|
Особенности зимней работы стартерных
аккумуляторов
Во всех климатических зонах зимний и летний периоды
эксплуатации наиболее контрастно влияют на работу автомобиля и,
соответственно, на работу его электрооборудования.
При этом надо помнить, что все основные узлы
и агрегаты машины имеют, как правило, общеклиматическое исполнение.
Это означает, что они могут быть не полностью приспособлены к предельным
условиям некоторых климатических зон. Например, пуск двигателя автомобиля
при температуре воздуха -30...-40°С часто жизненно необходим, а
работоспособность стартерного аккумулятора в пусковом режиме для
этих условий не нормируется. Это вызвано тем, что физические свойства
активных материалов кислотных батарей при таких температурах резко
снижают мощность разряда по сравнению с разрядом при положительной
температуре воздуха.
Часто, во время суровых зимних морозов, показатели
разряда аккумулятора оказываются недостаточными для вращения стартером
вала двигателя с целью осуществления его пуска. Следовательно, при
температуре окружающего воздуха -30°С и ниже для обеспечения уверенного
пуска мотора необходимо не только полностью заряжать аккумулятор,
но и осуществлять его подогрев. Средства подогрева могут быть
различны: аккумулятор можно снимать с автомобиля и уносить в тепло
или подогревать непосредственно на месте ее установки. Для облегчения
пуска двигателя от холодного аккумулятора могут применяться и другие
средства (подогрев моторного масла и топлива, впрыск специальной
жидкости, облегчающей пуск мотора, в карбюратор и др.).
Основы эксплуатации аккумулятора
|
У аккумуляторов, пригодной к эксплуатации,
плотность электролита (водного раствора серной кислоты)
должна быть не ниже 1,25 г/см3, в идеале - 1,27+1 г/см3
(при +25°С), а значение напряжения разомкнутой цепи
(НРЦ) при положительной температуре - не менее 12,6 В.
|
При нормальной эксплуатации со средней годовой интенсивностью
пробега 15-20 тыс. км достаточно проверять состояние аккумулятора
один раз в год, после двух лет работы (30-40 тыс. км пробега) - не
реже одного раза в 3-4 месяца. Если же аккумулятор проработал более
3-х лет (45-60 тыс. км), контроль его состояния в зимний период желательно
проводить ежемесячно. Для автомобилей со значительным пробегом указанные
интервалы проверок рекомендуется уменьшить.
С понижением температуры эффективность заряда при
постоянном напряжении уменьшается из-за роста внутреннего сопротивления
аккумулятора. Поэтому аккумулятор на автомобиле не всегда восстанавливает
свою емкость после разряда. Обычно степень заряженности аккумулятора
зимой составляет 70-75%, если напряжение на клеммах батареи равно
13,9-14,3 В при работающем двигателе и включенном ближнем свете. Поэтому
в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных
пусках холодного двигателя и коротких пробегах) целесообразно периодически
(желательно не реже 1 -го раза в месяц) производить заряд аккумулятора
от стационарного зарядного устройства и при положительной температуре,
предварительно измерив плотность электролита. В зимнее время аккумулятор
полезно обогревать теплом от двигателя, чтобы эффективнее происходил
ее заряд от генератора. Для этого часть радиатора (со стороны аккумулятора)
целесообразно закрывать от встречного холодного потока воздуха.
Недопустимо
доливать электролит или воду непроверенного качества, хранить
аккумулятор в разряженном состоянии, допускать образование льда,
подвергать глубоким периодическим разрядам.
Наибольшую надежность работы аккумулятра можно достичь, регулярно
контролируя ее состояние в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
|
Что следует учесть зимой
Общеклиматическое исполнение аккумулятора относится
лишь к материалу его корпуса, а разрядные характеристики у новых батарей
при их производстве контролируются только при -18°С. На легковом автомобиле
при работе двигателя аккумулятор может нагреваться от его тепла .
Зимой полезно обеспечить нагрев аккумулятора с целью улучшения условий
ее подзаряда от генератора. Охлаждение неутепленного аккумулятора
до температуры окружающего воздуха в холодное время года составляет
16-20 часов.
Предельные значения температуры окружающего воздуха
(от -40°С до -60°С для старых типов аккумуляторов с мастикой и от
-40°С до -70°С для аккумуляторов с общей крышкой) определены для работы
батарей по условиям сохранения их как изделий (прочность материалов).
Однако длительное воздействие предельных температур способствует снижению
работоспособности и ресурса стартерного аккумулятора. Наиболее резко
снижается работоспособность аккумулятора в режиме пуска двигателя
в зимнее (холодное) время.
Зимняя эксплуатация аккумулятора сопровождается
следующими факторами:
1. Понижается температура электролита (возрастает его
вязкость, снижается скорость его диффузии в поры активного материала
пластин, уменьшается электропроводность) и по этой причине снижается
эффективность процесса заряда от генератора при тех же величинах зарядного
напряжения на автомобиле.
2. Запуск холодного двигателя требует большей мощности
и энергии от аккумулятора за счет увеличения значений разрядного тока
и более продолжительной работы стартера. Это приводит к более глубокому
разрядуаккумулятора, снижению ее заряженности.
3. Увеличивается число включенных в работу потребителей
электроэнергии как для комфорта в салоне, так и для безопасного движения,
питание которых происходит от генератора, а при холостых оборотах
двигателя - частично от аккумулятора.
4. Сокращение продолжительности светового дня вызывает
необходимость более продолжительной работы приборов освещения, что
снижает возможность генератора эффективно подзаряжать аккумулятор,
который, в результате этого, может быть недозаряжен.
5. Ухудшение дорожных условий приводит к снижению динамики
движения автомобиля, что снижает отдачу энергии генератором. Это,
в свою очередь, уменьшает возможность полного заряда аккумулятора.
Влияние перечисленных факторов на снижение заряженности
аккумуляторной батареи объективно усиливается в значительно большей
мере, если генератор автомобиля по причинам износа деталей не обеспечивает
отдачу номинальных показателей (ток нагрузки). Владелец автомобиля,
как правило, после многолетней эксплуатации не проверяет генератор
на отдачу и, в результате, в зимнее время оказывается перед фактом
наполовину разряженной аккумуляторной батереей, не способной запустить
холодный двигатель.
Изменения температуры и высокая влажность окружающего
воздуха под капотом в зимнее время приводят к ухудшению работы изделий
электрооборудования и возникновению "утечек" тока по влажным проводам,
способствующих повышению разряда аккумулятора. При этом снижается
его работоспособность в пусковом режиме.
Для устранения негативного воздействия зимних условий на состояние
заряженности аккумулятора и надежности пуска двигателя полезно проводить
следующие мероприятия:
• Контролировать натяжение ремня привода генератора, при котором,
согласно инструкции на автомобиль, обеспечивается полная отдача энергии
для питания включенных потребителей и подзаряд аккумулятора.
• Не допускать длительную работу включенных потребителей на автомобиле
при неработающем двигателе.
• Периодически контролировать отсутствие "утечки" тока от аккумулятора
на различные изделия электрооборудования. Целесообразно отключить
аккумулятор (снять один наконечник), если условия хранения (стоянки)
автомобиля позволяют это сделать.
• "Массовый" провод от стартерного аккумулятора полезно дополнительно
подсоединить к двигателю с целью уменьшения потерь напряжения на стартере
при пуске двигателя, поскольку переходы напряжения от клеммы на кузов,
с кузова на двигатель и стартер при пусковом токе приводят к снижению
напряжения и потере мощности, потребляемой от аккумулятора.
• Периодически контролировать плотность электролита (при наличии
пробок на крышке аккумулятора), а при отсутствии такой возможности
- измерять напряжение на полюсных клеммах батареи (через 8-10 часов
после остановки двигателя). Если значение напряжения разомкнутой цепи
(НРЦ) будет менее 12,6 В, то аккумулятор целесообразно подзарядить
в стационарных условиях от выпрямителя (зарядного устройства).
• Во время оттепели, перед пуском двигателя полезно удалить влагу
с поверхности высоковольтных проводов, поскольку влага способствует
утечке тока высокого
напряжения от катушки зажигания.
Выполнение перечисленных мероприятий в зимних условиях
позволит исключить отказы в работе стартерного аккумулятора, сохранить
его ресурс на длительный срок работы.
Мощность и емкость аккумулятора
Ни для кого не секрет, что запустить двигатель в зимних
условиях стартеру гораздо труднее, чем в теплое время года - загустевает
моторное и трансмиссионное масло, замерзает влага, скопившаяся в
деталях силового агрегата, сложнее осуществляется процесс распыления
горючего в цилиндрах. Поэтому зимой для нормального пуска двигателя
значения электрической емкости и мощности при разряде аккумулятора
особенно важны.
|
Электрическая емкость характеризует
количество электричества, которое способна отдать аккумуляторная
батарея при длительном режиме разряда.
|
Говоря простым языком, чем больше емкость аккумулятора
(и чем полнее он заряжен), тем больше в запасе у автовладельца попыток
запустить двигатель.
Номинальная электрическая емкость - емкость 20-часового разряда
аккумулятора. Именно ее пока регламентируют в большинстве нормативных
документов европейских производителей, в российском ГОСТ 959-91 и
указывают на этикетке аккумуляторной батареи.
Мощность аккумулятора, как известно из физики, характеризуется
произведением разрядного тока на среднее напряжение при разряде за
конкретный период. Учитывая постоянство пускового тока, можно сказать,
что чем большая мощность затрачивается аккумуляторной батареей при
пуске двигателя, тем ниже будет напряжение на ее выводах, то есть,
тем медленнее будет вращаться двигатель стартером. Получается, что
чем выше мощность аккумуляторной батареи, тем быстрее будет стартер
"крутить" двигатель, тем легче осуществить его запуск. Для сравнения
мощностей аккумуляторов достаточно сравнить их пусковой ток (больше
ток - больше мощность), приведенный к единой методике испытаний (EN,
SAE, DIN, IEC, ГОСТ). Обязательные условия при данном сравнении -
полная заряженность аккумулятора.
Появление льда в ячейках аккумулятора
У свинцовых аккумуляторных батарей два жестко фиксированных
состояния: разряженное и заряженное. При переходе от одного состояния
в другое эти показатели напряжения и плотности электролита линейно
изменяются в определенных пределах. Напряжение на полюсных выводах
аккумуляторной батареи (НРЦ) в заряженном состоянии составляет 12,8-12,9
В, а в разряженном - 12 В и ниже. При неисправностях электрооборудования
автомобиля несанкционированный разряд может приводить к тому, что
напряжение на полюсных выводах может оказаться ниже 6 В.
Чем глубже происходит разряд аккумулятора, тем ниже плотность
электролита. В конце полного разряда серной кислоты в электролите
очень мало и его плотность становится близка к плотности воды (1,08
г/см3). Электролит плотностью 1,28 г/см3 замерзает при температуре
-65°С, плотностью 1,20 г/см3 - при -28°С, а плотностью 1,10 г/см3
- при -7°С.
Предприятия-изготовители аккумуляторов считают
недопустимым использовать в зимнее время аккумуляторов с заряженностью
ниже 75% (плотность электролита 1,24 г/см3, НРЦ - 12,6 В).
Из сказанного следует, что если произошло замерзание аккумулятора
(лед во всех ячейках), значит он подверглась разряду в процессе работы
ниже допустимого значения (нет контроля плотности электролита, неисправно
электрооборудование, снизилась мощность генератора, оставлен не выключенным
какой-либо потребитель электроэнергии в автомобиле).
Бывают случаи, когда зимой замерзает только одна ячейка
из шести. Это возможно, когда в такой ячейке произошло короткое замыкание,
в результате в ней снижается плотность электролита и он застывает
при низкой температуре окружающего воздуха. Такой аккумулятор не следует
эксплуатировать - он подлежит замене.
Зимой доливать дистиллированную воду в аккумулятор
для восстановления уровня электролита над блоками пластин следует
только перед выездом автомобиля, либо при стационарном подзаряде аккумулятора.
Это исключает возможность образования льда в ячейках аккумулятора
вследствие замерзания долитой воды до того, как она успеет перемешаться
с холодным электролитом.
Когда аккумулятор не запустил двигатель
В первую очередь нужно помнить, что запуск двигателя
необходимо производить кратковременными попытками по 5-10 секунд с
паузами между попытками до 1-ой минуты. Чем ниже температура электролита,
тем длиннее должны быть паузы.
Если после 3-х попыток подряд двигатель не проявляет признаков
"жизни" - нет вспышек, хотя стартер "крутит" его как обычно,
необходимо прекратить бессмысленные попытки и поискать причину, из-за
которой двигатель не хочет работать. Только найдя и устранив неисправность,
следует возобновить попытки пуска, иначе аккумулятор разрядится.
Если же стартер плохо, очень медленно, с "натугой" проворачивает
двигатель, это говорит о потере работоспособности аккумулятора или
стартера. Первым делом проверьте плотность электролита в каждом аккумуляторе,
а если нет пробок - напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) батареи. Проверку
НРЦ проводите не ранее, чем через 15-20 минут после завершения попыток
пуска.
Если НРЦ ниже 12,5 В, значит аккумулятор разряжен и его необходимо
зарядить.
Плотность электролита у разряженной батареи будет примерно
одинаковой во всех аккумуляторах ("банках"). Одновременно с зарядом
аккумулятора необходимо устранить причину его глубокого разряда. Если
же в одном из аккумуляторов плотность электролита значительно (более
чем на 0,03 г/см3) ниже, чем в остальных, это говорит о возможном
внутреннем коротком замыкании (КЗ). В этом случае, если аккумулятор
еще не исчерпал гарантийный срок, следует обратиться в сервисный центр
или к продавцу (см. соответствующие указания в гарантийном талоне,
прилагаемом к каждому аккумулятору при его приобретении).
Проверка наличия утечек в системе электрооборудования
Возникновение утечки тока в системе электрооборудования
более вероятно в холодное время года. Она может привести к разряду
аккумулятора, в результате чего будет невозможно запустить двигатель
автомобиля. Проверить наличие утечек можно следующим образом.
Отрицательную клемму (соединенную с массой автомобиля)
отсоединяют от полюсного вывода аккумулятора и в разрыв цепи включают
амперметр (с максимальной величиной измеряемого постоянного тока до
10 А). При этом все потребители тока, в том числе сигнализация, должны
быть выключены.
При исправном электрооборудовании и отсутствии
утечек показание амперметра будет равно 25-40 мА (питание компьютера,
часов, сигнализации и т.д.). Если сигнализация, как и другие потребители
тока, отключена, в зависимости от особенностей электрооборудования
конкретных автомобилей возможны схемные решения, при которых может
иметь место ток в пределах 10-20 мА. Такие утечки не оказывают вредного
влияния при бездействии автомобиля в течение 1-го месяца, поскольку
за это время батарея потеряет около 30% емкости. При включенной сигнализации
потребление тока может вырасти до 20-30 мА. Это значит, что время
бездействия автомобиля не должно превышать в таком состоянии 3-х недель
в летнее время и 10-и дней зимой. Иначе батарея разрядится от сигнализации
настолько, что не сможет запустить холодный двигатель. Если ток
утечки больше 30 мА, необходимо найти и устранить причину утечки.
Для защиты аккумулятора от утечек тока при длительном
бездействии автомобиля лучше отсоединить клемму бортовой сети от полюсного
вывода батареи, то есть снять один из наконечников с ее полюсного
вывода. Правда, сделать это можно только если позволяют условия хранения
автомобиля.
Проверка напряжения при работающем двигателе
В зимний период из-за увеличения действующих потребителей
тока (приборы освещения, обогрев заднего стекла и боковых зеркал заднего
вида, дополнительный отопитель) генератор часто не справляется с нагрузкой
и поэтому эффективность подзарядки стартерного аккумулятора резко
снижается.
Чтобы проверить эффективность заряда аккумулятора,
можно измерить напряжение на его клеммах при работающем двигателе.
Перед проверкой надо убедиться, что аккумулятор заряжен до напряжения
разомкнутой цепи (НРЦ) не ниже 12,9 В или что плотность электролита
не ниже 1,28 г/см3 при нормальном его уровне. Если батарея недозаряжена,
ее следует зарядить с помощью внешнего зарядного устройства. Уровень
электролита можно довести до нормы, доливая дистиллированную воду.
