Почему аккумулятор на автомобиле плохо заряжается?

Вид материала

Документы

Содержание На все ли аккумуляторы распространяется гарантия? Продление жизни новой батарее Зарядка аккумулятора зарядным устройством Проверка аккумулятора "на коленке" Для автомобилей эти цифры имеют следующие значения Примерное потребление энергии автомобильными потребителями

Подобный материал:

• Свинцовый аккумулятор, в отличие от никель-кадмиевых и подобных вообще нельзя держать, 121.75kb.
• Как правильно выбрать аккумулятор?, 116.77kb.
• На протяжении всей истории образования, развития школы всегда стоял достаточно остро, 273.24kb.
• Электричество или всё обо всём, 99.98kb.
• Урок икебана, 61.37kb.
• Педагога-психолога, 71.25kb.
• Приватне підприємство „атріс енерго”, 149.66kb.
• Конкурс сочинений на тему «Моя безопасность в нашем автомобиле», 112.33kb.
• 190201 «Автомобиле- и тракторостроение», 149.21kb.
• Учебные программы для 1 класса, 35.37kb.

Почему аккумулятор на автомобиле плохо заряжается?


Выполнил Шаруда Д.В.


28.02.2011


На автомобилях принято устанавливать два источника электрической энергии: генератор (первичный источник) и аккумуляторную батарею (вторичный источник). Эти источники могут работать либо параллельно, либо поочередно. Запуск двигате­ля автомобиля осуществляет аккумуляторная батарея посредством стартера. Стартер потребляет энергию аккумуляторной батареи, тем самым понижая её заряд. Глубина разряда зависит от условий пуска двигателя, опыта водителя и технического состоя­ния автомобиля.

Расход энергии стартерной батареи на запуск двигателя, питание включенных энергопотребителей на автомобиле в режиме оказания «помощи» генератору, расход электроэнергии на включенные потребители при остановке двигателя (остановка, стоян­ка) не контролируется приборами автомобиля. Повторяющиеся разряды за определён­ный период времени создают возможный дефицит возврата энергии от генератора в ба­тарею. Это определяет и состояние её заряженности за этот период работы автомобиля. Значительную поправку в этот «дефицит» вносят климатические условия, место установ­ки батареи на автомобиле, календарное время года, технические показатели компонен­тов электрооборудования автомобиля. Опыт водителя, управляющего режимом работы потребителей электроэнергии на автомобиле, обеспечивающих его безопасное движе­ние и поддержание комфорта в салоне, в конечном итоге тоже оказывает большое влия­ние на заряженность батареи. От итогового баланса энергии аккумулятора (отданной при разрядах и полученной при заряде от генератора) зависит его заряженность. Изменение заряженности батареи произойдёт, если изменятся условия работы. Ночные стоянки ав­томобиля, простой выходных дней сопровождаются разрядом батареи на сигнализацию, часы, компьютер. Если электрооборудование автомобиля неисправно, то разряд значи­тельно увеличивается. Технические неисправности других компонентов бортовой элек­трической сети приводят батарею к значительному разряду, снижают её надёжность в пусковом режиме, а иногда приводят и к полному отказу в работе.

Показатели состояния батареи (ЭДС, плотность электролита) в этой обстановке по­зволяют определить направление действий по выявлению и устранению причин отка­за. Отсутствие информации о состоянии заряженности батареи перед постановкой авто­мобиля на стоянку может затруднить поиск причин: электрооборудование вроде бы ис­правно, потребление энергии (стояночное) в норме, а батарея все-таки оказалась разря­женной до полного отказа в режиме пуска двигателя. Вероятнее всего, что предшеству­ющий стоянке режим работы автомобиля не позволил обеспечить заряженность батареи на должном уровне (80-100 %). Почему такое произошло?

