Глубокий разряд аккумулятора. Что это такое? А также причины и последствия
Меня часто спрашивают – Сергей расскажи, пожалуйста, про глубокий разряд аккумулятора автомобиля? Столько ходит легенд и басен вокруг этой темы. Чем он так опасен, какие есть причины его возникновения, ну и конечно последствия. Ведь почему то этих разрядов боятся именно кислотные АКБ. А вот скажем AGM или GEL не так критичны к нему, их можно многократно разряжать! Почему так? Этому есть несколько основных причин, однако давайте разбираться последовательно …
Разряд аккумуляторной батареи это нормальный процесс ее эксплуатации – сначала она накапливает энергию, затем ее отдает. Все прелесть АКБ, что он многозарядный, то есть не как батарейка отработала, и выкидываем, а можно постоянно заряжать большое количество циклов. Однако строение самого аккумулятора далеко не идеально, если хотите, то это очень капризное устройство:
Приколов много, конечно сейчас появились так называемые необслуживаемые аккумуляторы, они менее проблемные, уберегут от проблем с электролитом.
Немного о разряде – заряде
Эти процессы характеризуются напряжением батареи. Наверное, многие слышали, что напряжение на автомобильном аккумуляторе 12В, это не совсем правильно. Нормальный параметр это – 12,7В. Это своего рода 100% заряда.
Сильный разряд это примерно 10,5 — 11,0В, при таких параметрах вы уже не запустите свой авто. Это своего рода минимальный порог. Конечно, можно разрядить в ноль, то есть 0 Вольт, это и будет глубоким параметром.
Коротко о строении
Аккумулятор (как мы уже не раз говорили) состоит из пакетов свинцовых пластин (это минусовые) и пакетов диоксида свинца (это плюсовые), между ними пролагается специальный диэлектрик, который не дает пластинам перемыкать. Такие «наборы» погружаются в кислотный электролит (35% серной кислоты + 65% дистиллированной воды), после чего они готовы накапливать заряд. Всего таких разделов 6 штук или как их называют банок. Каждый из разделов дает напряжение примерно в 2,1 Вольта, если перемножить на «6» — вот вам и 12,6 – 12,8Вольта.
Само строение очень прочное, но слабым звеном в этой цепочке является электролит, а в частности серная кислота. Именно из-за нее и происходят частые выходы из строя аккумуляторов при глубоких разрядах.
А вот вторая составляющая, дистиллированная вода, косвенно способствует выходу из строя при перезаряде! Потому как:
Глубокий разряд как убийца батареи
НУ что строение вспомнили, теперь давайте запоминать — почему глубокий разряд так губителен для аккумулятора. Здесь очень простая ситуация:
Идеально плотность электролита должна быть 1,27 г/см3, это соотношение воды и серной кислоты. При разряде, из электролита, начинает поглощаться серная кислота, точнее она начинает оседать на плюсовых (диоксидных) пластинах в виде солей. И чем ниже разряд, тем сильнее они оседают на пластинах – плотность категорически падает.
Глубокий разряд – это своего рода минимально возможный порог батареи, то есть дальше уже разряжаться некуда. При таком химическом процессе, серная кислота находится в виде солей на плюсовых пластинах и чтобы ее от туда снять, нужно как можно быстрее зарядить АКБ.
Тогда плотность начнет возвращаться в свое русло — из электролита наоборот начнет поглощаться дистиллированная вода, а вот концентрация кислоты начнет расти.
«НУ и что» — скажите вы – «ну разрядил я свой АКБ в ноль, дальше зарядил и все хорошо, буду кататься дальше»!
А вот не все так просто – зачастую концентрация солей на плюсовых пластинах настолько велика, что при заряде кристаллы солей, не разрушаются, а остаются! Это говорит нам о том, что пластина полностью покрыта солью, ее соприкосновение с электролитом минимально! Значит, она не будет нормально работать и способствовать накоплению заряда. По опыту знаю, что каждый глубокий разряд отнимает от 2 до 3 % от емкости аккумулятора, причем сразу! Если их накопить 10 – вот вам минус 30% емкости, такой АКБ уже не запустит двигатель вашего авто.
