На зарядку становись

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

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

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.

Читайте также  Угол заточки цепи бензопилы на станке

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.

Почему может повыситься или понизиться плотность электролита

Изменение концентрации электролита может произойти по следующим причинам:

  1. При изменении уровня заряженности батареи (прямая корреляция).
  2. При негерметичном корпусе аккумулятора. Если в нем есть трещины или пробки плохо прикручены, то будет уходить жидкость и при доливке дистиллированной воды плотность будет снижаться.
  3. Добавление электролита вместо дистиллированной воды, при испарении жидкости в летнее время (увеличение плотности).
  4. Неправильно приготовленный электролит. Наиболее часто такая ситуация может возникнуть при самостоятельном добавлении кислоты в воду.
  5. Интенсивное испарение воды из банок в летний период.

Как правило, установить причину изменения концентрации электролита в домашних условиях не составляет большого труда, но чтобы правильно определить величину такого отклонения, необходимо знать, какое значение является эталонным.

Какую плотность имеет электролит в аккумуляторах

Плотность электролита в аккумуляторе имеет определенные значения, которые существенны для нормального протекания химических реакций в процессе работы. В зимний период и летом концентрация кислоты должна иметь разные значения. Особенно это касается регионов с большими колебаниями температуры. Несоответствие плотности оптимальным значениям может привести к отрицательным последствиям:

  1. Низкая плотность:
  • снижение КПД батареи из-за повышения внутреннего сопротивления;
  • снижение емкости, так как свинец пластин не полностью вступает в реакцию из-за недостатка кислоты;
  • вероятность замерзания при низких отрицательных температурах;
  1. Высокая плотность:
  • Сульфатация пластин из-за образования крупных труднорастворимых кристаллов сульфида свинца;
  • Осыпание пластин.

Важно! Плотность электролита в АКБ не является постоянной величиной. Это связано с тем, что во время разряда кислота из раствора реагирует с материалом пластин и ее концентрация падает. Во время зарядки происходит обратная реакция. Разность плотностей заряженного и разряженного аккумулятора составляет примерно 0.15 – 0.16 г/см3.

Таким образом, зная параметры электролита в полностью заряженном аккумуляторе, можно определить степень разрядки, не пользуясь измерительными приборами, а определив состояние электролита при помощи ареометра.

Измерения производят с учетом температуры, так как наблюдается сильная зависимость. Рекомендуемые значения относятся к измерениям при температуре от +20 до +30°С В других случаях поправки к измерениям должны иметь такие значения:

  • от +31 до +45°С + 0.01 гр/см3;
  • от +20 до +30°С + 0.00 гр/см3;
  • от +5 до +19°С — 0.01 гр/см3;
  • от +4 до -10°С — 0.02 гр/см3;
  • от -11 до -25° -03 гр/см3;
  • от -26 до -40° -04 гр/см3.

Как поднять плотность электролита в обслуживаемом аккумуляторе

Для восстановления нормального состояния аккумуляторной батареи необходимо ее зарядить, но перед этим следует сначала проверить уровень электролита в банках, измерить плотность. Чтобы обслужить АКБ, понадобится инструмент:

  • ариометр;
  • клизма в виде груши для закачки жидкости;
  • дистиллированная вода.

Обслуживаем аккумулятор так:

  • отсоединяем клеммы с АКБ, снимаем ее крепление;
  • демонтируем батарею с автомобиля, отворачиваем пробки банок;
  • замеряем плотность ариометром, она должна быть в пределах 1,25-1,29 в зависимости от климатических условий, и зимой плотность всегда выше. Значения при измерении не должны иметь разброс более 0,03 г/см²;
  • если показания прибора слишком низкие (менее 1,20 г/см²) или заметно различаются в банках, повысить плотность необходимо так – добавляем дистиллированную воду (свинцовые пластины сверху должны быть покрыты раствором слоем 5-7 мм), затем заряжаем аккумулятор с помощью зарядного устройства малым током, снова проверяем плотность.

