Содержание
- 1 Условия для кипения АКБ и природа этого процесса
- 2 Как заряжать автомобильный аккумулятор
- 3 Когда выделение газов при зарядке считается нормой
- 4 Что делать, чтобы защитить АКБ от перегрева
- 5 Перестраховка: заряжаем аккумулятор авто качественно и правильно
- 6 Профилактика кипения электролита на работающем моторе
- 7 Признаки кипения АКБ
- 8 Источник тока в автомобиле
- 9 Что делать при более низкой плотности электролита?
Условия для кипения АКБ и природа этого процесса
Начать следует с того, что кипение аккумулятора, о котором идет речь, не совсем является кипением, к которому мы привыкли в быту. Как большинство представляет себе этот процесс? Если набрать в посуду воды, и погрузить в нее включенный в сеть кипятильник, то со временем жидкость закипит. Сначала появятся пузырьки воздуха, затем начнется обильное бурление с выделением водяного пара. Чтобы начался этот процесс, упрощенно необходимо всего лишь одно условие – вода должна нагреться до 100°C.
Но вернемся к аккумуляторам. Чтобы описанный выше процесс начался в автомобильной аккумуляторной батарее, очевидно, необходимо нагревать электролит. Температура его кипения, поскольку он состоит из воды и кислоты, составляет примерно 113°C. Как он может нагреться до такой температуры? Если пропускать через пластины АКБ очень большой ток, то теоретически свинец можно превратить в кипятильник, и электролит закипит. Нагреться он может и от внешних источников тепла, например, от мотора.
К счастью для всех владельцев авто – указанные два варианта являются ничем иным, как ничем не обоснованными мифами. К ним мы еще вернемся.
На самом же деле природа кипения аккумулятора совсем иная. По-научному этот процесс и кипением-то не называется. То, что происходит внутри АКБ при выделении пузырьков воздуха или бурлении, называется электролизом. Это такая электрохимическая реакция, при которой проходящий через свинцовые пластины ток расщепляет содержащуюся в электролите воду на ее составные компоненты – водород и кислород (H2O – формулу воды наверняка все помнят). Получающиеся в результате электролиза эти два вещества в газообразном состоянии поднимаются на поверхность электролита, что и можно, собственно, наблюдать во время «кипения» аккумулятора.
Какие же условия необходимы для того, чтобы в аккумуляторе запустился этот процесс? Как в обычном бытовом кипении, температура тут не является решающим фактором. Решающим тут является напряжение, при котором пропускается ток через пластины, а также степень заряженности АКБ. Рассмотрим эти факторы подробнее.
Когда аккумулятор не заряжен полностью, при пропускании через него электрического тока в нем происходит электрохимическая реакция, благодаря которой накапливается заряд. Упрощенно это происходит, как растворение находящегося на пластинах сульфата свинца в воде. В результате жидкость в «банках» АКБ превращается в электролит, состоящий из воды и кислоты. Соответственно, когда сульфат заканчивается (условно, для простоты понимания), батарея более не принимает заряд.
Если после этого продолжать пропускать через АКБ электрический ток, то на смену реакции растворения сульфата свинца в воде придет реакция электролиза. Содержащаяся в электролите вода начнет распадаться на водород и кислород, которые в газообразном состоянии улетучиваются.
На этом этапе в процесс вступает второй фактор – напряжение. Чтобы заставить электрический ток течь через заряженную 12-вольтовую батарею, напряжение должно быть выше 14.4 В (или выше 2.4 В на каждую «банку»).
Отсюда следует вывод: чтобы аккумулятор начал «кипеть», необходимо, чтобы он был полностью заряжен, а напряжение на клеммах превышало 14.4 В.
Как заряжать автомобильный аккумулятор
Автомобильный аккумулятор важно уметь правильно заряжать. Для этого их различают на две категории, каждая из которых требует определенного подхода:
- Обслуживаемые аккумуляторы. В данном типе аккумуляторов нет герметизации, поэтому вода может с легкостью испаряться. Он состоит из шести банок с откручивающимися крышками, поэтому вода может из них с легкостью испаряться. Перед тем, как их заряжать необходимо произвести подготовку.
- Необслуживаемые. Батареи данного типа полностью герметичны. Испарения воды в них не происходит, так как ей просто некуда уходить. Она скапливается на стенках устройства, где конденсируется и снова опускается. Проверить уровень электролита в них можно, посмотрев на просвет. Если пластик прозрачный, можно будет оценить количество находящейся жидкой субстанции внутри.
