Сайт о последнем легендарном автомобиле

Автор: Евсеев П.П.   к.т.н., доцент  каф. "АТ, АС и ФО ", КГТУ     Документ размещён на www.krasvolga.narod.ru:   21.10.2005.

В помощь покупателю аккумулятора

 Наступают холода. Каждому шоферу знакома безысходность, когда в мороз стартер сделал несколько оборотов, двигатель почти запустился и застыл в неподвижности. Всё, приехали! – и летят прахом ваши планы, вы опаздываете на работу. В эту секунду человек готов отдать все, чтобы услышать гул своего мотора. Итак, пора покупать аккумулятор… Этот материал возник по инициативе магазина «Ладья» в надежде, что автолюбитель выберет аккумулятор именно тот, что ему нужен. И несколько полезных советов помогут вам много лет заводить машину без проблем.

Оговорюсь сразу, что в технической литературе водительское название «аккумулятор» считается упрощенным. Правильнее говорить – аккумуляторная батарея. Впрочем, пусть каждый говорит, как ему проще. Куда поедет водитель за новым аккумулятором? Вопрос непростой. Магазинов много. Покупатель поедет в магазин, – который поближе к дому, но это не всегда правильно. В маленьких магазинах аккумуляторы покупают нечасто и товар залеживается в подсобках до года. А аккумуляторы не любят долгой выдержки на складах. Ехать надо туда, где широкий ассортимент и товар распродается «с колес». Сеть магазинов Ладья с центром на ул. Коломенской 23 еженедельно получает новый товар, а тех же аккумуляторов на прилавке  38 различных марок. Как правильно выбрать аккумулятор? Если разговор зашел об этой сложной теме, то рассмотрим по порядку все подробности.

История создания

Свинцово-кислотный аккумулятор был изобретен в 1859 году французом Гастоном Планте. Автор патента на изобретение изготовил и подарил французской академии наук свой первый аккумулятор в 1960 году. Разумеется, он был намного больше и тяжелее нынешних, и его характеристики были не на высоте. В нем не было пористых пластин и для хорошей емкости приходилось несколько раз заряжать и разряжать аккумулятор, для того, чтобы поверхность пластин стала ноздреватой и энергоемкой. С тех пор прошло почти 140 лет, однако ничего лучшего, чем свинцовая аккумуляторная батарея пока не изобретено. Усовершенствована только её конструкция. Еще есть и щелочные аккумуляторы. Щелочной аккумуляторный элемент (изобретённый в 1900 году Томасом Эдисоном) имеет напряжение около 1,25 в, вес также около 40 кг на 1 квт?ч запасенной энергии. Из-за низкого напряжения для получения аккумуляторной батареи напряжением 6 или 12 вольт необходимо соединить последовательно пять или соответственно десять щелочных аккумуляторных элементов. Щелочные аккумуляторные батареи имеют повышенное внутреннее сопротивление и поэтому характеристики их стартерного режима хуже. Электролит в них замерзает уже при 25 градусах мороза. Их применяют лишь на электропогрузчиках и железнодорожном транспорте. Зато они долговечней.

Устройство и работа аккумуляторной батареи

Свинцово-кислотная батарея состоит из набора последовательно включенных аккумуляторов с напряжением каждого из них около 2,1 Вольт (Рисунок 1). Суммарное напряжение такой батареи составляет примерно 12,6 Вольт (в зависимости от степени зарядки). Каждый элемент батареи имеет положительные и отрицательные пластины, погруженные в раствор серной кислоты - электролит. Активная масса, состоящая в полностью заряженном аккумуляторе на положительных пластинах из перекиси свинца, РЬО₂, а на отрицательных - из чистого губчатого свинца РЬ, при разрядке элемента переходит в сернокислый свинец PbSO₄ (см. табл. 1).

Таблица 1.

