Особенности зимней эксплуатации стартерных АКБ
Электрооборудование современных автомобилей укомплектовано двумя источниками электрической энер­гии: генератором и аккумуляторной батареей (АКБ). Оба этих источника работают в самостоятельных режимах, но по отношению к потребителям электрической энергии ав­томобиля они включены параллельно. Это позволяет ра­ботать им как поочередно, так и одновременно на пита­ние включенной нагрузки. Генератор выдает энергию при работающем двигателе, а стартерная АКБ призвана запу­стить двигатель в работу. В отличие от генератора, кото­рый выдает электроэнергию равномерно, стартерная АКБ работает в более широком диапазоне. Разряд АКБ сменяется последующим зарядом от генератора.

На зарядные характеристики АКБ в изменяющихся условиях эксплуатации влияют следующие факторы:

  1. температура электролита,
  2. состояние заряженности,
  3. величина зарядного напряжения,
  4. продолжительность работы двигателя

Эти и ряд других факторов используются автопро­изводителями в своих расчетах для вычисления технических показателей взаимозависимых изделий, кото­рые позволяют поддерживать заряженность АКБ 70-90%. Такая заряженность необходима для надежно­го запуска двигателя в работу, включая зимние условия. Эксплуатация батареи с более низкой заряженностью приведет к сокращению ее ресурса. Более высокая за­ряженность и избыток заряда (после 100% - чистый пе­резаряд) также приводят к резкому снижению ресурса аккумулятора. Такой режим работы, как правило, насту­пает в летнее время при высокой температуре окружа­ющего воздуха и интенсивной эксплуатации автомоби­ля (200-300 км в сутки). В зимнее время перезаряд АКБ может наступить только при неисправном регуляторе напряжения.

Особенность зимнего периода работы АКБ на авто­мобиле заключается в том, что температура электролита бывает значительно ниже нулевой отметки. Этот фактор резко снижает зарядный ток, проходящий через АКБ при прочих равных условиях в сравнении с летним периодом. Кроме того, запуск двигателя в работу требует увеличен­ного тока от АКБ на питание стартера, да и число попыток пуска увеличивается.

Скорость движения автомобиля на зимней дороге существенно ниже (снег, гололед), что непременно уменьшает отдачу генератора. При этом число включае­мых электропотребителей на автомобиле при каждой по­ездке, как правило, больше, чем в летнее время. Более ко­роткий световой зимний день увеличивает время работы световых приборов автомобиля. Все перечисленное (ус­ловия и факторы) снижает возможность полного подзаряда АКБ от генератора автомобиля после пуска двигате­ля в работу. В процессе движения автомобиля батарея помогает генератору обеспечивать работу включенных лектропотребителей (остановка автомобиля на перекре­стках, торможение, полная остановка двигателя). В ука­занных условиях зарядный режим АКБ будет еще хуже, если:

  1. ремень привода генератора натянут слабо, про­скальзывая на рабочей поверхности шкива;
  2. изношены щетки;
  3. забит грязью либо сильно изношен коллектор ге­нератора;
  4. крепления наконечников проводов не отличаются надежностью.

Эксплуатация батареи с более низкой заряженностью приведет к сокращению ее ресурса. Более высокая заряженность и избыток заряда (после 100% - чистый перезаряд) также приводят к резкому снижению ресурса аккумулятора.

Профилактика изделий электрооборудования перед зимней эксплуатацией автомобиля позволит исключить снижение зарядного режима батареи по техническим причинам. При этом основным средством, позволяющим исключить неожиданный отказ АКБ в работе, является периодическая диагностика состояния заряженности. Диагностика состояния АКБ может быть следующей:

  1. определение и сопоставление с опорными дан­ными технически исправных АКБ: напряжение на полюс­ных выводах (НРЦ), плотность электролита по банкам при соответствующем уровне над блоками пластин и температуре;
  2. проверка АКБ на разряд (вилкой-пробником или стенде в стартерном режиме);
  3. тестирование АКБ устройствами, не производящи­ми разряд батареи.

    Ликвидация пробок в конструкции стартерной АКБ затруднила режим обслуживания этих изделий в эксплуатации. Создать полностью необслуживаемую АКБ пока не удалось, так как даже от случайного разряда АКБ не защищена. Ее заряд в стационарных условиях и восстановление работоспособности для пуска двигателя составляет элемент традиционного обслуживания. В этот зимний период работы стартерная АКБ более всего нуждается в объективном контроле не только общего состояния заря­женности, но и состояния каждой из шести банок.