Так что опускать можно примерно до 11 Вольт, это своего рода минимальный предел, после этого уже начинается сульфатация плюсовых пластин.
Причины
Теперь пару слов о причинах. Зачастую это всевозможные утечки тока. Например, на стоящем автомобиле, они должны быть сведены к нулю, но если вы устанавливаете не штатное оборудование (сигнализации, магнитолы, другие гаджеты), они могут высасывать энергию из АКБ, даже на стоянке. Вот вам и первая причина.
Также может накрыться генератор автомобиля, то есть не будет, происходит пополнение заряда машины – вторая причина.
Третья – длительный срок стоянки, например полгода или год, рекомендуется скинуть клемму, если этого не сделать заряд может снизиться до критичной отметки. А вообще, нужно хоть раз в месяц запускать двигатель, чтобы восполнить энергию аккумулятора, да и погонять жидкости и масло по своим полостям. Это важно.
Наверное, это основные причины, конечно если вы не сидите и специально не сажаете батарею, например магнитолой или светом фар.
Последствия
Как я уже писал сверху, несколько раз глубоко разрядили и все! АКБ можно выкидывать! Плюсовые пластины полностью покроются солями, плотность электролита упадет, и не будет расти. Даже если вы замените электролит на новый нужной плотности, он не смоет образованные соли.
Как заверяют многие производители батарей, максимальное пороговое значение равняется 15 – 20 циклам. Но по опыту знаю, что уже после 10 циклов, зимой такая батарея не справляется со своими обязанностями, для лета еще сгодится.
Мораль басни такова – не допускайте таких глубочайших параметров разряда. Это реально убивает ваш АКБ, с каждым разом отнимаете около 3% от емкости.
Можно ли восстановить?
В нашем мире — возможно все, вот только какой ценой! В идеале, нужно убрать соли с плюсовой пластины, как это сделать?
Вот такие вот последствия и причины, кстати пару слов про AGM и GEL, почему же они так устойчивы к глубоким разрядам? Все просто, тут электролит уже не в обычном жидком состоянии, здесь он находится запечатанным в стеклопакеты (AGM) или в гель (GEL), поэтому разрушительное образование солей тут сведено к минимуму, хотя полностью не побеждено! Здесь циклов в разы больше, но также не стоит доводить до этого. Небольшой видео пример.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Может ли разряженный аккумулятор «убить» генератор: видеоэксперимент
Как разряженный аккумулятор влияет на генератор автомобиля?
И аккумулятор, и генератор являются звеньями одной цепи – электрической цепи автомобиля. Общеизвестно, что неправильно работающий генератор может крайне негативно сказаться на сохранности аккумуляторной батареи. Недозаряд или, того хуже, перезаряд выведет батарею из строя. Конечно, аккумулятор придет в негодность в любом случае, но скорость, с которой это произойдет, может существенно отличаться.
Но поскольку электроцепь-то замкнутая, не может ли так случиться, что аккумулятор каким-то образом выведет из строя генератор? Скажем, если батарея разряжена в ноль, как она повлияет на жизнь остальной бортовой системы питания и главного ее элемента – генератора?
В сети Интернет можно найти разные варианты ответов на этот вопрос – от категорического «нет, генератору ничего не будет» до не менее категоричного «да, устройство, превращающее механическую энергию в электрическую, вроде как, может повредиться. В случае полного разряда резко возрастает потребляемый нагрузкой ток, с ним растет нагрузка – и пошла цепная реакция».
Сегодня мы нашли для вас занимательный видеоэксперимент, в котором будет подтверждено или развеяно следующее: миф ли, что из-за севшей батареи может выйти из строя генератор, или чистейшая правда? Итак, вот видео:
Видео взято с YouTube-канала Engineering Explained
Но прежде чем его просмотреть, объясним суть эксперимента. Кстати, не стоит беспокоиться по поводу того, что видео англоязычное, мы поясним основные моменты опыта и доводы инженера.
