Сколько пластин в аккумуляторе

Что нужно знать про АКБ

Назначение аккумулятора – запуск двигателя, а вот о другой функции – использовать как аварийный источник питания, знают немногие. В данной статье мы поговорим как обслуживать автомобильный аккумулятор и как происходит зарядка, а сначала разберем работу аккумуляторной батареи.

�� Принцип работы аккумулятора

Аккумулятор – это контейнер который состоит из шести отдельных секций. Каждая отдельная секция представляет собой отдельный источник питания (вырабатывает каждая секция около 2,1 В), внутри секции находятся две пластины (сделаны из свинца), положительная и отрицательная, отделенные друг от друга.

Масса аккумулятора состоит из: веса электролита, свинцовых пластин и соединений, и составляет примерно 16-17 кг.

В свинцовые пластины добавляют сурьму (для увеличения прочности пластин), но к сожалению наличие сурьмы ведет к выкипанию воды из электролита, из-за чего почти во все типы аккумуляторов надо доливать воду. Благодаря прогрессу количество сурьмы в пластинах удалось уменьшить, что привело к появлению малообслуживаемых и гибридных аккумуляторов.

Сама работа аккумулятора очень проста. На положительном электроде нанесена двуокись свинца (цвет темно-коричневый), на отрицательном – губчатый свинец (серого цвета), внутрь залит электролит – водный раствор серной кислоты. При начале работы (разрядка) активная масса отрицательного электрода превращается в сульфат цинка и отдает в электрическую цепь два электрона, активная масса положительного электрода также преобразуется в сульфат цинка, и принимает из электрической цепи два электрона.

Для преобразования в сульфат цинка, как положительного, так и отрицательного электрода, тратится серная кислота — уменьшается массовая доля электролита. При зарядке, все наоборот, а также идет образование серной кислоты и увеличивается массовая доля электролита.

�� Обслуживание аккумуляторной батареи

❗ Если у Вас инжекторный двигатель, то ни в коем случае, не снимайте аккумулятор с автомобиля при включенном двигателе. Это может привести: в лучшем случае к сбою работы компьютера, в худшем, к сгоранию!

Аккумуляторные батареи делятся на четыре типа: обслуживаемые, малообслуживаемые, гибридные и необслуживаемые (как выбрать аккумулятор для авто). Обсудим каждую по отдельности:

✔ Обслуживаемые – найти такие трудно, но возможно. По сравнению с другими у них очень много недостатков и мало плюсов, а именно: довольно-таки дорогая стоимость, эбонитовый корпус (очень хрупкий), сверху они заливаются мастикой, которая из-за перепадов температуры и загрязнения теряет свои изоляционные свойства (аккумулятор самопроизвольно разряжается, и очень быстро). Из плюсов можно отметить возможность замены блока пластин. Из минусов — с мастики надо регулярно сдувать (убирать) грязь и часто надо доливать воду, примерно каждые 5-7 тыс.км.

✔ Малообслуживаемые – представлены очень широко, цены на них варьируются, от очень дешевых до дорогих, корпус пластиковый и очень надежный, воду надо заливать примерно каждые 20-30 тыс.км.

✔ Гибридные – относятся к малообслуживаемым, за некоторыми но: решетки положительных и отрицательных электродов состоят из разных сплавов, таким образом «гибридные» аккумуляторы сочетают в себе положительные свойства двух технологий, а именно: высокие пусковые токи, низкий расход воды и «выносливость». Найти такие трудно, да и стоимость высоковата.

✔ Необслуживаемые – расход воды у таких аккумуляторов так мал, что крышек для залива воды уже нет, обслуживания не требуется никакого. Но есть несколько недостатков: надо проверять натяжение ремня генератора, исправность самого генератора, регулятора напряжения и отсутствие утечек тока в системе электрооборудования. Цена на них, как на качественные малообслуживаемые, и если Вы уверены в своем автомобиле – это идеальный вариант.

Категорически не рекомендуются глубокие заряды и перезаряды аккумулятора. Это ведет к сульфатации свинцовых пластин, т.е. на пластинах появляется накипь. После такого аккумулятор восстановлению не подлежит. Из-за этого регулярно замеряйте плотность электролита. Особенно это актуально зимой. О степени разряженности батареи можно судить по плотности электролита. 0,01 г/см3 – это примерно 6% заряда, изначальная плотность составляет 1,27 г/см3.

Заряжать батарею начинают летом – если разрядка составляет 50%, зимой – 25%. Если зимой плотность электролита упала до 1,20 г/см3, то электролит будет замерзать примерно при -20С.

�� Как происходит зарядка аккумуляторной батарей?

Не забывайте перед уходом из автомобиля выключать все электроприборы, иначе можете прийти к авто, а аккумулятор сел. Например, включенные габариты полностью разрядят аккумулятор примерно за 30 часов.

Зарядка автомобильного аккумулятора осуществляется двумя разными способами:

1. Аккумулятор стоит непосредственно в автомобиле, двигатель работает и генератор в рабочем состоянии, зарядка идет автоматически (чем больше держите обороты, а электроприборы по возможности не включаете, тем быстрее идет зарядка).

2. Вынимается аккумулятор и берется зарядное устройство, подключаются контакты минус к минусу, плюс к плюсу. Чем меньше зарядный ток, тем больше заряда получит батарея. Только не перегибайте, а то аккумулятор не «закипит» и через «месяц». Далее читаем инструкцию зарядного устройства, т.к. сейчас зарядное устройство – это настоящий миникомпьютер с кучей кнопок и свойств. Зарядных устройств великое множество, и тяжело выделить кого либо из производителей, отличаются они друг от друга, как ценой так и свойствами (сглаживание поступающего напряжения, гашение «скачков»).

❗ Не стоит опасаться неправильного подключения аккумуляторной батареи к зарядному устройству — они обладают защитой от дурака, которая сигнализирует о неправильной полярности подключения.

�� Сколько по времени происходит зарядка аккумулятора?

Аккумулятор считается полностью заряженным, когда электролит "закипел". В среднем зарядка идет около 8-10 часов, но время может сильно варьироваться, все зависит от изначального заряда батареи. После закипания нужно подождать минут 10-15 и отключить зарядное устройство, после чего аккумулятор считается полностью заряженным.

❗ Если аккумулятор вашего автомобиля был полностью разряжен до нуля, то надо учитывать тип зарядного устройства и его величину тока. Если зарядное устройство с током 10 А, то зарядка займет 6-8 часов, а например 15 А зарядное устройство зарядит ваш АКБ за 5-6 часов. Также, все современные зарядные устройства обладают автоматическим режимом, и сами выключаются при полном заряде батареи автомобиля.

Если аккумулятор был полностью посажен, и зарядное устройство позволяет выбрать величину тока заряда, то выбирайте минимальное, от 4 до 6А. Так ваш аккумулятор будет заряжаться не менее 12 часов, зато восстановиться заметно лучше, чем при быстром заряде.

