Летом аккумулятор "прощает" недостаточную плотность и низкий уровень электролита в банках, но стоит ударить настоящим морозам, как оказывается, что батарея уже физически не способна отдать стартеру ток, достаточный для развития необходимой для зимнего пуска мощности, и обеспечить свечи зажигания энергией.

НЕМНОГО ХИМИИ

Работа аккумулятора основана на принципе, открытом еще в средние века: между двумя различными металлами, помещенными в кислый раствор, возникает электрическое напряжение. Если выводы металлов с помощью проводника соединить с потребителем, то по проводнику потечет электрический ток, внутри же аккумулятора начинается химическая реакция.

Одним металлом в автомобильных аккумуляторах является губчатый свинец, он составляет активную массу отрицательных пластин, другим - перекись свинца, которой заполнены "соты" решеток положительных пластин, а электролитом - водный раствор серной кислоты.

Рецептура и технология изготовления активной массы все время совершенствуется в направлении повышения прочности, долговечности и емкости и есть ноу-хау производителей. Даже формула электролита и способ его получения могут быть фирменным секретом.

При разряде аккумулятора происходит химическое превращение активной массы отрицательных и положительных пластин в одно и то же вещество - сернокислый свинец (другое название - сульфат свинца). Серная кислота при этом разлагается с выделением воды, плотность электролита уменьшается, а уровень его снижается.

! Изменение плотности электролита является одним из основных показателей степени разрядки батареи.

При заряде батареи процесс идет в другую сторону: из сернокислого свинца на отрицательных пластинах "возрождается" губчатый свинец, а активная масса положительных пластин снова превращается в перекись свинца. Опять образуется серная кислота, связывая некую толику воды в электролите, отчего плотность его вновь увеличивается, а уровень повышается.

Таким образом, "жизнь" в аккумуляторе не замирает ни на минуту. При запуске двигателя, на малых оборотах и при очень большом числе включенных потребителей идет разряд, набрал мотор достаточные обороты, чтобы генератор мог обеспечить всех "желающих" - пошла зарядка, а во время бездействия включается процесс саморазряда, который при определенных условиях способен полностью истощить батарею.

ЧТО ПРИВОДИТ АККУМУЛЯТОР к преждевременной "смерти"

1. Сульфатация пластин.

Мелкие кристаллы сульфата свинца во время зарядки нормально разряженного аккумулятора без проблем снова превращаются в металлы, составляющие активную массу пластин.

Однако если оставить батарею в разряженном состоянии, сульфат свинца начинает растворяться в электролите до его полного насыщения, а затем выпадают назад на поверхность пластин, но уже в виде больших и практически нерастворимых кристаллов. Они откладываются на поверхности пластин и в порах активной массы, образуя сплошной слой, который изолирует пластины от электролита, препятствуя его проникновению внутрь.

В результате большие объемы активной массы оказываются "выключенными", а общая емкость батареи значительно уменьшается.

Механизм сульфатации при контакте поверхности пластин с воздухом из-за слишком низкий уровень электролита в банке несколько иной, но результат тот же - нерастворимые сульфаты выводят из "игры" активную массу верхней части пластин.

В свое время сульфатация была для аккумуляторов врагом номер один, но усилиями конструкторов ее влияние на ресурс батарей сейчас значительно снизилось, однако это не означает, что можно "злодейку" совсем сбросить со счета.

! Сульфатации способствует повышенная плотность электролита, высокая температура окружающей среды, длительное хранение АКБ без подзарядки.

2. Саморазряд.

Снижение емкости батареи при длительном хранении называется саморазрядом.

Процесс этот естественный и обусловлен местными (паразитными) токами между окислами свинца и металлическими примесями в решетках пластин или примесями, попавшими в аккумулятор с электролитом или с водой.

Например, еще недавно снижение емкости обслуживаемых и малообслуживаемые батарей на 10% после бездействия в течение 14 суток, а необслуживаемых - в течение 90 суток по стандартам не было признаком брака.

Если емкость теряется быстрее - саморазряд ускоренный и для аккумулятора чрезвычайно вредный, поскольку способствует образованию крупных кристаллов сульфата свинца.

Саморазряд увеличивается за замыкания выводных штырей аккумулятора грязью и электролитом, разлитым по поверхности крышки батареи. Кроме того, на скорость саморазряда сильно влияет температура окружающего воздуха: при низких температурах саморазряд значительно замедляется.

