Плотность аккумуляторной батареи автомобиля

Аккумулятор в автомобиле необходим для накопления электроэнергии, которую он отдает при запуске двигателя. Зарядка АКБ происходит во время работы мотора от генератора, и если она недозаряжается, ДВС запустить невозможно, и у водителя в процессе эксплуатации авто возникают трудности.

Любой аккумулятор современной легковой автомашины рассчитан на напряжение 12 Вольт и состоит из шести банок по 2 V каждая. Батареи бывают свинцово-кислотные и гелиевые, обслуживаемого и необслуживаемого типа, причем, последних становится все больше на рынке. Наибольшее распространение в России получили свинцовые АКБ, поэтому в этой статье мы будем говорить о них.

Какой должна быть плотность аккумулятора

Со временем пластины в банках начинают осыпаться, и зарядить аккумулятор уже не удается, его приходится менять. Еще свинцово-кислотная батарея выходит из строя раньше времени:

• от постоянной перегрузки различными потребителями;
• из-за большого напряжения заряда (например, из-за неисправного реле зарядки генератора – электролит в банках в этом случае АКБ закипает);
• в результате постоянной перегрузки (при трудном запуске двигателя зимой в морозы).

Важно аккумулятор держать заряженным, а чтобы он быстро не разряжался, необходимо поддерживать плотность электролита в банках.

Достаточно часто возникает стандартная ситуация – после нескольких дней стоянки автомобиля без движения запустить двигатель невозможно, аккумулятор садится. В этом случае в первую очередь необходимо проверить плотность электролита в банках, но для этого нужно знать ее стандартное значение. Чтобы восстановить работоспособность обслуживаемой аккумуляторной батареи, добавляют дистиллированную воду, затем зарядным устройством заряжают АКБ до нормального состояния.

Плотность электролита в аккумуляторе летом отличается от зимней, и она зависит от температуры окружающей среды – нормальным при t +25ºC считается значение 1,27. Зимой и для условий Крайнего Севера нормальной является плотность 1,29 г/см², и если она слишком низкая, то в мороз банки аккумулятора могут замерзнуть, при значении больше нормы происходит интенсивное разрушение свинцовых пластин.

Емкость батареи напрямую зависит от плотности, и поэтому при отклонении значений от нормы в меньшую сторону мощности аккумулятора не хватает для прокрутки двигателя, и при небрежном отношении можно легко загубить даже почти новую АКБ. Существует таблица плотности, по которой можно понять, какого следует придерживаться значения при разной температуре окружающего воздуха. Проверить плотность можно специальным прибором – ариометром, но измерения проводятся в основном на обслуживаемых аккумуляторах, в необслуживаемых схемах банки часто тщательно запаивают, и добраться до электролита невозможно.

Как поднять плотность электролита в обслуживаемом аккумуляторе

Для восстановления нормального состояния аккумуляторной батареи необходимо ее зарядить, но перед этим следует сначала проверить уровень электролита в банках, измерить плотность. Чтобы обслужить АКБ, понадобится инструмент:

• ариометр;
• клизма в виде груши для закачки жидкости;
• дистиллированная вода.

Обслуживаем аккумулятор так:

• отсоединяем клеммы с АКБ, снимаем ее крепление;
• демонтируем батарею с автомобиля, отворачиваем пробки банок;
• замеряем плотность ариометром, она должна быть в пределах 1,25-1,29 в зависимости от климатических условий, и зимой плотность всегда выше. Значения при измерении не должны иметь разброс более 0,03 г/см²;
• если показания прибора слишком низкие (менее 1,20 г/см²) или заметно различаются в банках, повысить плотность необходимо так – добавляем дистиллированную воду (свинцовые пластины сверху должны быть покрыты раствором слоем 5-7 мм), затем заряжаем аккумулятор с помощью зарядного устройства малым током, снова проверяем плотность.