После зарядки аккумулятора желательно его тщательно промыть и просушить, т.к. на корпус батареи может попасть кислота или грязь. Это может привести к своевременному разряду АКБ, т.к. его корпус пропускает напряжение. Это можно легко проверить — нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если оно отлично от нуля, то батарея пропускает напряжение и ее нужно промыть раствором соды. Только следите, чтобы данный раствор не попал в банки аккумулятора.

Сколько пластин в аккумуляторе

Про аккумулятор чаще всего мы вспоминаем тогда, когда не заводится автомобиль, а чтобы такая "приятная неожиданность" наступила с бОльшим опозданием, неплохо было бы соблюдать некоторые простые правила и кое-что знать об аккумуляторе.

Самая распространенная ошибка при появившихся сомнениях в аккумуляторе — это когда из-за низкой плотности электролита сразу возникает огромное желание добавить электролита. Однако, сделать это никогда поздно, поэтому не нужно торопиться. Попробуем перед доливкой ответить на вопросы:
— заряжен ли полностью аккумулятор?
— электролит какой плотности нам нужен?
— когда добавить лучше всего?
— сколько добавить?
— с помощью чего долить?

Кроме того, существует несколько простых правил "хорошего отношения" к аккумулятору, общий смысл которых сводится к "не навреди!" Чаще всего (так показала практика), несмотря на простоту вопроса, совершаются одни и те же ошибки. Как их избежать?

Для упрощения изложения сути проблем примем ряд допущений. Под аккумулятором будем понимать всю "коробку в целом", а не отдельные части (в автомобильном аккумуляторе их шесть), как это принято в специальной литературе. Отдельные же части будем называть банками, как и принято в обыденной жизни при диалоге "просто водителя" с "просто электриком". Данный материал адресован неспециалистам, носит описательный характер, максимально приближенный к пониманию обычного автолюбителя. Поэтому автор просит, по возможности проявить снисходительность к сделанным упрощениям и нестрогой терминологии.

Как устроен аккумулятор

Автомобильный 12-вольтовый аккумулятор состоит из 6 секций (блоков) пластин. Каждый блок в свою очередь состоит из отрицательных и положительных пластин, разделенных между собой специальными пластинами из непроводящего и кислотостойкого материала. Эти изолирующие пластины называются сепараторами. В корпусе аккумуляторной батарей имеется 6 отдельных банок, куда и устанавливаются блоки пластин. На дне каждой банки имеются ребра, на которые опирается секция пластин. Все секции пластин соединены последовательно между собой (внутри или снаружи), а крайние секции имеют конусные (для надежного соединения стартерных проводов) выводы различного диаметра. Плюсовые выводы обычно имеют больший диаметр, а на выводах как правило имеется обозначение "+" и "-".

Внимание: при установке нового аккумулятора на автомобиль (или при подключении к зарядному устройству) не поленитесь взять в руки вольтметр и проверить правильность полярности выводов — известны случаи заводского брака, когда диаметры выводов и обозначения не соответствовали действительности. Занимает такая проверка всего несколько секунд, но спасает от огромных потерь финансов и времени.

В каждую банку заливается строго определенное количество электролита определенной плотности. Максимальная плотность электролита зависит от климата района, где будет использоваться аккумулятор и может находиться в пределах 1,25 — 1,31 г/см 3 . Для примера рассмотрим все случаи эксплуатации аккумулятора в районах с температурой до минус 30 о С. Плотность электролита такого аккумулятора должна быть 1,27. Это справедливо только для полностью заряженного аккумулятора!

Зависимость плотности от климата объясняется тем, что чем больше плотность электролита, тем ниже температура его замерзания. Для примера приведем ориентировочные данные:

Плотность электролита,
г/см 3

Температура замерзания
о С

Что происходит в аккумуляторе, вариант "без науки"

Заряженный аккумулятор имеет плотность электролита 1,27. Признаки полного заряда: обильное газовыделение даже при малом зарядном токе, напряжение на батарее равно или более 14 вольт, плотность электролита не изменяется в течение 2-3 последних часов.

При разряде кислота из электролита в результате всяческих процессов переходит из жидкого состояния (электролит) в твердое соединение на пластинах аккумулятора, и каждое уменьшение плотности на 0,01 ед. равно 6% потери "силы" аккумулятора, т. е., грубо говоря, расходование 100% силы аккумулятора приводит к уменьшению плотности на 0,16 — 0,17 ед., а это значит, что в разряженном аккумуляторе плотность составляет 1,27-0,17=1,1. При заряде происходит обратный процесс: кислота из "твердых" соединений на пластинах переходит в жидкое состояние, следовательно, плотность при заряде повышается.

Суммируем вышеизложенное: если при заряде и разряде плотность меняется именно так в каждой банке, то можно, с большой долей уверенности, сказать, что аккумулятор "здоров". Образно об этом можно сказать, что при заряде и разряде АКБ "дышит". Нужно помнить о том, что зарядка большим током приводит к разрушению вещества пластин и выпадению его на дно банки, а значит, при заряде некоторая часть кислоты уже не будет восстановлена, т. е. не повысится плотность (вот и причина недостаточной плотности заряженной АКБ).

Теперь про плотность, учитывая, что кислота тяжелее воды…

Пусть у нас имеется новый, исправный и заряженный аккумулятор, который некоторое время уже простоял без зарядки. Кислота, присутствующая в растворе каждой банки (электролит), постепенно опускается на дно банки, в результате плотность верхнего слоя электролита уменьшается. Какая ошибка может быть сделана перед установкой и эксплуатацией этой АКБ? Неправильно замерим плотность и поспешим добавить электролит. В дальнейшем это приведет к сокращению срока эксплуатации аккумулятора.

Вывод: прежде чем что-либо добавить в аккумулятор, его нужно полностью зарядить!

Что происходит при длительном хранении аккумулятора без зарядки?

При хранении аккумулятора (полностью исправного) происходит естественный саморазряд, даже если не подключены никакие потребители. Считается (так было по ГОСТам), что первые 14 суток хранения приводят к потере емкости до 10%. Если аккумулятор уже был в эксплуатации, то саморазряд будет, естественно, больше. Имеется еще ряд причин, ускоряющих процесс саморазряда:
— замыкание выводов аккумулятора по поверхности из-за загрязнения и электролита;
— частичное замыкание осыпавшейся активной массы пластин в процессе эксплуатации;
— образование паразитных токов (такое явление может быть внутри любой секции АКБ; основная причина — попадание примесей вместе с электролитом или водой);
— разная плотность электролита в верхних и нижних слоях банки (естественное во времени разделение или доливка воды) — это приводит к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь вызывают сульфатацию пластин (пластины становятся более светлыми, вплоть до образования явно белых участков), а, значит, еще большие уравнительные токи.

Что можно сделать, чтобы уменьшить саморазряд?

1. Поверхность аккумулятора должна быть чистой.
2. Зарядка аккумулятора и разрядка должны быть такими, чтобы активная масса пластин осыпалась как можно меньше (как — рассмотрим чуть ниже).
3. Для доливки воды и электролита используем только чистую посуду. Эту посуду не используем ни для каких других целей.
4. В качестве дистиллированной воды не использовать случайно полученную от кого-то и где-то воду.

