Автомобильный аккумулятор
Инструкция и условия работы
Технические показатели стартерных аккумуляторных батарей и других компонентов электрооборудования большинства  легковых и грузовых автомобилей имеют общеклиматическое исполнение. Что это такое, на деле понимают многие водители, когда замечают, что в летнее время, при ежедневной интенсивной эксплуатации автомоби­ляm (при пробеге 100-200 км), стартерная батарея быстро «выкипает» и её приходится доливать дистиллированной водой для поддержания уровня электролита над блоками пластин. Чаще других с этой пробле­мой  сталкиваются водители такси и автомашин, работающих на меж­дугородних  перевозках.

В чём причина? Известно, что штатный расход электроэнергии АКБ в летнее время значительно меньше, чем в другие периоды года. Высокая температура окружающего воздуха и электролита способствуют лёгкому запуску двигателя при высокой мощности разряда батареи. Повышенная отдача ёмкости АКБ при разряде и принятие заряда от генератора автомобиля происходит с более высоким КПД. С учётом всего этого, интенсивность ежедневной работы автомобиля дополнительно способствует длительному поддержанию положительного зарядного баланса аккумулятора, в результате чего наступает избыток заряда (перезаряд). АКБ «кипит», вода «выпаривается из электролита и его уровень снижается. Настроечные пределы регулятора напряжения вырабатываемой генератором энергии в значительной мере определяют зарядный баланс стартерной АКБ. Чем выше настройка верхнего предела, тем больший зарядный ток имеет батарея при прочих  равных условиях (температуры электролита состояния заряженности, технического состояния генератора и электропроводки, мощности включенных энергопотребителей, оборотов двигателя и т.д.). Наступление осеннего и, особенно, зимнего периода в эксплуатации автомобилей, существенно меняет условия работы  и  зарядного режима стартерной АКБ. Главными причинами этих изменений являются:

При наличии всех этих факторов, препятствующих восстановлению батареей затраченной энергии, величи­на настройки регулятора напряжения остаётся неизмен­ной. А ведь этот показатель в зарядном балансе АКБ, как мы уже говорили выше, играет большую роль. Отрица­тельный зарядный баланс батареи (заряженность при этом снижается) может стать положительным, если под­нять в этот период работы величину зарядного напряже­ния (оно изменяется путём переключения настройки ре­гулятора с «предельного» на «сезонное»). В некоторых грузовых автомобилях такие переключатели устанавлива­ются на генераторах, и их использование позволяет в се­зонных изменениях условий работы АКБ поддерживать необходимое состояние заряженности, обеспечивая на­дёжность запуска двигателя. Кроме того, поддержание оптимальной заряженности, в изменяющихся условиях эксплуатации, способствует рациональному использова­нию ресурса батареи, позволяет исключить неожиданные отказы в ее работе. Всё, казалось бы, понятно и очевид­но, но много лет ничего не меняется. И, как прежде, ре­жим работы автомобиля и климатические условия (зима - лето) остаются наиболеевлиятельнымифакторами, опре­деляющими надёжность работы и срок службы стартерных АКБ. Преждевременные выходы аккумуляторов из строя чаще всего отмечаются именно в холодное зимнее время, когда зарядный баланс АКБ чаще бывает отрица­тельным по тем причинам, которые мы рассмотрели вы­ше. А ведь положение можно было бы изменить к лучше­му, если бы на всех генераторах конструктивно была заложена возможность переключать регулятор напряже­ния на более высокий уровень, допустимый для других потребителей энергии на автомобиле. Срок службы стартерных АКБ был бы выше, возросла бы и надёжность пус­ковой системы в целом.

Совершенствование аккумуляторных батарей за по­следние десять-пятнадцать лет привело к тому, что води­тель при пуске двигателя в обычных условиях не может оценить полноту заряженности АКБ: двигатель с первой или второй попытки легко и надёжно заводится, хотя за­раженность батареи может быть менее 60 %. Высокая ха­рактеристика разряда АКБ с резким снижением напряже­ния в конце разряда создаёт ощущение достаточной степени её заряженности. Эта ситуация не вызывает тре­воги у владельца автомобиля, но эксплуатация АКБ в та­ком состоянии сопровождается интенсивным оплывани­ем активной массы пластин в шлам и снижением мощности последующих пусков двигателя.