 Химические процессы в свинцовом аккумуляторе

Эта схема показывает, что при разрядке в электролите поглощается серная кислота и выделяется вода, вследствие чего плотность электролита уменьшается. При зарядке, наоборот, благодаря поглощению воды и выделению серной кислоты плотность электролита повышается. Изменение плотности электролита при разрядке и зарядке служит одним из признаков, по которым в эксплуатации определяют степень разрядки аккумулятора. Аккумулятор не любит долгого хранения без подзарядки. Поэтому в «Ладье» подзаряжают аккумуляторы, полученные от поставщика. Готовность к работе гарантирована сразу.

Технология изготовления свинцовой аккумуляторной батареи

Батареи набираются из пластин, основой которых является решетка, отлитая из свинца с примесью 6-7% сурьмы (для повышения механической прочности и увеличения текучести сплава при заливке формы). Активная масса изготовляется из свинцового порошка, окисляющегося при размоле; в активную массу положительных и отрицательных пластин вводятся различные добавки, предназначенные для увеличения пористости готовых пластин. Порошкообразные составные части замешиваются с серной кислотой и образуют пасту, которая вмазывается в ячейки решетки. Готовые пластины сушатся, причем отрицательные пластины во избежание окисления губчатого свинца должны быть высушены быстро, лучше всего в вакууме. В зависимости от потребной емкости набирают и запаивают при помощи бареток больше или меньше одноименных пластин

Напряжение свинцового аккумулятора

Уравнение Нернста-Планка и практика показывают, что напряжение свинцового аккумулятора, находящегося в покое, почти не зависит от степени разрядки пластин, но изменяется с изменением плотности электролита. Напряжение можно определить по упрощенной формуле:

 Е₀ = 0,84 + r,

где r - плотность электролита при 15° С. Для стартерных аккумуляторов, в которых плотность электролита обычно колеблется от 1,11 до 1,27 г/см³, э. д. с. - напряжение покоя изменяется соответственно от 1,95 до 2,11 вольт.

Можно и наоборот, по напряжению определить плотность, не пользуясь ареометром. Потребуется только достаточно точным вольтметром (лучше с цифровой шкалой) измерить напряжение на клеммах батареи при неработающем двигателе. Например, напряжение оказалось 12,66 вольт. Следовательно, на одну банку приходится в шесть раз меньше - 2,11 вольт. Теперь отнимаем 0,84 и получаем значение плотности, равное 1,27! Чем точнее вольтметр, тем точнее измерения. Этот способ измерения плотности я всегда использую при оценке состояния необслуживаемых батарей. В таких батареях подчас не делается заливных горловин и ареометром воспользоваться невозможно.

Новейшие разработки

Исследования батарей с решетками из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов в 1960-х годах выявили их высокую чувствительность к глубоким разрядам. Позднее были разработаны батареи, в которых решетки катодов изготавливаются из свинца, легированного сурьмой (1,25%) и кадмием (1,5%), а анодов - из свинцово-кальциево-оловянистого сплава. Такие аккумуляторы назвали необслуживаемыми. При их зарядке электролит не разлагается на водород и кислород – «не выкипает». И воду доливать в банки не приходится. Одно плохо – усложнилась технология отливки пластин. Эти сплавы являются очень непрочными при физических нагрузках. Применение свинцово-кальциевых сплавов приводит к необходимости изменения технологии производства, поэтому некоторые зарубежные фирмы разработали технологию изготовления решеток с уменьшенным содержанием сурьмы и легирующими добавками. Батареи, собранные на этих решетках, называются «малообслуживаемыми» - их срок службы выше обычного, они не чувствительны к глубоким разрядам, а газовыделение в несколько раз меньше. В необслуживаемых и малообслуживаемых батареях, помимо замены материала решеток, проведены следующие конструктивные изменения:

1. Положительные электроды помещены в сепаратор – конверт (Рисунок 2).
2. Блок электродов помещен на дно моноблока, тем самым увеличено количество электролита при сохранении габаритов батареи;  толщина электродов не превышает 1,9 мм, что позволяет увеличить их количество, т. е. снизить удельные токи, не меняя габариты батареи; применены сепараторы с меньшим удельным сопротивлением и более тонкие (Рисунок 3).
3. Соединение аккумуляторов осуществлено через перегородки моноблока. Сопротивление батареи уменьшается за счет того, что удельное, сопротивление решеток из свинцово-кальциево-оловянистых сплавов, а также малосурьмянистых сплавов меньше, чем у решеток из обычного свинцово-сурьмянистого сплава (Рисунок 1, б,в,г).

