Аккумуляторы - Вопросы брака и эксплуатации

Материал подготовлен совместно с Курзуковым Н.И.(Аккумуляторная лаборатория НИИ Автоэлектрики) и Кузнецовым А.А.(ООО Автоюнион)

1. Заводской брак или вина эксплуатации?
Осмотреть целостность моноблока АКБ, отсутствие вмятин, сколов (проколов). Замерить ЭДС и другие показатели состояния АКБ при наличии пробок; цвет индикатора (при наличии). Разряд (10÷15 сек) на вилку-пробник (150÷200А) отмечая изменение напряжения по точному прибору (тестеру), наблюдать за электролитом в банках. На ощупь проверить нагрев полюсных выводов после разряда. Замечаний нет, тогда АКБ необходимо полностью зарядить и снять стартерную характеристику током 0,6EN при +20 ÷25С до 9,0 В, но не менее 1,5 мин если напряжение выше ГОСТ959-2002 (последний абз. П.5.5.3).
В дефектной банке электролит «кипит», может выделяться специфический запах, шум внутри банки.
Вскрытие и осмотр блока пластин дефектной банки позволяет определить происхождение дефекта — производственный или от условий эксплуатации.

2. Как определить неисправность АКБ? Какие основные виды неисправностей?
Неисправность АКБ устанавливается путем измерения ее статических показателей, а также в режиме разряда током, установленным для данного типа. Значения показателей должны быть не хуже принятых норм для исправных АКБ. Проверка АКБ на дефектность (исправность) если ее предыстория не известна, проводится после полного заряда с корректировкой уровня и плотности электролита по банкам (при наличии пробок). Показатели состояния и разряда фиксируются. Производственных дефектов всего два: короткое замыкание в одной из банок и разрыв цепи разряда внутри АКБ. Если АКБ на производстве заливается электролитом и в последствии обнаруживается, что в одной из банок электролит был залит ниже нормы (видны протечки электролита на поверхности пластин в конвертах-сепараторах), то это также производственный дефект (бывает редко).

3. Как правильно подобрать АКБ для автомобиля.
Выбор АКБ производят изготовители автомобиля. При этом они учитывают возможность применения меньшей или большей по мощности стартерного разряда АКБ в зависимости от климатической зоны эксплуатации автомобиля. Посадочное место к этому подготовлено. Установка АКБ по размеру посадочной площадки (большей мощности) не принесет вреда изделиям электрооборудования автомобиля при надлежащем контроле за ее заряженностью. АКБ меньшей мощности в зимних условиях может создавать трудности с пуском холодного двигателя. Ток EN (CCA) показатель выбора. При выборе АКБ целесообразно учитывать также полярность (прямая или обратная), высоту АКБ. Кроме того, некоторые АКБ имеют различие по ширине основания корпуса.

4. Можно ли устанавливать АКБ большей емкости по сравнению со штатной?
В современных конструкциях АКБ емкость в 20 часовом режиме разряда утратила первостепенное значение: например, АКБ с емкостью 60А*ч имеет ток стартерного режима такой же, как и у АКБ 55А*ч, а надежность пуска двигателя зависит от степени заряженности и величины тока, который указан разработчиком АКБ. После запуска двигателя в работу, генератор «возвращает» в АКБ затраченную при пуске емкость. Условия «возврата» зависят только от внутреннего сопротивления АКБ, так как напряжение генератора имеет постоянную величину. Коммутация щеток с коллектором в стартере при повышенном напряжении разряда может быть более жесткой, но при большей мощности разряда время пуска двигателя в нормальных условиях будет короче, надежность пуска выше, включая и зимний период.

5. От чего зависит срок службы АКБ? Календарный.
Срок службы стартерной АКБ начинается с момента заливки в нее электролита. Предпродажное хранение, бездействие при хранении автомобиля сокращают ресурс АКБ. Сокращение происходит тем интенсивнее, чем ниже степень заряженности АКБ и чем выше температура электролита. Внутренние процессы саморазряда способствуют коррозионному разрушению жил решеток (+) пластин.
В процессе эксплуатации коррозионное воздействие на решетку (+) пластин происходит преимущественно под воздействием зарядных процессов и особенно интенсивно этот процесс проходит при избыточном заряде (так называемом «перезаряде»), т.е. когда АКБ полностью заряжена, но процесс заряда продолжается.
Календарный срок службы стартерной АКБ зависит от моментов, упомянутых выше, а главное от условий эксплуатации. При этом на сроки-службы АКБ решающее влияние оказывают: интенсивность эксплуатации автомобиля, величина регулируемого напряжения, периодичность контроля состояния заряженности АКБ, режим использования средств комфорта в салоне автомобиля (опыт водителя).

6. Каковы должны быть значения плотности электролита, ЭДС? напряжения под нагрузкой исправной АКБ? По инструкции.
Плотность электролита у исправной полностью заряженной АКБ для условий центральных районов страны должна быть 1,27 ÷1,28г/см3 при +25С и нормальном уровне над блоками пластин. В южных районах страны значение плотности электролита 1,24 ÷1,25г/см3 . В районах Сибири плотность электролита в АКБ на зимний период устанавливают 1,30г/см3 (чтобы частично разряженная АКБ при минус 40 ÷45С не разрушалась льдом), а на летний период плотность снижают, чтобы уменьшить разрушение пластин в этот период от высокой плотности электролита.

7. Можно ли «прикуривать» другой авто и как правильно это делать?
Можно, соблюдая безопасные требования: двигатель исправной АКБ должен быть, заглушен (не работать) один наконечник провода неисправной АКБ должен быть снят с полюсного вывода и вновь закреплен после запуска двигателя. Запущенному в работу двигателю следует поработать на средних оборотах несколько минут.

8. Что можно добавить в АКБ при снижении уровня?
В процессе эксплуатации АКБ закономерно происходит снижение уровня электролита в каждой банке от зарядно-разрядных процессов за счет разложения воды электролита в газ. Снижение уровня по банкам происходит не всегда равномерно. Объективными причинами этой неравномерности снижения могут быть: различие уровня при заливке электролита; неоднородность активной массы пластин (решеток); различие в температуре электролита; различие в объемах свободного электролита по банкам.
При снижении уровня электролита в процессе эксплуатации АКБ от «выкипания» его восстановление необходимо проводить только дистиллированной водой.
Если установлено, что произошло выплескивание электролита из АКБ, тогда в режиме стационарного заряда АКБ надо добавить электролит с корректировкой плотности по банкам в конце заряда.

9. Сколько может храниться АКБ без подзаряда (в зависимости от типа исполнения)? Оптимальные условия хранения АКБ?
Новые полностью заряженные АКБ, изготовленные с различными сплавами решеток, могут храниться до года с потерей емкости на 50÷80% в зависимости от температуры окружающей среды. Хранить АКБ, бывшие в эксплуатации, необходимо при регулярном контроле их состояния. Перед началом хранения АКБ необходимо полностью зарядить, откорректировать плотность и уровень электролита по банкам. Полюсные выводы АКБ должны быть смазаны техническим вазелином, поверхность крышки чистой и сухой. Чем ниже температура окружающей среды (до минус 30 С), тем меньше саморазряд, длительнее срок хранения, меньше потери емкости. Чем выше температура окружающей среды, тем больше выделение газов из АКБ при хранении. Помещение для постоянного хранения АКБ должно быть оборудовано вентиляцией.

10. надо ли в холодное время года перед запуском двигателя включать на короткое время фары авто? Что это дает?
Разряд перед пуском двигателя включенными фарами снижает емкость АКБ. Эффект от нагрева в этом случае зависит от степени заряженности АКБ, температуры электролита, величины тока и продолжительности разряда на фары. Перечисленные факторы для каждой степени заряженности АКБ и начальной температуры электролита не могут иметь произвольные значения. Более того, момент сопротивления прокручиванию при пуске холодного двигателя сохраниться. Предпусковой разряд АКБ в определенной мере полезен в том случае, когда контролируемый отбор емкости производится средствами подогрева масла и охлаждающей жидкости в двигателе, а также топлива. При отсутствии контроля за состоянием заряженности произвольным предпусковым разрядом можно довести АКБ до отказа в пуске холодного двигателя.

