Почему разряженный аккумулятор трескается на морозе, после чего его можно выбрасывать — Лайфхак
- Лайфхак
- Эксплуатация
Фото avtovzglyad.ru
Значительная часть зимних «кризисных» ситуаций с автомобилем — это проблемы с его электропроводкой и аккумулятором (АКБ). На что следует обратить внимание, чтобы избежать их, напоминает портал «АвтоВзгляд».
Мирон Горин
Не секрет, что виновником плохого пуска холодного двигателя зимой часто становится автомобильная батарея. Что неудивительно, ведь она представляет собой химический источник тока. А его характеристики, напомним, во многом зависят от таких показателей, как температура, степень заряженности АКБ и плотность его электролита.
Для лучшего понимания их взаимосвязи друг с другом обратимся к исследованиям словенской компании TAB, выпускающей одноименные аккумуляторы, а также популярные в России батареи Topla.
Следите за уровнем заряда!
Итак, при правильной эксплуатации АКБ, когда аккумулятор полность заряжен и плотность электролита близка к значению 1,29 г/см.
куб, батарея сохраняет работоспособность при температурах вплоть до −50С. Когда же степень заряда АКБ понижается наполовину (до 50%), а плотность электролита падает до 1,19 г/см.куб, он будет работать, но только до −30С. Что, в общем-то, также неплохо! Кстати, хорошую морозостойкость фирменных батарей TAB и Topla уже давно по достоинству оценили многие отечественные автовладельцы.
Фото avtovzglyad.ru
Следует понимать, что отмеченные выше значения параметров АКБ обозначены как предельные. И выходить за эти пределы крайне нежелательно. Однако, часто из-за отсутствия опыта, некоторые автомобилисты этот факт игнорируют. Между тем, в зимний период, особенно когда машина ночует на улице в сильные морозы, крайне важно контролировать уровень заряда аккумулятора. А если АКБ обслуживаемый, то еще и плотность электролита.
Разрушительная заморозка
Помните: электролит низкой плотности, находящийся в разряженном АКБ, может замерзнуть даже при относительно слабых (до −20С) холодах.
Не забывайте, что при замерзании электролит превращается в лед. Расширяясь на морозе, он способен повредить как пластины батареи, так и ее корпус. Бывает, что в подобных случаях АКБ разбухает или трескается. В итоге аккумулятор выходит из строя, после чего его приходится попросту менять.
Фото avtovzglyad.ru
Отдельный вопрос — энергетические характеристики стартерного аккумулятора. В предыдущих статьях уже сообщалось о таких параметрах, как емкость (С20) и ток холодной прокрутки (ССА). Их рекомендуемые значения обычно указаны в инструкции к автомобилю. Очевидно, что они тоже зависят от наружной температуры. При ее понижении емкость АКБ и выдаваемый им ток тоже уменьшаются, причем характер этой зависимости нелинейный.
Запас мощности не помешает
Кстати, не все водители знают, что нормативный ток холодной прокрутки (ССА) измеряется при −18 С. При этом, согласно методике ЕN, напряжение на клеммах АКБ не должно опускаться ниже 6,2 В. А потому в машинах, эксплуатируемых при низких температурах, будет лучше использовать батареи с максимально возможным для них пусковым током (фото выше).
Это позволит избежать проблем с запуском двигателя при сильных холодах.
Фото avtovzglyad.ru
Такая рекомендация обусловлена спецификой работы бортовой электроники у современных иномарок. Она всегда контролирует процесс запуска мотора. И тут же прерывает его, если напряжение бортсети падает ниже 5,5 В. Подобное, кстати, нередко случается при запуске промерзшего двигателя. Как избежать этого? Проверенный вариант — применение АКБ с более высокой, чем у штатной батареи, энергоемкостью. Ее запас исключит «проседание» напряжения до критического уровня.