Подготовка обслуживаемого аккумулятора
Подготовительные мероприятия включают в себя следующие действия:
- Очистку. Для этого можно использовать обычную ветошь, смоченную в растворе соды. Она удалит всю скопившуюся грязь и пыль, а также белый налет. Если загрязнения довольно сильные, лучше воспользоваться щеткой (неметаллической).
- Проверку уровня электролита. Со временем он испаряется и может неполностью покрывать пластины. Это приводит к их разрушению и дальнейшему выходу из строя всего аккумулятора. Поэтому настоятельно рекомендуется проверить и при необходимости добавить дистиллированной воды для покрытия пластин.
- Проверку плотности электролита. Она должна составлять 1,26 – 1,30 г/см3. Проверка осуществляется с помощью денсиметра. Процесс подробно описан выше.
Заряд с помощью электрического тока
Таким образом заряжают аккумуляторы, которые являются обслуживаемыми. Для этого потребуется:
- Подключить аккумулятор к зарядному устройству, соблюдая соответствие минус и плюса;
- Установить силу тока в размере 10% от емкости аккумулятора. Зарядка производится до того, как напряжение не вырастет до 14,4 В.
- Уменьшить силу тока наполовину, после чего снова оставить заряжаться до достижения напряжения 15 В.
- После этого снова снизить силу тока наполовину и заряжать аккумулятор до того, как показания силы тока и напряжения перестанут изменяться.
Способ не самый удобный и требует постоянного контроля за силой тока. Однако он позволяет добиться стопроцентного заряда аккумулятора, при этом времени на это уйдет примерно около 10-12 часов, возможно меньше. Время зарядки зависит от того, насколько сильно разрядился аккумулятор.
Заряд с помощью постоянного напряжения
Данный способ не требует постоянного контроля и внимания со стороны владельца. Здесь все регулирует сам прибор. Достаточно подсоединить аккумулятор к зарядному устройству, включить последнее, затем установить напряжение на отметке 14,5 В. И ждать. Время зарядки таким способом, как правило, составляет примерно те же 10 часов.
Не стоит держать аккумулятор на зарядке сутками, так как это способно привести к сульфатации пластин и выходу из строя устройства. Если все же нет возможности постоянно следить за уровнем заряда и регулировать силу тока, можно оставить ее на минимальном значении. Так время зарядки существенно увеличится, повреждений устройства при этом не возникнет.
Кипение аккумулятора может настораживать только в том случае, если это происходит непосредственно после подключения устройства к электрической сети. В таком случае необходимо срочно принять меры и проверить уровень содержания электролита, а также состояние пластин. После проведения профилактических мероприятий, как правило, кипение при зарядке может означать только скорое окончание этого процесса и возможность снова эксплуатировать изделие.
Когда выделение газов при зарядке считается нормой
Чтобы лучше понимать физические процессы, происходящие в автомобильной аккумуляторной батарее, весьма желательно ознакомиться с устройством этого источника питания.
Типичный автомобильный аккумулятор, несмотря на два клеммных вывода, состоит из 6 миниатюрных батарей, соединённых последовательно. Каждая такая батарея состоит из последовательности положительных и отрицательных пластин (обычно их по 8, но это количество может варьироваться в зависимости от конструктивных особенностей АКБ). Пластины изготавливают из свинца – металла, обладающего наилучшими электрохимическими характеристиками при взаимодействии с электролитом. Последний представляет собой раствор серной кислоты в тщательно очищенной от всех возможных примесей воды. Если подключить к батарее внешнюю нагрузку, начинается электрохимическая реакция между положительными свинцовыми пластинами и электролитом, сопровождающаяся движением заряженных частиц в сторону положительно заряженного электрода.
Каждая батарея обладает энергетическим потенциалом в 2.0–2.1 В, а поскольку они соединены последовательно, на полностью заряженном аккумуляторе разность потенциалом между клеммами составляет 12.0–12.6 В.
В разряженной батарее вольтаж падает до 10 В, и этого уже недостаточно для прокручивания стартера. Но при работающем двигателе происходит обратный процесс – зарядка АКБ, в результате чего первоначальная ёмкость источника питания восстанавливается.
Во время зарядки в аккумуляторе происходят противоположные реакции, сопровождающиеся восстановлением свинца на пластинах от сульфатного остатка SO4, который снова становится серной кислотой. Плотность электролита повышается, и когда все соли на пластинах оказываются регенерированными, а внешний ток при этом продолжает поступать, начинается процесс электролиза дистиллированной воды – аккумулятор при зарядке начинает кипеть. Физически это процесс разложения воды на составляющие – водород и кислород. Эти газообразные вещества и образуют поднимающиеся вверх пузырьки, которые мы привыкли классифицировать как кипение.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что бурление жидкости свидетельствует о завершении процесса зарядки автомобильного аккумулятора. Вот вам и ответ на вопрос, должен ли кипеть аккумулятор легкового авто во время зарядки.
