Одной из главных процедур сервисного обслуживания автомобильной аккумуляторной батареи является ее заряд в стационарных условиях. Для заряда автомобильного аккумулятора в условиях частного автосервиса необходимо иметь источник постоянного тока с регулируемым выходным напряжением Uв. Обычно это мощный полупроводниковый выпрямитель с сетевым трансформатором, которые совместно образуют зарядное устройство.
Способы заряда автомобильного аккумулятора, контроль параметров при заряде аккумулятора, принудительный разряд автомобильной аккумуляторной батареи.
Для заряда одной автомобильной АКБ максимальное выходное напряжение зарядного устройства без нагрузки должно быть не менее 25-30 В. Под нагрузкой 10 А — не менее 17 В. С помощью такого зарядного устройства можно эффективно и быстро заряжать батареи с номинальной емкостью до 100 Ач. То есть аккумулятор любого современного легкового автомобиля.
Следует иметь в виду, что зарядное устройство и аккумуляторная батарея включаются встречно-параллельно («+» с «+»; «–» с «–») и ток заряда будет иметь место только при соблюдении условия Uв > Uбз. При Uв = Uбз ток заряда Iз = 0, а при Uв < Uбз аккумулятор начнет разряжаться на зарядное устройство.
Способы заряда автомобильного аккумулятора в графическом отображении.
Первые два способа заряда автомобильного аккумулятора основные и на их основе возможны комбинации.
Заряд при номинальном постоянном токе.
Iз = 0,1Cн или Iз = 0,05Cн.
Заряд при постоянном напряжении.
Uбэ = 14,5±0,1 В.
Ступенчатый заряд при постоянном токе на каждой ступеньке.
Обычно двухступенчатый заряд при Iз1 = 0,1Cн и Iз2 = 0,5Cн.
Смешанный заряд.
Сначала при постоянном токе Iз = 0,1Cн, а затем при постоянном напряжении Uбэ = 14,5±0,1 В.
Ускоренный заряд.
Быстрый подзаряд в экстремальных случаях при увеличенном постоянном токе.
— при 30-минутном заряде Iз = 0,7Cн, Сз = 0,35Cн.
— при 45-минутном заряде Iз = 0,5Cн, Сз = 0,37Cн.
— 90-минутном заряде Iз = 0,3Cн, Сз = 0,45Cн.
Для автомобильных аккумуляторов, находящихся в длительной эксплуатации, ускоренный заряд проводить не рекомендуется. Это может стать причиной их выхода из строя.
Уравнительный заряд при постоянном токе.
Это длительный (не менее 10 часов) заряд током Iз = 0,1Cн под обязательным контролем плотности, температуры и напряжения в каждой аккумуляторной банке. Он проводится как профилактический перед зимней эксплуатацией или как восстановительно-ремонтный для сильно разряженной аккумуляторной батареи в зарядно-разрядном тренировочном цикле.
Уравнительный заряд обязательно предусматривает 2–3-часовой перезаряд. В его процессе плотность электролита и напряжение заряда в каждом аккумуляторе исправной и полностью заряженной аккумуляторной батареи становятся одинаковыми.
Перезаряд.
Это уравнительный заряд батареи (при Iз = const; Uз = = const; γ = const) в течение 2–3 часов после того, как плотность электролита и напряжение заряда перестают возрастать под действием постоянного тока заряда.
Заряд АКБ на борту автомобиля.
В отличие от заряда в стационарных условиях, заряд АКБ на борту автомобиля может быть реализован от генераторной установки только при постоянном напряжении (Uз = 14,5 В), но при ограничении максимального тока заряда, который не должен быть более Iз = 0,3Cн. Это достигается подбором генератора и его регулятора напряжения к данному типу аккумуляторной батареи и сезонной подстройкой регулятора. Из сказанного следует, что автомобильная аккумуляторная батарея, регулятор напряжения и автомобильный электрогенератор должны быть совместимы.
Контроль параметров при заряде автомобильного аккумулятора.
Проводя заряд аккумуляторной батареи, надо помнить следующее:
— Перезаряд в течение более 3 часов небезопасен для целостности активных масс на электродных пластинах аккумулятора.
— Температура электролита при перезаряде не должна превышать 45°С.
— Нагрев электролита при заряде АКБ свыше 45°С может стать причиной разрушения аккумуляторных электродов. При температуре 60°С активные массы теряют адгезию с решетками и начинают отслаиваться и осыпаться. Это приводит к короткому замыканию в аккумуляторах. Осыпание активных масс может иметь место и после оттаивания замерзшего в аккумуляторе электролита.
— Если температура электролита в одной из средних банок станет выше 45°С, заряд АКБ необходимо временно прекратить.
— Заряд АКБ при отрицательных температурах малоэффективен. Номинальным диапазоном температур для заряда АКБ является 15°С < Тз < 30°С.
— После окончания заряда автомобильного аккумулятора можно оценить текущее состояние генераторной установки автомобиля, на котором работала данная АКБ.
Для этого необходимо контролировать и постоянно регистрировать напряжение заряда, ток заряда, температуру электролита и время заряда. По значениям этих параметров проводится расчет степени разряженности аккумуляторной батареи. А по степени разряженности судят о генераторной установке.
Принудительный разряд автомобильной аккумуляторной батареи.
При сервисном обслуживании АКБ помимо заряда автомобильного аккумулятора очень часто приходится проводить его принудительный разряд. Это делается в процессе контрольно-тренировочного цикла с целью «раскачки» аккумулятора, а также с целью определения ее рабочей емкости (Сб), которой аккумуляторная батарея обладает в данном техническом состоянии (на данном этапе срока службы).
Процесс разряда следует проводить под контролем тока Iр разряда и времени tр разряда до конечного напряжения Uбр разряда. Номинальными токами разряда для всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов (при Т = 15–25°С) являются значения номинальных токов заряда Iз1 = 0,05Cн и Iз2 = 0,1Cн. В этих условиях аккумуляторная батарея разряжается более равномерно. То есть с более полным участием глубинных активных масс в образовании тока разряда. Время разряда определяется конечным напряжением разряда (10,2 В при T = 25°С).
Определения разрядной емкости автомобильной аккумуляторной батареи.
Для определения разрядной емкости аккумулятора Uбр = Iрtр ток разряда необходимо поддерживать постоянным. Это легко реализовать с помощью специального зарядно-разрядного устройства. В тех случаях, когда такого устройства нет, разряд аккумулятора с целью раскачки емкости проводится с применением неконтролируемого разряда.
Это когда к предварительно заряженной аккумуляторной батарее подключают лампу от автомобильной фары (12 В 55 Вт) на десять часов и в конце разряда измеряют напряжение аккумулятора. Оно при T = 20–25°С должно быть не менее 10,5 В (для аккумулятора со стандартной емкостью 45–55 Ач). Разряжать аккумулятор до напряжения менее 10 В не следует.
Затем аккумуляторную батарею снова заряжают и вновь разряжают на ту же лампу (tр = 10 часов). Если конечное напряжение разряда при втором разряде будет не менее первого, то аккумуляторная батарея исправна и ее следует снова полностью зарядить. Если аккумулятор не выдерживает тренировки, его можно попытаться восстановить трехчасовым перезарядом. Или контрольно-тренировочным зарядно-разрядным циклом.
По материалам учебного пособия «Автомобильная электроника и электрооборудование»
Ю. А. Смирнов, В. А. Детистов.