Пример из практики: в специализированной лаборатории для проверки чистоты приготовленной дистиллированной воды была взята "условно" чистая бутылка (подозреваю, что кроме водки там раньше ничего не было). Двукратное ополаскивание бутылки дистиллированной водой оказалось недостаточным, чтобы анализ стал удовлетворительным. Только третья проба воды и ополаскивание этой бутылки в количестве 7 (в сумме) раз дали положительный результат! Отсюда получаем ответ, что для дистиллированной воды используем только чистую посуду.

Для любознательных о саморазделении легких и тяжелых жидкостей: известно, что спирт и вода — это две жидкости, наиболее хорошо растворяющихся друг в друге (смешиваются в любых пропорциях). Попробуйте капнуть в такой раствор несколько капель, скажем, авиационного бензина, в результате увидите сразу (размешать/раскрутить можно), чего и сколько было смешано (пить нельзя — только смотреть. )

Внешний признак былой загрязненности электролита: жирный контур по верхнему уровню электролита на внутренней поверхности банки. Виден такой контур только после разборки аккумулятора.

Заряд, разряд.

Разряжаем… Каждая банка аккумулятора, находящегося в покое, имеет э. д. с., не зависящую от его заряженности и определяемую эмпирической формулой: Е = y + 0,84, где y — плотность электролита при + 15 о С. Аккумулятор состоит из 6 банок. Берем калькулятор и считаем, что получилось: (1,1 + 0,84) * 6 = 11,64 В — на разряженном аккумуляторе и без какой-либо нагрузки (в состоянии покоя).

Разряжать аккумулятор можно:
— до 1,7 В на каждой банке, т. е. до 1,7 * 6 = 10,2 В при разрядном токе, равном 1/10 емкости аккумулятора — применяется при проверке (равно и "режим без зарядки");
— до 1,75 В на каждой банке, т.е. до 1,75 * 6 = 10,5 В при разрядном токе, равном 1/20 емкости аккумулятора — для проверки емкости АКБ и "режим без зарядки";
— до 1,5 В на каждой банке при стартерном режиме и начальной температуре электролита около +25 о С (стартерный режим при "горячей" АКБ, всего до 1,5 * 6 = 9 В;
— до 1,0 В на каждой банке при стартерном режиме и начальной температуре электролита около минус 18 о С (стартерный режим в холодную погоду), всего = 6 В.

Для чего нужно знать эти вольты?

1. Появилось как бы несоответствие в данных — напряжение на разряженном аккумуляторе равно 11,64 В, а разряжать током 1/10 емкости можно до 10,2 В. Появилась возможность понять: сколько "силы" у нашего аккумулятора. Каждый аккумулятор имеет внутреннее сопротивление r_АКБ или потери напряжения внутри аккумулятора, тогда общее напряжение на аккумуляторе при заряде больше, чем э. д. с., на величину I_зар * r_АКБ, а при разряде — напряжение на аккумуляторе будет меньше его э. д. с. на величину I_разр * r_АКБ. Значит, разница в вольтах при разряде и заряде объясняется внутренним сопротивлением аккумулятора, в том числе и состоянием его пластин. При этом (пока) не рассматриваем процессы, происходящие непосредственно на поверхности пластин в момент разряда.

2. Получили некоторые значения напряжения на аккумуляторе при стартерном режиме и пуске в холодную погоду (тот самый момент, когда стартер уже не крутит и пора "прикуривать").

Внимание! Все соединения должны быть надежными, исключающими искрение! Не допускается открытый огонь (например, при ремонте или контроле уровня электролита)! Аккумулятор выделяет взрывоопасный гремучий газ!

Конечное (предельное) напряжение на каждой банке аккумулятора около 2,4 В (в этот момент начинается сильное газообразование или "кипение" аккумулятора). Конечное напряжение на аккумуляторе будет около 2,4 * 6 = 14,4 В (пока не рассматриваем процессы, происходящие на поверхности пластин). Это будет при зарядке аккумулятора, как на автомобиле, так и зарядным устройством.

Вспоминаем (см. выше), что при зарядке происходит повышение плотности электролита за счет выделения кислоты (перехода из пластин в раствор). Поэтому, когда через некоторое время после окончания заряда напряжение установится, оно станет равным (1,27 + 0,84) * 6 = 12,66 В.

Количество затраченной на заряд энергии на 10-15% больше, чем аккумулятор отдал при разряде.

Внутреннее сопротивление аккумулятора — r_АКБ — складывается из сопротивления пластин, сепараторов и сопротивления электролита. Основной составляющей является сопротивление электролита, его электропроводность ниже, чем у пластин. Сопротивление электролита зависит от его температуры и плотности. Сопротивление электролита в диапазоне температуры от +30 о С до -30 о С увеличивается почти в девять раз! Сопротивление пластин увеличивается по мере разряда и уменьшается по мере заряда. Сопротивление пластин аккумулятора зависит еще от размеров и конструктивных особенностей самих пластин.

Что происходит в аккумуляторе, вариант "с наукой"

Для полноты картины нужно рассмотреть процессы заряда и разряда чуть подробнее.

Процесс разряда

— Основной состав отрицательных пластин — свинец Pb — при разряде преобразуется в PbSO4, при этом пластины чуть светлеют.
— Основной материал положительных пластин — перекись свинца PbO₂ — при разряде преобразуется в PbSO4, цвет пластин меняется из темно-коричневого в коричневый.
— В разряде принимают участие только поверхностные слои пластин, так как электролит к глубоким слоям пластин проникает в намного меньшем количестве.
— Образование PbSO4 и отложение его в поверхностных слоях пластин еще больше затрудняет доступ электролита к внутренним слоям. Общее количество активной массы, находящейся "в работе" — около 50%, т. е. часть Pb и PbO₂ "не работает".
— Одновременно идет выделение воды H₂O и уменьшение плотности электролита. Этот процесс идет на поверхности и в поверхностном слое положительных пластин. Плотность электролита здесь всегда будет меньше. Чем удаленнее электролит от пластины, тем выше его плотность. Образуется некоторое падение э. д. с. на величину уменьшения плотности в поверхностном слое пластин. Это и есть тот самый процесс в поверхностном слое, о котором говорилось выше. Чем лучше циркуляция (диффузия) электролита возле поверхности, тем быстрее компенсируется (но лишь частично) недостаток кислоты, а, значит, и э. д. с.

Что препятствует лучшей циркуляции электролита: уменьшенная плотность, снижение температуры электролита и загрязнение пластин. Стало быть, перечисленные факторы не помогают аккумулятору отдавать (а "отдавать" нужно быстро) энергию, а мешают. Если хотим, чтобы аккумулятор работал, придется соблюдать все правила или платить деньги за новый аккумулятор.