Если вы восстанавливаете ёмкость АКБ с помощью зарядного устройства, время между началом зарядки и её окончанием будет зависеть от множества факторов:
- степени разряда батареи;
- возможностей ЗУ;
- выбранного режима.
Это означает, что вряд ли возможно с точностью до часа определить длительность зарядки. Но в любом случае об окончании можно судить по началу выделения пузырьков. Другими словами, если аккумулятор кипит при зарядке – это нормально, поскольку это достоверный признак того, что АКБ полностью восстановила свой заряд. Но следует понимать, что при длительном кипении происходит испарение жидкости, а это процесс нежелательный. Так что если вы обнаружите кипение электролита – понаблюдайте за батареей минут 30–60 и выключайте зарядное устройство.
Так сколько же времени должен кипеть аккумулятор во время зарядки? Если батарея исправна, то процесс кипения обычно начинается за 120–180 минут до того времени, когда ёмкость батареи восстановится до номинального значения. То есть процесс кипения – это нормально.
Но тут тоже есть свои нюансы. Имеет значение, в каком режиме вы осуществляете зарядку. Если малыми токами – то всё вышесказанное справедливо, восстановление ёмкости происходит медленно, и соответственно между началом появления пузырьков и полной зарядкой проходит достаточно много времени. Другое дело – зарядка высокими токами. В этом случае скорость набора заряда существенно возрастает, выделения газов – тоже, и если вы упустите этот момент, жидкость может выкипеть, оголив пластины, и они начнут разрушаться.
Так что зарядка большими токами, которую иногда практикуют автомобилисты, желая побыстрее зарядить аккумулятор, вредна для батареи, и злоупотреблять ею не стоит.
По понятным причинам точное значение времени кипения мы указать не можем, но верным признаком перезаряда является бурное кипение электролита – вот по нему и следует ориентироваться. Правда, при быстрой зарядке большими токами кипение начнётся раньше насыщения электролита кислотой, поэтому, если вы хотите зарядить батарею полностью, нужно продолжить процесс, снизив ток заряда.
Что делать, чтобы защитить АКБ от перегрева
Полностью в жару это у вас не получиться, бывают дни, когда очень жарко. Стоит отметить одно – всегда следите за уровнем электролита в батареи. Если есть ареометр и за плотностью. Добавляйте до уровня дистиллированную воду, не давайте плотность категорически расти, держите в пределах 1,27. Только так вы реально можете продлить жизнь своему обслуживаемому аккумулятору.
Однако современные батареи, зачастую запаянные, то есть банка находится, как бы в своей среде, если вода испариться то она не выходит за пределы, а обратно выпадает внутрь. Такие АКБ более долговечные, хотя бы, потому что нет испарения. НО в перегретом состоянии большая часть электрохимической жидкости может быть в виде пара вверху банки, плотность возрастет, начнется процесс деградации пластин (будет проявляться сульфатация).
Если подвести итог — защититься на 100% от жары не возможно, как собственно и от холода. Как бы нам не хотелось стабильности, но свинцовый аккумулятор это достаточно капризная конструкция, он страдает как от холода, так и от жары (перегрева). Однако можно произвести процесс десульфатации, но это уже совсем другая история.
Перестраховка: заряжаем аккумулятор авто качественно и правильно
Необходимо знать о том, что если во время зарядки греется аккумулятор — это вполне естественное явление, особенно, когда процесс подходит к концу
Для того чтобы не произошло перегрева, важно следить за батареей на всех этапах ее зарядки — примерно так же, как мы следим за поставленной на огонь кастрюлей или любым электрическим прибором
Перед тем как подсоединять свинцово-кислотный аккумулятор к сети с помощью зарядного устройства, всегда проверяйте уровень электролита к каждой его «банке» — во избежание скорого перегрева и короткого замыкания между свинцовыми пластинами, не покрытыми жидкостью. Помните о том, что уровень электролитической жидкости в банках аккумуляторной батареи должен всегда покрывать пластины, как минимум, на 1 сантиметр. Перед зарядкой обязательно измеряйте плотность жидкости ареометром (норма 1,27 гр/см3).
