Мнимые неисправности аккумуляторной батареи

 

К сожалению нередко неисправности, возникающие в каких-либо изделиях системы электрооборудования транспортного средства, ошибочно воспринимают как неисправность аккумуляторной батареи, которая является сегодня неотъемлемым элементом пусковой системы. Для уверенного пуска двигателя важно и состояние контактов соединительных проводов с полюсными выводами батареи, и состояние крепления силовых проводов к стартеру и к массе автомобиля. Плотная окисная плёнка, которая со временем образуется на контактирующих поверхностях под действием влаги, высокой температуры, паров топлива и масел, имеет очень высокое сопротивление. Поэтому при прохождении тока через окисную плёнку падение напряжения бывает настолько сильным, что даже при полностью заряженной батарее не происходит прокручивание коленчатого вала двигателя. При этом штатный вольтметр автомобиля будет показывать, что напряжение на аккумуляторной батарее падает почти до нуля. Таким образом, окисная плёнка имитирует обрыв цепи внутри батареи, обрыв во внешней цепи или полную потерю работоспособности батареи. Однако стоит только зачистить контакты между полюсными наконечниками проводов и выводами батареи, как та же самая батарея уверенно запустит двигатель транспортного средства. Поэтому необходимо периодически проверять и своевременно зачищать контактные поверхности наконечников проводов и полюсных выводов батареи.

 

Стартер в системе пуска двигателя – это основной агрегат, предназначенный для потребления максимальной мощности от аккумуляторной батареи. Поэтому его неисправности часто ошибочно, по неопытности, относят на счёт батареи. Например, люфт, возникающий при износе втулок, в которые помещены концы якоря стартера, может привести к тому, что за счёт перекоса якоря во время пуска двигателя он зацепится за статор и остановится. При повторной попытке пуска двигателя остановки якоря может не произойти, однако возможно многократное повторение таких случаев, вплоть до окончательной потери работоспособности стартера. И, конечно, батарея не имеет никакого отношения к данному виду отказов.

 

Ещё один элемент электрооборудования, который может сбить с толку неопытного автомобилиста – провод, соединяющий аккумуляторную батарею с «массой» автомобиля. Как правило, имеется два соединительных провода: от батареи к кузову транспортного средства и от кузова (или батареи) к двигателю.

 

Второй соединительный провод часто находится вне поля зрения автомобилиста (под двигателем). Это существенно затрудняет оценку состояния соединения, которое под действием влаги и дорожной пыли может покрываться окислами и грязью. Это может привести к большому увеличению переходного сопротивления, то есть снижению разрядного тока и даже к отказу пусковой системы. А между тем аккумуляторная батарея в данном случае ни в чём не виновата.

 

Во всех случаях возникшие подозрения в работоспособности аккумуляторной батареи необходимо проверить путём измерения плотности электролита и (или) величины равновесного НРЦ. Можно также попытаться при помощи этой батареи запустить двигатель на другом, заведомо исправном, автомобиле. Успешный пуск на исправном автомобиле снимет обвинения с незаслуженно «подозреваемой» исправной батареи.

 

Заряженность батареи в условиях реальной эксплуатации зависит, в основном, от режима работы автомобиля, исправности генератора и регулятора напряжения, исправности потребителей энергии и состояния электропроводки, натяжения ремня привода генератора и наличия дополнительных (нештатных) потребителей. При нештатной работе или возникновении неисправностей электрооборудования может полностью разрядиться совершенно исправная аккумуляторная батарея. Её полный заряд в стационарных условиях с последующим тестированием на соответствие установленным критериям оценки подтвердят, что причиной разряда батареи являлась неисправность электрооборудования, которое необходимо тщательно проверить для определения и устранения его неисправности, послужившей истинной причиной разряда батареи.

 

Приведённые выше ситуации могут возникать как по отдельности, так и в комплексе на автомобилях старше пяти-шести лет и создавать затруднения при пуске двигателя и в тёплое время, и зимой. Поэтому особенно актуальным становится проведение предупредительного контроля состояния изделий электрооборудования, что позволяет избежать внезапных отказов и увеличивает срок работы каждого изделия, в том числе и аккумуляторной батареи.