Напряжение на банке аккумулятора при разряде: U = y + 0,84 — I_разр * r_АКБ — Ê, где Ê — уменьшение э. д. с. в поверхностном слое пластин. При дальнейшем разряде наступает момент, когда кислоты будет недоставать, при этом химическая реакция в банке аккумулятора изменится, и начнется образование Pb(OH)₂. Данное соединение (гидроокись свинца) при заряде обратно преобразовываться не будет. Более того, при взаимодействии с электролитом начинается процесс сульфатации — образование крупных кристаллов PbSO₄ , которые плохо восстанавливаются в Pb и PbO₂ при зарядке.

Вывод: чем больше разрядим (сверх допустимого) аккумулятор, тем хуже будет идти процесс заряда. Каждый глубокий разряд добавляет болезней и "отнимает силу" от аккумулятора. Нерабочая часть вещества пластин будет увеличиваться с каждым разом. Когда наш аккумулятор "крепко подсел", то нужно подумать: а есть ли смысл надеяться на "крутану еще разок"?

Если прекратить разряд при напряжении 1,7 — 1,75 В, э. д. с. аккумулятора возрастает до 1,95 В после окончания процессов в поверхностных слоях пластин.

Процесс заряда

— При заряде начинается процесс восстановления кислоты, т. е. повышается плотность электролита, процесс идет на поверхности и в поверхностном слое пластин, опять появляется "прибавка" к э. д. с. на величину Ê (смотрим процесс разряда, там было уменьшение э. д. с. на такую же величину).
— Наступает момент, когда большая часть активной массы пластин преобразуется в Pb и PbO₂, и на пластинах начинается интенсивное выделение пузырьков газа (нейтрализовавшиеся ионы водорода и кислорода, они не вступили в реакцию, т. к. сильно уменьшилось количество PbSO₄, которое нужно было "восстановить" в процессе зарядки).
— Процесс нейтрализации ионов водорода, начинающийся при напряжении на банке аккумулятора около 2,4 вольт, проходит весьма интенсивно. Наступает такой момент, когда возникает некоторое количество "лишних" ионов водорода (правильнее — не успевших нейтрализоваться). За счет этого создается дополнительная э. д. с. равная примерно 0,33 В. Напряжение на банке возрастает до 2,7 вольта (ВНИМАНИЕ! См. ниже).
— Напряжение на банке аккумулятора равно U = y + 0,84 + I_зар * r_АКБ + Ê.
— После выключения зарядки напряжение на банке уменьшается сначала на величину I_зар * r_АКБ (мы выключили ток зарядки), затем возле пластин нейтрализуются ионы водорода, которые давали прибавку 0,33 В, и напряжение снижается на эту величину. Далее напряжение еще несколько уменьшится за счет выравнивания плотности электролита в поверхностном слое пластин. Конечное значение напряжения: U = y + 0,84.

Внимание! Увеличение напряжения на каждой банке аккумулятора на 0,33 вольта из-за наличия не успевших нейтрализоваться ионов водорода иногда приводит к трудным ситуациям в диагностике "правильности зарядки". Если в автомобиле имеются потери в цепи управления генератором (на реле-регулятор "пришли не все вольты"), то генератор начинает вырабатывать несколько большее напряжение, это, в свою очередь, приводит к более раннему появлению добавки 0,33 В (добавка не возникает скачком — "вся сразу"). Восстановление всех контактов по цепи зажигания, уменьшение потерь на массовых проводах и временная замена аккумулятора заставляют иногда изменить мнение о "плохом" реле-регуляторе. Основная составляющая "прибавок" напряжения на банке U = y + 0,84 + I_зар * r_АКБ + Ê, которая существенно зависит от состояния пластин (при прочих равных условиях), это I_зар * r_АКБ. При стандартном напряжении зарядки (реле-регулятор и генератор исправны) завышенное напряжение на аккумуляторе будет зависеть от состояния пластин и проч., т. е. от r_АКБ.

Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах и соответствует некоторому количеству электричества (это про емкость говорится — "у аккумулятора нет силы"), которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде его постоянным по величине током до определенного (конечного) значения напряжения.

Примечание: процесс определения емкости рассматриваем только с практической точки зрения: чтобы принять решение о целесообразности его дальнейшей эксплуатации. Данное описание определения емкости не является стандартом для измерения или подтверждения параметров, гарантированных изготовителями, а имеет лишь оценочный характер. Далее выражения типа "ток 0,05С_АКБ" или "0,05 номинальной емкости" означают, что численное значение тока в амперах должно быть равно 0,05 от численного значения емкости аккумулятора в ампер-часах.

Для проверки емкости аккумулятора С_АКБ его сначала полностью заряжают, затем разряжают током, равным 0,05 номинальной емкости до напряжения 1,75 * 6 = 10,5 вольт. Произведение силы тока на время разряда равно емкости аккумулятора. Если проверка проводилась при +25 о С, то это будет действительная емкость, в противном случае полученное значение емкости нужно пересчитывать, используя температурную поправку.

Емкость аккумулятора зависит от:
— силы разрядного тока;
— температуры и чистоты электролита;
— материала пластин и его чистоты;
— пропускаемости (пористости) пластин;
— количества отработанных часов.

Емкость, определенная при 20-часовом режиме, больше емкости при 10 часовом режиме (на величину до 15%), т. к. при более длительном разряде работают более глубокие слои активной массы пластин.

При 10 часовом режиме разряда работает около 50% активной массы пластин, а при стартерном режиме — около 15%.

В режиме стартера процессы на пластинах из-за значительных токов сильно ускоряются: быстрее образуется большое количество воды в поверхностном слое пластин, в это же время возле поверхности пластин находится более плотный электролит, поэтому процесс в поверхностных слоях более интенсивен по сравнению с глубинными слоями. Образующийся PbSO₄ еще больше затрудняет доступ электролита к глубинным слоям активной массы пластин, происходит значительное снижение напряжения внутри аккумулятора (I_разр * r_АКБ), из-за чего стартерный разряд приходится прекращать раньше (при малом напряжении стартер не способен работать с достаточной для пуска мотора мощностью).

При снижении температуры электролита емкость аккумулятора (при разряде током 0,05С_АКБ) уменьшается на 1% на каждый градус уменьшения температуры, а при больших, т. е. стартерных токах — на еще большую величину. Например, при минус 15 о С снижение емкости может достигать до 40% при токах разряда 0,05С_АКБ, (что приблизительно соответствует току одной нити фарной лампы). При повышении температуры до +45 о С емкость аккумулятора возрастает на 10 — 15%, но при этом происходит значительное осыпание активной массы и коробление пластин, что, в свою очередь, приводит к частичному или полному замыканию пластин.

О ремонтной технологии и профилактических проверках

Как поправить здоровье аккумулятора?

Иногда, а вернее, очень часто можно наблюдать следующее: при нормальной зарядке на автомобиле имеется подозрение, что аккумулятор слаб. В этом случае делается попытка дозарядить его на зарядном устройстве, что совершенно не меняет дела, т. к. зарядка на а/м не отличается от зарядки специальными устройствами. Если не помогла зарядка от генератора, то почему поможет зарядка зарядным устройством?