«Медвежьей услугой» автолюбителям следует считать размещаемую на батареях надпись «необслуживаемая» или «абсолютно необслуживаемая». Чем отличают­ся эти надписи одна от другой? Обе они базируются на отличии батарей нового поколения от аккумуляторов, ре­шётки пластин которых изготавливались на основе сурь­мяных сплавов и имели более высокую интенсивность снижения уровня электролита над блоками пластин. Но у тех АКБ доливка дистиллированной воды для восста­новления уровня электролита производилась обязательно, с учётом времени года и режима эксплуа­тации автомобиля. Сейчас интенсивность «выкипания» электролита производители снизили за счёт применения кальциевых сплавов для решёток, но этим её не удалось устранить полностью. Она по-прежнему сохранила за­висимость от тех факторов, которые мы уже рассматрива­ли: от температуры окружающей среды, интенсивности эксплуатации автомобиля, режима перезарядки, связан­ного с повышенным зарядным напряжением. Электроды на кальциевых сплавах более склонны к оплыванию ак­тивной массы в шлам при повторяющихся глубоких разрядах АКБ, страховки от которых на автомобилях нет. По логике, такие батареи требуют ещё более пристального контроля. Воспроизведение музыки, прослушивание ра­диопередач, просмотр портативного телевизора в салоне легкового автомобиля или в кабине грузовика при нерабо­тающем двигателе, включение средств обеспечения ком­форта и охранных систем, часто приводят к полному раз­ряду батареи. Повышенные токи «утечки» (более 50 mА)  в электрооборудовании (неисправности электропроводки и бортовых потребителей электроэнергии) даже при непродолжительных стоянках автомобиля (2-3 суток) при­водят к глубоким разрядам АКБ. В этих условиях любая по исполнению батарея теряет работоспособность, и по­следствия таких разрядов у всех одни и те же - отказ.

Продолжительная работа АКБ (З-6 мес.) при заряженности 50-60 % приводит к разрушению активной массы пластин, образованию шлама в нижней части блока и потем­нению электролита при заряде. Темнеющий электролит - верный признак того, что батарея длительное время ра­ботала в состоянии низкой заряженности и с глубокими разрядами. В состоянии покоя электролит светлеет, т.к. шлам оседает на дно блока. Значение НРЦ (ЭДС) АКБ в этих случаях не даёт оснований полагать, что батарея де­фектна, но при нагрузке в режиме стартерного разряда она быстро снижает напряжение. Если имеется встроен­ный индикатор заряженности, то он при этом, как прави­ло, имеет «успокаивающий» зелёный цвет, поскольку ба­тарею для проверки полностью зарядили. Повреждённые пластины, решётки которых целы, сохраняют электриче­ский потенциал, но без конструктивного количества ак­тивной массы они не могут обеспечить стартерный раз­ряд без резкого снижения напряжения на полюсных выводах. Рассматривая реальные ситуации со стартерными батареями в эксплуатации, мы неизбежно приходим к вопросу: а что делать в таких случаях с «необслуживае­мыми» батареями? Разве они работают в других условиях и защищены от таких ситуаций? - Нет. Если бы велась статистика отказов по типам автомобилей, по типам ис­полнения АКБ и по режимам их эксплуатации, то в ней бы фигурировали батареи любого исполнения. Это подтвер­ждается практикой представления аккумуляторов на про­верку их состояния в гарантийный период. А объяснение только одно - отсутствие контроля за состоянием элек­трооборудования автомобиля и заряженностью АКБ.

