АКБ зимой и в другое время года
Предисловие редактора
В наши дни аккумуляторная батарея стала утилитарным «расходником». Особенно в дилерских сервисах. Там ставят диагноз как врачи из анекдотов: «пациент жив» или «пациент мертв». Применительно к теме АКБ это означает: либо продолжайте ездить, либо меняйте батарею.
Сколько раз на соревнованиях механиков или показательных выступлениях по ТО приходилось видеть: быстренько подсоединили прибор, отрапортовали, что батарея в порядке, и перешли к следующему узлу или агрегату. А что в порядке, почему в порядке, сколько еще проходит эта АКБ, владельцу автомобиля знать не положено. Да и знает ли об этом сам диагност?
А вот Николай Иванович Курзуков (1937–2014), научный сотрудник аккумуляторной лаборатории ФГУП НИИАЭ, знал. Он вообще знал об АКБ всё. И был большим другом журнала «АБС-авто».
Эта публикация составлена на основе наших интервью с Николаем Ивановичем, фрагментов статей и неформальных бесед. А теперь слово Н. И. Курзукову.
Юрий Буцкий
Гарантия не всегда гарантирует
Кто-то заметил, что автомобильный аккумулятор похож на зуб – о нем вспоминают лишь тогда, когда он портится. Автовладелец отправляется в магазин, чтобы заменить АКБ – ведь гарантийный срок у батареи назначен от 2 до 3 лет без ограничения пробега. И тут у него начинаются проблемы.
При покупке новой батареи изготовитель (продавец) гарантирует ее безотказную работу в течение определенного срока. Но при этом гарантия сопровождается обязательным условием – выполнением правил по уходу и контролю состояния АКБ. Причем особым требованием является исправное техническое состояние штатного электрооборудования автомобиля.
Что входит в понятие безотказности АКБ? Во-первых, состояние заряженности. Оно должно быть таким, чтобы разрядные характеристики обеспечивали надежную работу стартера для пуска двигателя с учетом условий окружающей среды. Чем ниже температура воздуха, тем ближе заряженность АКБ должна быть к 100%. В летний период она должна составлять не менее 60%. Во-вторых, отсутствие дефектов АКБ по вине изготовителя.
Иными словами, продавец поменяет батарею только при выходе из строя по причине производственного дефекта. Все причины, связанные с эксплуатацией, в гарантийные условия не входят и не являются основанием для замены АКБ.
Как правило, выход АКБ из строя в ходе эксплуатации вызываются следующими основными факторами.
1. Интенсивный заряд (перезаряд) при неисправном регуляторе напряжения генератора, приводящий к разрушению «плюсовых» пластин.
2. Отсутствие контроля за уровнем электролита над блоками пластин в банках.
3. Неисправности генератора (в первую очередь блока выпрямителей), реле-регулятора, слабое натяжение ремня привода генератора, при которых батарея принимает на себя значительную часть нагрузки от включенных потребителей и в результате глубоко разряжается.
4. Неисправность электропроводки, электрооборудования и сигнализации на автомобиле, вызывающие несанкционированный разряд АКБ на стоянке при заглушенном двигателе (ток утечки).
Список причин, по которым АКБ может быть доведена до полного отказа, достаточно велик. Но изготовитель на эти причины повлиять не в силах. Потому по перечисленным пунктам АКБ не будет признана дефектной.
Часто спрашивают, а почему производитель не может гарантировать определенный пробег автомобиля с АКБ или ресурсный срок ее службы? Ответ тот же: ни пробег, ни ресурс производитель проконтролировать не в силах! А эти показатели связаны между собой: например, при интенсивном использовании автомобиля (пробег 250–300 км в сутки) за 1,5–2 года ресурс АКБ вырабатывается полностью.
Иными словами, износ аккумуляторной батареи и, соответственно, срок ее службы, в значительной мере зависит от суточного пробега машины. Поэтому не стоит удивляться, если на коммерческом автомобиле, который активно эксплуатируется, аккумулятор выйдет из строя задолго до окончания заводского гарантийного срока.
Вот и получается, что неисправная АКБ меняется лишь по причине производственного дефекта. А это подтверждается только вскрытием батареи и подробным описанием дефекта специалистом, о чем мы поговорим ниже. А сейчас – о заводском браке.
Дефекты
Наш опыт работы с батареями в гарантийные сроки показывает – ни один производственный дефект, каким бы незначительным он ни казался, не позволяет сохранить надежную работоспособность батареи в стартерном режиме более 12 месяцев. А в отдельных случаях батарея с производственным браком выходит из строя уже после 10–15 дней эксплуатации.
Наиболее характерные дефекты, приводящие к образованию разрыва разрядной цепи внутри АКБ – некачественная сварка деталей блоков пластин и полюсных выводов. И если этот дефект не вызван механическим воздействием на батарею (проще говоря, ее не роняли при эксплуатации), то АКБ можно заменить по гарантии.
Заводской брак также приводит к отказам, связанным с образованием коротких замыканий в отдельных банках АКБ. Причин может быть много – повреждения целостности сепараторов, их загибы, укороченные размеры, перекосы отдельных пластин в блоке, острые кромки решеток пластин.
Обычно такие проблемы встречаются в одной, редко в двух банках. В этом случае АКБ снижает работоспособность, а то и становится непригодной для запуска двигателя. Такая батарея также подлежит замене по гарантии.
Однако надо помнить, что признаки коротких замыканий в банках могут возникнуть и при нарушении правил эксплуатации АКБ. Например, недолив электролита до нормы на производстве батарей без пробок – это производственный брак. А если АКБ с пробками, то низкий уровень электролита в банках может быть нарушением условий эксплуатации.
Бывают и такие случаи: в гарантийный пункт приносят батарею, по стенкам которой течет электролит. Казалось бы – трещина в корпусе или месте сварки корпуса и крышки? На самом деле, нет. Некоторые типы современных батарей имеют отверстия для выхода газов (кислорода и водорода), образующихся при заряде. Но фильтров у этих отверстий нет. И потому в жару при интенсивном заряде газы с конденсатом выходят наружу и образуют слабый электролит, который стекает по стенкам аккумулятора, создавая впечатление трещины. По большому счету эта ситуация происходит по вине производителей, не доработавших конструкцию батареи.
Предъявляя претензии к изготовителю или продавцу необходимо провести квалифицированную экспертизу с участием специалиста по аккумуляторам. Только при вскрытии АКБ можно выяснить – производственный дефект вывел батарею из строя или неправильная эксплуатация.
Экспертиза – задача сложная. Например, скорость снижения уровня электролита в банках АКБ зависит от температуры электролита, температуры окружающей среды, величины зарядного напряжения от генератора, интенсивности эксплуатации автомобиля.
Что делает эксперт?
Итак, стартерная АКБ утратила пусковые свойства, причем зарядом ее работоспособность не восстанавливается. Батарея «необслуживаемая». Что делать в гарантийный срок?
Владелец пытается зарядить глубоко разряженную батарею, а она не заряжается, т. е. «не берет» заряд при подключении к автоматическому зарядному устройству. Что это – производственный дефект или неправильная эксплуатация? Ведь пробок на крышке нет, а значит, нет и возможности замерить плотность электролита в банках.
Вопрос важный, от ответа зависит, кто будет платить за новую батарею. Если батарея еще на гарантии – ее надо предоставить на проверку в лабораторию вместе с гарантийным талоном, так как для принятия решения о дефектности батареи специалисту лаборатории необходимо уточнить следующее:
- когда АКБ была изготовлена (код на АКБ);
- когда она была куплена владельцем (запись в гарантийном талоне);
- на каком автомобиле и сколько эксплуатировалась;
- были ли отказы у АКБ ранее и проводились ли подзаряды;
- когда наступил последний по времени отказ.
После выяснения осматривается целостность корпуса батареи – нет ли дефекта, через который мог вытечь электролит. Замеряется значение НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) – этот показатель дает специалисту информацию, надо ли применять нагрузочную вилку.
Далее отмечается цвет индикатора. Он извлекается, и в этой банке замеряются плотность электролита и его уровень над блоком пластин.
Плотность электролита банки сопоставляется с величиной НРЦ: если плотность высокая, а НРЦ имеет низкое значение – значит, надо искать банку с низкой плотностью электролита. Если же его плотность в банке с индикатором низкая – возможно, что АКБ глубоко разряжена, а дефекта в батарее нет.
Сверления в крышке над банками позволяют замерить уровень и плотность электролита в каждой банке. Но дальнейшие действия производятся только после измерения плотности электролита во всех шести банках. Возможно, это будет направление на зарядку с проверкой плотности электролита в ее процессе. А после отдыха (отгазовки) в течение 8–10 часов батарею проверяют на разрядном стенде током 0,6 EN.
Сверления запаивают пластмассой с помощью паяльника. Возможные дефекты в АКБ (разрыв цепи внутри батареи, короткое замыкание в какой-либо банке) будут выявлены при заряде, а также при последующем разряде.
Вскрытие и осмотр деталей дефектной банки позволяют установить происхождение дефекта, а значит, понять, страховой это случай или нет. Если батарея имела производственный дефект, владелец может получить официальное заключение, с которым и отправится затем в магазин.
У вас аккумуляторы свежие?
Вопрос о «свежести» аккумуляторных батарей – далеко не шутка. Даже если аккумулятор штатно залит электролитом и заряжен, он не может храниться вечно на полке или складе магазина. Длительное время хранения снижает заряженность стартерной батареи, уровень электролита в ней. Электрокоррозия решеток положительных пластин снижает последующий ресурс АКБ в эксплуатации.
К сожалению, сегодня даже известная марка производителя стартерной батареи не гарантирует ее качества. Причем определить «на месте» при покупке брак удается не всегда. Но кое-что все-таки сделать можно.
Например, случается, что при сборке АКБ на заводе в некоторые банки не доливается электролит. В результате значительно снижается срок службы батареи и резко возрастает опасность взрыва, о чем будет сказано в следующем разделе.
Поэтому первое, что можно сделать – это определить, соответствует ли вес АКБ заявленному в паспорте. И если батарея, которая «по штату» должна весить 18 кг, в реальности весит меньше, то вывод напрашивается сам собой – лучше отказаться от ее приобретения.
Если батарея имеет пробки, то кроме уровня электролита необходимо измерить его плотность – она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см3, что соответствует примерно 80%-й заряженности аккумуляторной батареи. А последнюю проверку следует произвести с нагрузочной вилкой – ее вольтметр должен показать 12,5–12,9 В при отключенной нагрузке, а при включенной – не опуститься в течение 5–10 с ниже 11 В.
Взрыв
Современные автомобильные аккумуляторные батареи безопасны и надежны, если они вовремя проверяются и обслуживаются. И если этого не делать, то аккумулятор может не только выйти из строя, но и превратиться в натуральную бомбу. Небольшую, слабенькую – но вам хватит…
Это явление давно известно и хорошо изучено. Все инструкции предупреждают, что в процессе заряда стартерной АКБ из активной массы пластин выделяются кислород и водород, которые частично сохраняются в газообразном состоянии внутри корпуса аккумулятора.
Именно эта смесь водорода с кислородом взрывоопасна. И объем ее тем больше, чем ниже уровень электролита над блоками пластин в банках АКБ.
Перейти во взрывоопасное состояние батарея может всего по двум причинам. Первая – продолжительная эксплуатация батареи без контроля уровня электролита над блоками пластин. Проще говоря, халатность. Вторая причина – на производстве заливка электролита была проведена с нарушением уровня по банкам. Проще говоря, перед нами брак.
Смесь газов, ничем себя не выдавая, может находиться в аккумуляторе достаточно долго, а взрыв в АКБ будет связан с внешней искрой.
Прежде всего, от взрыва разрушается верхняя часть корпуса АКБ. При этом боковые стенки корпуса батареи, как правило, имеют трещины, идущие сверху вниз – до уровня электролита в банке. Эти трещины и указывают на уровень электролита на момент взрыва.
Часто взрыв батареи сопровождается пожаром в автомобиле. Что делать? Советы здесь простые. Чтобы избежать случайных взрывов и пожаров на автомобилях, при установке новой АКБ необходимо сделать следующее:
- в АКБ с пробками проверить наличие электролита над блоками пластин;
- в АКБ без пробок такая проверка невозможна. Но батарею можно взвесить на точных весах, зная ее паспортную массу с электролитом.
Лучше с пробками
Современные батареи рассчитаны на «идеальный» режим эксплуатации при полном отсутствии каких-либо неисправностей в электрооборудовании. Но в любом случае, с разной степенью интенсивности, уровень электролита в банках снижается. Причина – в неизбежном электролизе при зарядке батареи. В результате, когда уровень и плотность электролита в банках достигнут критического уровня, батарея выйдет из строя, и ее придется менять.
Батареи, в конструкции которых предусмотрены пробки, более практичны и долговечны: доливая дистиллированную воду и подзаряжая, контролируя плотность электролита, можно значительно продлить срок эксплуатации даже в экстремальных условиях.
Но выбор АКБ с пробками тоже непрост. Вот пример: пробки сблокированы единой планкой по три штуки. Это неудобно и непрактично: часто планка снимается, а пробки нет. Еще более неудобна конструкция, когда все шесть пробок скреплены общей планкой – она при открывании часто ломается.
Пробки с резьбой, имеющие выступающую над крышкой часть для удержания при завинчивании, наиболее практичны. Утопленные резьбовые пробки со шлицевым разрезом под прямую отвертку достаточно удобны – их можно отвернуть даже монетой. А вот с крестообразным шлицем как раз наоборот. Отверток такого большого размера нет, а при попытке использовать «подручный инструмент» шлицы «сворачиваются» – и отвернуть пробки становится проблематично.
Часто вентиляционные отверстия находятся в пробках рядом со шлицем, а то и в самом шлицевом пазе. Поскольку диаметр этих отверстий небольшой (не более 1 мм), в них скапливается пыль и грязь, что приводит к перекрытию канала и попаданию грязи в банку. Что, естественно, недопустимо.
О зарядке
Прописная истина: для того чтобы восстановить работоспособность разряженной стартерной АКБ, ее надо зарядить. Способы заряда известны и указаны в инструкциях. Конечная цель – достижение плотности электролита во всех банках батареи не менее 1,27 г/см3 (+25 °C). Напряжение на полюсных выводах батареи при этом достигает 16,20–16,30 В. При этих показателях заряд можно прекращать, а батарею ставить на автомобиль.
Однако не все так уж просто. Зарядных устройств сейчас множество. Кто их только не выпускает! Поэтому автовладельцам полезно знать следующее.
Случается, что АКБ подвергается чрезмерно глубокому разряду. И в состоянии такого разряда она находится длительное время – до 2–3 недель и более. При этом внутреннее сопротивление батареи увеличивается. И некоторые модели зарядных устройств «отказываются» заряжать такие АКБ. В этом случае водители винят батарею – дескать, она не принимает заряд.
Бывает и так: при заряде АКБ до напряжения 14,5 В зарядное устройство отключает ее, как готовую. И люди удивляются: только включил, а она уже заряжена! При этом «готовая к работе» по показаниям зарядного устройства батарея не может питать даже лампочку.
Что объединяет эти два случая? А то, что создатели ширпотребовских зарядных устройств не учитывают реальных характеристик АКБ. В то время как профессиональное зарядное устройство под контролем специалиста часто помогает восстановить батарею.
Переполюсована
С наступлением холодов ответственные автовладельцы снимают батарею и ставят ее на зарядку. Мол, пусть она крутит стартер как следует! Бывает, они совершают серьезную ошибку – путают местами провода зарядного устройства.
Неправильное соединение проводов к полюсным выводам АКБ после глубокого разряда, когда НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) близко к нулю, приводит к переполюсовке батареи. То есть положительные пластины становятся отрицательными, а отрицательные пластины – положительными.
После такого заряда батарею нельзя подключать к бортовой сети автомобиля: электронное оборудование и диодный мост генератора выйдут из строя. Про горсть перегоревших предохранителей уже не говорю.
Можно, конечно, выбросить переполюсованную АКБ и отправиться в магазин за новой. Но можно попытаться восстановить работоспособность такого аккумулятора. Что делать в подобной ситуации?
1. АКБ вновь разрядить – и как можно глубже, чтобы переполюсованные электроды имели разряженную активную массу.
2. Провести зарядку с соблюдением полярности АКБ, заданной при ее производстве. Надо пояснить, что процесс зарядки будет длительным.
3. Провести стартерный разряд током 0,3–0,4 EN до 8,0–9,0 В при комнатной температуре.
4. Выполнить полный заряд АКБ с контролем уровня и плотности электролита по банкам. Если в конце заряда отклонений плотности электролита более 0,2–0,3 г/см3 не было, а сам электролит светлый – АКБ будет работать. Если нет, батарею надо менять.
Замерзла…
С наступлением холодов в нашей аккумуляторной лаборатории начинают обрывать телефон: «У меня в аккумуляторе лед! Скажите, это ведь производственный брак?».
Дело в том, что процессы зарядки батарей связаны с изменением концентрации серной кислоты в аккумуляторе. При разрядке кислота участвует в токообразующей реакции, и ее количество в электролите уменьшается, и плотность электролита снижается. И чем глубже разряжена аккумуляторная батарея, тем вероятнее образование льда.
Далее следует второй вопрос: «Как быстро батарея оттает, и будет ли потом работать?».
Вполне возможно, что будет. Прежде всего, никогда не оставляйте разряженную АКБ в автомобиле и тем более на морозе! Но если такое произошло и в банках батареи электролит замерз, то ее надо выдерживать в теплом помещении не менее суток. И только после полного оттаивания можно приступать к зарядке по обычным правилам.
Попытка зарядить АКБ с нерастаявшим льдом внутри банок приводит к тепловому повреждению верхней части сепараторов. И в поврежденных местах при последующей работе батареи происходит образование шунтирующих соединений, приводящих к короткому замыканию блока.
Запомните: льдом повреждается активная масса положительных и отрицательных пластин, они расслаиваются, образуются зазоры. В этом случае у АКБ остается один путь – утилизация.
