве случаев, но только при полном освобождении корпуса от остатков (осадка на дне), вплоть до механической чистки стенок и ребер, на которые опираются пластины.
Поэтому самое реальное, что можно сделать — это какое-то количество тренировочных циклов заряд-разряд, по окончании чего уже уверенно решается вопрос: что добавить, кислоту или воду.
Что добавить в аккумулятор, находящийся на автомобиле, если мы не проводили никаких замеров и проверок (как при тренировочном цикле)? Когда добавить воду и почему только воду?
Итак, уровень электролита понизился. Что добавить? Очень кстати заметить, что кислота в процессе работы аккумулятора может только выпадать в осадок при разрушении активного вещества пластин (разумеется, в связанном виде). Кроме того, количество кислоты и активного вещества пластин (которое и участвует в процессе работы или заряда-разряда) соответствуют друг другу. Поэтому, если часть вещества пластин выпала в осадок (пластины частично разрушились), то и часть кислоты уже не восстановится при зарядке. Что же произойдет, если мы в таком случае добавляем кислоты для восстановления плотности до нормы? Получится, что добавленная кислота будет лишней, т. е. емкости не добавится. Практически тренировочные циклы могут, конечно, немного улучшить ситуацию.
А что происходит с водой? Она-то как раз и испаряется в процессе заряда-разряда, поэтому нужно добавлять дистиллированную воду. Уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше уровня пластин. Иногда в аккумуляторе есть специальные метки — уровни электролита. Необходимо только помнить, что при заряде уровень электролита несколько повышается, поэтому, если мы чуть-чуть переборщим с водой, то высокий уровень и «кипение» при зарядке приведут к выбросу электролита на поверхность через отверстие в пробке. Это в свою очередь вызовет загрязнение поверхности аккумулятора, разрушение клемм, потерю электролита (и заряда). Такой беды удается избежать, если воду доливать после поездки (только что закончился заряд и уровень электролита максимальный). Добавленная вода будет перемешиваться с уже имеющимся электролитом не менее 3 часов, поэтому после долива воды раньше, чем через 3 часа зарядки, плотность замерять не имеет смысла. При сильном морозе (добавили воду после поездки) даже возможно замерзание верхнего слоя электролита, что приводит к порче аккумулятора. Зимой воду нужно добавлять перед поездкой, но тщательнее контролировать уровень, чтобы не переборщить.
Разряженный аккумулятор нельзя оставлять на морозе (замерзнет!), нужно снимать с автомобиля и нести в теплое помещение.
Замерзшим аккумулятором нельзя пользоваться до оттаивания (пуск стартера, заряд и т. д.). Замерзшая, а так же сильно разряженная АКБ при пуске стартера выделяет очень взрывоопасный газ, любая искра в аккумуляторном отсеке может привести к взрыву.
Как очистить разрушенные кислотой детали или нейтрализовать пролившуюся кислоту?
Делается это при помощи раствора обыкновенной пищевой соды, той самой, что используется в кулинарии. Кто хоть один раз это попробовал, тот убедился в эффективности способа. Растворять соду лучше в горячей воде, т. к. при растворении сода поглощает тепло и каждая новая порция соды, добавленная в раствор, растворяется все хуже и хуже. Не следует торопиться, отворачивая сильно окисленную клемму (стяжной болт), можно пропитать сильным раствором какую-нибудь тряпку и положить ее на клемму. Дальше результат зависит только от времени и количества соды. Наконечники клеммных проводов после опускания в такой раствор выглядят как новые! Нельзя допускать попадание такого раствора в банки АКБ.
Теперь, когда мы знаем чуть больше о возможном напряжении на аккумуляторе при разрядке и зарядке, можно определиться с такой непростой ситуацией, как «прикуривание». Однозначно ответить «да» можно только на вопрос: «Существует ли опасность для электросистемы автомобиля».
Давать «прикуривать» или нет, каждый должен решить сам!
1. Ничего не известно о состоянии стартера и качестве проводов/клемм у нуждающегося в помощи.
2. Неизвестно ничего и про аккумулятор: крутил ли утром стартер, степень разряженности; последние попытки могли привести к переполюсовке отдельных банок.
3. Хорошо ли заводится данный автомобиль вообще — чем дольше затянется процесс, тем больше вероятность того, что завтра вы будете вкладывать деньги в свой автомобиль.
Есть различные рекомендованные способы прикуривания. Попробуем выбрать наиболее безопасный с учетом всего изложенного выше материала. Для начала несколько фактов.
Замеряем вольтметром напряжение на аккумуляторе, подключаем аккумулятор к зарядному устройству и контролируем ток заряда, чтобы получить предварительные данные для раздумий.
Начальное напряжение до включения зарядки 12,6 В.
Включаем зарядку, замеряем — 12,75 В и 10 А, добавляем напряжение — 12,92 В, ток уже 15 А.
Взглянем на эти данные при решении вопроса: как «прикуривать» — вместе с генератором донора или без оного.