Как пример рассмотрим вариант, когда в машине штатно используется аккумулятор азиатского типа в корпусе D23 с емкостью 60 Ач и током до 600 А. Сегодня легко найти АКБ с такими параметрами. Однако, следуя советам специалистов TAB, в канун зимы будет лучше установить более мощную батарею того же типоразмера. Например, популярный аккумулятор Topla Top JIS с емкостью 65 Ач и током 650 А (фото выше). У него почти 10-процентный запас по производительности в сравнении со штатным АКБ.
А такой «энергоресурс» гарантированно позволит запустить холодный мотор в зимнюю стужу.
- ГАИ
- ПДД
В Совете Федерации рассказали о новом наказании для автомобилистов
225991
- ГАИ
- ПДД
В Совете Федерации рассказали о новом наказании для автомобилистов
225991
Подпишитесь на канал «Автовзгляд»:
- Telegram
- Яндекс.Дзен
автосервис, ремонт, техническое обслуживание, лайфхак
1.3.3.Определение степени разряженности
На основании измеренной и приведенной к температуре 25 С плотности электролита 25 вычисляют степень разряженности Cр аккумуляторов по формуле
(1.0)
где | з | плотность электролита полностью заряженного аккумулятора, г/см3; |
р | плотность электролита полностью
разряженного аккумулятора, г/см3. |
Разность между плотностью электролита полностью заряженного и полностью разряженного аккумулятора з
Степень разряженности аккумуляторной батареи определяется по степени разряженности аккумулятора, имеющего самую низкую плотность электролита.
Батареи, разряженные более, чем на 25 % зимой и на 50 % летом, допускаются к дальнейшей эксплуатации только после заряда.
Необходимо учитывать, что снижение плотности электролита в аккумуляторах может происходить не только в результате разряда, но и в результате неисправностей (сульфатация, замыкание электродов).
Для того чтобы определить эти неисправности
и подтвердить подсчитанную степень
разряженности, необходимо измерить
электродвижущую силу (ЭДС) и напряжение
аккумулятора под нагрузкой.
(1.0)
1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 J, г/см3
Рис. 1. Изменение равновесной ЭДС и электродных потенциалов свинцового аккумулятора в зависимости от плотности электролита:
1- ЭДС; 2 — потенциал положительного электрода; 3 — потенциал отрицательного электрода
При рабочих плотностях электролита 1,07-1,30 г/см3 ЭДС не дает точного представления о степени разряженности аккумулятора, так как ЭДС разряженного аккумулятора с электролитом большей плотности будет выше. ЭДС не зависит от количества заложенных в аккумулятор активных материалов и от геометрических размеров электродов. ЭДС аккумуляторной батареи увеличивается пропорционально числу последовательно включенных аккумуляторов m:
(1.3.1.)Но величину ЭДС с достаточной точностью можно определить и вольтметром без нагрузки, так как
(1.0)
где | Uв | – показания вольтметра; |
Iв | – сила тока потребляемая вольтметром; | |
RА | – внутреннее сопротивление аккумулятора. |
Так как величины Iв и RА малы, то
практически величина I в·RА близка к нулю и вольтметр показывает
величину Eо, т.е. Uв = Eо. Сравнивая
величины ЭДС, подсчитанной и измеренной,
судят о наличии неисправностей
батареи.
Если Uв равно Eо, то степень разряженности, подсчитанная по плотности, соответствует действительной.
Если Uв значительно меньше Eо (Uв = 0,5…1,5 В), в аккумуляторе имеется частичное замыкание электродов. Если Uв больше Eо, в аккумуляторе сульфатированы электроды или отстоялся электролит.
Если Uв равно нулю, то в аккумуляторе имеет место полное короткое замыкание электродов или обрыв в цепи. Для уточнения неисправности необходимо замерить общее напряжение неисправного и соседнего с ним аккумулятора. Если и в этом случае не будет показаний вольтметра, значит в неисправном аккумуляторе имеется обрыв штыря баретки от мостика пластин или от межэлементного соединения. Если вольтметр покажет напряжение только одного соседнего аккумулятора, то в неисправном аккумуляторе имеется короткое замыкание.