11. От чего зависит пуск двигателя зимой?
От тех же факторов, что и в другое время. Но в зимнее время эти факторы усложняются:
- мощность разряда холодной АКБ снижается;
- момент прокручивания вала двигателя увеличивается;
- распыление холодного топлива и смесеобразования в цилиндрах ухудшается;
- заряженность АКБ в зимнее время статистически ниже по объективным причинам, чем в летнее время и, значит, имеет меньшую мощность.

12. Почему у малосурьмяных АКБ происходит обильное газовыделение по сравнению с АКБ на кальциевых электродах?
Газовыделение у стартерных АКБ в зарядном режиме связано с разложением воды, содержащейся в электролите. Чтобы этот процесс начался, необходимо иметь напряжение между электродами, способное расщеплять молекулы воды в газы, ее составляющие (кислород и водород). В конце заряда практически у всех стартерных АКБ эти условия имеются. У малосурьмяных АКБ этот процесс начинается при более низкой степени заряженности, т.е. когда напряжение на электродах имеет меньшее значение чем в конце заряда. Этому способствует наличие сурьмы в сплаве решеток. Сурьма, как катализатор, снижает порог напряжения, при котором начинается расщепление молекул воды.

 

13. Чем вызвано падение плотности электролита и его замерзание.
Процессы заряда и разряда, стартерных АКБ связаны с изменением содержания серной кислоты в электролите. При разряде серная кислота участвует в токообразующей реакции и ее количество в электролите уменьшается. С этим связано и понижение плотности электролита. Изменяются по этой причине и физические свойства электролита. Чем глубже разряжена АКБ, а значит и меньше кислота в электролите, тем при более слабом морозе в нем образуется лед. Это справедливо для любого исполнения АКБ.

14. Почему новые АКБ часто бывают с недозарядом?
По ГОСТ 959-2002 новой считается АКБ, если с момента ее изготовления прошло не более одного месяца. Это для АКБ залитых электролитом и заряженных на производстве. Для сухозаряженного исполнения этот срок 2 месяца. АКБ на прилавках не всегда этому понятию отвечают, так как они проходят транспортировку (не всегда близкую и скорую) до склада, (до прилавка) и хранение в магазине до момента продажи. Некоторые сухозаряженные АКБ заливают не у производителя. Их подготовка зависит от квалификации исполнителей: после заливки электролита все АКБ для продажи должны быть полностью заряжены и проверены на исправность.

15. Восстанавливается ли АКБ после того, как в ней замерз электролит?
Никогда не следует оставлять разряженную АКБ на холоде. Если такое произошло и в банках АКБ электролит застыл (образовался лед), ее надо выдержать не менее суток в теплом помещении. Только после полного растаивания льда в АКБ, приступить к ее зарядке. Заряд со льдом 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 льдом повреждается: она отслаивается, образуются зазоры (застывший электролит — лед имеет больше объем и разрывает активную массу, растаивая, оставляет щели). АКБ, в которой электролит когда-либо застывал, некоторое время сохраняет работоспособность на более низком уровне. Отказ, неизбежен.

16. Кто и как в гарантийный период проводит обслуживание АКБ?
В гарантийный период стартерная АКБ обслуживается ее владельцем. Периодичность и объем обслуживания АКБ зависит от режима ее эксплуатации, опыта водителя и прилагаемой инструкции. Пробки заливных отверстий или (планка с пробками) при обслуживании АКБ выкручивают (снимают) для измерения плотности электролита и контроля его уровня над блоками пластин, несмотря на то, что иногда над ними наклеена этикетка изготовителя (не понятное решение).
АКБ без пробок контролируют на состояние заряженности путем измерения напряжения на полюсных выводах. При необходимости эти АКБ подзаряжают от автоматических зарядных устройств, но в конце заряда ток должен быть не более %% от С20.

