Аккумулятор

Автомобильный аккумулятор является важным элементом электрооборудования - наряду с генератором выступает источником тока. В автомобиле аккумуляторная батарея выполняет несколько функций:

• питание стартера при запуске двигателя;

• питание потребителей при выключенном двигателе;
• питание потребителей в дополнение к генератору при включенном двигателе.

При совместной работе с генератором аккумуляторная батарея обеспечивает переходные процессы, требующие большого тока, а также сглаживает пульсацию тока в электрической сети.

Параметры автомобильного аккумулятора

Основными параметрами автомобильной аккумуляторной батареи являются: номинальная емкость, номинальное напряжение и ток холодной прокрутки. Данные параметры отражаются в маркировке аккумуляторной батареи, которая наносится на корпусе.

Номинальная емкость определяется отдаваемой энергией полностью заряженной батареи при двадцатичасовом разряде. Измеряется в ампер-часах (Ач). К примеру, батарея емкостью 50 Ач в течение двадцати часов может отдавать ток 2,5 А.

Большее практическое значение имеет т.н. резервная емкость. Данный неофициальный параметр измеряется в минутах. Резервная емкость аккумуляторной батареи легкового автомобиля при нагрузке 25 А и падении напряжения до 10,5 В должна составлять не менее 90 минут. В течение данного промежутка времени аккумулятор может работать за себя и за генератор.

Номинальное напряжение аккумуляторной батареи складывается из напряжения отдельных аккумуляторов. Номинальное напряжение аккумуляторной батареи легкового автомобиля составляет 12 В.

Ток холодной прокрутки определяет возможность аккумуляторной батареи при запуске в холодное время. Представляет собой величину тока, который батарея способна отдать при температуре -18°С в течение 10 с напряжением не менее 7,5 В. Чем выше ток холодной прокрутки, тем легче двигатель будет запускаться зимой.

В ближайшее время планируется введение девятизначных Европейских типовых номеров - ETN, призванных как-то упорядочить электрические характеристики, физические размеры и мощности аккумуляторов. Однако, в лучших традициях Брюсселя, вопрос прочно увяз в обсуждениях и согласованиях. Но проблема давно назрела, поскольку сейчас нередко можно столкнуться с ситуацией, когда два одинаково классифицированных аккумулятора разных производителей могут, например, сильно различаться по своему КПД. В настоящее время в Великобритании принята трехзначная кодировка аккумуляторов. При том, что в большинстве стран Европы они маркируются пятизначным номером по стандарту DIN. Этот стандарт дает, в частности, удобный способ определения ампер-часовой характеристики. Если вычесть 500 из первых трех цифр номера, то вы получите искомое значение. Например, номер 54532 означает, что это аккумулятор емкостью 45 Ah.

Что там внутри?

Да все то же самое, что и раньше, поскольку принципиально конструкция аккумуляторов остается неизменной с незапамятных времен: свинцовые пластины и кислота. Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в кислотный электролит. Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом, а положительные двуокисью свинца. Когда к аккумулятору подключают нагрузку, активное вещество вступает в химическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток. На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается. При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается.
Автомобильный аккумулятор выполняет три функции: во-первых, он запускает двигатель, во-вторых, питает некоторые электрические устройства, например, сигнализацию и телефон, когда двигатель не работает. И, наконец, он "помогает" генератору, когда тот не справляется с нагрузкой.

Аккумулятор обычно соседствует с двигателем. А как раз высокой температуры этот агрегат не переносит. Вот что он говорят по этому поводу специалисты: "Законы, ограничивающие уровень шума, заставляют производителей все тщательнее затыкать любые отверстия в отсеке двигателя, что приводит к повышению температуры в моторном отсеке. На сегодняшний день это, пожалуй, самая большая проблема для производителей аккумуляторов. Ведь верхний предел рабочей температуры этих устройств - 100 градусов С, дальше электролит просто закипает. Но даже если температура и не достигает рокового предела, а только к нему приближается, срок службы батарей все равно снижается в три-четыре раза".

