Автомобильный аккумулятор – ключевая точка бортовой электроцепи машины. Его задача заключается в том, чтобы обеспечивать вместе с генератором питание всего электрооборудования авто. Функции автомобильных аккумуляторов заключаются в следующем:
- Подача напряжения при включении стартера.
- Электропитание бортовой цепи при отключении двигателя.
- Питание электрооборудования вместе с генератором при включённом двигателе.
При работающем моторе аккумулятор на порядок поднимает стабильность работы электроцепи – он сглаживает пульсацию тока, что спасает оборудование от перегрузок.
Назначение и устройство автомобильных аккумуляторов
Автомобильная аккумуляторная батарея предназначена для электроснабжения стартера при пуске двигателя внутреннего сгорания и других потребителей электроэнергии при неработающем генераторе или недостатке развиваемой им мощности. Работая параллельно с генераторной установкой, батарея устраняет перегрузки генератора и возможные перенапряжения в системе электрооборудования в случае нарушения регулировки или при выходе из строя регулятора напряжения, сглаживает пульсации напряжения генератора, а также обеспечивает питание всех потребителей в случае отказа генератора и возможность дальнейшего движения автомобиля за счет резервной емкости. Наиболее мощным потребителем энергии аккумуляторной батареи является электростартер.
В зависимости от мощности стартера и условий пуска двигателя сила тока стартерного режима разряда может достигать нескольких сотен и даже тысяч ампер. Сила тока стартерного режима разряда резко возрастает при эксплуатации автомобилей в зимний период (пуск холодного двигателя). Батарея на автомобиле входит в состав не только системы электростартерного пуска, но и других систем электрического и электронного оборудования. После разряда на пуск двигателя, и питание других потребителей батарея подзаряжается от генераторной установки. Частое чередование режимов разряда и заряда (циклирование) — одна из характерных особенностей работы батарей на автомобилях.
При большом разнообразии выпускаемых моделей автомобилей и климатических условий их эксплуатации, в массовом производстве батарей наряду с определением оптимальных экономических параметров должное внимание уделяется их унификации, повышению надежности и сроков службы. Надежность и срок службы аккумуляторных батарей находятся в прямой зависимости от технического уровня их конструкций и условий работы на автомобиле. Обычно аккумуляторные батареи на автомобилях после пуска двигателя работают в режиме подзаряда и сконструированы таким образом, чтобы развивать достаточную мощность в кратковременном стартерном режиме разряда при низких температурах. Однако на некоторых видах автомобилей, где установлено электро- и радиооборудование повышенного энергопотребления, аккумуляторные батареи могут подвергаться длительным разрядам токами большой силы.
Батареи на таких автомобилях должны быть устойчивы к глубоким разрядам. Условия, в которых работает аккумуляторная батарея, зависят от типа, назначения, климатической зоны эксплуатации автомобиля, а также от места установки ее на автомобиле. Режимы работы аккумуляторной батареи на автомобиле определяются температурой электролита, уровнем вибрации и тряски, периодичностью, объемом и качеством технического обслуживания, параметрами стартерного разряда, силой токов и продолжительностью разряда и заряда при циклировании, уровнем надежности и исправности электрооборудования, продолжительностью работы и перерывов в эксплуатации. Наибольшее влияние на работу аккумуляторных батарей оказывают место размещения и способ крепления батарей на автомобиле, интенсивность и регулярность эксплуатации автомобиля (среднесуточный пробег), температурные условия эксплуатации (климатический район, время года и суток), назначение автомобиля, соответствие характеристик генераторной установки, аккумуляторной батареи и потребителей электроэнергии.
Характеристики
Чтобы определить, какие аккумуляторы подходят для автомобилей вашего типа, вам придётся оценить ряд характеристик. Прежде чем выбирать по отзывам и по марке, определитесь с теми параметрами, которые нужны для вашего авто.
Аккумуляторы на легковой и грузовой автомобиль характеризуются следующими характеристиками:
- Номинальная ёмкость – это способность устройства при работе непрерывно отдавать энергию на протяжении 20 часов. Для её определения батарею непрерывно разряжают при температуре 250С – эта характеристика указывают на этикетке батареи.