У аккумуляторных батарей со скрытыми
межэлементными соединениями замеряется
ЭДС всей батареи, а ЭДС по плотности
подсчитывается как сумма Eо всех аккумуляторов.
Если при измерении
напряжение батареи равно нулю, то в цепи
одного или нескольких аккумуляторов
имеется обрыв. Если при измерении
напряжение батареи равно 10 В, то в одном
аккумуляторе полное или в нескольких
– частичное короткое замыкание.
Для измерения ЭДС у аккумуляторных батарей с внешними межэлементными соединениями используют аккумуляторный пробник Э108 или нагрузочную вилку ЛЭ-2, у аккумуляторных батарей со скрытыми межэлементными соединениями – аккумуляторный пробник Э107. Измерения проводят при выключенном нагрузочном сопротивлении. На сильно окисленных выводах необходимо сделать царапины ножками прибора для создания надежного электрического контакта.
С помощью измерения и подсчета ЭДС
невозможно выявить наличие таких
неисправностей, как уплотнение активного
вещества и разрушение электродов.
Определить эти неисправности, а также
выявить общую пригодность аккумуляторных
батарей к эксплуатации позволяет
измерение напряжения под нагрузкой.
Проверка аккумулятора (автомобиль)
13.9.
Тестирование аккумуляторов Аккумуляторы необходимо тестировать для предотвращения проблем с автомобилем, возникающих в результате отказа аккумулятора. Аккумулятор проверяется, чтобы узнать его состояние заряда и то, насколько хорошо он вырабатывает или принимает ток. Если напряжение полностью заряженной батареи низкое во время разрядки или слишком высокое или слишком низкое во время зарядки, батарея неисправна.
Химическая реакция в элементе свинцово-кислотного аккумулятора происходит в основном между активной пастой и электролитом. Серную кислоту сначала разбавляют водой до тех пор, пока относительная плотность электролита (удельный вес) не станет приблизительно 1,28.
Когда элемент полностью заряжен, активные пасты не содержат сульфатов, а электролит достигает максимальной прочности.
Когда элемент разряжается, активные пасты реагируют с серной кислотой в электролите, образуя сульфат свинца в пластинах. Поэтому серная кислота постепенно переходит из электролита в активную пасту, за счет чего пропорционально снижается прочность раствора. Поскольку относительная плотность электролита напрямую зависит от концентрации раствора, ее можно использовать для оценки состояния заряда каждого элемента батареи. Ареометр (рис. 13.66) используется для измерения относительной плотности.
Шприц для ареометра имеет стеклянный пластинчатый корпус с грушей из мягкой резины на одном конце и резиновой пробоотборной трубкой на другом конце. Стеклянный поплавок с вертикальной шкалой относительной плотности помещен внутрь стеклянного корпуса, и шкала откалибрована с помощью свинцовой дроби, расположенной в основании поплавка.
Для измерения относительной плотности погрузите трубку ареометра в электролит аккумуляторной батареи, сожмите резиновую грушу и отпустите ее, чтобы взять пробу электролита.
Дайте поплавку подняться в жидкости, а затем прочтите шкалу на уровне поверхности, которая показывает значение относительной плотности. Если показания отдельных ячеек Рис. 13.65. Настольная зарядка.
различаются более чем на 0,040, одна или несколько ячеек могут быть неисправны. В таблице 13.6 представлена зависимость относительной плотности электролита от состояния заряда.