Холостой режим

Простаивание автомобиля зимой в "пробках" - настоящая проблема для аккумулятора. Работающие одновременно вентилятор, фары, обогреватель заднего окна и стеклоочистители способны забрать больше тока, чем производит генератор. В фирме Lucas подсчитали, что за 45 минут такой работы средний аккумулятор может истощиться настолько, что повторный запуск выключенного двигателя окажется уже невозможным. Для восстановления потребуется не меньше 30 минут нормальной езды, прежде чем можно будет снова остановиться.

Казалось бы, следует просто убрать аккумулятор подальше от двигателя, но это ведет к дополнительным расходам. Придется тянуть к стартеру более длинный провод, который будет "съедать" часть энергии, что потребует увеличить мощность аккумулятора. К тому же этот "ящик с кислотой" окажется тогда близко к пассажирскому отсеку, что небезопасно. И все же, фирмы Audi, BMW, Jaguar и Rolls-Royse убрали аккумулятор из двигательного отсека, а недостатки наличия дополнительного провода уравновесились повышенной надежностью батареи. В моделях класса "супермини" аккумуляторы всегда находились в багажнике. Есть и другие решения. Например, в новой модели Peugeot 406 устанавливается аккумулятор с двойным корпусом. Между стенками прогоняется воздух, что предохраняет батарею от перегрева.

Отчего они выходят из строя?

Вообще-то, в самом аккумуляторе ломаться особенно нечему. Во всяком случае, причина большинства неисправностей связана не с собственными его дефектами, а с наличием дополнительного оборудования, например, сигнализации и телефона. Эти устройства особенно любят преподносить "сюрпризы" во время длительных стоянок автомобиля, например, в аэропортах. Управляющий директор фирмы Hoppecke Batteries (UK) Ltd, поясняет: "Производители автомобилей в целях экономии ставят самый "слабый" аккумулятор, какой только можно, поэтому любая дополнительная электрическая нагрузка может привести к неисправности".

Сам аккумулятор в процессе службы, конечно, изнашивается и, в конце концов, выходит из строя. Это происходит вследствие коррозии пластин, обеднения их активного покрытия и истощения электролита. Тому способствует повышенная температура, так что чаще всего повреждения происходят летом, а с первым морозцем начинается "веселая жизнь". Обычно срок службы батареи составляет около четырех лет, но в большой степени зависит от режима эксплуатации. Однако, если ваш аккумулятор вдруг начал барахлить, не спешите его выбрасывать. Главный инженер фирмы Hoppecke Batteries (UK) Ltd предупреждает: "Наш опыт показывает, что огромное количество автомобильных аккумуляторов, считавшихся неисправными, были просто-напросто разряжены. Такой "простой" диагноз выгоден только не очень щепетильным продавцам. Попробуйте зарядить разряженный аккумулятор, причем как можно скорее. Чем дольше аккумулятор остается незаряженным, тем сильнее сульфатация пластин, и тем проблематичнее будет его восстановление".

Аккумулятор требует заботы

Многие владельцы автомобилей бывают искренне удивлены, когда узнают, что аккумулятор тоже требует "техобслуживания". Это прискорбно, потому что капелька заботы и внимания могут сберечь кучу времени и денег. Уход за аккумулятором чрезвычайно прост и практически сводится лишь к регулярным проверкам уровня электролита. Низкий уровень может свидетельствовать об излишней зарядке, что обычно вызвано неисправностью генератора. Если же электролита недостает только в одном из элементов, то выход из строя всего аккумулятора уже не за горами. В теплую погоду он еще кое-как поработает, но первые же холода его прикончат.

Несколько лет назад в большом ходу были "аккумуляторы, не требующие ухода", что конструктивно сводилось к глухой герметизации верхней крышки. Со временем мода эта прошла, поскольку, в случае, если, по каким-то причинам, потеря электролита все же происходила, долить его уже было нельзя.
Доливая аккумулятор, помните об одной особенности. Во время зарядки уровень электролита несколько превышается, поэтому доливать следует с учетом этого эффекта. А что может сотворить кислота, попавшая на корпус батареи или на детали кузова, мы все прекрасно знаем.

Меры безопасности при запуске от внешнего источника.

