Техническое обслуживание и ремонт аккумуляторных батарей

Можно попытаться завести машину несколькими способами: "прикурить" от аккумулятора другого автомобиля (что может оказаться проблематичным при современном уровне "накрученности" электроники); толкнуть машину или потянуть на буксире (но не при наличии каталитического нейтрализатора); пойти и купить новую батарею.

Последний способ особенно плох, ибо в подавляющем большинстве случаев "севший" аккумулятор можно восстановить. При правильной перезарядке он в большинстве случаев восстанавливается до исходного состояния и продолжает и дальше жить и бороться.

 

Не спеши

 

Прошли времена, когда аккумулятор просто подключали к зарядному устройству и оставляли на ночь. Зарядку аккумулятора нужно производить с определенной "скоростью", иначе вас ждут разные неприятности.

В идеале зарядный ток для обычной свинцово-кислотной батареи должен составлять 10% от ее ампер-часовой характеристики. Например, полностью разрядившийся аккумулятор емкостью 50 ампер-часов следует заряжать при силе тока 5 ампер в течение десяти часов. Зарядка должна проходить со снятыми крышками.

И хочется быстрее, да нельзя. Это может привести к перегреву, а то и к закипанию электролита. Могут покоробиться и пластины, тогда аккумулятору - конец. Если же ваш аккумулятор герметичный, "не требующий ухода" (см. выше), то его приходится заряжать еще медленнее - не более 2,5% от ампер-часовой характеристики. Так, в том же примере полностью разрядившийся герметичный аккумулятор на 50 ампер-часов требует тока зарядки 1,25 ампер в течение 40 часов. Для частично разрядившихся аккумуляторов это время будет, конечно, меньше.

Большинство зарядных устройств снабжено регулятором зарядного тока. Особенно удобно, если есть режим "снижающейся зарядки". В этом случае по мере заряжения аккумулятора зарядный ток автоматически уменьшается, что позволяет предотвратить возможный перезаряд.

 

Крутые модели

 

Большинство зарядных устройств снабжено обычным амперметром, показывающим силу тока, с которой идет зарядка. После включения стрелка прибора довольно быстро устанавливается и отслеживает текущее значение тока, которое постепенно уменьшается в процессе зарядки - как ему и положено.

Общее правило здесь - чем медленнее заряжаешь, тем лучше. Однако не держите аккумулятор под зарядкой слишком долго. Относительно определения момента, когда следует процесс закончить, мнения расходятся. Некоторые вычисляют необходимое для зарядки время и по его прошествии выключают устройство, другие ждут, пока все элементы не начнут пузыриться, и выключают только тогда.

Некоторые более мощные зарядные устройства оборудованы функцией быстрой зарядки. Ее следует использовать только при чрезвычайных обстоятельствах, когда машину нужно завести как можно скорее. В этом режиме повышенный ток зарядки подается в течение определенного промежутка времени, после чего устройство само отключается. Жизнь аккумулятора это все равно сокращает.

 

Ждать некогда, ехать надо

 

При севшем аккумуляторе самым быстрым решением является запуск двигателя от внешнего источника. Но для этого, помимо внешнего источника, нужен еще и кабель. Выпускаются самые разные типы стартовых кабелей, но автомобилисты считают их, как и аккумуляторы, излишней роскошью и покупают первый, попавшийся на глаза комплект, не задумываясь о качестве.

И это опять прискорбно, потому что качество зачастую бывает просто чудовищным - ведь в продажу поступает множество "левых", кустарно сделанных кабелей. Иногда, при первом же использовании, изоляция (а то и сама жила) кабеля плавится (вспомним, что по нему течет большой ток). Если такой кабель и уцелел, то все равно он будет греться, отчего теряется энергия и возникает опасность пожара.

Порядок соединения

1. Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.

2. Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на севшем аккумуляторе.

3. Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.

4. Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное - подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т.п. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре.

5. Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.

6. Запустите автомобиль с заряженным аккумулятором и дайте ему поработать не менее одной минуты.

7. Попробуйте запустить автомобиль с севшим аккумулятором. Если двигатель не заведется, то подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, то дайте ему поработать несколько минут в таком положении.

8. Выключите автомобиль с заряженным аккумулятором.

9. При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.

