Руководство по выбору АКБ

Критерии выбора АКБ

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 АКБ;
  • масса АКБ.

Разберемся с этими значениями более детально.  Для режима пуска автомобильного двигателя от АКБ требуется как необходимый запас энергии — достаточная электрическая емкость, так и высокая мощность при разряде. Разработчики и основные потребители АКБ установили для различных режимов разряда нормативные величины токов и напряжений, измеряемых на полюсных выводах. Нормативные документы на АКБ, 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 АКБ при длительном режиме разряда или способность аккумулятора давать определенный ток в течение определенного времени. Например, емкость 40 ампер-час означает, что аккумулятор может давать ток в 1 ампер в течение 40 часов (или в 2 ампера в течение 20 часов и т.д.). Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость — емкость 20-часового разряда АКБ. Именно ее пока регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей и в российском  ГОСТ и указывают на этикетке АКБ. Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25°C током, равным 0,05 C20 (0,05 от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Например, для АКБ емкостью 60 А·ч ток разряда составляет 3 А, а для АКБ, емкостью 90 А·ч — 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на 12-вольтовой батарее.

Мощность аккумулятора

Пусковая мощность - величина максимальной выходной мощности, которую аккумулятор может выдавать в течение 30 секунд при температуре минус 18 градусов С. Этот показатель характеризует способность аккумулятора запускать холодный двигатель. Как известно из электротехники, мощность характеризуется произведением разрядного тока на среднее напряжение в цепи.

P = I · U, к — ток стартерного разряда при температуре −18°C; 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, то есть, тем медленнее двигатель будет вращаться стартером. Получается, что чем выше мощность АКБ, тем быстрее стартер будет «крутить» двигатель, то легче осуществить его запуск. Для сравнения мощностей батарей достаточно сравнить их пусковой ток (больше ток — больше мощность), приведенный к единой методике испытаний (EN, SAE, DIN, IEC, ГОСТ и др.).

Стартерный разряд (за рубежом — короткий разряд) заявленным производителем током, проводится с определенной продолжительностью (непрерывно или в прерывистом режиме) до напряжения 6 В. При этом, в нормативных документах указывают промежуточные интервалы от начала разряда (5 сек., 10 сек. или 30 сек.), в течение которых контролируют величину напряжения АКБ в процессе разряда. Запас энергии батареи, характеризуемый временем стартерного разряда, показывает, как долго она сможет обеспечивать попытки запуска двигателя. Попросту говоря, чем больше емкость АКБ, тем больше в запасе у автовладельца попыток запустить двигатель. 

Первоначально выбор АКБ производят разработчики пусковой системы двигателя автомобиля. При этом в расчете применяют разрядные характеристики АКБ 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°C…−17°C. 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 АКБ после лабораторных и эксплуатационных испытаний записывают в технический паспорт автомобиля. По этому документу автовладельцы, как правило, осуществляют замену вышедшей старой АКБ на новую. 

На современных стартерных батареях указывают несколько показателей в различных режимах их определения. Не каждый автолюбитель может понять, в чем различие тока разряда по DIN (Германия) от тока разряда по SAE (США), или EN (Стандарт Евросоюза), или ТУ (ГОСТ Р 53165-2008). Внешне очевидно, что значение тока по SAE, EN (Стандарт Евросоюза) или ТУ (ГОСТ Р 53165-2008) существенно больше, чем DIN (Германия). При разряде этими токами на полюсных выводах АКБ предполагают разные по величине напряжения. При температуре электролита −18°C разряд токами по SAE, EN и ТУ предполагает напряжение на полюсных выводах АКБ 7,2 В на 30-й секунде и 7,5 В на 10-й секунде соответственно, а при токах по DIN напряжение при разряде должно быть не менее 9,0 В на 30-й секунде. С учетом этих показателей выбор АКБ может быть успешным, если иметь ввиду, что соотношение разрядного тока по SAE, EN и ТУ к току по DIN равно 1,7 (I EN = 1,7 · I DIN). Если на конкретной АКБ указан ток по одному из стандартов, то через этот коэффициент можно определить значение тока разряда по другому стандарту. 

Пояснение критериям выбора

Пусковой ток новой батареи должен быть не ниже, чем у старой (заменяемой). При этом не следует брать новую АКБ с меньшей электрической емкостью (А·ч). Дело в том, что при некоторых режимах работы двигателя (холостой ход) и малых дневных пробегах автомобиля, АКБ в ночное 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 АКБ в режиме пуска двигателя. Повторяющиеся глубокие разряды АКБ приведут к сокращению ее ресурса. Таким образом, выбирая АКБ, автовладелец должен 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 по длине) и способ крепления АКБ. Паспортные показатели АКБ являют собой ее потенциальные возможности. Однако, выбирая АКБ, 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? Справиться ли генератор с ее зарядом? Справится, если АКБ не разряжать на автомобиле полностью, на всю емкость. На пуск двигателя от АКБ любой емкости требуется, примерно, одно и то же количество электричества (на 1-3 попытки пуска по 5-10 сек.), которое не превышает 4-8% от ее номинальной емкости. Это же количество (А·ч) генератор должен вернуть в АКБ после пуска двигателя. Другое дело, что полный запас емкости (энергии) в этих АКБ будет различным. Работа щеточно-коллекторного узла стартера будет более напряженной при установке АКБ большей емкости: ускоряется износ щеток и контактной поверхности коллектора. 

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

Типовая маркировка АКБ

На каждой батарее в соответствии с требованиями международных стандартов должна быть маркировка, содержащая информацию о ее напряжении, номинальной емкости, назначении и конструктивном исполнении. На рис. 1 показана типовая маркировка, применяемая на АКБ, выпускаемых в России и Европе. 
Маркировка российских АКБ, наносится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53165-2008. Она выполняется по следующей схеме: 
1 — «6СТ-60L» (1) (2) (3) (4) 
(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) — Буква, указывающая на величину эксплуатационного расхода воды. 
Например, условное обозначение батареи «6СТ-60L» указывает, что батарея состоит из шести аккумуляторов, соединенных последовательно. Таким образом, ее номинальное напряжение — 12 В. По своему назначению батарея стартерная, ее номинальная емкость — 60 А·ч при 20-часовом режиме разряда. Батарея имеет малый расход воды. 
После условного обозначения батарей, предназначенных для внутреннего рынка, указывают обозначение технических условий на батарею конкретного типа, а батарей, предназначенных на экспорт — обозначение ГОСТ Р 53165-2008. Сплав, из которого изготовлены токоотводы и электроды, иногда указывают в рекламных целях. 

Рис. 1 Типовая маркировка, применяемая на АКБ, выпускаемых в России и Европе 
Кроме вышеуказанных обозначений маркировка батареи должна содержать следующие данные: 
2 — товарный знак завода-изготовителя; 
3 — 60 Аh — номинальная емкость аккумулятора в Ампер-часах (А·ч или Ah); 
4 — 460 А — пусковой ток — ток холодной прокрутки при −18°C в Амперах (А); 
5 — 12 V — номинальное напряжение в Вольтах (В или V); 
6 — 0901 — дата изготовления (две цифры — месяц, две цифры — год изготовления); 
7 — 20 kg — 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, max 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 и прочной при воздействии на нее влаги и аэрозолей электролита и сохраняться в течение всего срока эксплуатации батареи. 

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 сомнительно. 
 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 АКБ, наличие этикеток с обозначениями и показателями. 

Обслуживаемая или необслуживаемая АКБ?

В настоящее время созданы и выпускаются несколько исполнений стартерных аккумуляторных батарей, которые можно характеризовать термином необслуживаемые (об их особенностях рассказано в предыдущем разделе). 
 За последние 20-25 лет АКБ 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 АКБ, исключающие возможность доливки дистиллированной воды для поддержания уровня электролита над пластинами в ячейках. Однако, во всех типах стартерных свинцово-кислотных АКБ основные электрохимические реакции при заряде, разряде и бездействии сохранились. Хотя интенсивность разложения воды из электролита в газ при зарядно-разрядных процессах в АКБ 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 АКБ может повышаться от первоначального значения с интенсивностью, значительно зависящей от условий работы. Стационарный заряд аккумуляторной батареи приводит к более быстрому снижению уровня электролита. У АКБ без доливочных отверстий не указаны ограничительные режимы подзаряда самими владельцами. Поэтому своевременная доливка дистиллированной воды в батарею с пробками позволяет снизить негативное влияние высокой плотности электролита на ее последующий ресурс. 
Отсутствие возможности доливать дистиллированную воду для поддержания уровня резервного электролита объективно сокращает возможный ресурс аккумуляторной батареи в широком диапазоне изменения эксплуатационных факторов. 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 АКБ. 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 АКБ плотность электролита по ячейкам, практически, одинаковая. Доступность замера плотности электролита в ячейках аккумуляторной батареи позволяет получить объем информации о ее состоянии простейшим способом. 

Гарантийный срок службы АКБ

При изготовлении АКБ сбои в работе оборудования при выполнении некоторых производственных операций 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 батареи, образованию «холодных» спаев ушек пластин и мостика. Хотя общее количество дефектных батарей составляет доли процента, из-за несовершенства контроля часть из них может попасть в продажу, особенно при поставке батарей в сухозаряженном исполнении. Реализация АКБ, 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. 
 Как правило, батарея с дефектом выявляется в течение 3-8 месяцев работы на автомобиле. Поэтому ее всегда можно успеть заменить по гарантии на другую. Отказавшее изделие вскрывается, выявляется вид дефекта, составляется акт на него. 

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 АКБ 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 АКБ 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 АКБ. Следует помнить, что максимально длительный срок надежной работы АКБ является результатом внимательного отношения к ней и к состоянию электрооборудования со стороны водителя. 

Порядок действий автолюбителя при покупке АКБ

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 АКБ другой полярности;
  • определиться с необходимым исполнением батареи: в продаже имеются АКБ 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 следующих разделах);
  • 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 (в инструкциях большинства АКБ указана плотность 1,28 г/смі);
  • 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/смі, 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 10 секунд.
Рейтинг@Mail.ru