Как выбрать автомобильный аккумулятор: виды, устройство, принцип работы

История возникновения и развития АКБ

Первые образцы аккумуляторных батарей появились более 200 лет назад, еще на заре электротехники. Одним из первых шагов в этом направлении сделал итальянский физик Алесандро Вольта в 1800 году. Он собрал источник питания, в котором медные и цинковые пластины был помещены в кислоту для прохождения электрического ток.

Изобретение получило название «батареи Вольта». Несколькими годами позже физик Джоан Вильгельм из Германии создал сухой гальванический элемент и АКБ. Эти изобретения не имели непосредственного отношения к автомобильным аккумуляторам, но были важным шагом на пути к ним.Спустя полвека Вильгельм Зинстеден обнаружил и исследовал электрохимический процесс, который лег в основу будущих автомобильных АКБ.

Он выяснил, что если через свинцовые пластины, погруженные в серную кислоту, пропускать электрический ток, то на положительно заряженном электроде образуется двуокись свинца.При этом отрицательно заряженный электрод никак не изменяется. При замыкании этого устройства возникал ток, и он присутствовал до момента полного растворения двуокиси свинца в кислоте. Но Зинстеден лишь изучил данное явление и никак не воплотил его на практике.

И вот в 1859 году Гастон Планте создает на базе этого процесса первый образец свинцово-кислотного аккумулятора. Можно сказать, что это и был прародитель аккумулятора для автомобиля. Эта батарея включала в себя 2 пластины из свинца, которые были надеты на цилиндр из дерева и разделены прокладкой из ткани. Эта конструкция помещалась в емкость с подкисленным раствором и подключалась к электрической батарее. После проведения заряда АКБ некоторое время выдавала электрический ток постоянного значения.
Аккумуляторная батарея Планте была небольшой ёмкость и быстро разряжалась. Поэтому французский ученый стал заниматься подготовкой поверхности электродов. Он обнаружил, что для увеличения ёмкости их нужно сделать максимально пористыми. С этой целью он пропускал ток в противоположном направлении через разряженную батарею.Данный прием он назвал формовкой пластин и делал его много раз подряд для наращивания окисла свинца на поверхности пластин.

Широкое распространение такие аккумуляторные батареи получили после изобретения динамо-машины, то есть, после того, как появилась возможность быстрого заряда АКБ. Камилл Фор в 1882 году значительно продвинулся в конструкции и производстве электродов для аккумуляторов. Фор стал покрывать свинцовые пластины окислом свинца. Когда производился заряд АКБ, то этот окисел превращался в перекись. Одновременно на другой пластине образовывалась низкая степень окисла. В результате этой операции на электродах получался пористый слой окислов свинца.

Дальнейшим усовершенствованием аккумуляторов занимался уже Томас Эдисон в начале XX века. Он как раз работал в направлении усовершенствования аккумуляторов под использование их на транспортных средствах. В ходе исследований он разработал железно-никелевые АКБ. Электролитом в них был едкий калий.

Через некоторое время налаживается промышленный выпуск портативных аккумуляторов для автомобилей, которые нашли применение на транспортных средствах и судах. Корпус АКБ сначала делали из дерева. Потом для этого стали использовать эбонит. Аккумуляторная батарея состояла из нескольких элементов с номинальным напряжением 2,2 вольт. К примеру, в аккумуляторе номиналом 12 вольт имеется шесть таких элементов.

В легковых автомобилях долгое время стандартом считалось использование АКБ номиналом 6 В. Примерно в середине прошлого столетия начался переход на аккумуляторы для автомобиля номиналом 12 вольт. А батареи 6 вольт остались только на легкой мотоциклетной технике. Корпуса из эбонита постепенно заменили моделями из полипропилена, который легче и прочнее.Постепенно стали появляться автомобильные аккумуляторы, которые имели различные легирующие вещества в свинцовых электродах для изменения свойств.

Позже появились модели аккумуляторов, где электролит находился в связанном состоянии (AGM, GEL). Но принцип действия АКБ для автомобиля оставался неизменным на протяжении все истории их развития.

Что такое аккумулятор (АКБ) и для чего он нужен?