Необслуживаемые батареи имеют следующие достоинства: лучшие пусковые качества (более высокое напряжение при неизменном токе); увеличенный срок службы; улучшенные зарядные характеристики; меньший саморазряд; уменьшение коррозии положительных электродов; отсутствие необходимости доливки воды в процессе эксплуатации. Полностью необслуживаемые батареи выпускаются в герметичном исполнении (). Они не имеют заливных горловин и оборудованы специальным индикатором заряженности. При достижении определенного минимального уровня заряженности меняется цвет индикатора. В последнее время появились аккумуляторные батареи с добавками серебра в состав электродов. За счет этого вырос ток холодной прокрутки стартером. Такие батареи имеют обозначение «Silver+»

Подведём итог: батареи старых типов требовали обслуживания, поскольку часто «выкипала» вода, современные батареи называются необслуживаемыми, поскольку никакого выкипания не происходит вообще и обслуживать её не надо.

Как выбрать аккумуляторную батарею для вашего автомобиля

Для большинства покупателей проблемы как бы и не существует. Он спрашивает у продавца – что бы ему он посоветовал и покупает. Продавец знает рекомендации завода-изготовителя и подбирает подходящую батарею из числа имеющихся. К примеру – для «Волг» и УАЗов рекомендована батарея 6СТ-60ЭМ. Обозначение расшифровывается просто в батарее есть шесть аккумуляторных ячеек, СТ – она стартерная, 60 – её емкость составляет 60 ампер-часов, то есть если лампочка фонарика потребляет ток 1 ампер, то она будет работать от аккумуляторной батареи в течение 60 часов непрерывно, впоследствии батарея уже будет полностью разряжена. Буквы ЭМ означают тип материалов для корпуса и сепараторов – эбонит и мипласт. Импортные аккумуляторы таких обозначений не имеют, но в их характеристике тоже присутствует ее емкость в ампер-часах. Эта емкость для вас – нижний предел. Желательно взять батарею с еще большей емкостью. Покупать батарею имеет смысл необслуживаемую и с запасом по ёмкости, ибо сибирские морозы намного сильнее стандартных условий тестирования батарей – минус 18 градусов. В свое время, еще до дефолта я купил себе аккумулятор американской фирмы «Deka» емкостью 140 А-Ч. А поскольку габаритная длина в 32,5 см невелика, она прекрасно поместилась в отсек УАЗа. И прекрасно работает до сих пор. Я думаю, что следующий дефолт «Deka» переживет с большим запасом долговечности.

Итак, вы для себя отметили два важных показателя при выборе – емкость и габаритные размеры. Третий показатель -  ток холодной прокрутки показывает, какой максимальный ток аккумулятор способен дать при минус 18 градусов. Эта температура равна нулю градусов по Фаренгейту и поэтому стала стандартом для производителей. Величины бывают разные от 240 ампер до 1140 у модификаций батарей для грузовых машин. Тут тоже лучше не экономить, зима будет холодная.

Последний важный для владельцев иномарок параметр – форм-фактор. Иногда его называют вариантом исполнения выводов батареи. Плюсовой вывод может располагаться на своем обычном месте или на противоположной стороне батареи. Это важно, когда аккумулятор помещается в тесном отсеке под сиденьем того же BMW и длина проводов точно рассчитана например на «обратную полярность». Для грузовиков выводные клеммы могут быть сделаны в виде пластин с отверстиями для болтов крепления. Хотя наша голь - на выдумки хитра, приспособят что угодно, лишь бы напряжение соответствовало.

