На зарядку становись.
Зима постепенно отступает, но мало найдется автовладельцев, кто хоть раз в своей автомобильной жизни не сталкивался с таким малоприятным сюрпризом, как разряженный аккумулятор ранним морозным утром. Да и в более теплые сезоны никто не застрахован от бессильного треска втягивающего реле стартера из-под капота: не выключенные габариты, забытая на ночь магнитола.
Так что же происходит с АКБ, почему она иногда нас так подводит, особенно в самый неподходящий момент и в самую неприятную погоду?
Для начала необходимо понять, что вообще такое аккумулятор.
На подавляющем большинстве автомобилей устанавливаются кислотно-свинцовые аккумуляторы, в которых электричество вырабатывается в ходе химической реакции, описываемой уравнением:
Конструктивно же АКБ состоит из свинцовых решеток, с нанесенной на них перекисью свинца (отрицательный электрод) или губчатым свинцом (положительный электрод), и погруженных в разбавленную дистиллированной водой серную кислоту (электролит). В ходе разряда аккумулятора плотность электролита снижается, а при отрицательных температурах возможно даже образование кристаллов льда, являющихся отличным диэлектриком (изолятором), что в итоге и становится причиной снижения емкости АКБ. Если же оставить на морозе сильно разряженную батарею, то образовавшийся лед способен нанести непоправимый вред пластинам или даже привести к разрыву корпуса.
В идеале, предполагается, что аккумулятор обеспечивает только пусковой ток при запуске двигателя, а все остальное время питание электрооборудования осуществляется от штатного генератора, при этом АКБ выполняет немаловажную роль сетевого фильтра.
Но нередко, особенно на отечественных автомобилях, после установки дополнительного электрооборудования, мощности, вырабатываемой генератором, уже не хватает, или же появляется некая неисправность в генераторе, вызывающая снижение зарядного напряжения, которое должно составлять 13,9 — 14,4 В. Соответственно, недостача заряда компенсируется за счет аккумулятора, что и приводит к снижению плотности электролита.
Но даже если штатный генератор исправен, аккумулятор может находиться в состоянии регулярного недозаряда, т.к. в бортовой системе электроснабжения автомобиля реализован метод заряда при постоянном напряжении, основной недостаток которого заключается в снижении эффективности при отрицательных температурах из-за роста внутреннего сопротивления АКБ.
таб. 1 Зависимость плотности электролита от степени заряженности АКБ
Степень заряженности, %
Степень разряженности
Плотность электролита
Г/cм 3
Напряжение на аккумуляторной батарее В
100
0
1.28
12.7
80
20
1.245
12.5
60
40
1.21
12.3
40
60
1.175
12.1
20
80
1.14
11.9
0
100
1.1
11.7
Стоит обратить особое внимание, что измерения необходимо проводить при температуре окружающей среды 20 — 25 0 С. При более низких температурах плотность электролита постепенно уменьшается, приводя к соответствующему снижению емкости АКБ. Принято считать, что при снижении температуры окружающей среды на каждые 15 °C (начиная от +10 °C) емкость аккумулятора падает приблизительно в два раза. Т.е. для нового и полностью заряженного АКБ емкостью 62 А*ч, при температуре — 5 °C емкость составит уже около 32 А*ч, при — 20 °C — 16 А*ч и так далее.
Причем разность плотности электролита по банкам не должна превышать 0.03 г/cм 3 , в противном случае, скорее всего в АКБ либо начались необратимые процессы, вроде опадания активного вещества с решеток, либо произошла сильная сульфатация пластин (это явление подробнее будет описано ниже).
Помимо контроля плотности электролита необходимо не реже чем 1 раз в 3 месяца производить контроль равновесного напряжения разорванной цепи АКБ, которое должно составлять 12,7 — 12,9 Вольт при температуре 20 -25 °С.
Теперь поговорим о зарядке аккумулятора, а точнее о ее способах.
Во-первых, заряжать аккумулятор необходимо, если степень его разряженности составляет меньше 75% зимой и 50% летом. Заряд необходимо производить, предварительно сняв батарею с автомобиля, в теплом, хорошо проветриваемом помещении. С поверхности батареи влажной тряпкой обязательно удаляем все загрязнения. Клеммы очищаем от окислов шкуркой «нулевкой»; также можно протереть их ватой или ветошью, смоченной в насыщенном растворе пищевой соды. Перед началом заряда обязательно необходимо проверить уровень электролита в банках. Он должен быть на уровне МАХ (для батарей с отметками уровня), или выше уровня пластин на 15 мм (если на корпусе батареи нет отметок).