Болезни аккумулятора можно было лечить на АКБ старой конструкции, так называемых "разборных", где каждую банку можно было открывать, не нарушая других. Технология лечения построена на заряде и разряде малыми токами, около 1/20 от емкости АКБ, причем сначала делается полный дозаряд, затем медленный разряд до минимально разрешенного уровня. Сливается электролит, вместо него заливается дистиллированная вода, и заряд уже производится с водой. После чего вода опять выливается, меняется на электролит, и АКБ снова разряжается. При этом каждый раз выливая из неё то электролит, то воду, мы избавляемся от всевозможных примесей, мешающих работе аккумулятора. Если после 3-4 циклов емкость не увеличилась, то аккумулятор придется заменить на новый.

Сегодняшняя ситуация полностью исключает такой дорогостоящий эксперимент, к тому же и аккумуляторы современные немного другие по конструкции. Поэтому самое разумное — это сделать несколько циклов заряд-разряд без замены электролита. Иногда это помогает. Конечно, самое рациональное — это правильная эксплуатация и элементарный уход.

В чем опасность такой замены электролита на неразборных аккумуляторах? Очень велика вероятность замыкания пластин выпавшими в осадок остатками активной массы. Кроме того, как показала практика, такая технология ремонта помогала в очень большом количестве случаев, но только при полном освобождении корпуса от остатков (осадка на дне), вплоть до механической чистки стенок и ребер, на которые опираются пластины.

Поэтому самое реальное, что можно сделать — это какое-то количество тренировочных циклов заряд-разряд, по окончании чего уже уверенно решается вопрос: что добавить, кислоту или воду.

Что добавить в аккумулятор, находящийся на автомобиле, если мы не проводили никаких замеров и проверок (как при тренировочном цикле)? Когда добавить воду и почему только воду?

Итак, уровень электролита понизился. Что добавить? Очень кстати заметить, что кислота в процессе работы аккумулятора может только выпадать в осадок при разрушении активного вещества пластин (разумеется, в связанном виде). Кроме того, количество кислоты и активного вещества пластин (которое и участвует в процессе работы или заряда-разряда) соответствуют друг другу. Поэтому, если часть вещества пластин выпала в осадок (пластины частично разрушились), то и часть кислоты уже не восстановится при зарядке. Что же произойдет, если мы в таком случае добавляем кислоты для восстановления плотности до нормы? Получится, что добавленная кислота будет лишней, т. е. емкости не добавится. Практически тренировочные циклы могут, конечно, немного улучшить ситуацию.

А что происходит с водой? Она-то как раз и испаряется в процессе заряда-разряда, поэтому нужно добавлять дистиллированную воду. Уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше уровня пластин. Иногда в аккумуляторе есть специальные метки — уровни электролита. Необходимо только помнить, что при заряде уровень электролита несколько повышается, поэтому, если мы чуть-чуть переборщим с водой, то высокий уровень и "кипение" при зарядке приведут к выбросу электролита на поверхность через отверстие в пробке. Это в свою очередь вызовет загрязнение поверхности аккумулятора, разрушение клемм, потерю электролита (и заряда). Такой беды удается избежать, если воду доливать после поездки (только что закончился заряд и уровень электролита максимальный). Добавленная вода будет перемешиваться с уже имеющимся электролитом не менее 3 часов, поэтому после долива воды раньше, чем через 3 часа зарядки, плотность замерять не имеет смысла. При сильном морозе (добавили воду после поездки) даже возможно замерзание верхнего слоя электролита, что приводит к порче аккумулятора. Зимой воду нужно добавлять перед поездкой, но тщательнее контролировать уровень, чтобы не переборщить.

Разряженный аккумулятор нельзя оставлять на морозе (замерзнет!), нужно снимать с автомобиля и нести в теплое помещение.

Замерзшим аккумулятором нельзя пользоваться до оттаивания (пуск стартера, заряд и т. д.). Замерзшая, а так же сильно разряженная АКБ при пуске стартера выделяет очень взрывоопасный газ, любая искра в аккумуляторном отсеке может привести к взрыву.

Как очистить разрушенные кислотой детали или нейтрализовать пролившуюся кислоту?

Делается это при помощи раствора обыкновенной пищевой соды, той самой, что используется в кулинарии. Кто хоть один раз это попробовал, тот убедился в эффективности способа. Растворять соду лучше в горячей воде, т. к. при растворении сода поглощает тепло и каждая новая порция соды, добавленная в раствор, растворяется все хуже и хуже. Не следует торопиться, отворачивая сильно окисленную клемму (стяжной болт), можно пропитать сильным раствором какую-нибудь тряпку и положить ее на клемму. Дальше результат зависит только от времени и количества соды. Наконечники клеммных проводов после опускания в такой раствор выглядят как новые! Нельзя допускать попадание такого раствора в банки АКБ.

Теперь, когда мы знаем чуть больше о возможном напряжении на аккумуляторе при разрядке и зарядке, можно определиться с такой непростой ситуацией, как "прикуривание". Однозначно ответить "да" можно только на вопрос: "Существует ли опасность для электросистемы автомобиля".

Давать "прикуривать" или нет, каждый должен решить сам!

Где опасности?

1. Ничего не известно о состоянии стартера и качестве проводов/клемм у нуждающегося в помощи.
2. Неизвестно ничего и про аккумулятор: крутил ли утром стартер, степень разряженности; последние попытки могли привести к переполюсовке отдельных банок.
3. Хорошо ли заводится данный автомобиль вообще — чем дольше затянется процесс, тем больше вероятность того, что завтра вы будете вкладывать деньги в свой автомобиль.

Есть различные рекомендованные способы прикуривания. Попробуем выбрать наиболее безопасный с учетом всего изложенного выше материала. Для начала несколько фактов.

Замеряем вольтметром напряжение на аккумуляторе, подключаем аккумулятор к зарядному устройству и контролируем ток заряда, чтобы получить предварительные данные для раздумий.

Начальное напряжение до включения зарядки 12,6 В.

Включаем зарядку, замеряем — 12,75 В и 10 А, добавляем напряжение — 12,92 В, ток уже 15 А.

Взглянем на эти данные при решении вопроса: как "прикуривать" — вместе с генератором донора или без оного.

При включении стартера на "больном" автомобиле (подразумеваем, что вспомогательные провода подключены к донору) напряжение упадет до 10 вольт. Это в лучшем случае! Самая благоприятная ситуация складывается тогда, когда "больной" начинает "схватывать". Т. е. двигатель "прикуриваемого" автомобиля пытается заводиться. В это время ток потребления стартера будет минимальным. А если "больной" не издает ни одного приятного звука, то напряжение на его аккумуляторе будет еще меньше, чем 10 вольт. При "прикуривании" нужно использовать провода с большим сечением для наилучшей помощи. Тогда (при включенном генераторе на автомобиле-доноре) генератор донора будет стремиться компенсировать падение напряжения более 4 вольт (реально более 5 — 6 вольт) и работать в режиме максимальной токоотдачи! Опасно, однако. А броски напряжения при ситуации: "больной схватил/не схватил"? Святая обязанность генератора — компенсировать потери напряжения, только он (генератор) не ведает о том, кто его на это подрядил!