Современные автомобили всё больше становятся похожи на сложные электронные гаджеты: умное управление, всевозможные «помощники», автоматическая парковка и даже автопилот – это только небольшая часть той цифровой «начинки», которой богат автомобиль. И всё это счастье постоянно нуждается в электроэнергии, которую нужно постоянно откуда-то добывать.

Именно хранилищем энергии, откуда ее можно взять в любой момент, и выступает АКБ. Да, он выполняет свою четкую функцию: накапливает заряд, затем отдает и дальше снова накапливает. Само понятие аккумулятора нам уже настолько привычно, что глупо спрашивать, зачем он нужен. Однако на удивление мало людей могут точно сказать, для чего именно служит аккумуляторная батарея в автомобиле.

Ее назначение можно описать в трех пунктах.

1. Аккумулятор обеспечивает энергию для запуска двигателя на старте.
2. Аккумулятор служит резервным источником энергии, когда она требуется сверх того, что может дать генератор (например, при включении автомобильного кондиционера).
3. Аккумулятор питает электроприборы, когда двигатель выключен и генератор не работает. Например, видеорегистратор, сигнализацию, свет и т.д.

АКБ в технической сфере

Итак, стоит подробнее рассмотреть термин АКБ в свете автомобильной тематики. Автомобильная аккумуляторная батарея получила широкое распространение с развитием автомобильной промышленности. Она нужна в качестве дополнительного источника электроэнергии при неработающем двигателе, а также для его запуска.

Такой аккумулятор имеет свои характеристики, которые в основном определяются напряжением. Существует несколько разновидностей автомобильной аккумуляторной батареи:

• 6 Вольт.

Автомобили с таким аккумулятором производились до конца 1940 годов. Сейчас аккумуляторы с напряжением 6 Вольт используются только на легкой мототехнике.

• 12 Вольт.

В настоящее время такая аккумуляторная батарея используется на всех легковых автомобилях, а также на грузовых автомобилях и автобусах, имеющих бензиновый двигатель. Помимо этого, большинство мотоциклов имеют аккумуляторы с напряжением 12 Вольт.

• 24 Вольт.

Аккумуляторы с напряжением 24 Вольт применяются в троллейбусах, трамваях, грузовых автомобилях с дизельными двигателями и, что особенно интересно, на военной технике с дизельными двигателями.

Принцип действия аккумулятора

В свинцово-кислотном аккумуляторе в токообразующих процессах участвуют:

• диоксид свинца PbO2 (окислитель) положительного электрода;
• губчатый свинец Pb (восстановитель) отрицательного электрода;
• электролит — водный раствор серной кислоты (H2SO4).

При подключении потребителя происходит разложение серной кислоты и образование воды. На положительном и отрицательном электродах образуется сульфат свинца (PbSO4).

При подключении источника происходит восстановление губчатого свинца на отрицательном электроде, диоксида свинца – на положительном электроде и серной кислоты в электролите.

Устройство аккумулятора

Аккумулятор содержит два полублока отрицательных и положительных пластин, разделенных между собой сепараторами. Каждая пластина состоит из активной массы и решетки, которая служит токоотводом и основой удерживающей активную массу.

В верхней части решетки имеется ушко, с помощью которого пластины привариваются к соединительному мостику (баретке), имеющему общий вывод для соединения аккумуляторов в батарею.

Основой материала решеток является свинец с добавками других веществ. Добавление к свинцу сурьмы увеличивает прочность, но приводит к повышенному расходу воды. Замена сурьмы кальцием уменьшает расход воды практически до нуля, однако снижает устойчивость батареи к глубоким разрядам. Гибридные батареи имеют в составе положительных пластин – сурьму, а в отрицательных – кальций. Легирование серебром предохраняет свинцовую основу от коррозии и снижает деформацию решеток.

Сепаратор, изготовленный из микропористого кислотостойкого материала, служит для предотвращения замыкания разноименных пластин и обеспечения запаса электролита. Назначение крышки корпуса – плотное закрытие межэлементных соединений АКБ. У прежних аккумуляторов ячейками были резьбовые пробки, предназначенные для доливки электролита и отвода газа при эксплуатации аккумулятора. В конструкции необслуживаемого АКБ пробки не установлены вообще, либо плотно закрыты. Вывод газов предусмотрен при помощи центральной системы вентиляции.