Некоторые автолюбители советуют заливать в аккумуляторные банки электролит или даже кислоту, но делать это для повышения плотности нельзя – в процессе эксплуатация аккумулятора испаряется только вода, и добавление готового электролита приведет к разрушению пластин и выходу АКБ из строя! Если в какой-то из банок после зарядки плотность все равно не поднимается, вероятно, пластина осыпались, и здесь необходима замена аккумулятора.

Так же нельзя менять полностью электролит в АКБ, он заливается на заводе только в сухой аккумулятор. Все дело в том, что пластины впитывают в себя кислоту, и она не испаряется. Сразу после доливки дистиллированной воды плотность ниже, но она восстанавливается после зарядки батареи. Доливку электролита можно производить только в том случае, если из батареи вылилась именно кислота, и обслуживать АКБ должен специалист, хорошо понимающий в этом деле. Экспериментировать можно только с тем аккумулятором, который не жалко выбросить.

Как измерять плотность и уровень электролита

Мы уже определились, что плотность нужно периодически проверять. Теперь давайте разберемся, как это делать.

К счастью, в этом нет ничего сложного. Для измерения понадобится специальный прибор – ареометр. Если у вас его нет, то лучше его приобрести. Тем более, стоит он в пределах 100-200 рублей.

Чтобы получить правильные значения плотности электролита в аккумуляторе, нужно руководствоваться правилами:

  • батарея выставляется на ровной плоскости;
  • уровень жидкости в банках должен быть в норме;
  • АКБ должен быть комнатной температуры (+20 — +25 градусов);
  • плотность в аккумуляторе проверяется во всех банках;
  • он должен быть полностью заряжен.
Читайте также  Устройство редуктора шуруповерта

Если после проверки уровня, потребовалась его корректировка – батарея подзаряжается. После доливки дистиллированной воды, нельзя сразу же измерять концентрацию. Для полного перемешивания жидкости потребуется не меньше 2-3 часов. А лучше подождать еще больше – так в банках установится нормальная кислотность, и показатели будут точнее.

Уровень жидкости в банках меряется очень просто. Для этого понадобится полая трубка диаметром 4-5 мм. Ее нужно опустить до упора в банку и закрыть пальцем верхнее отверстие. Вытянув колбу их банки, вы увидите уровень – это будет высота жидкости в трубке.

Стоит знать, что нормальный показатель это 1-1,5 см выше пластин. Нельзя допускать ни повышенный, ни пониженный уровень.

Концентрацию электролита можно проверить и косвенным способом. Для этого потребуется нагрузочная вилка или мультиметр.

Как поднять плотность электролита

Первое, что необходимо сделать — попробовать поднять плотность полностью зарядив аккумулятор. Открыть пробки, при необходимости долить дистиллированной воды и подключить зарядное устройство. Полная зарядка может привести к следующим результатам:

  1. Плотность во всех банках одинакова.
  2. Во всех ниже нормы.
  3. Различается более на 0,1 г/см 3 и более.

В первом случае каких либо действий не требуется.

Во втором случае потребуется специфическая зарядка. На поверхности свинцовых пластин уже хорошо потрудившихся аккумуляторов откладывается сульфат свинца. В таком состоянии батарею невозможно зарядить полностью. Её необходимо разрядить и провести зарядку импульсным устройством автоматически переключив его на Десульфатацию.

Обычным устройством это сделать труднее и процесс длится дольше. Для этого на 2 часа установить ток зарядки в 1/10 от ёмкости АКБ. Например для аккумулятора 65 Ач, ток зарядки выставить 6,5 А. После этого снизить ток до 2 А и заряжать 8 – 12 часов. Дать отстояться батарее до комнатной температуры измерить плотность. Если не пришла в норму, опять разрядить и провести ступенчатую зарядку.

Десульфатация обычно проводится в два – три цикла. Отрицательный результат говорит о том, что с АКБ придётся расстаться. Можно ещё попробовать полностью слить электролит, промыть дистиллированной водой и залить новый. Но этого обычно хватает ненадолго.

