Современный автомобильный аккумулятор – устройство достаточно надёжное, но при этом чувствительное к условиям эксплуатации, и прежде всего – к температурному режиму. Наплевательское отношение к рекомендациям по обслуживанию АКБ также способствует быстрому уменьшению её ресурса. Так, длительное нахождение автомобиля зимой на морозе приводит к тому, что в разряженном аккумуляторе электролит может замёрзнуть по причине уменьшения своей плотности.
Летом появляется другая проблема – закипание электролита, что также негативно сказывается на сроке службы батареи. При этом многие водители понимают термин «кипение» относительно к электролиту неправильно, полагая, что это происходит из-за его сильного нагрева. В действительности кипение электролита – это химический процесс, называемый гидролизом, то есть разложением воды на молекулярные составляющие – водород и кислород. В любом случае кипение не является нормальным процессом и требует вмешательства со стороны автовладельца.
Признаки кипения АКБ
Но, как и в случае с обычной водой, непосредственным признаком кипения электролита является проявление пузырьков на поверхности жидкости. Этот процесс хорошо просматривается при снятых пробках в обслуживаемых устройствах.
К сожалению, в необслуживаемых автомобильных аккумуляторах, доля которых на рынке постоянно увеличивается, увидеть процесс кипения не представляется возможным – откручиваемых пробок здесь нет. Некоторые модели оснащаются смотровыми окошками, а при их отсутствии определить начало процесса кипения можно только косвенными методами.
При кипении электролита в моторном отсеке скапливается некоторое количество паров кислоты. Если вы обладаете неплохим обонянием, то сможете распознать этот запах, свидетельствующий о кипении электролита.
Есть ещё один интересный способ узнать о начале процесса кипения – приложить к стенке корпуса аккумулятора обычный медицинский стетоскоп. Вы обязательно услышите бурление жидкости. Увы, но очень немногие водители возят с собой этот прибор, так что этот способ можно причислить к разряду экзотических.
Если на клеммах аккумулятора присутствует зеленоватый или белёсый налёт или вы заметили изменение цветовой гаммы в районе аккумулятора – это явное свидетельство того, что ваша батарея часто кипит, и это не есть хорошо.
Наконец, особо продвинутые автовладельцы прикрепляют к газоотводной трубке необслуживаемой АКБ воздушный шарик, тем самым определяя, имеется ли кипение электролита и насколько интенсивно это происходит.
Основные причины закипания аккумулятора
Рассмотрим, как происходит процесс зарядки АКБ. Когда батарея в процессе эксплуатации разряжается, на её отрицательных и положительных пластинах формируется слой сульфата свинца – результат взаимодействия серной кислоты и свинца. Когда аккумулятор заряжается, происходит обратный процесс – сульфат на пластинах превращается в свинец, при этом происходит накопление потенциальной электрической энергии.
Часто употребляемый термин «сульфатация пластин» на самом деле не совсем правильный, поскольку употребляется в негативном смысле, а ведь это естественный процесс. Поэтому такое словосочетание нужно понимать как такое состояние пластин, при котором во время зарядки слой сульфата свинца не превращается в металл, то есть пластины фактически не заряжаются.
Если аккумулятор нормальный, образующийся в процессе разряда батареи (обычно – когда мы заводим авто) сульфат свинца представляет собой кристаллы небольших размеров, равномерно распределённые по всему объёму активной массы, обладающей пористой структурой и хорошей проводимостью электричества. При подзарядке это вещество преобразуется в собственно свинец и его двуокись.
Если допустить глубокий разряд аккумулятора, практически вся активная масса сульфатируется, причём в ряде случаев образуются кристаллы увеличенного объёма.
Загрязнение электролита органическими веществами, обладающими некоторой поверхностной активностью, способствует тому, что на отрицательно заряженных пластинах кристаллы сульфата начинают адсорбировать эту органику, и в этом случае скорость растворения кристаллов при зарядке существенно снижается.
Этот процесс сопровождается резким ростом электрического сопротивления пластин, в результате чего токопроводимость пластин падает до минимальных значений. Кроме того, потенциал, при котором активизируется процесс газовыделения при подзарядке, тоже изменяется.
