Выбор автомобильного аккумулятора

1.1. Критерии выбора аккумуляторов

Перед тем, как отправиться в магазин за покупкой аккумуляторной батареи, необходимо определиться с параметрами, которым она должна соответствовать, чтобы нормально функционировать в сочетании с другим электрооборудованием автомобиля. Основные из этих параметров следующие:
-электрическая (номинальная) емкость, А/ч;
- значение пускового тока (тока стартерного разряда при регламентированном напряжении на полюсных выводах в режиме пуска двигателя автомобиля), А;
-размеры корпуса аккумуляторной батареи
-масса аккумуляторной батареи.
Разберемся с этими значениями более детально.
Для режима пуска двигателя от автомобильного аккумулятора требуется как необходимый запас энергии - достаточная электрическая емкость, так и высокая мощность при разряде. Разработчики и основные потребители аккумуляторов установили для различных режимов разряда нормативные величины токов и напряжений, измеряемых на полюсных клеммах. Нормативные документы на аккумулятор, как правило, регламентируют два наиболее важных режима разряда: режим определения емкости батареи и стартерный режим при отрицательной температуре.

Электрическая емкость

Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать аккумуляторная батарея при длительном режиме разряда. Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость - емкость 20-часового разряда аккумуляторной батареи. Именно ее пока регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей и указывают на этикетке аккумуляторной батареи. Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25°С током, равным 0,05С20 (0,05 от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Например, для аккумуляторной батареи емкостью 60 А/ч ток разряда составляет 3 А, а для аккумулятора, емкостью 90 А/ч - 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на 12-вольтовой батарее.

Резервная емкость - это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре 27°С. Она приблизительно соответствует времени движения автомобиля при выходе из строя его генератора. Для аккумулятора номинальной емкостью 55 А/ч резервная емкость составляет 85-90 мин. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии аккумулятора, полностью заряженной на момент поломки.

Мощность аккумулятора

Как известно из электротехники, мощность характеризуется произведением разрядного тока на среднее напряжение в цепи за конкретный промежуток времени.
Р=I х U,где:

  • I - ток при разряде;
  • U- среднее арифметическое значение разрядного напряжения, измеренного через равные промежутки времени.

У свинцовых батарей с ростом разрядного тока при стартерном режиме разряда (режиме разряда батареи при пуске двигателя стартером) величина среднего напряжения заметно уменьшается. Поэтому, учитывая постоянство пускового тока, чем большая мощность затрачивается батареей при пуске двигателя, тем ниже будет напряжение на ее выводах, тем медленнее двигатель будет вращаться стартером. Чем выше мощность аккумулятора, тем быстрее стартер будет "крутить" двигатель, тем легче осуществить его запуск. Для сравнения мощностей батарей достаточно сравнить их пусковой ток (больше ток - больше мощность), приведенный к единой методике испытаний (ЕN, SАЕ, IЕС, ГОСТ и др.).

Стартерный разряд (за рубежом - короткий разряд) заявленным производителем током, проводится с определенной продолжительностью (непрерывно или в прерывистом режиме) до установленного напряжения. При этом, в нормативных документах указывают промежуточные интервалы от начала разряда (5,10 или 30 сек.), в течение которых контролируют величину напряжения аккумулятора атомобиля в процессе разряда. Запас энергии батареи, характеризуемый временем стартерного разряда, показывает, как долго она сможет обеспечивать попытки запуска двигателя. Попросту говоря, чем больше емкость аккумуляторной батареи, тем больше в запасе у автовладельца попыток запустить двигатель.

Первоначально выбор аккумулятора производят разработчики пусковой системы двигателя автомобиля. При этом в расчете применяют разрядные характеристики аккумулятора при состоянии заряженности 75% на 3-ей попытке стартерного разряда. Температурные условия пуска двигателя задает разработчик автомобиля. Как правило, температура пуска карбюраторного двигателя на товарных маслах принимается -20°С, а для дизельных двигателей до -15°..-17°С. Для последних при более низких температурах предполагается применение средств облегчения пуска (аэрозоль, подогрев топлива, масла, воздуха и т.д.). Подобные же средства облегчения в зимних условиях могут применяться и для пуска карбюраторных двигателей (легковых, грузовых) автомобилей. Выбранную разработчиком по разрядным характеристикам стартерную аккумуляторную батарею после лабораторных и эксплуатационных испытаний записывают в технический паспорт автомобиля. По этому документу автовладельцы, как правило, осуществляют замену вышедшей из строя старой аккумуляторной батареи на новую.