    Профилактика изделий электрооборудования перед зимней эксплуатацией автомобиля позволит исключить снижение зарядного режима батареи по техническим причинам. При этом основным средством, позволяющим исключить неожиданный отказ АКБ в работе, является периодическая диагностика состояния заряженности.

    На практике приборы, необходимые для измерений в про­цессе эксплуатации не всегда оказываются под рукой. Поэтому для оперативной оценки заряженности батарей был создан индикатор, который встраивают в ее крышку.

    «Светофор» АКБ
    Конструктивно индикатор воспроизводит принцип работы ареометра: шарик с определенным весом всплы­вает в ограниченном пространстве при установленном значении плотности электролита и занимает положение под нижним торцом световода. Верхняя торцевая часть световода находится на поверхности крышки АКБ. В про­цессе работы автомобиля изменение заряженности АКБ отражается в изменении цвета индикатора: зеленый, чер­ный и белый.

    Зеленый цвет индикатора свидетельствует о том, что АКБ заряжена и ее можно эксплуатировать. Черный цвет информирует о разряде АКБ и необходимости ее заряд­ки. При белом цвете индикатора АКБ эксплуатировать нельзя: она выкипела, и уровень электролита в этой бан­ке снизился ниже корпуса индикатора. При наличии про­бок заливных отверстий в банках АКБ необходимо сроч­но долить дистиллированную воду до уровня 15-20 мм над блоками пластин,  либо до указателей на тубусах заливных отверстий. Эксплуатация АКБ при белом цвете индикатора опасна: большое количество смеси газов (кислорода и водорода) под крышками банок при случай­ной искре может взорваться, разрушив корпус.

    Отсутствие пробок на крышке АКБ и наличие инди­катора заряженности обязывает водителя периодически проверять его цвет (цвет глазка индикатора). В отличие от классического ареометра встроенный в батарею инди­катор при зеленом цвете не дает численного значения со­стояния заряженности.

    Для автолюбителя важно знать, какова заряженность АКБ при зеленом цвете. Установлено, что заряженность при этом цвете индикатора бывает от 100 до 63%. Хорошо, когда значение 85-90% - этого и в зимнее время достаточно, чтобы надежно запустить двигатель. А если заряженность 65%? Для зимнего периода пусковые сис­темы автомобилей рассчитаны на заряженность аккуму­лятора не менее 75%. Цвет индикатора зеленый, а пуск двигателя слабоват - прокрутки стартера проходят мед­ленно, на грани отказа. По существу в этой ситуации ин­дикатор вводит в заблуждение: вместо полностью заря­женной АКБ мы имеем разряженную. Снижение уровня электролита из-за выкипания воды приводит к повыше­нию его фактической плотности. Такое изменение плот­ности создает ложное состояние заряженности (более высокое), чем это есть на самом деле.

    Изменение цвета индикатора от зеленого к черному происходит при снижении плотности электролита около 1,23 г/см3 (при +25°С). Если от этой величины вычесть по­правку на снижение уровня после первого года эксплуата­ции порядка 0,01-0,02 г/см3, то станет понятно, что инди­катор-глазок не может дать достоверную информацию для автолюбителя. При зеленом индикаторе батарея слаба в пусковом режиме при низкой температуре окружающего воздуха. Это состояние АКБ автолюбитель может принять за её дефектность.     На практике такое бывает. Кроме того, эксплуатация АКБ с низкой заряженностью приведет к со­кращению ее ресурса за счет преждевременного оплыва­ния активной массы пластин.
    Таким образом, полностью полагаться на зеле­ный цвет встроенного индикатора в зимнее время не следует, особенно когда АКБ уже эксплуатировалась более года. В таких случаях целесообразно применять другие способы для оценки заряженности, обеспечиваю­щие более достоверную информацию и позволяющие со­хранять надежность работы аккумулятора и достигать на­ибольшего срока его службы.

    В батареях большой емкости (190-230 А-ч) индика­тор заряженности встраивают в противоположный по­люсным выводам край крышки. Такие АКБ на автомоби­лях, как правило, применяют по две штуки, устанавливая их в ящик-контейнер. Доступ в контейнер для определе­ния цвета индикатора затруднен. Батарею необходимо вытаскивать из контейнера на свет, чтобы проверить цвет индикатора и как-то оценить ее состояние. В этих услови­ях даже ограниченная информация, даваемая индикато­ром, остается невостребованной, поскольку АКБ необхо­димо отсоединять от проводов и снимать детали ее крепления, что практически делается эпизодически (по какому-либо случаю).

