При сервисном обслуживании автомобильного аккумулятора, помимо заряда очень часто приходится проводить его принудительный разряд. Это делается когда для аккумулятора проводят контрольно-тренировочный цикл с целью его «раскачки», а также с целью определения его рабочей емкости (Сб), которой автомобильный аккумулятор обладает в данном техническом состоянии (на данном этапе срока службы).
Контрольно-тренировочный цикл для автомобильного аккумулятора, принудительный разряд и тренировка необслуживаемых аккумуляторов.
Процесс разряда автомобильного аккумулятора 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 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).
Определение разрядной емкости автомобильного аккумулятора.
Для определения разрядной емкости батареи Uбр = Iрtр, ток разряда необходимо поддерживать постоянным. Это легко реализовать с помощью простого зарядно-разрядного устройства. В тех случаях, когда такого устройства нет, разряд батареи с целью раскачки емкости проводится с применением неконтролируемого разряда.
Это когда к предварительно заряженной батарее подключают лампу от автомобильной фары (12 В 55 Вт) на десять часов и в конце разряда измеряют напряжение батареи. Оно при T = 20–25°С должно быть не менее 10,5 В (для батареи со стандартной емкостью 45–55 А-ч). Разряжать батарею до напряжения менее 10 В не следует.
Затем батарею снова заряжают и вновь разряжают на ту же лампу (tр = 10 ч). Если конечное напряжение разряда при втором разряде будет не менее первого, то батарея исправна и ее следует снова полностью зарядить. Если батарея не выдерживает тренировки, ее можно попытаться восстановить трехчасовым перезарядом или проведя контрольно-тренировочный цикл заряда и разряда.
Контрольно-тренировочный цикл для автомобильного аккумулятора.
Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ) выполняют на снятой с автомобиля батарее и сводят к:
— Снятию батареи с автомобиля. Проверке ее пригодности к дальнейшей эксплуатации.
— Приведению работоспособной батареи к нормальному внешнему виду.
— Проведению полного цикла заряда номинальным постоянным током Iз = 0,1Cн. С целью определения состояния разряженности батареи.
— Проведению полного цикла разряда. С целью тренировки батареи под нагрузкой в осветительном режиме (Iр = 0,1Cн).
— Повторному циклу заряда номинальным током tз = 0,5Cн. С целью определения рабочей (остаточной) емкости батареи и остаточного срока службы.
— Проведению выравнивания плотности электролита и его уровня по всем банкам в батарее.
— Проведению трехчасового перезаряда батареи. С целью полного восстановления активности химических реагентов в порах электродных масс.
— Аттестации батареи и ее установки на автомобиль.
Контрольно-тренировочный цикл начинается с проверки пригодности аккумуляторной батареи к дальнейшей работе на автомобиле. Для этого проводится измерение ЭДС и разрядного напряжения на клеммах каждого аккумулятора или батареи в целом с помощью аккумуляторного пробника. Его иногда называют нагрузочной вилкой.
Если ЭДС батареи меньше 6 В (менее 1 В на аккумуляторе), а напряжение разряда батареи на номинальную нагрузку аккумуляторного пробника не более 3 В (0,5 В на аккумуляторе) в конце 5-й секунды разряда, то, скорее всего, АКБ к дальнейшей эксплуатации не пригодна.
Обслуживание и мелкий ремонт автомобильного аккумулятора.
Работоспособную АКБ промывают снаружи теплой проточной водой со щеткой и удаляют затвердевшие пятна грязи. Предварительно заклеив скотчем все вентиляционные отверстия. Во время мойки батарея не должна переворачиваться или наклоняться более чем на 45 угловых градусов. После высыхания корпуса батареи его необходимо внимательно осмотреть.
Если на корпусе мало проработавшей батареи обнаружатся места протечек электролита (короткие трещины, сколы, протертости), их можно устранить. Залив повреждения эпоксидной смолой, армированной обрезками ниток стеклоткани. Залить электролит обратно в аккумулятор необслуживаемой батареи можно через просверленное сверху аккумулятора отверстие. Его после заливки электролита надо заделать.
Работы по устранению протечек хотя и относятся к мелкому ремонту, но без соответствующего опыта проводить их не следует, результат будет отрицательный. Ремонт батареи с ее разборкой для замены отдельных аккумуляторов в рамках сервисного обслуживания не практикуется.
Затем проводят зачистку клемм АКБ крупной наждачной бумагой и проверку уровня, а также плотности электролита во всех банках. Для этого все пробки выворачивают из аккумуляторов. Аккумуляторы, уровень электролита в которых ниже электродов, обязательно доливают дистиллированной водой. Плотность электролита в банках на этом этапе выравнивать не следует. Но ее и температуру электролита необходимо зафиксировать до начала заряда.
Заряд автомобильного аккумулятора ступенчатым током.
Далее аккумуляторную батарею надо поставить под заряд ступенчатым током с контролем и регистрацией времени заряда и температуры. Начальный ток заряда устанавливают равным 0,1C20 А и заряжают батарею до напряжения 14,4±0,1 В постоянным током. Затем ток заряда уменьшают до 0,5C20 А и, поддерживая его постоянным. Продолжают заряд до состояния полной заряженности.
Это состояние у обслуживаемой аккумуляторной батареи проявляется:
— Началом интенсивного газовыделения.
— Примерным равенством и неизменностью плотности электролита в банках.
— Достижением напряжения на аккумуляторах величины 2,65–2,7 или 15,9–16,2 В на батарее.
Далее необходимо зафиксировать время заряда и продолжать заряд АКБ еще 2 часа. При постоянных токе Iз заряда, напряжении Uз заряда и плотности γ электролита. За эти 2 часа происходит восстановительный переразряд батареи. При нем сульфат свинца растворяется в самых тонких и глубоких канальцах активных масс.
По истечении двух часов перезаряда, не прерывая тока заряда, необходимо провести окончательную коррекцию плотности и уровня электролита по банкам и продолжать перезаряд еще в течение одного часа. После коррекции за один час перезаряда, аккумуляторы в исправной батарее становятся идентичными по всем параметрам.
На протяжении всего времени заряда надо следить за тем, чтобы температура электролита в одной из средних банок не стала выше 45°С. Если это произойдет, заряд надо временно прекратить. После окончания 3-часового перезаряда батарею необходимо обесточить. Затем дать ей остыть до температуры в помещении 17-25°С.
Количество электричества Cз, которое получит батарея за время ступенчатого заряда, можно рассчитать по формуле:
Cз = Iэ1tэ1 + Iэ2tэ2,
где tэ1, tэ2 — продолжительности заряда током Iэ1 = 0,1Cн и током Iэ2 = 0,05Cн (в часах). Время перезаряда в продолжительность не включается.
Теперь автомобильный аккумулятор необходимо поставить на контрольно-тренировочный цикл разрядным током 0,05Cн А. При этом зафиксировать время начала разряда, а также начальную температуру разряда. Поддерживая ток разряда постоянным и записывая через 2–3 часа температуру электролита, надо не пропустить тот момент, когда напряжение разряда на батарее станет равным 10,5±0,1 В или 1,75 В на отдельном аккумуляторе. Это напряжение является конечным напряжением разряда и указывает на то, что АКБ полностью разрядилась.
Емкость Cбр, отданная батареей при разряде, определяется следующим образом:
Cбр = 0,05Cнtр/[1 + 0,01(Tср – 25)],
где:
Cн — паспортная (номинальная) емкость батареи в ампер-часах, указанная на заводской этикетке.
tр — продолжительность разряда в часах.
Tср = (T1 + T2 + … + Tn) — средняя температура электролита в °С за время разряда, n — число и номер измерений.
Величина Cбр, измеренная и рассчитанная описанным способом, называется рабочей (остаточной) емкостью батареи. Она должна быть не менее 50% от Cн. Это чтобы батарея могла еще некоторое время поработать на борту автомобиля. Аккумуляторную батарею, еще пригодную для последующей эксплуатации снова полностью заряжают постоянным током Iз = 0,05C20 А в течение 20 часов.
Если автомобильный аккумулятор имеет остаточную емкость менее 0,8C20, ее заряд током Iз = 0,05C20 до состояния полной заряженности будет продолжаться менее 20 часов. Однако трехчасовой перезаряд и в этом случае необходимо выполнить. Состояние полной заряженности аккумуляторной батареи определяют так же, как и при первом тренировочном заряде.
Контрольно-тренировочный цикл необслуживаемых автомобильных аккумуляторов.
Что касается необслуживаемых и монолитных автомобильных аккумуляторов, то их сервисное обслуживание отличается только в части процедуры заряда. Их заряжают в основном при постоянном напряжении Uз =14,5±1 В. Однако, если батарея сильно разряжена, ее заряжают смешанным способом. Начальный ток заряда устанавливают не более 0,1Cн А и поддерживают его постоянным до тех пор, пока зарядное напряжение на батарее не станет равным 13,5±0,1 В при температуре в зарядном помещении 25±5°С.
После этого батарею заряжают не менее 20 часов при постоянном напряжении. Далее напряжение заряда устанавливают 14,5 В и поддерживают его постоянным на протяжении десяти часов заряда. Полная заряженность необслуживаемой и монолитной батарей проявляется по резкому падению тока заряда почти до нуля. При постоянном напряжении заряда 14,5 В.
Временные зарядные характеристики для случая смешанного заряда необслуживаемой аккумуляторной батареи.
Если напряжение на АКБ не превысит значения 14,5 В (что иногда имеет место при заряде на борту автомобиля от генератора с неисправным регулятором напряжения), то перезаряда в необслуживаемых батареях не происходит. По этой причине даже для батарей с малой остаточной емкостью увеличение продолжительности заряда до 30 часов не представляет опасности.
Остаточная емкость необслуживаемых и монолитных аккумуляторных батарей определяется в режиме тренировочного разряда так же, как и для обычных АКБ. Но так как температура электролита в аккумуляторах, не имеющих пробок, измерена быть не может, в формулу для расчета вместо средней температуры электролита подставляют среднее значение температуры в зарядном помещении и прибавляют к нему 10°С на самопрогрев автомобильного аккумулятора при заряде.
Тогда.
Cбр = 0,05Cнtр/[1 + 0,01(T – 25)],
где T = Tк + 10°С, Tк — температура в помещении (20-30°С).
По материалам учебного пособия «Автомобильная электроника и электрооборудование»
Ю. А. Смирнов, В. А. Детистов.