Итак, вопрос в описании под видео:
Что делать, если аккумулятор в машине разрядится? Можно ли прыгнуть в машину и уехать, или лучше использовать зарядное устройство, а не полагаться на генератор для зарядки аккумулятора?
В этом видео проверим параметры электрической системы автомобиля, чтобы определить, как влияет работа с разряженной батареей по сравнению с работой с заряженной. Мы рассмотрим напряжение батареи (двигатель включен и выключен), напряжение генератора, силу тока и температуру генератора. Может ли «мертвая» батарея вызвать перегрев вашего генератора? Мы узнаем это на видео!
1. Опыт: аккумуляторная батарея заряжена
Производится холодный пуск автомобиля. Работа на холостых 5-7 минут с проверкой вольтажа батареи перед запуском. После запуска измеряется вольтаж на генераторе и на батарее, также ток, вырабатываемый генератором, и его температура при помощи магнитного термометра.
Напряжение на заряженной батарее до старта двигателя: 12.92 Вольт.
После работы на холостых в течение 5 минут были получены следующие результаты:
Первая колонка: «Время», «Вольтаж аккумулятора», «Напряжение генератора», «Сила тока генератора» и «Температура генератора в градусах Цельсия».
Как видно, в первом сценарии во время работы на холостых напряжение батареи и генератора было очень близко, с небольшим преимуществом по вольтажу у генератора.
Сила тока во время работы на холостых оборотах за пять минут постепенно снизилась от показателей 15.25 до 13.20.
Температура генератора, последняя строчка, за пять минут работы увеличилась с 10.9 °C до 23.1 °C.
Далее выезд по 20-минутному маршруту и проведение повторных замеров (последний крайний правый столбец)
Как видно, температура поднялась до 42.5 °C, а Амперы снизились до 12.9.
Финальная проверка заряда аккумуляторной батареи после отключения зажигания не показала никакой просадки – остались те же 12.92 Вольт.
2. Опыт: аккумуляторная батарея разряжена
Все вышеописанные условия проведения теста сохранены, единственное отличие – аккумуляторная батарея полностью разряжена при помощи использования бортового оборудования. Для старта двигателя используется пуск-зарядное устройство.
Будут ли отличаться данные? Ответ узнаете прямо сейчас.
Напряжение на заряженной батарее до старта двигателя: 9.34 Вольт.
После работы на холостых в течение 5 минут были получены следующие результаты:
Сразу видны небольшие расхождения в вольтаже батареи (во втором случае он на десятку-другую ниже) и напряжении, выдаваемом генератором (оно на несколько сотых выше, чем в первом опыте с заряженной батареей).
А вот сила тока, вырабатываемая генератором, возросла серьезно, до значений 55-61.8 Ампер в течение первых пяти минут работы на холостых оборотах. Напомним, что в первом опыте она не превышала 16 Ампер.
Увеличение количества заряда привело к повышенному нагреву генератора – до 39 градусов на холостом ходу. Рост температуры отражен на графике:
После поездки по маршруту напряжение не изменилось, а вот сила тока и температура возросли, по сравнению с предыдущим тестом, с 12.9 до 40.5 Ампер и с 42.5 до 66.2 °C.
Финальная проверка заряда аккумуляторной батареи после отключения зажигания также показала удивительные результаты – положенные 12.82 Вольт. И это после всего получасовой поездки!
Так может ли перегреть разряженный аккумулятор генератор?
В итоге ответ звучит как «да, может». Но должны быть соблюдены некоторые условия. Дело в том, что тест проводился в начале весны, и на улице были заморозки, таким образом, генератор имел отличную возможность охлаждаться. Если бы за бортом было знойное лето, внутренние компоненты генератора нагрелись бы значительно больше, что увеличило бы вероятность поломки.
