АКБ окружают людей в их повседневной жизни буквально повсюду – в мелкой и крупной домашней технике, средствах связи, любимом автомобиле. Несмотря на это, многие не знают, каков принцип работы аккумулятора, и посему не умеют с ним обращаться. На самом деле есть один генеральный принцип, которому подчинена работа батарей всех видов. Это обратимые химические реакции, происходящие циклично. Во время разряда аккумуляторной батареи происходит превращение энергии химической в электрическую, что обеспечивает работу технического устройства, к которому подключен АКБ. Когда запас этой энергии будет исчерпан на определенный процент, производят зарядку аккумулятора. Во время нее также идут химические превращения, но уже с обратным эффектом. То есть поступление электрического тока вызывает накопление запасов химической энергии.

Отличают разные аккумуляторы между собой два аспекта – тип электролита и материал, из которого выполнены электроды. Основой для электролита выступают кислоты или щелочи, которые после разбавления водой или другими добавками приобретают вид готовой гомогенной смеси различной консистенции (жидкой либо гелевой). Вещество, выступающее электродом, способно изменять свойства готового изделия. Самыми распространенными являются литиевые, свинцовые и никель-кадмиевые батареи.

Об автомобильных аккумуляторах

Принцип работы стандартного автомобильного аккумулятора опирается на его конструкцию и не зависит от того, залит в него кислотный или щелочной электролит.

Внутри диэлектрического и нерастворимого серной корпуса из специального пластика помещаются шесть банок-батареек, последовательно прикрепленных друг к другу. В каждой из этих банок есть по несколько электродов с зарядами «плюс» и «минус», которые выглядят как отводящая ток решетка, смазанная специальной химически активной массой.

Чтобы решетки с разными знаками случайно не соприкоснулись и не закоротили, каждая из них погружена в разделитель из полиэтилена. Сами электроды сделаны обычно из свинца с разнообразными примесями.

Если быть точным, то таких свинцовых решеток бывает три вида:

• Малосурьмянистые . И аноды, и катоды сделаны из сплава свинец+сурьма и требуют мало обслуживающих процедур.
• Кальциевые . Здесь примесь, соответственно, кальций. Такие электроды вообще не нужно обслуживать.
• Гибридные . Один электрод, с минусом, делается из кальциевого сплава, а положительный содержит сурьму.

Можно с уверенностью утверждать, что свинцово-кислотный - самый востребованный и распространенный для авто. Принцип работы свинцового аккумулятора основывается на активном взаимодействии серной кислоты с диоксидом свинца.

Когда батарея эксплуатируется, то есть нужна электрическая энергия, на катоде свинец окисляется, а его диоксид на аноде, напротив, участвует в восстановительной реакции. При зарядке, как нетрудно догадаться, взаимодействия идут в обратную сторону.

Это все происходит за счет кислоты в электролите, часть ее распадается, соответственно, концентрация падает. Именно этим обусловлена необходимость периодически обновлять жидкость в батарее.

С гелевыми аккумуляторами такого не случается. Состояние электролита в них не позволяет ему испаряться, если, конечно, не перегреть АКБ во время подзарядки.

Именно благодаря отсутствию необходимости периодически восполнять запасы активного вещества батареи с желеобразным электролитом относят к категории . Еще одно их преимущество в том, что гель не отсоединяется от электрических контактов, а значит, невозможны внезапные сбои и замыкания.

Как устроен литий-ионный аккумулятор?

Его конструкция не отличается сложностью: анод из пористого углерода, литиевый катод, пластина-сепаратор между ними и проводник тока – вещество-электролит. Во время разрядки ионы отделяются от анода и движутся на литий по электролиту, минуя сепаратор. Во время питания батареи все происходит с точностью до наоборот – литий отдает ионы, углерод принимает. Так и происходит процесс ионного круговорота между разнозарядными электродами литий-ионной батареи.

Точный состав катода может отличаться в конкретной модели или у определенного производителя АКБ. Дело в том, что многие фирмы тестируют разнообразные типы литиевых соединений для того чтобы изменять показатели устройств по своему усмотрению.

Впрочем, очевидно – улучшая одни характеристики, неизбежно приходится жертвовать другими. Чаще всего с повышенной емкостью, заботой об эксплуатирующих его людях и природной среде оказываются чрезмерно дорогостоящими или требуют слишком много внимания.

Но чего не отнять у батарей с литием, что составляет их принципиальную разницу с другими типами аккумуляторов, так это низкий уровень саморазряда.

Li-Pol аккумуляторные батареи

Литий-полимерные - это следующий этап развития литий-ионных АКБ. Принципиальная разница понятна из названия - в качестве электролита начинает использоваться полимерное соединение. Из-за прочности существующих в нем химических связей такой аккумулятор становится максимально безопасным, неправильная эксплуатация может сломать его самого, но не нанести вред владельцу, как это бывало с литиевыми АКБ с жидким наполнителем. Полимерный неопасно перегревать или протыкать острым предметом, в то время как жидкостной элемент уже давно бы взорвался.

Еще один огромный плюс Li-Pol батарей - их огромная проводимость. Из-за того, что в процессе реакций на анодах и катодах батарея приобретает свойства хорошего полупроводника, она способна передавать ток, в разы превышающий ее собственную электроемкость.

Щелочные батареи

Методика функционирования щелочного аккумулятора основывается на химических превращениях в щелочной среде. Именно поэтому для электродов таких АКБ применяют соединения металлов, которые активно взаимодействуют именно со щелочами.

Гидроокись никеля на электроде с положительным зарядом превращается в гидрат его закиси из-за череды реакций со свободными ионами в электролите. На катоде в это же время идут похожие взаимодействия, но только с образованием гидрата окиси железа. Между только что создавшимися веществами образуется разница в потенциалах, за счет которой и выделяется электроэнергия. В процессе подзарядки реакции те же самые, только в обратном порядке, вещества восстанавливаются до исходных.

Ni-Cd аккумулятор

Обычно применяют для некрупной техники, например, для шуруповерта. Принцип их устройства и работы схож с автомобильным АКБ, только в гораздо меньших масштабах – те же последовательно соединенные несколько маленьких батареек, совместно вырабатывающих нужные электрические показатели, а внутри них – уже знакомые аноды, катоды, пластины сепараторов и жидкий электролит.

Специфические характеристики, присущие только этому типу аккумуляторов, обеспечивают именно химические свойства никеля и кадмия. Они же накладывают и обязательство быть осторожным, особенно при . Это вызвано тем, что кадмий – довольно токсичный элемент.

При аккуратной же эксплуатации шуруповертов с такими АКБ приборы гарантированно будут работать долгое время на высокой мощности, в любых погодных и температурных условиях. К тому же их можно очень быстро заряжать.

Ni-MH аккумулятор

По своему устройству и механизму работы никель-металл-гидридные батареи очень похожи на кадмиевые и были изобретены практически сразу после них. Основное отличие состоит в материале, из которого изготовлен отрицательный электрод.

В аккумуляторах типа он состоит из особого справа металлов, которые абсорбируют водород. Часть из них реагируют с ионами электролита с выделением тепловой энергии, другая часть – с ее поглощением, в результате чего возможно безопасное и экологически безвредное использование такого устройства.

Как работает зарядное устройство для АКБ?

ЗУ для аккумулятора обычно состоит из выпрямителя и трансформатора и создает ток с постоянным напряжением около 14 вольт. Также хорошие приборы содержат элементы, которые следят за напряжением на питаемом аккумуляторе и в нужный момент выключают зарядку.

По ходу процесса работы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора или для любого другого подаваемый им ток сам собой падает. Вызвано это тем, что в заряжающемся АКБ увеличивается сопротивление, и он больше не пропускает ток с большим напряжением. Если в зарядке есть измеритель, то он фиксирует тот момент, когда в батарее достигнуто напряжение в 12В, после чего ее можно отключать от сети.

АКБ – вещь не такая сложная, как может показаться. Ее устройство легко понять, к тому же, принцип работы одинаков для разных видов. Знать его владельцу аккумулятора хоть в машине, хоть в настенных часах, очень полезно – это поможет поступать правильно на всех этапах – выбора, обслуживания и утилизации батарейки.

Аккумулятор или сокращённо (АКБ), очень важная деталь в любом автомобиле. Нет ни одной машины с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было.

Он отвечает за всё электрооборудование машины и без него она просто мертва. Далее рассмотрим, что же это такое и из чего он состоит.

Что такое АКБ для автомобиля, предназначение

То, что аккумулятор отвечает за всё электрооборудование в машине, было указано выше, но тут не всё так просто и однозначно. Главная задача батареи обеспечить запуск силового агрегата.

Когда двигатель запущен вся бортовая сеть запитывается от генератора. В середине 20-го века и даже ближе к его концу были двигатели внутреннего сгорания без аккумуляторов, например, моторы мотоциклов. В них запуск осуществлялся за счёт мускульной силы, а дальше все системы работали уже от генератора.

Однако в последнее время, с насыщением автомобилей различными электроприборами, мультимедийными центрами или климатическими системами, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка идёт от АКБ.

Но вернёмся к основному предназначению батареи. Как бы там не было главная задача по-прежнему остаётся это обеспечение электроэнергией стартера двигателя.

При запуске, особенно в холодное время года, батарея серьёзно разряжается. Однако генератор кроме питания электроэнергией бортовой сети машины ещё и обеспечивает зарядку батареи.

Поэтому если генератор вышел из строя, то АКБ очень быстро разряжается. Новой заряженной батареи хватает не более чем на 100 км пробега. Во всех остальных случаях машина с неисправным генератором пройдёт ещё меньше.

Из чего сделан и что внутри аккумулятора

Не смотря, на весь технический прогресс, до сих пор, в автомобилях, используются аккумуляторные батареи, изобретённые в середине 19-го века.

Изобретателем АКБ считается Гастон Планте, которые изобрёл его в 1860 году. Ну а современный вид батареи приобрели в 1878 году, после того как его усовершенствовал Камилл Фор.

С этого времени батареи принципиально не менялись, все изменения были только косметическими, касающиеся их внешнего вида и качества изготовления элементов конструкции.

Данные аккумуляторы называются свинцово-кислотными, и в названии заключается описание принципа действия этих устройств.

Рисунок 19 века, на котором показан один из первых аккумуляторов в разрезе.

Итак, аккумулятор состоит из следующих основных частей:

• Корпуса;
• Крышки;
• Отрицательных электродов;
• Положительных электродов;
• Положительной клемы;
• Отрицательной клемы;
• Соединительных перемычек;
• Заливных пробок;
• Электролита

Итак, корпус и крышка батареи состоит из нейтрального к кислоте пластика.

Отрицательные пластины, впрочем, как и положительные состоят из металлического свинца и выполнены в виде решётки.

В отрицательной пластине, промежутки свинцовой решётки заполнены металлическим свинцом, в виде спрессованного порошка. В положительной – спрессованным порошком диоксида свинца (PbO2).

В промежутке между пластинами располагаются сепараторы, которые представляют собой микропористые пластины, сделанные из эбонита или ревертекса. Оба материала можно считать неким вариантом резины, и делаются они из каучука.

Задача сепараторов заключается в том, чтобы разделять положительные и отрицательные электроды и препятствовать их короткому замыканию, которое может произойти в результате вибраций двигателя и всего автомобиля.