Некоторые автолюбители советуют заливать в аккумуляторные банки электролит или даже кислоту, но делать это для повышения плотности нельзя – в процессе эксплуатация аккумулятора испаряется только вода, и добавление готового электролита приведет к разрушению пластин и выходу АКБ из строя! Если в какой-то из банок после зарядки плотность все равно не поднимается, вероятно, пластина осыпались, и здесь необходима замена аккумулятора.

Так же нельзя менять полностью электролит в АКБ, он заливается на заводе только в сухой аккумулятор. Все дело в том, что пластины впитывают в себя кислоту, и она не испаряется. Сразу после доливки дистиллированной воды плотность ниже, но она восстанавливается после зарядки батареи. Доливку электролита можно производить только в том случае, если из батареи вылилась именно кислота, и обслуживать АКБ должен специалист, хорошо понимающий в этом деле. Экспериментировать можно только с тем аккумулятором, который не жалко выбросить.

Особенности необслуживаемой аккумуляторной батареи

Необслуживаемая АКБ – современный вид батарей, во многих из них запаиваются банки, а сверху герметично крепится пластиковая крышка. Электролит в такой аккумулятор заливается на весь срок его службы, ухаживать за батареей просто, для этого нужно:

• проверять надежность крепления клемм и самого аккумулятора;
• чистить корпус при его загрязнении;
• периодически подзаряжать АКБ.

Необходимость в подзарядке определяется по индикатору, чаще всего зеленого цвета, если батарея в нормальном состоянии. Красная или темная индикация говорит о севшем аккумуляторе и необходимости его подзарядки. Цвета могут быть разными, они зависят от конкретной модели устройства.

У необслуживаемых АКБ есть свои преимущества:

• дистиллированная вода в них не испаряется, ее доливку производить нет надобности;
• при правильном обслуживании батарея служит долго;
• не требуется проверка уровня электролита.

Но у такой конструкции есть и недостатки:

• при неполадках в электрической части автомобиля батарея быстрее выходит из строя;
• перезаряд негативно влияет на состояние аккумулятора, происходит выкипание раствора, но долить дистиллированную воду невозможно;
• нельзя проверить плотность электролита;
• необслуживаемые АКБ более требовательны к заряду и разряду, поэтому все правила своевременной подзарядки необходимо соблюдать, иначе аккумулятор преждевременно выйдет из строя.

Подготовка аккумуляторной батареи к зиме

В холодное время года запуск двигателя осуществить сложнее – масло застывает, требуется больше усилий для прокрутки маховика ДВС. Поэтому даже нормально работающей аккумулятор необходимо подготовить для зимы, чтобы при запуске мотора не возникало проблем.

Перед зимним периодом нужно:

• очистить корпус АКБ от загрязнений;
• тщательно зачистить наждачной бумагой клеммы;
• проверить и при необходимости долить дистиллированную воду (если батарея обслуживаемая);
• подзарядить аккумулятор зарядным устройством;
• проверить напряжение на клеммах после зарядки, оно должно быть 12,6 Вольт.

В период зимней эксплуатации авто нельзя допускать сильной разрядки АКБ, если аккумулятор с трудом крутит двигатель, не нужно сажать батарею до конца.

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см 3 ).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

• дефект ячейки;
• обрыв внутренней цепи батарей;
• глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см 3 . Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см 3 .

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

Плотность электролита при 25°C, г/см³	Температура замерзания, °С	Плотность электролита при 25°C, г/см³	Температура замерзания, °С
1,09	-7	1,22	-40
1,1	-8	1,23	-42
1,11	-9	1,24	-50
1,12	-10	1,25	-54
1,13	-12	1,26	-58
1,14	-14	1,27	-68
1,15	-16	1,28	-74
1,16	-18	1,29	-68
1,17	-20	1,3	-66
1,18	-22	1,31	-64
1,19	-25	1,32	-57
1,2	-28	1,33	-54
1,21	-34	1,4	-37

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

• ареометр;
• мерная емкость;
• посуда для приготовления смеси;
• спринцовка;
• серная кислота или корректирующий электролит;
• дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см 3 . Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см 3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см 3 , то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

