0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияет ли заряд аккумулятора на работу двигателя

Может ли разряженный аккумулятор «убить» генератор: видеоэксперимент

И аккумулятор, и генератор являются звеньями одной цепи – электрической цепи автомобиля. Общеизвестно, что неправильно работающий генератор может крайне негативно сказаться на сохранности аккумуляторной батареи. Недозаряд или, того хуже, перезаряд выведет батарею из строя. Конечно, аккумулятор придет в негодность в любом случае, но скорость, с которой это произойдет, может существенно отличаться.

Но поскольку электроцепь-то замкнутая, не может ли так случиться, что аккумулятор каким-то образом выведет из строя генератор? Скажем, если батарея разряжена в ноль, как она повлияет на жизнь остальной бортовой системы питания и главного ее элемента – генератора?

В сети Интернет можно найти разные варианты ответов на этот вопрос – от категорического «нет, генератору ничего не будет» до не менее категоричного «да, устройство, превращающее механическую энергию в электрическую, вроде как, может повредиться. В случае полного разряда резко возрастает потребляемый нагрузкой ток, с ним растет нагрузка – и пошла цепная реакция».

Сегодня мы нашли для вас занимательный видеоэксперимент, в котором будет подтверждено или развеяно следующее: миф ли, что из-за севшей батареи может выйти из строя генератор, или чистейшая правда? Итак, вот видео:

Видео взято с YouTube-канала Engineering Explained

Но прежде чем его просмотреть, объясним суть эксперимента. Кстати, не стоит беспокоиться по поводу того, что видео англоязычное, мы поясним основные моменты опыта и доводы инженера.

Итак, вопрос в описании под видео:

Что делать, если аккумулятор в машине разрядится? Можно ли прыгнуть в машину и уехать, или лучше использовать зарядное устройство, а не полагаться на генератор для зарядки аккумулятора?

В этом видео проверим параметры электрической системы автомобиля, чтобы определить, как влияет работа с разряженной батареей по сравнению с работой с заряженной. Мы рассмотрим напряжение батареи (двигатель включен и выключен), напряжение генератора, силу тока и температуру генератора. Может ли «мертвая» батарея вызвать перегрев вашего генератора? Мы узнаем это на видео!

Способы проверки аккумулятора

Какие аккумуляторы есть на рынке? Свинцово-кислотные, литиевые и щелочные. Аккумуляторная кислотная батарея, или АКБ, чаще всего используется в авто- и мототехнике. Проверенные временем устройства долго держат заряд и хорошо переносят постоянные нагрузки. Недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является их уязвимость к холоду. Отрицательная температура в сочетании с низким зарядом аккумулятора влияют на плотность электролита внутри батареи. Чтобы не допустить замерзание и разрядку АКБ, необходимо знать как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность.

Существует несколько способов проверки состояния АКБ:

  1. с помощью индикатора;
  2. с использованием мультиметра;
  3. нагрузочной вилкой;
  4. зарядным устройством.

Как понять, что садится аккумулятор в машине и почему это происходит

Если вы знаете как понять, что сел аккумулятор в автомобиле, не стоит удивляться, если это начнет происходить уже после нескольких лет эксплуатации батареи. Даже качественные и мощные АКБ могут быстро разряжаться уже через несколько лет после начала работы, что может быть обусловлено следующими причинами:

Ресурс устройства закончился раньше заявленного производителем срока из-за низкого качества исполнения или наличия заводских дефектов.

В бортовой сети имеется утечка тока и заряд расходуется, даже когда машина стоит на стоянке.

Кто знает как понять, что сел аккумулятор в машине, обязательно обратит внимание на то, что во время работы машины АКБ не заряжается. Это говорит о проблемах с зарядным устройством или питанием от генератора.

Влияние температурного перепада в зимнее время способно изменить плотность электролита и полностью лишить его накопленного электричества.

Снижение характеристик аккумулятора по причине физического износа и старения

Как известно ничего вечного не бывает, соответственно и аккумуляторные батареи подвержены естественного износа. В результате в процессе повседневной эксплуатации АКБ постепенно снижаются их параметры и рабочие характеристики. Так, например, со временем неизбежно дает о себе знать коррозия основных элементов конструкции изделия, и в том числе решетки положительного электрода, что в свою очередь ведет к повышению внутреннего сопротивления аккумулятора и уменьшению величины его разрядного напряжения (это происходит даже в полностью заряженной батарее).