Существует два основных способа заряда АКБ: при постоянной величине тока и при постоянной величине напряжения.
Заряд при постоянной величине тока
Величина тока заряда устанавливается равной 10% от номинальной емкости батареи. Так, например, для АКБ емкостью 75 Ач зарядный ток должен быть равным 7.5 А. С учетом этого требования становится очевидным, что такой метод осуществим только в случае использования зарядных устройств (ЗУ) с автоматической (что наиболее предпочтительно) или ручной регулировкой тока заряда.
При использовании ЗУ с ручной регулировкой следует помнить, что в процессе заряда увеличивается внутреннее сопротивление АКБ, что приводит к снижению величины зарядного тока. Соответственно, его нужно контролировать и корректировать при необходимости.
В процессе корректировки величины зарядного тока неизбежно увеличивается зарядное напряжение. Когда оно достигнет величины 15 — 15,5 В, начнется активное выделение водорода из электролита (батарея «кипит»). Это означает, что ток заряда необходимо уменьшить в 2 раза от первоначальной величины. Для необслуживаемых батарей (без пробок) величину зарядного тока по достижении зарядным напряжением вышеуказанных значений необходимо уменьшать в 4 раза.
Большинство современных АКБ снабжены индикатором степени заряженности, однако при его отсутствии уровень заряда можно проверить (предварительно отключив АКБ от ЗУ) либо нагрузочной вилкой (батарея считается заряженной при силе тока меньше 1 А, и напряжении на клеммах 14,4 — 14,8 В.), либо измерив плотность электролита.
Заряд при постоянной величине напряжения
При этом методе важно верно выбрать величину зарядного напряжения. Большинством производителей АКБ рекомендуется устанавливать напряжение в пределах 14.4 — 14.6 В, чтобы избежать преждевременного «кипения» электролита. По мере заряда батареи величина собственного напряжения АКБ приближается к значению напряжения ЗУ и ток заряда снижается. В этот момент значение зарядного напряжения следует увеличить до 15 — 15.5 В.
Оба описанных метода имеют как свои преимущества, так и недостатки. Однако влияние недостатков сводится к минимуму при использовании автоматических ЗУ, в которых контроль и регулировка параметров заряда происходят практически без участия человека. В большинстве таких конструкций используются сразу оба метода. Единственное,что требуется от оператора — выставить начальный зарядный ток равный 0.1 от номинальной емкости АКБ. После этого ЗУ начинает заряд при постоянстве тока. Как только напряжение заряда достигнет величины 14.4 В прибор переключается в режим заряда при постоянстве напряжения, что приводит к снижению зарядного тока.
Но в ряде случаев даже после полного цикла заряда, АКБ не способна полноценно выполнять свои задачи. Причиной тому может быть чрезмерная сульфатация электродов.
При потреблении электричества только от АКБ (при выключенном двигателе) или при недостаточном уровне электролита, происходит активное образование сульфата свинца на решетках, этот процесс носит название сульфатации. При достижении критического значения разряда степень сульфатации пластин АКБ не позволяет зарядить аккумулятор всего-лишь подключив его к источнику тока. Для возвращения ему жизни потребуется проведения специальных мероприятий по десульфатации пластин. Методик осуществления таковых мероприятий великое множество, однако, большая часть из них весьма трудоемка и требует определенных специальных навыков, без которых вместо оживления АКБ его можно «добить» до конца.
Более надежный и менее рискованный способ — десульфатация реверсивными токами. На сегодняшний день это самый эффективный и безопасный для АКБ метод, при котором на клеммы подается переменный ток с различными амплитудами и длительностями импульсов обеих полярностей за каждый период их следования. За каждый период следования импульсов тока аккумулятор заряжается и частично разряжается. При определенном соотношении амплитуд и длительности импульсов прямого и обратного тока снижаются газовыделение и температура электролита. Естественно, что такой способ возможен только при использовании автоматических зарядных устройств, в которых он предусмотрен.
Обслуживание АКБ
В общем и целом суть обслуживания современных АКБ сводится к поддержанию чистоты на их поверхностях, контролем за отсутствием продуктов окисления на клеммах и уровню электролита в банках (для обслуживаемых АКБ). Для протирки поверхностей аккумуляторов можно применять сухую ветошь, в случае сильного загрязнения — слегка смоченную слабым раствором нашатырного спирта или малярным обезжиривателем.
Для эффективного удаления продуктов окисления с клемм АКБ можно использовать концентрированный раствор пищевой соды: протереть клеммы губкой, смоченной в растворе, после чего повторно протереть их сухой ветошью.