За последние пару десятилетий технология производства автомобильных аккумуляторов значительно продвинулась вперёд. Если раньше в аккумуляторе нужно было постоянно проверять уровень электролита, то современные модели требуют значительно меньше внимания к себе. Производители называют эти АКБ необслуживаемыми, заявляя, что они не нуждаются в постоянном контроле за уровнем электролита. Но слово необслуживаемые может ввести в заблуждение автолюбителя. Ведь эти батареи все равно нуждаются в обслуживании, о котором мы расскажем в настоящей статье.

Что такое необслуживаемый аккумулятор?

Понятие необслуживаемый аккумулятор вошло в обиход со времени появления автомобильных батарей типа Ca/Ca. В таких моделях положительные и отрицательные решётки электродов производятся из сплава свинца с кальцием. Так называемые обслуживаемые модели, которые выпускались до этого, имели решётки из сплава свинца с сурьмой. Старые автомобильные аккумуляторы имели большое содержание сурьмы и очень большой расход воды. Сейчас они уже не выпускаются, а на их место пришли модели с меньшим содержанием сурьмы. Они ещё получили название малосурьмянистых. Содержание сурьмы в пластинах менее 6 процентов. В них контроль за уровнем электролита должен быть периодическим, поскольку дистиллированная вода из него постоянно уходит. Почему? Для этого нужно рассмотреть процессы, происходящие в аккумуляторе.

Когда АКБ разряжается, то внутри автомобильного аккумулятора на аноде происходит восстановление диоксида свинца серной кислотой. Одновременно на катоде происходит окисление свинца. В процессе зарядки аккумуляторной батареи процесс идёт в противоположном направлении. Сурьму в свинцовые пластины стали добавлять для того, чтобы улучшить их прочностные характеристики. Использовать электроды из чистого свинца не представляется возможным из-за его малой прочности. Но добавка сурьмы приносит и проблему. Сурьма выступает катализатором гидролиза воды из электролита. Гидролиз – это разложение воды на водород и кислород под действием электрического тока. Внешне это выглядит как кипение. Поэтому и возникло такое выражение, как «выкипание» воды из электролита.

Чтобы решить эту проблему производители стали добавлять в решётки электродов кальций. Это решение оказалось очень удачным, с точки зрения, уменьшения расхода вода.

С появлением кальциевого типа автомобильных аккумуляторов появилось понятие необслуживаемых. И само отсутствие необходимости в обслуживании касается лишь доливки воды в аккумулятор.

В продуктовых линейках производителей АКБ стали появляться модели без отверстий для доступа к банкам. Для проверки степени заряженности батареи на таких аккумуляторах часто можно встретить гидрометр или «глазок». Гидрометр предназначен для контроля за степенью заряда АКБ. На изображениях ниже можно посмотреть необслуживаемую и обслуживаемую аккумуляторную батарею.

Советуем также прочитать статью про маркировку аккумуляторных батарей.

Гибридный автомобильный аккумулятор

Стоит отметить ещё одну категорию необслуживаемых аккумуляторов – гелевые. В гелевых аккумуляторах электролит находится в связанном состоянии. Это может быть пропитка стекловолокна или гелеобразное состояние. В большинстве случаев такие модели выполняются в необслуживаемых корпусах, и им не требуется доливка воды. Хотя в ряде случаев в AGM аккумуляторы добавляют дистиллированную воду. Например, при восстановлении гелевых аккумуляторов.

Обслуживание необслуживаемых аккумуляторов

Несмотря на своё название, необслуживаемые аккумуляторы всё-таки нуждаются в обслуживании. Больше того, в ряде случаев необслуживаемое исполнение, что называется, «выходит боком».

Ниже приведены основные недостатки необслуживаемых автомобильных АКБ:

• Затруднён контроль уровня электролита;
• Невозможен контроль плотности электролита;
• Требуют безупречной работы электрической сети автомобиля и стабильности выдаваемых характеристик.