Поэтому, если вы обратили внимание, что машина еле заводится или аккумулятор полностью разрядился, зарядите его или купите новый. Тем самым вы убережете генератор от поломки. Если нужно обязательно ехать и времени разбираться с проблемой нет, не будет ничего плохого в том, что вы один день поездите с «мертвой» батареей. Но при условии, что после этого вы займетесь ее зарядом.
Можно ли ездить на разряженном аккумуляторе
«Почему нельзя ездить на разряженном аккумуляторе?»
Важно! У разряженной батареи намазка на пластинах держится намного слабее, чем у заряженной!
Хороший вариант: не допускать работы аккумулятора в адских для него условиях. Если утром батарея не заводит, воспринять этот факт, как симптом сильнейшей ее разрядки и предпринять срочные действия, чтобы зарядить аккумулятор ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ.
Плохой вариант. Утром аккумулятор не смог «покрутить», прикуриваем и едем на разряженной батарее.
Предлагаем запомнить 4 цифры (измерения проводить на отсоединенном от сети аккумуляторе, без нагрузки):
Почему не рекомендуется эксплуатировать разряженный автомобильный аккумулятор:
2. Аккумулятор разряжен ниже 12 Вольт, переполюсовки нет, но низкое НРЦ батареи даст высокий ток заряда. Помните! У заряда от генератора есть существенный «минус»: максимальный ток заряда батареи от генератора за редким исключением не ограничен! В большинстве автомобилей не будет выполнено правило: «не заряжать батарею током выше 10% ее емкости». Для аккумулятора 60Ач максимальный ток заряда 6 Ампер. Даже при подаче тока силой 10 Ампер произойдет его нагрев и избыточное газообразование.
Проблема в слабой перемешиваемости электролита и ограничений в скорости химических реакций внутри батареи.
3. Если ездить на сильно разряженном аккумуляторе (НРЦ 12,0-12,5 Вольт). Ток от генератора не будет превышать 10% емкости. Нагрев и электролиз будет в расчетном диапазоне и защитная система лабиринтов в крышке защитит батарею от вздутия и возгораний. Но это не главная проблема. Немного о химии в АКБ. У заряженного аккумулятора в намазке основные токообразующие материалы это на положительных пластинах диоксид свинца PbO2, а на отрицательных металлический свинец Pb. Оба вещества прочно держатся в решетках пластин.
В разряженной батарее в начале разряда на отрицательной пластине образуется слой сернокислого свинца Pb2SO4. Это вещество очень слабо держится на решетках электродов. Вот почему рекомендуем заряжать аккумулятор уже при потере 25% емкости. Кстати, согласно инструкции по эксплуатации танка Т-34, экипаж был обязан принять срочные меры для зарядки танкового аккумулятора при таком падении емкости.
5. Самый банальный вариант. Если аккумулятор не разряжать ниже 50%, но и никогда не заряжать до 100%. Это 
традиционный вариант, когда батарея всю свою жизнь стоит на автомобиле и ни разу не встречалась с стационарным зарядным устройством.
При полном заряде на 100% сернокислый свинец и часть мелких кристаллов сульфата свинца восстанавливаются в окись свинца и свинец, а серная кислота возвращается в электролит. Батарея набирает свою номинальную емкость и ТХП.
Если заряд доводят всего до 80-90% то на электродах остаются крохотные кристаллы сульфата свинца. И при следующем процессе разряда эти кристаллы станут фундаментом для выращивания более крупных кристаллов сульфата. Постепенно они будут расти и занимать на пластинах все большую площадь. Так хронический недозаряд выводит свинцово-кислотный аккумулятор из эксплуатации раньше срока.
Хронически недозаряженный аккумулятор прослужит недолго и всю свою жизнь будет создавать владельцу проблемы. Наверно в отместку)
Из-за чего вдруг резко «садится» даже свежий аккумулятор
Практически каждый водитель знаком с ситуацией, когда автомобиль не заводится по причине разряженного аккумулятора. Если батарея старая, замена неизбежна, но, если проблема возникла с недавно купленным АКБ, стоит задуматься.
1. Неисправности генератора.