- Резервная ёмкость – это способность батареи непрерывно давать питание при неработающем генераторе.
- Пусковая мощность – это максимальное значение выходной мощности, которую способна давать батарея на протяжении тридцати секунд при температуре -180С. В европейской классификации интервал времени составляет не тридцать, а десять секунд.
- Полярность – расположение клемм на корпусе батареи. Учитывая, что силовые кабели автомобиля бывают короткими, важно, какие клеммы для него вы выберете.
- Масса прибора.
- Габаритные размеры.
Оценив характеристики, вы первоначально определяете, какой АКБ подойдёт для вашего авто, и от каких вариантов стоит заведомо отказаться. После этого выберите лучший аккумулятор для своего автомобиля среди тех, характеристики которых вам подошли.
Виды батарей
В зависимости от конструкции, аккумуляторные батареи делят на три группы:
- Свинцово-кислотные – самая простая и старая разновидность. Конструкция такой батареи состоит из шести сосудов, наполненных раствором серной кислоты. В этот раствор помещены пластинки из свинца. Работа устройства основывается на взаимодействии свинца с серной кислотой. При разряде происходит восстановительная реакция на катоде, а при заряде – окислительная на аноде. К достоинствам данной разновидности относят невысокую стоимость и возможность восстановить вышедший из строя агрегат, заменив электролит. Некоторые марки аккумуляторов свинцово-кислотного типа возможности восстановления не дают – пробки в банках не выворачиваются. Они справляются с избыточным зарядом, однако при переразряде теряется ёмкость вследствие разрушения пластинок.
- Гелевые – у них принцип действия и конструкция сходны с используемым в свинцово-кислотных устройствах. Разница состоит в том, что в кислоту добавляют кремниевые соединения, вследствие чего она загустевает и превращается в гель. Гелевые, как более современный тип АКБ, лучше – они герметичны и допускается их наклон под любым углом. Гелевые устройства не теряют работоспособности при переразряде, однако они капризны в условиях зарядки.
К достоинствам гелевых батарей относят то, что они не требуют профилактических работ. В случае утраты герметичности или повреждения корпуса можно не бояться утечки электролита. Стоимость таких батарей наиболее высока.
- AGM – это комбинация двух предыдущих конструкций, в них наполнитель из стекловолокна или другого подобного материала пропитывается электролитом и помещается между пластинками. К достоинствам относят разрешение работать при наклоне под углом и устойчивость к вибрациям. Однако небрежность с границами зарядки и разрядки приводит к выходу из строя.
Признаки и причины неисправности аккумуляторной батареи
Производственные дефекты
Разрушение электрода от короткого замыкания в результате повреждения сепаратора при сборке.
Низкие сепараторы-конверты, приводящие к короткому замыканию.
Не полностью формированная активная масса электрода.
Электрод без осыпавшейся активной массы
| Дефект | Признаки | Возможная причина |
| Разрыв электрической цепи внутри АКБ | Напряжение на выводах батареи есть, но стартер не вращается | Разрушение мостиков* между банками. Плохая сварка полюсных клемм и т. п. |
| Короткое замыкание между положительными и отрицательными электродами (пластинами) | В дефектной банке плотность ниже, чем в остальных. При заряде зарядным устройством дефектная банка не «кипит». При работе стартера в банке происходит интенсивное газовыделение | Повреждение сепаратора или неправильное его размещение в процессе сборки (фото 5). Низкое качество материала сепаратора или отклонение его размеров от допустимых (фото 6). Перекос электродов |
| Недоформованная активная масса электродов | Полностью заряженная батарея не может обеспечить более двух – трех пусков двигателя, а при заряде и разряде интенсивно «кипит» | Нарушена операция формования – процесс заряда электродов |
| Отрыв электродов (пластин) от соединительных мостиков | При работе стартера электролит в такой банке «кипит». При бездействии батареи плотность электролита не снижается |
Если гарантийный срок не истек и есть подозрение, что неисправность батареи появилась по вине производителя, необходимо обратиться в специализированную мастерскую. При этом надо иметь кассовый или товарный чек, а также гарантийный талон с датой продажи и наименованием организации-продавца. К тому же обязательно, чтобы в нем были указаны характеристики батареи на момент продажи — плотность электролита, напряжение на выводах без нагрузки и т. д. Это поможет проведению экспертизы. В мастерской должны установить причину неработоспособности АКБ или снижения ее характеристик. Результаты исследования батареи заносят в гарантийный талон, и если дефект производственный — АКБ подлежит замене на новую.