Пояснения к некоторым критериям выбора

Пусковой ток новой батареи должен быть не ниже, чем у старой (заменяемой). При этом не следует брать новую аккумуляторную батарею с меньшей электрической емкостью (А/ч). Дело в том, что при некоторых режимах работы двигателя (холостой ход) и малых дневных пробегах автомобиля, аккумулятор в темное время "помогает" генератору питать включенные потребители. При малой собственной электрической емкости глубина разряда при этом может быть более 40-50%, что приведет к снижению работоспособности аккумулятора в режиме пуска двигателя. Повторяющиеся глубокие разряды аккумулятора приведут к сокращению его ресурса. Таким образом, выбирая аккумулятор, надо учитывать величину пускового тока, значение электрической (номинальной) емкости, расположение полюсных выводов (полярность прямая, когда клемма "минус" справа; полярность обратная, когда клемма "плюс" справа), габаритные размеры (в основном подлине) и способ крепления аккумулятора. Паспортные показатели аккумулятор характеризуют его потенциальные возможности. Однако, выбирая аккумулятор, необходимо помнить, что в процессе эксплуатации ее состояние во многом зависит от режима и условий работы автомобиля.

Можно ли применять АКБ с большей емкостью, чем была? Справится ли генератор с ее зарядом? Справится, если аккумулятор не разряжать на автомобиле полностью, на всю емкость.На пуск двигателя от аккумулятора любой емкости требуется, примерно, одно и то же количество электричества (на 1-3 попытки пуска по 5-10 сек.). Это же количество (А/ч) генератор должен вернуть в аккумулятор после пуска двигателя. Другое дело, что полный запас емкости (энергии) в этих аккумуляторах будет различным. Работа щеточно-коллекторного узла стартера будет более напряженной при установке аккумулятора большей емкости: ускоряется износ щеток и контактной поверхности коллектора.

Выбор аккумулятора по габаритным размерам и полярности определяется отличительными особенностями автомобиля (площадка под аккумулятор, длина проводов). Не всегда можно установить аккумулятор с прямой полярностью на место АКБ с реверсной (обратной) полярностью из-за недостаточной длины проводов. Кроме того, выступающие над поверхностью крышки аккумулятора полюсные выводы могут не дать закрыть крышку капота.

1.2. Типовая маркировка аккумулятора

На каждой батарее в соответствии с требованиями международных стандартов должна быть маркировка, содержащая информацию о её напряжении, номинальной емкости, назначении и конструктивном исполнении. На рис. 3 показана типовая маркировка, применяемая на аккумуляторах, выпускаемых в России и Европе.

1 . Маркировка российских АКБ, выполняется по следующей схеме:
"6 СТ-60 А1"

(1) (2) (3) (4)
Рис.3
- (1) - Цифра, указывающая число последовательно соединенных аккумуляторов в батарее (6 или 3), характеризующая её номинальное напряжение (12 или 6 В соответственно).
- (2) - Буквы, характеризующие назначение батареи по функциональному признаку (СТ - стартерная).
- (3) - Число, указывающее номинальную емкость батареи в ампер-часах (А/ч).
- (4) - Буквы или цифры, которые содержат дополнительную информацию об исполнении батареи (при необходимости) и материалах, примененных для её изготовления, например: "А" - с общей крышкой, буква "3" - залитая и полностью заряженная (если ее нет -батарея сухозаряженная), слово "необслуживаемая" - для батарей, соответствующих требованию ГОСТ по расходу воды, "Э" - корпус-моноблок из эбонита, "Т" - моноблок из термопластичной пластмассы, "М"сепаратор типа мипласт из поливинилхлорида, "П" -сепаратор-конверт из полиэтилена.

Например, условное обозначение батареи "6СТ-60А1" указывает, что батарея состоит из шести аккумуляторов, соединенных последовательно. Таким образом, её номинальное напряжение - 12 В. По своему назначению батарея стартерная, её номинальная емкость - 60 А-ч при 20-часовом режиме разряда. Батарея изготовлена в моноблоке с общей крышкой в сухозаряженном исполнении.

Условное обозначение батарей, применяемое большинством европейских производителей, представляет собой пятизначный код по немецкому стандарту DIN (например 560 19) или девятизначный код по международному стандарту ЕТN (например 560 059 042).

В структуре кодов как по DIN, так и по ЕТN, значение первых трех цифр одинаково. Они показывают номинальное напряжение и емкость батареи. Для 6-вольтовых батарей первые три цифры (от 001 до 499) представляют собой номинальную емкость в ампер-часах. Для наиболее распространенных 12-вольтовых аккумуляторов номинальную емкость можно получить, вычитая 500 из трехзначного числа (от 501 до 799). Таким образом, если первая цифра обозначения равна 5, то емкость батареи от 1 до 99 А/ч, если 6 - от 100 до 199 А/ч, а если 7 - от 200 до 299 А/ч.

Например, емкость батареи типа 560 19 (по DIN) или 560 059 042 (по ЕТМ) - 60 А-ч. Последние две цифры в обозначении по DIN и вторая тройка цифр в обозначении по ЕТМ характеризуют размеры и тип полюсных выводов, конструкцию крепежных элементов, тип газоотвода, тип крышки, наличие ручек и вибропрочность данного варианта конструктивного исполнения АКБ.

Число из трех последних цифр в обозначении по ЕТN составляет 0,1 от величины тока холодной прокрутки по ЕN. Для приведенного выше примера ток холодной прокрутки равен:
I = 042x10=420 А.
Для сопоставительного пересчета величины тока по ЕN в DIN применяют коэффициент 1,7:
I ЕN = 1,7 x I DIN 

Американские производители формируют условное обозначение в соответствии с требованиями стандарта SАЕ (США). Обозначение состоит из номера типоразмерной группы и тока холодной прокрутки при -18°С. Например, батарея типа А24410 относится к типоразмерной группе 24 (260x173x225 мм), а ее ток холодной прокрутки по методике SАЕ равен 410 А при -18°С.

Кроме вышеуказанных обозначений маркировка батареи должна содержать следующие данные:
2 - товарный знак завода-изготовителя;
3 - 60 Аh - номинальная емкость в Ампер-часах (А/ч или Аh);
4 - 420 А- пусковой ток - ток холодной прокрутки при -18°С в Амперах (А) в соответствии с ЕN 60095-1.

5 -12V- номинальное напряжение в Вольтах (В или в V);
6 - 0901- дата изготовления (две цифры - месяц, две цифры - год изготовления);
7 - 20 кg- масса батареи в состоянии поставки с завода;
8 - "+" и "-" - знаки полярности;
9 - предупреждающие знаки, например: опасно-едкое вещество, не курить, не кантовать, не давать детям и т.п.;
10 - уровень залитого электролита (min, mах или другие обозначения предельных уровней).
Вся маркировка, предусмотренная требованиями стандартов, наносится на корпус или крышку батареи одним из двух методов:
шелкография, то есть нанесение краски по специальному трафарету;
самоклеющиеся этикетки.
В обоих случаях маркировка должна быть четкой, устойчивой к воздействию влаги и электролита, сохраняться в течение всего срока эксплуатации аккумулятора

1.3. Залитая или сухозаряженная АКБ?

При покупке залитых аккумуляторных батарей положительным является то, что такая батарея продается в состоянии, пригодном к немедленному использованию. Покупателю не требуется покупать электролит и заливать его в батарею. Надо учесть, что изготовитель при заливке аккумуляторных батарей использует электролит высшего сорта, содержащий минимально допустимые количества примесей, в то время как качество продаваемого электролита нередко бывает весьма сомнительным.

Кроме того, качество залитой и заряженной батареи при ее покупке можно и нужно тщательно проверить, а качество сухозаряженной батареи можно будет определить только после приведения ее в действие по приложенной инструкции.
Единственное преимущество сухозаряженных аккумуляторных батарей - возможность длительного хранения (3-5 лет) без изменения их основных свойств, кроме потери сухозаряженности после первого года хранения.

Сухозаряженная аккумуляторная батарея не готова к немедленному применению. Она требует заливки электролита и пропитки (от 0,3 до 1 часа), с последующим зарядом (можно на автомобиле) до выравнивания плотности электролита по всем ячейкам со значением плотности залитого электролита. После хранения более одного года время заряда после заливки и пропитки электролита составит не 3-4 часа, как в первый год хранения, а вырастет до 6-10 часов.

При покупке необходимо внимательно осмотреть целостность корпуса аккумулятора, наличие этикеток с обозначениями и показателями

1.4. Обслуживаемая или необслуживаемая аккумуляторная батарея?

В настоящее время производят несколько исполнений стартерных аккумуляторных батарей, которые можно характеризовать термином необслуживаемые (об их особенностях рассказано в разделе 1.2). 