Вот возможные причины. Ослабление натяжения ремня привода генератора. Это не позволяет получать при включенных потребителях необходимую энергию, а батарея не только не подзаряжается должным образом при таком режиме, но и может при этом разряжаться. Текущий контроль (ТО) позволяет выправить это положение ещё до на­ступления отказа аккумулятора. Непродолжительные городские поездки в зимнее вре­мя сопровождаются слабой подзарядкой аккумулятора (низкая температура электроли­та, необходимость включения мощных потребителей электроэнергии на всё время по­ездки), что объективно приводит к его низкой заряженности. Низкий предел техниче­ски исправного регулятора напряжения на автомобиле способствует тому, что обеспечи­ваемое состояние заряженности аккумулятора для надёжного пуска двигателя в зимнее время оказывается недостаточным. Отрицательная температура окружающего воздуха способствует увеличению разрядного тока на питание стартера при пуске двигателя, что объективно способствует снижению заряженности аккумуляторной батареи.

Из сказанного следует, что состояние заряженности аккумулятора на автомобиле имеет многофакторную зависимость, а безотказность его работы может быть обеспече­на только регулярным контролем его состояния. Следует отметить, что контроль заряженности аккумуляторной батареи в зимнее время по индикатору заряженности, встро­енному в крышку (иногда в пробку) не может служить объективной оценкой, по причи­не повышения плотности электролита при отрицательной его температуре (на 0.02-0.03 г/см³) от действительного значения плотности. А если батарея уже проработала на авто­мобиле год и более, в её банках произошло естественное снижение уровня электролита из-за испарения воды из его состава при повторявшихся циклах заряда. Образующиеся газы (кислород и водород) при выходе через вентиляционные каналы пластмассовыми фильтрами в крышке не превращаются вновь в воду (как это иногда утверждает рекла­ма), а всего лишь освобождаются от сопровождающей их влаги. Для рекуперации (пре­вращения) газов вновь в воду нужны специальные катализаторы (из дорогих металлов), а не пластмассовые пористые диски. Поэтому при оценке заряженности аккумулятора по плотности электролита необходимо откорректировать уровень электролита до нормы до­ливкой дистиллированной воды. Если нет пробок в крышке, а только индикатор, то его цвет надо оценивать критически в свете изложенного выше. Если иметь в виду, что ин­дикатор с зелёным шариком оценивает аккумуляторную батарею как «заряженную» в диапазоне от 63 % до 100 % фактической заряженности (при +25°С), то станет понят­но, что снижение уровня электролита и его отрицательная температура создают ложную основу заряженности для индикатора. Вот и верь таким устройствам: цвет индикатора зелёный, а батарея зимой не может запустить двигатель автомобиля.

Продолжительное использование батареи с низкой заряженностью (хотя индика­тор по-прежнему зелёный) обязательно приведёт к оплыванию активной массы с решё­ток пластин. Что за этим произойдёт? – Электролит при стационарном заряде (это мож­но увидеть в ареометре) чёрного цвета, а батарея в работе проявляет «слабость». Мож­но понимать, что не у всех аккумуляторов с индикатором это происходит. Но важно о та­ких последствиях знать с целью своевременного принятия необходимых мер по обеспе­чению заряженности батареи не менее 75 % в любых условиях эксплуатации. Это позво­лит достигать наибольшего срока службы аккумулятора в соответствующих условиях ра­боты автомобиля.

Следует также помнить, что холодная батарея по причине более вязкого электро­лита, обладающего повышенным электрическим сопротивлением, имеет значительно уменьшенный зарядный ток от генератора при неизменной величине настройки регуля­тора напряжения. Отсюда возникает недоумение: заряд от генератора идёт, а аккумуля­тор слабо заряжен. К этому необходимо добавить, что КПД заряда холодного аккумуля­тора значительно ниже, чем при его положительной температуре. Чрезмерно низкая заряженность батареи в зимнее время способствует образованию льда в блоках. Льдом разрушается активная масса на пластинах, могут образоваться трещины и на корпусе.