Она состоит из двух частей и оборудована лабиринтом. При помощи лабиринта водяные пары образующиеся при зарядке АКБ конденсируются и стекают обратно в батарею. В крышку интегрированы центральный газоотвод и система защиты от воспламенения газов. Защита от воспламенения выполнена на выходе газоотвода из аккумулятора в виде небольшого круглого диска, она получила название — фритта.

Принцип действия фритты заключён в свободном прохождении газа в атмосферу, но при воспламенении газа, препятствованию прорыву огня внутрь, чтобы не допустить взрыв аккумулятора.

Типы батарей

Свинцово-кислотные АКБ по конструкции (по состоянию электролита) делятся на следующие типы:

SLI (Start, Light, Ignition) классический тип, Fiamm Titanium Plus, Ista Classic и др. — электролит (раствор воды с серной кислотой) находится в жидком состоянии. Пожалуй, это самый массовый тип батарей, ведь они устанавливаются на большинстве автомобилей на этапе их производства. Такие батареи не «любят» глубоких разрядов, при этом происходят необратимые процессы (сульфатация), негативно влияющие на ресурс батареи.

Этот тип АКБ более других также подвержен влиянию температурных изменений и механических воздействий, вибраций. К плюсам SLI можно отнести относительно низкую, в сравнении со своими технологичными конкурентами, стоимость.

AGM (Absorbent Glass Mat) Varta Start-Stop Plus, Baren Polar Technik AGM и др. — электролитом пропитано стекловолокно, которым заполнено пространство между пластинами. Такие батареи не боятся глубоких разрядов, быстрее заряжаются и способны выдавать большие токи.

Устанавливаются на автомобилях с системами выключения двигателя при остановках — Start-Stop, также системой заряда батареи энергией рекуперативного торможения (Toyota, Citroen, Mercedes) и машинах, с повышенным энергопотреблением (спецмашины, представительские автомобили). Их стоимость заметно выше батарей классического типа.

EFB — (Enhanced Flooded Battery) Varta Blue Dynamic EFB и др. — улучшенная батарея с жидким электролитом. Особенность состоит в том, что пластины более толстые и обернуты в специальные конверты из микро волокна.

Как и по параметрам, так и по стоимости этот тип находится между классическими и AGM батареями. У них выше, чем у классики, пусковой ток, они быстрее заряжаются и обладают повышенным циклическим ресурсом. Устанавливаются на автомобили с Start-Stop без системы рекуперативного торможения (VW, BMW, Audi).

GEL Platin Gel Energy, GS Yuasa Maintenance Free и др. — электролит гелеобразный. Такие батареи более чувствительны к низким температурам и напряжению заряда. При снижении температуры ёмкость снижается больше, а при превышении напряжения заряда гель рискует превратиться в жидкость и вернуть его в обратное состояние будет невозможно. Больше других боятся коротких замыканий.

Плюсы гелевых батарей — больший циклический ресурс (и соответственно срок жизни батареи), ниже уровень саморазряда, не боятся глубоких разрядов. Цена у гелевых аккумуляторов выше, чем у свинцово-кислотных батарей. Часто используются в мототехнике, квадроциклах, водном транспорте, однако не находят массового применения на автотранспорте.

Номинальное напряжение — измеряется в вольтах (В). Первые автомобили до середины 20-го века имели электрооборудование на 6В, современные легковые машины практически все работают на 12В, тяжелые грузовые машины, военная техника с дизельными агрегатами могут быть оборудованы 24 В оборудованием. Здесь выбор прост – берем АКБ только с таким напряжением, какое было у предыдущего аккумулятора.

Полярность — расположение клемм на корпусе батареи. Плюс (+) справа называют «обратной полярностью» или «полярность 0». Плюс (+) слева — «прямая полярность» или « полярность 1». Обратите внимание на этот показатель. Так как при прочих равных параметрах, батарея другой полярности не сможет быть подключена — токопроводящие клеммы просто не дотянутся до соответствующих клемм батареи.