Также помните о том, что батарею можно заряжать двумя основными методами: когда постоянный уровень тока, либо наоборот, постоянный уровень напряжения, выставляемый на зарядном устройстве. Если вы заряжаете батарею постоянным током, его уровень должен быть не больше 10% от фактической емкости АКБ. При показателе тока выше положенного это может спровоцировать сильный нагрев аккумулятора и кипение раньше времени, что впоследствии негативно скажется на его рабочих показателях. Если вы не уследите за процессом и вовремя не снизите уровень тока, может произойти даже взрыв батареи.
Ближе к концу зарядки не оставляйте АКБ надолго без присмотра. Если она начинает нагреваться слишком сильно, лучше снизьте ток. Конечно, время зарядки может увеличиться, но именно это позволит вам минимизировать возможные риски.
Кроме того, если ваш аккумулятор уже старый, важно иметь в виду, что старые автомобильные батареи нагреваются быстрее, а доливать дистиллированную воду во избежание короткого замыкания придется все чаще
Обращайтесь со старой батареей максимально внимательно и осторожно
Профилактика кипения электролита на работающем моторе
Для того что бы ваша АКБ, прослужила максимально долго, нужно придерживаться простых и нехитрых правил профилактики кипения электролита:
- Прежде всего, летом проверяйте уровень электролита в обслуживаемых батареях.
- Необходимо помнить, что пластины должны быть всегда покрыты электролитом. И если уровень снижается, то нужно просто долить дистиллированной воды. Необходимо знать, что обычную воду в АКБ доливать нельзя.
- Кроме этого регулярно проводите визуальный контроль состояния устройства. Оно должно быть чистым, а на клеммах не должно быть налёта.
- Ну и последнее, при посещении станций технического обслуживания не поленитесь попросить проверить зарядный ток, который выдаёт генератор автомобиля.
На этом все, удачи на дорогах и никогда не ломайтесь.
Перестраховка: заряжаем аккумулятор авто качественно и правильно
Необходимо знать о том, что если во время зарядки греется аккумулятор — это вполне естественное явление, особенно, когда процесс подходит к концу
Для того чтобы не произошло перегрева, важно следить за батареей на всех этапах ее зарядки — примерно так же, как мы следим за поставленной на огонь кастрюлей или любым электрическим прибором
Перед тем как подсоединять свинцово-кислотный аккумулятор к сети с помощью зарядного устройства, всегда проверяйте уровень электролита к каждой его «банке» — во избежание скорого перегрева и короткого замыкания между свинцовыми пластинами, не покрытыми жидкостью. Помните о том, что уровень электролитической жидкости в банках аккумуляторной батареи должен всегда покрывать пластины, как минимум, на 1 сантиметр . Перед зарядкой обязательно измеряйте плотность жидкости ареометром (норма 1,27 гр/см 3 ).
Также помните о том, что батарею можно заряжать двумя основными методами: когда постоянный уровень тока, либо наоборот, постоянный уровень напряжения, выставляемый на зарядном устройстве. Если вы заряжаете батарею постоянным током, его уровень должен быть не больше 10% от фактической емкости АКБ. При показателе тока выше положенного это может спровоцировать сильный нагрев аккумулятора и кипение раньше времени, что впоследствии негативно скажется на его рабочих показателях. Если вы не уследите за процессом и вовремя не снизите уровень тока, может произойти даже взрыв батареи.
Ближе к концу зарядки не оставляйте АКБ надолго без присмотра. Если она начинает нагреваться слишком сильно, лучше снизьте ток. Конечно, время зарядки может увеличиться, но именно это позволит вам минимизировать возможные риски.
Кроме того, если ваш аккумулятор уже старый, важно иметь в виду, что старые автомобильные батареи нагреваются быстрее, а доливать дистиллированную воду во избежание короткого замыкания придется все чаще
Обращайтесь со старой батареей максимально внимательно и осторожно
Признаки кипения АКБ
Но, как и в случае с обычной водой, непосредственным признаком кипения электролита является проявление пузырьков на поверхности жидкости. Этот процесс хорошо просматривается при снятых пробках в обслуживаемых устройствах.
К сожалению, в необслуживаемых автомобильных аккумуляторах, доля которых на рынке постоянно увеличивается, увидеть процесс кипения не представляется возможным – откручиваемых пробок здесь нет. Некоторые модели оснащаются смотровыми окошками, а при их отсутствии определить начало процесса кипения можно только косвенными методами.
При кипении электролита в моторном отсеке скапливается некоторое количество паров кислоты. Если вы обладаете неплохим обонянием, то сможете распознать этот запах, свидетельствующий о кипении электролита.