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

Исправная и хорошо (на 75-100 %) заряженная батарея не требует постоянного внимания со стороны владельца транспортного средства. Пуск двигателя происходит при уверенной работе стартера. Однако при первых затруднениях, проявляющихся, как замедленное вращение стартера при пуске, в первую очередь возникает подозрение, что в ухудшении работы стартера виновата аккумуляторная батарея. И хотя очень часто затруднения возникают совсем не по вине батареей, будет не лишним проверить следующее:

- убедиться в нормальном уровне и плотности электролита во всех аккумуляторах

батареи;

- измерить напряжение на выводах батареи без нагрузки (НРЦ) и при включении

стартера (в режиме прокрутки двигателя). НРЦ исправной и нормально заряженной

батареи не должно быть меньше 12,6 В, а напряжение на выводах батареи при

вращении вала двигателя стартером не должно снижаться ниже 10,0 В при температуре

20 ± 5°С;

- убедиться в том, что контактная поверхность между полюсными выводами и клеммами соединительных кабелей является чистой. Если между выводом и клеммой образовался белый налёт и тёмная (бурая) окисная плёнка, или, вследствие ослабления крепления клеммы, появился зазор, переходное сопротивление может увеличиться настолько, что это отразится на работе стартера. Поэтому необходимо обеспечить надёжный контакт между клеммой и выводом и содержать место их соединения в чистоте. При необходимости сопрягаемые поверхности вывода и клеммы зачищают мелкой наждачной бумагой, крепежные болты полюсных клемм плотно затягивают.

 

Отсут­ствие уровня электролита над блоком пластин (хотя бы в одном из аккумуляторов) вызывает не­обходимость проверки целостности корпуса – нет ли течи внизу. Наличие белого налёта на площадке установки батареи увеличивает подозрение на течь электролита. А если в каком-либо аккумуляторе нет электролита, то вся батарея, естественно, не сможет работать.

 

Если значение плотности электролита составляет 1,20 г/см³ и ниже, то это может быть причиной затруднённого пуска, так как заряженность батареи низкая (50 % и ниже). Низкая заряженность вызывает необходимость проверки всех изделий электро­оборудования автомобиля, чтобы обеспечить нужный заряд. Батарея с низкой плот­ностью электролита имеет, как правило, и низкое значение напряжения на полюсных выводах.

 

Если измеренная плотность электролита в одном из аккумуляторов оказалась 1,20 г/см³ или ниже, а в остальных она находится в пределах нормы (1,27-1,28 г/см³), то трудности пу­ска двигателя связаны с этим аккумулятором. В этом случае меры в отношении аккумуляторной батареи должны быть радикальными – её необходимо заменить. Низкая плотность в одном из аккумуляторов и затруд­нённый пуск двигателя, низкое значение НРЦ батареи – показатели дефекта (короткое замыкание) в аккумуляторе данной аккумуляторной батареи.

 

При дефекте какого-либо сварного внутреннего соединения между аккумуляторами в ба­тарее, плотность электролита во всех ячейках практически одинакова, но общее напря­жение на полюсных выводах ниже того, что соответствует измеренной плотности элек­тролита. Такая батарея работать надёжно не может.

 

Для практических изме­рений плотности электролита в аккумуляторах применяют поплавковые ареометры типа АЭ-1 с ценой деления 0,01 г/см³, а также плотномеры типа ПЭ-1 (цена деления по поплав­кам – 0,02 г/см³).

 

Для измерения НРЦ и напряжения батареи при пуске можно применять лю­бые вольтметры (класс точности не хуже 1,0), в том числе и цифровые. С помощью воль­тметра в последующем можно определить дефектное соединение между аккумулято­рами в батарее.

 

Для определения вида дефекта аккумуляторная батарея должна быть снята с автомобиля на обследование. Перед проверкой она должна быть полностью заряжена (если нет обрыва цепи и батарея способна принимать заряд). Плотность и уровень электролита после окончания заряда должны быть приведены к параметрам, указанным в руководстве по эксплуатации. При заряде аккумулятор с внутренним коротким замыканием может быть обнаружен по отсутствию «кипения» электролита в конце заряда. Разряд на стенде током 0.6I _хп (А), позволит установить наличие дефекта, либо подтвердить работоспособность батареи. Короткое замыкание между электродами, обрыв электродов от мостика, отслоение активного вещества от решёток проявляется при разряде «кипением» электролита и выделением газа с запахом.