Предлагаемый сценарий прикуривания

Заглушаем автомобиль-донор и абсолютно все там выключаем.

Провода вспомогательные обязательно подсоединяет один человек, причем в руках у него только один провод. По принципу: управился с одним, тогда берись за другой, меньше шансов перепутать (когда в руках два провода, а первый присоединен ошибочно/неправильно, то второй подсоединяется уже без особых раздумий).

Теперь заводим автомобиль-донор и терпеливо ожидаем 10 — 15 или более минут. Если решили, что заряжать достаточно, то перед включением стартера "больного" ОБЯЗАТЕЛЬНО заглушаем двигатель донора и все там выключаем. Если этого не сделать, то ОЧЕНЬ велик шанс нанести вред электрооборудованию донора, т. к. в режиме "стартера" велики броски напряжения, что может вывести из строя "умную" электронику или перегрузить генератор. Еще один плюс: при таком варианте прикуривания не принимает участия перемычка кузов-двигатель автомобиля -донора, стало быть, меньше аварийных путей прохождения токов!

При зарядке донором на средних оборотах двигателя при токе заряда ампер 30 аккумулятор "больного" за минуту получит заряд в количестве: 1/60*30= 0,5 А/час, да и то только, если этот заряд будет при 100% КПД. Пусковой ток стартера будет ампер 200, не меньше, тогда этих 0,5 А/ч в самом лучшем случае хватит на 9 секунд работы стартера. А у нас случай плохой: способность аккумулятора выдавать 200 А падает довольно нелинейно с потерей заряда. Учитывая эти 9 сек, можно планировать, сколько времени отведем на "безопасную для себя помощь".

Что теперь у нас есть: АКБ подзаряжена, автомобиль-донор заглушен, все его системы выключены, вспомогательные провода имеют хороший контакт.

Пробуем делать пуск, при неудачной попытке в выше перечисленном порядке повторяем процедуру зарядки, увеличив немного время заряда.

Если пуск прошел удачно, то вспомогательные провода отсоединяем по одному в обратном порядке. Пуск от собственных аккумуляторов (на бывшем "больном" автомобиле) можно пробовать через 10-20 мин работы двигателя. За это время, если АКБ способна заряжаться, она получит достаточный заряд, к тому же еще остается шанс воспользоваться помощью донора. Такой пуск покажет, какой беды можно ожидать при некотором отдалении помощника.

Коротко о главном

У заряженного аккумулятора плотность электролита 1,27 г/см 3 , у разряженного до нормы — около 1,1 г/см 3 . Чем меньше плотность электролита, тем больше шансов его превращения в лед на морозе. Не оставляем разряженный аккумулятор на морозе, а замерзший не пытаемся заряжать!

При стартерном режиме работает около 15% активной массы пластин, а аккумулятор отдает около 25% емкости. С увеличением минусовой температуры величина отдаваемой аккумулятором энергии снижается.

Окисление наконечников проводов и выводов аккумулятора происходит при попадании на них электролита. Все соединения должны быть чистыми и надежно закрепленными. При одевании наконечника стартерного провода не прибегайте к ударам. Размеры наконечников и выводов должны соответствовать друг другу, а при ударе возрастает риск нарушить герметичность вокруг вывода аккумулятора.

Провод массы и стартера должен быть достаточной длины, чтобы не отламываться от стартера или создавать механических усилий на выводах аккумулятора при качании мотора на подушках. Сам аккумулятор должен быть надежно закреплен и не должен двигаться отдельно от автомобиля.

Если у нас аккумулятор открытого типа, то образовавшиеся в мастике трещины поддаются ремонту, но самый наилучший вариант — удалить старую мастику и залить снова. Нельзя при этом использовать открытое пламя.

Поверхность аккумулятора должна быть сухой и чистой, разлившийся электролит нужно сразу нейтрализовать.

Если аккумулятор перестал работать, то не спешим добавлять воду, это уже поздно и не поможет сразу. Нужно провести тщательную проверку, а уж потом что-либо наливать.

Аккумулятору нужна только правильная плотность электролита и правильная зарядка, любые отклонения ему не на пользу. Повышение напряжения зарядки на 10% сокращает срок службы аккумулятора в 2 — 2,5 раза.

Устройство, назначение и функционал аккумулятора

Основная функция аккумулятора – подавать электричество на свечи зажигания для запуска двигателя. Также работает как стабилизатор напряжения и дополнительного источника питания для электрических приборов при выключенном двигателе.

Аккумулятор — электрохимический прибор, он не хранит электрическую энергию, а производит ее в результате реакции химических элементов. Два разнородных металла в виде пластин помещаются в кислотную среду. При подключении потребителей электроэнергии, между пластинами возникает разность потенциалов, и вырабатывается электрический ток.

Основная функция аккумулятора – подавать электричество на свечи зажигания для запуска двигателя. Также он работает как стабилизатор напряжения и дополнительного источника питания для электрических приборов при выключенном двигателе. Количество электроэнергии, которую аккумулятор производит — ограничено.

Назначение:

• Двигатель не работает. Подает электрический ток на источники света, радио и другие электрические системы.

• Двигатель заводится. Электрический ток от аккумулятора подается на свечи зажигания, чтобы запустить двигатель.

• Двигатель запущен. Аккумулятор действует как стабилизатор напряжения, когда генератор выдает напряжение больше требуемого. В случае, когда генератор не справляется с нагрузкой, аккумулятор восполняет недостаток напряжения и используется как альтернативный источник питания для электрических приборов.

Демо-пример курса от Учебного Центра auto3n:

Учебный центр Auto3N представляет курсы для обучения специалистов по продаже автозапчастей. Пройдите вебинары, тренинги и электронные курсы, и проверьте знания по тестам.

Устройство аккумулятора

Полярность

Аккумуляторы, произведенные в разных странах, отличаются по расположению положительных и отрицательных клемм. Если установить на автомобиль аккумулятор с обратным расположением клемм, то можно повредить батарею и электрические системы автомобиля.

Срок эксплуатации и циклы заряд-разряд.

Срок эксплуатации аккумулятора определяется количеством циклов заряд-разряд, а не временем. Единого срока эксплуатации аккумуляторов нет, производители указывают срок эксплуатации, исходя из технических характеристик конкретно этой модели аккумулятора. Этот показатель зависит от условий эксплуатаций: чем глубже разряжается батарея, тем меньше циклов возможно воспроизвести.

Характеристики циклов заряд-разряд приводятся до момента сохранения 60% изначальной емкости. Например, производитель приводит количество циклов 600 при 60% разряде. Значит, через 600 идеальных циклов заряд-разряд (т.е. при температуре 20С) полезная емкость аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Для AGM аккумуляторов срок службы обычно указывается 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц — около 8.

Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов варьируется от 300 до 3000 циклов.

Рекомендуется не превышать степень обычного разряда аккумулятора более чем на 20-30%, а глубокого – на 70%.

Особенности работы аккумулятора в зимнее время.

