Устройство автомобилей

Циклы зарядки и разрядки аккумулятора

Цикл зарядка-разрядка и определение фактической емкости аккумулятора

Фактическая емкость аккумуляторной батареи определяется с использованием, так называемого контрольного цикла зарядка-разрядка. Выполняется цикл в следующей последовательности.
Вначале производится зарядка аккумуляторной батареи током, равным 5 % номинальной емкости батареи. Затем с помощью специального прибора или реостата с амперметром аккумуляторную батарею разряжают током силой 5 % емкости до напряжения 10,2. 10,3 В.

Фактическая емкость (С_Ф) аккумуляторной батареи равна произведению времени разрядки на величину тока разрядки и может быть определена по формуле:

где:
t_р – время разрядки аккумуляторной батареи;
С_ном – номинальная (паспортная) емкость аккумуляторной батареи.

Пример:
Аккумуляторная батарея 6СТ-90 имеет емкость 90 А×ч, следовательно, ток ее разряда должен составлять 9 А. В результате контрольного цикла разрядки установлено, что аккумулятор разрядился за 6 часов.
Из этого следует, что реальная (фактическая) емкость аккумулятора
С_Ф = 9×6 = 54 А×ч,
т. е. значительно меньше номинальной (паспортной) емкости.

При повторе цикла разрядка-зарядка по описанной выше схеме фактическая емкость батареи в большинстве случаев постепенно увеличивается и может составить 90 % номинальной после 3. 4 циклов. Поэтому не следует спешить с утилизацией старой аккумуляторной батареи без оценки ее реального состояния при помощи описанных циклов заряда-разряда.
Если измеренная емкость аккумуляторной батареи меньше 40 % от номинальной емкости, то она, вероятнее всего, подлежит замене, а если больше, то после 2…4 циклов зарядки-разрядки ее можно установить на автомобиль для дальнейшей эксплуатации.

При определении технического состояния аккумуляторной батареи обычно ограничиваются определением степени ее заряженности по изменению плотности электролита для определения необходимости в подзарядке.
На практике чаще всего исправность аккумуляторной батареи и ее пригодность к дальнейшей эксплуатации определяют исходя из возможности надлежащего пуска двигателя и ее нормальной зарядки.

Восстановительный цикл зарядка-разрядка

Восстановительный цикл зарядка-разрядка проводится для восстановления емкости аккумуляторной батареи, снизившейся в результате сульфатации ее пластин или загрязненности электролита. Цикл технологически аналогичен описанному выше тренировочному циклу зарядки-разрядки, но при восстановлении применяется поэтапная замена электролита с промывкой бака и блоков пластин дистиллированной водой.
Восстановительная зарядка занимает значительно больше времени, поскольку заряд осуществляется слабым током (примерно 2 % номинальной емкости аккумулятора).

Для проведения восстановительного цикла зарядка-разрядка аккумуляторную батарею разряжают током, равным 10 %-й емкости до 10,2 В. После этого сливают старый электролит, промывают батарею дистиллированной водой и заливают электролит пониженной емкости (1,1 г/см 3 ). Затем заряжают аккумуляторную батарею малым током, равным 2% емкости до появления признаков окончания зарядки (стабилизация плотности электролита и ЭДС, выделение газов – «кипение» электролита).

По окончании зарядки сливают из аккумуляторной батареи электролит пониженной плотности, заливают электролит нормальной плотности и полностью заряжают ее током, равным 5% емкости батареи.

Для полного слива электролита или промывочной дистиллированной воды аккумуляторную батарею аккуратно переворачивают вниз отверстиями и выдерживают так в течение 5…10 минут.
Желательно большую часть содержимого бака батареи откачать при помощи резиновой груши, а остатки слить описанным выше способом. Не следует при сливе взбалтывать содержимое – мусор, застрявший между пластинами батареи существенно снизит ее реальную емкость.

Перед восстановительным циклом целесообразно выполнить контрольную зарядку-разрядку, оценив при этом фактическую емкость аккумуляторной батареи. Это позволит определить техническое состояние аккумуляторной батареи и избежать потери времени на длительную восстановительную зарядку в случае непригодности батареи – если фактическая емкость менее 40 % восстановительный цикл будет бесполезен. В большинстве таких случаев аккумуляторная батарея выбраковывается, поскольку ее ремонт или невозможен, или нецелесообразен.

Не следует забывать, что при зарядке аккумуляторной батареи происходит выделение вредных для здоровья и взрывоопасных газов , поэтому зарядку следует проводить в отдельном хорошо проветриваемом помещении, не допускать поблизости появления открытого огня и искр.

Что означает контрольно-тренировочный цикл и как провести КТЦ АКБ в домашних условиях

Аккумуляторная батарея является важным компонентом любого современного автомобиля. С её помощью запускается двигатель, плюс можно включать разных потребителей, не заводя мотор. Тем самым питание поступает не от генератора, а от АКБ.

Но с течением времени ёмкость батареи может падать. И в какой-то момент при повороте ключа в замке зажигания ничего не происходит. Да, специалисты в автосервисе скажут, что аккумулятору пришёл конец, срок его службы закончился, и лучше приобрести новый. Причём наверняка вам подскажут, где и какой покупать.

Но не стоит делать поспешные выводы. Такая процедура как КТЦ часто позволяет реанимировать батарею. Это не 100% гарантия возвращения полной работоспособности, но отличный способ сэкономить на покупке новой АКБ. Как минимум стоит попробовать.

Почему падает заряд

У всех АКБ есть определённая ёмкость, прописанная в Ач. На легковых авто чаще всего встречаются батареи на 60-80 Ач. То есть при 60 Ач устройство может в течение 60 часов выдавать ток, сила которого составит 1 Ампер. Но это в теории.

На практике всё иначе. Как только происходит запуск мотора, заряд сильно падает. Но он компенсируется за счёт работы генератора. Не все водители ездят много и часто, а потому генератор попросту не успевает восполнить весь заряд. Доказано, что в большинстве случаев авто эксплуатируются с постоянным недозарядом.

Ёмкость может уменьшаться под воздействием разных факторов:

• плохое крепление, механические повреждения;
• проблемы в электрооборудовании;
• нарушение целостности электропроводки;
• процессы сульфатации;
• езда по городу короткими поездками;
• низкая температура окружающей среды и пр.

Поскольку большинство водителей ездят именно в таких условиях, периодически проверять состояние и заряд АКБ нужно обязательно.

Понятие о КТЦ

Теперь следует детальнее разобраться с контрольно-тренировочным циклом для АКБ, поскольку далеко не все понимают, что это такое и для чего проводится.

Используемые на автомобилях аккумуляторные батареи являются свинцово-кислотными. Они отличаются между собой конструктивными особенностями, применяемыми добавками, консистенцией используемого электролита. Поэтому различают AGM батареи, гелевые, кальциевые и пр.

Срок службы АКБ обычно указан производителем на корпусе устройства. При этом часто можно увидеть цифры в пределах 5-10 лет. Такой период кажется вполне приемлемым, поскольку перспектива менять батареи раз в 7-8 лет радует. Но заявленные сроки редко совпадают с реальными. Это обусловлено тяжёлыми условиями работы, езда с постоянным недозарядом. Этим страдают машины, эксплуатируемые в городе и проезжающие короткие дистанции. Добавьте сюда низкие температуры и халатное отношение.

Чтобы минимизировать денежные затраты на покупку новой батареи, следует сделать всё возможное для продления срока службы имеющегося аккумулятора. Для этого и предусмотрена такая процедура как КТЦ.

Контрольно-тренировочным циклом называют процедуру, которая проводится для восстановления разряженных и старых АКБ. Её смысл заключается в полном разряде и последующем заряде устройства.

КТЦ позволяет частично восстановить характеристики, улучшить работоспособность аккумулятора. На прежние 100% эффективности, как было при покупке, рассчитывать не стоит. Но дополнительные 2-3 года АКБ точно послужит.

Рекомендуемая периодичность КТЦ составляет 2 раза в год.

Зачем нужны тренировки

Не все до конца понимают, для чего проводится подобная тренировка старого или севшего автомобильного аккумулятора.

Можно выделить несколько основных причин:

• желание отложить покупку новой дорогостоящей батареи;
• увеличение срока службы используемой АКБ;
• реанимация аккумулятора, о котором забыли и нашли его через долгое время;
• восстановление характеристик уже давно эксплуатируемой батареи.

В некоторых случаях, когда батарея пролежала пару лет в гараже либо её просто забыли снять с машины, оставив на длительное хранение без скинутых клемм, удаётся восстановить АКБ, которая кажется уже приговорённой к утилизации.

Правильно проведённая тренировка старого автомобильного разряженного аккумулятора, когда выполняется заряд-разряд, позволяет сэкономить деньги автовладельцу. Плюс АКБ несколько восстановит свои характеристики, а потому двигатель будет запускаться легче даже при сильных морозах.

Последовательность процедуры КТЦ

Многие занимаются проведением КТЦ старых аккумуляторов в домашних условиях и успешно выполняют поставленные задачи.

Чтобы выполнить такую процедуру, потребуется подготовить:

• зарядное устройство;
• ареометр;
• нагрузку нужной величины;
• мультиметр.

Самостоятельная зарядка собственного автомобильного аккумулятора методом КТЦ довольно часто даёт положительный результат. Но для этого важно чётко соблюдать инструкции и придерживаться заданной последовательности.

Чтобы выполнить тренировочный цикл, то есть заряд-разряд изношенных аккумуляторов, следует обучиться работе с мультиметром.

Сама процедура включает в себя 3 этапа:

• предварительная зарядка;
• контрольный разряд;
• заряд.

Тут важно выполнить грамотно каждый этап. Если при обычном обслуживании требуется лишь разряжать батарею, то при КТЦ аккумулятора необходимо знать, до какого напряжения это делать и когда приступать к обратному действию.

Проводятся предварительные расчёты для конкретной АКБ, чтобы определить точную нагрузку.

Предварительный этап

Если вникнуть в суть и изучить все детали, то схема проведения КТЦ автомобильного аккумулятора не покажется такой уж сложной. Поэтому многие успешно делают это своими руками.

При наличии заводского зарядного устройства хорошего качества никаких проблем не возникнет. Достаточно соединить АКБ с зарядным устройством и дождаться завершения процесса.

То, до какого напряжения потребуется проводить КТЦ, зависит от конкретного аккумулятора и условий выполнения цикла. Поэтому изучите его технические характеристики.

Заряд проводится по плотности находящегося внутри электролита и по напряжению. Выполняя предварительный заряд АКБ, ориентируйтесь на следующие значения:

• Напряжение 12,72 В соответствует плотности 1,28 и говорит о 100% заряде.
• Напряжение 12,5 В говорит, что плотность 1,24, а заряд 75%.
• При 12,35 В плотность будет 1,2. При этом АКБ заряжена на 50%.
• Если 12,1 В, то плотность низкая, всего 1,16, а заряд лишь 25%.

Эти параметры, как и применение специальных формул, будут актуальными при использовании упрощённой версии зарядного устройства. Важно рассчитать точное время.

К примеру, замер плотности аэрометром показал 1,16 г/см3. То есть заряд тут 25%, а его потеря соответственно 75%. Сама батарея имеет ёмкость 60 Ач.

Для расчёта потери ёмкость следует 60 Ач умножить на 75% и поделить на 100%. Получаем 45 Ач.

Напряжение зарядного тока должно всегда составлять не более 10% от ёмкости АКБ.

Если у вас 60 Ач, то зарядный ток составит 6 А.

В итоге легко рассчитать время, необходимое для заряда. Для этого есть формула: 2 умножить на потерю ёмкости и разделить на зарядный ток.

В рассматриваемом случае это 2*45/6. Итого 15 часов для заряда.

Но расчёт примерный, поскольку всё равно требуется постоянно следить за параметрами плотности и напряжения. Как только они достигнут 1,27 г/см3 и 12,7 В соответственно, заряд будет завершён.

Как провести предварительный заряд АКБ, уже разобрались.

Разряд

Далее о том, как правильно и самостоятельно провести КТЦ для своего аккумулятора. Нужно переходить на второй этап. Теперь правильно разряжаем АКБ.

Как ни странно, но для восстановления работоспособности батареи после её заряда нужно снова полностью посадить. Только процесс разряда должен строго контролироваться.

При разряде АКБ, будь он типа АГМ, популярный гелевый, кальциевый или классический свинцово-кислотный, требуется создать электроцепь, в которой будет подключен потребитель тока, вольтметр и амперметр.

Разрядка батареи выполняется током 10-часового режима. Его величина составляет в пределах от 9 до 10 от ёмкости АКБ.

Здесь стоит заглянуть в руководство по эксплуатации либо ориентироваться по специальным таблицам. Приведём несколько примеров:

• для АКБ с 6 банками на 50 Ач разрядный ток будет 4,5 А;
• при 6 банках, но 60 Ач, это 5,4 А;
• если банок 12, а ёмкость 70, тогда используется 7 А;
• при 90 Ач нужен ток разряда 8,1 А.

Разряд выполняется соответствующей и правильно подобранной нагрузкой. Для стандартных автомобильных АКБ, ёмкость которых составляет 60 Ач, достаточно взять лампочку на 65 Вт. Рассчитать нагрузку можно по формуле, умножив разрядный ток на напряжение, составляющее 12 В.

Имея все необходимые инструменты для КТЦ АКБ, можно приступать к разряду. Параллельно важно обеспечить такие условия:

• температура электролита при старте разряда в диапазоне от 18 до 27 градусов;
• проверка температуры и напряжения проводится перед началом процесса, а затем повторяется с интервалом 2 часа;
• при падении напряжения до 1,85 В проверка делается каждые 15 мин.;
• при снижении напряжения до 1,75 В параметры контролируются постоянно;
• на значении 1,7 В разряд прекращается, нагрузка отключается.

Ни в коем случае не оставляйте АКБ разряженной. Нужно сразу же приступать к повторному заряду.

Иначе реанимировать батарею уже вряд ли получится.

Повторный заряд

Теперь просто заряжаем ранее разряженную батарею. Здесь процедура ничем не отличается от первого контрольного заряда.

Но в зависимости от того, находится в вашем распоряжении обслуживаемый или необслуживаемый аккумулятор, при контроле рабочих параметров могут возникнуть трудности. Потому лучше всего проводить заряд именно специальными, заводскими зарядными устройства с системой автоотключения.

Для обеспечения лучшего качества КТЦ процедуру заряд-разряд-заряд рекомендуется повторить 2-3 раза.

По завершению тренировки очищаются клеммы, удаляются следы электролита при их наличии.

КТЦ требует к себе повышенного внимания. На эту процедуру обычно уходит 2 дня. При этом оставлять батарею на длительное время без присмотра категорически запрещено.