Из приведённых примеров есть единственный приемлемый выход – это системати­ческий контроль за состоянием заряженности аккумуляторной батареи любого исполне­ния: пусть она кальциевая, гибридная или малосурьмяная. Важно знать, какими теку­щими техническими показателями она обладает и не надо обращать внимания на ре­кламные надписи на её корпусе.

Исправная батарея, как бы глубоко она ни была разряжена, остаётся исправной. Важно, чтобы в разряженном состоянии она не пребывала более 2-3 дней, так как вну­тренние процессы между сульфатом и решёткой положительных пластин сокращают её рабочий ресурс. Хранение разряженной аккумуляторной батареи в течение 5-6 меся­цев приводит к полному коррозионному разрушению решёток положительных пластин и выходу батареи из строя. Не всем автолюбителям это понятно, но если вы желаете дли­тельной работы аккумуляторной батареи на вашем автомобиле, то необходимо постоян­но держать в памяти вопрос, поставленный в заголовке статьи, а также – ответ на него. И тогда всё будет нормально. Аккумуляторная батарея на автомобиле должна быть заря­жена при работе в любых условиях, чтобы владелец не направлял её на экспертизу как дефектную, в случае отказа.


На все ли аккумуляторы распространяется гарантия?

Нет, далеко не на все. Гарантийный талон заполняется на каждый аккумулятор при купле-продаже. Этот талон предполагает, что в батарее может быть допущен производственный дефект, который не удалось обнаружить методами контроля в процессе изго­товления. И как только этот дефект (повторяю – производственный!) будет обнаружен (с помощью специалистов гарантийного пункта), данная аккумуляторная батарея должна быть заменена (в пределах установленного срока). Гарантия не устанавливается на дру­гие показатели батареи: на её ресурс (календарный и по пробегу автомобиля), характер снижения работоспособности, интенсивность износа и снижения показателей работо­способности и т.д., поскольку невозможно проконтролировать режим эксплуатации ав­томобиля и обслуживания представленного на осмотр аккумулятора. Специалисты от­личают дефекты производственные (связанные с изготовлением) от эксплуатационных, возникших в процессе работы батареи на автомобиле. Гарантия даётся только на произ­водственные дефекты.

Продление жизни новой батарее

Коротко об этом сказать трудно. В первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см , а если до -15°С - 1.24 г/см и т.д. Такая точность, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи. На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%.

справка:

Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10... 12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2. ..2.5 раза.

Во-первых, отрегулируйте двигатель так, чтобы он легко заводился с пол оборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше.

справка:

Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза.

Во-вторых, отрегулируйте при необходимости реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8...14.4В. Это одно из важнейших условий.

В-третьих, никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого.

справка:

Несвоевременная доливка в аккумуляторы дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%.

Эти простые советы, продлят жизнь АКБ.

Кроме этого, специалисты советуют при наличии зарядного устройства при любой возможности (например, на ночь) ставить аккумуляторную батарею на подзарядку малым током — около 1...2А. Для этого можно АКБ не снимать с автомобиля. Только эта операция, если ее проделывать регулярно, не реже одного раза в месяц, увеличивает срок службы батареи по крайней мере на год.

Зарядка аккумулятора зарядным устройством

Ну а теперь как заряжать? Для этого служат выпрямители постоянного тока. Автолюбители их называют зарядными устройствами. Они бывают с ручной регулировкой или автоматические. Перед зарядкой необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок. При зарядке важны три параметра: напряжение, ток зарядки и время. Максимальное напряжение выпрямителя должно быть не выше 14.4В, лучше, если оно регулируется. Когда аккумулятор частично процентов на 25 разряжен, то начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко скакнуть вверх. Отрегулируйте его на номинал не выше 1/10 ёмкости аккумулятора или меньше, если вольтметр уже показывает напряжение близко к 14В. Т.е., если у Вас батарея имеет маркировку 55Аh - максимальный ток 5.5. Далее в процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться. Считается, если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор заряжен. Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести, и они замкнут друг на друга. Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов.

Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив выпрямитель, устанавливаем ток зарядки порядка 2А. Иногда ниже, ориентируюсь по вольтметру: опять же не выше 14В. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель. Причём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатизация пластин.

Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведет к снижению их срока службы. Благо, сейчас зарядных устройств продаётся множество типов. Среди них встречаются достаточно умные (например "Кулон"), позволяющие контролировать ток, напряжение заряда, время и суммарную ёмкость заряда. И стоят эти зарядные устройства совсем не дорого - примерно половину цены приличного аккумулятора.

Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.


Проверка аккумулятора "на коленке"

Подключим вольтметр и лампу к аккумулятору (не направляйте свет лампы в глаза - лампа слишком яркая) и подождем примерно 2 минуты. Если за это время свет лампы станет тусклым - на помойку свой аккумулятор не несем, хотя, казалось бы там ему самое место - сдаем аккумулятор на утилизацию и сохраняем окружающую среду. Если же резкого изменения яркости свечения не произошло, то через 2 минуты после начала разрядки, не отключая лампы, измеряем напряжение на аккумуляторе.

Если напряжение на аккумуляторе больше 12.4 В, то аккумулятор полностью исправен - он сохранил полную или почти полную емкость. Если напряжение меньше 12 В, то все еще живой аккумулятор лучше выбросить - он сохранил не более 50% своей номинальной емкости и его лучше не использовать по прямому назначению. Если напряжение на аккумуляторе от 12 В до 12.4 В, то аккумулятор нужно заменить в ближайшее время, пока он еще работоспособен.

Вообще, освоить способ оценки степени возможной разрядки батареи от каких-либо действий (в том числе и осознанных) не составит большого труда. Необходимо усвоить несколько истин и запомнить несколько цифр.

1. Батарея начинает принимать заряд лишь только после прогрева электролита до положительной температуры (как вы понимаете, при температуре воздуха -20°С температура электролита в батарее хранящегося на свежем воздухе автомобиля будет примерно такой же. )
   
2. Коэффициент полезного действия процесса зарядки составляет примерно 50%.
   
3. Каждый автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:
   

- ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.

- ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.

Для автомобилей эти цифры имеют следующие значения:

Таблица 1

Год выпуска автомобилей	1980-2000г.	2000-2005г.	2005-2011г.
ток отдачи на холостом ходу	16	24	35
ток отдачи на номинальных оборотах	42	55	80

Как видно из таблицы, на последних моделях автомобилей устанавливаются генераторы, имеющие характеристики тока отдачи, в два раза превосходящие по величине характеристики генераторов первых моделей.

Примерное потребление энергии автомобильными потребителями:

Таблица 2

потребитель	ток, А
зажигание	2
габариты	4
ближний свет	9
дальний свет	10
обогрев заднего стекла	10-11
вентилятор отопителя: 1-я скорость; 2-я скорость	5-7; 10-11
стеклоочистители	3-5
магнитола	5
ИТОГО	38-48

Таким образом, оставленные включенными габариты за три часа "съедят" 4А х 3ч= 12 Ач ёмкости батареи, что соответствует разряду приблизительно на 20%. Это не страшно для одного раза. Однако повторив это ещё раз, Вы уже рискуете не завести свою машину, особенно, если дело происходит зимой, т.к. разряд составит порядка 40% (тем более, что к тому же зимой батареи, как правило, эксплуатируются заряженными далеко не на 100%).

Аналогично можно прикинуть, что Вы имеете при продолжительной работе двигателя на холостом ходу. Как уже показано выше, ток отдачи генератора автомобиля 2000-2005г.в. на холостом ходу составляет 24А. Вычитаем из этой величины 2А, необходимые для обслуживания системы зажигания. Остается 22А. Используя таблицу 2, нетрудно прикинуть, что можно включать с тем, чтобы хоть немного досталось бы и аккумулятору (при этом помните про КПД зарядки, составляющий 50%).

Для владельце иномарок с автоматической коробкой передач картина еще более сложная. Обычно, стоя в пробке или на светофоре, Вы не переключаетесь на нейтраль, а давите ногой на тормоз. Это понижает обороты двигателя от стандартных 800-900 об./мин. до 600-700 об./мин., что, соответственно понизит ток, выдаваемый генератором, а стоп-сигналы добавят ещё пару ампер потребления тока.

Порядок диагностики гарантийных случаев

1. Проверка на наличие гарантии
   

2. Внешний осмотр АКБ
   

Утечка электролита без признаков В наличии имеются повреждения корпуса

механических повреждений и клемм, закупоренные вентиляционные отверстия

3. Состояние электролита без дефектов
   

Окрашенный

Неоднородный

4. Уровень электролита нормальный
   

Ниже отметки min

5. Плотность электролита
   

Плотность электролита (в одной банке выше отметки min и

ниже чем в другой более чем на 0,05 г/см³) ниже отметки max

6. Напряжение во всех банках плотность одинакова и >1,2 г/см³
   

Напряжение 0V Ниже 6V

7. Заряд АКБ
   

Кипение электролита в 1 из напряжение более 6V

элементов при наличии заряда АКБ






АКБ не заряжается

8. Проверка с помощью тестера Кипение электролита во всех банках, плотность
   

во всех банках >1,27 г/см³ +/- 0,01г/см³ при темп.

электролита 25^оС напряжение на клеммах не ниже 12,6V




напряжение под нагрузкой напряжение под нагрузкой

в течении 5 сек. <9V в течении 5 сек. >9V


терминология

Аккумуляторная батарея - один из основных элементов электрооборудования автомобиля, поскольку она накапливает и хранит электроэнергию, обеспечивает запуск двигателя в различных климатических условиях, а также питает электроприборы при неработающем двигателе.

Автомобильные свинцово-кислотные 12-вольтовые АКБ состоят из 6-ти последовательно соединенных элементов (банок), объединенных в общий корпус. Каждая банка имеет газоотвод, конструкции которого могут существенно отличаться.

Электролит представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде (для средней полосы России плотностью 1.27-1.28 г/см при t=+20°С).

Кипение электролита - бурное выделение газа при электролитическом разложении воды с выделением кислорода и водорода. Это происходит во время заряда батареи.

Саморазряд - самопроизвольное снижение ёмкости АКБ при бездействии. Скорость саморазряда зависит от материала пластин, химических примесей в электролите, его плотности, от чистоты верхней части корпуса батареи и продолжительности ее эксплуатации.

Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС -электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 14.0-14.2 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В - к перезаряду, что одинаково пагубно сказывается на ее сроке службы.

Полярность аккумуляторной батареи - термин, определяющий расположение токосъемных выводов на ее корпусе. На зарубежных батареях полярность может быть прямой или обратной, т. е. ориентировка положительного и отрицательного выводов относительно корпуса может быть различной. По российскому стандарту (если смотреть со стороны выводов) отрицательный (-) должен располагаться справа, положительный (+) слева.

Емкость батареи - способность батареи принимать и отдавать энергию - измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А. Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.


Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) - Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре -18°С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.

Резервная ёмкость - время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной емкости, выраженная в минутах, последнее время все чаше проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.

Корпус современных АКБ изготавливается из пластмассы, в большинстве случаев полупрозрачной, позволяющей контролировать уровень электролита.

Необслуживаемые батареи. Сразу следует оговориться, что этот термин не должен пониматься буквально и восприниматься как руководство к бездействию. Это название говорит об улучшенных потребительских свойствах батареи. Необслуживаемые АКБ требуют долива воды не чаще одного раза в год при условии использования их на автомобилях с исправным электрооборудованием и среднегодовым пробегом 15-20 тыс. км. Встречаются конструкции, исключающие всякое вмешательство на всем протяжении срока службы, но они особенно критичны к состоянию автомобильного электрооборудования.