Есть ещё один интересный способ узнать о начале процесса кипения – приложить к стенке корпуса аккумулятора обычный медицинский стетоскоп. Вы обязательно услышите бурление жидкости. Увы, но очень немногие водители возят с собой этот прибор, так что этот способ можно причислить к разряду экзотических.
Если на клеммах аккумулятора присутствует зеленоватый или белёсый налёт или вы заметили изменение цветовой гаммы в районе аккумулятора – это явное свидетельство того, что ваша батарея часто кипит, и это не есть хорошо.
Наконец, особо продвинутые автовладельцы прикрепляют к газоотводной трубке необслуживаемой АКБ воздушный шарик, тем самым определяя, имеется ли кипение электролита и насколько интенсивно это происходит.
Источник тока в автомобиле
В электрооборудовании машины аккумулятор является значительным элементом: основная его задача состоит в запуске двигателя. Кроме этого, он питает потребителей при заглушенном движке, а также в дополнение к генератору при полноценной работе мотора. Благодаря совместному функционированию с генератором, допускается возможность переходных процессов, запрашивающих максимальный ток, и выравнивается колебание напряжения в электросети.
Устройство батареи
Первая батарея из свинца была изобретена французом Гастоном Плантэ в 1859 году. К настоящему времени в неё были внесены незначительные изменения. В автомобиле источник питания состоит из соединенных последовательно независимых элементов.
Устройство имеет пропиленовый корпус, устойчивый к кислоте и неспособный проводить ток. В каждом аккумуляторе объединяются положительные и отрицательные электроды, чередующиеся между собой. Их покрывает пласт активной массы. У положительных электродов в основу этой массы заложен диоксид свинца, у отрицательных — губчатый свинец. Пластины с противоположной полярностью изолирует сепаратор из пластмассы.
Для изготовления современных электродов используется свинцово-кальциевый сплав. У таких батарей невысокий уровень саморзаряда и сведенный к минимуму расход воды, что полностью освобождает от добавления жидкости на протяжении всего эксплуатационного периода. Все электроды размещены в растворе серной кислоты — электролите, плотность которого напрямую зависит от уровня заряженности АКБ (чем ниже заряженность, тем ниже плотность и наоборот). Существуют два основных вида батарей. Они могут быть с твердым и жидким электролитом: последний в настоящее время является наиболее распространенным.
Герметичность системы создают предохранительные клапаны, встроенные в пробки батареи и срабатывающие при излишнем давлении. К электрической сети аккумулятор подключается при помощи двух выводов из свинца.
Работа АКБ в машине
При заряде аккумулятора электрическая энергия преобразовывается в химическую, а при разряде — наоборот. Разряд батареи осуществляется при включении потребителей. Во время этого процесса активная масса двух видов электродов вступает во взаимодействие с электролитом, уменьшая плотность и образовывая воду и сульфат свинца.
Заряд источника питания осуществляется от генератора во время работы двигателя, при этом происходит преобразование воды и сульфата свинца в свинец, серную кислоту и двуокись свинца. Плотность электролита повышается. .
На работу АКБ влияет температура окружающей среды. При её повышении происходит возрастание отдаваемой мощности, вместе с которой увеличивается коррозия электродов и саморазряд. При понижении температуры разрядная емкость снижается, замедляются химические процессы и уменьшается плотность электролита. Отсутствие нагрузки не останавливает процессы в батарее, и её самозаряд продолжается.
Что делать при более низкой плотности электролита?
Итак, проблема такова: аккумулятор перестал держать заряд. Стоит ли его менять? Можно ли доливать электролит в аккумулятор при низкой плотности, или же работоспособность АКБ уже не восстановить? Ответ на этот вопрос зависит от возраста аккумулятора и показателей ареометра при проверке.
Если аккумулятор достаточно старый (к примеру, ему около 4-5 лет), то его неспособность держать заряд в первую очередь связана даже не с плотностью электролита, а с нарушением целостности пластин в аккумуляторных банках. В таком случае даже восстановление прежних показателей плотности не решит проблему. Однако если аккумулятор относительно свежий, решить проблему можно доливкой электролита. Вопрос лишь в том, нужно ли заливать именно электролит?
Средние показатели плотности электролита в «рабочем» АКБ составляют примерно 1,25-1,30 г/см³. Причем данная величина должна быть примерно одинаковой у каждой аккумуляторной банки с отклонением не более 0,01-0,03. Если плотность электролита меньше 1,25, но больше чем 1,20 — вероятнее всего доливка электролита поможет решить проблему.
Также смотрим видео, как правильно повысить плотность электролита в аккумуляторе: