Как зарядить аккумулятор автомобиля?

С чего начинается автомобиль? Как это ни покажется странным, не с колес, двигателя или трансмиссии. До тех пор пока мотор не заведен – он просто кусок железа. И только при работающем двигателе автомобиль на что-то способен. А вот для его запуска необходим аккумулятор, без которого такая процедура невозможна. Поэтому техническому состоянию АКБ стоит уделять постоянное внимание. Даже при исправном электрооборудовании на борту порой стоит подумать, как зарядить аккумулятор автомобиля с помощью внешних устройств.

• Необходимые сведения об АКБ
• О способах зарядки АКБ. Общие соображения
• Зарядка АКБ постоянным током
• Зарядка АКБ постоянным напряжением
• Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ)
• Зарядка АКБ импульсным током
• Зарядка по Вудбриджу
•  Практические рекомендации по зарядке АКБ

Необходимые сведения об АКБ

Для понимания процессов, происходящих при заряде аккумулятора, желательно знать его устройство и понимать, что в нем творится в любое время. Здесь сразу следует сделать пояснения – речь будет касаться обыкновенных свинцово-кислотных аккумуляторов. Конструктивно АКБ состоит из набора гальванических элементов.

Считается, что один такой элемент, или, как его еще называют, банка, дает напряжение 2,1 В. Шесть подобных емкостей при их соединении образуют аккумулятор, способный показать напряжение 12,6 В. Для обеспечения протекания токовыделяющих реакций в конструкции АКБ используются:

• на аноде (положительном электроде) – PbO2 (двуокись свинца, имеющая темно-коричневый цвет);
• на катоде (отрицательный электрод) – Pb (губчатый свинец, цвет серый);
• электролит – H2SO4 (в виде водного раствора).

Основана работа такой батареи на принципе двойной сульфатации, известной с 1858 г. и выражающейся уравнением:

В процессе разряда (стрелка вправо) осуществляется взаимодействие активной массы на плюсе и минусе с кислотой, при реакции образуется вода и сульфат свинца, плотность электролита падает. Сульфат свинца оседает на поверхности и в глубине электродов, перекрывая ему доступ внутрь объема активной массы. При заряде (стрелка влево) происходит обратный процесс, под действием внешнего источника восстанавливается первоначальное состояние. Плотность электролита при этом повышается.

О способах зарядки АКБ. Общие соображения

Зарядка аккумулятора может быть произведена:

• при постоянном токе;
• по Вудбриджу (по ампер-часам);
• при постоянном напряжении;
• контрольно-тренировочным циклом;
• зарядкой импульсным током, в том числе:
• пульсирующим током;
• асимметричным током.

У каждого из этих методов существуют свои особенности, и любой из них позволяет достичь поставленной цели. Тем не менее на практике для того, чтобы зарядить аккумулятор автомобиля, чаще всего применяют методику, основанную на использовании постоянного тока или напряжения. Здесь необходимо отметить один момент. Изготовители батарей рекомендуют вести зарядку до напряжения 16-16,6 В на заряжаемой АКБ, тогда как на автомобиле генератор выдает напряжение, не превышающее 14,5 В.

Получается, что аккумулятор в процессе эксплуатации на машине полностью не заряжается. Однако если поднимать напряжение зарядки, то при превышении им величины 14,5 В АКБ начинает кипеть, вода разлагается и бурно выделяется водород. При его смешивании с воздухом образуется гремучий газ, это требует выполнения дополнительных мер безопасности. Да и признак кипения электролита – сигнал об окончании зарядки.

Другим сигналом, что батарея заряжена, является постоянство в течение 2 часов напряжения на ее контактах. Используемые для этих целей внешние устройства, называемые зарядными (ЗУ), представляют собой источники постоянного тока (выпрямленного). Они могут быть любыми, допускающими регулировку выходных параметров.

Зарядка АКБ постоянным током

Его величина при таком методе не должна превышать от емкости АКБ 1/10. Если она, например, составляет 60 Ач, то величина тока зарядки должна быть 6 А. Это значение следует выдерживать достаточно точно, кислотные АКБ чувствительны к превышению его величины. Оно поддерживается при помощи специального регулирующего устройства. В процессе зарядки надо контролировать текущее значение тока и при необходимости выполнять его корректировку.

