1.1. Основы эксплуатации
Заботливые владельцы в процессе эксплуатации контролируют заряженность
аккумуляторных батарей доступными способами.
Периодически, желательно не реже одного раза в 2-3 месяца, даже
при безотказной работе, необходимо проверять напряжение на клеммах
стартерной аккумуляторной батареи при неработающем и при работающем
двигателе, а также наличие утечки в системе электрооборудования
автомобиля (главы 4.3-4.5).
Все стартерные аккумуляторные батареи при работе теряют часть воды
из электролита. В итоге снижается резервный уровень электролита
над пластинами и увеличивается концентрация кислоты в электролите
(повышается плотность электролита), что отрицательно влияет на ресурс
батареи. Скорость потери воды решающим образом зависит как от применяемых
для производства аккумуляторной батареи материалов, так и от состояния
электрооборудования автомобиля. В зависимости от сочетания всех
этих факторов она может отличаться в 10 и даже в 20 раз. Поэтому
снижение уровня электролита в аккумуляторной батарее до критического
возможно и за 1-3 месяца (при неисправном регуляторе напряжения)
и за 2-4 года. При применении классических свинцовых обслуживаемых
батарей приходится мириться с проверкой уровня электролита не реже
1-2 раз в месяц и доливкой дистиллированной воды, а также сравнительно
высокой скоростью саморазряда - до 14% за месяц, которая прогрессирует
в процессе эксплуатации и после 1,5-2 лет работы увеличивается в
3-4 раза. Поэтому при долгом бездействии таких аккумуляторных батарей
их необходимо подзаряжать каждые 1-2 месяца.
Чтобы исключить разряд батареи во время длительной стоянки автомобиля,
рекомендуется отключать ее от сети, поскольку, в результате утечки
тока в системе электрооборудования, аккумутятор может разрядиться
настолько, что не сможет запустить двигатель. Если же и при отключении
от бортовой сети батарея быстро разряжается, это говорит о повышенном
саморазряде для старой батареи или о внутреннем дефекте (коротком
замыкании) для новой батареи. Причинами повышенного саморазряда
могут быть как дефект изготовления, так и нарушения условий эксплуатации
или естественный износ батареи (см. раздел 3.2). Надо стараться
не допускать повторения глубоких разрядов аккумуляторной батареи,
составляющих более 40-50% от ее емкости -после них АКБ не сможет
быстро полностью зарядиться от генератора.
Возможны следующие причины глубоких разрядов аккумуляторных батарей:
- "утечка" тока в электросети (к примеру из-за некачественной
проводки или неисправности выключателей);
- неисправность генератора или регулятора напряжения, слабое натяжение
ремня привода генератора двигателя;
- долговременное использование потребителей сети при неработающем
двигателе, например сигнализации при долговременной стоянке автомобиля.
1.2. Причины ухудшения работы и выхода из строя АКБ
Ухудшение работы или выход из строя аккумуляторной батареи происходит,
если:
- имеет место дефект производства (гарантийныйслучай);
- нарушены условия эксплуатации батареи (ускоренный износ);
- батарея полностью исчерпала свой естественный ресурс.
Производственные дефекты
Качество АКБ обеспечивают при ее разработке и изготовлении. На заключительном
этапе производства все батареи, в зависимости от состояния поставки
(залитая и заряженная или сухозаряженная), подвергают соответствующим
контрольным проверкам. Дефекты, которые не удалось выявить на заключительном
этапе производства аккумуляторных батарей, обнаруживаются на начальном
этапе их эксплуатации - в первые 3-8 месяцев.
Снижение работоспособности в режиме пуска двигателя либо полный
отказ батареи при достаточных плотности электролита и величине напряжения
разомкнутой цепи (НРЦ), как правило, связаны с наличием производственных
дефектов (они перечислены в главе 2.5).
Батареи с производственными дефектами, которые выявляются в течение
гарантийного срока, подлежат замене на новые в установленном порядке.
Ускоренный износ
Ускоренный износ батареи всегда происходит вследствие нарушения
условий ее эксплуатации, указанных в гарантийном талоне. Наиболее
вредна для АКБ эксплуатация в условиях перезаряда или недозаряда,
а также частых глубоких разрядов.