При холостом режиме зимой, например, в пробке, аккумулятор быстро разряжается. Фары, вентиляторы, обогреватели стекол забирают больше тока, чем вырабатывает генератор. Поэтому на 30 минут в пробке нужно 20 минут езды, чтобы восстановить аккумулятор.

Признаки неисправной батареи:

• Преждевременное снижение уровня электролита. Означает, что пластины сульфатируются, и во время зарядки вода в электролите превращается в отдельные газы водорода и кислорода.

• Чрезмерная коррозия кабелей или соединений аккумуляторной батареи. Коррозия более вероятна, если батарея сульфатирована. Когда батарея заряжается, кислотные пары вытесняются из вентиляционных отверстий и оседают на кабелях аккумулятора, иногда на отсек под аккумулятором.

• Двигатель работает медленней нормального режима. Когда емкость батареи снижается из-за износа или повреждения, аккумулятор не может обеспечить необходимый ток для запуска двигателя, особенно в холодную погоду.

Причины поломок аккумуляторов:

1. Низкий уровень электролита. При низком уровне электролита сульфаты затвердевают и сопротивляются химическому действию. Уровень электролита снижается из-за утечек в корпусе, превышения мощности при зарядке или редкому сервису – редко доливали воду.

2. Вибрация. Аккумулятор удерживается на месте дополнительными креплениями, который предотвращает вибрацию. Чрезмерная вибрация ослабляет соединения, повреждает корпус и внутренние компоненты.

3. Полный цикл заряда-разряда. Не следует допускать полной разрядки аккумулятора. Повторяющиеся циклы полной разрядки и полной зарядки аккумулятора ведут к потери активных веществ с положительной пластины и снижает срок эксплуатации аккумулятора.

4. Коррозия. Пары электролита и конденсат от выделения газа из электролита приводит к коррозии выводов аккумулятора, клемм и соединений. Коррозия увеличивает электрическое сопротивление, создает утечку тока и снижает эффективность зарядки.

5. Чрезмерная зарядка. При чрезмерной зарядке образуются пузырьки газов и аккумулятор может «вскипеть». Газообразование снижает количество активных веществ в пластинах и способствует быстрому расходу воды. При это выделяется тепло, которое деформирует пластины.

6. Высокая температура. Тепло от чрезмерной зарядки или от двигателя уменьшает рабочий срок аккумулятора.

Свинцово кислотный аккумулятор

Свинцово кислотные аккумуляторные батареи изобретены более полутора столетия назад и до сих пор широко используются. Их устанавливают во многих видах транспорта и применяют как дополнительные источники питания. Доступность материалов и автоматизация производства позволяют производить аккумуляторы, достойной альтернативы которым пока что не разработано.

Устройство

Прямоугольный корпус состоит из нескольких секций, которые герметично отделены друг от друга и заполнены серной кислотой — электролитом. В нее погружены токоотводящие решетки электродов, разделенные между собой сепараторами. Каждый электрод включает в себя несколько пластин, соединенных параллельно. Соединение однополярных электродов между отсеками батареи выполняется последовательно.

Основные элементы АКБ:

1. Корпус АКБ. Выполнен из кислотостойкого диэлектрического полимера (полиэтилен, полипропилен и подобные им).
2. Токоотводящая решетка отрицательного электрода (часто изготавливается из губчатого свинца).
3. Сепаратор для отделения решетки положительного и отрицательного электродов (пористый кислотостойкий диэлектрик).
4. Токоотводящая решетка положительного электрода, выполненная из двуокиси свинца.
5. Баретка. Параллельно соединяет пластины одной полярности.
6. Опорные элементы для создания зазора между электродами и дном корпуса. Зазор позволяет оседать отслоившемуся реагенту решетки.
7. Крышка.
8. Заглушка заливного отверстия.
9. Положительный вывод.
10. Перемычка. Соединяет блоки пластин одной полярности.
11. Отрицательный вывод.

Базовая конструкция свинцовых АКБ с момента изобретения не претерпела существенных изменений. Некоторые усовершенствования коснулись покрытия токоотводящих пластин, структуры и материала сепараторов, а также консистенции электролита.

Необслуживаемая свинцово кислотная батарея

На положительных пластинах обычной свинцово кислотной АКБ при завершении зарядки образуется кислород, который впоследствии может перераспределяться на отрицательных решетках. Однако большая часть кислорода не успевает раствориться в электролите и испаряется с его поверхности, после чего выводится через вентиляционные отверстия.

В необслуживаемых свинцово кислотных аккумуляторах эта проблема решена за счет микроскопических полостей в сепараторе, которые способствуют практически моментальному газообмену между пластинами и последующей рекомбинации выделяющихся газов. Благодаря этому возможно изготовление устройств с герметизированным корпусом. Электролит в них практически не испаряется, нет надобности доливать воду, а срок службы больше, чем у обслуживаемых аналогов.

Аккумуляторы с гелеобразным электролитом и AGM

Распространение получили две технологии удержания газов в электролите – AGM и GEL. В сепараторах AGM-устройств используют пористое стекловолокно – стекломат. Второй вариант подразумевает применение гелеобразного электролита. Основным реагентом в обоих случаях является десятипроцентный раствор H2SO4.

При нормальной эксплуатации оба типа батарей практически герметичны, не испаряют газов и в случае повреждения корпуса электролит у них не вытечет.

Емкость свинцового АКБ

Это один из основных параметров АКБ. Определяет электроэнергию, которою возможно получить от максимально заряженной батареи, разряжая ее до напряжения, определенного изготовителем.

Показатели емкости выражаются произведением количества тока (в амперах) на временной интервал в часах. Номинально, автомобильная АКБ емкостью 60 Ah должна в течение часа разряжаться током в 60A при напряжении 12v.

Можно предположить, что при изменении силы тока длительность функционирования изменится пропорционально. То есть при токе в 120A время работы составит порядка 30 мин. Что не соответствует действительности, так как сила тока при разряде напрямую влияет на емкость свинцово кислотных аккумуляторов. Например, при стартерных нагрузках в 255A емкость уменьшается более чем в два раза и для батареи в 60 Ah составит всего 25Ah. Что касается малых токов (2,75A), здесь будет наблюдаться незначительный прирост (примерно +5 Ah).

Помимо силы разрядного тока, емкость свинцово кислотных АКБ зависит от следующих факторов:

• Плотность электролита (процентное содержание серной кислоты). Более плотный электролит увеличивает емкость положительных электродов, но несколько снижает у отрицательных (особенно при низких температурах). К тому же ресурс положительных пластин сокращается из-за более интенсивных коррозионных процессов на их поверхности. Плотность электролита должна соответствовать совокупности требований, для которых создавалась конкретная батарея. Например, для автомобильных АКБ, работающих в условиях умеренного климата, оптимальной считается плотность 1,26–1,28 г/см3.
• Пористость рабочей поверхности пластин. Повышенная пористость позволяет увеличить фактическую площадь электрода, участвующую в электрохимической реакции и, как следствие – повысить емкость. Однако у этого показателя тоже есть свои ограничения (46% — 60%), так как чрезмерная пористость ускоряет деструкцию покрытия, что приводит к преждевременному выходу батареи из строя.
• Толщина пластин электрода. Более толстые электроды положительно влияют на емкость только при низких разрядных токах. При стартерных нагрузках внутренние элементы активной массы пластин не успевают среагировать с электролитом. Это в значительной степени уменьшает разницу между батареями с различной толщиной электрода и одинаковой активной площадью.