Ёмкость (номинальная) измеряется в ампер-часах (Ah). Она определяет расчётное количество энергии, которую батарея запасает (аккумулирует) и может отдать в нагрузку (потребителям). Говоря проще, — это количество попыток запуска двигателя. Батарея с большей ёмкостью позволит выполнить большее количество попыток запуска, например, при сниженной температуре, в сравнении с такой же батарей с меньшей ёмкостью.

В определении этого показателя самым точным советником будет опыт инженеров, разработавших ваш автомобиль, изложенный в технической документации (инструкции по эксплуатации, руководства по ремонту и пр.). Выбирайте ёмкость не менее рекомендуемой для вашего автомобиля заводом производителем.

Пусковой ток (его ещё называют ток холодной прокрутки) измеряется в амперах (А). Этот показатель характеризует способность батареи «отдавать» ток при пуске холодного двигателя. В большинстве стандартов (ГОСТЫ для стран СНГ, EN для Евросоюза, DIN для Германии, SAE для США и т. д.) определение этой величины выполняется при температуре -18 С° на протяжении 30 сек.

Разница состоит в допускаемых конечных напряжениях, поэтому результаты разнятся между собой. И 440А по EN не будут равны 440А по DIN или SAE. Чем выше пусковой ток и мощность, соответственно, тем «увереннее» стартер оборачивает коленчатый вал и запускает двигатель, особенно в зимний период.

Владельцам дизельных машин нужно обращать особое внимание на эту величину — двигателям их авто для запуска требуется больше мощности, чем бензиновым. По этому показателю также стоит ориентироваться на техническую документацию к вашему автомобилю. Так как меньшего пускового тока может не хватить на запуск двигателя морозным утром, а больший может заметно сократить время жизни стартера.

Габариты — это физические габариты батареи (длина, ширина, высота) в мм. Размеры можно снять со старой батареи и делать выбор, используя точные данные. Также обращайте внимание на вес батареи. Хотя современные технологии могут снижать вес, в то же время, если вес значительно ниже аналогов, стоит задуматься, за счёт чего выполнена эта экономия. Часто, качественные батареи и весят солидно.

Обслуживаемые/необслуживаемые. Это зависит от технологии изготовления батареи. Под обслуживанием имеется в виду необходимость контроля плотности электролита и доливки воды при необходимости (это касается классических батарей). Цены на обслуживаемые батареи ниже необслуживаемых аналогов, но они требуют периодического внимания.

Форм-фактор описывает особенности конструкции аккумулятора, в частности способ установки клемм и их размеры.

— Европейский . Отличительной чертой европейских аккумуляторов являются клеммы, несколько «утопленные» в корпус. За счёт этого данный форм-фактор считается более безопасным, чем азиатский — ниже риск короткого замыкания при падении аккумулятора на проводящую поверхность или при попадании на него металлического предмета. Кроме того, сами клеммы обычно выполнены в виде конусов Euro. Как следует из названия, данный форм-фактор встречается в автомобилях европейских производителей, преимущественно легковых.

— Азиатский . Азиатские аккумуляторы легко определить по клеммам, выступающим над верхней частью корпуса; также эти клеммы могут быть заметно тоньше европейских, так как во многих моделях используются конусы JAP (хотя и не во всех). Данный вариант популярен у японских и корейских автопроизводителей, а также довольно широко распространён среди грузовых авто.

Виды аккумуляторов

Потребительские свойства аккумуляторов определятся, в основном, его технологией производства. В быту и промышленности наиболее распространены несколько типов элементов АКБ.

Свинцово-кислотные

Этот тип аккумуляторов изобретен ещё в середине XIX века, и до сих пор имеет свою нишу применения. К его достоинствам относят:

• простую, недорогую и отработанную десятилетиями технологию производства;
• высокую токоотдачу;
• длительный ресурс (от 300 до 1000 циклов заряд-разряд);
• самый низкий ток саморазряда;
• отсутствие эффекта памяти.