В подобных неблагоприятных условиях десульфатация пластин, то есть переход сульфатированого свинца в свинец и его двуокись, существенно уменьшается, что приводит к частичной потере ёмкости аккумулятора. Глубокая разрядка аккумулятора приводит к существенной потере ёмкости, и это необратимый процесс – вот почему для необслуживаемых аккумуляторов достаточно двух-трёх таких случаев, и батарею можно выбрасывать.
При зарядке батареи в ней начинается электролиз, но если АКБ потеряла часть заряда, процессы разложения воды на водород и кислород не сопровождаются кипением. Но как только пластины «доберут» свой заряд, то есть полностью (или насколько возможно) десульфатируются, дальнейшая зарядка будет приводить к кипению жидкости, и это является главным признаком того, что зарядку следует прекратить. В автомобилях этот процесс отслеживается автоматически датчиком, измеряющим потенциал батареи.
Но если какой-то элемент в цепи неисправен, генератор будет продолжать отдавать ток уже подзаряженной батарее.
Основные причины, почему кипит аккумулятор на машине, следующие:
- неисправный генератор, из-за чего происходит постоянный перезаряд АКБ;
- короткое замыкание внутри батареи;
- чрезмерная сульфатация пластин;
- большое количество потребителей, превышающее возможности генератора;
- плохая вентиляция;
- переполюсовка.
Рассмотрим их более подробно.
Перезаряд аккумулятора
Основной причиной, почему кипит аккумулятор при эксплуатации машины, то есть когда он заряжается от генератора, являются различные неисправности последнего. Реле-регулятор следит, чтобы при работающем силовом агрегате напряжение на клеммах АКБ не выходило за пределы, превышающие 14,5 В. Как только датчик определяет большее значение, реле отключает цепь зарядки. Но если это реле-регулятор неисправно, зарядка будет происходить и дальше, и по мере роста плотности электролита он начинает закипать.
Номинал напряжения бортовой электросети в грузовиках составляет 24 В, поэтому там применяется схема с двумя последовательно подключенными батареями номиналом 12,2 В каждая. Такой вариант плох тем, что если один из аккумуляторов изношен больше или используются разные модели с различающимися характеристиками, на более исправное АКБ будет приходиться большая разность потенциалов. В этом случае вероятность его перезаряда повышается, в то время как его «коллега» может испытывать дефицит электроэнергии.
Перезаряд может быть следствием неправильного обслуживания аккумулятора. Например, использование для подзарядки прибора с нерегулируемыми параметрами тока и напряжения.
Принято считать, что оптимальный ток зарядки батареи должен составлять 10% от указанной на этикетке ёмкости. Для 60-амперной АКБ это ток номиналом 6 А, причём зарядка должна длиться максимум 10 часов. Если продолжать заряжать таким током, электролит начнёт кипеть, что ещё больше увеличивает ток заряда. В итоге достаточно двух часов такой зарядки, чтобы батарея было полностью разрушена. В этом и состоит опасность использования кустарных ЗУ, представляющий собой примитивный выпрямитель с трансформатором.
Короткое замыкание банок
Накопление токопроводящего осадка на дне банок – не единственная причина короткого замыкания батареи. Другими словами, коротнуть может не только старое устройство, но и достаточно молодой аккумулятор. Дело в том, что автомобиль эксплуатируется в режиме постоянно тряски, и хотя пластины в банках установлены не жёстко, под воздействием вибраций и ударов они могут начать разрушаться задолго до физической старости. Чаще всего страдают сепараторные конверторы наряду с областью между пластинами.
Короткое замыкание опасно тем, что в этот момент внутри «гуляют» большие токи, и банка может попросту разорваться. И даже если этого не случится, АКБ сможет выдавать не 12,6 В, а, скажем, на 2 вольта меньше, причём внешних признаков закорачивания видно не будет. Именно поэтому часто такие случаи остаются незамеченными, хотя генератор об этом тоже не знает и продолжает подавать напряжение на уровне 13,5-14,5 В. Это становится причиной кипения электролита.