Эксплуатационные дефекты
Возникают в результате небрежной эксплуатации батареи на автомобиле. Основные нарушения — не осуществляется контроль за уровнем электролита и состоянием электрооборудования. Дефекты, делают батарею практически непригодной к дальнейшему применению. Исключение составляет только оплывание активной массы электродов, да и то лишь в начальной стадии. Поскольку значительное образование шлама (оплывшей активной массы) приводит к оголению решеток пластин и потере работоспособности АКБ при включении стартера.
Разрушение корпуса из-за замерзания электролита сильно разряженной батареи.
Разрушение корпуса из-за взрыва смеси кислорода и водорода при уровне электролита ниже электродов.
Коррозия (полная) решетки положительного электрода.
Разрушение и спекание сепараторов-конвертов из-за длительной эксплуатации с низким уровнем электролита.
Эксплуатационные дефекты АКБ, их признаки и возможные причины возникновения
| Дефект | Признаки | Возможная причина |
| Сильное окисление полюсных клемм | Напряжение на выводах батареи есть, а стартер не крутится. Клеммы греются | Не проводилась очистка полюсных клемм |
| Оплывание активной массы – оголение решеток электродов (фото 8) | Темный цвет электролита. Быстрое снижение напряжения батареи при работе стартера | Длительная эксплуатация батареи с низкими степенью заряженности и уровнем электролита. Вибрация незакрепленной батареи |
| Замерзание электролита при отрицательных температурах | Вздутие стенок корпуса или его разрушение (фото 9). | Очень низкие степень заряженности (табл. 7) и плотность электролита из-за глубокого разряда АКБ |
| Взрыв смеси кислорода и водорода (гремучего газа) | Трещины на крышке и стенках или полное разрушение корпуса (фото 10) | Уровень электролита ниже верхних кромок электродов приводит к накоплению гремучего газа, который взрывается при малейшем искрении |
| Коррозия (полная) решеток положительных электродов (фото 11) | Батарея плохо заряжается*. Быстрое снижение напряжения батареи при работе стартера | Постоянный перезаряд из-за большого напряжения (более 14,6 В). Интенсивная эксплуатация автомобиля (более 60 тыс км. в год) |
| Короткое замыкание между электродами | В дефектной банке плотность ниже, чем в остальных. При заряде дефектная банка не выделяет газ и не «кипит». При работе стартера в банке происходит интенсивное газовыделение | ольшое количество оплывшей активной массы**. Разрушение сепараторов из-за низкого уровня электролита (фото 12). |
Причины эксплуатационных дефектов: Низкая степень заряженности (менее 75 %) может являться результатом: • слабого натяжения ремня привода генератора; • неисправности генератора и регулятора напряжения. При работающем двигателе на выводах батареи напряжение составляет менее 13,6 В; • неисправности стартера, приводящие к увеличению силы тока, которую он потребляет, или повторению попыток пуска двигателя; • окисление клемм соединений силовых проводов, что ухудшает работу стартера или заряд батареи; • постоянное использование при стоянии в пробке мощных потребителей электроэнергии (например, обогревателя заднего стекла).