• Никогда не курите во время запуска двигателя от внешнего источника.
• Заправьте свободные части одежды и снимите с себя металлические украшения и предметы.
• Убедитесь, что автомобили не соприкасаются друг с другом.
  
• Не прикасайтесь сами к кузову автомобиля.
  
• Выключите все перед тем, как отсоединять кабель.

Вопросы безопасности

Помните, что опасность возгорания кислорода и водорода, выделяющихся во время зарядки (а также после ее завершения), вполне реальна.

Хотя большинство серьезных производителей оборудуют крышки аккумуляторов ограничителями пламени, призванными предотвратить его попадание внутрь аккумулятора, подобная вероятность по-прежнему сохраняется. Правда, эксперты фирмы Hoppecke отрицают это, но, как говорится, береженого Бог бережет. Помните также, что искра возникает не только при отсоединении клеммы. Статического электричества от синтетической одежды может оказаться достаточно, чтобы вызвать взрыв. Взрыв аккумулятора можно сравнить по мощности с выстрелом из ружья калибра 12 мм. Результат представляет собой жуткое зрелище, и происходит это чаще, чем вы можете себе представить. Например, в осторожной Америке в год бывает более десяти тысяч подобных случаев. При том, что взрыв, вероятно, не будет смертельным, он может серьезно травмировать вас, особенно лицо, так как осколки пластика разлетаются во все стороны. Поэтому всегда следует быть в защитных очках.

Следующий момент, на который следует обратить внимание, - вибрация. После высокой температуры и электрической перегрузки, это - основная причина износа батарей. Механизм данного воздействия прост: любая "болтанка" постепенно стряхивает активное вещество с пластин. Поэтому проследите, чтобы аккумулятор был прочно закреплен.
И, наконец, проверьте клеммы. Они должны быть чистыми и хорошо затянутыми во избежание искрения. Некоторые смазывают клеммы густой смазкой, другие считают, что это только способствует накоплению грязи, так что выбор за вами.

Что нам прогресс технический готовит

В обозримом будущем переворота в области аккумуляторых технологий не ожидается. Свинцово-кислотные системы оказались столь удачны своим сочетанием пусковой эффективности, надежности и стоимости, что трудно представить на их месте что-либо другое. Во всяком случае, так считает Главный инженер фирмы Hoppecke Batteries (UK) Ltd. "Эта технология сейчас просто вне конкуренции, - утверждает он, - и я не думаю, что ей появится какая-либо альтернатива. Что же касается возрастающих нагрузок на аккумуляторы, то положение можно улучшить не повышением мощности батарей, а путем оптимизации работы электрических систем автомобиля". Фирма Lucas уже разрабатывает систему, не позволяющую аккумулятору разряжаться ниже уровня, необходимого для запуска двигателя. Как только батарея разрядится до определенного предела, эта система сажает электрооборудование автомобиля "на голодный паек". Камнем преткновения в этой системе является то, что при таком подходе могут отказать системы безопасности автомобиля.

Такой уровень технологии, который частично уже существует, позволит уменьшить размеры батарей и улучшить их конструкцию. Так, фирма Lucas уже выпустила аккумулятор, в котором электролит не плещется свободно внутри корпуса, а пропитывает специальный материал, напоминающий промокательную бумагу. Излишне говорить, насколько это практичнее и безопаснее. Однако, такие зубры, как BMW, Rolls-Royce, Mercedes-Benz и Jaguar пошли другим путем. Они ставят на автомобиль два аккумулятора. Один используется только для запуска двигателя - он больше ни к чему не подсоединен. Другой - "служебный" - питает все остальные системы. Такой подход обходится дороже, кроме того, не исключает возможности разряда служебной батареи при длительной работе сигнализации.

Заряжай!..

Аккумулятор, безнадежно "севший" однажды морозным утром в понедельник, - вот нередкая причина крушения стольких блестящих служебных карьер. Когда-то, в эпоху заводных ручек, еще можно было попытаться ухватить улетающую Судьбу за пятки - закатать рукава смокинга и поработать как следует ручкой. Теперь же, в Век гуманизма, мы лишены и этой грубой возможности. Так что же делать?