Есть и недостатки. В первую очередь это низкая удельная энергоёмкость, ведущая к увеличению габаритов и веса. Также отмечается плохая работа при отрицательных температурах, особенно ниже минус 20 °C. Имеются и проблемы с утилизацией – соединения свинца довольно токсичны. Но эту задачу необходимо решать и для других типов аккумуляторов.

Несмотря на то, что устройство кислотно-свинцовых АКБ доведено до оптимума, даже здесь есть варианты для улучшения. Например, существует технология AGM, согласно которой между электродами помещается пористый материал, пропитанный электролитом. На электрохимические процессы заряда и разряда это не влияет. В основном это позволяет улучшить механические характеристики батарей (стойкость к вибрации, возможность работы в почти любом положении и т.п.) и несколько повышает безопасность эксплуатации.

Также заметным достоинством является улучшенная работа без потери ёмкости и токоотдачи при температурах до минус 30 °C. Производителями AGM-батарей заявляется повышение пускового тока и ресурса.

Другой модификацией кислотно-свинцовых батарей являются гелевые аккумуляторы. Электролит загущается до состояния желе. Этим достигается исключение вытекания электролита при эксплуатации и устраняется возможность образования газов. Зато несколько снижается токоотдача, и это ограничивает возможность применения гелевых батарей в качестве стартерных. Декларируемые чудесные свойства таких аккумуляторов в плане повышенной ёмкости и увеличенного ресурса – на совести маркетологов.

Заряжают свинцово-аккумуляторные АКБ обычно в режиме стабилизации напряжения. При этом растет напряжение на АКБ и падает ток зарядки. Критерием окончания процесса заряжания служит падение тока до установленного предела.

Никель-кадмиевые

Их век подходит к концу, а сфера применения постепенно сокращается. Их основной недостаток – ярко выраженный эффект памяти. Если начать подзарядку неполностью разряженного Ni-Cd аккумулятора, то элемент «запоминает» этот уровень, и ёмкость в дальнейшем определяется уже от этого значения. Другая проблема – низкая экологичность. Токсичные соединения кадмия создают проблемы с утилизацией таких аккумуляторов. К прочим недостаткам можно отнести:

• высокую склонность к саморазряду;
• относительно низкую энергоёмкость.

Но есть и плюсы:

• невысокая стоимость;
• длительный ресурс (до 1000 циклов заряд-разряд);
• способность отдавать высокий ток.

Также к достоинствам таких аккумуляторов относят способность работать при низких отрицательных температурах.

Зарядку Ni-Cd элементов производится в режиме постоянного тока. Полностью использовать ёмкость можно дозарядкой плавным или ступенчатым снижением тока зарядки. Окончание процесса контролируется по уменьшению напряжения на ячейке.

Никель-металлогидридные

Разработаны для замены никель-кадмиевых батарей. Многие характеристики и потребительские свойства у них выше, чем у Ni-Cd. Удалось частично избавиться от эффекта памяти, примерно в полтора раза повысить энергоёмкость и снизить склонность к саморазряду. При этом сохранилась высокая токоотдача и осталась примерно на том же уровне стоимость.

Смягчена экологическая проблема – аккумуляторы производятся без использования токсичных соединений. Но за это пришлось заплатить сниженным в разы ресурсом (до 5 крат) и способностью работать при отрицательных температурах – всего до -20 °C против -40 °C у никель-кадмиевых.

Заряжаются такие элементы в режиме постоянного тока. Окончание процесса контролируется по возрастанию напряжения на каждом элементе до 1,37 вольт. Наиболее благоприятным является режим импульсного тока с отрицательными выбросами. Так устраняются последствия эффекта памяти.

Литий-ионные

Аккумуляторы литий-ионного типа завовевывают мир. Они вытесняют остальные типы АКБ из тех сфер, где положение казалось незыблемым. Li-ion элементы практически не имеют эффекта памяти (он присутствует, но на теоретическом уровне), выдерживают до 600 циклов заряд-разряд, энергоёмкость в 2-3 раза превышает соотношение ёмкости и веса никель-металлогидридных аккумуляторов.

Склонность к саморазряду при хранении также минимальна, но за все это приходится платить в буквальном смысле – такие батареи стоят намного дороже традиционных. Можно ожидать снижения цен с развитием производства, как это бывает обычно, но другие врожденные недостатки таких АКБ – пониженная токоотдача, невозможность работы при отрицательных температурах – вряд ли будут преодолены в рамках существующих технологий.

Наряду с повышенной пожароопасностью это несколько сдерживает применение Li-ion батарей. Также надо учитывать, что такие элементы подвержены деградации. Даже если они не заряжаются и разряжаются, их ресурс сам по себе сходит к нулю за 1,5…2 года хранения.

Наиболее благоприятный режим зарядки – в два этапа. Сначала стабильным током (с плавно возрастающим напряжением), потом стабильным напряжением (с плавно спадающим током). На практике второй этап реализуется в виде ступенчато снижаемого тока зарядки. Ещё чаще эта стадия состоит из одной ступени – просто снижается стабилизированный ток.

Емкостная зависимость

На что влияет емкость? Об этом и некотором другом как раз далее и пойдет речь. За 2-3 года эксплуатации автомобиля у аккумулятора этот параметр постепенно снижается, что неизбежно отражается на работе основных узлов силового агрегата.

В зимнее время двигатель может запускаться с трудом. По этой причине каждому водителю следует знать, как можно проверить эту важную характеристику, чтобы своевременно принять соответствующие меры, без нежелательных последствий.

Но для начала следует познакомиться с тем, что именно оказывает влияние на столь важный параметр. В частности речь идет о следующем:

• состав электролита;
• количество активной массы;
• состояние пластин.

Посторонние примеси в электролите неизбежно приведет к падению емкости. В результате химических процессов испаряется жидкость и как следствие падает масса электролита, а вот концентрация кислоты наоборот растет.От толщины и состояние пластин зависит длительность работы аккумулятора и его емкость. При меньшей массе электролита пластины начнут осыпаться, а их толщина уменьшаться.

Это может привести к короткому замыканию, так как мелкие металлические частички могут образовать проводящий мостик между пластинами разного потенциала.Возвращаясь к вопросу можно подытожить — сама емкость влияет на продолжительность беспрерывной работы. То есть чем она больше, тем дольше работает источник.

Проверку можно сделать с помощью мультиметра. Это конечно не прибор для измерения емкости аккумулятора автомобиля, но вариант сгодится. К тому же у него широкое распространение и на особом счету у автоэлектриков.

Простая инструкция:

• Первым делом изделие следует отключить от генератора.
• Дать нагрузку в лице обыкновенной лампочки на 2 минуты, после чего убрать ее.
• После этого мультиметром замеряется напряжение в течение 20 секунд, фиксируя показатели (удобно в письменном виде).

Теперь можно делать какие-либо выводы. Напряжение 12,5 Вольт свидетельствует о том, что все в полном порядке. Но если значение составляет 11,5 Вольт или ниже, то пора менять батарею — ее срок уже вышел.

Как можно заметить, здесь невозможно выявить значения именно в ампер-часах, но можно сделать заключение касательно дальнейшей судьбы АКБ. По крайней мере, возможность, как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром, доступна каждому. Да и сам прибор стоит недорого, зато пользу приносит неоценимую.

Заряд автомобильных батарей

Аккумуляторные батареи заряжают от источника постоянного тока, напряжение на выводах которого выше напряжения заряжаемой батареи. Используют следующие методы заряда:

• постоянной силой тока,
• постоянным напряжением,
• комбинированный,
• форсированный,
• контрольнотренировочный цикл.

Заряд при постоянной силе тока.

В этом случае заряжаемые батареи соединяются между собой последовательно и подключаются к зарядному устройству. Сила зарядного тока в этом режиме не должна превышать:

Iз ≤ 0,1·С20 (5)

Заряд при постоянной силе тока отличается сравнительной простотой и обеспечивает полный заряд батарей. Недостатками этого способа являются повышение температуры в конце заряда и отрицательное влияние перезаряда вследствие кипения электролита.

Заряд при постоянном напряжении.