Обе клеммы сделаны из металлического свинца и через них происходит подсоединение батареи к бортовой сети машины.

Соединительные перемычки, так же выполнены из свинца и служат для объединения разных банок в единую батарею.

Для чего нужна заливная пробка, легко догадаться из названия этой детали. Она служит для заливки электролита в банки АКБ.

Ну и последняя в списке, но при этом одна из самых главных деталей аккумулятора является электролит. Он состоит из 30 % раствора серной кислоты (H2SO4) и дистиллированной воды.

Принцип работы АКБ

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, при этом на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.

При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. При зарядке так же происходит обратный процесс.

Особенности конструкции современных АКБ

Не смотря на то что, принципиально, аккумуляторы, за более чем 150 лет, не изменились, современность внесла серьёзные изменения в технологию их изготовления и в материалы, из которых они делаются.

Рассмотрим их по отдельности:

• Пластины

Сегодня на наиболее качественных батареях небольшие изменения претерпел материал пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом появилась возможность снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше.

• Сепараторы

Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Замыкание происходит из-за того, что из пластин осыпается активная зона и внизу банок она замыкает. Во избежание этого сепараторы делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

В материал же самих сепараторов сегодня добавляется стекловолокно. Это так же позволяет делать их тоньше и прочнее.

• Электролит

Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, как известно вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но он всё равно заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

• Гелевые электролиты

Аккумуляторы с гелиевыми электролитами можно считать вершиной эволюции кислотных батарей и именно поэтому для них, отведен отдельный раздел. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. Батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Правда цена по сравнению с аккумуляторами старого поколения возросла от 5 до 10 раз. Но это того стоит. И всё равно стоят они не запредельные деньги, где-то в пределах 100 – 200 условных единиц.

Параметры и характеристики аккумуляторной батареи

Параметры и характеристики аккумуляторов зашифрованы в их маркировке и сейчас мы разберём, что она обозначает.

Этот вопрос мы рассмотрим на примере самой распространённой АКБ 6СТ-55.

Итак, в названии аккумулятора, цифра 6 обозначает, что АКБ состоит из 6-и банок.

• СТ – обозначает что батарея стартерная.
• 55 – обозначает ёмкость батареи, которая составляет 55 Ампер*час.

Для того что бы понимать какой аккумулятор вам нужен, необходимо знать два параметра:

• Тип ДВС;
• Объём двигателя вашей машины;

• Двигатели объёмом до 1,6 литра. Для них подходят АКБ 6СТ-45;
• Двигатели объёмом от 1,6 до 2,5 литров. Для них подходит 6СТ-55;
• Двигатели объёмом от 2,5 до 3 литров. Для них подходит 6СТ-60;
• Двигатели объёмом от 3 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-75;
• Двигатели объёмом более 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90.

Для дизельных силовых агрегатов эти параметры несколько иные:

• Двигатели объёмом до 1,5 литра. Для них подходит 6СТ-55;
• Двигатели объёмом от 1,5 до 2,0 литров. Для них подходит 6СТ-60;
• Двигатели объёмом от 2-х до 2,7 литров. Для них подходит 6СТ-75;
• Двигатели объёмом от 2,7 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90;
• Двигатели объёмом от 3,5 до 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-132;
• Двигатели объёмом более 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-192 и больше.

Как можно увидеть, из-за разных принципов работы дизельных и бензиновых двигателей для них используются аккумуляторы разной ёмкости.

Для дизельных силовых агрегатов вам потребуются более ёмкие батареи.

Аккумуляторы будущего

Как уже упоминалось выше современные батареи по принципу действия точно такие же, как те, что были разработаны в середине 19-го века.

Однако технологии не стоят на месте и, судя по всему, в самое ближайшее время для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) появятся АКБ, созданные на новых принципах. Далее они будут бегло перечислены.

• Гелевые аккумуляторы

Об этих батареях достаточно подробно было рассказано выше. Эти батареи уже продаются, и их любой может купить.

Гелевая АКБ

• Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи широко известны по мобильным телефонам и иным гаджетам. Однако, сегодня, существуют разработки и для автомобилей. Но, не смотря на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

• Во-первых, они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
• Во-вторых, для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, что требует переделки электронной части генераторов.
• Ну и самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Литий-ионная АКБ, чешской компании Варта

• Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Эти аккумуляторы имеют поистине чудесные свойства. Они имеют ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом на много меньшую стоимость, так как в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Опытная графен-полимерная АКБ

Резюме: Выше перечислены только три самых раскрученных или правильней будет сказать, распиаренные технологии.

В мире ведутся работы над батареями, известно что в разработке более тридцати новых схем. Не исключено, что среди этих ещё испытывающихся аккумуляторов могут оказаться некоторые с ещё более интересными свойствами. Как говорится поживем — увидим.

Устройство, схема и принцип работы автомобильного аккумулятора

В своей хозяйственной деятельности человек использует различные устройства, в составе которых работают аккумуляторы. Это касается бытовой техники, мобильных устройств, часов, автомобилей, электроинструмента и много чего ещё. Вне зависимости от того, в какой сфере используются аккумуляторные батареи, принцип работы у них одинаков. В процессе зарядки АКБ накапливает электрическую энергию, а затем отдаёт для питания устройства. На сегодняшний день имеется много видов аккумуляторных батарей, у каждого из которых есть свои особенности в устройстве и функционировании. В этой статье мы поговорим про устройство автомобильного аккумулятора и его конструкцию.

Аккумулятор представляет собой один из ключевых элементов авто. Работая в бортовой сети автомобиля в связке генератором, он является источником электрического тока. Основные функции аккумуляторной батареи заключаются в следующем:

• Обеспечение пуска мотора. Аккумулятор подаёт питание на стартер в момент запуска;
• Обеспечение питания потребителей в сети автомобиля, когда мотор заглушён;
• Обеспечивает питание во время поездки, если генератор перегружен.

Кроме того, при работе вместе с генератором АКБ осуществляет сглаживание пульсаций электрического тока в бортовой сети.

Напряжение аккумуляторных батарей для легковых автомобилей составляет 12 вольт. Ёмкость может лежать в пределах 40─130 Ач. Пусковой ток 300─1300 ампер. Значения справедливы для АКБ легковых машин и лёгкого коммерческого транспорта.

На грузовые авто и специальную технику могут устанавливаться батареи с напряжением 24 вольта. На мотоциклетной технике используются модели номиналом 6 вольт.

К аккумулятору для автомобиля обычно предъявляют следующие требования:

• небольшой саморазряд;
• высокий пусковой ток;
• компактные габариты;
• отсутствие или минимум обслуживания.

Устройство аккумулятора автомобиля

В подавляющем большинстве легковых автомобилей работают свинцово-кислотные батареи с жидким электролитом (WET). Их устройство и конструкция постоянно дорабатывается и совершенствуется. Кроме того, ведутся разработки новых типов автомобильных аккумуляторов. Ниже представлена схема автомобильного аккумулятора.

АКБ состоит из 6 банок (аккумуляторных элементов), подключённых последовательно. Все они заключены в пластиковый корпус, который не проводит электрический ток и стойкий к воздействию серной кислоты. В каждой банке есть набор положительных и отрицательных электродов, которые чередуются. Электрод представляет собой токоотводящую решётку, на которую нанесена обмазка (активная масса).

Для того чтобы предотвратить замыкание электродов разной полярности, они помещены в полиэтиленовые сепараторы. Электроды выполнены из свинца с различными легирующими добавками. Устройство современных АКБ часто подразумевает наличие электродов из сплава свинца с кальцием. Это позволяет снизить саморазряд и расход воды. Примером могут служить .

Вообще, можно выделить следующие актуальные разновидности WET аккумуляторов:

• Малосурьмянистые (малообслуживаемые). Положительные и отрицательные электроды выполнены из сплава свинца с сурьмой (до 6%);
• Кальциевые (необслуживаемые). Электроды выполнены из сплава свинца с кальцием;
• Гибридные. Отрицательный электрод выполняется из свинца, легированного кальцием, а положительный ─ сурьмой.

Существуют также разные методы изготовления решёток электродов (литьё, просечка) и нанесения активной массы. Некоторые производители имеют свои запатентованные технологии. В основном все они ориентированы на улучшение отвода тока и уменьшение внутреннего сопротивления АКБ. В некоторых случаях в состав электродов добавляют серебро, тантал, олово для того, чтобы увеличить стойкость к коррозии.

В современном производстве при выпуске положительных электродов применяют несколько методов:

• Power Frame. Это наиболее современная технология. В этом случае решётка электрода выполняется с опорной рамкой и внутренними направляющими. В результате повышается жёсткость конструкции;
• Power Pass. Эта технология подразумевает наличие вертикальных направляющий к «уху» электрода;
• Chess Plate. В этом случае направляющие располагаются в шахматном порядке.

На решётки электродов наносится обмазка или активная масса для увеличения поверхности взаимодействия с электролитом. Для положительных пластин используется диоксид свинца, а для отрицательных ─ губчатый свинец.

Устройство аккумулятора подразумевает погружение электродов в электролит. Это раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Главной характеристикой электролита является его плотность. Эта величина изменяется в зависимости от степени заряда. Плотность максимальна на полностью заряженной АКБ и минимальна на разряженной.

Особенности конструкции разных видов автомобильных аккумуляторов

Кроме аккумуляторов WET с жидким электролитом, есть и другие виды свинцово-кислотных аккумуляторов. Это батареи AGM и GEL. Их устройство предусматривает наличие кислотного электролита в связанном состоянии. Часто эти батареи обобщённо называют , но это не совсем так. В AGM аккумуляторах электролитом пропитан материал из стекловолокна, который прилегает к свинцовым пластинам. На изображении ниже можно посмотреть устройство AGM аккумулятора.

Ещё одна разновидность свинцовых аккумуляторов называется GEL. Здесь кислотный электролит находится в гелеобразном состоянии. Это достигается за счёт добавления в кислоту оксида кремния. Этот вид АКБ практически не используется в легковых автомобилях. Батареи GEL можно встретить в мотоциклетной технике, скутерах, морском транспорте, домах на колёсах. А вот AGM батареи получают всё большее распространение в авто.

Популярность AGM растёт благодаря появлению автомобилей с системами старт-стоп и рекуперации энергии торможения. Требования к АКБ возрастают. От них требуется более высокий ток прокрутки, устойчивость к глубоким разрядам, длительный срок службы. Аккумуляторы AGM (расшифровывается, как Absorbed Glass Material) удовлетворяют требованиям современных автомобилей с большим количеством электроники на борту.

В продаже также можно встретить аккумуляторные батареи EFB или Enhanced Flooded Battery. По устройству эти АКБ можно отнести к WET батареям. Но в реальности они занимают промежуточную ступень между обычными WET и AGM аккумуляторами. В них залит жидкий кислотный электролит, а электроды имеют покрытие из микроволокна. Это обеспечивает большую аккумуляцию энергии, повышение токоотдачи и устойчивость к частым циклам заряд-разряд. Производители также рекомендуют использовать их в автомобилях с системами старт-стоп. Пока EFB и AGM не стали массовыми из-за высокой стоимости. Поэтому в большинстве машин используются аккумуляторы типа WET.