Интересно, что причиной возникновения паразитных токов может стать неодинаковая плотность электролита в разных слоях, например после добавления воды в аккумулятор, находящийся в покое.

3. Уплотнение активной массы пластин.

Этой "болезнью" страдают отрицательные пластины, активная масса которых во время эксплуатации постепенно уплотняется, а ее пористость уменьшается. Доступ электролита внутрь отрицательных пластин затрудняется, что снижает емкость батареи. К тому же уплотнение активной массы может сопровождаться образованием трещин и отслоением от решеток пластин.

Одной из причин уплотнения активной массы есть контакт с кислородом воздуха, когда по какой причине (например, из-за испарения) уровень электролита стал ниже нормы.

4. Искривление пластин.

Пластины коробятся при:

* Увеличении силы зарядного тока,
* Коротком замыкании,
* Снижение уровня электролита,
* Частом и длительном включении стартера, когда батарея нагружается разрядным током большой силы.

Чаще к искажению подвержены положительные пластины, при этом в их активной массе образуются трещины, и она начинает выпадать из решеток.

5. Сползание и выпадения активной массы из решеток пластин.

На сегодня эта "болезнь" главным образом определяет долговечность аккумуляторов.

Кроме рассмотренных выше причин, сползание и выпадение активной массы происходит при:

* Длительном перезаряда, когда полностью заряженная батарея остается под зарядным напряжением и через нее проходит ток,
* Повышение плотности и температуры электролита,
* Замерзании воды в электролите, при нарушении в креплении аккумулятора, когда он начинает испытывать удары и вибрации,
* Вследствие коррозии решеток пластин (особенно положительных) из-за загрязнения электролита.
*

В старых аккумулятор выпадения большого количества активного вещества из решеток на дно банки приводило к короткому замыканию разноименных пластин. На современных аккумуляторах, где пластины помещены в конверты-сепараторы, короткое замыкание практически исключено, но от значительного снижения емкости через высыпания активной массы не застрахованы и они.

УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Таким образом, на продолжительность жизни аккумулятора влияют:

* Плотность электролита,
* Температура электролита,
* Сила токов и продолжительность разряда и заряда,
* Уровень вибраций и тряски,
* Продолжительность перерывов в эксплуатации
* Своевременность и качество технического обслуживания.
* Плотность электролита выбирают в зависимости от условий, в которых будет эксплуатироваться автомобиль.
*

Надо учитывать, что зимой при пониженной начальной плотности электролита и большой разряженного аккумулятора возможно замерзание электролита. Например, при начальной плотности 1,30 г/см3 в полностью разряженной батарее электролит может замерзнуть при -14 ° С, если же начальная плотность электролита 1,24 г/см3, то разряжение батарея замерзнет уже при -5 ° С.

В то же время повышенная плотность электролита приводит к увеличению его химической активности, в результате чего, как рассматривалось выше, ускоряется сульфатация и разрушения электродов, а значит, уменьшается срок службы аккумулятора.

В условиях умеренного климата Украина оптимальной считается плотность от 1,26 до 1,28 г/см3.

Как влияет температура на срок службы аккумулятора, в принципе, понятно. На большинстве автомобилей аккумуляторы располагают в подкапотном пространстве моторного отделения. Логика конструкторов здесь такова: аккумулятор должен быть поближе к стартеру, чтобы уменьшить длину стартерного провода и падение напряжения в нем. В то же время можно представить, какая температура бывает под капотом жарким летом, да еще при работающем двигателе, и если моторное отделение качественно шумоизолированные. По сути, аккумулятор не мешало бы перенести в какое другое место, но так пока делают лишь на некоторых моделях, оснащенных кондиционером и, кстати, делалось на старых "Запорожцах":)

Хорошо, когда техническое обслуживание заключается лишь в проверке уровня и плотности электролита и периодической очистки крышки и клемм от грязи и окисления. Это верный признак того, что электрооборудование автомобиля работает исправно и надежно.

Плохо, если аккумулятор работает с постоянной недозарядкою, при этом плотность электролита держится ниже нормы, еще хуже, если аккумулятор требует постоянной доливки электролита, но не вследствие естественного испарения жарким летом, а через "выкипания". Явно, что немедленного вмешательства требует регулятор напряжения генераторной установки. Длительная работа с такими дефектами значительно сокращает срок службы батареи.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ

Из вышесказанного ясно, какими правилами следует руководствоваться, чтобы обеспечить аккумулятору долгую жизнь. Осталось сделать небольшие дополнения.

Доливать дистиллированную воду в аккумулятор желательно при работающем двигателе, это обеспечит ее перемешивание с кислотой. В противном случае из-за разницы плотности в слоях электролита происходит саморазряд, а зимой вода может просто замерзнуть. Воду доливают всегда, кроме случаев снижение уровня вследствие утечки электролита.

В зимний период, когда многие владельцы делают перерыв в эксплуатации, хранить батарею лучше на автомобиле, проведя предварительно полную зарядку, а не забирать ее в теплое помещение.

При зимних запусках, когда по естественным причинам плотность электролита уменьшается, емкость значительно снижается, а внутреннее сопротивление аккумулятора, наоборот, сильно возрастает, особое внимание следует уделить состоянию контактов в электрических цепях и чистоте клемм аккумулятора. Этим вы уменьшите сопротивление в контактах и облегчите аккумулятору жизнь.

В сильные морозы перед запуском желательно "прогреть" электролит, включив на время дальний свет (на дизелях такой нагрев происходит автоматически, поскольку сначала в работу включаются свечи накаливания), но еще лучше с вечера забрать аккумулятор домой.

Необходимо следить, чтобы заливные отверстия были плотно закрыты пробками, а вентиляционные отверстия в них не забивались грязью, а зимой - льдом от замерзшего конденсата.

Относительно ремонта: малообслуживаемые и те, которые не обслуживаются батареи ему не подлежат, кроме повреждений корпуса, крышки и выводных клемм.

Трещины на корпусе и крышке батареи можно закрыть, предварительно слив электролит, просушив и обезжирить место повреждения, одним из способов:

наплавкой с помощью паяльника такого же материала от старой батареи;
заклеивания с установкой исправлений (если повреждение большое) несколькими слоями эпоксидного клея;
с помощью густого раствора кусочков пенопласта в скипидаре или ацетоне.
ЗАРЯДКА на зарядное устройство

Аккумуляторы заряжаются на зарядное устройство в следующих случаях:

* При вводе в эксплуатацию, когда батарея хранилась более 12 месяцев, номинальное напряжение на клеммах ниже 12,5 В, а плотность электролита меньше рекомендуемой хотя бы на 0,03 г/см3;
* Батарея разряжена более чем на 25% зимой и на 50% летом;
* Батарея эксплуатировалась, а затем она находилась в бездействии более 4-х месяцев;
* С целью снятия неглубокой сульфатации с поверхности пластин.
*

Степень разряженного аккумулятора определяют по плотности электролита. Для практических расчетов примерно принимают, что уменьшение плотности электролита по отношению к начальной на 0,01 г/см3 соответствует разряду аккумулятора на 6%.

Для подзарядки аккумулятор снимают с автомобиля, очищают его корпус и крышку от загрязнений, проверяют уровень электролита. Если верхняя часть пластин оголена, то доливают дистиллированную воду, чтобы только "прикрыть" пластины, а затем устанавливают аккумулятор на зарядное устройство.

Обычно подзарядку ведут током, не превышающим 0,1 от величины номинальной емкости. Это означает, что для аккумулятора емкостью 60 Ач величина зарядного тока не должна превышать 6 А. Если есть время, то для профилактики от сульфатации и более полной зарядки лучше уменьшить силу тока как минимум в два раза.

С целью сокращения времени зарядки (мы ведь всегда куда-то спешим) допускается увеличить зарядный ток в 1,5 раза, но как только плотность электролита достигнет 1,22-1,24 г/см3, ток необходимо снизить до нормальной величины.

Еще большее увеличение силы зарядного тока может привести к: пластины могут покоробиться со всеми вытекающими последствиями. Нельзя допускать, чтобы температура электролита во время заряда поднималась выше 45 ° С. Если это происходит, то зарядку следует на время прекратить.

Признаками полной зарядки является интенсивное "кипение" электролита во всех банках батареи и то, что плотность электролита не изменяется в течение двух часов. Уровень электролита во время зарядки повышается, поэтому, скорее всего, добавлять его после окончания процесса не придется.