Сульфатация пластин
Сернокислый свинец, образующийся на пластинах, не всегда десульфатируется в полном объёме, и из-за этого ёмкость пластин со временем уменьшается. По мере снижения этого показателя батарея переходит в режим недозаряда, который сопровождается ускоренным саморазрядом. Процесс сульфатации может приводить к тому, что номинальное напряжение снижается до 10 В, и тот большой ток, который поступает от генератора, приводит к кипению электролита. Многие водители не знают, но по вышеописанной причине сильно разрядившийся АКБ заряжать генератором нельзя – нужно его снять и использовать заводское зарядное устройство.
Перегрузка электрической системы
Ещё одной причиной, почему при езде кипит аккумулятор, является использование слишком большого количества электроприборов, в том числе установленных самостоятельно. Если одновременно включить несколько таких потребителей (печку, дальний свет, автомагнитолу и т. д.), аккумулятор будет заряжаться слишком высокими токами, поскольку мощности генератора окажется недостаточно, чтобы обеспечить работу всех включенных приборов и одновременно заряжать батарею. В итоге АКБ начнёт нагреваться, а электролит – закипать.
Недостаточная вентиляция
Иногда автовладельцы приобретают новые батареи увеличенной ёмкости, что в принципе можно понять. Но проблема в том, что они имеют большие габариты, и в результате их установки на штатное место технологические проёмы и зазоры между АКБ и другими узлами моторного отсека уменьшаются, ухудшая естественную вентиляцию, что и становится причиной перегрева и закипания электролита.
Переполюсовка АКБ
Обычно при переполюсовке процесс кипения начинается очень быстро по причине прохождения через аккумулятор сверхбольших разрядных токов, но при таком режиме перегорают и некоторые предохранители, а также диоды выпрямительного моста.
Что делать, если кипит аккумулятор на машине
Если бортовой компьютер выдаёт сигналы о неисправности батареи, нельзя исключить, что она кипит. Что нужно предпринять водителю, если АКБ кипит на работающем двигателе машины? Алгоритм действий следующий:
- остановиться, заглушить мотор;
- открыть капот, чтобы обеспечит приток дополнительных объёмов воздуха в подкапотное пространство;
- если батарея имеет рубашку, демонтировать её;
- подождать, пока АКБ не остынет до 40ºС (можно определить рукой, прикоснувшись к корпусу, это температура вашего тела);
- только после этого можно продолжить движение до ближайшего автомагазина или АЗС;
- приобрести дистиллированную воду, долить её в аккумулятор до требуемого уровня (10-15 мм. выше пластин);
- в необслуживаемых батареях доливку делают через газоотводную трубку;
- желательно мультиметром замерить напряжение на клеммах батареи при работающем моторе, и если оно окажется больше 15 В, следует отсоединить толстый провод, идущий от генератора, тщательно его заизолировав;
- продолжить движение до конечного пункта, стараясь не использовать никакие электроприборы без крайней необходимости.
Последствия кипения электролита
Процесс кипения электролита обычно сопровождается рядом негативных процессов, которые могут иметь необратимый характер:
- при нарушении пропорции электролита (увеличении доли серной кислоты) запускается процесс разрушения пластин;
- при сильной сульфатации вероятен такой исход, как короткое замыкание пластин, что грозит взрывом аккумулятора;
- сильное кипение приводит к разбрызгиванию электролита в подкапотном пространстве и разрушению электропроводки, патрубков, других кузовных элементов;
- если кипение не интенсивное, но постоянное, происходит разрушение клемм АКБ вследствие коррозии, страдают и окружающие батарею металлические детали и элементы;
- при выкипании электролита ток заряда растёт, что может стать причиной поломки генератора.
Любой неконтролируемый процесс кипения опасен, поэтому так важно вовремя определить начало и предпринять меры, чтобы избежать закипания электролита.
Профилактика
Для предотвращения закипания АКБ необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
- не захламлять моторный отсек в районе расположения аккумулятора посторонними предметами;
- периодически (ежемесячно) проверять уровень электролита, летом удвоить частоту таких проверок;
- также ежемесячно производить замеры напряжения на клеммах АКБ при работающем моторе (оно должно находиться в границах 13,5-14,5 В);
- при каждом замере уровня масла визуально проверять состояние корпуса АКБ и его клемм.