В третьем случае, когда плотность в банках разница более чем на 0,1 надо попробовать провести десульфатацию. Не помогло – откорректировать. Для этого приобрести корректирующий электролит плотностью 1,33 – 1,4 и дистиллированную воду. В банках с ненормальной плотностью откачать по 20 мл электролита. Для повышения добавить корректирующий, для снижения дистиллят. Зарядить 30 минут, дать отстояться ещё полчаса и замерить. Скорее всего к успеху приведут несколько корректировок.

Усилия ни к чему не приведут, а аккумулятор окажется непригоден при буром цвете электролита. В этом случае можно не предпринимать никаких действий.

Не сильно изношенным аккумуляторам десульфатация и корректировка значительно продлевает жизнь. Если усилия не увенчались успехом, то с батарей нужно расстаться немедленно и без сожаления. Иначе непредвиденный отказ станет неприятным сюрпризом.

Срок службы АКБ при условии соблюдения элементарных правил до пяти лет. В автомобиле нужно контролировать напряжение, не допускать чрезмерного и нулевого заряда батареи. Периодически заряжать и следить за плотностью электролита. При таком отношении аккумулятор служит долго и безотказно.

Индикаторы степени заряженности аккумулятора

Некоторые типы аккумуляторных батарей оснащены встроенным индикатором степени заряженности. Такой индикатор представляет собой просто небольшой ареометр шарикового типа, вмонтированный в одну из ячеек аккумуляторной батареи. В этом ареометре используется пластмассовый шарик, который всплывает в электролите нормальной плотности (когда аккумулятор заряжен примерно на 65%). Когда шарик всплывает, он появляется в окошке ареометра, изменяя его цвет.

Рис. Типичный индикатор степени заряженности аккумуляторной батареи. При низкой плотности электролита (разряженная аккумуляторная батарея) шарик-поплавок тонет, соскальзывая с отражательной призмы. При достаточной степени заряженности аккумуляторной батареи шарик всплывает, и его цвет (обычно зеленый) приводит к изменению света, отражаемого призмой в сторону окошка индикатора, — оно темнеет

Рис. Аккумуляторная батарея с частично удаленным корпусом, в котором виден вмонтированный индикатор степени заряженности аккумулятора. Если уровень электролита опускается ниже дна призмы, окошко индикатора становится прозрачным (светлым). Производители аккумуляторных батарей предупреждают о том, что в случае снижения уровня электролита в герметизированной аккумуляторной батарее, такая аккумуляторная батарея подлежит немедленной замене. Попытка зарядить аккумуляторную батарею, имеющую недостаточный уровень электролита, может привести к скоплению в ней газов и закончиться взрывом аккумуляторной батареи

Поскольку ареометр контролирует плотность электролита только в одной из ячеек аккумуляторной батареи (а в 12-вольтовой аккумуляторной батарее их — шесть), и поскольку шарик ареометра может легко застрять в одном положении, полагаться на его показания, как на достоверную информацию о степени заряженности аккумуляторной батареи, не следует.

Плотность электролита в аккумуляторе

Величина эта зависит от того, где эксплуатируется батарея и какова температура окружающего ее воздуха. Ниже приведена таблица с некоторыми такими значениями.

Таблица1 — Зависимость плотности электролита от средней температуры в январе

Климатические зоны, где средняя месячная температура воздуха в январе в °С составляет: Значения плотности электролита в АКБ при 25 °С (г/см3)
заливаемого в АКБ заряженной АКБ
от -50 до -30 1,28 1,30
от -30 до -15 1,26 1,28
от -15 до -8 1,24 1,26
от -8 до +4 1,21 1,23

Ниже на рисунке в зеленой области представлены рекомендуемые значения плотности электролита в зависимости от температуры окружающего воздуха. Так же по нему можно сориентироваться какие температуры для вашей АКБ будут критичны, ведь если дать элек-ту замерзнуть, то это значительно сократит срок ее эксплуатации, если не убьет вовсе.

Зависимость плотности электролита от температуры окружающего воздуха

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

  • ареометр;
  • мерная емкость;
  • посуда для приготовления смеси;
  • спринцовка;
  • серная кислота или корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

  1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
  2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
  3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
  4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
  5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см 3 . Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Читайте также  Автоматы на счетчик

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см 3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см 3 , то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.