Индикатор емкости

Стандартным способом проверки емкости АКБ принято считать контрольный разряд. Полностью заряженную АКБ разряжают постоянным током. Сила потребляемого тока должна быть кратной емкости батареи (оптимальным считается соотношение 1 к 20). Например, при номинальной емкости 60 Ah свинцово кислотный аккумулятор разряжают током 3 A в течение 20 часов.

Вышеописанный способ достаточно трудоемок и сложен, к тому же во время проведения замеров батареей нельзя пользоваться. Чтобы быстро протестировать свинцовый аккумулятор следует использовать специальные устройства, такие как «Нагрузочная вилка» или подобные им индикаторы емкости .

Срок службы

Качественная батарея, изготовленная с соблюдением технологий, прослужит в 2-3 раза дольше, чем дешевая продукция сомнительного бренда с гарантией 6 месяцев. Имеются ввиду одинаковые типы АКБ и такие же режимы нагрузок на них.

Батарея средней ценовой категории с гарантией 2 года при умеренных стартерных нагрузках пройдет около 100 тыс. км или прослужит 3-5 лет. Эксплуатация в более интенсивных режимах, например, в такси сократит срок службы минимум вдвое. Если к этому прибавить работу преимущественно в условиях низких температур, халатное отношение к обслуживанию, несколько циклов полного разряда, то даже качественная батарея вряд ли выдержит больше года.

Принцип действия

Принцип работы свинцово кислотного аккумулятора следующий:

1. Реагент отрицательной решетки постепенно распадается под действием электролита, образуя ионы свинца. В результате этого распада появляются свободные электроны, которые затем попадают на положительную решетку электрода (через внешнюю цепь);
2. Ионы свинца взаимодействуют с электролитом, образуя сульфат свинца. Из-за низкой растворимости он оседает на отрицательной решетке.
3. В результате обычный свинец на отрицательной пластине превращается в сернокислый.
4. Положительный электрод меньше взаимодействует с электролитом, чем отрицательный. Его основная составляющая – Pb02 реагирует с водой и делится на положительные и отрицательные ионы.
5. Положительные передают на пластину соответствующий потенциал, где происходит их слияние с электронами. В ходе реакции восстановления образуется Pb2+, который далее реагирует с электролитом.
6. Образовавшийся в результате сернокислый свинец скапливается на положительной решетке, образуя в последствии на ее поверхности свинцовый сульфат.

Батарея получает электроэнергию следующим образом:

1. Возле обеих пластин в электролите содержится некоторое количество воды (H+, OH–) и сульфата свинца (Pb2+, SO2/4)
2. В процессе зарядки электроны движутся с внешнего источника питания от положительного контакта батареи к отрицательному.
3. Поступившие электроны восстанавливают свинец отрицательной пластины.
4. Оставшиеся после восстановления свинца ионы и содержащийся в электролите H+ соединяются в H2SO
5. На плюсовой пластине приходящий ток выбивает 2 электрона у 2-х валентного свинца, окисляя его до 4-х валентного.
6. В результате последующих взаимодействий Pb4+ объединяется с ионами кислорода, восстанавливая материал плюсовой решетки.
7. Оставшиеся ионы, реагируя между собой, компенсируют плотность электролита.

Зарядка и эксплуатация

Наиболее правильно заряжать свинцово кислотную АКБ – использовать специальное зарядное устройство. В крайних случаях автолюбители частично подзаряжают севшую батарею от автомобиля донора (прикуривание), а после старта двигателя процесс продолжается от генератора.

На зарядном устройстве сначала необходимо выставить силу тока, которая обычно указывается производителем в инструкции и составляет 20%-30% номинальной емкости (для АКБ 60Ah норма 12A – 18A). Наиболее щадящий вариант, но более продолжительный – 10% от заявленной емкости аккумулятора.

Длительность зарядки свинцово кислотных аккумуляторов при 20% тока составит 5-6 часов, после чего батарея будет заряжена примерно на 90%. Дальнейший процесс выполняется малым током (5% от емкости) занимает примерно сутки. Напряжение рассчитывается соответственно количества секций в АКБ (на каждую секцию 2,3v). То есть для обычного АКБ на 6 секций итоговое значение не должно превышать 13,8v. Для автомобильных аккумуляторов достаточно первого этапа зарядки, так как они практически весь срок службы находятся под максимальным напряжением.

Эксплуатация

В процессе использование необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• Не допускать полного разряда, что нередко случается в следствии неконтролируемых утечек в сети автомобиля или другого устройства, которое питает батарея.
• Исключить колебания напряжения, что особенно актуально для зарядки от генератора транспортных средств.
• Своевременно добавлять дистиллированную воду в электролит. Это необходимо делать на обслуживаемых АКБ (с пробками на крышке), в случае недостаточного уровня электролита. Добавлять можно только дистиллированную воду, чтобы уровень электролита был выше токоотводящих пластин приблизительно на 10 мм.
• Поверхность крышки обслуживаемых батарей может покрываться гигроскопичной пленкой из просочившегося электролита, что способствует скорому саморазряду. Избежать подобного можно периодически протирая крышку раствором соды или подобной по концентрации щелочью.
• В случае длительного неиспользования аккумулятора его необходимо полностью зарядить и хранить в тепле (+20˚ C).

Прежде чем выполнять какие-либо действия с АКБ, следует ознакомиться с его инструкцией. Не редко наиболее важную информацию производитель размещает на корпусе устройства.

Восстановление

Наиболее распространенной причиной потери емкости аккумулятора является сульфатация токоотводящих пластин.

Восстановление свинцово кислотных аккумуляторов выполняется посредством длительной многократной зарядки малым током и заключается в следующем:

• Сила тока не должна превышать 5% номинальной емкости.
• Зарядка выполняется в течение 8 часов.
• После чего необходимо сделать 12-и часовой перерыв и снова заряжать.
• Процедуру повторяем 6-8 раз, периодически проверяя уровень электролита и его плотность.

Еще один способ, подходящий исключительно для обслуживаемых батарей: залить раствор сульфата магния в секции с электролитом, затем произвести несколько циклов заряд-разряд. В результате, скопления сульфата свинца осядут на дно, что может стать причиной замыкания пластин. Во избежание замыкания частицы сульфата необходимо удалить (вымыть изнутри секции), после чего залить новый электролит.

Заключение

Возможно, в скором времени будут изобретены источники питания, лишенные всех негативных качеств свинцово кислотных аккумуляторов. Но на данный момент это лучшие в своем роде устройства – они доступны, сравнительно долговечны и достаточно неплохо справляются с поставленными задачами. Соблюдение правил эксплуатации позволит избежать лишних мероприятий по восстановлению и продлить срок службы.