Стоит отметить, что при заряде АКБ идёт выделение газов. Поэтому корпуса аккумуляторов имеют систему отведения газов. Чтобы батарея оставалась герметичной используются предохранительные клапаны. Такие клапаны могут быть встроены в пробки. Их устройство позволяет им открываться при увеличении давления выше определённого предела.

Водород и кислород, которые выделяются на электродах при зарядке, взаимодействуют с выделением воды. А в случае превышения допустимого заряда они выпускаются в атмосферу. Этот механизм называют VRLA или Valve Regulated Lead Acid Battery. Устройство лабиринтной вентиляции в корпусе АКБ является более совершенным. В такой конструкции выделяющиеся газы конденсируются, и образующаяся вода возвращается обратно в банки аккумулятора.

Есть батареи, устройство которых предусматривает наличие пламегасителей. Эти приспособления обеспечивают отсекание пламени от внутреннего пространства аккумулятора при воспламенении газов. По своей конструкции пламегасители являются мембранами.
Аккумулятор подключается к автомобилю с помощью выводов из свинца. Положительного и отрицательного. Они выполняются разной толщины и маркируются соответствующим образом, чтобы не допустить ошибку при подключении.

В зависимости от положения выводов полярность аккумуляторной батареи может быть прямая или обратная. Читайте подробнее о том, как определить .

Устройство необслуживаемых батарей предусматривает наличие индикатором заряда. Его ещё называют гидрометром или просто «глазком». Подробнее об читайте в статье по ссылке.

Крепление аккумулятора в подкапотном пространстве выполняется двумя основными способами:

• скобой за выступ корпуса АКБ. Такое крепление используется для аккумуляторов европейского типоразмера;
• при помощи рамки. Применяется в случае с батареями азиатского типоразмера.

Назначение

Автомобильный аккумулятор выполняет три функции :

Он запускает двигатель,

Он питает некоторые электрические устройства, например, габаритные или стояночные огни, сигнализацию и телефон, когда двигатель не работает.

Он "помогает" генератору, когда тот не справляется с нагрузкой или вышел из строя.

Конструкция аккумулятора

У свинцовых стартерных аккумуляторов в зависимости от исполнения свои конструктивно-технологические особенности, однако все они содержат разноименные электроды, разделенные сепараторами, которые помещают в сосуд, заполненный электролитом.

Работает аккумулятор по принципу превращения химической энергии в электрическую (при разряде) и обратном превращении электрической энергии в химическую (при заряде).

Устройство аккумуляторной батареи с общей крышкой в моноблоке из сополимера пропилена с этиленом показано на рис. 1. В моноблоке установлены гальванические элементы, состоящие из разноименных электродов, разделенных сепараторами. Гальванический элемент представляет собой отдельный аккумулятор напряжением 2,13 В. Элементы соединены между собой при помощи укороченных межэлементных соединений через отверстия в перегородках моноблока. Крышка сделана общей на все шесть аккумуляторов батареи. Свойства термопластичной пластмассы позволили применить для герметизации аккумулятора с общей крышкой метод контактно-тепловой сварки, обеспечивающий сохранение герметичности как по периметру АКБ, так и между отдельными аккумуляторами в широком диапазоне температур (от -50°С до 70°С).

Разряд и заряд АКБ. Физика и химия процесса

Активные вещества заряженного свинцово-кислотного аккумулятора, принимающие участие в токообразующем процессе, это:

• - двуокись свинца темно-коричневого цвета на положительном электроде;
• - губчатый свинец серого цвета на отрицательном электроде;
• - водный раствор серной кислоты плотностью 1,27 г/см3- электролит

В процессе разряда активная масса как положительного, так и отрицательного электродов превращается в сульфат свинца (белого цвета). При этом плотность электролита снижается к концу разряда до 1,10-1,14 г/см3.

При разряде аккумулятора генерируется ток за счет осаждения SO 4 на пластинах, в связи с чем снижается концентрация электролита и постепенно повышается внутреннее сопротивление. При полном разряде практически вся активная масса превращается в сернокислый свинец (сульфат свинца), который имеет свойство постепенно кристаллизоваться и терять способность к электрохимическим преобразованиям, после чего батарею практически невозможно восстановить. Этот процесс называется «сульфатацией». Поэтому долгое пребывание в состоянии разрядки губительно для аккумулятора. Чтобы избежать «сульфатации» необходимо как можно быстрее произвести зарядку разряженной батареи.

Максимальный ток, который способна обеспечить батарея в основном зависит от активной поверхности пластин, а ее емкость - от количества активной массы свинца. При этом более толстые пластины могут быть даже менее эффективны, поскольку "внутренние слои свинца при этом трудно сделать "активными". Кроме того, требуется дополнительный электролит. Для увеличения максимального тока применяются технологии, делающие активную массу пластин более пористой.

Физические процессы, происходящие при пуске двигателя, отличаются от процессов при медленном разряде батареи потребителями. При пуске участвует не весь объем активной массы и электролита, а лишь та ее часть, которая находится на поверхности пластин и соприкасающийся с поверхностью пластин электролит. Поэтому, после неудачной попытки запустить двигатель, следует подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался, плотность его выровнялась, он проник в поры активной массы. Нормальный запуск двигателя при однократном вращении стартера в течении 10 с забирает емкость около 400А х 10с = 4000 Ас = 1.1 А/ч, что составляет около 2% от емкости стандартной батареи 60 а/ч.

Процесс зарядки батареи состоит в электрохимическом разложении PbSO 4 на электродах под воздействием постоянного тока внешнего источника. Процесс заряда полностью разряженной батареи похож на процесс разряда как бы развивающийся в обратном направлении. Первоначально ток заряда достаточно велик и ограничен лишь способностью внешнего источника генерировать необходимый ток и сопротивлением токонесущих элементов. Теоретически он ограничен только скоростью с которой продукты реакции выводятся из активной зоны. Затем, по мере "растворения" молекул серной кислоты, ток снижается.

Поскольку средний пробег автомобиля недостаточен для полной зарядки аккумулятора напряжением 13.38 В, применяется компромиссное значение напряжения, несколько превышающее оптимальное значение подзаряда в 2.23В на банку или 13.38 на батарею, но несколько меньшее, чем напряжение быстрой подзарядки в 2.4В (14.4В на батарею). Оптимальным считается значение 13.8-14.3В. При этом потери воды остаются приемлемыми, а аккумулятор получает достаточно полный заряд при среднестатистическом пробеге.

При заряде от генератора (который «прикидывается» источником напряжения, на самом деле являясь источником тока, придушенным регулятором), напряжение должно соответствовать условиям быстрого подзаряда и определяется реле регулятором. Свинцово-кислотный аккумулятор не портится в режиме непрерывного подзаряда. Этот режим всячески поощряется и рекомендуется.

Важно!!! с 1998 ФМК для Форд «Мондео» применяет повышенное напряжение быстрой подзарядки до 14,8 В, что связано с желанием обеспечить максимально быстрый заряд батареи при езде в городских условиях. (Более детально этот вопрос рассмотрен в главе «Выбор аккумулятора»)

Старение АКБ приводит к тому, что напряжение, которое она способна обеспечить под нагрузкой падает за счет больших потерь на внутреннем сопротивлении, при том, что без нагрузки его значение остается практически тождественным новому (полностью заряженному). Поэтому определить степень изношенности АКБ просто вольтметром практически не представляется возможным.

Напряжение отсоединенного аккумулятора практически не зависит от температуры. От температуры зависит внутреннее сопротивление и количество запасенной энергии. Стартер зимой плохо крутит по причине большого падения напряжения на внутреннем сопротивлении, а ограничение времени работы стартера связано с пониженной емкостью и мощностью аккумулятора из за сниженной активности химических реакций.

Некоторые термины

Напряжение

То, что измеряется на клеммах АКБ путем подключения тестера или «вольтметром», который находится на приборной панели. Исключительно внешняя характеристика. Зависит от множества факторов, как внешних по отношению к АКБ, так и внутренних.

Внутреннее сопротивление

Зависит она от конструктивных особенностей АКБ, емкости, степени ее разряженности, наличия «сульфатации» пластин, внутренних обрывов, концентрации электролита и его количества и температуры. Внутреннее сопротивление также зависит не только от "механических" параметров, но и от тока, при котором работает АКБ.

У нового аккумулятора внутреннее сопротивление самое маленькое. В основном оно определяется конструкцией токонесущих элементов (решеток и межэлементных соединений) и их сопротивлением. Но в процессе эксплуатации начинают накапливаться необратимые изменения - уменьшается активная поверхность пластин, появляется сульфатация, изменяются свойства электролита. Таким образом внутреннее сопротивление начинает возрастать.

Чем АКБ больше, тем внутреннее сопротивление меньше. У новой АКБ 70-100 Ач величина внутреннего сопротивления около 3-7 мОм (при нормальных условиях).

При понижении температуры скорость обмена химических реакций падает, а внутреннее сопротивление, соответственно, возрастает.

Ток утечки

Присутствует в аккумуляторе любого типа и бывает внутренним и внешним.

Внутренний ток утечки невелик и для современной батареи 60Ач составляет около 0,5 мА (примерно эквивалентно потери 1% емкости в месяц) Его величина определяется чистотой электролита, особенно степенью загрязненности его солями металлов.

Внешние токи утечки через бортовую сеть автомобиля, существенно выше внутренних для исправного АКБ.

Электрическая емкость

Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать аккумуляторная батарея при длительном режиме разряда. Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость Cn - емкость 20-часового разряда аккумуляторной батареи. Именно ее регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей, в российском ГОСТ 959-2002, вступившем в действие с июля 2003 года, и указывают на этикетке аккумуляторной батареи. Батарея, у которой этот параметр меньше, быстрее разрядится при неудачных попытках холодного пуска зимой. АКБ с большей емкостью сможет обеспечить больше прокручиваний коленвала (при одинаковых токах холодной прокрутки), но стоит она дороже и может иметь большие габариты.

(Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре +25°С током, равным 0,05С20 (0,05 от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Например, для аккумуляторной батареи емкостью 60 А/ч ток разряда составляет 3 А, а для аккумулятора, емкостью 90 А/ч - 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на 12-вольтовой батарее.)

Резервная емкость Rc - измеряется в минутах и приблизительно соответствует времени движения автомобиля при выходе из строя его генератора. Для аккумулятора номинальной емкостью 55 А/ч резервная емкость составляет приблизительно 85-90 мин. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии аккумулятора, полностью заряженного на момент поломки.

Приблизительно Rc.n = 1,63 Сn

(Rc - это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре +27°С)

Ток холодной прокрутки (Ic) определяет пусковые свойства батареи. Чем этот параметр выше, тем лучше АКБ будет пускать двигатель зимой, но одновременно увеличится нагрузка на щеточно-коллекторный узел стартера, что может снизить его ресурс. Если ток холодной прокрутки ниже штатного, при низких температурах двигатель может вообще не завестись. Для определения этого параметра в разных стандартах применяют свои методики. Поэтому на корпусе батареи может быть указано несколько величин токов, а за ними в скобках обозначен стандарт, по которому они определены.

В ГОСТ 959-91 требования к параметрам стартерного разряда были такие же, как в DIN 43539, часть 2.

В новом ГОСТ 959-2002 показатели тока холодной прокрутки соответствуют EN 60095-1. В результате величина указываемого тока увеличилась примерно в полтора раза, хотя никаких изменений в самой батарее не будет. После значения тока холодной прокрутки в скобках может быть обозначен стандарт, которому этот параметр соответствует.