2. Низкая температура
Чтобы не заводить машину на морозе с “прикуриванием”, стоит регулярно отслеживать уровень электролита и его заряд. Нормальный показатель плотности электролита можно отследить по специальной таблице, которую можно найти в свободном доступе в сети.
3. Утечка электрического тока
Часто причиной быстрой разрядки АКБ становится утечка тока. Обычно такое явление возникает по следующим причинам:
— Присутствие окислов выводах, проводящих ток;
— Изношенный изоляционный слой или поврежденная электрическая проводка;
— Неисправность автомобильной электрической сети.
Как обнаружить утечку тока покоя аккумулятора?
4. Короткое замыкание в аккумуляторе
Что водители делают не так?
Случается, что разряжается аккумулятор на автомобиле и из-за необдуманных действий водителей. Классический пример: оставленные на ночь включенными фары. В авто отечественных марок отслеживать выключение лампочек придется самостоятельно, а вот иностранные производители позаботились об удобных автоматических системах.
Что касается аккумуляторов, которые эксплуатируются более 3-5 лет, их разрядка может наступить вследствие выработки ресурса батареи. Напомним, что со временем источник питания теряет электрический заряд, а также его ёмкость становится меньше.
Как предотвратить быстрый разряд аккумуляторной батареи?
В первую очередь, необходимо сократить количество коротких поездок. Частый запуск двигателя приводит к большим затратам электроэнергии из бортовой сети, которая попросту не успевает пополнится новым зарядом к следующему запуску.
Для нормальной работы штатных потребителей энергии автомобильный аккумулятор регулярно подзаряжают с помощью зарядного устройства. Полный заряд батареи вредит элементу и ведёт к потере емкости и сокращению ресурса, даже нового АКБ.
Не лишней будет и проверка электролита. Помимо уровня контролируется и состояние вещества. Пластины, изготовленные из свинца, должны быть полностью скрыты электролитическим составом. Подобное техническое обслуживание и профилактические мероприятия помогут продлить ресурс батареи и сохранить ее емкость в течение всего срока службы.
Если вы замечаете, что слишком быстро садится аккумулятор на машине, ее торопитесь искать причину под капотом самостоятельно, без досконального знания схемы устранить исправность не получится. Более того, можно еще и усугубить ситуацию. В случае обнаружения неполадок аккумуляторной батареи, проводки, сопутствующих предохранителей и других элементов обращайтесь в официальные сервисные центры ГК FAVORIT MOTORS. Опытные специалисты проведут грамотную диагностику, проверят состояние клемм аккумулятора и измерят напряжение в сети с помощью качественного вольтметра. Ремонт любых систем выполняется в соответствии с рекомендациями производителей, точно в срок и по разумной цене.
Ожидать от АКБ максимально длительный срок службы можно лишь при условии медленного или, если хотите, естественного протекания в нем рассмотренных выше процессов старения. Но что в таком случае может их ускорить и вызвать преждевременный выход АКБ из строя?
Влияют на продолжительность зарядки включенные обогревы стекол, сидений, зеркал и руля, вентилятор печки, приборы светотехники, аудиосистема и другие потребители, на питание которых также расходуется энергия, вырабатываемая генератором. Установленные дополнительно нештатные потребители и вовсе нарушают энергетический баланс, предусмотренный производителем автомобиля с учетом мощности генератора, в ущерб АКБ.
Нередко виновником недозарядки является сам генератор. Если при работающем на холостых оборотах двигателе и выключенных потребителях зарядное напряжение на клеммах АКБ ниже 13,8 В, это признак неисправности генератора и повод для обращения на СТО. Причастным к этой же проблеме способен быть и привод генератора, когда ослабло натяжение его ремня.
Из других причин состояния неполной зарядки, в котором может находиться АКБ, назовем саморазряд. Он в той или иной степени свойственен всем АКБ, но его ускоряет присутствие между полюсными выводами токопроводящей грязи.
При наличии в крышке АКБ пробок поверить степень заряженности нетрудно самостоятельно, определив с помощью ареометра величину плотности, которую имеет электролит.