Чтобы снизить газовыделение, когда напряжение станет равным 14,4 В, величину тока можно уменьшить до 3 А (для батареи емкостью 60 Ач), а при достижении 15 В – до 1,5 А. Признаком заряженной батареи будет сохранение параметров ЗУ неизменными в течение часа, при этом, по рекомендациям изготовителей АКБ, на ее контактах напряжение должно составлять 16,4 В.

Зарядка АКБ постоянным напряжением

Степень заряженности батареи будет зависеть от величины заданного напряжения. Так, при 24-часовом воздействии напряжением 14,4 В она зарядится на 75-85%, при использовании 15 В – до 85-90%, а при 16 В – на 95-97%.

В первый момент при включении зарядного устройства может протекать большой ток, поэтому должны быть предусмотрены определенные меры защиты от такого явления. В дальнейшем, по мере заряда АКБ, напряжение на ее выводах будет приближаться к приложенному внешнему, а величина тока будет уменьшаться.

Удобством подобной методики является автоматическое выполнение всего процесса, поскольку при этом не требуется следить за величиной тока. Но такая процедура не обеспечивает полную зарядку батареи при достижении установленного значения 14,4 В. Поэтому надо периодически применять зарядку постоянным током.

Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ)

Используют подобную методику в тех случаях, когда требуется оценить текущее состояние старой батареи. Кроме того, проведение нескольких циклов разряд/заряд позволяет его улучшить.

Для этого применяется следующая методика – заряженный аккумулятор разряжают в режиме 10-часового цикла до 10,2 В, а затем заряжают. Однако не стоит использовать КТЦ достаточно часто, каждая АКБ имеет определенный ресурс (т.е. способна выдержать определенное число циклов разряд/заряд), а подобная методика его сокращает.

Зарядка АКБ импульсным током

Так называют ток, периодически изменяющий свою величину. Для зарядки используют:

1. Пульсирующий. Его форма приведена на рисунке. Видно, что ток и напряжение, поступающие на аккумулятор, периодически меняют свою величину от нуля до максимального значения.

   

2. Асимметричный или реверсивный. При таком подходе за один цикл происходит заряд и разряд АКБ. Величина тока зарядки больше, чем отдаваемого батареей. Обычное соотношение между ними 10:1, т.е. аккумулятор получает больший заряд, чем теряет.

   

Использование таких токов способствует восстановлению активной массы во всем объеме, а кроме того, уменьшает сульфатацию пластин. Это позволяет несколько увеличить емкость батареи и продлить срок ее службы.

Зарядка по Вудбриджу

Согласно этому закону, значение тока зарядки (в амперах) должно быть не больше величины недостающей емкости (измеренной в ампер-часах). Например, если емкость батареи 60 Ач, а она разряжена наполовину, то величина тока зарядки устанавливается 3 А (30 Ач х 0,1) и зарядка займет ориентировочно 10 часов (30 Ач/3 А).

 Практические рекомендации по зарядке АКБ

Большое количество способов восстановления АКБ позволяет выбрать наиболее подходящий для самых различных ситуаций. Но обычно, как уже отмечалось, в повседневной практике используются лишь несколько из них. Остальные чаще всего применяются в специальных случаях. Обычно метод зарядки определяется имеющимся в распоряжении ЗУ.

Ситуация, когда батарея оказывается разряжена, не такая уж и редкость. То ли случайное замыкание, то ли не выключенная лампочка, оставленная на ночь, – и вот уже возникает задача, как зарядить полностью разряженный аккумулятор автомобиля. Для ее решения достаточно иметь любое зарядное устройство. Что происходит при восстановлении АКБ, описано выше, а указания по применению конкретного изделия приведены в руководстве к нему.

Дополнительную информацию о процессе зарядки и использовании предназначенных для этих целей устройств можно получить при просмотре видео.

Существует несколько различных способов зарядки АКБ. Применять можно любой из них, все они обеспечивают нормальную зарядку батареи, позволяющую ее эксплуатировать 5-7 лет. Подобную процедуру стоит проводить хотя бы раз в год, и обязательно при наступлении зимы. Обычно на автомобиле, особенно если он эксплуатируется в городском цикле и не очень интенсивно, батарея бывает недозаряженной, что может сказаться на ней отрицательно в зимнее время. Поэтому перед наступлением холодов АКБ лучше всего зарядить с использованием внешнего зарядного устройства.