Примерное соответствие значений тока холодной прокрутки по российским, европейским и американским стандартам приведено в табл. 1.

Таблица Примерное соответствие токов холодной прокрутки по разным стандартам

DIN 43559, ГОСТ 959-91
EN 60095-1, ГОСТ 959-2002

Габаритные размеры корпусов АКБ

В мире существуют четыре стандарта аккумуляторов: европейский, японский, североамериканский и южноамериканский.

Особенности: японские конструкторы настолько плотно заполнили подкапотное пространство, что и аккумуляторная батарея стала уже и выше своих европейских и американских собратьев, американский стандарт предполагает токовыводы, расположенные не только на верхней крышке аккумулятора, а и сбоку и, к тому же, имеющие конструкцию "резьба во-внутрь", иногда еще и дюймовой размерности.

Вес залитой АКБ емкостью 55 Ач составляет около 16.5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита - 5 кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений - 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.

Классификация АКБ по составу добавок в решетках токоотводов

Недостатки традиционных свинцовых батарей были обусловлены тем, что содержащаяся в сплаве положительных токоотводов в качестве легирующего элемента сурьма постепенно, по мере коррозии пластин, через раствор переходила на поверхность отрицательного электрода. Осаждение большого количества сурьмы на поверхности отрицательной активной массы снижало напряжение, при котором начинается разложение воды на водород и кислород. Поэтому, в конце процесса заряда или при небольшом перезаряде во время эксплуатации, резко увеличивалась скорость электролитического разложения воды, которое сопровождается бурным газовыделением, похожим на кипение электролита. Вода из электролита «выкипала», уровень электролита падал, а плотность его росла, что приводило к снижению параметров аккумулятора и последующему выходу его из строя. Необходимо было не реже одного раза в месяц контролировать уровень электролита и доливать дистиллированную воду. Велик был также и саморазряд аккумулятора.

По мере развития технологии и совершенствования оборудования, появилось несколько разновидностей аккумуляторных батарей так называемого "необслуживаемого" исполнения. Их основная отличительная особенность - использование для производства токоотводов-решеток сплавов с пониженным содержанием сурьмы или вовсе без нее. Американские фирмы Delco Remy и GNB в 50-е годы 20 века реализовали так называемый кальциевый свинец, а европейцы Baren, Varta, Bosch - малосурьмянистый. Полученные в результате конструкции обеспечивали стойкость к гидролизу при напряжениях до 16 В и выше, а значит при нормально работающей электросистеме (напряжения в пределах 14В) вода практически не испаряется.

Называя батареи "необслуживаемыми", их разработчики и производители не подразумевали, что эксплуатация таких батарей должна происходить без какого-либо контроля со стороны автовладельца. Они хотели лишь показать, что аккумуляторы в таком исполнении не требуют ежемесячной доливки дистиллированной воды при эксплуатации или ежемесячной подзарядки при бездействии, как это имеет место у батарей с токоотводами, содержащими более 5% сурьмы.

Необслуживаемая - эта надпись на АКБ означает, что она удовлетворяет требованиям стандарта по "выкипанию" воды из электролита и саморазряду. Периодически в такой батарее необходимо проверять его уровень, по мере надобности доливать дистиллированную воду и протирать крышку.

Виды свинцово-кислотных батарей

Традиционные батареи

Электроды выполнены из свинца с содержанием более 5% сурьмы. Корпус черный пластмассовый или эбонитовый, верхняя часть батареи залита смолой. Единственное преимущество таких батарей - высокая ремонтопригодность. В настоящее время для потребительских целей не выпускаются.

Малосурьмянистые

отсутствует

Положительные и отрицательные электроды выполнены из свинцовых сплавов с пониженным до 2,5-3,0% содержанием сурьмы. В некоторых публикациях такие батареи иногда называют "малообслуживаемыми"; у них расход воды и саморазряд гораздо меньше, чем у традиционных батарей, но в 2-3 раза выше, чем у батарей с кальциевыми токоотводами.

Недостатки - большой расход воды и саморазряд

Достоинства - относительная устойчивость к глубоким разрядам, низкая цена

Гибридные

Возможное дополнительное обозначение - Са+

Батареи системы "кальций плюс" (гибридные) с содержанием до 1,5-1,8% сурьмы и 1,4-1,6% кадмия в положительном токоотводе и свинцово-кальциевым отрицательным токоотводом. Характеристики этих батарей по расходу воды и саморазряду вдвое лучше, чем у малосурьмянистых, но все ещё не такие хорошие, как у свинцово-кальциевых.

Достоинства - снижение расхода воды на 50% по сравнению с малосурьмянистыми, относительная устойчивость к глубоким разрядам

Кальциевые

Возможное дополнительное обозначение - Са/Са

Первоначально такие батареи начали выпускать в США на базе свинцово-кальциевого сплава (0,07-0,1% Са) для токоотводов положительного и отрицательного электродов. Это значительно снизило газовыделение, что обеспечило эксплуатацию аккумуляторов без доливки воды в течение как минимум двух лет.

Достоинства - снижение саморазряда на 30 % и расхода воды на 80% по сравнению с малосурьмянистыми

Недостатки - неустойчивость к глубоким разрядам

Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены выкипаемости еще и потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной "самовыключаемости" - они перестают принимать ток, когда заряжены на 95-97 %

Серебряно-кальциевые (кальциевые с дополнительным легированием серебром)

Возможное дополнительное обозначение - Са/А g, «серебряно-кальциевая технология»

В конце 90-х годов и в США, и в Западной Европе началось производство батарей с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с добавкой новых легирующих компонентов, в том числе серебра, которые не боятся глубоких разрядов. Добавление серебра также повышает коррозионную стойкость решеток.

Достоинства - устойчивость к глубоким разрядам при сохранении параметров кальциевых батарей по саморазряду и расходу воды

Недостатки - высокая цена и, как правило, невозможность обслуживания (контроля и коррекции уровня электролита).

Расход воды у серебряно-кальциевых батарей в стандартных режимах так мал, что конструкторы убрали из крышек отверстия для доливки воды. Такие батареи в рекламных публикациях иногда называют абсолютно (полностью) необслуживаемыми. В этих батареях исключена возможность контроля плотности электролита и долива воды в процессе эксплуатации. (пример Varta Blue Dynamic)

Заявленные характеристики этих батарей гарантируются только при исправном состоянии электрооборудования автомобиля и соблюдении условий эксплуатации, указанных производителем в инструкции по эксплуатации этих батарей.

Важно!!! Эксплуатация батарей без отверстий для доливки воды требует более надежной работы системы энергоснабжения автомобиля, а также более внимательного отношения автовладельцев к состоянию и исправной работе электрооборудования. В первую очередь это касается натяжения ремня привода генератора и исправности самого генератора, а также регулятора напряжения.

Значительное количество таких батарей (без пробок для доливки воды) после эксплуатации при неисправном электрооборудовании автомобиля оказывается непригодным к дальнейшей работе из-за низкого уровня и высокой концентрации кислоты в электролите («выкипевший электролит») - по этой причине резко снижается отдача энергии. Отсутствие возможности доливать дистиллированную воду для поддержания уровня резервного электролита объективно сокращает возможный ресурс аккумуляторной батареи в широком диапазоне отклонения эксплуатационных факторов от штатных режимов. Для устранения этого недостатка иногда применяются специальные лабиринтные крышки, обеспечивающие рекомбинацию газов и возвращение части воды в электролит, однако это не решает проблему полностью.

В более выгодных условиях после устранения дефекта в электрооборудовании оказываются АКБ, имеющие отверстия с пробками для доливки дистиллированной воды. В случае отказа аккумуляторной батареи в работе, измерение плотности электролита по ячейкам позволяет быстро и с высокой объективностью установить его причину: дефект в какой-либо ячейке, глубокий разряд или обрыв цепи внутри аккумулятора.

Низкая плотность электролита в одной из ячеек указывает на наличие дефекта в ней (короткое замыкание между пластинами в блоке). Одинаково низкая плотность электролита во всех ячейках связана с глубоким разрядом всей батареи. При обрыве цепи разряда внутри аккумулятора плотность электролита по ячейкам, практически, одинаковая.

Доступность замера плотности электролита в ячейках аккумуляторной батареи позволяет получить объем информации о ее состоянии простейшим способом, без проведения заряда и последующего тестирования. Своевременная доливка дистиллированной воды в батарею с пробками позволяет снизить негативное влияние высокой плотности электролита на ее последующий ресурс.
Ниже приведены некоторые торговые марки АКБ производимые на заводах России и СНГ по различным технологиям

Малосурьмянистые

МАРКА АКБ	Номинальная емкость, Ач	Стартерный ток (EN)
ИСТА Classic
ЭЛЕКТРОИСТОЧНИК
ПАЗ Стандарт

Гибридные и кальциевые

МАРКА АКБ	Номинальная емкость, Ач	Стартерный ток EN
ИСТА Standart
Аком Гранд
Аком Стандарт
ЗУБР Магнум
ТИТАН Arctic

Дополнительно применяемые технологии и особенности

Технология Expanded Metal

Буквально - «растянутый металл» - технология изготовления решеток из свинцовой ленты путем ее просечения и дальнейшего поперечного растягивания. Основное преимущество - технологическое - исключается процесс литья при производстве решетки. Однако обычные литые решетки имеют электропроводность на 20-25 % выше современных просечных пластин. По этой причине многие производители для своих батарей применяет только литые положительные решетки, а просечные - для отрицательных, где электропроводность решетки не критична.

Сепаратор

Усовершенствование конструкции при создании «необслуживаемых» аккумуляторов заключается еще и в том, что для предотвращения короткого замыкания пластин и увеличения запаса электролита без изменения высоты батареи, один из аккумуляторных электродов помещают в сепаратор-конверт, который изготовлен из микропористого полиэтиленового материала. В этом случае замыкание электродов различной полярности, практически исключено и блок электродов можно установить прямо на дно ячейки моноблока. В результате та часть электролита, которая раньше находилась внизу и не принимала участия в работе аккумулятора, теперь находится над электродами и пополняет его запас, расходуемый при эксплуатации батареи.

Индикатор заряда

Все полностью необслуживаемые аккумуляторные батареи, а также многие другие снабжают индикатором плотности электролита - "глазком", цвет которого говорит о готовности аккумуляторных батарей к работе или необходимости ее подзарядки. Индикатор плотности электролита устанавливают в одну из средних ячеек, обычно в третью или четвертую от положительного вывода. Выбор ячейки обусловлен предположением, что в средних ячейках плотность электролита близка к среднему состоянию заряженности аккумулятора, а также тем, что в них средняя температура. Глазок не является измерительным устройством, а только индикатором состояния батареи (точнее, той ячейки, в которую установлен)

Газоотводная система

Чтобы аккумулятор не взорвался при интенсивном газовыделении - «кипении», сбоку или сверху пробок должна быть система для выхода газов. В самых простых (и самых дешевых) аккумуляторах делают просто маленькое отверстие, которое быстро может забиваться грязью. В более дорогих батареях пробки изготавливаются наподобие клапана, не дающего электролиту выплескиваться, с полостью для конденсации паров. Лучше всего, если пробки не имеют отверстий, а в крышке батареи есть система полостей для конденсации воды, а также единый газоотводный канал, как в необслуживаемых аккумуляторах.