После того, как аккумулятор приведен в нормальное состояние,
следует запустить двигатель автомобиля и установить его обороты на
уровне 1500-2000 мин-1, после чего надо дать ему поработать в течение
3-5 минут. Затем следует включить дальний свет фар и измерить с помощью
вольтметра напряжение на клеммах аккумулятора.
Если напряжение находится в пределах 13,9-14,3 В, значит
система работает в оптимальном режиме, который может обеспечить подзаряд
аккумулятора и максимально возможный ресурс его работы. Отклонение
в меньшую сторону может стать причиной недозаряда, а в большую сторону
(при высокой интенсивности эксплуатации автомобиля) - перезаряда аккумулятора.
"Прикуривание" от аккумулятора другого
автомобиля
Типичная ситуация для суровых зимних холодов: после нескольких
безрезультатных попыток пустить холодный двигатель автомобиля аккумулятор
разряжается до такой степени, что стартеру недостаточно энергии для
последующих пусков. Все, автомобиль останется неподвижным. И случается
такое, зачастую, вдали от дома, так что зарядное устройство для "реанимации"
аккумулятора взять просто неоткуда. Но и из такой ситуации есть выход:
можно попросить другого автовладельца "прикурить" - позаимствовать
энергию для пуска мотора у аккумулятора его машины. Для этого нужно
всегда иметь под рукой два провода с "крокодилами" на обоих концах
- такой комплект продается практически в любом магазине запчастей.
Последовательность "прикуривания" (см. рис. 8) следующая:
 |
|
Рис.8.
|
1. Заглушите двигатель автомобиля с работоспособным аккумулятором.
В некоторых изданиях, наоборот, рекомендуется завести двигатель и
поддерживать его высокие обороты. Безусловно, логика в этом есть:
аккумулятор отдает энергию и при этом тут же сам заряжается от генератора.
Но, с другой стороны, когда работоспособная батарея при работающем
двигателе отдает энергию другому автомобилю, напряжение на ней падает
и, следовательно, сила тока, вырабатываемого генератором, резко возрастает
(приблизительно с 3 до 10-20 А). В результате провода зарядной цепи
от генератора с большой долей вероятности могут воспламениться;
2. Отсоедините "минусовый" штатный провод от вывода
"-" разряженного аккумулятора;
3. Соедините с помощью одного из проводов для "прикуривания"
выводы "+" обоих аккумуляторов;
4. Соедините с помощью другого провода для "прикуривания" вывод
"-" работоспособного аккумулятора с "массой" (кузовом или генератором)
автомобиля, аккумуляторная батарея которого разряжена;
5. Запустите двигатель автомобиля с разряженным аккумулятором,
установите на нем средние обороты;
6. Установите на вывод "-"; разряженного аккумулятора
штатный провод и отсоедините от автомобиля, на котором этот аккумулятор
установлен, провод для "прикуривания". Если у автомобиля
с работоспособным аккумулятором электронная система управления двигателем,
постарайтесь сделать оба эти действия максимально синхронно, чтобы
не "полетел" контроллер.
Следует учитывать, что если работоспособный аккумулятор полностью
заряжен, его энергии при "прикуривании" хватит, в среднем, на 3-5
попыток пуска двигателя автомобиля с разряженным аккумулятором. При
большем числе попыток существует опасность, что работоспособный аккумулятор
сам разрядится настолько, что не сможет привести в действие собственнный
двигатель (во многом это зависит от его степени заряженности и температуры
электролита, а также от режима прокручивания вала двигателя).
Владельцу автомобиля, аккумулятор которого была разряжен, а пуск двигателя
осуществлялся "прикуриванием", следует при первой же возможности зарядить
аккумулятор с помощью зарядного устройства в домашних условиях. Иначе
ситуация с нехваткой энергии может повториться уже при следующем пуске
мотора, поскольку разряженный аккумулятор в зимних условиях однозначно
не сможет восстановится полностью лишь усилиями одного генератора
(особенно при коротких поездках).
Читайте далее:
- подробнее >>
- подробнее >>
- подробнее >>
По материалам журнала "Автомобиль зимой. Подготовка и эксплуатация".
Авторы: К. Закурдаев, Н. Курзуков, В Резников.
|
Cтроительно-дорожную, коммунальную и специальную технику 
Техника