Снижается также и емкость АКБ в процессе ее использования. Причину данного явления тоже можно легко объяснить: при работе аккумулятор испытывает многочисленные режимы разряда и заряда, которые постоянно чередуясь между собой, приводят к постепенному оплыванию активной массы батареи из-за явления деструкции (разрушения ее структуры). В результате количество активной массы аккумулятора, принимающей непосредственное участие в химических реакциях, протекающих в АКБ, снижается.

Данный процесс может усиливаться при частых повторениях глубоких разрядов или наоборот недозарядов вследствие наличия утечек тока в автомобильной электросети, либо неисправностей в регуляторе напряжения и генераторе соответственно. Больше всего боятся глубоких разрядов батареи, у которых решетки положительных электродов выполнены из сплава кальция и свинца, поскольку в таких условиях они очень быстро теряют емкость. В случае продолжительной эксплуатации аккумулятора при повышенном напряжении заряда и увеличенной плотности электролита приблизительно на 1,3 г/см относительно нормы, снижается показатель емкости отрицательных электродов, а при степени заряженности АКБ равной 40–60% начинается процесс оплывания активной массы обоих электродов.

Еще одним сигналом сильного износа батареи является увеличенная скорость ее саморазряда, а также повышенный расход воды в процессе эксплуатации. Естественным считается увеличение этих показателей в 2 раза по истечении года интенсивной работы аккумулятора и в 4 раза после двух лет непрерывного использования АКБ. При этом вышеупомянутые модели батарей токоотводами, выполненными из свинцово–кальциевого сплава, характеризуются наименьшим саморазрядом и расходом воды, в то время как изделия классического исполнения отличаются наибольшими рассмотренными показателями.

Читать еще:  2109 глохнет на холостых при горячем двигателе

Анализируя все вышесказанное можно сделать вывод о том, что с увеличением периода эксплуатации аккумулятор требует к себе повышенного внимания и более бережного отношения. Для большей наглядности рассмотрим следующий пример: при использовании АКБ со средней интенсивностью и годовым пробегом не более 20 тысяч километров необходимо проверять состояние батареи не реже раза в год. Такие проверки лучше всего производить перед наступлением холодов (в начале осени), либо по окончании зимнего периода (в начале/середине весны). Когда аккумулятор «отходит» 2 года или 30–40 тысяч километров проверки необходимо участить до трех-четырех раз в год. При пробеге свыше 60 тысяч километров на одном аккумуляторе контроль состояния последнего необходимо производить не менее 1 раза в месяц.

Cуть данных проверок пригодности АКБ заключается в выполнении ее тестового разряда при положительной температуре током в два раза меньшим величины тока холодной прокрутки (при зимнем запуске двигателя) по SAE или EN. Условием, при которым аккумулятор пригоден для дальнейшего использования, является достижение величины напряжения на выводах батареи отметки в 9,6 В по истечении 30 секунд с начала процесса разряда. В случае не достижения данного значения аккумулятор к дальнейшему использованию не допускается и подлежит утилизации. Выполнить такую проверку при отсутствии такой возможности можно специализированном сервисном центре.

Аккумулятор с ёмкостью больше штатной: когда можно ставить и когда нельзя?

Пришли холода и первые ночные заморозки – а, значит, стоит ждать неприятных сюрпризов от стареньких аккумуляторов, которые теплым летом еще кое-как справлялись со своими задачами. Автовладельцы отправляются в магазин за новыми батареями, и многим приходит в голову мысль: а может быть, взять емкость побольше прежней?

Даже в наши просвещенные времена в народе живет и не думает умирать популярный гаражный миф, согласно которому установка аккумулятора с емкостью, выше паспортной, считается опасной. Дескать, стартер сгорит, а генератор надорвется, ибо электросистема автомобиля «рассчитана на аккумулятор определенной емкости».

Однако на самом деле емкость аккумулятора может быть любой!

Можно в два раза больше, можно в три. В пять. В десять. Сколько влезет. Лишь бы не меньше штатной. Если взбредет в голову такая блажь, можно поставить в багажник Daewoo Matiz «грузовой» аккумулятор на 12 вольт/225 ампер-часов, массой около 60 килограммов, и вывести толстые провода от него в моторный отсек. И даже в таком случае никаких проблем в электросети автомобиля не возникнет – ни со стартером, ни с генератором. Стартер будет исправно крутить, точно так же, как и с родным матизовским АКБ емкостью 35 ампер-часов. А генератор – заряжать.

Почему так? Все очень просто!

Сгорит ли стартер?

Сперва об «опасности сжечь стартер». Выразимся не совсем технически, но понятно – не батарея дает стартеру ток изо всех своих сил, а стартер берет его у батареи – столько, сколько ему нужно.