Cухозаряженная АКБ

Единственное преимущество сухозаряженных аккумуляторных батарей - возможность длительного хранения (3-5 лет) без изменения их основных свойств, кроме потери сухозаряженности после первого года хранения. Западные производители изготавливают сухозаряженные АКБ в основном по специальным заказам, как правило, по заказам вооруженных сил.

Типовая маркировка аккумулятора
Параметры АКБ в зависимости от стандарта, которому она соответствует, наносятся на этикетку или корпус.

ГОСТ 959-91 (применялся до июля 2003 г) требует, чтобы на корпусе батареи были следующие данные:

условное обозначение типа батареи (рис. 4, фото 1). На АКБ, соответствующих требованиям стандарта по расходу ("выкипанию") воды из электролита и саморазряду, должно быть нанесено слово необслуживаемая;
товарный знак завода изготовителя;
знаки полярности "+" и "-" проставляют на корпусе батареи рядом с выводами или непосредственно на них;
дата изготовления - две цифры указывают месяц и две цифры год выпуска;
масса батареи (кг), если она превышает 10 кг, в состоянии поставки с завода;
номинальная емкость в ампер-часах (А.ч);
номинальное напряжение в вольтах (В). Для всех автомобилей с бензиновыми двигателями - 12 В;

ток холодной прокрутки в амперах (А).

Маркировка российской батареи: 1 - условное обозначение; 2 и 3 - ток холодной прокрутки по DIN и EN; 4 - вес 5 - резервная емкость; 6 - номинальная емкость; 7 - номинальное напряжение.

EN 60095-1 (European Norm) требует нанесения на корпус батареи следующей информации:

Номер (условное обозначение) по ETN (European Type Number) из девяти цифр

товарный знак завода-изготовителя;
условные знаки мер безопасности при работе с батареей;
номинальное напряжение в В;
емкость номинальная или резервная;
ток холодной прокрутки Ic;
знак полярности - положительный вывод должен быть обозначен знаком "+" на крышке или на самом выводе.

Помимо этого, на батарее может наноситься другая информация - обозначения батарей, с которыми взаимозаменяема данная АКБ, и т. п.

Маркировка европейской батареи: 1 - номинальное напряжение; 2 - номинальная емкость; 3 - ток холодной прокрутки по EN; 4 - обозначения батарей, с которыми взаимозаменяема данная АКБ; 5 - условное обозначение; 6 - знаки мер безопасности.
Согласно стандарту SAE J537 (Society of Automotive Engineers) на батареях американского производства наносится:
условное обозначение батареи из пяти цифр;
ток холодной прокрутки.

Требований по маркировке SAE J537 не содержит, но американские производители дополнительно наносят следующую информацию: номинальное напряжение; знаки полярности "+" и "-", резервная емкость (не всегда), товарный знак производителя, условные знаки мер безопасности при работе с батареей и т. п.

Маркировка американской батареи: 1 - условное обозначение; 2 и 3 - ток холодной прокрутки по SAE и DIN; 4 - номинальное напряжение.

Критерии выбора аккумуляторов
Автомобилестроители тщательно подбирают все компоненты электрической системы, включая генератор и аккумулятор по совместимости друг с другом так, чтобы получить баланс. Исходным параметром здесь является двигатель - его объем и количество навесных агрегатов, включая компрессор кондиционера, которые в сумме и определяют с какой силой все это необходимо будет прокручивать при старте
При этом в расчете применяют разрядные характеристики аккумулятора при состоянии заряженности 75% на 3-ей попытке стартерного разряда. С другой стороны, генератор должен будет заряжать выбранный аккумулятор и при этом подавать достаточно тока на остальные, в том числе и вспомогательные системы - отопители, стеклоподъемники и т.д.

Температурные условия пуска двигателя задает разработчик автомобиля. Как правило, температура пуска инжекторного двигателя на товарных маслах принимается -20 -25°С, а для дизельных двигателей до -15°..-17°С. Для последних при более низких температурах предполагается применение средств облегчения пуска (аэрозоль, подогрев топлива, масла, воздуха и т.д.).

Перед покупкой аккумуляторной батареи, необходимо определиться с параметрами, которым она должна соответствовать, чтобы нормально функционировать в сочетании с другим электрооборудованием автомобиля. Основные из этих параметров следующие:

• - электрическая (номинальная) емкость, (ампер-часов);
• - значение пускового тока (тока стартерного разряда при регламентированном напряжении на полюсных выводах в режиме пуска двигателя автомобиля при-18С), (Ампер);
• - размеры корпуса аккумуляторной батареи; (длина х ширина х высота мм)
• - полярность (0 - правый плюс (R+), 1 - левый плюс (L+); смотрим на лицевую сторону батареи)
• - тип нижнего крепления (01, 03, 13) (для «Мондео» несущественно)
• - тип клемм-токовыводов (1-европейская конусная клемма, 3-«тонкая» клемма japan, 19 - клемма «под болт» для старых моделей Форд)

(Приведенные выше цифровые обозначения упомянуты в таблицах каталогов производителей батарей, являются общепринятыми и могут также применяться для поиска АКБ на сайтах)

Главным критерием при выборе аккумулятора является его емкость.

Меньшая емкость

Можно сэкономить, но аккумулятор меньшей емкости будет хуже справляться проблемами при зимнем запуске. При некоторых режимах работы двигателя (холостой ход) и малых дневных пробегах автомобиля, аккумулятор в темное время "помогает" генератору питать включенные потребители. При малой собственной электрической емкости глубина разряда при этом может быть более 40-50%, что приведет к снижению работоспособности аккумулятора в режиме пуска двигателя. Повторяющиеся глубокие разряды аккумулятора приведут к сокращению его ресурса. Аккумуляторы меньшей емкости стандартного исполнения, как правило, имеют и меньший пусковой ток.

Большая емкость

Запас энергии в аккумуляторах большей емкости будет большим, что предполагает большее количество попыток пуска двигателя. Существует распространенное мнение, что генератор не сможет справиться с зарядом аккумулятора большей емкости, однако это не совсем так. На пуск двигателя от аккумулятора любой емкости требуется, примерно одно и то же (на 1-4 попытки пуска по 5-10 сек.). Это же количество (А-ч) генератор должен вернуть в аккумулятор после пуска двигателя и в штатных режимах разница в емкости не имеет значения.

Другое дело, что в случае (по какой-либо причине) значительного или полного разряда аккумулятора большей емкости штатная электросистема автомобиля не сможет (не успеет в городском режиме эксплуатации) восполнить все истраченное количество электричества. Таким образом, возрастает вероятность нахождения аккумулятора большей емкости в «недозаряженном» состоянии, что может привести к «сульфатации» и выходу аккумулятора из строя. Аккумуляторы большей емкости стандартного исполнения, как правило, имеют и больший пусковой ток, что может сказаться на ресурсе щеточно-коллекторного узла стартера.

Пусковой ток должен обязательно соответствовать предписаниям производителя.

Меньший пусковой ток может не обеспечить запуск двигателя в сложных условиях!!! Однако увлекаться повышенным пусковым током тоже не следует: работа щеточно-коллекторного узла стартера будет более напряженной: ускоряется износ щеток и контактной поверхности коллектора.

Выбор аккумулятора по габаритным размерам, полярности, типу крепления и виду токовыводов определяется отличительными особенностями автомобиля (площадка под аккумулятор, длина и тип проводов).

Гарантийный срок службы аккумулятора

Реализация аккумулятора, как и всякой продукции, сопровождается гарантийным обязательством продавца на безотказную работу изделия (при соблюдении правил обслуживания и технических норм на условия его работы) на определенный календарный срок, в течение которого дефект изготовления может себя обнаружить. По ГОСТ 959-2002 гарантийный срок эксплуатации - не менее 24 месяца при пробеге автомобиля за этот срок не более 75 000 км.

Обычно дефект выявляется в течение 3-8 месяцев работы АКБ на автомобиле.

Реальный срок службы аккумулятора

В отличие от гарантийного срока реальный (фактический) срок службы стартерной батареи полностью зависит как от её качества, так и от условий работы автомобиля, качества техобслуживания батареи и технических показателей электрооборудования.
У автомобилей с усредненным режимом эксплуатации (при пробеге 15-20 тыс. км в год) срок работоспособности аккумуляторов может доходить до 4-х лет, но лишь при условии неукоснительного соблюдения требований по их техническому контролю и обслуживанию. На практике имели место случаи, когда отдельные батареи на легковых автомобилях успешно работали 6-8 лет.

Выход батареи из строя при отсутствии производственного дефекта обусловлен износом пластин, который непрерывно (с различной интенсивностью) происходит, начиная от момента заливки электролита и первой зарядки аккумулятора.

Рекомендации «Microcat» и каталогов производителей АКБ начинаются с батарей емкостью 43-45 Ач, однако для наших условий ток холодной прокрутки и емкость таких батарей слишком мала. Более того, рекомендованный Фордом ток холодной прокрутки не менее 500А (видимо, по SAE) и резервная емкость не менее 90 мин. примерно соответствует качественной батарее 55 Ач. Форд также предписывает устанавливать т.н. «низкие» АКБ (высотой 175 мм)

Следует помнить, что в стандарте L2B (242х175х175 мм), как правило, выпускаются батареи емкостью до 62 Ач, а большие емкости (от 63 до 80 Ач) - в стандарте L3B (278х175х175 мм).

Некоторый модели Мондео при наличии двигателя 1,8-2,0 могут комплектоваться площадками для АКБ в стандарте L3B. (лучше замерить свою площадку).

Ниже приведена приблизительная таблица для общего случая выбора

	Объем двигателя	Емкость АКБ	Ток холодной прокрутки А (EN)	Габаритные размеры Д х Ш х В мм	Примечание
Мондео 1	1,6 -2,0			242 х 175 х 175
				242 х 175 х 175	От 63 ач-278х175х175
	1,8 D			278 х 175 х 175
Мондео 2	1,6 -2,0			242 х 175 х 175
				242 х 175 х 175	От 63 ач-278х175х175
	1,8 D			278 х 175 х 175
Мондео 3	1,8 -2,0			242 х 175 х 175
00 -07	2,5 -3,0			242 х 175 х 175	От 63 ач-278х175х175
	2,0 -2,2 D			278 х 175 х 175

! Примечание : Опытным путем установлено, что в ФМ2 возможно установить стандартную АКБ высотой 190 мм.(обратите внимание на пусковой ток).

Для ФМ1 возможна установка только «низкой» АКБ высотой 175 мм.

§ - полярность (0 - правый плюс (R+))

§ - тип нижнего крепления - несущественно

§ - тип клемм-токовыводов (1-европейская конусная клемма d max +19.5, -17.9 мм)

Следует помнить, что для Мондео выпуска с 06-98 Форд применяет специальную систему зарядки напряжением до 14,8 В. Поэтому для этих автомобилей Форд предписывает применения серебряно - кальциевых батарей.

Производители изготавливают батареи для первичной комплектации Форд по серебряно-кальциевой технологии, но с доступом к электролиту (с пробками) например «Motorcraft Silver». Для вторичного рынка производители, как правило, выпускают серебряно-кальциевые АКБ в полностью необслуживаемом исполнении.

(В случае невозможности приобрести серебряно-кальциевую батарею необходимо использовать по меньшей мере кальциевую - Ca/Ca).

Ниже приведена информация об этапах введения Форд специальной системы зарядки АКБ (до 14.8 В) для других моделей:

Форд Ка (Форд Фиеста) с 01/99

Форд Пума с 11/97

Форд Фокус с 10/98

Форд Кугар с 07/98

Форд Галакси с 03/00

Форд Транзит с 01/99

Для этих моделей надлежит применять серебряно-кальциевые батареи

Ниже приведен список торговых марок, в ассортименте которых присутствуют штатные для Мондео «низкие» АКБ, выполненные по серебряно-кальциевой технологии:

Bosh S5 Silver Plus

Varta Silver Dynamic

Также для удобства приведен список торговых марок, в ассортименте которых присутствуют штатные для Мондео «низкие» АКБ, выполненные по кальциевой и гибридной технологии:

Кальциевые

Banner Uni Bull

Moratti Extreme

Mutlu Mega (только 66 ач 278 мм)

Производство СНГ

Westa (он же Forse)

Oberon Gold (он же Stayer)

Гибридные

Tenax Premium Line

Примечание: «Низкие» АКБ, как правило, более дорогие, чем стандартные, что связано с меньшей массовостью производства комплектующих и имеют больший ток, что определяется требованиями производителей автомобилей, на которые они устанавливаются

Порядок действий при покупке аккумулятора:

При покупке аккумуляторной батареи, залитой и готовой к работе, не отходя от прилавка необходимо попросить продавца сделать следующие действия:

Удалить упаковку (пленку, картон);

В батареях, имеющих пробки заливных горловин, проверить уровень и плотность электролита;

Замерить напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) на полюсных выводах;

Проверить на разряд (нагрузку) устройством, дающим информацию о состоянии работоспособности АКБ на момент продажи (как правило, применяется т.н. нагрузочная вилка).

Плотность электролита в новой батарее должна быть не ниже 1,25 г/см3, а ее НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) - не ниже 12,5 В при положительной температуре. Напряжение при разряде на нагрузочную вилку не менее 9-9,5 в не должно меняться в течение 3-5 секунд.

Если показатели проверяемой батареи не удовлетворяют покупателя, он вправе от нее отказаться, либо поменять на другую. Замеренные показатели АКБ должны быть занесены в гарантийный талон при его заполнении продавцом, так как он будет востребован при последующих претензиях к аккумуляторной батарее. Незаполненный гарантийный талон не дает права на предъявление претензий по гарантийным обязательствам.

Уточните особенности данной батареи и как контролировать ее состояние при последующей эксплуатации.

Основы эксплуатации

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

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.

Чтобы исключить разряд батареи во время длительной стоянки автомобиля, рекомендуется отключать ее от сети, поскольку, в результате утечки тока в системе электрооборудования, аккумулятор 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. 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 или освещения при долговременной стоянке автомобиля.

Эксплуатация батареи.

1.1. Батарею следует содержать в чистоте.

1.2. Один раз в три месяца проверьте надёжность закрепления батареи в штатном гнезде автомобиля.

1.3. Не допускайте загрязнения поверхности батареи. При необходимости протрите поверхность батареи влажной тряпкой.

1.4. Полюсные выводы и клеммы должны быть чистыми.

1.5. Пуск двигателя производите короткими (5-10 секунд) включениями стартера. В зимнее время выключайте сцепление. Перерывы между попытками пуска должны составлять не менее 1 минуты. Если после 3-4 попыток двигатель не запускается, проверьте исправность системы зажигания и питания топливом.

1.6. При эксплуатации автомобилей и других транспортных средств уровень зарядного напряжения должен соответствовать требованиям инструкции на транспортное средство и находиться в этих пределах независимо от режима работы двигателей и включённых потребителей.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ эксплуатация батарей как в режиме НЕДОЗАРЯДА, т.е. при напряжении ниже 13,8 Вольт, так и в режиме ПЕРЕЗАРЯДА, т.е. при напряжении выше 14,6 Вольт. Поэтому не реже одного раза в 2 месяца проверяйте уровень зарядного напряжения. В случае, если зарядное напряжение отличается от вышеуказанного, необходимо обратиться в автосервис для приведение его до заданного уровня.

1.7. Батарею следует поддерживать в заряженном состоянии. Не реже одного раза в 3 месяца, а также в случае ненадёжного пуска двигателя, необходимо проверять степень заряженности по равновесному напряжению разомкнутой цепи (НРЦ) для полностью необслуживаемых аккумуляторов и по плотности электролита для остальных аккумуляторов.

Измерение равновесного НРЦ необходимо производить не ранее чем через 8 часов после выключения двигателя. У полностью заряженной батареи величина НРЦ составляет 12,7 - 12,9 Вольт при температуре + 20 - 25 °С.

Измерение НРЦ производить с помощью высокоомного вольтметра класса точности не ниже 1,0. После измерения НРЦ батареи следует установить степень её заряженности по таблице с учётом температуры окружающей среды.

1.8. В случае, если по какой-либо причине произошёл глубокий разряд батареи, её необходимо незамедлительно полностью зарядить. Недопустимо оставлять батарею в состоянии глубокого разряда. Это приводит к существенному снижению её ёмкости, а при отрицательных температурах к замерзанию электролита и разрушению корпуса батареи.

1.9. НЕДОПУСТИМА длительная (более 1 месяца) эксплуатация батареи в условиях перезаряда, т.е. при зарядном напряжении выше 14,5 В (более 14,8 В для Мондео после 06/98), так как это приводит в разложению всего запаса электролита и, как следствие, может привести к взрыву гремучей смеси и разрушению батареи.

2. Причины ухудшения работы и выхода из строя АКБ

Ухудшение работы или выход из строя аккумуляторной батареи происходит, если:

§ - имеет место дефект производства (гарантийный случай);

§ - 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. 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 14,6 В. Перезаряд является следствием нарушения режима работы регулятора напряжения по причине выхода из строя отдельных его элементов. Это приводит к ускоренной потере воды, оголению и коррозии положительных токоотводов (решеток) пластин батареи. Под действием выкипания 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. В этом случае газ имеет возможность в скапливается в освободившемся пространстве под крышкой и это часто приводит к взрыву батареи.

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 40-45%. Напомним, что степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение заряда на клеммах батареи равно 13,8-14,3 В при работающем двигателе и включенном дальнем свете.

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 может привести 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.

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 оплывания 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. 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 с малосурмянистыми токоотводами, 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.

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 (где имеется), 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. 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

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. Предупредительный режим обслуживания изделий электрооборудования резко снижает частоту неожиданных отказов, увеличивает срок работы каждого изделия, в том числе и АКБ.

Недопустимо

• -производить доливку электролитом или водой непроверенного качества,
• -хранить АКБ в разряженном состоянии,
• -допускать образование льда в зимнее время,
• -подвергать периодическим глубоким разрядам.

Наиболее простые и надежные методы проверки состояния АКБ - измерение плотности электролита (имеется не у всех типов) и измерение напряжения на полюсных выводах.

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 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. Важно помнить, что показатели АКБ не остаются постоянными, а скорость их снижения может регулировать владелец автомобиля.

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 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.

Автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:

ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.

ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.

примерное потребление энергии автомобильными потребителями:

Зимние условия эксплуатации автомобиля в принципе очень тяжелы для аккумуляторной батареи. Результаты исследований говорят о том, что при эксплуатации автомобиля в очень тяжелых условиях (испытания по так называемому режиму "город-зима-ночь") аккумулятор получает порядка 1А в час.
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;

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 12,5 В, то аккумуляторную батарею целесообразно подзарядить.

В сильные морозы, перед тем как включить стартер, "разогрейте" аккумулятор - включите на пару минут дальний свет. Сначала несколькими короткими включениями стартера погоняйте поршни в цилиндрах, чтобы слегка разогнать загустевшее масло. А уже после этого попытайтесь его запустить.

Критерии необходимости замены аккумулятора

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, 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. 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 или В200 фирмы Exide). По результатам испытания принимают решение о пригодности аккумуляторной батареи для ее дальнейшего использования.

Появление льда в ячейках АКБ

У свинцово-кислотных 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. 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.

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

Изготовители АКБ считают недопустимым использовать в зимнее время АКБ с заряженностью ниже 75% (плотность электролита 1,24 г/см3, НРЦ - 12,5 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. 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). 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...-15 гр.С
ОПАСНАЯ ЗОНА

О причинах взрыва АКБ

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 система газоотвода не забита 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.

Ремонт и восстановление аккумулятора

Конструкция АКБ не предусматривает их ремонта в процессе эксплуатации в части замены блоков пластин в аккумуляторах, крышки или корпуса. Этого не делают даже на заводах-изготовителях. Если в новой АКБ обнаружен дефект, её утилизируют.
Другое дело, если у АКБ незначительное повреждение пластмассовых корпуса или крышки, приведшее к течи электролита. Повреждения, не затронувшие целостность пластин и сепараторов в ячейках, поддаются ремонту с помощью тепловой сварки: поверхность места повреждения и фрагмент из аналогичной пластмассы одновременно нагревают до размягчения и плотно прижимают на 2-3 минуты. Затем, с помощью нагретого паяльника и специального пластмассового припоя обрабатывают края наложенного фрагмента. Трещины на корпусе и крышке можно заделать без наложения фрагмента, а только разогретым припоем. Если АКБ с поврежденным корпусом хранилась без электролита в поврежденной ячейке более недели, то после ремонта (и заливки электролита в ремонтную ячейку) такую АКБ необходимо подвергнуть двухкратному заряду-разряду для восстановления работоспособности ремонтной ячейки.
Чаще всего повреждения корпуса происходят, если АКБ не закреплена на установочной площадке, острые борта которой повреждают корпус по основанию (днищу). Поэтому одно из условий для обеспечения ее нормальной работы - обязательное закрепление на рабочей площадке.

Заряд аккумулятора

Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного (выпрямленного) тока. Можно использовать любые выпрямители, допускающие регулировку зарядного тока или напряжения. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую аккумуляторную батарею полностью (до 100% ее фактической емкости). В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи. При выборе зарядного устройства следует руководствоваться информацией, приведенной ниже.

Заряд при постоянстве тока

Заряд батареи производится при постоянной величине зарядного тока, равной 0,1 С 20 (0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда). Это значит, что для батареи емкостью 60 А/ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.

Для определения примерного времени заряда необходимо определить степень разряженности батареи, исходя из реальной плотности электролита, замеренной ареометром или по НРЦ. Далее по степени разряженности определяем потерянную емкость (или емкость, которую необходимо принять батарее - «требуемую емкость»).

Затем, выбрав величину зарядного тока, вычисляем ориентировочное время зарядки по формуле:

Число 2 характеризует примерный КПД процесса в 50%.

Недостаток такого способа - необходимость постоянного (каждые 1-2 часа) контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда. Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А/ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А/ч). Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита (при его нормальном уровне).

Заряд при постоянстве напряжения

При заряде этим методом степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В полностью разряженная 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В - на 85-90%, а при напряжении 16 В - на 95-97%. Полностью зарядить разряженную батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В.
В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) и глубины разряда батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда.

По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда (если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения). Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Ошибочно критерием окончания заряда в подобных устройствах считают достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4+0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако, для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых АКБ с помощью подобных зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется около суток.

Проверка НРЦ и плотности электролита

При безотказной эксплуатации необслуживаемой батареи, которая не имеет пробок, достаточно один раз в 3-4 месяца проверять ее НРЦ с целью определения состояния заряженности в соответствии с табл. 1. Если же возникают трудности с пуском двигателя, необходимо проверить исправность электрооборудования.

У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,27±0,01 г/см3. Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20±0,01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см3.

Если значение плотности во всех аккумуляторах ("банках") одинаково (с разбросом ±0,01 г/см3), это говорит об отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектном аккумуляторе будет значительно ниже, чем в остальных ячейках.

Для измерения плотности применяют ареометры со сменными денсиметрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см3 или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см3.
При измерении поплавок не должен касаться стенок цилиндрической части стеклянной трубки. Одновременно необходимо замерить температуру электролита. Результат измерения плотности приводят к +25°С. Для этого к показаниям денсиметра надо прибавить или отнять поправку, полученную с помощью табл. 2

Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см3, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.

Табл.2 Температурные поправки к показаниям денсиметра при приведении плотности электролита к +25

Проверка напряжения на батарее при работающем двигателе

Перед проверкой надо убедиться, что батарея заряжена до напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) не ниже 12,6 В или что плотность электролита не ниже 1,26 г/см3 при нормальном его уровне. Если АКБ недозаряжена, ее следует зарядить с помощью внешнего зарядного устройства. Уровень электролита надо довести до нормы, доливая дистиллированную воду.
После того, как батарея приведена в нормальное состояние, надо запустить двигатель и установить его обороты на уровне 1500-2000 об/мин. Затем необходимо включить дальний свет и измерить с помощью вольтметра напряжение на клеммах батареи.
Если напряжение находится в пределах 13,8-14,5 В, значит система работает в режиме, который может обеспечить заряд АКБ.

Отклонение в меньшую сторону может стать причиной недозаряда, а в большую сторону - перезаряда. Хотя следует учитывать, что свои поправки может внести интенсивность эксплуатации автомобиля. Последствия длительной эксплуатации с такими отклонениями описаны в предыдущих разделах.

Проверка наличия утечек в системе электрооборудования

Для такой проверки необходимо иметь амперметр с максимальной величиной измеряемого постоянного тока до 10 А. Клемму, соединенную с массой автомобиля (и в отечественных, и в импортных автомобилях - отрицательная), отсоединяют от полюсного вывода батареи и в разрыв цепи включают амперметр. При этом все потребители автомобиля, в том числе сигнализация, должны быть выключены.
При исправном электрооборудовании, в зависимости от особенностей электрооборудования конкретных автомобилей, показание амперметра не будет превышать 10 мА. Такие утечки не оказывают вредного влияния при бездействии автомобиля в течение 1-3 месяцев. 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 30-40 мА, необходимо найти и устранить причину.
Для защиты батареи от утечек тока при длительном бездействии автомобиля рекомендуется отключать на это время клеммы бортовой сети от полюсных выводов аккумуляторной батареи, то есть снимать один из наконечников с полюсного вывода батареи.

Если батарея не запустила двигатель...

Запуск двигателя необходимо производить кратковременными попытками по 5-10 секунд с паузами между ними не менее одной минуты. Если после 3-4 попыток подряд двигатель не проявляет "признаков жизни", хотя стартер "крутит" его как обычно, необходимо прекратить бессмысленные попытки и поискать причину, из-за которой двигатель не работает. Только найдя и устранив неисправность, следует возобновить попытки пуска, иначе батарея разрядится.

Если же стартер плохо, очень медленно, "с натугой" проворачивает двигатель, это говорит о потере работоспособности батареи. Первым делом надо проверить плотность электролита в каждом аккумуляторе, а если нет пробок - напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) батареи. Проверку НРЦ следует проводить через 15-20 минут после попытки пуска. Если НРЦ ниже 12,5 В, значит батарея разряжена и ее необходимо зарядить. Плотность электролита у разряженной батареи будет примерно одинаковой во всех аккумуляторах. Одновременно с зарядом АКБ необходимо устранить причину ее глубокого разряда. Если же в одном из аккумуляторов плотность электролита значительно (более чем на 0,1 г/см3) ниже, чем в остальных, это говорит о возможном внутреннем коротком замыкании (КЗ). В этом случае, если батарея еще не исчерпала гарантийный срок, следует обратиться в сервисный центр или к продавцу (см. гарантийный талон).
Бывает, что, при попытке зарядить батарею, ее владелец видит отсутствие тока на зарядном устройстве. При этом НРЦ батареи не превышает 10В. Вместе с тем плотность электролита близка к нормальной и практически одинакова (±0,01 г/см3) во всех аккумуляторах. Как правило, это говорит о наличии обрыва цепи между "банками" (соседними аккумуляторами) или в полюсном выводе.

Как правильно хранить АКБ

При хранении залитых АКБ могут быть две ситуации:

§ Хранение новых батарей перед вводом в эксплуатацию;

§ Хранение в связи с временным перерывом в процессе эксплуатации.

В обоих случаях перед началом хранения необходимо определить состояние заряженности батареи, измерив плотность электролита в аккумуляторах. Если пробки не предусмотрены конструкцией, следует измерить НРЦ батареи. В случае, если плотность электролита ниже 1,26 г/см3 или НРЦ ниже 12,6 В, батарею следует зарядить согласно инструкции по эксплуатации. В АКБ с пробками при заряде уровень и плотность электролита надо довести до значений, указанных в инструкции (но не менее 15-20 мм над блоком пластин).

Полностью заряженные необслуживаемые батареи можно хранить до одного года. При этом, в зависимости от их исполнения (сплав решеток, чистота электролита, вид сепараторов) и степени износа, а также температуры окружающей среды, саморазряд после года хранения может составить 25-60%. Минимальный саморазряд характерен для батарей с токоотводами из свинцово-кальциевых сплавов при температуре в хранилище не выше 0°С. Средний саморазряд при реальных условиях хранения в неотапливаемом помещении составляет 25-50% за год в зависимости от исполнения батареи.
При хранении АКБ в связи с временным перерывом в процессе эксплуатации непосредственно на автомобиле следует отключать батарею от бортовой сети. Если же это невозможно, необходимо в процессе бездействия подзаряжать батарею с периодичностью, определяемой на основании данных о потреблении энергии включенной сигнализацией. За время бездействия АКБ не должна разряжаться более, чем на 30%.
Сливать электролит из залитых батарей на время бездействия нельзя - иначе они не будут работать при заливке электролита после хранения.
Полюсные выводы АКБ на время хранения необходимо смазать нейтральной консистентной смазкой для защиты от окисления их поверхностей.

"Дайте "прикурить" !

От глубоко разряженной (по причине неисправности электрооборудования или оставления во время длительной стоянки включенных потребителей тока) аккумуляторной батареи обычно не удается осуществить пуск двигателя. В этом случае проблему пуска двигателя можно решить с помощью АКБ другого автомобиля. Для этого используют метод "прикуривания", для которого необходимы два провода с "наконечниками-крокодилами" на концах.

Прежде всего наконечник штатного "массового" (минусового) провода отсоединяют от полюсного вывода разряженной АКБ. Одним проводом для "прикуривания" соединяют отрицательный вывод заряженной АКБ и двигатель автомобиля, батарея которого разряжена. Другим проводом соединяют положительные выводы обеих АКБ. В этой ситуации снятый с разряженной батареи провод не позволит ей заряжаться от исправной батареи во время пуска двигателя, поскольку из-за большого тока это может подвергнуть последнюю глубокому разряду. Когда все необходимые провода подсоединены, можно пускать двигатель автомобиля с разряженной АКБ.

Некоторые автолюбители пытаются избежать разряда заряженной батареи, "прикуривая" при работающем двигателе автомобиля с заряженной АКБ. Этого делать не следует. Заряженная АКБ при работе двигателя заряжается от генератора и имеет напряжение, близкое к настроечной величине регулятора напряжения. В момент "прикуривания" напряжение на полюсах заряженной АКБ значительно снизится. Величина этого снижения зависит от величины тока, потребляемого стартером, и от продолжительности прокручивания вала двигателя до его пуска. Пониженное напряжение на заряженной АКБ при работающем двигателе вызовет увеличение зарядного тока, что с высокой вероятностью может привести к перегрузке генератора и перегоранию предохранителя в цепи заряда. Чтобы этого не произошло, целесообразно перед "прикуриванием" дать поработать двигателю автомобиля с исправной АКБ на средних оборотах 5- 10 минут. Это его прогреет, облегчит пуск после "прикуривания", а также подзарядит, а зимой - еще и подогреет заряженную АКБ. После этого следует заглушить двигатель, снять "массовый" провод с полюса разряженной батареи и провести "прикуривание" как указано выше.
Запущенный в работу двигатель автомобиля с разряженной АКБ после присоединения к ее выводу ранее отсоединенного провода должен работать на оборотах не ниже средних. Это связано с тем, что заряд глубоко разряженной АКБ в первое время работы двигателя будет происходить при больших токах, вырабатываемых генератором, для привода которого требуется определенная мощность. При малых оборотах двигателя ее может оказаться недостаточно и двигатель может заглохнуть. То же самое произойдет, если генератор неисправен. В последнем случае "прикуривание" не решит проблемы: вместо поездки придется заняться ремонтом генератора и зарядом аккумуляторной батареи от стационарного устройства.

Указания мер безопасности.

1.1. Выделяющаяся при заряде батареи смесь водорода с кислородом ВЗРЫВООПАСНА. Поэтому КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ курить вблизи батареи, пользоваться открытым огнём, допускать образование искры, в том числе замыкать полюсные выводы аккумулятора.

1.2. Не наклоняйте батарею более чем на 45° во избежание вытекания электролита.

1.3. Электролит - агрессивная жидкость. При попадании его на незащищённые участки тела немедленно обильно промойте их водой, а затем 5% раствором соды и аммиака. При необходимости обратитесь за медицинской помощью.

1.4. Присоединение и отсоединение батареи от бортовой сети автомобиля должно производиться при отключённых потребителях. Вначале отсоединяется отрицательный вывод, затем - положительный; присоединение производится в обратном порядке.

1.5. Батарея должна быть надёжно закреплена в штатном гнезде автомобиля, соединительные клеммы плотно зажаты на полюсных выводах, а сами провода прослаблены.

Аккумулятор без преувеличения можно считать вторым сердцем транспортного средства. Для правильного выбора АКБ и ее эффективной работы полезно знать, из чего состоит аккумулятор, как работает аккумулятор автомобиля, основные характеристики и другие важные параметры.

Когда-то для запуска двигателя, необходимо было с усилиями крутить стартерный рычаг. Это очень изнурительное занятие. У современных автомобилей данную проблему решает автоаккумулятор. Отметим, что принцип работы автомобильного аккумулятора был описан больше 1,5 веков назад и на сегодняшний день он не изменился.

АКБ в системе автомобиля

Аккумуляторы «свинцового» типа имеют высочайшую надёжность , отличное качество в паре с доступной стоимостью, а также подлежат утилизации. Благодаря этому они востребованы, а процесс их развития активно движется вперед.

В последнее время возрастающей популярностью начинают пользоваться транспортные средства, имеющие электрический гибридный привод, а также электромобили. Доступны и постоянно модернизируются АКБ закрытого исполнения. Данные аккумуляторы не предполагают специального обслуживания, поскольку вещество, заливаемое внутрь (дистиллированная вода) почти не подлежит разложению. Предпринимались попытки заменить АКБ пневматическим оборудованием, обеспечивающим запуск силового агрегата, и особыми накопителями конденсаторного типа. Но все они не привели к желаемому результату.

Значимость аккумуляторной батареи растает. А потому нельзя недооценивать большое значение развития и усовершенствования производственных технологий «обыкновенного» аккумулятора.

Для чего нужна аккумуляторная батарея

АКБ имеет не меньшее значение для автомобиля, чем мотор – именно аккумуляторная батарея обеспечивает:

• пуск силового агрегата;
• питание электроэнергией устройств при неработающем двигателе;
• помощь генератору при максимальных нагрузках.

Работая совместно с генератором, АКБ участвует в обеспечении переходных процессов, требующих тока высокой мощности, кроме того она стабилизирует пульсации тока в электросети.

как устроена АКБ

Классическая АКБ

До сегодняшнего дня широко применяются три вида электроаккумуляторов:

• свинцово-кислотный аккумулятор — дата его создания начало ХХ столетия и на сегодня устройство аккумуляторной батареи автомобиля не изменилось;
• с литиево-ионным аккумулятором автолюбители познакомились не так давно (около 15 лет назад) его конструкцию и скорость завоевания рынка называют революционной, впрочем, как и постоянное ее усовершенствование;
• железо-никелевый аккумулятор безламельного типа тоже появился недавно, но его производственные затраты и конечная потребительская стоимость оказались слишком высоки, поэтому со временем он был вытеснен с рынка.

Свое долголетие свинцово-кислотная АКБ обеспечивает абсолютным лидерством ДВС. То, как устроен автомобильный аккумулятор максимально соответствует требованиям безопасности к источнику электрической энергии, который обеспечивает кратковременную выдачу ее с громадной силой, требуемой при старте силового агрегата машины. Другие типы аккумуляторных батарей, имея гораздо высокие значения ёмкости или не выдерживали такие мощные нагрузки, или технологии, используемые при производстве, был слишком сложными и дорогостоящими.

Устройство АКБ

Любой автомобиль укомплектован стартерным аккумулятором, который обеспечивает напряжение 12В. Давайте подробно разберем, из чего состоит АКБ и какие процессы происходят внутри в ходе работы.

Как устроен аккумулятор

Гальванический элемент

Их в стандартном аккумуляторе 6 штук. Они соединяются последовательно специальными перегородками и размещаются в специальный корпус.

Данные элементы являются основными составляющими аккумуляторной батареи. Каждый из них включает в себя два свинцовых электрода, имеющих разную полярность (плюс/минус), которые выполнены в виде решётчатых пластин. Блок с электродами погружается в электролит (38% раствор — серная кислота/дистиллированная вода). Ячейки у пластин заполняются рабочим составом.

Сепаратор

Материал пористого типа, имеющий свойства изолятора. Его задачей является защита электродов от замыканий.

Сепаратор не допускает циркуляцию рабочего раствора в блоке, одновременно предотвращая соприкосновение электродов с разными зарядами.

Перемычки

Перемычки у элементов, пластин/бареток и отводами полюсов АКБ выполнены из свинца. Они проходят через перегородку элемента. Отводы полюсов различаются по значению размеров. Положительный отвод в диаметре больше, чем отвод отрицательный. Это защищает от неправильного подключения АКБ я остается обязательным условием при производстве аккумуляторов.

Из-за переполюсовок срок качественной эксплуатации АКБ значительно сокращается, поскольку рабочий раствор разрушается.

Корпус АКБ

Призван обеспечить безопасность/целостность всей конструкции и выполняется из качественного изолирующего материала, который устойчив к взаимодействию с кислотами, серьезным колебаниям температурного режима и вибрациям.

Сегодня для изготовления корпуса применяется полипропилен. Корпус состоит из 2-х элементов — главная ёмкости и герметически закрываемая крышка. Для удобства крепления аккумулятора, снаружи корпуса расположены отбортовки.

Соединение перемычек у элементов

Для получения напряжения требуемой мощности на выходе каждый гальванический элемент соединен с соседним посредством межэлементных перемычек.

Всегда применяется соединение последовательного типа, когда положительный отвод одного из блоков подключен к отрицательному отводу своего соседа.

Рабочая смесь

Камера в аккумуляторе заполняется рабочей смесью – электролитом, которым заполняются ячейки свинцовых пластинок и сепараторные поры.

Конструкционной особенностью устаревших аккумуляторных батарей было присутствие пробки вверху гальванического элемента. Это позволяло при необходимости доливать рабочую смесь внутрь блоков. Современные АКБ специального обслуживания не предполагают.

Принцип работы АКБ

Разряд аккумуляторной батареи

В момент разряда АКБ отдает электроэнергию бортовым элементам , нуждающейся в ней. Происходит преобразование химических энергий, накапливающейся в аккумуляторе, в электроэнергию.

С подключенной нагрузкой аккумулятор утрачивает энергию – разряжается: объем дистиллята в составе электролита возрастает, соответственно, доля кислоты в растворе сокращается.

Разряд аккумулятора

Заряд АКБ

В момент заряда батарея копит энергию (электрическую), преобразующуюся в новую химреакцию. Зарядка может производиться от различных источников:

• автогенератор;
• внешний источник/зарядное устройство;
• посредством выпрямителя.

Зарядка батареи от автогенератора начинается сразу после пуска силового агрегата автомобиля. У современных электромобилей зарядка аккумулятора (12В) осуществляется от высоковольтного источника. В процессе зарядки показатель концентрации кислоты возрастает, химическая энергия возвращается к исходным значениям, а затем вновь преобразуется в электроэнергию.

Заряд аккумулятора

Основные характеристики АКБ

Ёмкость

Данная характеристика обозначает способность батареи отдавать электроэнергию . Расчёт этого значения выполняется умножением показателей силы тока и времени. Единица измерения А/ч. Ёмкость батареи имеет зависимость от конструктивных особенностей (материал, взятый при производстве электродов и сепараторов, их качество, размер и пр.), кроме того от особенностей рабочего раствора (температурный показатель и значение плотности, объем заряженности и режим разряда). Показатель ёмкости существенно понижается при низкой температуре и небольшой плотности рабочей смеси.

Номинальная ёмкость выражает кол-во отдаваемой электрической энергии. Данное значение замеряется при соблюдении следующих условий:

1. АКБ должна быть заряжена на 100%.
2. Значение тока равняется 1/20 ёмкости при беспрерывном разряде в течение 20ч.
3. Электролит должен иметь температуру 25C.
4. Значение напряжения на выходе должно быть не менее 10,5В.

Это важнейший показатель, определяющий параметры электрооборудования, работающего в авто.

Ток холодной прокрутки (ТХП)

Данная характеристика необходима для определения пусковых свойств батареи при низкой температуре . Оно измеряется при минус 18C с полностью заряженной батарей.

Показатель ТХП не должен снижааться за отметку заданного показателя в течение установленного кол-во времени. Чем больше показатель ТХП, тем проще будет заводиться мотор в зимний период.

Коэффициент заряда (КЗ)

При заряде батареи необходим значительный объем энергии. Он гораздо больше объема, который АКБ отдает. Это связано с потерями в процессе нагрева и сопутствующими химреакциями.

Для полного заряда батареи необходимо 105-110%% электрической энергии, взятой с АКБ.

Напряжение гальванических элементов

Это напряжение между плюсовыми и минусовыми отводами гальванических элементов. На показатель влияет концентрация, а также температура кислоты в рабочей смеси.

У стандартной батареи любой гальванический элемент имеет показатель 2В.

Номинальное напряжение (НН) и напряжение на выводе

В соответствии с действующими стандартами показатель НН одного элемента АКБ равняется 2В. Поскольку элементы соединены последовательным способом, общий показатель напряжения равняется сумме значений всех значений. Отсюда получается общее напряжение батареи 12В.

Напряжение на выводе — показатель напряжения, которое измеряется на отводах полюсов АКБ.

Маркировка АКБ

Напряжение газовыделения

Показатель напряжения заряда, превышение которого провоцирует выделение газа . Данный показатель связан с температурным значением. Для любого элемента он равняется 2,4В. Значит, вся АКБ имеет показатель 14,4В.

Превышение данного показателя ведет к разложению дистиллята, содержащегося в рабочем растворе. Это способствует образованию водорода и кислорода, а при их смешении образуется взрывоопасный газ.

Напряжение холостого хода (НХХ)

НХХ также называют напряжением покоя – это напряжение на отводах при отсутствии нагрузки . После заряда/разряда аккумулятора НХХ меняет показатель.

Окончательный показатель получается лишь при стабильной плотности рабочей смеси.

Потеря воды

При показателе напряжения выше 14,4В дистиллят электролита аккумулятора быстро разлагается и улетучивается . Скорость данного процесса зависит от температурного режима.

Показатель уровня рабочего раствора понижается, процент содержания кислоты возрастает, а период службы АКБ становится меньше. Из-за этого увеличивается вероятность образования искры, что может спровоцировать взрыв батареи.

Отвод газа

Для отвода газов, образованных при химреакциях, в батарее имеется газоотвод. Это обеспечивает направленный отвод газа в определенное место. Вывод газа осуществляется с разных сторон (плюс/минус) - это зависит от места его нахождения в батарее. В некоторых модификациях АКБ предусмотрено 2 отверстия для отвода газа — на обеих сторонах вывода.

Важно! Одно отверстие обязательно герметично закрывается. Если закрыто два отверстия, то аккумулятор «разорвется». Почти у всех сегодняшних батарей отвод газа осуществляется от минусового вывода.

Саморазряд

Процесс, вызванный химреакциями, происходящими внутри батареи. Он происходит даже если к аккумулятору нет подключений внешних потребителей . Показатель зависит от температурного режима и технологических процессов, применяемых при производстве батареи.

Для сведения значения к минимуму в производстве электродов не используют сурьму для сплава со свинцом, заменяя ее кальцием. Это гарантирует наименьшее значение саморазряда в ходе старения. В соответствии с установленными нормативами саморазряд АКБ равен ориентировочно 3% в месяц (0.1% в день).

АКБ в системе автомобиля

Оптимальные условия нагрузок для АКБ

Идеальной нагрузкой для батареи остается нагрузка заряда. В процессе работы генератора питаются все потребители электроэнергии в автомобиле и осуществляется заряд батареи.

Для примера возьмем поездку на машине за городом по трассе в хорошую погоду с большой частотой вращения силового агрегата. В данных условиях генератором производится больше электроэнергии, чем необходимо всем потребителям. Остаток тока полностью уходит на заряд аккумуляторной батареи.

Негативные условия нагрузки для аккумуляторной батареи

Тут для примера приведем противоположные условия – машина едет по городу в холодную с туманом ночь. В этой обстановке вырабатываемой энергии не хватает на питание всех электроприборов сети (у авто включены фары, подогрев/обогрев и пр.). При нехватке производимого тока, для качественного питания потребителей энергия берется с батареи. За счет этого, батарея не только не получает заряд, а напротив, разряжается.

При слишком низких температурных значениях понижается способность батареи получать заряд.

Помните! В морозы частый пуск силового агрегата в коротких поездках отрицательно влияет рабочие характеристики АКБ.