Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

Средний срок службы современных  АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации - а это недопущение глубоких разрядов и перезарядов, в том числе по вине регулятора напряжения - составляет 4-5 лет.

Наиболее губительными для батарей  являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 - 1.15 г/см³, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов - сульфатации свинцовых пластин. Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод - необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять ее плотность. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах - явление нормальное и присутствует всегда. (На основе теории двойной сульфатации построен принцип работы батарей.). Но при малом разряде и последующей зарядке батарея легко восстанавливается до исходного состояния. Это возможно и при глубоком разряде батареи, но только в том случае, если следом сразу же последует заряд. Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей «подпитки», то падение плотности ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.

Не менее опасен для  батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает «кипеть» - происходит разложение воды на кислород и водород, и понижение уровня электролита. В последнее время широкое распространение получили сепараторы карманного типа - т.н. конвертные сепараторы. Их название говорит за себя - в эти конверты помещают одноименно заряженные пластины. Такая конструкция увеличивает срок службы батареи, так как осыпающаяся в процессе эксплуатации активная масса остается в конверте, тем самым предотвращается замыкание пластин.

Маркировка  АКБ

На современные аккумуляторные батареи наносится следующая  маркировка:

Ёмкость батареи - способность батареи принимать и отдавать энергию - измеряется в ампер-часах (А/ч). Для оценки емкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной емкости). Т.е., если емкость батареи 55А/ч, то, разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей емкостью 60 А/ч полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А.

Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.

Значение тока холодного старта при -18 °С (по DIN) - величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре - 18 °С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20 °С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120 А). Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.

Некоторые батареи имеют  такую маркировку:

Несмотря на то, что  после емкости стоит значение 280А, цифра, интересующая нас и показывающая ток холодного старта по принятому у нас стандарту DIN равна 255 А.

Резервная емкость - время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной емкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.

Кроме того, на необслуживаемых  батареях проставляется соответствующая  надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке, (либо на языке производителя, как, например, на испанских батареях «Tudor»). Большинство АКБ, изготавливаемых в настоящее время известными производителями являются необслуживаемыми. Однако это вовсе не означает, что к ней не нужно подходить и следить за ее состоянием. Производители гарантируют данный показатель только при соблюдении нормальных условий эксплуатации. (Нелишне отметить, что необслуживаемые батареи выпускаются как с пробками для заливки электролита, так и полностью закрытыми). К разряду необслуживаемых могут относиться и сухозаряженные батареи, поставляемые в торговлю, однако они требуют заливки электролита и последующей зарядки.

Кроме того, на батареи, поставляемые на автозавод, фирмы-производители  наносят на корпусе дату изготовления. Плюс к этому, на ВАЗе на клеммы наносится  дата установки батареи на автомобиль.

Несколько рекомендаций при покупке аккумуляторов в  магазине. Во-первых, как и любой другой товар, батареи следует приобретать в специализированных магазинах, предоставляющих гарантию. При покупке желательно запастись ареометром. Плотность батареи должна быть не менее 1.25 г/см³ (лучше 1.27) и одинаковой во всех банках. Если же замер плотности в магазине связан с определенными трудностями, можно ограничиться измерением напряжения вольтметром. Оно должно быть не ниже 12.5В (Именно 12.5, а не 12, как нам может казаться достаточным. Напряжение 12В, наносимое на АКБ - это напряжение бортовой сети, на которое данная батарея рассчитана, а вовсе не напряжение батареи).

Бытует мнение, что, выбирая  батарею, прежде всего, необходимо обращать внимание на ее емкость. Однако все далеко не так просто. Нельзя сказать, что чем выше емкость батареи, тем она лучше. Во-первых, габаритные размеры батареи - величина, строго регламентированная международным стандартом. А потому для увеличения емкости батареи при тех же габаритных размерах неизбежно приходится жертвовать каким-либо другим показателем - и чаще это сказывается на долговечности батареи. Если же и выбирать по какой-либо характеристике, так правильнее это делать по величине тока холодного старта. Его значение играет более весомую роль при эксплуатации автомобиля в период суровых российских зим.

Перспективным направлением в производстве АКБ является снижение их обслуживаемости, повышение электрических характеристик. Необслуживаемость - свойство, которого требуют автозаводы от производителей автомобилей. Это связано с широко распространяющейся тенденцией увеличения срока службы автомобиля, в течение которого автолюбителю вообще нет надобности никуда заглядывать в своем вновь купленном автомобиле, кроме как в бензобак. А в связи с этим и аккумулятор должен удовлетворять тем же самым требованиям. Достигается это использованием конвертных сепараторов, снижения содержания сурьмы в решетках. Однако по своей сути стартерные автомобильные батареи еще долгое время будут оставаться свинцово-кислотными - как оптимальные по цене и характеристикам.

II. Неисправности и техническое обслуживание АКБ

1. Неисправности АКБ и способы их устранения

Вообще-то, в самом  аккумуляторе ломаться особенно нечему. Во всяком случае, причина большинства  неисправностей связана не с собственными его дефектами, а с наличием дополнительного оборудования, например, сигнализации и телефона. Эти устройства особенно любят преподносить «сюрпризы» во время длительных стоянок автомобиля, например, в аэропортах. Крис Барретт, управляющий директор фирмы Hoppecke Batteries, поясняет: «Производители автомобилей в целях экономии ставят самый «слабый» аккумулятор, какой только можно, поэтому любая дополнительная электрическая нагрузка может привести к неисправности».

Сам аккумулятор в  процессе службы, конечно, изнашивается и, в конце концов, выходит из строя. Это происходит вследствие коррозии пластин, обеднения их активного покрытия и истощения электролита. Тому способствует повышенная температура, так что чаще всего повреждения происходят летом. Обычно срок службы батареи составляет около четырех лет, но в большой степени зависит от режима эксплуатации.