    Практика показывает, что наибольший срок службы стартерных аккумуляторных батарей в эксплуатации до­стигается в тех случаях, когда состояние заряженности поддерживается в пределах 75-95%. Поэтому зеленый цвет индикатора должен переходить в черный при плот­ности электролита 1,24-1,25 г/см3.

    Для автолюбителя важно знать, какова заряженность АКБ при зеленом цвете. Установлено, что заряженность при этом цвете индикатора бывает от 100 до 63%. Хорошо, когда значение 85-90% - этого и в зимнее время достаточно, чтобы надежно запустить двигатель. А если заряженность 65%? Для зимнего периода пусковые системы автомобилей рассчитаны на заряженность аккумулятора не менее 75%.

    Момент перехода зеленого цвета в черный, АКБ может продолжать работать в возникшем неблагоприятном режиме (при отрицательном балансе электроэнергии). И соответственно подвергнет­ся более глубокому разряду, чем определено по индика­тору, тем более, что у индикатора не передается на щиток приборов автомобиля, а обращение к нему носит случай­ный характер (часто при отказах).

    Перемещение нижней границы зеленого цвета ин­дикатора в сторону большей заряженное™ АКБ позволит сделать это устройство более полезным: повысить надеж­ность аккумулятора в пусковом режиме и увеличить срок службы в эксплуатации.

    Практика показывает, что наибольший срок службы стартерных аккумуляторных батарей в эксплуатации достигается в тех случаях, когда состояние заряженности поддерживается в пределах 75 - 95%.

    Контроль за цветом индикатора целесообразно включить в инструкцию по уходу за АКБ как обязатель­ный пункт (особенно в гарантийный период) с принятием необходимых мер. Например, недопустимы записи изме­няющихся цветов индикатора на языках, непонятных ав­товладельцу.

    В ситуации, когда нет возможности произвести все указанные измерения, можно поступить следующим об­разом: зарядить полностью АКБ, замерив в конце заряда плотность электролита. Готовую к работе АКБ оставить неподключенную на время стоянки автомобиля (2-3 дня или более). Перед поездкой снова замерить плотность электролита, сопоставить полученные величины. Умень­шение плотности электролита связано с дефектами.

    Снижение работоспособности в режиме пуска дви­гателя, иногда полный отказ, при достаточной плотности электролита в АКБ, как правило, связаны с проявлением дефектов. Полный отказ АКБ в работе связан с наруше­нием целостности разрядной цепи внутри АКБ. Разрыв внутренней цепи происходит в деталях, скрепляемых сваркой при изготовлении. Чаще всего это наступает при продолжительном (затруднительном) пуске двигателя, либо при тряске во время движения.
    Вторым по тяжести влияния на режим пуска двига­теля из производственных дефектов является короткое замыкание между электродами (пластинами) различной полярности. Этот дефект чаще всего связан с повреждениями сепараторов в процессе сборки, неправильным размещением сепаратора в блоке пластин, с перекосом отдельных пластин в блоке. При наличии такого дефекта АКБ в определенных условиях (в летнее время) может со­хранять работоспособность, но ее пусковая мощность значительно снижается. При бездействии АКБ в течение одной-двух недель короткое замыкание в какой-либо банке может быть легко установлено путем измерения плотности электролита. В дефектной банке плотность, электролита снижается более интенсивно, чем в осталь­ных банках.
    Практика показывает, что в АКБ не встречаются два и более одинаковых дефекта производственного харак­тера. Влияние короткого замыкания на скорость сниже­ния плотности электролита в значительной мере зависят от «надежности» (прочности) образовавшегося контакта между разнополюсными пластинами.

    В ситуации, когда нет возможности произвести все указанные измерения, можно поступить следующим образом: зарядить полностью АКБ, замерив в конце заряда плотность электролита. Готовую к работе АКБ оставить неподключенную на время стоянки автомобиля (два-три дня или более). Перед поездкой снова замерить плотность электролита, сопоставить полученные величины. Уменьшение плотности электролита связано с дефектами.

    Однако наличие дефекта в АКБ не только снижает ее пусковую мощность, но также может привести в зимнее время к замораживанию дефектной банки и разрушению корпуса батареи. При стационарном заряде дефектная банка в АКБ не «кипит». Плотность электролита при заряде увеличивается мед­леннее, чем в остальных банках АКБ, либо совсем не под­нимается, сколько бы АКБ не стояла на зарядке. При стартерном разряде (на стенде, на пробник-вилку и т.п.) банка в АКБ с коротким замыканием интенсивно «кипит». К дефектам производственного характера может быть от­несена негерметичность одной из перегородок (трещины перегородок, брак сварки крышки с перегородкой, брак в сварке МЭС).