Генератор не всегда может обеспечить их работу на холостых оборотах двигателя, поэтому АКБ разряжается; • регулярные многократные прокручивания коленвала двигателя (неудачные попытки пуска) при последующем кратковременном движении. Генератор не успевает достаточно зарядить батарею. Уровень электролита будет ниже нормы, если: • своевременно не проводить контроль его уровня. В жаркую погоду желательно производить проверку чаще, поскольку высокая температура способствует быстрому испарению воды; • на выводы батареи подается напряжение более 14,6 В из-за неисправности регулятора напряжения. При интенсивной эксплуатации автомобиля в режиме «такси» (более 60 тыс. км в год) необходимо как можно чаще (через 3–4 тыс. км пробега) проверять уровень электролита. Также желательно, чтобы напряжение на клеммах АКБ находилось в пределах 13,8 –13,9 В. Рекомендации
В случае сильного разряда можно попытаться самостоятельно установить его причину, воспользовавшись ориентировочной схемой действий, приведенной в таблице №8 Признаки неисправности батареи могут появляться не только из-за ее дефектов. Например, низкая плотность электролита в одной из банок возникает при доливе в нее дистиллированной воды больше уровня. Добавлять электролит, а тем более кислоту в банку ни в коем случае недопустимо.
Перед зимним сезоном будет не лишним снять батарею с автомобиля и зарядить постоянным током равным 0,1 от численного значения номинальной емкости. Для батареи номинальной емкостью 55 А. ч сила зарядного тока должна составлять 5,5 А. В зимних условиях эксплуатации, когда часто включены мощные потребители (фары, отопитель, обогреватель заднего стекла и т. п. ), желательно раз в месяц проверять степень заряженности батареи по плотности электролита (табл. 5, рис. 7) с учетом температурной поправки (табл. 6). Это поможет своевременно принять решение: • необходимости заряда батареи стационарным зарядным устройством; • рациональном использовании электроприборов; • поиске неисправности в электрооборудовании.
Принцип работы свинцового аккумулятора
Свинцовые аккумуляторы являются вторичными химическими источниками тока, которые могут использоваться многократно. Активные материалы, израсходованные в процессе разряда, восстанавливаются при последующем заряде. Химический источник тока представляет собой совокупность реагентов (окислителя и восстановителя) и электролита. Восстановитель (отрицательный электрод) электрохимической системы в процессе токообразующей реакции отдает электроны и окисляется, а окислитель (положительный электрод) восстанавливается. Электролитом, как правило, является жидкое химическое соединение, обладающее хорошей ионной и малой электронной проводимости.
Различные типы стартерных аккумуляторных батарей, имеют свои конструктивные особенности, однако в их устройстве много общего. По конструктивно-функциональному признаку выделяют батареи: обычной конструкции — в моноблоке с ячеечными крышками и межэлементными перемычками над крышками; батареи в моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой; батареи необслуживаемые — с общей крышкой, не требующие ухода в эксплуатации. Свинцовый аккумулятор, как обратимый химический источник тока, состоит из блока разноименных электродов, помещенных в сосуд, заполненный электролитом. Стартерная батарея в зависимости от требуемого напряжения содержит несколько последовательно соединенных аккумуляторов. В стартерных батареях собранные в полублоки 3 и 12, положительные 15 и отрицательные 16 электроды (пластины) аккумуляторов размещены в отдельных ячейках моноблока (корпуса) 2.
Разнополярные электроды в блоках разделены сепараторами 9. Батареи обычной конструкции выполнены в моноблоке с ячеечными крышками 7. Заливочные отверстия в крышках закрыты пробками 5. Межэлементные перемычки 6 расположены над крышками. В качестве токоотводов предусмотрены полюсные выводы 8. Кроме того, в батарее может быть размещен предохранительный щиток. В конструкции батареи предусматривают и дополнительные крепежные детали.
Рейтинг автомобильных аккумуляторов
5. Зверь 6СТ-60 L3У
Страна изготовления: Россия.
Заявленные емкость и ток — 60 А∙ч и 600 А соответственно.
Солидно, качественно и дорого — вот три слова, которые в полной мере характеризуют работу этого автомобильного аккумулятора. Солидный вес (15,67 кг по измерениям экспертов «За рулем») показывает, что свинец производитель не пожалел. Срок службы «Зверя» составляет не менее 3 лет. По отзывам автовладельцев батарея превосходно работает и в мороз и в жару.