Обладая постоянным собственным сопротивлением, он берет от аккумулятора ток, согласно классическому закону Ома – напряжение батареи делится на сопротивление стартера. И если, скажем, стартер того же Матиза потребляет ток 100 ампер (условно) от родной 12-вольтовой батареи емкостью 35 ампер-часов и размером с пакет молока, то те же 100 ампер (а не двести, не триста и т.п.) он возьмет и от огромной 60-килограммовой 225-амперчасной батареи, вытащенной гипотетически из какого-нибудь грузовика (при условии, что она тоже 12-вольтовая, разумеется).

Будет ли недозаряд?

Теперь об «опасности недозаряда». В рамках того же популярного мифа многие считают, что если штатный аккумулятор автомобиля заряжается генератором исправно, то с увеличенной емкостью батарея будет всегда недозаряженной. И это тоже категорически не так!

Стартер (как и любые прочие электропотребители автомобиля) обладает постоянными и неизменными характеристиками «аппетита» — перейдем уж полностью на кулинарную терминологию для простоты. И если представить количество энергии в полностью заряженном аккумуляторе, как некий объем воды, то для запуска двигателя стартер «выпьет» из батареи, скажем, один «литр». А генератор этот «литр» восполнит минут за десять поездки. И нет никакой разницы – откуда этот «литр» будет взят и куда возвращен – из емкости объемом 35 «литров» или из емкости 225 «литров»!

Для чего нужна повышенная емкость?

А, собственно, в идеальных условиях она и… не нужна! Если генератор и электропроводка автомобиля исправны, а поездки регулярно восполняют затраченный стартером объем энергии, то можно годами ездить, вообще не интересуясь состоянием аккумулятора – как будто его нет.

Но это идеальная ситуация, в жизни встречающаяся редко. На деле батареи в машинах большинства жителей городов всегда находятся в состоянии небольшого перманентного недозаряда. Завели машину (отняли часть запаса энергии батареи), поехали, встали в пробку. На холостых оборотах работа генератора малоэффективна, а если включить свет, печку, разные обогревы и прочее, то аккумулятор вообще перестает пополняться.

В итоге, если вернуться к литрам воды, изображающим энергетическое содержимое аккумулятора, то за поездку был затрачен, скажем, «литр», а возвращено 0,7. И так каждый день. Если ничего не предпринимать (а нужна либо зарядка аккумулятора внешним зарядным устройством, либо хотя бы хорошая дальняя поездка с ветерком и без пробок), то через какое-то время в один далеко не прекрасный день вы просто не заведете мотор.

Читать еще:  Высокий ток двигателя причины

А с батареей увеличенной емкости? Тоже не заведете! Но только случится это позднее. На неделю. На две. Или на месяц. В зависимости от объема емкости сверх нормы и многих других факторов. Срок прибавки не спрогнозировать. Но этот временной «бонус» может очень здорово помочь – возможно, в течение него, к примеру, выдастся дальняя поездка. Или вовсе весна наступит…

А когда нельзя поставить батарею повышенной емкости?

Препятствия часто могут быть чисто геометрические. Это на Волге или старом УАЗе под капотом был запас свободного места на вдвое большую батарею, а на многих современных машинах место под аккумулятор ограничено весьма жестко – влезает аккумулятор со строго определенными габаритами длины, ширины и высоты, и все. И в этих параметрах вам, скорее всего, удастся купить только батарею той же емкости, что и была. Ну, максимум на пять ампер-часов больше…

Совсем другая история — когда батарею увеличенной емкости поставить физически возможно, но «просто взять и заменить» нельзя – после замены требуется внести изменения в настройки системы управления двигателем! «Что за бред?!» – спросил бы технически грамотный автовладелец лет, эдак, десять-пятнадцать назад. И был бы прав – это действительно звучит как бред, ибо раньше система зарядки аккумулятора от генератора была полностью самодостаточной и автономной, и «мозги» автомобиля не вмешивались в этот процесс. На бюджетных машинах в массе своей так, в общем-то, и осталось, но в современных авто от среднего класса и выше процесс зарядки батареи все чаще комплексно контролирует умная электроника, «менеджер бортовой электросети».

Работает это так: на проводе, идущем от аккумулятора к генератору, стоит датчик силы и направления тока, по которому «мозги» определяют количество энергии, идущее от аккумулятора (разряд) и обратно (заряд). А поскольку в память управляющей программы занесено значение штатной емкости батареи, она всегда в режиме реального времени знает, до какой степени реально наполнен аккумулятор.