Рис. 13.66. Измерение силы электролита.
| Таблица 13.6. Относительная плотность и состояние заряда. | ||
| Государственная загрузка | Относительная плотность | |
| Обычный | Тропический | |
| Полностью заряжен (100%) | 1,28 | 1,23 |
| Половина заряда (50%) | 1,20 | 1,16 |
| Разряжен (0%) | 1. 12 | 1,08 |
Относительная плотность электролита зависит от температуры. Поэтому необходимо использовать стандартную температуру в качестве эталона при считывании ее значения с ареометра. Этот стандарт обычно составляет 288 K, поэтому на каждые 1,5 K выше или ниже 288 K добавляют или вычитают 0,001 соответственно из показаний ареометра.
Ареометр не следует использовать для проверки аккумулятора сразу после добавления воды в электролит элемента, поскольку вода остается на верхней части пластин, из-за чего ареометр показывает более низкое значение, чем фактическое состояние заряда.
13.9.2. Испытание на разряд высокой скорости или испытание емкости
Для испытания на разряд высокой скорости электрическая нагрузка прикладывается к клеммам батареи с помощью либо постоянного резистора, обычно изготовленного из сплава марганца и эврики, либо переменного резистора, состоящего из из углеродной кучи. Эти два материала сохраняют свою стойкость в широком диапазоне температур. Это важная особенность, поскольку при разряде рассеивается значительное количество тепловой энергии.
В одном из вариантов тяжелого разрядника (рис. 13.67) используется стопка угольных дисков или пластин, скрепленных между собой гайкой и болтом. Пластиковая ручка, отлитая на головке болта, используется для регулировки степени сжатия между пластинами. Амперметр подключается последовательно с угольной кучкой для измерения тока разряда, а шунтирующий резистор подключается параллельно амперметру для защиты амперметра от протекания сильного тока.
На выходных клеммах установлен вольтметр для измерения падения напряжения при разрядке аккумулятора.
Чтобы начать испытание, сначала ослабляется угольная свая, отвинчивая болт на один или два оборота, а затем на клеммные колодки аккумуляторной батареи надеваются тяжелые кабельные зажимы. Регулировочную ручку поворачивают, чтобы сжать угольную кучу вместе, так что электрическое сопротивление угля уменьшается, и батарея разряжается через уголь, шунтирующий резистор и амперметр.
Ток разряда увеличивается до тех пор, пока не достигнет значения (указанное на амперметре), в три раза превышающего емкость аккумулятора в ампер-часах. Таким образом, аккумулятор емкостью 60 Ач должен иметь испытательный разрядный ток 3 х 60 = 180 ампер. Этот ток следует удерживать всего 10 секунд, наблюдая за показаниями вольтметра. 12-вольтовая батарея в хорошем состоянии должна поддерживать напряжение выше 9 В..6 вольт. Если напряжение падает чуть ниже этого значения, батарею следует перезарядить, а если напряжение быстро падает ниже 6 вольт, это указывает на то, что один или несколько элементов могут быть неисправны.
Этот тест не следует проводить на разряженной батарее.
Использование ареометра батареи | Arcon Equipment
Уровень заряда свинцово-кислотного аккумулятора определяется не только показаниями напряжения.
Поскольку напряжение батареи меняется в зависимости от заряда или тока нагрузки, измерения с помощью вольтметра мало что говорят о состоянии батареи, за исключением особых условий. В большинстве случаев измерение удельного веса смеси воды и серной кислоты (электролита) в аккумуляторе является наилучшим способом определения уровня заряда и состояния элемента.
Свинцово-кислотный элемент имеет активный электролит, который принимает участие в электрохимическом процессе при зарядке его концентрации серной кислоты. Поскольку это изменение концентрации напрямую отражает изменение состояния заряда элемента (гораздо точнее, чем напряжение элемента), измерение кислотности электролита можно использовать в качестве индикатора заряда.
Хотя существует много способов определить, сколько серной кислоты растворено в воде, самым простым и наименее дорогим методом для использования в полевых условиях является ареометр.
Ареометр не измеряет концентрацию серной кислоты напрямую, но отвечает на этот вопрос, показывая удельный вес электролита, то есть его плотность по сравнению с плотностью чистой воды.