При этом способе заряда батареи подключают непосредственно к источнику питания, напряжение которого поддерживается постоянным. Сила зарядного тока устанавливается автоматически. Батарею можно зарядить до 90-95 % от номинальной емкости. В этом режиме заряжаются батареи на автомобиле.

Форсированный заряд.

Для быстрого восстановления работоспособности сильно разряженной батареи проводят форсированный заряд силой тока 0,7·С20 в течение 30 минут. Применять форсированный заряд можно в исключительных случаях, так как многократное повторение такого способа заметно сокращает срок службы батареи.

Смешанный режим.

Объединяет достоинства заряда постоянным током и постоянным напряжением: первоначально батарея заряжается первым способом, а затем – вторым. Это позволяет снизить время заряда батареи (по сравнению с чисто вторым способом) и исключить неблагоприятное воздействие перезаряда (свойственное первому способу).

Контрольно-тренировочный цикл.

Данный цикл включает в себя заряд батареи током 0,1·С20, разряд батареи током 0,05·С20 и окончательный заряд силой тока 0,05·С20. Контрольно-тренировочный цикл проводят для устранения частичной сульфатации и других неисправностей АКБ.

Схема зарядного устройства для аккумулятора.

На схеме зарядного устройства для аккумулятора мы видим:

• трансформатор,
• выпрямитель,
• генератор импульсов  
• ключ на тиристоре.

Для заряда автомобильных аккумуляторов достаточно выдержать определённое время заряда и измерить в конце напряжение на аккумуляторе вольтметром.

Неисправности автомобильных АКБ

К числу основных неисправностей АКБ относят:

• сульфатацию пластин,
• повреждение полюсных выводов,
• отстающие аккумуляторы,
• трещины в моноблоке,
• короткое замыкание,
• ускоренный саморазряд.

Под сульфатацией понимают такое состояние батареи, при котором она не заряжается при пропускании нормального зарядного тока в течение установленного промежутка времени. Внешне проявляется наличием на поверхности крупных, трудно растворимых при заряде кристаллов или сплошного слоя сульфата свинца.

Нормальная сульфатация

Рисунок 23 – Необратимая сульфатация

Сульфатация возникает в результате несоблюдения правил обслуживания и эксплуатации АКБ. Сульфатация характеризуется следующими признаками:

• при заряде быстро повышается температура электролита;
• плотность электролита при заряде практически не повышается;
• газовыделение начинается значительно раньше;
• при контрольном разряде ёмкость значительно меньше номинальной.

Причины сульфатации:

• применение загрязнённого электролита;
• длительное нахождение батарей в разряженном состоянии;
• систематический недозаряд батарей;
• снижение уровня электролита ниже допустимого;
• эксплуатация батарей при недопустимо высокой температуре и плотности электролита.

Частичную сульфатацию можно устранить путем проведения контрольно-тренировочного цикла. К числу внешних (определяемых визуально) неисправностей относят повреждения полюсных выводов и моноблока. Трещины в моноблоке устраняют тепловой сваркой, а повреждение выводов путем наплавки.

Отстающие аккумуляторы.

Если в батарее хотя бы один аккумулятор будет разряжаться раньше остальных, то работоспособность батареи определяется именно этим, отстающим аккумулятором. Для устранения подобной неисправности производят заряд батареи малым током в течение длительного времени (не менее 24 часов).

Короткое замыкание.

Внутренние короткие замыкание в аккумуляторах происходят между разноименными пластинами за счет заполнения наиболее крупных пор сепараторов активной массой («прорастание»). Характерными признаками короткозамкнутого аккумулятора являются:

• отсутствие или очень малая величина ЭДС;
• непрерывное уменьшение плотности даже во время заряда;
• быстрая потеря ёмкости после заряда.

Ускоренный саморазряд.

Ускоренный саморазряд вызывается следующими основными причинами:

• наличие на поверхности батареи загрязнений, проводящих электрический ток;
• применение воды или электролита, содержащих вредные примеси;
• хранение батарей при повышенной температуре воздуха;
• чрезмерная эксплуатация батареи (в режиме такси).