Однако если ваш аккумулятор  вдруг начал барахлить, не спешите  его выбрасывать. Кейт Мак-Ивэн предупреждает: «Наш опыт показывает, что огромное количество автомобильных аккумуляторов, считавшихся неисправными, были просто-напросто разряжены. Такой «простой» диагноз выгоден только не очень щепетильным продавцам. Попробуйте зарядить разряженный аккумулятор, причем как можно скорее. Чем дольше аккумулятор остается незаряженным, тем сильнее сульфатация пластин, и тем проблематичнее будет его восстановление».

К числу неисправностей аккумуляторной батареи относятся:

• повышенный саморазряд;
• короткое замыкание;
• коробление электродов;
• разрушение пластин;
• сульфатация;
• окисление полюсных штырей;
• отстающие аккумуляторы;
• трещины и истирание моноблока.

Повышенный  саморазряд. При бездействии аккумуляторной батареи происходит её естественный саморазряд, который согласно ГОСТ 959.0 – 79 при температуре хранения батареи 293 ± 5К (20 ± 5 °С) за 28 суток не должен превышать 20% её номинальной ёмкости.

Повышенный саморазряд аккумуляторной батареи может происходить  по следующим причинам:

• наружная поверхность аккумулятора покрыта грязью, влагой и электролитом, что приводит к разряду батареи по  поверхности крышек;
• в электролит попали вредные примеси (особенно железо и медь);
• применение для доливки обычной (не дистиллированной) воды, содержащей щелочи или соли;
• замыкание пластин шламом, незначительные разрушения сепараторов.

Если электролит загрязнен, то батарею нужно разрядить током 0,1 от ее емкости до напряжения 1,1-1,2В  на каждый  аккумулятор. При этом посторонние металлы и окислы с  электродов переходят в электролит. Затем вылить электролит, промыть батарею дистиллированной водой, залить свежий электролит прежней  плотностью зарядить.

Короткое  замыкание пластин происходит вследствие непосредственного соприкосновения пластин при разрушении сепаратора, заряде токами большой силы, а также образования игольчатых наростов между кромками положительных и отрицательных пластин. Короткие замыкания могут также происходить при заполнении пространства между опорными ребрами шламом.

Внешние признаки короткого  замыкания:

• очень малая величина ЭДС;
• быстрое повышение температуры при заряде;
• медленное повышение напряжение при заряде и быстрое его падение при выключении тока;
• понижение  плотности электролита.

Для устранения короткого  замыкания АКБ разбирают, заменяют поврежденные сепараторы и электроды, удаляют осадок и губку с кромок электродов. После сборки АКБ  заряжают с одной перезарядкой.

Коробление  электродов. Коробятся электроды из-за большой силы зарядного и разрядного тока, повышенной температуры электролита, нарушение правил пуска двигателей стартером (частые и длительные его включения).

Признаками коробления являются изменения внешней их формы и уменьшения  емкости АКБ из-за сокращения количества активного вещества вследствие его выведения. Покоробленные электроды при ремонте АКБ заменяют.

Разрушение пластин  происходит за счет оползания  активной массы, её выкрашивания, а также коррозии решеток пластин. Разрушение активной массы пластины и её решетки является естественным процессом, однако его ускоряет неправильный  режим эксплуатации батарей – её перезаряд, особенно при высоких температурах. Для предохранения аккумуляторной батареи от перезаряда необходимо правильно выбрать пределы регулировки регулятора напряжения.

Сульфатацией  пластин называется образование на их поверхности и в активной массе крупных кристаллов сернокислого свинца (PbSO₄), которые не растворяются при заряде.

Основные причины, вызывающие сульфатацию:

• разряд батареи ниже 1,7В на один аккумулятор;
• оголение  пластин вследствие  понижения уровня электролита;
• длительное хранение батареи без подзарядки (особенно разряженной);
• большая плотность электролита;
• продолжительное пользование стартером при пуске.

Признаки сульфатации:

• уменьшение емкости батареи;
• быстрое повышение температуры электролита при заряде;
• очень медленное повышение плотности электролита при заряде;
• преждевременное бурное газовыделение;
• при запуске двигателя резкий спад напряжения вследствие малой емкости батареи.

Если процесс сульфатации  не слишком глубок, электроды АКБ  можно восстановить, разрядив батарею током 0,05 от ее емкости до напряжения 1,7В. После этого слить электролит, и залить дистиллированную воду и заряжать током 0,03 от емкости. При достижении плотности электролита 1,09 г/см напряжение каждого аккумулятора должно быть 2.3-2.4 В. Если оно ниже, то заряд прекращают, часть электролита заменяют дистиллированной водой и после 2-часового перерыва продолжают заряд тем же током до достижения плотности 1,09 г/см и напряжение 2,3-2,4 В. После этого плотность доводят до нормальной и заряжают батарею током 0,1 от емкости.

Для восстановления электродов с глубокой, но не застарелой, сульфатацией из разряженных до 1,7В сливают электролит и заливают в них дистиллированную воду. Через час аккумуляторы заряжают, установив ток с таким расчетом, чтобы напряжением на выводах 12-вольтовой батареи было 13,8В. Когда плотность электролита повысится до 1,12 г/см, устанавливают зарядный ток, соответствующий 0,2 от емкости батареи. Зарядку ведут до начала газовыделения во всех аккумуляторах и прекращения увеличения плотности электролита. Затем АКБ включают на 1,5-2-часовую  разрядку примерно таким же током. Разрядку и зарядку продолжают до тех пор, пока повышается плотность электролита.