Неверные показания
Измерения плотности обеспечивают точное указание концентрации кислоты, но плотность раствора кислоты/воды может отличаться по другим, несвязанным причинам, что может повлиять на точность. На любое измерение плотности влияет температура, и большинство ареометров откалиброваны для правильного считывания только при нормальной рабочей температуре 77 F. Например: при температуре электролита 125 F (максимум для работы от батареи) ареометр показывает на 16 пунктов меньше; при 26 F значение составляет 16 баллов.
Метод ареометра также предполагает, что мы измеряем плотность только чистой серной кислоты в чистой воде. Все остальное, растворенное в электролите, увеличит общую плотность и даст ложные показания.
Если аккумулятор только что залили водой, не ждите точных показаний ареометра до тех пор, пока аккумулятор не будет заряжен.
Зарядка взбудоражит электролит и смешает его с водой. В противном случае чистая вода с более низкой плотностью будет плавать поверх остального электролита, и ваш ареометр сможет взять пробу только этой части.
Показания ареометра во время зарядки отстают от фактического уровня заряда батареи. Только когда аккумулятор подходит к концу своего 8-часового заряда, ареометр дает хорошее представление о состоянии аккумулятора. Аккумуляторы, которые неоднократно переполнялись из-за переполнения водой, имеют тенденцию иметь ослабленный, разбавленный электролит из-за потери серной кислоты. (Если перелива не происходит, при нормальном использовании в виде пара выходит только чистая вода и потери кислоты минимальны). Показания ареометра плохо разбавленного электролита не являются полезным индикатором состояния батареи.
Старый аккумулятор с признаками перелива кислоты (сильная коррозия, отложения в салоне автомобиля) должен обслуживаться специалистом по аккумуляторам, который может определить степень разбавления электролита и довести концентрацию до исходных значений.
Как только это будет сделано, показания ареометра станут надежным показателем состояния заряда и общего состояния батареи.
Выбор и использование
Доступны несколько типов ареометров для свинцово-кислотных аккумуляторов, и даже те, которые предназначены для использования с аккумуляторами с автоматическим запуском, будут работать и с промышленными аккумуляторами. Лучше всего использовать ареометр, который показывает числовое значение удельного веса. Типичный диапазон значений: от 1.100 до более 1.300 (для облегчения чтения десятичная точка обычно не ставится на шкале, например: от 1100 до 1300)
Цифры, показанные ареометром, являются значениями удельного веса или плотности жидкости по сравнению с плотностью воды, которая имеет удельный вес, обозначенный как 1.000. Электролит в светодиодно-кислотном аккумуляторе имеет самую высокую концентрацию серной кислоты, когда аккумулятор полностью заряжен. Типичное значение полного заряда промышленной батареи составляет 1,275, но многие батареи работают с более сильным электролитом.
Проверьте данные производителя для каждой батареи, чтобы проверить рекомендуемое значение удельного веса при полной зарядке — оно может достигать 1300 и более. Свинцово-кислотная батарея готова к перезарядке, когда она достигает точки разрядки 80%, на что указывают показания ареометра примерно между 1,140 и 1,180. Работа от батарей ниже 1.120 не рекомендуется.
Лучшее время для использования ареометра для обнаружения проблемных элементов в проблемном аккумуляторе — это время неисправности: в то время в течение смены, когда производительность погрузчика начинает падать. Плохие элементы обычно выделяются гораздо более низкими показаниями удельного веса, чем остальные, после использования, даже если эти же элементы имели приемлемые показания, когда батарея была полностью заряжена.
Полностью заряженный аккумулятор с хорошо смешанным электролитом должен показывать показания ареометра на всех элементах в пределах 25 пунктов друг от друга. Если после уравнительного (длительного) заряда несоответствие, превышающее это значение, сохраняется, батарею должен проверить опытный специалист по батареям.