В определённой мере такому отношению водителей к аккумулятору способствуют упомянутые рекламные надписи на батареях. Слово «необслуживаемая» приме­нимо разве что к лабораторному режиму испытаний АКБ при строгом контроле действующих факторов и с соблю­дением определённых параметров (показателей темпера­туры, величины зарядного напряжения, продолжительно­сти циклов заряда и разряда, а также общей продолжительности испытаний). В условиях реальной эксплуатации эти факторы имеют переменные значения со значительными отличиями и превышениями от принятых, «тепличных», норм лабораторных испытаний. Темпе­ратура воздуха над двигателем в подкапотном простран­стве в летнее время может превышать 70 С, но АКБ при этом заряжается непрерывно. Многообразие и широкий диапазон изменения эксплуатационных факторов, в ко­торых приходится работать автомобильной батарее, ни­когда не позволяли коррелировать результаты лабора­торных испытаний по сроку службы и по оценке состояния заряженности АКБ применительно к условиям эксплуатации. В подтверждение этого в заводских инст­рукциях, прилагаемых к «необслуживаемым» батареям, дают указания, что, как и когда надо проверять, что де­лать. Вот и понимай: обслуживаемая она, или нет?  Впе­чатление такое, что инструкция по обслуживанию «необслуживаемой» батареи написана для совершенно другой АКБ, а не для той, к которой прилагается. Для каких-либо других компонентов автомобиля такое и представить трудно. Что получается? - Нет пробок на крышке батареи - применили название «необслуживаемая», есть пробки -тоже «необслуживаемая». Но если во втором случае батарею можно долить при снижении уровня электроли­та, то в первом она просто «недоливаемая». У «беспро­бочной» батареи в непрозрачном корпусе недостаток электролита вообще можно определить только по снижению  массы относительно каталожной, но долить дистил­лированной воды для повышения уровня электролита в банках невозможно. Скопление смеси газов в банках по­сле продолжительной эксплуатации в режиме перезаря­да потенциально опасно взрывом, даже встраиваемый в вентиляционное отверстие фильтр не всегда гарантирует от этой «неприятности». И встроенный индикатор оценки заряженности АКБ при взрывах вылетает, просто как фрагмент разорванной крышки... Рассматривая останки изуродованных взрывами корпусов, на которых красуют­ся  обрывки рекламных надписей, невольно задаёшься вопросом: для каких условий и режимов эксплуатации предназначены эти батареи? - Для лабораторий? Ведь если АКБ требует доливки (мало или много - это уже не принципиально), чтобы плотность электролита не повышалась при снижении его уровня, то это должно быть обеспечено в процессе эксплуатации на каждом автомо­биле. Тогда и взрывов будет меньше. Или производителя это обстоятельство не волнует? Если уж на АКБ написано, что она - необслуживаемая, то в дополнение к этому тер­мину должны быть указаны и граничные условия, соблю­дение которых её таковой сделает. Это целый перечень факторов: ресурс по пробегу (календарный), температу­ра окружающей среды, климатическая зона, величина ре­гулируемого напряжения на транспортном средстве, ин­тенсивность эксплуатации (суточный пробег), режим стационарного подзаряда, режим и периодичность про­верки на исправность, и работоспособность батареи и т.д. Ведь если взять в расчёт лабораторную норму снижения массы АКБ за счёт испарения воды, принятую для «необ­служиваемых» батарей_(б г/АН), и применить её к летне­му режиму эксплуатации автомобиля при окружающей температуре +25° - +30°С, то за 3-4 тёплых месяца при среднесуточном пробеге 100-150 км. весь объём «ре­зервного» электролита неизбежно «выкипит». При этом блоки пластин оголятся, плотность электролита возрас­тёт, скопившийся под крышкой объём газа из смеси водо­рода и кислорода станет взрывоопасен.

Статичная лабораторная норма потери воды из электролита при работе «необслуживаемой» батареи не может соблюдаться в изменяющихся условиях эксплуата­ции автомобиля. Режимы и условия эксплуатации раз­личных по назначению автомобилей имеют более широ­кие пределы, влияние которых на работу батареи различно. Как сохранить в этих условиях уровень элек­тролита?

Понятно, что на втором и третьем году эксплуатации при самом щадящем режиме, уровень электролита будет ниже нормы, и его плотность повысится. Вслед за этим возрастёт внутренне сопротивление, заряду и разряду. Наиболее ощутимо это будет сказываться в зимнее время, при низких температурах окружающего воздуха: эффек­тивность подзаряда снизится, как и напряжение при пус­ке. Физический ресурс стартерных АКБ в несколько раз меньше ресурса автомобиля, включая и «необслуживае­мые». Ни один из компонентов автомобиля не несёт на себе призыва никак его не обслуживать в течение всего срока «жизни». Ведь простая проверка состояния - это уже обслуживание. А стартерную АКБ периодически, кроме проверки, нужно и подзаряжать, не говоря уже о поддержании необходимого уровня электролита. Изгото­вители «необслуживаемых» аккумуляторов, вероятно, полагают, что автомобили тоже будут стоять на стендах в лабораториях в идеальных условиях, при которых батарею, естественно, обслуживать не понадобится.

Следует отметить, что на последних моделях авто­мобильных аккумуляторов фирмы VARTA надпись «необ­служиваемая» отсутствует. И вряд ли это делает их менее популярными. А вот другим производителям нуж­но тоже задуматься над этим несоответствием.