Аккумуляторные батареи

При эксплуатации АКБ абсолютно необходимо следить за ее заряженностью, для чего не реже одного раза в 2–3 месяца (даже при безотказной работе) следует проверять напряжение на ее выводах при неработающем и работающем двигателе, а также отсутствие утечек  в системе электрооборудования автомобиля.

Поскольку все стартерные АКБ в процессе эксплуатации теряют часть воды из электролита и его резервный уровень над пластинами снижается, концентрация кислоты в электролите увеличивается (плотность электролита возрастает). Это приводит к сокращению ресурса аккумуляторной батареи. Интенсивность потери воды сильно зависит как от материалов, используемых при производстве АКБ, так и от состояния электрооборудования автомобиля. Исходя из этих особенностей, скорость потери воды может различаться у различных моделей АКБ в 10–20 раз. Неисправный регулятор напряжения может привести к снижению уровня электролита до критического даже за 1–3 месяца против заявленных производителем АКБ  2–4 лет.

Следует учесть, что «классические» свинцовые обслуживаемые аккумуляторные батареи имеют достаточно высокую скорость саморазряда – до 14 процентов в течение месяца, а за 1,5–2 года эксплуатации она может вырасти в 3–4 раза. Поэтому уровень электролита в них необходимо проверять не реже 1–2 раз в месяц и по необходимости доливать дистиллированную воду, доводя плотность электролита до нормы. Если подобная АКБ длительное время не эксплуатировалась, она требует подзарядки каждые 1–2 месяца. В результате утечки тока в системе электрооборудования автомобиля в процессе долгой стоянки АКБ может разрядиться настолько, что пуск двигателя станет невозможным. Поэтому рекомендуется отключать АКБ от бортовой электросети автомобиля, для того чтобы исключить полный саморазряд.

Если даже после отключения из сети АКБ быстро разряжается, это свидетельствует о том, что в батарее имеется внутренний дефект (короткое замыкание). Это случается не только со старыми, но и с новыми АКБ.

У необслуживаемых АКБ на верхней панели может присутствовать индикатор в виде «глазка». При нормальном заряде АКБ «глазок» имеет зеленый цвет. При снижении заряда цвет «глазка» меняется на белый либо черный. В этом случае АКБ необходимо снять с автомобиля и подзарядить, а если она снова быстро потеряет заряд, то заменить ее новой.

У наиболее современных моделей автомобильных аккумуляторов может присутствовать электроиндикатор состояния в виде светодиода. При неработающем двигателе светодиод имеет зеленый цвет, если АКБ заряжена нормально, желтый, если заряд недостаточен, и красный, если АКБ разряжена полностью. При работающем двигателе и нормальной зарядке АКБ светодиод будет синим, при недостаточной зарядке – фиолетовым, при избыточном зарядном напряжении – белым. У самых «продвинутых» аккумуляторов существует система самодиагностики с сохранением данных на встроенной чип-карте, а также с возможностью считывания этих данных с помощью специальных беспроводных устройств.

Следует избегать повторных глубоких разрядов АКБ (составляющих более 40–50 процентов от ее емкости), т. к. после них полная зарядка батареи от генератора станет невозможной. 
Глубокая разрядка АКБ происходит по причине утечки тока в электросети, которая возможна, если электропроводка имеет низкое качество, неисправны выключатели, генератор, регулятор напряжения,  ослабло натяжение ремня генератора, при неработающем двигателе длительное время были включены сигнализация или другие потребители электроэнергии.

Электролит для аккумуляторов

Электролит в аккумуляторе является средой, в которой происходят химические реакции, позволяющие накапливать электрическую энергию и отдавать ее.

Естественно, что от качества электролита зависит бесперебойная эксплуатация аккумуляторной батареи (АКБ) и срок ее службы. Что нужно знать об электролите?

Итак, по каким показателям оценивать электролит и как решать проблемы связанные с ним? Рассмотрим по порядку.

Характеристики электролита для автомобильных АКБ

Электролит в автомобильных АКБ представляет собой не что иное, как раствор концентрированной серной кислоты H2SO4 в дистиллированной воде H2O.

Кислота максимальной концентрации обладает плотностью 1,84 г/см³, но для приготовления электролита чаще всего используется водный раствор 1,40 г/см³. Разбавление H2SO4 водой приводит к чрезвычайно большому выделению тепла. Для приготовления электролитов должна использоваться только специальная серная кислота для АКБ, имеющая высокую степень очистки. Требования к ней регламентируются ГОСТ 667-73. Любые примеси, даже в малых количествах, уменьшают срок службы.

Самый важный показатель – это плотность электролита в аккумуляторе. Она должна быть в диапазоне от 1,07 до 1,30 г/см³, что соответствует массовой доле серной кислоты в воде от 28 до 40%. Показатели плотности электролита во всех справочных пособиях и инструкциях всегда даются приведенными к температуре 15°С. Если температура отличается, то вносится поправка, согласно приведенной таблице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1. Поправки плотности в зависимости от температуры

Проверка электролита в АКБ

Такую операцию необходимо проводить два раза в год – перед летним и зимним сезоном.

Для проверки понадобятся:

• Прибор для определения плотности электролита – ареометр (денсиметр). Его можно купить очень недорого в любом автомагазине, а прослужит он долгие годы.
• Стеклянная трубочка диаметром 5 мм, при ее отсутствии – лист чистой бумаги.

Чтобы узнать, как проверить электролит в аккумуляторе, необходимо определиться по каким показателям он проверяется. Главными из них является плотность и уровень. Как их проверить?

• Для проверки плотности электролита, следует аккуратно выкрутить пробки аккумулятора (если он обслуживаемый), опустить носик ареометра в электролит и при помощи груши набрать в колбу такой объем электролита, чтобы поплавок ареометра свободно плавал в нем, не касаясь стенок колбы.
• Измерения производятся при температуре наружного воздуха около 20°С. Линия соприкосновения электролита со стержнем, имеющим измерительную шкалу, покажет плотность электролита, которую лучше всего записать.
• Измерения следует сделать во всех банках. Плотность в них не должна отличаться друг от друга более чем на +- 0,02-0,03 г/см³. измеренная плотность красноречиво свидетельствует об уровне заряда АКБ, что видно из таблицы.

Таблица 2. Определение степени заряженности АКБ

 
В таблице приведены значения при температуре окружающего воздуха 20-25°С. При недостаточной плотности необходимо производить зарядку АКБ при которой плотность должна повышаться.

Следующий важный показатель, который требует контроля – это уровень электролита в аккумуляторе. Он должен быть на 10-15 мм выше пластин.

Для его измерения необходимо опустить стеклянную трубочку перпендикулярно в банку АКБ до тех пор, пока нижний торец трубки не упрется в пластину. Затем заткнуть верхний торец пальцем и вытащить. Количество воды в трубочке покажет уровень. Если он недостаточный, то в банку добавляется дистиллированная вода. Именно она выкипает при кипении электролита.

Добавлять электролит не надо ни в коем случае! Таким некорректным действием можно загубить АКБ. Если трубочка отсутствует, то можно опустить в банку свернутый кусочек чистой бумаги. По уровню ее намокания можно судить об уровне электролита.

Требования к плотности электролита в различных климатических зонах

Известно, что плотность электролита в аккумуляторе зимой лучше иметь выше, так как более плотный электролит замерзает при более низкой температуре. Летом показатели плотности лучше иметь ниже, так как более низкая плотность способствует долгой жизни АКБ.

Опытные аккумуляторщики умеют поднять плотность электролита аккумулятора путем добавления корректирующего раствора 1,4 г/см³ или понизить добавлением дистиллированной воды.

Однако автолюбителям не рекомендуется это делать, так как неправильное действие быстро выведет из строя дорогостоящую АКБ. Поэтому для разных климатических зон приняты усредненные показатели плотности, с которыми можно эксплуатировать АКБ круглый год. Эти показатели сведены в таблицу.

Таблица 3. Нормы плотности электролита АКБ

 
При наступлении аномальных морозов в центральном и южном климатическом районе лучше снимать АКБ и заносить в теплое помещение, где проверить заряд и при необходимости подзарядить. Полностью разряженная АКБ с плотностью электролита 1,10 г/см³ может замерзнуть уже при -5°С. Об этом нужно знать и своевременно принимать меры.

 

Приготовление электролита

В большинстве случаев АКБ продаются уже залитые электролитом и полностью готовые к эксплуатации. Но иногда продаются так называемые сухозаряженные батареи, которые требуют заливки электролита. Лучше всего автолюбителям покупать готовый электролит требуемой плотности для их климатического района.

Как заряжается аккумуляторная батарея

Не забывайте перед уходом из автомобиля выключать все электроприборы, иначе можете прийти к авто, а аккумулятор сел. Например, включенные габариты полностью разрядят аккумулятор примерно за 30 часов. 
Зарядка автомобильного аккумулятора осуществляется двумя разными способами: 
1. Аккумулятор стоит непосредственно в автомобиле, двигатель работает и генератор в рабочем состоянии, зарядка идет автоматически (чем больше держите обороты, а электроприборы по возможности не включаете, тем быстрее идет зарядка). 
2. Вынимается аккумулятор и берется зарядное устройство, подключаются контакты минус к минусу, плюс к плюсу. Чем меньше зарядный ток, тем больше заряда получит батарея. Только не перегибайте, а то аккумулятор не «закипит» и через «месяц». Далее читаем инструкцию зарядного устройства, т.к. сейчас зарядное устройство – это настоящий миникомпьютер с кучей кнопок и свойств. Зарядных устройств великое множество, и тяжело выделить кого либо из производителей, отличаются они друг от друга, как ценой так и свойствами (сглаживание поступающего напряжения, гашение «скачков»). 
Аккумулятор считается полностью заряженным, когда электролит "закипел". В среднем зарядка идет около 8-10 часов, но время может сильно варьироваться, все зависит от изначального заряда батареи. После закипания нужно подождать минут 10-15 и отключить зарядное устройство, после чего аккумулятор считается полностью заряженным. 
После зарядки аккумулятора желательно его тщательно промыть и просушить, т.к. на корпус батареи может попасть кислота или грязь. Это может привести к своевременному разряду АКБ, т.к. его корпус пропускает напряжение. Это можно легко проверить - нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если оно отлично от нуля, то батарея пропускает напряжение и ее нужно промыть раствором соды. Только следите, чтобы данный раствор не попал в банки аккумулятора. 
На прилавках автомагазинов есть большой ассортимент зарядных устройств для аккумулятора. Имеется как отечественная продукция, так и зарубежного производства - Китай, США, Германия. Некоторые «зарядники» способны заряжать батареи емкостью 12 или 6 В. Изначальный ток зарядки определяется автоматически (зарядным устройством) исходя из начального состояния аккумулятора и его емкости. После окончания зарядки, устройство самостоятельно завершает процесс.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора AVS Energy BT-6024 используется для зарядки аккумуляторов автомобилей, мотоциклов, катеров, картов и других транспортных средств.

 

Что нам прогресс технический готовит

В обозримом будущем переворота в области аккумуляторных технологий не ожидается. Свинцово-кислотные системы оказались столь удачны своим сочетанием пусковой эффективности, надежности и стоимости, что трудно представить на их месте что-либо другое. Во всяком случае, так считает Кейт Мак-Ивэн. "Эта технология сейчас просто вне конкуренции, - утверждает он, - и я не думаю, что ей появится какая-либо альтернатива. Что же касается возрастающих нагрузок на аккумуляторы, то положение можно улучшить не повышением мощности батарей, а путем оптимизации работы электрических систем автомобиля".

Фирма Lucas уже разрабатывает систему, не позволяющую аккумулятору разряжаться ниже уровня, необходимого для запуска двигателя. Как только батарея разрядится до определенного предела, эта система сажает электрооборудование автомобиля "на голодный паек". Камнем преткновения в этой системе является то, что при таком подходе могут отказать системы безопасности автомобиля.

Такой уровень технологии, который частично уже существует, позволит уменьшить размеры батарей и улучшить их конструкцию. Так, фирма Lucas уже выпустила аккумулятор, в котором электролит не плещется свободно внутри корпуса, а пропитывает специальный материал, напоминающий промокательную бумагу. Излишне говорить, насколько это практичнее и безопаснее.

Однако, такие зубры, как BMW, Rolls-Royce, Mercedes-Benz и Jaguar пошли другим путем. Они ставят на автомобиль два аккумулятора. Один используется только для запуска двигателя - он больше ни к чему не подсоединен. Другой - "служебный" - питает все остальные системы. Такой подход обходится дороже, кроме того, не исключает возможности разряда служебной батареи при длительной работе сигнализации.

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. М.: Транспорт, 2001
2. Демиховский С.Ф., Мелкий В.А., Шестопалов К.С. Устройство и эксплуатация автомобилей. М.: ДОСААФ, 2000
3. Родичев В.А., Родичева Г.И. Все об автомобилях. М.: Высшая школа, 2002
4. Туревский И.С., Соков В.Б. , Калинин Ю.Н «Электрооборудование автомобилей.» 2000
5. Чижков Ю.П. « Электрооборудование автомобилей». Издательство «Машиностроение» 2003;
6. Акимов С.О. , Чижков Ю.П. «Электрооборудование автомобилей». Учебник для вузов. М. ЗАО КЖИ «За рулем» 2001.
7. А. Трангер « Электрическое оборудование автомобилей». 1998
8. Тимофеев А. М. « Электрооборудование автомобилей». 2002