Перезаряд происходит при эксплуатации батарей на автомобилях,
уровень зарядного напряжения которых превышает 14,5 В. Дело в том,
что по мере повышения степени заряженности выше 75-80%, наряду с
основным процессом заряда электродов АКБ, начинается вторичный процесс:
разложение воды на водород и кислород. Причем, его скорость быстро
растет с ростом зарядного напряжения на выводах батареи выше 14,5
В. Перезаряд является следствием нарушения режима работы регулятора
напряжения по причине выхода из строя отдельных его элементов. В
некоторых случаях, как показала практика, величина зарядного напряжения
при неисправном регуляторе достигает 17-18 В. Это приводит к ускоренной
потере воды и коррозии положительных токоотводов (решеток) пластин
батареи.
Под действием перезаряда уровень электролита быстро уменьшается.
Поэтому его необходимо своевременно довести до нормы доливкой в
аккумуляторы только дистиллированной воды. Доливать в аккумуляторы
электролит категорически запрещается. Затем необходимо незамедлительно
найти причину повышения напряжения и устранить неисправность в системе
электрооборудования автомобиля.
При длительном перезаряде или при значительном превышении зарядного
напряжения (выше 15,5 В) потеря воды бывает так велика, что оголяются
верхние кромки пластин и сепараторов. Это часто приводит к взрыву
батареи (см. главу 3.7).
Эксплуатация батареи на автомобиле, у которого уровень зарядного
напряжения меньше 13,8 В, приводит к прогрессирующему недозаряду.
При этом работоспособность батареи постепенно ухудшается, так как
степень ее заряженности снижается пропорционально времени эксплуатации,
пока не достигнет величины, соответствующей уровню зарядного напряжения.
Например, при зарядном напряжении 13,6 В и средней интенсивности
эксплуатации степень заряженности батареи при положительной температуре
составит около 65%, а при отрицательной менее 50%. Напомним, что
степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение
на клеммах батареи равно 13,9-14,3 В при работающем двигателе и
включенном дальнем свете.
Нередко причиной снижения уровня зарядного напряжения и, следовательно,
степени заряженности АКБ, становится ослабление натяжения ремня
привода генератора. Поэтому переодически рекомендуется проверять
натяжение ремня и, при необходимости, производить регулировку согласно
инструкции по эксплуатации автомобиля.
Длительная эксплуатация батарей при степени заряженности 50-60%
приводит к быстрой потере работоспособности из-за ускоренного оплывания
активной массы аккумуляторных электродов. Кроме того, при низких
температурах электролит в сильно разряженных АКБ может замерзнуть,
что приведет к разрушению корпуса батареи и полному выходу ее из
строя.
Ускоренный износ может быть настолько сильным, что батарея выходит
из строя еще в период гарантийного срока, вследствие неблагоприятных
условий эксплуатации (неисправностей изделий электрооборудования
автомобиля, нарушения требований инструкции по эксплуатации батарей).
Выход из строя стартерных аккумуляторных батарей в период гарантийного
срока вследствие ускоренного износа не относится к гарантийным отказам. Поэтому такие аккумуляторные батареи не подлежат замене на новые
по гарантийным обязательствам производителей батарей.
Ухудшение свойств аккумулятора в результате старения
Вследствие естественного износа в процессе эксплуатации изменяются
основные параметры АКБ. Под воздействием коррозии уменьшается сечение
основных конструкционных элементов решетки положительного электрода.
Это приводит к увеличению внутреннего сопротивления батареи, то
есть к некоторому снижению разрядного напряжения даже когда она
полностью заряжена.
Емкость аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации постепенно
снижается. Это происходит от того, что при чередующихся зарядах
и разрядах, которые имеют место во время работы батареи на автомобиле,
положительная активная масса постепенно оплывает вследствие деструкции,
и ее количество, участвующее в химической реакции, уменьшается.
Ускоряет процесс оползания положительной активной массы частое повторение
глубоких разрядов, причина которых либо в утечке тока в электросети,
либо в недозаряде из-за неисправности генератора или регулятора
напряжения. Особенно быстро снижается емкость при глубоких разрядах
у батарей с решетками положительных электродов из свинцово-кальциевых
сплавов.
Емкость отрицательных электродов также снижается, если батарея длительное
время эксплуатировалась при повышенном зарядном напряжении и плотность
электролита поднялась выше 1,31 г/см3. Кроме того, как уже было
сказано ранее, длительная эксплуатация батареи при низкой степени
заряженности (40-60%) приводит к ускоренному оплыванию активной
массы на обоих электродах.