 

Зима нечаянно нагрянет

 

В нашей стране зима всегда приходит неожиданно. Не стал исключением и этот год. Первые же достаточно крепкие морозы довольно отчетливо выявили все слабые стороны наших автомобилей. Наряду с неправильно подобранным маслом многим автовладельцам изрядно подпортили жизнь и аккумуляторные батареи. Однако, отдышавшись и придя в себя после первых морозов, мы постепенно начинаем осознавать, что потеряно еще далеко не все. К тому же, учитывая, что пословица "готовь сани летом" является для нас руководством к действию с точностью до наоборот, попытаемся, хоть и с опозданием, но все же подготовить свой аккумулятор к достойной встрече зимы. Тем более что самые лютые морозы еще впереди. С чего же начать?

Перво-наперво замерим плотность электролита во всех банках без исключения. Норма 1.27-1.28 г/см3. У Вас далеко не так? Значит, снимаем батарею и ставим на зарядку. И это однозначно! Ни в коем случае не пытаемся повысить плотность электролита добавлением концентрированной кислоты, какая бы низкая не была его плотность. На моей памяти до сих пор случай с одним моим знакомым, который, замерив, плотность батареи, долго не мог поверить глазам своим - 1.2 г/см3. Для него казалось невозможным, что он, автолюбитель со стажем, мог так разрядить батарею. И долго метался по комкам, выискивая концентрат. Ему повезло - пробегав несколько дней, он так и не нашел требуемой жидкости. Это то его и спасло. Раздумывая, куда бы сбегать еще, он все-таки с большим трудом согласился поставить батарею на зарядку. И что же - плотность электролита к концу зарядки поднялась до 1.27 г/см3. Ну а если бы он поступил по-своему и все же долил в батарею электролит большей плотности, то это наверняка бы уменьшило срок службы батареи из-за более агрессивной среды. Желаемого же результата - повышения емкости батареи при этом не произойдет.

 

Техническое отступление

 

Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией - обеспечением запуска двигателя - мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая - реже применяемая, но от того не менее значимая - использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора.

Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.

 

 

Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных - диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита.

Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус - контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек - банок (см. рис.1).

 

 

Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6-12.8 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных - диоксид свинца.

Вес залитой АКБ емкостью 55 Ач составляет около 16.5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита - 5кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений - 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.

 

Основные характеристики аккумуляторных батарей

 

Расход воды

Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи. Определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течение года и более при условии исправной работы регулятора напряжения.

На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин. Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.

Панацею от этой беды фирмы видят в освоении т.н. гибридной технологии - замене сурьмы в одной из пластин на кальций. Кальций в решетке является веществом нейтральным по отношению к воде, не снижая при этом механической прочности решеток. А потому разложения воды не происходит и уровень электролита остается неизменным.

Долговечность батареи

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. (Вспомните - 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. Вот почему необходимо следить за зарядным напряжением. Естественно, это не составляет труда, если на панели приборов присутствует вольтметр. Ну а если его нет? В этом случае также можно довольно просто оценить зарядное напряжение. Для этого запустите, и прогрейте двигатель, установив средние обороты и подключите тестер (в режиме вольтметра) между "+" и "массой" аккумуляторной батареи. Нормальный зарядный режим батареи обеспечивается в диапазоне 14±0.5В. Если напряжение меньше - стоит проверить натяжение ремня, надежность контактных соединений цепей системы электроснабжения. Если же это не помогает - неисправность нужно искать в регуляторе напряжения. Впрочем, точно также вина ложится на регулятор, если напряжение превышает 14.5В.

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.

 

Рекомендации по эксплуатации

 

 

Батарея, не эксплуатировавшаяся в течение длительного времени (4-5 мес.) нуждается в подзарядке. Связано это с тем, что батареям свойственно такое явление, как саморазряд. На графиках рис.2,3 показаны характеризующие саморазряд величины для различных батарей. В первом случае - это падение напряжения от времени хранения, во втором - снижение плотности.

Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение - 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность батареи, тем сильнее она разряжена. Уменьшение плотности на 0.01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6 - 8%. Используя график (см. рис.4) можно оценить зависимость степени разряженности батареи от плотности. Степень разряженности определяют по той банке, в которой плотность электролита минимальная. Всем известна аксиома, тем не менее, позволим повторить ее еще раз - батарею, разряженную летом более чем на 50%, а зимой более чем на 25%, необходимо снять с автомобиля и зарядить. При этом следует помнить, что пониженная плотность зимой более опасна, т.к. кроме всего прочего может привести к замерзанию электролита. Так, при плотности электролита 1.2 г/см3 температура его замерзания составляет около -20°С.