Нормальной считается плотность 1,26-1,28 г/куб.см, но учитывая, что плотность сильно зависит от температуры, оценивать ее величину необходимо при температурах, близких к 25°С.
Плотность 1,24-1,25 г/куб.см свидетельствует о примерно 80-процентной зарядке аккумулятора.
Если плотность окажется ниже 1,22 г/куб.см, АКБ необходимо зарядить на стационарном устройстве.
Особенно актуально это для зимы, когда при разрядке более чем на 25% помимо трудностей с запуском как из-за недостаточного запаса энергии и увеличения внутреннего сопротивления АКБ, так и сопротивляемости запуску самого промерзшего мотора, также возникает угроза превращения электролита в лед.
В центрах, занимающихся сервисом АКБ, замерзшие аккумуляторы называют шариками или колобками, но кроме деформации и повреждения корпуса лед деформирует пластины и выдавливает активную массу из их решеток, что выводит батарею из строя.
При включении стартера батарея нагружается разрядным током большой силы, и хотя на такой режим работы АКБ рассчитана, если попытка запуска продолжается свыше 10 секунд, появляется риск коробления пластин и образования трещин в активной массе, после чего она начинает выпадать. Еще хуже, если таких попыток будет сделано несколько, и совсем плохо, если между ними АКБ не получит передышки. Кроме того, результатом рассмотренной ситуации становится глубокий разряд, о последствиях которого, если не будут приняты меры по немедленному его устранению, говорилось выше.
К короблению пластин ведет и зарядка током чересчур высокого напряжения. Однако у перезарядки есть еще одно следствие, которое оказывает существенное влияние на срок службы АКБ. Это потери воды, являющейся составной частью электролита, причем не только за счет испарения, но и по причине гидролиза, разлагающего воду на водород и кислород. Внешне интенсивный гидролиз напоминает кипение.
При потере воды уровень электролита понижается, зато увеличивается его плотность, вследствие чего растет активность в плане как коррозии, так и сульфатации. Если из-за уменьшения уровня оголятся верхние части электродных пластин, то вследствие контакта с кислородом они опять-таки тут же подвергнуться сульфатации.
Из-за выпадения активной массы и деформации решеток может произойти короткое замыкание между разноименными пластинами. Банка, в которой такое случилось, выводит из строя весь аккумулятор.
Напряжение на выводах нормально заряженного аккумулятора должно составлять не менее 12,6 В. Таким образом вклад каждой из шести банок составляет чуть более 2 В.
На эту величину при замыкании в одной из банок уменьшается напряжение на выводах АКБ.
При зарядке на стационарном устройстве электролит в замкнувшей банке не кипит, а при подаче нагрузки с помощью нагрузочной вилки, наоборот, закипает очень быстро.
Способствуют выпадению активной массы тряска и вибрации, что требует уделить внимание правильному и надежному креплению АКБ на месте расположения.
Из других эксплуатационных причин, вызывающих преждевременный выход АКБ из строя, работники сервисных центров называют механические повреждения корпусов, которые чаще всего являются результатом неаккуратной переноски этих нелегких по весу изделий.
Мнение специалиста
Игорь Иванов, сотрудник сервисного центра СООО «Батавтотрейд»:
В общем, там есть все, что касается ухода, но кроме тех, кто научен горьким опытом или действительно является заботливым владельцем, остальные ничего не делают. Отсюда все проблемы.
Окисляются клеммы. Люди видят окислы на клеммах, но ничего с ними не делают. А ведь это не только затрудняет работу батареи, но и мешает ее зарядке. Причем кроме клемм на АКБ внимания требуют крепления массового провода на двигателе и кузове. Их состояние тоже сильно влияет и на запуск, и на зарядку.
Все это есть в инструкции по уходу, надо только следовать тому, что в ней сказано, и тогда батарея прослужит столько, сколько ей было отмерено производителем.
Сергей БОЯРСКИХ
Фото и видео автора
ABW.BY
Благодарим СООО «Батавтотрейд» за консультации и помощь в организации фотосъемки
