[Thyssen]

Баян №1
МИХАИЛ СМИРНОВ
Знакомый каждому автомобилисту аккумулятор технически грамотнее будет называть «аккумуляторная батарея», сокращенно – АКБ. И добавлять «стартерная», поскольку есть и тяговые батареи, которые используются, например, в электрокарах, современных «гибридных» автомобилях и инвалидных колясках.
Современная 12-вольтовая стартерная АКБ состоит из шести 2-вольтовых аккумуляторов, или «банок», соединенных последовательно. Название «батарея», по версии специалистов, появилось еще тогда, когда в старых конструкциях отсутствовали общие крышки корпуса и открытый аккумуляторный ряд чем-то напоминал боевые орудия на позиции. Отсюда и повелось: батарея.
Правда, есть и другая версия – ряд банок напоминал простую отопительную батарею… Так это или не так, точно сказать уже никто не сможет. Да и ладно…
Итак, продолжим. Каждый из шести аккумуляторов в батарее содержит разноименные электроды (пластины), разделенные сепараторами (сегодня они похожи на обыкновенный конверт, надетый на каждую пластину одной полярности) и погруженные в электролит – раствор серной кислоты. Работа батареи основана на преобразовании электрической энергии в химическую при заряде, и наоборот, – химической в электрическую при разряде.
Благодаря возможности восстановления заряда методом пропускания тока (проще говоря, зарядки) АКБ в специальной литературе называют «вторичными источниками электроэнергии».
Автомобильные аккумуляторные батареи делятся на «обслуживаемые» и более современные «необслуживаемые». У первых в корпусе каждой банки есть специальная пробка, открутив которую, можно померить плотность электролита и его уровень. И в случае необходимости долить дистиллированной воды.
У «необслуживаемых» аккумуляторных батарей пробок нет, а значит, и доливать в них ничего нет возможности. Но только этим их преимущества не ограничиваются…
Без долива – лучше
В принципе, «необслуживаемые» АКБ – это своеобразная технологическая вершина, к которой долго шли производители аккумуляторов.
Долгое время в свинец, из которого отливали решетки электродов АКБ, добавляли сурьму – она повышала механическую прочность и улучшала литейные свойства сплава. Для производства было удобно, но сурьма в качестве катализатора усиливала электролиз воды, сопровождающийся бурным «кипением» электролита. Он выкипал, и потому требовалась периодическая доливка дистиллированной воды. А кроме того, иногда в результате электролиза в банках скапливалась взрывоопасная водородно-кислородная смесь. У таких батарей был высокий саморазряд, короткий срок хранения. И они требовали постоянного внимания – в виде контроля плотности электролита в банках.
Чтобы избавить автолюбителя от возни с дистиллированной водой и кислотой, производители стремились свести содержание сурьмы в электродах к минимуму. И как первый шаг, появились первые малосурьмяные батареи, в которых электролит уже не выкипал столь быстро. Их называли «малообслуживаемыми».
Следующим этапом стали «гибридные» батареи – положительные электроды у них делали из малосурьмяных сплавов, а отрицательные – из свинцово-кальциевых. Эти АКБ называли «Кальций плюс».
И наконец, были созданы батареи со свинцово-кальциевыми или свинцово-кальциево-оловянистыми электродами обеих полярностей. Они получили название «Ca/Ca». На сегодняшний день это самая совершенная конструкция массовой стартерной АКБ. Саморазряд у батарей «Ca/Ca» ниже, чем у трех предыдущих конструкций. У них минимальная склонность к электролизу при заряде и достаточно большие сроки хранения по причине более низкого саморазряда.
Естественно, инженеры не ограничивались только изменением химического состава сплава, из которого сделаны решетки пластин. В «необслуживаемых» батареях должно быть больше электролита, потому что долить его невозможно. Поэтому со дна банок, например, убраны опорные призмы. Соответственно электроды опускаются ниже, и слой электролита над ними достаточно большой. А это уменьшает опасность оголения пластин.
И сам электролит сегодня – уже не просто водный раствор серной кислоты. У крупных производителей он содержит специальные присадки, препятствующие термическому разрушению электрода, что тоже служит продлению срока работы АКБ.
Кстати, слова «необслуживаемая АКБ» не следует понимать буквально – ее все равно надо очищать от пыли и грязи, проверять крепление, смазывать клеммы, регулярно следить за состоянием заряженности. Ведь заряженность АКБ зависит от технического состояния генератора, регулятора напряжения, режима работы включаемых электроприборов и в значительной мере от режима эксплуатации автомобиля.
Расшифровка тайных цифр
Обычный, «непродвинутый», автолюбитель, прочитав на аккумуляторной батарее надпись, например 40 A•h /420 A, обычно впадает в ступор, начиная судорожно вспоминать школьные уроки по физике. «Продвинутый» сразу скажет: первая цифра 40 A•h или, например 55 A•h, означает емкость батареи в ампер-часах.
А вот дальше начинаются тонкости. И первая из них – батарея емкостью 55 ампер-часов – не отдаст 55 ампер за один час или один ампер в течение 55 часов.
Емкость АКБ, как пишут в справочниках, – это количество электричества, которое батарея может отдать при разряде до минимально допустимого напряжения 10,5 В. Но сколько времени займет такая разрядка, и при какой силе тока?
Чтобы определить эти параметры – силу тока и время разрядки – есть простое правило: значение емкости надо разделить на 20. Почему именно на 20? Дело в том, что исторически определение емкости батареи восходит к ее способности работать в осветительном режиме в течение 20 часов.
Итак, разделив 55 на 20, получаем 2,75. Это означает, что если разряжать батарею при температуре электролита +20–25 градусов по Цельсию током 2,75 А, то через 20 часов на ее клеммах должно остаться напряжение 10,5 В. В этом случае батарея соответствует емкости 55 A•h.
Кстати, иногда при оценке возможностей АКБ пользуются альтернативным и более современным понятием «резервная емкость», которая измеряется в минутах. Резервная емкость приблизительно равна времени, которое пройдет автомобиль с неисправным генератором, питаясь током 25 А исключительно за счет батареи. При этом должна обеспечиваться безопасность движения – работа «габаритов», «поворотников» и стоп-сигналов. Для примера: резервная емкость среднестатистической АКБ емкостью 55 A•h составляет 88–90 минут.
А теперь – о второй части надписи 40 A•h /420 A. 420 А – это допустимый ток стартерного разряда по стандарту Европейского Союза – EN. Не вдаваясь в подробности, чем больше эта цифра, тем больше мощность стартера, тем надежнее запуск автомобиля в холодное, зимнее время.
Советы профессионала
Нет, пожалуй, водителя, который хотя бы раз в жизни не оказывался «один на один» с разряженным аккумулятором – когда машина, еще несколько часов назад такая комфортная, теплая и послушная, превращается в кусок холодного железа, принципиально не желающий заводиться. А вам надо на работу, и на вокзале уже ждет с баулами любимая теща… Хорошо, если это случилось в городе, где найдется добрая душа, которая даст «прикурить» или потаскает «на веревке». А если на трассе зимой, где машины ездят с периодичностью один раз в час, и еще не факт, что первая же остановится, чтобы помочь?
И вот тогда к вам снисходит Истина – аккумуляторную батарею надо беречь! Но тут же встает вопрос: а как это делать? Ведь ранее вы как-то не задумывались об этом – у вас в машине стоит «необслуживаемая» АКБ с гарантией три года.
О том, что надо делать и знать, чтобы не оказаться в подобной ситуации, рассказывает специалист, заведующий аккумуляторной лабораторией ФГУП НИИАЭ Николай Курзуков.
– Сначала – об известном. На автомобилях установлены два источника – генератор и аккумуляторная батарея. В сеть они включены параллельно, отдавая энергию поочередно или одновременно. Генератор делает это равномерно при работающем двигателе, а АКБ то разряжается, питая включенные потребители, то заряжается от генератора.
Итак, зимой, при понижении температуры, возрастает внутреннее сопротивление АКБ, и она менее интенсивно подзаряжается от генератора. Но в зимние месяцы расход электроэнергии в автомобильной сети резко возрастает – фары горят дольше, работает печка, обогреватель заднего стекла, магнитола, другие потребители. А скорость движения на скользкой дороге ниже. Все это приводит к тому, что аккумуляторная батарея не только не подпитывается от генератора, но и сама активно включается в снабжение потребителей электрической энергии.
К этой довольно безрадостной картине надо добавить и обычную безалаберность автовладельцев. Если ремень привода генератора проскальзывает на рабочей поверхности шкива, если изношены щетки, забит грязью либо сильно изношен коллектор генератора, если крепления наконечников проводов слабые, то о нормальном зарядном режиме вообще говорить не приходится. Кстати, таких «если» можно назвать еще много…
Для того чтобы не иметь проблем с холодным пуском после ночной стоянки, надо регулярно проверять и при необходимости ремонтировать электрооборудование.
При этом – что не менее важно – нужно постоянно контролировать заряженность аккумуляторной батареи – по напряжению (НРЦ) на полюсах, разряду на стенде в стартерном режиме или при помощи нагрузочной вилки.
В принципе, контроль состояния заряженности упрощается, если батарея имеет специальный цветовой индикатор. Зеленый цвет свидетельствует, что АКБ можно эксплуатировать. Черный – необходима зарядка при помощи внешнего устройства. Белый цвет индикатора говорит о том, что батарею надо срочно снимать. Если она «обслуживаемая», то доводить до нормы уровень электролита, долив дистиллированную воду. Если «необслуживаемая», то – на утилизацию. Эксплуатация АКБ при белом цвете индикатора опасна: смесь кислорода и водорода под крышками банок при случайной искре может взорваться. И последствия могут быть печальными…
Не стоит и полностью доверять информативности зеленого сигнала индикатора – он не дает количественной оценки степени заряженности. Зеленый цвет говорит, что батарея заряжена от 100 до 63%. А для зимы пусковые системы автомобилей рассчитаны на заряженность аккумулятора не менее 75%. В тех случаях, когда фактическая заряженность меньше 75% (но глазок продолжает оставаться зеленым), срок службы батареи значительно снижается.
Сам процесс зарядки аккумулятора также требует внимания. Для того чтобы батарея служила долго, необходимо довести напряжение аккумуляторной батареи до 16–16,3 В при токе 5% от С 20 и лишь потом отключить зарядное устройство. А чтобы исключить выкипание электролита, в конце процесса ток надо уменьшить. Например, аккумуляторную батарею емкостью 60 A•h заряжают током 6–7 А до напряжения 15 В, потом уменьшают ток в два раза и продолжают процесс до полной зарядки, т.е. до достижения напряжения на полюсах батареи 16–16,3 В.
Вопрос – ответ
1. Восстанавливается ли АКБ после того, как в ней замерз электролит?
Никогда не следует оставлять разряженную АКБ на холоде. Если такое произошло и в банках батареи электролит застыл (т.е. образовался лед), ее надо выдержать не менее суток в теплом помещении. И только после полного растаивания льда в АКБ можно приступать к ее зарядке.
Дело в том, что заряжание батареи, пока лед в банках не растаял, приводит к тепловой порче сепараторов. В поврежденных местах при последующей работе АКБ происходит прорастание шунтирующих соединений, приводящих к короткому замыканию всего блока. Активная масса (+) и (–) пластин повреждается льдом – она отслаивается, образуются зазоры (лед имеет больший объем, и он разрывает активную массу, а растаивая, оставляет щели).
Помните – АКБ, в которой электролит когда-либо застывал, может некоторое время сохранять работоспособность, правда, на более низком уровне. Но отказ неизбежен.
2. Кто и как проводит обслуживание АКБ в гарантийный период?
В гарантийный период стартерная АКБ обслуживается ее владельцем. Периодичность и объем ее обслуживания зависят от режима эксплуатации, опыта водителя и прилагаемой инструкции. Пробки заливных отверстий (планка с пробками) при обслуживании АКБ выкручивают для измерения плотности электролита и контроля его уровня над блоками пластин.
АКБ без пробок проверяют на состояние заряженности, измеряя напряжение на полюсных выводах. При необходимости батарею подзаряжают от автоматических зарядных устройств. Но в конце заряда ток должен быть не более 5% от С 20.
3. Что произойдет, если при установке АКБ на автомобиль перепутать наконечники проводов (+) и (–) ?
Одновременное касание «перепутанными» наконечниками проводов от стартера к полюсным выводам АКБ приведет к повреждению элементов диодного моста генератора. В этом случае направление тока от АКБ к генератору изменится на противоположное, что и вызовет пробой кремниевых диодов фазы генератора, находящейся на этот момент в соединении через коллектор и щетки.
На практике отмечены случаи, когда стартерная АКБ по каким-то причинам после глубокого разряда оказывается по неопытности мастера заряженной в обратную сторону. Подобная зарядка АКБ не создает высокой мощности для стартерного разряда, но приводит к неожиданному повреждению генератора.
Более того, постоянно включенные электронные приборы на автомобиле также получают повреждения, о которых владелец может сразу не подозревать. Например, «выгоревший» компьютер сделает ремонт машины очень накладным…
При продаже в магазинах иногда выявляются образцы АКБ, у которых обозначенная на крышке полярность (+) и (–) не совпадает с ее практической полярностью. Это – заводской брак (возможно, на конвейере просто перепутали сторону крышки батареи), но он способен причинить значительный вред автомобилю. Такие батареи необходимо выявлять еще до момента установки их на автомобиль.
4. Допустимо ли проверять исправность генератора при работающем двигателе, снимая наконечник стартерного провода с полюсного ввода АКБ?
Нет! Этого делать ни в коем случае нельзя! Из школьной программы по физике известно, что при размыкании цепи, в которой протекает ток, возникает ЭДС, направленная в обратную сторону. В автомобиле эта ЭДС способна повредить кремниевые выпрямители генератора. Повреждения выпрямителя снижают отдачу генератора, а при неработающем двигателе происходит разряд АКБ (ток утечки).
Такой прием проверки исправности генератора сохранился с прошлых времен, когда в автомобилях устанавливался выносной выпрямительный блок из селеновых пластин. И снятие наконечника с полюсного ввода АКБ при работающем двигателе такой блок не повреждало.
Сегодня же кремниевые выпрямители такой «проверки» генератора не выдержат.
Запомните – ни одна стартерная батарея не защищена от глубокого разряда, перезаряда и выкипания электролита. Одного включенного радио бывает достаточно, чтобы за несколько часов разрядить батарею до предельного состояния.
Найдите паспорт радио, магнитолы, установленной в автомобиле, и посмотрите, какой ток потребляет это устройство, а потом рассчитайте, как долго можно слушать музыку. Думаю, результат станет для многих автомобилистов неприятной неожиданностью. И если поблизости нет электросети и зарядного устройства, лучше приберечь аккумуляторную батарею, для того чтобы не «куковать» вокруг незаводящейся машины.
Повторяющиеся глубокие разряды, в том числе и на питание музыкальных устройств при неработающем двигателе, губительны в первую очередь для АКБ на кальциевых электродах.
Вам вряд ли удастся воспользоваться двух- или трехлетней гарантией, которую обещают изготовители. Гарантийный талон дает право на замену АКБ, если в ней обнаружится производственный дефект, но не эксплуатационный.
Обычно производственные дефекты проявляются в первые два-три месяца эксплуатации – два года с такими проблемами аккумуляторы не протянут, особенно в зимний период эксплуатации.

При «прикуривании» автомобилисты часто совершают одну и ту же ошибку – при попытках пустить двигатель машины с разряженным аккумулятором машину-донора часто не глушат.
Дело в том, что напряжение на полюсах исправной аккумуляторной батареи в момент стартерного разряда резко падает. А при работающем двигателе в результате такого падения напряжения происходит рост зарядного тока от генератора, и возможное перегорание предохранителя в цепи заряда. И если не сразу, то через очень непродолжительный промежуток времени предохранитель все равно перегорит, ведь он был перегрет.
Чтобы исключить подобное развитие событий, надо пустить двигатель, прогреть его на средних оборотах 5?–10 минут, заглушить, потом дать «прикурить», а затем вновь пустить свой двигатель. Сохранив тепло, он легко заведется снова от собственной аккумуляторной батареи.