По мере износа аккумуляторной батареи увеличивается скорость
ее саморазряда и расход воды при эксплуатации. Через год использования
АКБ эти величины возрастают в 1,5-2 раза, а через два года - в 2-4
раза. Скорость увеличения саморазряда и расхода воды максимальная
у батарей традиционного исполнения, а минимальная - у батарей с
токоотводами из свинцово-кальциевого сплава. Из всего вышесказанного
напрашивается очень важный вывод: по мере старения батарея требует
к себе более внимательного отношения. Так, например, при нормальной
эксплуатации со средней годовой интенсивностью пробега 15-20 тыс.
км, достаточно проверять состояние АКБ один раз в год, лучше всего
осенью перед началом зимней эксплуатации. После двух лет работы
(30-40 тыс. км пробега) желательно проверять состояние аккумуляторной
батареи не реже одного раза в 3-4 месяца. Если же батарея проработала
более трех лет (45-60 тыс. км), контроль ее состояния в зимний период
желательно проводить ежемесячно даже при отсутствии отказов.
Критерием пригодности аккумуляторной батареи, проработавшей в условиях
эксплуатации в течение продолжительного времени, может служить тестовый
разряд, который возможно выполнять в специализированных сервисных
центрах. Полностью заряженную батарею подвергают разряду при положительной
температуре током, равным половине тока холодной прокрутки по ЕN
или SАЕ.
Если на 30-й секунде разряда напряжение на выводах больше 9,6 В,
батарея пригодна для дальнейшего использования. Если же оно меньше
или равно 9,6 В, значит аккумуляторная батарея исчерпала свой ресурс
и подлежит замене.
Ложные неисправности АКБ
Помимо аккумуляторной батареи, непременно входящей в электрическую
пусковую систему, автомобиль укомплектован и другими изделиями электрооборудования,
неисправности в которых зачастую ошибочно принимают за неисправность
АКБ. Для успешного пуска двигателя важно состояние соединительных
контактов проводов и полюсных вводов батареи. Плотная пленка окислов,
образующаяся на них и на внутренней поверхности наконечников проводов,
может стать препятствием для питания стартера. При этом выводимые
на приборный щиток данные, поступающие от штатного автомобильного
вольтметра, показывают, что напряжение аккумуляторной батареи упало
до нуля. Другими словами, происходит имитация обрыва цепи внутри
батареи, или обрыва внешней цепи, или полной неработоспособности
батареи. В результате неопытный автолюбитель возлагает вину за неудачный
пуск не на окислившиеся контакты, а на неисправность батареи, которая
в данной ситуации может быть абсолютно исправной и хорошо заряженной.
Поэтому следует своевременно зачищать полюсные выводы аккумуляторной
батареи от окислов.
В пусковой системе автомобиля стартер - основное изделие, потребляющее
электроэнергию от аккумуляторной батареи. Его неисправности многие
автолюбители незаслуженно переадресуют на аккумулятор. Например,
в момент пуска изношенные втулки, в которые помещены опоры якоря,
создают люфт при его вращении, из-за которого якорь может цепляться
за статор и останавливаться. При повторных попытках пустить двигатель
остановки якоря может не произойти. Специалист-электрик легко разберется,
что причиной отказа стала неисправность стартера и снимет "обвинения"
с аккумуляторной батареи. Еще один элемент, способный "бросить
тень" на аккумуляторную батарею - "массовый" провод.
Как правило, он состоит из двух частей: одна из них проходит от
АКБ до кузова автомобиля, другая - от кузова к двигателю. Последняя
часто находится вне поля зрения автомобилиста (под двигателем),
что затрудняет оценку состояния ее соединений, которые нередко покрываются
окислами и грязью. Это может привести к резкому снижению напряжения
аккумуляторной батареи и к ее отказу. Естественно, вины АКБ в этом
нет. В рассмотренных случаях необходимо проверить показатели состояния
аккумуляторной батареи (плотность электролита, напряжение на полюсных
выводах), или переставить ее на другой автомобиль и попытаться пустить
его двигатель. Успешный пуск подтвердит состояние работоспособности
"подозреваемой" батареи. В реальной эксплуатации заряженность
аккумуляторной батареи полностью зависит от режима работы автомобиля,
генератора, потребителей электроэнергии, их технических показателей,
состояния электропроводки и натяжения ремня привода генератора.