Знание состояния аккумулятора важно на автомобиле с развитой электрикой и электроникой – с опцией «старт-стоп» и прочими сервисами. К примеру, система может отследить существенное снижение уровня заряда батареи из-за длительного движения в пробках с множеством включенных мощных электропотребителей, и в какой-то момент по своему разумению отключить часть из них принудительно. Обычно что-то необязательное, типа обогрева заднего стекла или сидений. Восстание машин? Нет, забота! Чтобы вы завтра наутро завели мотор, а не бегали с проводами в поисках прикуривальщика…

Также система может снизить напряжение в бортсети, подав команду на генератор, если аккумулятор полностью заряжен, дабы уменьшить выкипание воды из электролита и продлить батарее жизнь. Есть еще много разных ситуаций, в которых задействован «менеджер электричества», но основа его корректной работы – знание реальной емкости батареи.

Если вы просто поставите АКБ увеличенной емкости, весь контроль потоков энергии к батарее и от нее пойдет насмарку, ибо рассчитываться все будет исходя из иной начальной емкости, неверной. Поэтому эти данные нужно запрограммировать в систему – вот только, к сожалению, для этого обычно требуется дилерский софт и диагностическое оборудование. Конечно, если вы где-то в глуши, вдали от официального сервиса были вынуждены купить и самостоятельно поставить батарею иной емкости, нежели была, ничего страшного прямо сразу не случится – вы заведете мотор, поедете, и все системы управления, комфорта и безопасности будут исправно работать. Но заехать в ближайшее время к дилеру и «прописать» в системе новую батарею все же стоит.

Периодическая проверка и обслуживание

Как и любому узлу автомобиля, аккумулятору нужна периодическая проверка и диагностика. Если у вас новая батарея, то эта процедура в авторизованном сервисе обязательна для сохранения гарантии.

Как проверяют аккумулятор? Прежде всего, нагрузочной вилкой — она имитирует нагрузку от стартера автомобиля, фиксируя просадку напряжения батареи. Если аккумулятор обслуживаемый, то нужно проверить и уровень электролита, попутно замерив ареометром его плотность.

Кроме аккумулятора, мультиметром (тестером) проверяют и сам автомобиль: уровень зарядки от генератора и ток утечки. Неисправности в электрике машины в первую очередь сказываются на «здоровье» батареи. Для самостоятельного контроля за состоянием аккумулятора и уровнем зарядки есть удобные цифровые тестеры, работающие от прикуривателя.

Обслуживание современного аккумулятора обычно сводится к его очистке от грязи и зарядке стационарным зарядным устройством.

Как заряжать аккумулятор?

Итак, давайте разберемся, что представляет из себя правильный заряд аккумуляторной батареи. Для начала хотим обратить внимание на одно общее правило, касающееся ВСЕХ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ видов аккумуляторов, известных науке: чем меньше раз разряжается аккумулятор и чем менее глубоким является каждый отдельно взятый его разряд, тем большим будет срок его службы. Все мифы о том, что аккумулятор (какой бы он ни был!), нужно каждый раз полностью разряжать, а затем полностью заряжать, и только так он прослужит максимально долго, а также утверждения «знатоков», что, мол, надо обязательно периодически разряжать аккумулятор, иначе он испортится – полная чушь ! Если Вам предлагают купить аккумулятор и при этом рассказывают подобные «истории» – держитесь от таких продавцов и их продукции подальше. Для низкокачественных батарей, производимых из «грязного» вторсырья, отсутствие периодической «встряски» в виде разряда-заряда может действительно быть причиной быстрого выхода из строя (из-за того, что пластины данных АКБ чрезмерно загрязнены, и без «встрясок» данная «грязь» быстро обволакивает поверхность пластин и мешает нормальному прохождению процесса электролиза). Но для качественных аккумуляторов наиболее излюбленным является именно режим постоянного (буферного) подзаряда, при котором практически отсутствуют разряды, а сама АКБ постоянно пребывает под правильным напряжением.

Читать еще:  Что такое трд двигатель

Здесь надо учитывать также эффект памяти некоторых аккумуляторных батарей — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток только до «запомненной границы». Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый аккумулятор.

Переходим ближе к делу. Чтобы правильно заряжать аккумулятор нужно понимать, в каком режиме он у Вас эксплуатируется.

Что такое буферный режим работы

Самый яркий пример буферного режима работы аккумулятора – ИБП (источник бесперебойного питания, он же UPS). В ИБП аккумуляторная батарея находится на постоянной подзарядке и отдает энергию лишь тогда, когда пропадает электричество в сети, а как только оно появляется, аккумулятор тут же подзаряжается. Это самый щадящий режим работы и именно в буферном режиме, как мы уже говорили, аккумуляторы служат дольше всего (например, наши батареи EverExceed серии ST, производимые по технологии AGM нового поколения, имеют срок службы в буферном режиме при Т=20 о С – 12 лет).