За последние 20-25 лет аккумуляторы стали легче, мощнее в режиме пуска двигателя; значительно увеличено время полного снижения уровня резервного объема электролита над блоками пластин при нормальной эксплуатации. В результате появились конструкции аккумулятора, исключающие возможность доливки дистиллированной воды для поддержания уровня электролита над пластинами в ячейках. Однако, во всех типах стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов основные электрохимические реакции при заряде, разряде и бездействии сохранились. Хотя интенсивность разложения воды из электролита в газ при зарядно-разрядных процессах в стартерных аккумуляторных батареях значительно уменьшилась, интенсивность снижения в эксплуатации уровня электролита над пластинами как зависела, так и зависит от режима работы (суточного пробега) автомобиля и технических показателей его зарядной системы. Следовательно, с первого дня работы плотность электролита в аккумуляторе может повышаться от первоначального значения с интенсивностью, значительно зависящей от условий работы. Стационарный заряд аккумуляторной батареи приводит к более быстрому снижению уровня электролита. У аккумулятора без доливочных отверстий не указаны ограничительные режимы подзаряда самими владельцами. Отсутствие возможности доливать дистиллированную воду для поддержания уровня резервного электролита объективно сокращает возможный ресурс аккумуляторной батареи в широком диапазоне отклонения эксплуатационных факторов от штатных режимов. Поэтому своевременная доливка дистиллированной воды в батарею с пробками позволяет снизить негативное влияние высокой плотности электролита на ее последующий ресурс. 

Только АКБ, которая работает при минимальном воздействии негативных факторов, может достигать расчетных значений по продолжительности ресурса. Определенное количество батарей (без пробок для доливки) в эксплуатации после устранения дефекта в электрооборудовании оказывается непригодным к дальнейшей работе из-за низкого уровня и высокой концентрации электролита. По этой причине резко снижается отдача энергии. В более выгодных условиях после устранения дефекта в электрооборудовании оказываются АКБ, имеющие отверстия с пробками для доливки дистиллированной воды. В случае отказа аккумуляторной батареи в работе, измерение плотности электролита по ячейкам позволяет быстро и с высокой объективностью установить его причину: дефект в какой-либо ячейке, глубокий разряд или обрыв цепи внутри аккумулятора. Низкая плотность электролита в одной из ячеек указывает на наличие дефекта в ней (короткое замыкание между пластинами в блоке). Одинаково низкая плотность электролита во всех ячейках связана с глубоким разрядом всей батареи. При обрыве цепи разряда внутри аккумулятора плотность электролита по ячейкам, практически, одинаковая. Доступность замера плотности электролита в ячейках аккумуляторной батареи позволяет получить объем информации о ее состоянии простейшим способом, без проведения заряда и последующего тестирования.

1.5. Гарантийный срок службы аккумулятора

При изготовлении аккумулятора сбои в работе оборудования могут привести к смещению отдельных сепараторов, перекосу пластин в блоке при сварке мостика, укороченному конверт-сепаратору на уровне (либо ниже) верхней части пластин, повреждению сепаратора при сборке блока, низкому качеству сварки отдельных соединений сквозь перегородку смежных блоков пластин, а также сварке выводных борнов с втулками полюсных выводов АКБ, образованию "холодных" спаев ушек пластин и мостика. Хотя общее количество дефектных батарей - доли процента, из-за несовершенства контроля часть из них попадает в продажу, особенно при поставке батарей в сухозаряженном исполнении. Реализация аккумулятора, как и всякой продукции, сопровождается гарантийным обязательством продавца на безотказную работу изделия (при соблюдении правил обслуживания и технических норм на условия его работы) на определенный календарный срок, в течение которого дефект изготовления может себя обнаружить. Этот срок, обычно составляющий 1-2 года, и принято называть гарантийным. 

Обычно дефект выявляется в течение 3-8 месяцев работы АКБ на автомобиле. Поэтому ее всегда можно успеть заменить по гарантии на новую. Отказавшую АКБ вскрывают, выявляют вид дефекта, составляют акт.

1.6. Реальный и регламентируемый срок службы аккумулятора

Реальный срок службы

В отличие от гарантийного срока реальный (фактический) срок службы стартерной батареи полностью зависит как от её качества, так и от условий работы автомобиля, качества техобслуживания батареи и технических показателей изделий электрооборудования.

Условия работы на автомобиле могут существенно различаться. Например, бывает летняя или круглогодичная его эксплуатация. Среднегодовой пробег колеблется от 6-10 тыс. до 80-120 тыс. километров. При этом могут резко различаться показатели работы электрооборудования, в особенности генератора и регулятора напряжения. Большое значение имеет и режим работы различных потребителей энергии, а также наличие дополнительного (нештатного) электрооборудования. Все это приводит к тому, что фактический срок службы стартерных батарей имеет значительный разброс по величине. 

Наиболее короткий срок "жизни" у аккумуляторов классического исполнения, установленных на автомобилях, работающих в режиме "такси". Интенсивный режим эксплуатации таких машин создает ускоренный, пропорциональный пробегу износ электродов батареи, который по времени может составлять лишь около 1,5 календарных лет. У автомобилей (как личных, так и служебных) с усредненным режимом эксплуатации (при пробеге 15-20 тыс. км в год) срок работоспособности аккумуляторов может доходить до 4-х лет, но лишь при условии неукоснительного соблюдения требований по их техническому контролю и обслуживанию. На практике имели место случаи, когда отдельные батареи на легковых автомобилях успешно работали 6-8 лет. Выход батареи из строя при отсутствии производственного дефекта обусловлен износом пластин, который непрерывно (с различной интенсивностью) происходит, начиная от момента заливки электролита и первой зарядки аккумулятора. Следует помнить, что максимально длительный срок надежной работы аккумуляторной батареи является результатом внимательного отношения к ней и к состоянию электрооборудования со стороны водителя. 

1.7. Порядок действий автолюбителя при покупке аккумулятора

При покупке стартерной аккумуляторной батареи на автомобиль необходимо решить следующие вопросы:
- уточнить тип, электрические показатели и габариты старой (заменяемой) АКБ, способ ее крепления; 
- узнать тип и электрические показатели новой (покупаемой) АКБ, которые должны быть не ниже, чем у старой. При одинаковом значении емкостей (новой и старой АКБ) значение пускового тока у новой АКБ может быть больше (при одинаковых режимах их определения), что должно способствовать более надежному режиму пуска двигателя в зимний период;
- выбрать аккумуляторную батарею, у которой форма исполнения полюсных выводов и их расположение (прямая и обратная полярность) как на старой батарее, поскольку у легкового автомобиля длина проводов для подключения может оказаться недостаточной, если пытаться установить аккумулятор другой полярности;
- определиться с необходимым исполнением батареи: в продаже имеются аккумуляторы как сухозаряженного исполнения, так и залитые электролитом и заряженные. При срочной замене необходимо брать залитую и заряженную АКБ. Она готова к работе в отличие от сухозаряженной АКБ, которая требует заливки, пропитки и последующего заряда до выравнивания плотности электролита по всем ячейкам до значения плотности залитого электролита (более подробная информация о заряде батареи - в главе 4.2); 
- на прилавке необходимо освободить АКБ (как сухозаряженную, так и залитую электролитом) от упаковки и осмотреть целостность корпуса АКБ, наличие этикеток с обозначениями и показателями.

При покупке аккумуляторной батареи, готовой к работе, не отходя от прилавка необходимо попросить продавца сделать следующие действия:
- удалить упаковку (пленку, картон); 
- в батареях, имеющих пробки заливных горловин, проверить уровень и плотность электролита;
- замерить напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) на полюсных выводах; 
- проверить на разряд (нагрузку) устройством, дающим информацию о состоянии работоспособности АКБ на момент продажи. 
Выполнение этих операций позволяет обнаружить механические повреждения корпуса АКБ, убедиться в необходимой ее заряженности и работоспособности.

Плотность электролита в новой батарее должна быть не ниже 1,25 г/см3, а ее НРЦ (напряжение разомкнутой цепи) - не ниже 12,5 В при положительной температуре. Напряжение при разряде на нагрузочную вилку не должно меняться в течение 3-5 секунд.

Если показатели проверяемой батареи не удовлетворяют покупателя, он вправе от нее отказаться, либо поменять на другую. Замеренные показатели АКБ должны быть занесены в гарантийный талон при его заполнении продавцом, так как он будет востребован при последующих претензиях к аккумуляторной батарее. Незаполненный гарантийный талон не дает права на предъявление претензий по гарантийным обязательствам.

Уточните, каковы особенности данной батареи, как контролировать ее состояние при последующей эксплуатации.



По материалам журнала "Секреты выбора и применения. Автомобильные аккумуляторы". 
Авторы: Н. Курзуков, В. Ягнятинский