 

Мелкие повреждения сепараторов, низкое качество их материала, наличие посторонних примесей в электролите могут быть выявлены после бездействия аккумуляторной батареи в течение пяти - десяти суток при комнатной температуре. Значение показателей батареи перед постановкой на длительную проверку должно быть зафиксировано (НРЦ, плотность и температура электролита). Повторное измерение этих показателей по истечении срока и сравнение их с результатами первичного измерения позволят сделать заключение о пригодности батареи для дальнейшего использования.

 

Не следует принимать за саморазряд снижение степени заряженности аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации, когда полностью заряженную батарею с плотностью электролита 1,27-1,28 г/см³ устанавливают на автомобиль, а при очередной проверке (через одну - две недели или более) плотность во всех аккумуляторах этой батарее оказывается более низкой (например, 1,20-1,21 г/см³). Понижение уровня её заряженности происходит по причине отрицательного энергобаланса системы электрооборудования при эксплуатации автомобиля. Это значит, что при разряде на потребители батарея отдаёт электричества больше, чем получает за это же время от генератора. В итоге происходит недозаряд аккумуляторной батареи, и это изменение состояния заряженности отражается на изменении плотности электролита – она понижается. Своевременный контроль плотности электролита позволит предотвратить глубокий разряд и возможный отказ батареи, а также принять меры к выявлению причин недостаточного заряда и обеспечению необходимой степени заряженности аккумуляторной батареи.

 

Окончательное заключение о причинах снижения мощности (работоспособности) или полного отказа стартерной аккумуляторной батареи может быть сделано после тестирования или (при необходимости) последующего вскрытия батареи и осмотра её деталей с учётом срока работы, режима эксплуатации и обслуживания.

 

Признаки наличия, либо отсутствия того или иного вида неисправности в аккумуляторной батарее можно получить, проведя её тестирование в режимах, которые приведены в Табл. 9.

 

 

Таблица 9

Состояние аккумуляторной батареи	Ток разряда, А	Напряжение на выводах батареи при разряде	Характерные проявления при разряде
1. Исправная	0,6 Iхп по ГОСТ Р 53165 -2008	10,0-10,7 В на 30-й секунде разряда	Нет
2. Обрыв цепи внутри аккумулятора	0,6 Iхп по ГОСТ Р 53165 -2008	Резко падает до нуля	Слышен треск внутри батареи, «шипение» электролита
3. Короткое замыкание (КЗ)	0,6 Iхп по ГОСТ Р 53165 -2008	Около 10,0 В на 3-5 секунд разряда, затем резкое снижение до 6,0-8,0 В.	«Кипение» электролита при разряде батареи в дефектном аккумуляторе, выделяется газ с резким запахом.
4. Оплывание активного вещества, отслоение его от решёток пластин	0,6 Iхп по ГОСТ Р 53165 -2008	После некоторой стабильности резко падает до 5,0-6,0 В.	«Кипение» электролита в нескольких банках аккумуляторной батареи. Электролит тёмного цвета.
5. Полная коррозия решёток положительных пластин	0,6 Iхп по ГОСТ Р 53165 -2008	Без стабилизации резко падает до 3,0-6,0 В.	Может иметь место «кипение» электролита в аккумуляторах батареи, появление резкого запаха, электролит тёмного цвета.

 

Перед тестированием аккумуляторная батарея должна быть полностью заряжена, пробки должны быть вывернуты для наблюдения за электролитом. Разряд проводится с поддержанием величины тока в течение 30 секунд без изменения. С учётом конструктивных особенностей и степени износа электродов (срока эксплуатации), величина напряжения на полюсных выводах технически исправных батарей с общей крышкой составляет не менее 10,0 В.

 

Тестирование при меньших значениях разрядных токов (например, на вилку-пробник) не всегда позволяет установить дефект в аккумуляторах стартерной батареи. Это, в первую очередь, можно отнести к слабой форме короткого замыкания пластин в одном из аккумуляторов, то есть – при начальной стадии формирования короткого замыкания. Поэтому ослабленный аккумулятор еще может без видимых признаков (нет «кипения» электролита) и резкого снижения общего напряжения аккумуляторной батареи обеспечить разряд на нагрузочную вилку.

 

Практика применения для диагностики состояния аккумуляторных стартерных батарей прибора М415 Midtronics (США) (Рис. 44), BAT 121 фирмы BOSCH (Германия) или других аналогичных приборов показывает, что многие из рас­смотренных дефектов можно определять на этапе продажи.