При нештатной работе или неисправностях указанного электрооборудования
и других элементов конструкции автомобиля вполне исправная аккумуляторная
батарея может полностью разрядиться. Ее успешный заряд в стационарных
условиях с последующим тестированием подтвердит, что причина разряда
- в неисправном электрооборудовании, которое следует проверить.
Рассмотренные ситуации могут возникнуть как по отдельности, так
и все вместе (на автомобилях старше 5-6 лет) и создать затруднения
при пуске двигателя автомобиля как в летнее, так и в зимнее время.
Предупредительный режим обслуживания изделий электрооборудования
резко снижает частоту неожиданных отказов, увеличивает срок работы
каждого изделия, в том числе и АКБ.
1.3. За счет чего можно увеличить ресурс АКБ?
Ресурс стартерной аккумуляторной батареи, как химического источника
тока, определяется в основном режимом ее использования, при котором
происходят процессы износа находящихся в ней электродов (пластин).
Понимание этих процессов позволяет обеспечить высокий срок безотказной
работы АКБ на автомобиле.
Конкретное исполнение аккумуляторной батареи имеет определенный конструктивно-технологический
(с учетом легирующих добавок к свинцу) ресурс, расходуя который мы
получаем её реальный срок службы. Каким же способом правильно распорядиться
заложенным ресурсом электродов, чтобы АКБ работала максимально долго?
Известно, что решетка положительных пластин подвергается окислению
атомарным кислородом (электрокоррозия) при разложении воды в заключительной
(после 85% заряженности) стадии заряда. Наиболее интенсивно процесс
разрушения решеток положительных пластин аккумуляторной батареи происходит
от зарядного тока при 100% заряженности (режим перезаряда). Этот процесс
преобладает в работе АКБ в летнее время эксплуатации, а также при
повышенной настройке регулятора напряжения. Интенсивное разрушение
активной массы пластин происходит в условиях, когда длительное время
стартерная аккумуляторная батарея работает с низкой степенью заряженности
(40-60%). При этом активное вещество с пластин оплывает в шлам, снижая
емкость батареи, мощность ее разряда и срок надежной работы. Нормальная
работа аккумуляторной батареи нарушается при снижении уровня электролита
ниже минимальной отметки (оголение верхних кромок пластин).
Недопустимо производить доливку электролитом или водой непроверенного
качества, хранить АКБ в разряженном состоянии, допускать образование
льда в зимнее время, подвергать глубоким периодическим разрядам. Таким
образом, наибольшую надежность и долговечность работы аккумуляторной
батареи можно достичь, обеспечивая регулярный контроль ее состояния
в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Наиболее простые и достаточно надежные методы проверки состояния АКБ
- измерение плотности электролита и измерение напряжения на полюсных
выводах. Если полюсные выводы практически доступны для очистки
их от окислов и подключения прибора у всех аккумуляторных батарей,
то возможность измерить плотность электролита в банках АКБ имеется
не у всех типов.
Ниже приведены несколько основных правил и требований, соблюдение
которых повышает ресурс батареи:
- плотность электролита в ячейках АКБ (при нормальном уровне его над
пластинами) должна быть не ниже 1,24 г/см3 (+25°С), а напряжение разомкнутой
цепи (НРЦ) - не ниже 12,5 В;
- полюсные выводы необходимо периодически очищать от окислов;
- АКБ на автомобиле должна быть надежно закреплена на установочной
площадке;
- пуск карбюраторного двигателя должен проводиться с длительностью
попыток 5-10 сек; повторяющиеся попытки пуска должны проводиться с
интервалом 30-60 сек.;
- разряженная при неудачном пуске двигателя аккумуляторная батарея
должна быть как можно скорее заряжена;
- в зимнее время АКБ полезно обогревать теплом, чтобы эффективнее
происходил ее заряд от генератора. Для этого часть радиатора (со стороны
АКБ) целесообразно закрывать от встречного холодного потока воздуха.
Состояние аккумуляторной батареи в значительной мере зависит от
исправной работы электрооборудования. В первую очередь сюда необходимо
отнести генератор, регулятор напряжения и стартер. При неисправной
электропроводке состояние батареи в любой момент может оказаться таким,
что она не сможет обеспечить пуск двигателя. Изношенные контакты в
замке зажигания, реле включения стартера, состояние выпрямительного
блока генератора могут быть выявлены диагностированием. Их своевременная
замена позволяет предохранить АКБ от возможных глубоких разрядов токами
"утечек", негативно влияющих на последующий срок службы
АКБ. Батареи на кальциевых электродах особенно негативно воспринимают
глубокие периодические разряды. Эта особенность, неизвестная широкому
кругу автовладельцев, приводит иногда к недоумению, почему срок службы
у аккумуляторной батареи (самой современной) оказывается очень коротким.