17. Что может произойти, если при установке АКБ на автомобиль перепутать» наконечники проводов (+) и (-)?
Одновременное касание наконечниками проводов от стартера к полюсным выводам АКБ приведет к повреждению элементов диодного моста генератора. В этом случае направление тока от АКБ в электропроводах 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 в стационаре заряженной в обратную сторону. Подобная зарядка АКБ не создает высокой мощности для стартерного разряда, но приводит к неожиданному повреждению генератора. Более того, постоянно включенные изделия электроники на автомобиле также получают повреждения, о которых владелец автомобиля может сразу не подозревать. При продаже (на прилавке) иногда выявляют образцы АКБ, у которых обозначенная на крышке полярность (+) и (-) не совпадает с ее фактической полярностью. Такие образцы необходимо выявлять до момента установки их на автомобиль. Это брак, который способен причинить значительный вред

18. Допустимо ли проверять исправность генератора при работающем двигателе методом снятия наконечника стартерного провода с полюсного вывода АКБ?
Нет! Нельзя это делать. Из школьной программы по физике известно, что при размыкании цепи, в которой протекает электрический ток, возникает против ЭДС, направленная в обратную сторону, способная повреждать кремниевые выпрямители генератора. Эти повреждения снижают отдачу генератора, а при неработающем двигателе происходит разряд АКБ (ток утечки). Подобная проверка генератора была без последствий, когда выпрямительный блок был в виде выносного блока из селеновых пластин.

 

О причинах взрыва АКБ
Свинцово-кислотные стартерные аккумуляторные батареи (АКБ), применяемые на автотракторной технике различных типов, имеют одну неприятную особенность, которую необходимо учитывать при эксплуатации. При не соблюдении правил обслуживания, главное из которых заключается в своевременной доливке дистиллированной воды в банки (элементы АКБ) для поддержания уровня электролита над пластинами (10...20 мм в старых конструкциях и 20...35 мм в новых конструкциях), у АКБ снижается работоспособность в режиме пуска двигателя и уменьшается надежность работы.
Из теории работы свинцовых АКБ известно, что процесс заряда их (на авто или стационаре) сопровождается разложением воды, находящейся в электролите, на газ — водород и кислород. Часть выделяемого кислорода (в атомарном состоянии имеет отрицательный заряд) оседает на жилах решеток положительных пластин, окисляя их и сокращая ресурс АКБ. Другая часть выделяющегося кислорода и водород выходят из электролита на поверхность, создавая видимость кипения его, скапливаются под крышками в каждой банке АКБ. Если отверстия в пробках не забиты грязью и нет препятствий, то газ легко рассеивается в окружающую среду через эти отверстия. Газ, состоящий в основном из смеси кислорода и водорода (в некотором количестве в этой смеси имеются и другие газы) при наличии искры (открытого пламени) горит во взрывном режиме. Сила взрыва и его последствия целиком зависят от количества (объема) газа, скопившегося к этому моменту. Например, при повышенном значении зарядного напряжения от генератора (нарушена работа регулятора напряжения) увеличивается интенсивность газообразования внутри АКБ и, следовательно, его выделение. При низком уровне электролита (нет регулярных доливок) увеличивается газовый объем под крышками банок АКБ, что пропорционально увеличивает силу возможного взрыва. Скоплению газа около АКБ может способствовать применяемое утепление АКБ в зимнее время с целью поддержания ее теплого состояния.
В таких условиях и режиме работы появление искры от неисправной электропроводки либо наличие открытого огня (сигареты) опасно для АКБ — происходит взрыв и разрушение АКБ. Детали АКБ при разрушении могут причинять повреждения окружающим предметам (людям). Возникновение искры возможно также от проводов в местах соединения их с полюсными выводами АКБ. (Когда длительное время полюсные вывода АКБ и внутренняя поверхность наконечников не очищались от окислов — нарушается нормальный электрический контакт).
Образование искры возможно также между деталями внутри АКБ, когда уровень электролита значительно ниже верхних кромок пластин.
Вот так, нарушения техники безопасности и режима обслуживания АКБ, отклонения технических показателей от установленных норм у изделий электрооборудования служат причиной скопления выделяющегося «гремучего» газа, возникновения взрыва и разрушения корпуса АКБ. Если внутренние соединения у АКЬ после прошедшего взрыва газа сохраняют работоспособность (разряд на вилку-пробник), то можно полагать, что дефекта в АКБ нет и причина взрыва связана с внешней искрой.
Случай не гарантийный.