При включении стартера на «больном» автомобиле (подразумеваем, что вспомогательные провода подключены к донору) напряжение упадет до 10 вольт. Это в лучшем случае! Самая благоприятная ситуация складывается тогда, когда «больной» начинает «схватывать». Т. е. двигатель «прикуриваемого» автомобиля пытается заводиться. В это время ток потребления стартера будет минимальным. А если «больной» не издает ни одного приятного звука, то напряжение на его аккумуляторе будет еще меньше, чем 10 вольт. При «прикуривании» нужно использовать провода с большим сечением для наилучшей помощи. Тогда (при включенном генераторе на автомобиле-доноре) генератор донора будет стремиться компенсировать падение напряжения более 4 вольт (реально более 5 — 6 вольт) и работать в режиме максимальной токоотдачи! Опасно, однако. А броски напряжения при ситуации: «больной схватил/не схватил»? Святая обязанность генератора — компенсировать потери напряжения, только он (генератор) не ведает о том, кто его на это подрядил!
Предлагаемый сценарий прикуривания
Заглушаем автомобиль-донор и абсолютно все там выключаем.
Провода вспомогательные обязательно подсоединяет один человек, причем в руках у него только один провод. По принципу: управился с одним, тогда берись за другой, меньше шансов перепутать (когда в руках два провода, а первый присоединен ошибочно/неправильно, то второй подсоединяется уже без особых раздумий).
Теперь заводим автомобиль-донор и терпеливо ожидаем 10 — 15 или более минут. Если решили, что заряжать достаточно, то перед включением стартера «больного» ОБЯЗАТЕЛЬНО заглушаем двигатель донора и все там выключаем. Если этого не сделать, то ОЧЕНЬ велик шанс нанести вред электрооборудованию донора, т. к. в режиме «стартера» велики броски напряжения, что может вывести из строя «умную» электронику или перегрузить генератор. Еще один плюс: при таком варианте прикуривания не принимает участия перемычка кузов-двигатель автомобиля -донора, стало быть, меньше аварийных путей прохождения токов!
При зарядке донором на средних оборотах двигателя при токе заряда ампер 30 аккумулятор «больного» за минуту получит заряд в количестве: 1/60*30= 0,5 А/час, да и то только, если этот заряд будет при 100% КПД. Пусковой ток стартера будет ампер 200, не меньше, тогда этих 0,5 А/ч в самом лучшем случае хватит на 9 секунд работы стартера. А у нас случай плохой: способность аккумулятора выдавать 200 А падает довольно нелинейно с потерей заряда. Учитывая эти 9 сек, можно планировать, сколько времени отведем на «безопасную для себя помощь».
Что теперь у нас есть: АКБ подзаряжена, автомобиль-донор заглушен, все его системы выключены, вспомогательные провода имеют хороший контакт.
Пробуем делать пуск, при неудачной попытке в выше перечисленном порядке повторяем процедуру зарядки, увеличив немного время заряда.
Если пуск прошел удачно, то вспомогательные провода отсоединяем по одному в обратном порядке. Пуск от собственных аккумуляторов (на бывшем «больном» автомобиле) можно пробовать через 10-20 мин работы двигателя. За это время, если АКБ способна заряжаться, она получит достаточный заряд, к тому же еще остается шанс воспользоваться помощью донора. Такой пуск покажет, какой беды можно ожидать при некотором отдалении помощника.
Коротко о главном
У заряженного аккумулятора плотность электролита 1,27 г/см 3 , у разряженного до нормы — около 1,1 г/см 3 . Чем меньше плотность электролита, тем больше шансов его превращения в лед на морозе. Не оставляем разряженный аккумулятор на морозе, а замерзший не пытаемся заряжать!
При стартерном режиме работает около 15% активной массы пластин, а аккумулятор отдает около 25% емкости. С увеличением минусовой температуры величина отдаваемой аккумулятором энергии снижается.
Окисление наконечников проводов и выводов аккумулятора происходит при попадании на них электролита. Все соединения должны быть чистыми и надежно закрепленными. При одевании наконечника стартерного провода не прибегайте к ударам. Размеры наконечников и выводов должны соответствовать друг другу, а при ударе возрастает риск нарушить герметичность вокруг вывода аккумулятора.
Провод массы и стартера должен быть достаточной длины, чтобы не отламываться от стартера или создавать механических усилий на выводах аккумулятора при качании мотора на подушках. Сам аккумулятор должен быть надежно закреплен и не должен двигаться отдельно от автомобиля.
Если у нас аккумулятор открытого типа, то образовавшиеся в мастике трещины поддаются ремонту, но самый наилучший вариант — удалить старую мастику и залить снова. Нельзя при этом использовать открытое пламя.
Поверхность аккумулятора должна быть сухой и чистой, разлившийся электролит нужно сразу нейтрализовать.
Если аккумулятор перестал работать, то не спешим добавлять воду, это уже поздно и не поможет сразу. Нужно провести тщательную проверку, а уж потом что-либо наливать.
Аккумулятору нужна только правильная плотность электролита и правильная зарядка, любые отклонения ему не на пользу. Повышение напряжения зарядки на 10% сокращает срок службы аккумулятора в 2 — 2,5 раза.
Источник