Вкратце обсудим ассортимент «Ладьи». Нижний уровень цен имеют отечественные аккумуляторы. Изделия тюменского завода и завода «Катод» имеют примерно одинаковое качество. Часть моих коллег предпочитают «Катод», другие наоборот – «Тюмень». Вам проще определиться самим, глядя на характеристики. Цены  - как раз на небогатого владельца. Из опыта скажу, что отечественные аккумуляторы работают без проблем около 6 лет, но не любят водителей с садистскими наклонностями. Конечно, ездить можно и на стартере, но не лучше ли вовремя залить в бак бензин?

Среднюю и верхнюю планку цен занимают импортные батареи, причем из разных стран. Эти товары имеют несколько иное качество хотя бы тем, что они имеют поменьше габарит. И вы сможете поставить на «Волгу» аккумулятор не на 60 А-Ч, а подчас на 75 А-Ч без переделки подкапотного пространства. Здесь опять-таки выбор за вами. Есть аккумуляторы даже для мотоциклов.

Почти все современные аккумуляторы продаются с уже залитым электролитом. Хорошо это или плохо? Однозначно, как говаривал один известный политик. Во-первых, залитый вовнутрь электролит избавляет вас от хлопот и поисков кислоты, химической посуды, ареометра. Во-вторых, что еще важнее, когда электродные пластины находятся в электролите, то они не окисляются. Аккумулятор дольше и лучше хранится.

Как сохранить долгую жизнь аккумуляторов после покупки?

Плотность электролита

Для того, батарея служила как можно дольше без коррозии пластин, плотность электролита должна быть как можно ниже (в идеальном случае 1,23). Но с другой стороны, для запуска холодного двигателя зимой нужна плотность намного выше -1,31. Именно поэтому приходится искать "золотую середину". Плотность батареи в южных районах должна быть 1,25, в нашей климатической зоне - 1,27, на севере -1,29, а то и 1,31.

Напряжение в бортовой сети автомобиля

Для того, чтобы аккумуляторная батарея служила долго и получала зарядный ток не больше и не меньше требуемого, необходимо поддерживать в норме напряжение в бортовой сети автомобиля. Оно зависит от регулировки реле-регулятора. Вреден и перезаряд, и недозаряд аккумуляторной батареи. Все необходимые регулировочные данные приведены в таблице 2. Для нашей климатической зоны напряжение для большинства автомобилей должно быть 14,0-14,2. Отклонение даже на 0,5 вольта в любую сторону может иметь катастрофические последствия. При напряжении, равном 13,2 Вольт в сети при работающем двигателе аккумуляторная батарея разрядится за 1 неделю ежедневных поездок!

Таблица 2

 Рекомендуемое напряжение в бортовой сети автомобиля

Возможные неполадки в работе автомобиля не по вине аккумуляторов

Если вы заметили, что стартер вращает двигатель с трудом, то для начала проверьте степень заряженности батареи ареометром или вольтметром (см. выше). Бывает, что батарея в порядке, а в плохом запуске виноват стартер или окислившиеся провода. Если же батарея разрядилась, то проверьте напряжение в бортовой сети (т.е. на полюсах подключенной батареи) при работе двигателя. Подчас и оно бывает в норме, а причина другая - очень слабо натянут ремень привода генератора. При этом днем мощности хватает, а холодной ночью - нет, начинает пробуксовывать ремень. Если напряжение выше нормы (перезаряд), - не торопитесь винить в этом реле-регулятор. Наиболее часто это происходит из-за плохого контакта в замке зажигания или разъёмах. Перезаряд тоже очень вреден и приводит к выходу из строя батареи по причине коробления и коррозии пластин. Практика показывает, что львиная доля проблем с аккумуляторной батареей возникает из-за неисправности других узлов автомобиля. Если этого не учитывать, то и другую батарею постигнет та же участь – она будет разряжена.

Выводы

Разумеется, в такой короткой статье трудно рассказать всё об аккумуляторах, но мы думаем, что этого достаточно для удачной покупки и более квалифицированного ухода за машиной. В этом отношении могу порекомендовать магазин «Ладья» с огромным ассортиментом и низкими ценами. А главное, к вам внимательно отнесутся продавцы, имеющие за плечами специальное образование вплоть до автотранспортного факультета КГТУ и большой опыт работы.

 Адрес магазина "Ладья"