Из сказанного следует, что ресурс стартерной АКБ (как запас прочности
и надежности), заложенный в ее деталях и соединениях при изготовлении,
в процессе работы не может быть изменен в сторону увеличения. Контроль
условий, которые наихудшим образом влияют на снижение ресурса АКБ,
создает возможность обеспечить достаточную продолжительность безотказной
работы в конкретных условиях эксплуатации. Важно помнить, что показатели
АКБ не остаются постоянными, а скорость их снижения может регулировать
владелец автомобиля.
1.4. Особенности зимней эксплуатации аккумулятора
Исполнение стартерных батарей - общеклиматическое, допускающее их
круглогодичную эксплуатацию в широком диапазоне изменения температуры
окружающего воздуха. Температура в подкапотном пространстве автомобиля
в значительной мере дополняется теплом от работы двигателя.
Предельные значения температуры окружающего воздуха (от -40°С до 60°С
для АКБ, герметизированных мастикой, и от -40°С до 70°С для АКБ 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
стартерной батареи. Наиболее резко снижается работоспособность АКБ
в режиме пуска двигателя в зимнее (холодное) время.
Зимняя эксплуатация АКБ сопровождается следующими факторами:
1. Понижается температура электролита батареи (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
АКБ за счет увеличения значений разрядного тока и более продолжительной
работы стартера. Это приводит к более глубокому разряду АКБ, 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
- от АКБ.
4. Сокращение продолжительности светового дня вызывает необходимость
более продолжительной работы приборов освещения, что снижает возможность
генератора для эффективной подзарядки аккумуляторной батареи.
5. Ухудшение дорожных условий приводит к снижению динамики движения
автомобиля, что уменьшает отдачу энергии генератором. Это, в свою
очередь, сокращает возможность полного заряда аккумуляторной батареи.
Влияние перечисленных факторов на снижение заряженности АКБ 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 АКБ,
не способной запустить холодный двигатель.
Изменения температуры и высокая влажность окружающего воздуха под
капотом в зимнее время приводят к ухудшению работы изделий электрооборудования,
возникновению "утечек" по влажным проводам, способствующих
более глубокому разряду батареи. При этом снижается ее работоспособность
в пусковом режиме.
Для устранения негативных последствий зимних условий на состояние
заряженности аккумуляторной батареи 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 АКБ;
- не допускать длительную работу включенных потребителей на автомобиле
при неработающем двигателе;
- периодически контролировать отсутствие "утечки" тока
от АКБ на различные изделия электрооборудования. Если условия хранения
(стоянки)
автомобиля позволяют отключать аккумуляторную батарею, то это целесообразно
делать при длительном бездействии (снимать один наконечник);
- "массовый" провод от аккумуляторной батареи 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 его снижению, т.е. к потере мощности,
потребляемой от АКБ;
- периодически контролировать плотность электролита (при наличии
пробок на крышке АКБ), 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 аккумуляторную батарею целесообразно подзарядить.
Выполнение перечисленных мероприятий в зимних условиях позволит
исключить отказы в работе стартерных АКБ, сохранить их ресурс на
длительный срок работы.
1.5. Как определить, что аккумялятор пора менять?
У каждой АКБ есть свой конструктивный ресурс. Его использование индивидуально
для каждого автомобиля. Безотказность работы батареи зависит от технических
показателей электрооборудования, режима и условий эксплуатации машины.
Отказ АКБ в работе может наступить по причине низкой заряженности,
при которой ее работоспособность недостаточна для пуска двигателя.
Необходимо отметить, что именно в этом режиме работы большинство водителей
оценивают ее пригодность. Но при наступлении отказа приговаривать
батарею к замене следует только после тщательной проверки ее показателей
-замера плотности электролита, наличия его над пластинами, замера
напряжения на полюсных выводах АКБ без нагрузки и с нагрузкой (на
нагрузочную вилку-пробник, либо на стенде). Если плотность электролита
во всех ячейках АКБ нормальная или близка к норме (1,25-1,28 г/см3),
а НРЦ не ниже 12,5 В, то необходимо проверить на обрыв цепи внутри
АКБ. Если обрыва нет, значит отказ в пуске двигателя произошел по
другим причинам (например, из-за стартера или проводки). При низкой
плотности электролита во всех ячейках батарею следует зарядить до
стабилизации плотности. Время заряда будет зависеть от величины тока,
а значение плотности электролита у заряженной батареи при нормальном
уровне электролита должно быть 1,27+0,01 г/см3, а НРЦ не менее 12,7
В. Проверку заряженной АКБ можно осуществить в режиме пуска двигателя
(в техцентре ее проверяют на стенде). Если АКБ работоспособна (уверенно
крутит стартер), менять ее рано. Когда измерение плотности электролита
показало, что в одной из ячеек она очень низкая, а при подзаряде в
этой ячейке нет "кипения" электролита, и его плотность не
повышается, АКБ
следует менять. При малом сроке эксплуатации такое возможно из-за
заводского дефекта, а по истечении более 2-3 лет работы - вследствие
естественного износа. Одновременно все шесть аккумуляторов в АКБ достигают
состояния низкой работоспособности (кроме глубокого разряда) при длительной
работе в режиме избыточного заряда (перезаряда). Это происходит при
нарушении работы регулятора напряжения, а также при высокой интенсивности
использования автомобиля (режим "такси"). В этом состоянии
изношенные электроды обладают повышенным сопротивлением в режиме пуска
(при наличии нормальной плотности электролита), напряжение АКБ резко
снижается за одну-две попытки пуска двигателя, после чего наступает
отказ. Электролит в ячейках АКБ приобретает темный (иногда красноватый)
цвет, связанный с разрушением активного вещества пластин. Такую АКБ
необходимо менять. Сложнее проводить диагностику батарей, не имеющих
пробок заливных горловин. При отказе измерение напряжения на полюсных
выводах АКБ (НРЦ) не дает ответа о причинах его снижения: глубокий
разряд или дефект. Поэтому аккумуляторную батарею надо сначала зарядить.
Если заряд возможен в режиме инструкции по эксплуатации, а напряжение
в конце заряда достигло величины 16,0 В, АКБ проверяют на автомобиле
в режиме пуска двигателя. Возможна также проверка в техцентре или
гарантийной мастерской на стенде, либо специальными приборами (например,
ВАТ 121 фирмы Вosch). По результатам испытания принимают решение о
пригодности аккумуляторной батареи для ее дальнейшего использования.
1.6. Появление льда в ячейках АКБ
У свинцовых АКБ два жестко фиксированных состояния: разряженное и
заряженное. При переходе от одного состояния в другое, показатели
напряжения и плотности электролита линейно изменяются в определенных
пределах (рис.4 и табл.1). Напряжение на полюсных выводах АКБ
(НРЦ) в заряженном состоянии составляет 12,7-12,9 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.
При разряде активных материалов с участием серной кислоты на электродах
образуется сульфат свинца, концентрация электролита уменьшается, вследствие
чего происходит снижение его плотности. Чем глубже происходит разряд
АКБ, тем ниже плотность электролита. В электроды конструктивно заложено
такое количество активного материала, которое необходимо для обеспечения
заданных электрических характеристик АКБ. Соответственно, в объеме
электролита содержится количество серной кислоты, необходимое для
полного использования в реакции активного вещества пластин.
Так что в конце полного разряда АКБ серной кислоты в электролите очень
мало. В конце глубокого разряда плотность электролита достигает значения
близкого к плотности воды. Известно, что 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 (рис. 4). Изготовители
АКБ считают недопустимым использовать в зимнее время АКБ с заряженностью
ниже 75% (плотность электролита 1,24 г/см3, НРЦ - 12,6 В). Это продиктовано
необходимостью поддержания работоспособности АКБ, исключения возможности
появления льда внутри нее, уменьшения вредного влияния глубокого разряда
при зимней эксплуатации на ресурс АКБ, связанного с разрушением активной
массы пластин. Получается, что если произошло замерзание АКБ (лед
во всех ячейках), значит она разрядилась в процессе работы ниже допустимого
значения (нет контроля плотности электролита, неисправно электрооборудование,
снизилась мощность генератора - причин много). Бывают случаи, когда
замерзает только одна ячейка из шести. Это возможно, когда у АКБ дефект
(короткое замыкание) в одной ячейке, из-за которого в ней снижается
плотность электролита и он застывает при низкой температуре окружающего
воздуха. При этом в других ячейках АКБ электролит может не застыть,
так как его плотность осталась нормальной. Этот случай образования
льда вызван производственным дефектом и относится к гарантийным случаям,
а не к режиму эксплуатации. Такую АКБ не следует эксплуатировать -
она подлежит вскрытию для установления дефекта и замене. Зимой доливать
дистиллированную воду в АКБ для восстановления уровня электролита
над блоками пластин следует только перед выездом автомобиля, либо
при стационарном подзаряде АКБ. Это исключает возможность образования
льда в ячейках АКБ вследствие замерзания долитой воды до того, как
она успеет перемешаться с холодным электролитом.
Табл.1 Зависимость напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) аккумулятора
при различных температурах электролита
|
Степень заряженности, % |
Равновесное напряжение разомкнутой цепи
(НРЦ), В, при различных температурах |
|
+20...+25 гр.С |
+5...-5 гр.С |
-10...+10 гр.С |
|
100 |
12,70-12,90 |
12,80-13,00 |
12,90-13,10 |
|
75 |
12,55-12,65 |
12,55-12,75 |
12,65-12,85 |
|
ОПАСНАЯ ЗОНА |
|
50 |
12,20-12,30 |
12,30-12,40 |
12,40-12,50 |
|
25 |
11,95-12,10 |
12,10-12,20 |
12,20-12,30 |
|
0 |
11,60-11,80 |
11,70-11,90 |
11,80-12,00 |
1.7. О причинах взрыва АКБ
У свинцовых стартерных аккумуляторных батарей, применяемых на автомобильной
и тракторной технике различных типов, есть одна малоизвестная неприятная
особенность, которую обязательно необходимо учитывать при эксплуатации.
Дело в том, что в процессе заряда на его заключительной стадии,
в батарее начинается электролитическое разложение воды, содержащейся
в электролите. При этом выделяются газы: водород и кислород. Часть
выделяемого кислорода окисляет решетку положительных пластин, что
приводит к ускорению ее коррозии. Водород и большая часть выделившегося
кислорода выходят из электролита на поверхность, создавая видимость
его кипения, и скапливаются под крышками в каждой ячейке аккумуляторной
батареи. Если отверстия в пробках не забиты грязью и нет других
препятствий, через них эта смесь газов выходит наружу и легко рассеивается
в окружающую среду. Соотношение кислорода и водорода таково, что
представляет собой смесь, которая при наличии искры или открытого
пламени горит во взрывном режиме. Сила взрыва и его последствия
целиком зависят от количества (объема) газа, скопившегося к этому
моменту. Например, при повышенном значении зарядного напряжения
от генератора (нарушена работа регулятора напряжения) увеличивается
интенсивность образования газа внутри аккумуляторной батареи и,
следовательно, его выделение. При низком уровне электролита (нет
регулярных доливок) увеличивается газовый объем под крышками ячеек
АКБ.
Скоплению газа около аккумуляторной батареи может способствовать
утепление, применяемое некоторыми водителями, забывающими при этом
о необходимости свободного удаления газовой смеси.
В таком состоянии (режиме работы) появление искры от неисправной
электропроводки либо открытого огня (сигареты) опасно для аккумуляторной
батареи - происходит взрыв и ее разрушение. Детали АКБ при разрушении
могут причинить повреждения окружающим предметам и людям. Возникновение
искры возможно также от проводов в местах их соединения с полюсными
выводами аккумуляторной батареи. Если длительное время полюсные
выводы АКБ и внутренняя поверхность наконечников не очищались от
окислов, нарушается нормальный электрический контакт, возможно образование
искр.
Образование искры возможно также между деталями внутри АКБ, когда
уровень электролита ниже верхних кромок пластин.
Таким образом, нарушение техники безопасности и режима обслуживания
АКБ, длительная эксплуатация батареи на автомобилях с отклонениями
технических показателей у изделий электрооборудования, служат причинами
скопления выделяющегося' "гремучего" газа и провоцируют
возникновение взрыва, приводящего к разрушению корпуса свинцовых
стартерных аккумуляторных батарей. Такой взрыв может причинить вред
человеку.
По материалам журнала "Секреты выбора и применения. Автомобильные
аккумуляторы".
Авторы: Н. Курзуков, В. Ягнятинский
|
Cтроительно-дорожную, коммунальную и специальную технику 
Техника