Принцип действия всех современных аккумуляторов одинаков. Он не изменился за последние 147 лет с того момента как впервые в 1860 году Гастон Планте подарил Французской Академии наук первую аккумуляторную батарею. Ее активная площадь занимала 10 квадратных метров, и такой аккумулятор требовал для подзарядки месяцы, а то и годы. До сих пор их принципиальная конструкция остается неизменной, автомобилисты всего мира используют все ту же кислоту и тот же свинец.
Однако отличия современных аккумуляторов автомобильных от самых первых почти так же велики, как и разница между дешевыми конструкциями, в которых действительно только банка с кислотой и больше ничего и сложными системами, вобравшими в себя технический опыт прошедших лет. Усовершенствование автомобильных аккумуляторных батарей произошли в области материала пластин, общей конструкции и, в частности, решении вопроса сбора и возвращения испаряющейся воды (системы кондиционирования). Материал пластин автомобильных аккумуляторов - чистый свинец, из которого первоначально делались и пластины и паста практически непригоден при современной поточной технологии изготовления автомобильных аккумуляторов. Для изготовления решетчатой структуры (обычно литьем) и последующего нанесения пасты нужен материал с более высокими механическими свойствами. Для их достижения в свинец добавляли сурьму. Легирование свинца сурьмой, обычно от 6 до 12%, приводит к тому, что гидролиз воды (электролитическое разложение на водород и кислород) происходит уже при 12В. Это означает, что даже при нормальном состоянии электрической системы автомобиля вода постоянно расходуется, улетучиваясь в воздух в виде газа. Не нужно быть экспертом, чтобы понять, что при неисправностях электросистемы автомобиля, ведущих к повышению и скачкам напряжения в ней, этот процесс многократно усиливается.
Это было привычно и понятно и автомобильный аккумулятор у советских автомобилистов прочно ассоциировался с необходимостью по крайней мере раз в год откручивать крышки и проверять уровень воды. Если ее было недостаточно и на ее поверхности проявлялись верхние края решетки, необходимо было искать дистиллированную воду, спрашивать у друзей или соседей по гаражу странный предмет под названием денсиметр (похож на клизму со встроенным поплавком) и пускаться в домашние химические опыты. Теперь внимание, попробуйте запомнить! Ни в коем случае нельзя вливать воду в серую кислоту, только наоборот. Иначе может произойти минивзрыв и не только ваши джинсы будут прожжены кислотой (вполне нормально, было хоть раз с каждым), вам практически гарантированы тяжелые травмы и ожоги. Лень и чувство самосохранения автолюбителей Запада заставили их решить проблему испарения воды. Если количество сурьмы свести к минимуму или заменить ее другим элементом, то автомобильный аккумулятор можно сделать практически необслуживаемым. Американцы из фирм Delco Remy и GNB в 50-е годы реализовали так называемый кальциевый свинец, а европейцы - малосурьмянистый (Baren, Varta, Bosch). Полученные в результате конструкции обеспечивали стойкость к гидролизу при напряжениях до 16В и выше, а значит при нормально работающей электросистеме (напряжения в пределах 14В) вода практически не испаряется и автомобильный аккумулятор можно сделать герметично закрытым на все время его эксплуатации. Различают четыре основных разновидности автомобильных аккумуляторов - «классические» обслуживаемые (сурьмянистый свинец), малосурьмянистые, кальциевые и гибридные (комбинированные). В последних отрицательные пластины делают из кальциевого свинца, а положительные из малосурьмянистого. Такой выбор, как вы догадываетесь, не случаен. При всех достоинствах кальциевых автомобильных аккумуляторов (они - панацея от практически любых бед, согласно рекламе фирм-производителей) один «смертельный» недостаток у них все-таки есть. При длительной глубокой разрядке их положительные пластины покрываются сульфатом кальция, блокирующего электрохимические реакции. Этот процесс, в отличие от образования знаменитого сульфата свинца, необратим.
Аккумуляторы автомобильные - срок службы
Все автомобильные аккумуляторы через определенное время эксплуатации выходят из строя. Главной причиной смерти автомобильных аккумуляторов является физика электрохимического процесса зарядки и разрядки. Получая и отдавая ток, пластины с нанесенной на них пастой расширяются и сжимаются. Это происходит циклично много сотен и тысяч раз и в результате происходит механическое разрушение их структуры. Нанесенная на решетчатые пластины паста опадает с них, скапливаясь на дне. Как результат, еще до того как рабочие поверхности оголятся и потеряют способность удерживать заряд, накопившийся шлам замкнет положительные и отрицательные пластины.
