В этой статье мы рассмотрим все аспекты касательно функций, структуры, правильного выбора, маркировки, эксплуатации, диагностики и ремонта автомобильной зарядной батареи, то есть аккумулятора, или АКБ.
Ключевая функция аккумулятора – обеспечение вашего автомобиля энергией в первую очередь для запуска двигателя. После запуска двигателя вся автоэлектроника будет уже работать от генератора, который в движении заряжает в том числе и аккумулятор.
Без аккумулятора не запустится ни одна цепочка процессов. Если аккумулятор не в состоянии запустить двигатель, он считается полностью разряженным. Обычно это означает, что он не выдает критически низкое напряжение в 11,6 Вольт. Рабочей нормой аккумулятора считается 12,2 – 12,5 Вольт для большинства легковых автомобилей.
Классический свинцово-кислотный аккумулятор состоит из шести блоков свинцовых пластин (т.н. банок), которые покрыты кислотным веществом. Каждый из блоков вырабатывает примерно два вольта электричества. В каждом из них находятся два сбора по восемь пластин, которые формируют компактную сетку. У каждой пластины есть своя полярность. Пластины с «плюсом» покрыты двуокисью свинца, с «минусом» - самим свинцом в особом, пористом виде. Для повышения рабочих свойств аккумулятора в состав покрытия добавляют кальций, селен, серебро. Пластины залиты так называемым электролитом – жидким составом, состоящим на две трети из воды и треть – из серной кислоты. Пластины, погруженные в электролит, и производят электрический ток: возникающий поток электронов переходит из пластин одной группы в другую.
Уже созданы и более современные, стабильные и надежные GEL аккумуляторы, в которых электролит заменен гелевым наполнителем (силикагелями). А есть и еще более инновационные AGM-системы (со стекловолокном), которые и вовсе не содержат никаких наполнителей. Но до сих пор самым распространенным является аккумулятор с пластинчатой структурой и электролитом.
Главным в маркировке зарядной батареи будет его указанная емкость, которая измеряется в ампер-часах. К примеру, на аккумуляторе будет написано “60 Ah”, “110 Ah” и так далее. Значение ёмкости в маркировке показывает, каким током будет равномерно разряжаться аккумулятор до конечного напряжения при 20-часовом цикле. То есть аккумулятор с маркировкой “60 Ah” будет отдавать ток три раза по двадцать часов, пока напряжение не упадет до 10,5 В, то есть до полной разрядки.
Дополнительно в маркировке будет указано, является ли аккумулятор кальциевым. Покрытие кальцием пластин будет обозначено на этикетке как “Ca+”. Как уже было сказано выше, кальций повышает стабильность и долговечность работы зарядной батареи.
Маркировка сообщит вам данные о производителе (завод, страна производства), дату производства, соответствие аккумулятора тому или иному международному стандарту, тип батареи (стартерный или иной), материал изготовления корпуса (пластиковый, эбонит, термопласт и пр.).
Различные цифровые региональные маркировки (ETN, JIS) содержат в себе и более сложные технические данные, например, тип отвода газов, ток холодной прокрутки (пусковой ток) и прочее. Для конечного потребителя первостепенное значение, конечно, будет иметь информация о емкости.
Единого стандарта компоновки узлов автомобиля, в том числе и зарядной батареи не существует и зависит от конструктивных особенностей каждой модели автомобиля. Для выбора места размещения аккумулятора у автоинженеров есть ряд резонов: развесовка, температурные режимы и пр. Отдельные решения есть для расположения аккумуляторов в гибридных автомобилях.
Самое распространенное расположение аккумулятора – под капотом, рядом с двигателем. У некоторых машин АКБ находится под пассажирским креслом. Бывают они и в багажнике, и под задним крылом.
Аккумуляторы ломаются или быстрее завершают свой жизненный цикл из-за нескольких основных ошибок в эксплуатации.
Сульфатация – это химический процесс, при котором оба типа пластин в аккумуляторе покрываются сульфатом свинца (сернокислым свинцом). Чем больше разряд аккумулятора, тем сильнее этот кристаллический налет. Меняется и структура электролита, емкость зарядной батареи постепенно снижается, и в результате аккумулятор теряет способность запустить двигатель, не выдавая электрического тока достаточной мощности.
Сульфатация – естественный и неостановимый процесс. Но неправильная эксплуатация или хранение существенно его ускоряют.
Частой причиной сульфатации является глубокий разряд аккумулятора. Чем сильнее разряд, тем сильнее разрастаются кристаллы сернокислого свинца. Но есть и другие причины этого процесса. Зимой при низких температурах требуется больше энергии, а при холодных температурах окружающей среды аккумулятор заряжается медленнее. Так что еще одной косвенной причиной сульфатации могут стать короткие поездки в зимнее время года.