Что такое циклический режим работы

Пример циклического режима использования АКБ – поломоечная машина, детский электромобиль в парке аттракционов, либо же система автономного электропитания с использованием альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветряков и т.д.). Аккумуляторы в этих приложениях разряжают-заряжают как минимум 1 раз в сутки. Такой режим является наиболее суровым, и срок службы АКБ тут уже исчисляется не годами, а количеством циклов разряд-заряда (ну и их глубины, естественно). Упомянутые ранее аккумуляторы EverExceed серии ST могут обеспечить до 600 циклов глубокого 100% разряда (обычные же AGM-аккумуляторы – не более 280). Всегда очень удивляет, когда в приложениях с явно циклическим характером работы (те же системы электропитания на солнечных батареях, либо мобильные кофемашины) некоторые «умельцы» предлагают использование стартерных автомобильных аккумуляторов (аргумент – их дешевизна!). Уведомляем всех, кто столкнулся с подобным предложением : стартерные АКБ имеют тонкие пластины, они рассчитаны лишь на запуск двигателя и дальнейшую подзарядку от генератора, в циклическом же режиме с глубокими разрядами они не прослужат и пары месяцев – их пластины «посыпятся» и на этом эксперемент с «дешевым аналогом» будет завершен.

Как правильно заряжать аккумулятор в буферном режиме:

Всем известно, что номинальное напряжение одного элемента в свинцово-кислотных АКБ = 2 Вольта (отметим, что на практике оно обычно никогда не равняется строго 2 В, но для простоты применяется именно такое число). В быту наиболее часто используются аккумуляторные батареи напряжением 6 Вольт (3 элемента) и 12 Вольт (6 элементов).

В буферном режиме напряжение заряда следует выставить на уровне 2,27 – 2,30 Вольт на элемент (то есть для 12-вольтового аккумулятора это 13,6 – 13,8 В, а для 6-вольтового – 6,8 – 6,9 В). Это подходит как для AGM, так и для гелевых батарей.

Ток заряда должен быть ограничен в величину, равную 30% от номинальной 10-часовой емкости аккумулятора, выраженную в Амперах (для гелевых аккумуляторов – 20%). Например, для батареи с емкостью С­10=100 Ач ограничение тока заряда должно составлять 30 А (для гелевых АКБ – 20 А).

Как правильно заряжать аккумулятор в циклическом режиме:

Напряжение заряда:

2,4 – 2,45 В/эл. (14,4 – 14,7 В на 12-вольтовую батарею или 7,2 – 7,35 В на 6-вольтовую) – для AGM-аккумуляторов;

2,35 В/эл (14,1 В на 12-вольтовую батарею или 7,05 В на 6-вольтовую) – для гелевых аккумуляторов.

Ток заряда:

20% от С10 (для батареи емкостью 100 Ач – это 20 А).

Сколько должен длиться заряд батареи

Продолжительность заряда зависит от изначальной заряженности (разряженности) батареи. Поначалу идет быстрый заряд (бустерный), но по мере насыщения потребляемый ток снижается, доходя до минимума при достижении полной заряженности АКБ. Критерий полной заряженности – падение тока, который принимает аккумулятор, до 2 – 3 мА на каждый Ач емкости батареи (при буферном заряде). Например, для той же С­10=100 Ач батареи падение тока зарядки до 200 – 300 мА будет означать, что батарея почти полностью заряжена. Чтобы довести уровень заряда АКБ до 100%, следует продолжать зарядку таким милли-током еще около 1 часа. Обычно, полностью разряженная батарея заряжается за 10 часов в циклическом режиме или за 30-48 часов в буферном.

Следует учесть, что для полной зарядки аккумуляторной батареи ей следует сообщить примерно на 20% энергии больше, чем следует из понятия “номинальная емкость”. Это, как говорится, законы природы, и они едины для всех свинцово-кислотных да и других батарей, независимо от вида и производителя. Образно говоря, если батарею не «перенасытить», в ней не завершатся должные электрохимические процессы и дальнейшая отдача будет меньше.

Производить зарядку аккумуляторных батарей желательно при температуре окружающей среды 20 – 25 о С.

При меньшей температуре заряжать необходимо более длительное время. Зарядка аккумулятора при температуре менее 0 о С становится крайне нежелательной (ибо почти безрезультатна). Желательно также наличие функции термокомпенсации (изменения напряжения заряда в зависимости от температуры окружающей среды) на Вашем зарядном устройстве.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector