Некоторые влияния на долговечность аккумулятора

В предыдущих двух номерах мы напечатали материалы об эксплуатации аккумуляторной батареи, Продолжаем публикации, которые закончим в апрельском номере.

На срок службы батареи, кроме своевременного обслуживания, обеспечения нормального зарядного тока на автомобиле и ряда других факторов, о которых мы уже говорили, влияют режим движения и время пуска двигателя.

Режим движения. Напомним, что, чем больше времени батарея находится в заряженном состоянии, тем дольше она служит. Ток, идущий на ее заряд, зависит от оборотов генератора, то есть частоты вращения коленчатого вала двигателя. При интенсивном городском движении скорость автомобиля постоянно меняется, и часто, особенно когда вовремя не включают низшую передачу, анергии генератора не хватает для питания всех потребителей. В это время батарея но только не получает заряда, а, наоборот, отдает свой запас в сеть. Таким образом, она постоянно работает в режиме чередующихся циклов заряд—разряд. Это хорошо видно на рис. 1 и 2, где представлены графики протекания тока во время реального движения автомобиля по городской улице и токоскоростная характеристика автомобильного генератора.

Картина меняется в худшую сторону, если автомобиль оборудован дополнительными потребителями — противотуманными фарами. фонарями и т. д., да еще работает зимой. Например, установка на таксомоторе диспетчерского телефона с током нагрузки 10 А приводит к сокращению срока службы батареи в 1,7 раза!

Из графика (см. рис. 2) видно, что если потребители берут ток 10 А, то до 1500 об/мин коленчатого вала их питает батарея, а затем — генератор. Если же ток потребителей составляет 20 А, то генератор способен питать сеть и заряжать батарею только по достижении 1600 об/мин.

Таким образом, надо ездить так, чтобы обороты коленчатого вала на каждой передаче обеспечивали не только питание потребителей, но и заряд батареи.

Время пуска двигателя. Понятно, что, чем оно короче, тем меньше разряжается батарея. Пусковые же качества двигателя зависят от конструктивных особенностей — степени сжатия, совершенства впускной системы, карбюратора, системы зажигания.и т. п. и, конечно, от технического состояния двигателя.

Так, средний срок службы аккумуляторной батареи 6СТ-45 на «Москвиче* — 40 месяцев, в течение которых пробег достигает 39 тысяч километров. На «Запорожце» такая батарея служит 37,5 месяца при пробеге 31,7 тысячи километров. Более низкие показатели у «Запорожца» объясняются в основном тем, что у его двигателя хуже пусковые характеристики и есть отопитель, потребляющий ток для розжига и питания своего бензонасоса. Бели же сравнивать эти показатели у машин, эксплуатируемых только летом, то предстает обратная картина, потому что на «Запорожце» батарея, установленная в багажнике, работает в более благоприятных температурных условиях.

Наиболее труден пуск двигателя в морозы. Например, при температуре — 10*С на это требуется 10 секунд, при вращении вала с частотой 40 об/мин.

Если же мороз достигает 20 С, время пуска увеличивается вдвое, а требуемая частота вращения коленчатого вала возрастает до 90—100 об/мин. Ясно, чтобы батарея меньше разряжалась, желательно в этих условиях каким-либо способом подогревать двигатель, а саму батарею ставить теплую (храня ее дома) и полностью заряженную.

Кроме этих, не зависящих от нас причин, батарея нередко расходует лишнюю энергию из-за нарушения контактов в цепи стартера — не только в местах соединения проводов, о чем мы уже говорили, но и в самом стартере. Проверка автором этих заметок состояния стартеров после двух-трехлетней эксплуатации показала, что у подавляющей их части ток холостого хода был выше, чем у новых, на 30 — 50%. Основная причина — неплотное прилегание контактного- диска в тяговом реле стартера к выводным болтам из-за его обгорания и коррозии. Установка диска другой, поработавшей стороной или нового, а также опиловка контактных болтов в значительной мере улучшали положение. Проверить исправность цепи стартера, если он медленно вращает коленчатый вал, можно на автомобиле при помощи вольтметра или автотестера. Для этого снимаем центральный провод с распределителя и замыкаем его на «массу». Чтобы не расходовать топливо, снимаем подводящий шланг с насоса. Включаем стартер и через 2—3 секунды измеряем в течение 2 секунд напряжение между выводными штырями батареи. Если оно меньше 7,5 В — сильно разряжен аккумулятор, если больше — виноват стартер.

Долее определяем напряжение между «плюсовым» выводом батареи и «массой» автомобиля. Если оно ниже 6,0 В — причина в батарее, выше — неисправен стартер. Когда разность результатов второго и первого измерений превышает 1,5 В, налицо потери в цепи стартера, в том числе между контактным диском тягового реле и выводными болтами. Время пуска двигателя при прочих равных условиях сильно зависит от установки угла опережения зажигания. Из рис. 3 видно, что при отклонении на 5* от оптимального в сторону увеличения время пуска возрастает вдвое.

Рис. 1. График протекания тока через батарею при движении автомобиля. Продолжительность цикла в городских условиях — 0,7— 1,5 мин, на шоссе — 10—12 мин. Продолжительность разряда — 2—20 с. заряда — 10—12 мин.

Рис. 2. Токоскоростная характеристика автомобильного генератора.

Рис. 3. Зависимость времени пуска двигателя (МеМЗ) от угла опережения зажигания.

До сих пор наш разговор шел о батарее, когда она уже работает в автомобиле, будучи установлена заводом. Но проходит время, и исчерпавшую свой ресурс батарею приходится заменять новой. Хорошо, если ее подготовят к эксплуатации — зальют электролит и зарядят на СТО. Чаще же этим занимаются сами автолюбители.

Начинается все с покупки. Здесь надо посмотреть, чтобы на корпусе, заливочной мастике или на пластмассовой крышке, устанавливаемой на батареях некоторых типов, не было механических повреждений, трещин, проверить, не шатаются ли выводные штыри. Следует помнить, что допустимый срок хранения новой, без электролита батареи при соблюдении надлежащих условий составляет три года, поэтому обращайте внимание на время выпуска, особенно когда приобретаете ее «с рук». Инвентарь. Для заряда и дальнейшего ухода за батареей потребуются стеклянная или пластмассовая посуда, в которой можно приготовить и хранить электролит, денсиметр (ареометр) с колбой и грушей или специальный плотномер (с поплавками), стеклянная трубочка диаметром около 10 мм — измерять уровень электролита, термометр, вольтметр и, наконец, зарядное устройство. Все это можно купить в магазинах.

ТАБЛИЦА 1 Плотность электролита для разных климатических зон

ТАБЛИЦА 2 Порядок приготовления электролита

Зарядных устройств ныне очень много — от простейших выпрямителей до приборов со стабилизацией напряжения, автоматикой и импульсным режимом заряда. Разумеется, чем прибор сложнее, тем дороже.

Для контроля за напряжением на аккумуляторах во время заряда вполне достаточно автотестера или авометра. Нагрузочной вилкой пользуются только в исключительных случаях — для выявления неисправного аккумулятора в батарее. Кстати, опытные аккумуляторщики не применяют нагрузочную вилку для определения качества заряда или степени разряженности батареи из-за несовершенства этого способа контроля, на который влияют и температура электролита, и давление на рукоятку нагрузочной вилки, да и шкала вольтметра не обеспечивает высокой точности измерения.

Электролит. Для приготовления электролита, заливаемого в батареи, применяют аккумуляторную серную кислоту (ГОСТ 667—73 сорта А и Б) и дистиллированную воду (ГОСТ 6709— 72). Автолюбители могут проверить качество дистиллированной воды, измерив сопротивление ее авометром при температуре 18—25° С. В качестве электродов берут два лезвия безопасной бритвы, располагают их на расстоянии 10—15 мм одно от другого и погружают в воду. Сопротивление должно быть не ниже 25 кОм. Обычная вода имеет определенное таким способом сопротивление около 5 кОм.

Кислоту необходимо лить в воду тонкой струей, распределяя ее равномерно по всей площади посуды. Не забывайте при этом о правилах безопасности.

В аккумуляторные батареи заливают электролит с плотностью, соответствующей условиям эксплуатации (табл. 1). Для автолюбителей удобнее всего поэтапная технология приготовления электролита (табл. 2). Необходимое количество электролита на батарею можно определить по табл. 3. И еще надо оставить 1,6 — 2 л для доливки.

Какими бы рекомендациями вы ни пользовались, приготовляя электролит, плотность, замеренная на разных уровнях используемой емкости, будет неодинакова. И как следствие — неодинаковая плотность залитого электролита в банках батареи. Это в конце концов и приводит к необходимости корректировать плотность в конце заряда. Однородности приготовленного электролита на всех уровнях емкости добиваются интенсивным перемешиванием и, убедившись, что она во всей его массе близка к требуемой, немедленно заливают его в аккумуляторную батарею. При этом, чем более точно вы отмерите количество электролита для каждого аккумулятора батареи, тем ровнее будет его плотность в конце заряда. Практически однородность и одинаковое количество заливаемого электролита в разных аккумуляторах батареи не только упрощают процесс зарядки, так как не надо будет корректировать плотность, но и исключают возможный перезаряд отдельных аккумуляторов.

В процессе пропитки пластин залитым электролитом температура его повышается, что может привести к оползанию активной массы. Поэтому нельзя заливать заранее приготовленный электролит в батарею, если его температура превышает +25° С в холодной и умеренной зонах и +30° С в жаркой и влажной. Также не рекомендуется заливать в батареи электролит с температурой ниже +16° С. У такого электролита высока вязкость и пластины недостаточно пропитаются По этой же причине аккумулятор, подготовленный к заливке, если он хранился на морозе, должен быть выдержан в тепле 8—10 часов при температуре не ниже + 5° С.

Пластины современных стартерных аккумуляторов в сухозаряженном исполнении формуются (пропитываются электролитом) в течение 2 часов, после чего батарею ставят на автомобиль, если плотность снизилась не более чем на 0,03 г/см3. Аккумуляторы с утраченным свойством сухозаряженности (срок хранения со дня изготовления более года) выдерживают до включения на заряд 3 часа. Перед включением зарядного устройства обязательно проверьте уровень и плотность электролита. Если в каком-либо аккумуляторе он понизился, необходимо долить сюда электролит той плотности, которая измерена в данный момент. Этим вы также избавите себя от необходимости корректировать плотность в конце заряда.

Заряд батарей. Начинают его при условии, что температура электролита не превышает +30° С в холодной и умеренной зонах и + 35° С в жаркой и влажной. Ток заряда устанавливают в соответствии с табл. 3.

ТАБЛИЦА 3 Характеристика батарей

ТАБЛИЦА 4 Плотность электролита и заряженности батареи

ТАБЛИЦА 5 Корректировка плотности электролита

Заряд сухозаряженных и батарей, утративших это свойство, никаких различий не имеет, за исключением времени, — последние требуют его больше.

Если зарядное устройство имеет систему автоматической стабилизации выходного напряжения меньшего чем 14,4 В, то ее целесообразно отключить на время, когда делаете первый заряд новой батареи. Иначе вы лишитесь такого мощного сопутствующего фактора, определяющего конец заряда, как обильное газовыделение. Стабилизация выходного напряжения зарядного устройства эффективна при последующих уравнительных зарядах батареи. Отличительная их особенность — это меньший, ток и большая продолжительность. Стабилизированное выходное напряжение, обычно не более 14,2 В, исключает перезаряд батареи. Во время уравнительного заряда обеспечивается более полное восстановление активных масс и смягчение последствий глубоких разрядов в процессе эксплуатации. При наличии простого выпрямителя такой заряд номинальным током проводят до тех пор, пока плотность электролита и напряженно батареи не будут постоянными в течение 3 часов. И, если выпрямитель оборудован реостатом, ток заряда устанавливают только вначале заряда и более не регулируют. В отличие от уравнительного при обычном подзаряде батареи, бывшей в эксплуатации, и первом заряде величину зарядного тока можно поддерживать постоянной до конца.

Ускоренный заряд бывших в эксплуатации батарей токами, численно равными 20% номинальной емкости, надо рассматривать как исключение. Такой режим может вызвать повреждение пластин.

При любом виде заряда не следует допускать, чтобы температура электролита увеличивалась выше 4-45® С, потому что может оползти активная масса и, как результат, значительно сократиться срок службы батареи. В этом случае надо прервать заряд и возобновить его только после снижения температуры электролита до + 30° С.

Обычный заряд бывшей в эксплуатации батареи проводят, когда она разряжена летом на 50%, а зимой на 25% номинальной емкости (табл. 4). Уравнительным же зарядом пользуются при сезонном обслуживании или после осенне- зимнего хранения.

По окончании заряда, который характеризуется «кипением» электролита, постоянством его плотности и напряжения батареи в течение 2—3 часов, сравнивают плотность электролита во всех банках. Если обнаружена разница более 0,02 г/см3, плотность уравнивают, добавляя соответственно воду или кислоту. Это очень важная операция — от нее зависит, как будет работать батарея и сколько жить. Чтобы точно и быстро се выполнить, следует знать, какое количество электролита предстоит заменить в банке. Это можно определить по табл. 5, которую составил читатель «За рулем» Б. Власов, пользуясь формулой, выведенной Н. Семиным («За рулем», 1983, 9).