Обратная причина – повышенные температуры окружающей среды, при которой все химические процессы (в том числе и сульфатация) протекают быстрее.
Сульфатация ускоряется, если в аккумуляторе не хватает электролита, или если вместо дистиллированной воды владелец АКБ долил в него чистый электролит.
Еще одна распространенная причина – хранение аккумулятора в разряженном состоянии. Дело в том, что химические процессы в зарядных батареях не останавливаются, даже когда аккумулятор не активен. Так что профессиональные и ответственные продавцы держат аккумуляторы на складе всегда заряженными.
Обычно для профилактики наметившейся сульфатации даются от одного до пяти дополнительных зарядов. Если это не помогло, придется идти на трудоемкий ремонт.
Повышенную сульфатацию можно определить и самостоятельно. Если при зарядке АКБ греется и показывает повышенное напряжение, а после зарядки - малую плотность электролита и недостаточную емкость – это прямой симптом.
Если клеммы сильно окислились, то тогда напряжение на выводах есть, но стартер не крутится, а сами клеммы нагреваются. Как результат, увеличивается сопротивление в цепи, что может вывести из строя всю электрику. В этом случае нужно снять и зачистить клеммы, очистить и выводные штыри АКБ, проверить крепления. Дополнительно можно смазать клеммы вазелином или его аналогами. А еще лучше – не ждать неисправности и профилактически очищать и смазывать клеммы раз в полгода.
Если зарядную батарею «коротнуло», то свинцовые пластины начинают осыпаться и разрушаться. Этот процесс сопровождается сильным выделением газов, повышением температуры электролита, плотность электролита падает. Восстановить батарею после короткого замыкания невозможно. Остается только купить новый аккумулятор.
Короткое замыкание пластин вы можете определить, если во время зарядки не повышается плотность электролита, а сам АКБ вообще не греется.
Одна из самых распространенных проблем: зарядка не держится. В первую очередь нужно проверить электролит – его уровень и состав, при необходимости долить. Чаще всего это и есть решение проблемы. Бывает, что причиной быстрой саморазрядки вызывает загрязненность пластин в «бочках». Эту проблему помогут устранить мастера.
Ну и, конечно, быстрый разряд у «бывалого» аккумулятора может свидетельствовать о приближающемся конце жизненного срока. Обычно аккумулятор выходит из строя за три – пять лет, в зависимости от интенсивности эксплуатации. Хорошие, качественные аккумуляторы прослужат пять – семь лет, некоторые отдельные экземпляры от премиальных брендов ставят рекорды: 8 – 10 лет использования.
Если вы столкнулись с отсутствием напряжения на полюсах, то причиной может быть дефект сварки, проявившийся из-за ударов и вибрации. В таком случае нужно заново переварить и дополнительно перетянуть болтовые соединения. Эту процедуру вам могут сделать во многих автомастерских.
В случае, если аккумулятор стал быстро разряжаться, то как было сказано выше, в первую очередь нужно проверить электролит – объемы, плотность, загрязненность, токовую нагрузку. Сделав соответствующий осмотр, мастер скажет послужит ли вам еще эта зарядная батарея, или ее уже пора менять.
Полностью заряженная батарея должна иметь плотность электролита 1,28 г/куб. см.; исправный наполовину заряженный аккумулятор выдает около 1,20 г/куб. см.; а полностью разряженный - 1,10 г/куб. см, что является нижним порогом зарядки. При этому у правильно работающего аккумулятора показатели электролита должны быть одинаковы в каждой «банке».
Ток нагрузки обычно проверяется следующим образом: у автомобиля включается дальний свет, и в этот момент измерить показатель напряжения в АКБ. Заряженная батарея выдаст 11,2 В. Второй измерение – замер напряжения при запуске двигателя: в этот момент напряжение не должно опускаться ниже 9,5 В.
Если речь идет о зарядке простых случаях, то возможно, стоит заняться восстановлением аккумулятора, и тогда он послужит вам еще какое-то время. Грязь очищаем, механические повреждения корпуса варим, доливаем дистиллированную воду в случае падения уровня электролита, или полностью его меняем, если он сменил цвет с полностью прозрачного на какой-то другой.
Есть несколько способов осуществить зарядку аккумулятора.
Длительная зарядка АКБ заряда малыми токами
Этот способ оптимален при не слишком сильной сульфатации пластин. Батарею подключают к зарядному устройству с током нормальной величины (10 % от общей ёмкости АКБ). Процесс длится до тех пор, пока не начнут образовываться газы. Делается перерыв на треть часа. Затем значение тока уменьшают до 1% от общей емкости. Циклы заряда повторяются несколько раз
Глубокий разряд малыми токами
В случае, если сульфатация – глубокая и обширная, то применяется этот способ. АКБ заряжают токами обычной величины, а затем – длительным глубоким разрядом с малыми значениями тока. После нескольких таких циклов часто аккумулятор успешно восстанавливается.
Циклический заряд АКБ малыми токами
Этот способ применяют в случае, если фактическое внутреннее сопротивление батареи превышает заводские параметры. В таком случае, АКБ заряжают малыми токами, делают перерыв на пять минут, затем разряжают АКБ. Этот цикл повторяется многократно.
Заряд АКБ импульсными токами
Импульсный ток имеет амплитуду в пять раз выше обычных значений. Кратковременно значения могут достигать 50 Ампер. Сам мпульс длится несколько микросекунд. Результат такого заряда - т расплавление кристаллов сульфата свинца и как результат - восстановление батареи.
Заряд АКБ методом постоянного напряжения
На первом этапе ток постоянного напряжения высок и может с оставлять до 150% от емкости АКБ, затем его напряжение снижается до малых значений.
Время зарядки зависит от мощности и качества зарядного устройства, состояния аккумулятора и степени его разрядки. Нужно ориентироваться по датчикам: напряжение на клеммах сразу после процедуры должно показать 14,4В, а через пару часов - 12,6.
Оптимальное использования зарядной батареи
Для того, чтобы ваш аккумулятор служил максимально долго, не приносил хлопот и неприятных неожиданностей, стоит регулярно производить ряд простых процедур.
Внешний осмотр, особенно при экстремальных погодных температурах. Осматривайте и корпус, и клеммы. Окись на клеммах сигнализирует о проблемах, которые нужно решать оперативно. Корпус не должен иметь вздутия, затяжка должна быть плотной.
Во время прикуривания внимательно смотрите на полярность – если перепутать, в считанные секунды машины может превратиться в горящий факел. Сначала устанавливается «минус», потом «плюс».
Старайтесь не забывать включенный свет в салоне или работающие фары. После ночи работы аккумулятор может так сильно «просесть», что для его восстановления одного прикуривания может оказаться мало.
Крепеж батареи на своем ложе в автомобиле должен быть выполнен тщательно. АКБ не должен тереться и стучать, устанавливать нужно только АКБ рекомендованных габаритов.
Если стартер крутит, но не схватывается, старайтесь не крутить стартер дольше 20 – 30 секунд. Это может «убить» зарядку.
Держите генератор в порядке. Если у генератора слабый ремень, поврежденное реле или проблема с диодным постом, то по цепочке проблема перейдет и на аккум – он будет недозаряжаться или наоборот - перезаряжаться. И то, и другое приведет к преждевременному износу батареи.
Теоретически емкость АКБ может быть любой. Чем больше, тем лучше. Вопрос лишь в том, что габариты аккумулятора должно подходить к ложу для АКБ в автомобиле, чтобы аккумулятор был закреплен надежно и правильно. Правда, на современных машинах со сложными управляющими программами слишком мощный аккумулятор может сбить «понимание» датчиками состояния батареи.
Аккумуляторы этого имеют повышенный порог зарядного напряжения – от 14,8 до 15 В, так что обычные аккумуляторы не могут послужить им заменой. При этом установка аккумуляторов этого типа на классические автомобили не только возможна, но и желательна. Он обеспечит долгую службу, стабильный заряд и напряжение для любого автомобиля.
Никаких препятствий для этого не существует. Нужно лишь, чтобы АКБ подходил под тот или иной автомобиль по всем рекомендованным заводам параметрам. Отдельно нужно рассматривать автомобили, находящиеся на гарантийном обслуживании: дилеры могут требовать исключительно оригинальные и требуемые заводами АКБ. Еще одна возможная проблемка: некоторые бортовые контроллеры могут выдавать ошибку при наличии даже полностью исправного АКБ, в случае, если программа не распознает его. Эту ошибку можно снять у мастера-электрика, прописав дополнительную адаптацию.
На некоторых марках автомобилей термочехлы для АКБ установлены штатно. В целом, польза от них есть. Они защищают батарею от быстрого перепада температур, хотя и не греют его.
Глазок показывает цвет и уровень электролита, в одной из «банок» АКБ. Потребителям нравится, поэтому производители часто его устанавливают как маркетинговую «фишку». Хотя профессионалам он не особо нужен.