Можно попытаться завести машину несколькими способами: "прикурить" от аккумулятора другого автомобиля (что может оказаться проблематичным при современном уровне "накрученности" электроники); толкнуть машину или потянуть на буксире (но не при наличии каталитического нейтрализатора); пойти и купить новую батарею. Последний способ особенно плох, ибо в подавляющем большинстве случаев "севший" аккумулятор можно восстановить. При правильной перезарядке он в большинстве случаев восстанавливается до исходного состояния и продолжает дальше жить и бороться.

Не спеши

Прошли времена, когда аккумулятор просто подключали к зарядному устройству и оставляли на ночь. Зарядку аккумулятора нужно производить с определенной "скоростью", иначе вас ждут разные неприятности. В идеале зарядный ток для обычной свинцово-кислотной батареи должен составлять 10% от ее ампер-часовой характеристики. Например, полностью разрядившийся аккумулятор емкостью 50 ампер-часов следует заряжать при силе тока 5 ампер в течение десяти часов. Зарядка должна проходить со снятыми крышками. И хочется быстрее, да нельзя. Это может привести к перегреву, а то и к закипанию электролита. Могут покоробиться и пластины, тогда аккумулятору - конец. Если же ваш аккумулятор герметичный, "не требующий ухода" (см. выше), то его приходится заряжать еще медленнее - не более 2,5% от ампер-часовой характеристики. Так, в том же примере полностью разрядившийся герметичный аккумулятор на 50 ампер-часов требует тока зарядки 1,25 ампер в течение 40 часов. Для частично разрядившихся аккумуляторов это время будет, конечно, меньше.

Большинство зарядных устройств снабжено регулятором зарядного тока. Особенно удобно, если есть режим "снижающейся зарядки". В этом случае по мере заряжения аккумулятора зарядный ток автоматически уменьшается, что позволяет предотвратить возможный перезаряд.

Крутые модели

Большинство зарядных устройств снабжено обычным амперметром, показывающим силу тока, с которой идет зарядка. После включения стрелка прибора довольно быстро устанавливается и отслеживает текущее значение тока, которое постепенно уменьшается в процессе зарядки - как ему и положено.

Общее правило здесь - чем медленнее заряжаешь, тем лучше. Однако, не держите аккумулятор под зарядкой слишком долго. Относительно определения момента, когда следует процесс закончить, мнения расходятся. Некоторые вычисляют необходимое для зарядки время и по его прошествии выключают устройство, другие ждут, пока все элементы не начнут пузыриться, и выключают только тогда.

Некоторые более мощные зарядные устройства оборудованы функцией быстрой зарядки. Ее следует использовать только при чрезвычайных обстоятельствах, когда машину нужно завести как можно скорее. В этом режиме повышенный ток зарядки подается в течение определенного промежутка времени, после чего устройство само отключается. Жизнь аккумулятора это все равно сокращает.

Ждать некогда – ехать надо!

При севшем аккумуляторе самым быстрым решением является запуск двигателя от внешнего источника. Но для этого, помимо внешнего источника, нужен еще и кабель. Выпускаются самые разные типы стартовых кабелей, но автомобилисты считают их, как и аккумуляторы, излишней роскошью и покупают первый попавшийся на глаза комплект, не задумываясь о качестве.
И это опять прискорбно, потому что качество зачастую бывает просто чудовищным - ведь в продажу поступает множество "левых", кустарно сделанных кабелей. Иногда, при первом же использовании, изоляция (а то и сама жила) кабеля плавится (вспомним, что по нему течет большой ток). Если такой кабель и уцелел, то все равно он будет греться, отчего теряется энергия и возникает опасность пожара.

Порядок соединения.

1. Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.
2. Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на севшем аккумуляторе.
3. Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.
4. Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное - подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т.п. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре
5. Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.
6. Запустите автомобиль с заряженным аккумулятором и дайте ему поработать не менее одной минуты.
7. Попробуйте запустить автомобиль с севшим аккумулятором. Если двигатель не заведется, то подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, то дайте ему поработать несколько минут в таком положении.
8. Выключите автомобиль с заряженным аккумулятором.
9. При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.