Уровень электролита должен быть примерно 15 мм над пластинами. В случае его недостатка требуется долить дистиллированную воду, и ни в коем случае не доливать готовый электролит.
Хранение АКБ
Перед тем как поставить АКБ на длительное хранение, необходимо проверить уровень электролита во всех банках и дозарядить батарею. Уровень электролита и степень заряда контролировать каждый месяц.
В заключении хотелось бы предупредить читателей о нежелательности применения некогда популярных «шаманских» методов реанимации старых аккумуляторов. Ведь если после заряда АКБ ее емкость оставляет желать лучшего, значит в ней начались необратимые процессы. Например, частично осыпалось активное вещество, а это уже начало конца и возможно что в скором времени скопившийся на дне АКБ шлам приведет к короткому замыканию внутри нее. Так что как только ваш аккумулятор начал «капризничать» и перестал поддаваться зарядке, лучше не рискуйте, а смиритесь с необходимостью приобрести новый.
Источник
Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению
Степень заряда автомобильного аккумулятора замеряют при приобретении новой АКБ и при возникновении проблем во время эксплуатации. И если летом допустима определённая разряженность батареи, то с понижением температуры могут возникнуть трудности с энергообеспечением оборудования или даже запуском двигателя. Определение степени заряженности аккумулятора — простая процедура, которую можно осуществить самостоятельно.
Нормальный заряд аккумулятора
Приобретая новый источник питания, следует проверить степень заряженности аккумулятора, подразумевающую количество энергии, которое может выдавать аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени. Именно поэтому замеряется заряд АКБ в Ампер-Часах. Для получения максимально грамотных показаний стоит проводить несколько замеров: без нагрузки или с ней.
Для новой АКБ уровень разности потенциалов должен быть больше 12 вольт. Если напряжение аккумулятора автомобиля упало до 10,8В, то использование такой батареи не рекомендуется — её следует зарядить. После полной зарядки АКБ показатель напряжения будет равен примерно 12,6 вольтам. Плотность электролита целиком заряженного аккумулятора составляет приблизительно 1,28 гр/см3.
Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора
Прямая связь таких параметров, как напряжение и состояние химических элементов (электролита и пластин), а также уровня зарядки, отражается на работоспособности всей системы.
После полного заряда автомобильного аккумулятора электролит имеет высокую концентрацию кислоты, и напряжение батареи максимально. Во время эксплуатации плотность уменьшается, в связи с этим падает значение напряжения, следовательно и заряд АКБ. Стоит отметить, что разность потенциалов источника питания изменяется не только от заряда аккумулятора, но и от количества приборов, подключённых к сети.
Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:
Тесно связаны напряжение и ёмкость АКБ. Оба параметра производитель указывает в модели источника питания. Они показывают, какую нагрузку энергии выдаёт аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени разряда. Большие токи и быстрый разряд уменьшают ёмкость источника питания, меньшие — могут способствовать увеличению этого показателя.
Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:
- по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
- спектральным анализом;
- приборами, снимающими показания при переменном токе.
Все эти способы базируются на сведениях о сопротивлении АКБ, что позволяет только качественно оценить состояние источника питания. Зависимость ёмкости аккумулятора от напряжения не является причиной для установления работоспособности батареи. Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности. Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.
Как правильно замерить напряжение аккумулятора
Максимально точные значения можно получить, осуществив комплекс диагностик. Для этого необходимо иметь при себе специальные устройства (мультиметр, вольтметр или нагрузочную вилку). Для осуществления измерений напряжения от аккумулятора необходимо соединить контакты устройства и клеммы батареи.
Во время диагностических процедур стоит понимать, что источник питания, подсоединённый к бортовой системе авто, потребляет энергию. Поэтому показания могут быть несколько ниже, но они не должны опускаться ниже значений 11—11,5 вольт. Проведение корректных измерений допустимо на полностью отключённой и заряженной АКБ, то есть электрическая цепь должна быть разомкнута. Однако это необязательное условие: если вы проверяете напряжение в замкнутой цепи, то учитывайте определённую погрешность.
- АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
- На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.
- На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.
Обращаем ваше внимание, работа с мультиметром или вольтметром допускает обратное соотношение полюсов измерительного прибора и клемм АКБ. Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полярностью.
Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее. Поэтому допускаются определённые погрешности измерений.
Проверка заряда аккумулятора по напряжению рекомендуется спустя некоторое время после полной зарядки аккумулятора автомобиля, а также в условиях рабочей температуры (около 20 градусов Цельсия).
Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».
Уровень заряда АКБ
Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт
Напряжение в разомкнутой цепи
в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт
Источник