4. Medalist Standard CMF 56077
Цена — 4 900 рублей.
Страна изготовления: неизвестна.
Заявленные емкость и ток — 60 А∙ч и 560 А соответственно.
Отзывы об аккумуляторах Medalist в большинстве своем неплохие. Производят их в США и Южной Корее. Служат такие батареи, в среднем, 4 года. В морозы устройство ведет себя хорошо, и заводится, что называется «с полпинка».
Однако это полностью необслуживаемый аккумулятор и цена у него достаточно высокая.
3. Mutlu Silver ETN-563
Цена — 3 600 рублей.
Страна изготовления: Турция.
Заявленные емкость и ток — 63 А∙ч и 550 А соответственно.
Турецкий бренд Mutlu свыше 30 лет присутствует на рынке аккумуляторных батарей и известен хорошим качеством продукции. И одно из изделий этого бренда — необслуживаемый аккумулятор Silver ETN-563 — отличается привлекательными характеристиками и невысокой ценой. И служит он до 5 лет, а у многих автовладельцев и дольше.
Однако в холода от минус 20 и выше теплолюбивая «турчанка» начинает капризничать и может потребоваться время, чтобы завести машину.
2. Varta Blue Dynamic
Цена — 4 350 рублей.
Страна изготовления: не указана.
Заявленные емкость и ток — 60 А∙ч и 540 А соответственно.
По результатам проведенных испытаний эта модель заняла бы первую строчку в рейтинге автомобильных аккумуляторов «За рулем». Однако лидер списка обошел Varta Blue Dynamic по цене, лишь на доли балла уступая в качестве.
Данная модель безотказно работает даже при низких температурах и хорошо держит зарядку. Служит, в среднем, 4 года.
У этого аккумулятора лишь один недостаток — он необслуживаемый.
1. Tyumen Battery Premium 6СТ-64
Цена — 3 400 рублей.
Страна изготовления: Россия.
Заявленные емкость и ток — 64 А∙ч и 590 А соответственно.
Остальные участники рейтинга отстают от «сибиряка» по параметрам, а серебряный призер — по стоимости. У этой модели нет проблем с запуском в суровые морозы, сборка отличается надежностью, а срок эксплуатации, в среднем, составляет 4 года. Еще одно преимущество — возможность контролировать уровень электролита через пробки.
Одна проблема с аккумуляторами Tyumen — обилие подделок на рынке.
Советы по эксплуатации и обслуживанию АКБ
Чтобы аккумулятор проработал как можно дольше, нужно уделять ему совсем немного внимания. Вот несколько советов по эксплуатации автомобильного АКБ.
- Глубокий разряд – враг батареи. Каждый раз, когда аккумулятор разряжается «в ноль», происходит необратимая сульфатация электродов, особенно от этого страдают кальциевые батареи. Периодически желательно полностью заряжать бат специальным зарядным устройством и ни в коем случае не допускать полной разрядки.
- Второй враг – вибрация. От сильной тряски и регулярных ударов с пластин осыпается активный слой. AGM аккумуляторы меньше от этого страдают, жидкостные – больше.
- Клеммы аккумулятора склонны к окислению, что ухудшает контакт. Периодически нужно обращать внимание на состояние клемм и при необходимости очищать их от окислов.
- Обращайте внимание на корпус батареи. Грязь, масло, влага способствуют утечке тока и саморазряду.
- Неполадки в электросети могут вывести из строя и батарею. Особенно проблемы со стартером и генератором – смежными элементами.
- Вздутый корпус со следами электролита говорит о том, что пора покупать новый АКБ. Поврежденным аккумулятором пользоваться нельзя!
Заключение
Нормально работающий автомобильный аккумулятор избавляет от множества проблем и нервотрёпки. Работоспособность батареи особенно важна зимой, когда нагрузки возрастают в несколько раз. Именно поэтому автовладельцы стараются менять «уставший» АКБ во время осеннего ТО: и спокойней, и дешевле, не придется лишний раз этим заниматься. А вы давно проверяли свой аккумулятор?