Особенности правильного демонтажа

В завершении стоит затронуть столь распространенный вопрос, которым задаются обычно новички, так как опытные водители прекрасно знают на него ответ. Однако и им стоит напомнить, ибо даже у них могут случиться ошибка по разным причинам — и основная из них, это невнимательность.

Обычно источник электроэнергии располагается в подкапотном пространстве справа или слева в зависимости от полярности, которая может быть прямой либо обратной. Далее следует простые действия:

1. Открывается капот.
2. Убирается шумоизоляция и тканевая защита, если таковая имеется.
3. Отсоединяется отрицательная клемма, для чего обычно используется ключ на 10 или в диапазоне от 8 до 10. Все опять-таки зависит от модели автомобиля.
4. Потом можно переходить к отсоединению плюсовой клеммы.
5. Далее ослабляются и убираются крепления.
6. Все готово к извлечению — достаточно ухватиться за ручки изделия и поднять со своего места.

Некоторые умельцы приноровились вытаскивать аккумулятор с автомобиля при работающем двигателе. Только стоит уяснить, что делать это лучше на короткое время. К примеру прикурить соседскую машину, когда проводов нет в наличии. После чего вернуть батарею на место. В остальных случаях проводить операцию только при неработающем моторе.

Стоит отметить важный момент касательно того, как снимать АКБ и в частности, какую клемму отсоединять первой. Как раз отрицательную, поскольку если при этом ключом задеть любую металлическую деталь, то вероятность замыкания исключается — минус на минус ничего не дает. А вот если первой откручивать плюсовой контакт, то уже есть риски.

По сути, здесь особой разницы нет, что отсоединять в первую очередь (хоть плюс, хоть минус), так как это не влияет на бортовую сеть. Важно учесть, что при откручивании положительной клеммы следует соблюдать предельную осторожность, так как есть риск задеть ключом что-нибудь металлическое.А поскольку за собой уследить невозможно, то многие опытные водители отсоединяют первой именно минусовой контакт, разрывая тем самым цепь.

И если при снятии уже положительной клеммы все же задеть ключом металлическую деталь уже ничего не случится, так как цепь разомкнута. А вот когда аккумулятор ставится на место, то здесь опять-таки в силу предосторожности, первой подключается именно положительный контакт и только потом отрицательный. Во избежание все того же короткого замыкания.

Техническое обслуживание аккумуляторных батарей

При проведении визуального осмотра особое внимание уделяют следующим факторам:

1. Состояние моноблока. Поверхность моноблока притирают ветошью, смоченной в растворе кальцинированной соды или нашатырного спирта.
2. Состояние полюсных выводов и клемм. Проверяют затяжку клемм, полюсные выводы смазывают техническим вазелином. При необходимости очищают полюсные выводы и наконечники проводов от окислов.
3. Крепление батареи. Прижимная планка должна плотно прилегать к крепёжному выступу моноблока и заходить в фиксирующие выемки на нем.

При необходимости между ней и выступом следует установить переходную планку. Крепёжные болты следует затягивать моментом предписанной величины.

Измерение уровня электролита.

В батареях с прозрачным корпусом имеются отметки min/max, позволяющие оценить уровень электролита. В батареях с непрозрачным корпусом уровень электролита измеряют стеклянной трубкой диаметром Ø3-5 мм. Уровень электролита должен быть на 15-20 мм выше верхнего края пластин. Если уровень электролита ниже нормы, то в батарею добавляют дистиллированную воду, а если выше – отбирают излишки с помощью груши.

Измерение плотности электролита.

Для измерения плотности электролита используют следующие приборы: ареометр, денсиметр и плотномер. Плотность электролита позволяет оценить степень заряженности батареи. Уменьшение плотности на 0,01 г/см3 соответствует уменьшению заряженности на 6 %. Если степень заряженности батареи составляет менее 75 % — то батарею можно эксплуатировать только в летнее время года, менее 50 % — эксплуатация запрещена.

Измерение напряжения батареи.

Для измерения напряжения батареи под нагрузкой используют нагрузочные вилки. Если напряжение в конце 5-ой секунды разряда превышает U=8,9 В, то батарея исправна (не имеет внутренних дефектов).