Аккумуляторы
Масла
Магазины
СТО
Поговорим обо всём по порядку и дадим несколько советов для начинающих автомобилистов.
Аккумулятор (accumulator — собиратель, от accumulo — собираю, накопляю) — устройство для накопления энергии с целью её последующего использования, энергоноситель.
Автомобильный аккумулятор выполняет три функции:
Когда не работает двигатель или генератор, или генератор не справляется со всей нагрузкой включенной на автомобиле.
Если «пламенный» мотор автомобиля часто сравнивают с сердцем, то аккумуляторная батарея совместно с генератором и электрическими проводами играет роль своеобразной кровеносной системы, которая снабжает электрическим током все потребители. От качества, надёжности и электрических параметров батареи зависит то, насколько без проблемной будет эксплуатация автомобиля, особенно в зимний период.
Согласно ГОСТ срок службы АКБ необслуживаемых составляет 90 тыс. км. или 3000 моточасов, обслуживаемых 100 тыс. км.
Напряжение бортовой сети автомобиля при заведенном двигателе должно укладываться в жесткий диапазон: 13,8-14,5 V, при любых включенных потребителях. Если напряжение ниже чем 13,8 V, автомобиль будет подпитываться от аккумулятора, постепеннло разряжая его, а если выше чем 14,5 V, то будет происходить процесс перезаряда батареи, что повлияет на срок ее службы. За процесс регулировки бортового напряжения отвечает реле регулятор.
Все аккумуляторы похожи друг на друга как родные братья: большая банка с кислотой, из которой торчат два свинцовых токовода (клеммы). Принцип действия всех современных аккумуляторов одинаков и он не изменился за последние 138 лет, с того момента, как впервые в 1860 году Гастон ПЛАНТЕ подарил Французской Академии наук первую аккумуляторную батарею. Ее площадь занимала 10 квадратных метров, и такой аккумулятор требовал для подзарядки месяцы, а то и годы.
Удивительно, но, несмотря на все разговоры учёных о том, что мы стоим на пороге революции в накопителях тока, их принципиальная конструкция остается неизменной. Напрочь презирая новомодные кадмиево-никелевые системы и загадочные «топливные ячейки», автомобилисты всего мира используют все ту же кислоту и тот же свинец.
Тем не менее, отличия современных аккумуляторов от тех, что использовал Гастон Планте, почти так же велики, как и разница между дешевыми конструкциями, в которых действительно только банка с кислотой и больше ничего, и сложными системами, вобравшими в себя технический опыт прошедших 138 лет. Усовершенствования аккумуляторных батарей произошли в области материала пластин, общей конструкции и в частности, решении вопроса сбора и возвращения испаряющейся воды (системы кондиционирования).
Свинцовая стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) — это возобновляемый химический источник тока. Это значит, что после глубокого разряда её работоспособность можно полностью восстановить при помощи заряда — пропускания электрического тока в направлении, обратному тому, в котором протекал ток при разряде.
Работает АКБ по принципу превращения электрической энергии в химическую (при заряде) и обратном превращении — химической энергии в электрическую (при разряде). Активные вещества заряженного свинцового аккумулятора, принимающие участие в токообразующем процессе:
Все это помещено в электролит — водный раствор серной кислоты плотностью 1,28 г/см3.
В процессе разряда активная масса как положительного, так и отрицательного электродов превращается в сульфат свинца, т.е. соль свинца белого цвета (происходит процесс сульфатации). Обе пластины по химическому составу одинаковы и неопытные автомобилисты бывает путают полярность (плюс и минус) при зарядке батареи и заряжают ее в обратном направлении. Для возврата к нормальному положению необходимо снова полностью разрядить аккумулятор и потом зарядить в правильном направлении по полярности. При разряде плотность электролита снижется к концу разряда до 1,08–1,10 г/см., он практически превращается в воду.
При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается.