Что касается уровня электролита, то на некоторых моделях необслуживаемых автомобильных аккумуляторов имеется отметки минимума и максимума. Подробнее о том, что такое аккумуляторная кислота, читайте в статье по ссылке.

Метки для проверки уровня электролита

В этом случае задача контроля уровня электролита облегчается. Но с другой стороны, что вам даёт знание уровня электролита? А если его меньше необходимого? Долить все равно нельзя. Конечно, расход воды незначительный. И крышки необслуживаемых аккумуляторов выполняются специальной конструкции, чтобы обеспечить рециркуляцию электролита. Но дистиллированная вода все равно уходит, а вот долить уже не получится. А если уровень упал до оголения пластин, то срок жизни аккумулятора начнёт стремительно сокращаться. Если в так эксплуатировать АКБ, то очень скоро понадобиться ремонт аккумулятора автомобиля или он отправиться на свалку.

Ещё одной проблемой необслуживаемых автомобильных аккумуляторных батарей является отсутствие возможности измерить плотность электролита. А эта характеристика очень важна и даёт объективную оценку состояния батареи.

Хотя бы просто измерить плотность после процесса зарядки АКБ для контроля. Ведь без этого понять степень заряженности крайне сложно и напряжение здесь не может быть объективным показателем. Для оценки степени заряженности аккумулятора производители встраивают в необслуживаемые автомобильные аккумуляторы гидрометр. Автолюбители часто называют его «глазок».

Гидрометр в автомобильном аккумуляторе

Проблемы при использовании гидрометра:

• Если верить отзывам владельцев необслуживаемых автомобильных батарей, такие гидрометры часто выходят из строя вне зависимости от модели и производителя. И такой гидрометр начинает показывать данные, оторванные от реальности;
• Специалисты также говорят о том, что информация о заряженности батареи гидрометром выдаётся только при достижении 65 процентов ёмкости АКБ. А когда она достигает 100 процентов выяснить не удастся, поскольку поплавок не даёт точных значений;
• Гидрометр измеряет плотность только в одной из банок и что творится в других неизвестно. Получается, что контроль заряда выполняется только по одной банке.

Теперь о зарядке необслуживаемых автомобильных аккумуляторов. Периодически её делать необходимо по ряду причин. Главная, заключается в том, что при эксплуатации аккумулятора, в том числе необслуживаемого, на автомобиле, он не заряжается полностью. Кроме того, из-за неисправности может случиться так, что генератор не заряжает аккумулятор. В этом случае автомобиль нужно показать автомобильному электрику.

В момент запуска двигателя АКБ отдаёт мощный ток и разряжается. Чтобы восполнить заряд, требуется проехать достаточно большое расстояние. При этом обороты коленчатого вала должны превышать 2000 оборотов в минуту. Тогда генератор вырабатывает достаточное количество электроэнергии и для потребителей в сети, и для зарядки аккумуляторной батареи. При езде в городских условиях такой режим обеспечить сложно и постоянно автомобильный аккумулятор подвергается кратковременному поверхностному заряду.

То есть, в процессе такой подзарядки работают лишь поверхностные слои электродов. Чтобы заряд проник на всю глубину электродов, требуется малый ток и длительное время зарядки (до суток). В бортовой сети автомобиля такие условия обеспечить нереально. Поэтому периодически (желательно раз в 3─4 месяца) нужно ставить аккумулятор заряжаться от сетевого зарядного устройства. Какой установить режим зарядки, сказано ниже.
Вернуться к содержанию

Как заряжать необслуживаемый аккумулятор?

В подавляющем большинстве автомобилей регулятор напряжения в бортовой сети устанавливает ограничение в 14,4─14,8 вольта. Выбор этого значения неслучаен, поскольку при больших значениях начинается активный гидролиз воды и увеличивается её расход. При зарядке от сетевого ЗУ также следует избегать превышения напряжения больше этого значения. На практике нужно держать напряжение на АКБ не более 15,5 вольт. Подробнее о напряжении аккумулятора автомобиля можно узнать в статье по ссылке.