Временное решение существует. Первоначально на дне автомобильных аккумуляторов делались дополнительные емкости-отстойники, перегороженные ребрами, в которые собирался шлам. Дальнейшие труды конструкторов и разработчиков привели к появлению конвертов-сепараторов. Сепараторы, как следует из названия, разделяют отрицательные и положительные пластины. Выполненные из пористого материала (полиэтилен в последнее время), они как губка пропитаны электролитом и позволяют пластинам быть расположенными практически вплотную друг к другу. Это значительно уменьшает размеры автомобильных аккумуляторов и повышает их стойкость к механическим нагрузкам, ведь теперь внутри их находятся плотно упакованные «пакеты», а не болтающиеся решетки. Дальше, если сепараторы закрыть с трех сторон, они превращаются в своеобразные конверты, в которых и накапливается опадающая с поверхности каждой пластины отработанная свинцовая паста. В результате этого потребность в отстойнике отпадает, пакеты пластин можно фиксировать прямо на дне, что еще больше повышает стойкость и сопротивляемость к вибрациям и ударам. Высвобождается также дополнительное пространство по высоте. Его используют, создавая дополнительные резервы электролита (повышает общее время жизни автомобильного аккумулятора) и систему конденсирования и сбора испаряющейся воды.
Аккумуляторы автомобильные одинаково боятся перезаряда и глубокой разрядки. В первом случае происходит интенсивное окисление, разрушение и осыпание материала положительных пластин, а во втором начинается оплывание пасты с отрицательных решеток. Перезаряд может наступить как на работающем автомобиле в случае неисправности электросистемы, так и при стационарной зарядке аккумулятора автомобильного, когда вы отвлеклись, забыли, в общем прозевали момент, когда он начал бурлить, интенсивно разлагая воду. Кальциевые и гибридные аккумуляторы автомобильные в гораздо меньшей степени подвержены этой угрозе потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной «самовыключаемости» - они перестают принимать ток когда заряжены на 95-97 %.
Глубокая разрядка автомобильного аккумулятора происходит чаще всего по вине электросистемы (неисправный генератор), по причине ослабленного ремня генератора, окисления многочисленных контактов, а также замыканий на корпус, когда ток идет не к батарее, а на нагревание окружающего воздуха всей массой автомобиля. Возникшие неполадки легко заметить по неожиданно появившимся проблемам пуска двигателя. Устраняются они стационарной зарядкой автомобильного аккумулятора, а также поиском и устранением собственно причины потери тока. При разрядке опасны здесь не только долгосрочные последствия (разрушение отрицательных пластин). Вполне реально перейти за «границу невосстанавливаемости» - 2 В, когда аккумулятор автомобильный уже нельзя будет зарядить никакими самыми умными зарядными устройствами. Другая ситуация более простая, но не менее опасная.
Электролит разряженного аккумулятора автомобильного стремительно стремится превратиться в обычную воду, а она, как известно, замерзает при минусовой температуре. Так вот, если заряженный аккумулятор автомобильный вполне сносно переносит морозы потому, что серная кислота не замерзает, то в разряженном варианте он вполне может «рвануть», не выдержав очередной морозной ночи.
Главным критерием при выборе аккумулятора автомобильного является его емкость. Автомобилестроители тщательно подбирают все компоненты электрической системы, включая генератор и аккумулятор автомобильный по совместимости друг с другом так, чтобы получить баланс. Исходным параметром здесь является двигатель - его объем и количество навесных агрегатов, включая компрессор кондиционера, которые в сумме и определяют с какой силой все это необходимо будет прокручивать при старте. С другой стороны, генератор должен будет заряжать и этот аккумулятор автомобильный и подавать достаточно тока на остальные, в том числе и вспомогательные системы - отопители, стеклоподъемники и т. д. Ошибка при покупке может привести к тому, что аккумулятор автомобильный будет «маленьким» по емкости, по сравнению с током генератора. При этом батарея будет постоянно получать больше тока, чем ей надо для нормальной зарядки. В случае обратном, при покупке «танкового» аккумулятора втомобильного для ВАЗ он, безусловно, будет «голодать» и находиться в состоянии недостаточной заряженности. Опасности и разрушительное влияние пере- и недо- заряженности подробно описаны в предыдущей части этой статьи. Вывод прост: если производитель вашего автомобиля определил ему аккумулятор в 36, 54 или 72 ампер-часа - старайтесь найти замену как можно более точно повторяющую оригинал.
Ответить с цитированием
Социальные закладки