Корпус (моноблок) изготавливается из полипропилена, разделен на 6 ячеек (гнезд), герметичных друг от друга, в которые устанавливаются последовательно соединенные электродные блоки по 2,1 V каждый, что даёт на выходе 12,6 V. Каждый элемент состоит из свинцово сурьмянистых, свинцово мало сурьмянистых или свинцово кальциевых пластин — решеток (зависит от типа, класса батареи и производителя), изготовленных методом литья или прокатки, покрытых активным веществом. Для исключения замыкания между пластин, положительная пластина вставлена в конверт сепаратор.
Верхняя крышка аккумулятора одна общая (единая) на весь корпус и закрывает сразу все ячейки. В зависимости от производителя, технологии изготовления и модельного ряда может оснащаться системой клапанов, фильтров и лабиринтов-уловителей испаряющейся воды. Может быть с пробками на каждую ячейку, с блоками пробок на несколько ячеек, встроенными (не съемными) пробками и без пробок.
Индикатор состояния заряженности АКБ (ГЛАЗОК) — это встроенный в одну из банок АКБ ареометр. Состоит из световода и кассеты с разноцветными шариками, которые поочередно всплывают в зависимости от уровня и плотности электролита. Индикатор дает ответ на 2 вопроса:
Чистый свинец, из которого первоначально делались и пластины аккумулятора очень мягкий, практически непригоден массовой технологии изготовления аккумуляторов и его коммерческого использования. Для изготовления решеток и последующего нанесения активного вещества (пасты) нужен материал с более высокими механическими свойствами. Для этого в свинец добавляли сурьму.
Легирование свинца сурьмой, обычно от 4 до 9 % (сурьмянистая технология), приводит к тому, что гидролиз воды (электролитическое разложение на водород и кислород) происходит уже при 14,1 V. Это означает, что даже при нормальном состоянии электрической системы автомобиля (13,8-14,5 V) вода постоянно расходуется, улетучиваясь в воздух в виде газа. Не нужно быть экспертом, чтобы понять, что при неисправностях электросистемы автомобиля, ведущих к повышению и скачкам напряжения в ней, этот процесс многократно усиливается.
Это было привычно и понятно, и аккумулятор у советских автомобилистов прочно ассоциировался с необходимостью откручивать крышки и проверять уровень воды. Если её было недостаточно и на ее поверхности проявлялись верхние края решетки, необходимо было искать дистиллированную воду, спрашивать у друзей или соседей по гаражу странный предмет под названием денсиметр, он же ареометр (похож на клизму со встроенным поплавком) и пускаться в домашние химические опыты. Теперь внимание, попробуйте запомнить! Ни в коем случае нельзя вливать воду в серную кислоту — только наоборот. Иначе может произойти минивзрыв, и не только ваши джинсы будут прожжены кислотой (вполне нормально, было хоть раз с каждым), но и вам практически гарантированы тяжелые травмы и ожоги.
Производство новых мощных автомобилей и работы новых нагруженных электроникой бортовых сетей машин потребовало более мощных аккумуляторов для их пуска, а так же лень и чувство самосохранения автолюбителей Запада (шутка) заставили решить проблему испарения воды. Если количество сурьмы свести к минимуму (малосурьмянистые технологии производства) или заменить её другим элементом — Кальцием, то аккумулятор можно сделать практически необслуживаемым. Американцы из фирм Delco, Remy и GNB в 50-е годы реализовали так называемый кальциевый сплав, а европейцы — это батареи Baren, Varta, Bosch. Полученные в результате конструкции обеспечивали стойкость к гидролизу при напряжениях до 15,2 V, а значит, при нормально работающей электросистеме (напряжения в пределах 13,8-14,5 V) вода практически не испаряется и аккумулятор можно сделать герметично закрытым на все время его эксплуатации. Батареи стали мощнее, т.к. кальциевые пластины стали тоньше и их стало больше, да и активную массу стало возможно наносить с двух сторон решетки. А как мы помним электричество вырабатывается с помощью активной массы (чистый свинец «-» и двуокись свинца «+») и электролита. Следовательно, чем больше активной массы, тем больше тока получим, чем больше пластин, тем больше емкости в тех же размерах батареи.
Таким образом, сегодня различают такие основные разновидности аккумуляторов:
В гелиевых батареях электролит загущен до не текучего состояния (как резина) с помощью специальных селикогелевых добавок. Такие АКБ не боятся разрушения корпуса, очень мощные и выдерживают огромное количество циклов заряд разряд. Боятся перенапряжений (высокие требования к бортовой сети) и вибрации (разжижается селикогель).
В связи с вышеизложенным, все стартерные батареи, которые предлагают магазины аккумуляторов для авто, делятся сегодня на три основные категории:
На схеме аккумулятора цифрами обозначены:
1 — модель батареи;
2 — товарный знак завода-изготовителя;
3 — 60 Аh: номинальная емкость в Ампер-часах (А.ч или Ah);
4 — 420 А: пусковой ток — ток холодной прокрутки при −18°C в Амперах (А);
5 — 12 V: номинальное напряжение в Вольтах (В или V);
6 — 0901: дата изготовления (две цифры — месяц, две цифры — год изготовления);
7 — 20 kg: масса батареи в состоянии поставки с завода;
8 — «+» и «-»: знаки полярности;
9 — предупреждающие знаки: опасно-едкое вещество, не курить, не кантовать,
не давать детям и т.п.;
10 — уровень залитого электролита: min, max или другие обозначения уровней.
Например: 65B24L,
65 — цифра по каталогу (просто номер) производителя соответствующая емкости и стартовым характеристикам АКБ, чем она больше, тем выше мощность АКБ;
В — буква обозначающая тип корпуса (согласно каталога). Существует 8 групп — от A до H.;
24 — размерность корпуса по каталогу (длина, см);
L — обозначение полярности (L-левая, R-правая).
Условное обозначение батарей, применяемое большинством европейских производителей, представляет собой пятизначный код по немецкому стандарту DIN (например, 560 19) или девятизначный код по международному стандарту ETN (Например: 555 065 042)
Американские производители аккумуляторов руководствуются требованиями американского стандарта SAE маркировки автомобильных аккумуляторов, который включен в международный стандарт BCI. Стандарт SAE не предусматривает измерение ёмкости батареи в Ампер-часах, а вводит два других основных параметра: резервную ёмкость и ток холодной прокрутки (стартовый ток).
Требований по маркировке стандарт SAE J537 не содержит, но американские производители дополнительно наносят следующую информацию: номинальное напряжение; знаки полярности «+» и «-», резервная емкость (не всегда), товарный знак производителя, условные знаки мер безопасности при работе с батареей и т. п.
Например: 34R770 (Условное обозначение батареи из пяти цифр)
34 — каталожный номер типа корпуса АКБ (габаритные размеры),
R — (Revers-обратный),
770 — стартовый ток 770 А.
Подбор аккумулятора зависит от многих факторов: режима езды, режима хранения автомобиля, правильности работы электрооборудования, дополнительно установленного оборудования, марки автомобиля, объема двигателя, Японец или Европеец и, конечно же, цены. Доверяйте подбор профессионалам в профессиональных магазинах.
Если вы не можете решить, как выбрать аккумулятор для автомобиля так, чтобы он подходил по размеру, то просто возьмите у продавца рулетку и измерьте габариты. Уделите внимание и креплению аккумулятора, так как площадка для его крепления в подкапотном пространстве не обязательно будет соответствовать его форме. Для наших сибирских условий лучше выбирать аккумулятор максимальной емкости, в тех габаритных размерах, в которых влезет батарея в ваш автомобиль.
Аккумулятор обычно соседствует с двигателем. А как раз высокой температуры он не переносит. На сегодняшний день это, пожалуй, самая большая проблема для производителей аккумуляторов. Ведь верхний предел рабочей температуры этих устройств — 100?, 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. Это особенно губительно для батарей, изготовленных по AGM технологии. Ничего хорошего нет при эксплуатации батареи и при низких температурах, все параметры батареи при — 30? снижаются вдвое.
Есть различные методы (Стандарты) по которым производятся замеры стартовых токов аккумуляторных батарей. Они различны для некоторых стран и производителей. У нас обычно встречаются: SAE, EN, DIN, ГОСТ.
DIN 43559 (ГОСТ) | EN 60095-1 | SAE J537 |
170 | 280 | 300 |
200 | 330 | 350 |
220 | 360 | 390 |
255 | 420 | 450 |
290 | 480 | 510 |
310 | 520 | 560 |
330 | 540 | 600 |
365 | 600 | 650 |
390 | 640 | 700 |
420 | 680 | 750 |
Получая и отдавая ток, пластины с нанесенной на них пастой расширяются и сжимаются. Это происходит циклично много сотен и тысяч раз и в результате происходит механическое разрушение их структуры. Нанесённая на решетчатые пластины паста опадает с них, скапливаясь на дне или конверт сепараторе. Как результат — ещё до того, как рабочие поверхности оголятся и потеряют способность удерживать заряд, накопившийся шлам может замкнуть положительные и отрицательные пластины, проткнув сепаратор.
Аккумуляторы одинаково боятся и перезаряда, и глубокого разряда. В первом случае происходит интенсивное разрушение и осыпание материала положительных пластин, а во втором начинается оплывание пасты с отрицательных решеток.
Перезаряд может наступить как на работающем автомобиле в случае неисправности электросистемы, так и при стационарной зарядке аккумулятора, когда вы отвлеклись, забыли — в общем, прозевали момент, когда он начал бурлить, интенсивно разлагая воду и оголились пластины.
Глубокая разрядка происходит чаще всего по вине электросистемы (неисправный генератор), по причине ослабленного ремня генератора, окисления многочисленных контактов, а также замыканий на корпус, когда ток идет не к батарее, а на нагревание окружающего воздуха всей массой автомобиля. Возникшие неполадки легко заметить по неожиданно появившимся проблемам пуска двигателя. Устраняются они стационарной зарядкой, а также поиском и устранением собственно причины потери тока.
При разрядке опасны не только долгосрочные последствия (разрушение отрицательных пластин). Вполне реально перейти за «границу невосстанавливаемости» необратимой сульфатации, когда аккумулятор уже нельзя будет зарядить никакими самыми умными зарядными устройствами.
Другая ситуация более простая, но не менее опасная. Электролит разряженного аккумулятора «стремительно стремится» превратиться в обычную воду, а она, как известно, замерзает при минусовой температуре. Так вот, если заряженный аккумулятор вполне сносно переносит морозы потому, что серная кислота не замерзает, то в разряженном варианте он вполне может «рвануть», то есть лопнуть, не выдержав очередной морозной ночи.
Причин преждевременного выхода аккумуляторных батарей из строя несколько:
Покупаете ли вы дешевые аккумуляторы для авто или готовы потратить на приобретение батареи значительную сумму, обязательно учтите:
Необходимо помнить: Соблюдайте продолжительность попыток пуска двигателя — не более 5-10 секунд, интервал между попытками не менее 30-60 секунд. Как можно скорее зарядите аккумулятор, разряженный при неудачном пуске двигателя. Периодически очищайте корпус от грязи и пыли с использованием 10% водного раствора соды или нашатырным спиртом (это устраняет утечки тока), а клеммы — от окислов (иначе ухудшается проводимость и как следствие недозаряд). И самое главное — помните, что батарея требует к себе внимательного отношения, и ей необходимы 3-4 проверки состояния в год, самостоятельно или в специализированном центре.
Наконец, самый последний и, пожалуй, главный совет: не стоит начинающим автомобилистам забивать всем этим голову, а лучше всего обратиться к специально обученным сервисменам сети торгово-сервисных центров (подчеркиваем, не сети магазинов, а именно торгово-сервисных центров) «Автомотив». Здесь вам всё подскажут, посоветуют, установят, дадут гарантию и бесплатно обслужат в течение всего срока жизни приобретенного аккумулятора.