Что касается зарядного устройства, то для зарядки необслуживаемого аккумулятора лучше использовать ЗУ с автоматическим управлением. Тогда процесс зарядки обеспечивает специальное программное обеспечение, зашитое в зарядном устройстве. В этом случае команды на изменение тока или напряжения будет давать алгоритм, ориентируясь на электрические характеристики АКБ.

Вам останется только подключить «крокодилы» ЗУ к выводам аккумулятора с соблюдением полярности и включить устройство в сеть. Дополнительно можете прочитать о том, что это такое прямая полярность аккумулятора.

Зарядка автомобильного аккумулятора

Не забывайте о том, что при зарядке аккумуляторной батареи в ней идут химические реакции и выделяются вредные вещества. Поэтому заряжать АКБ следует в хорошо проветриваемом помещении.

Если вы будете пользоваться зарядным устройством с ручной регулировкой тока и напряжения, то советуем придерживаться следующей схемы зарядки необслуживаемого аккумулятора. После подключения ЗУ к аккумулятору выставите ток в размере 0,1 от ёмкости АКБ. То есть, при ёмкость 55 А-ч это значение будет 5,5 ампер. После этого выставляете напряжение 14,5 вольт и включаете зарядное устройство. Подробнее о том, что такое ампер-час.

В процессе зарядки следите за параметрами. Напряжение в процессе зарядки будет постепенно расти, а ток будет уменьшаться. Когда напряжение на аккумуляторной батарее вырастет до 14,4 вольта, ток должен уменьшиться примерно до 200 мА, что соответствует току саморазряда батареи. Процесс зарядки будет закончен.

Здесь стоит сделать оговорку по поводу зарядки АКБ после глубокого разряда. Процесс зарядки в этом случае стоит начинать с током 1─2 ампера. Напряжение заряда лучше установить где-то 12─13 вольт, а ток в процессе заряда держать не более 5 процентов от номинальной ёмкости аккумулятора. Читайте подробнее о том, как правильно зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством.

В таблице ниже вы можете посмотреть зависимость степени заряженности автомобильной аккумуляторной батареи и плотности электролита. Также приводится температура замерзания электролита при различной плотности. Также советуем прочитать о том, как заряжать гелевый аккумулятор.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

1,11	11,7	8,4		-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60

Суммируем

Итак, вы стали обладателем необслуживаемого аккумулятора. Но обслуживать его всё-таки необходимо. Как это делать и на что обратить внимание. Ниже представлены некоторые рекомендации:

• Не эксплуатируйте аккумулятор, если напряжение бортовой сети выходит за пределы 13,9─14,4 вольта;
• Следите за работой генератора, реле-регулятора напряжения;
• Нужно поддерживать в исправном состоянии все элементы бортовой сети авто, чтобы не было утечек тока;
• Периодически подзаряжайте необслуживаемый аккумулятор, как было описано выше;
• Если батарея стоит на хранении, то по возможности держите её в холодном месте, чтобы снизить саморазряд и потерю ёмкости.

Как видите, с необслуживаемыми АКБ не все так просто. С одной стороны, такие аккумуляторы действительно не требуют доливки дистиллированной воды, но в остальном они нуждаются в обслуживании. Их нужно периодически заряжать от сетевого ЗУ, содержать в чистоте, следить за исправностью бортовой сети авто, в которой эксплуатируется аккумулятор.

Суммируя все сказанное, можно заключить, что необслуживаемые АКБ подойдут для использования в иномарках среднего ценового диапазона со стандартным набором опций. В этом классе авто исправное электрооборудование и АКБ будет функционировать в нормальных условиях. Если ваш автомобиль достаточно старый, изношенный, возможны скачки напряжения в бортовой сети, то лучше возьмите обычный малосурьмянистый обслуживаемый автомобильный аккумулятор.

Источник: automotogid.ru