Ток заряда автомобильного аккумулятора

Ток заряда автомобильного аккумулятора

Автомобильные аккумуляторы, независимо от их емкости, типа и размеров, в обязательном порядке должны быть хотя бы изредка заряжены в условиях, близких к идеальным. Это продлит жизнь аккумулятору и избавит от неприятных неожиданностей, особенно зимой. Только заражать АКБ нужно правильно, иначе в один прекрасный день аккумулятор без видимых на то причин, прикажет долго жить, не отходив и половину срока службы.

Содержание:

СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ И ТОК ЗАРЯДКИ

Важно правильно оценивать понятие «полная разрядка» аккумулятора. Номинальное напряжение «12В» – это удобная для обихода цифра, но не более того. Реально каждая из шести последовательно соединенных банок выдает чуть больше 2,1В. Таким образом, нормальное рабочее напряжение соответствует 12,7-12,9В. Снижение вольтажа на 10-12% определяет фактическую, полную потерю заряженности.

Положительные и отрицательные пластины начинают обильно покрываться сульфатом свинца, а электролит теряет свою плотность. Без надлежащего контроля химические процессы становятся необратимыми, на рабочих поверхностях образуется нерастворимый осадок, а батарея приходит в негодность. Особенно губительна глубокая разрядка для кальциевых АКБ типа Ca/Ca.

Точно и быстро охарактеризовать текущую степень заряженности можно с помощью вольтметра и специального показателя работоспособности тока – электродвижущей силы (ЭДС). Для этого измерительный прибор подключается к клеммам батареи при нулевом токопотреблении и без нагрузки (состояние покоя). Также необходимо учитывать актуальную окружающую температуру (см. таблицу).

Максимальная сила тока зарядки составляет 1/10 часть от емкости АКБ, например, для 60Ач – это 6А, для 75Ач – 7,5А, для 100Ач – 10А. Аккуратного подхода требуют классические свинцово-кислотные батареи 60Ач в супербюджетном облегченном исполнении 13-13,5 кг (обычный вес 14,2-14,5 кг). Несмотря на заявленную емкость в 60 ампер-час, иногда в каждой банке размещено 4-5 положительных и 5 отрицательных пластин вместо стандартного формата 6+6. Это не только снижает вес, но и фактическую емкость, которая не превышает 40-45Ач и требует для корректного восстановления максимальную силу тока в 4-4,5А.

Регулировка тока заряда автомобильного аккумулятора

Emilian Robert Vicol, flickr.com CC BY

Проблемы с аккумулятором явление довольно частое. Холодный климат, частые короткие поездки в городе – все это не способствует долгой и счастливой жизни аккумуляторной батареи. И вот оно произошло – аккумулятор разряжен. Что делать?

Если вы все проверили и убедились, что проблема именно в аккумуляторе, то есть два пути. Первый – обратиться в сервис. Там сделают полную диагностику и обслуживание аккумулятора, проведут зарядку по всем правилам. Может быть, даже выдадут на время зарядки подменный аккумулятор. Один минус – стоимость таких услуг приближается к цене нового аккумулятора.

Да и не к лицу человеку умелому не попробовать зарядить аккумулятор самостоятельно. Дело это не такое сложное. Поэтому приступим.

Когда заряжать?

Естественно, что заряжать нужно разряженный аккумулятор, который уже не может обеспечить нормальную работу стартера. Но периодически, хотя бы раз в год перед зимней эксплуатацией автомобиля, имеет смысл зарядить аккумулятор и при отсутствии проблем. Дело в том, что генератор в автомобиле может не успевать полностью восстанавливать заряд аккумулятора. Особенно сильно это проявляется в городской эксплуатации при частых и коротких поездках в течение дня. При понижении температуры емкость аккумулятора падает и готова проблема!

Чем заряжать?

Для зарядки аккумуляторной батареи используется автомобильное зарядное устройство. Приобрести можно любое – от простейших с ручной регулировкой зарядного тока до сложных микропроцессорных устройств с полностью автоматическим процессом заряда любых типов батарей и множеством сервисных функций.

Кроме того, бывают просто зарядные устройства, а бывают пуско-зарядные. Пуско-зарядные устройства могут выдавать значительно больший ток и обеспечивать запуск двигателя при разряженной аккумуляторной батарее.

Цена зарядных устройств от 800 до 4000 рублей, пуско-зарядных – до 6000-8000 рублей. Приобретать пуско-зарядное устройство нет смысла, если рядом с автомобилем нет возможности подключения к сети 220 В.

Если зарядное устройство приобретается для восстановления разряженного аккумулятора или периодической профилактической зарядки, то вполне достаточно выбрать простое устройство с плавной или ступенчатой регулировкой зарядного тока стоимостью 1000-1200 рублей. Устройство должно быть рассчитано на максимальный зарядный ток не менее 6-8 ампер. Очень желательно наличие стрелочных индикаторов для зарядного тока и напряжения.

Как заряжать?

Внимание! Современные автомобили и дополнительные устройства могут критично относиться к снятию аккумулятора. Перед выполнением описанных действий внимательно изучите инструкцию по эксплуатации!

Убедитесь, что ваша аккумуляторная батарея свинцово-кислотная. Другие типы батарей могут требовать особой технологии зарядки.

Для зарядки аккумуляторную батарею нужно снять с автомобиля. В крайнем случае – освободить от присоединительных зажимов обе клеммы. Как именно это сделать описывается в книгах по ремонту. Бывает, что в импортных автомобилях аккумуляторная батарея размещается в необычном месте, крепится хитрым способом, да и вообще может быть не одна. Но чаще всего аккумулятор живет под капотом.

Перед зарядкой аккумуляторную батарею следует тщательно очистить от грязи. Для нейтрализации кислоты, которая может быть на корпусе, аккумулятор протирают слабым (половина чайной ложки на стакан воды) раствором питьевой соды. В холодное время года батарее нужно дать постепенно прогреться до комнатной температуры. Прогрев батареи в горячей воде может привести к взрыву!

Если конструкция аккумулятора позволяет, то нужно освободить отверстия аккумуляторных элементов — вывернуть пробки (6 шт.)

Иногда пробки закреплены на едином основании – пластмассовой полоске. Ее нужно вынуть, подцепив плоской отверткой сначала с одной, а потом с другой стороны аккумулятора. Необслуживаемые батареи заряжают закрытыми.

Важной операцией для обслуживаемого аккумулятора является проверка уровня электролита. Электролит должен закрывать пластины на 10-15 мм. Проверить можно стеклянной трубкой или корпусом прозрачной шариковой ручки. Трубку опускают в заливочные отверстия до упора в пластины, закрывают пальцем верхний конец и вытаскивают. Высота столбика жидкости покажет уровень электролита. Если уровень меньше, то аккумулятор доливают дистиллированной водой. Доливка электролита недопустима!

После подготовки провода от зарядного устройства присоединяют к аккумуляторной батарее, соблюдая полярность (плюс к плюсу, минус к минусу)!

Внимание! Неправильное подключение может привести к короткому замыканию. Подключать и отключать зарядное устройство к аккумулятору нужно в выключенном состоянии.

Зарядное устройство включают и устанавливают зарядный ток. Общепринято, что зарядный ток должен быть численно равным емкости аккумулятора, деленной на 10. Например, для аккумулятора на 55 А-ч зарядный ток устанавливают на 5.5 ампера. Автоматические зарядные устройства выбирают ток сами.

Время зарядки для полностью разряженного аккумулятора составляет не менее 10-12 часов. По мере заряда ток будет уменьшаться (автоматические зарядные устройства могут компенсировать снижение зарядного тока увеличением напряжения). Автоматическое зарядное устройство само подает сигнал об окончании зарядки. Определить окончание зарядки для обычного устройства можно несколькими способами:

• Аккумулятор начинает интенсивно «кипеть» — в отверстиях элементов видно выделение пузырьков газа. После появления пузырьков зарядку можно продолжать еще 2-3 часа.
• Напряжение на аккумуляторе перестает расти и остается неизменным 1-2 часа.
• Плотность электролита в элементах перестает расти и остается неизменной 1-2 часа. Для замера плотности электролита нужен ареометр.
• Зарядный ток падает до 0,5-1 А. Этим током можно продолжить зарядку 2-3 часа.

Если признаки окончания зарядки появляются слишком рано, то аккумулятор неисправен. При желании его можно попробовать восстановить самостоятельно или в мастерской. Но, как показывает практика, успехом восстановление оканчивается редко и лишь ненадолго отдаляет покупку нового аккумулятора. К тому же никогда не знаешь заранее, в какой именно момент старый аккумулятор откажет. Поэтому лучший путь – покупка нового.

Что делать после зарядки?

После окончания зарядки отверстия в аккумуляторе закрывают, верхнюю панель еще раз протирают раствором соды, чтобы нейтрализовать кислоту, выплеснувшуюся в процессе зарядки. Клеммы аккумулятора и зажимы бортовой сети автомобиля зачищают мелкозернистой наждачной бумагой и смазывают тонким слоем консистентной смазки (литол, солидол). Аккумулятор устанавливают на место, присоединяют клеммы и надежно их затягивают.

Внимание! Положительную клемму следует присоединять осторожно, не допуская прикосновения инструмента к металлическим частям кузова и двигателя.

Сверху на зажимы также можно нанести слой смазки для защиты от проникновения воды и окисления контактов. Вот теперь можно сказать – счастливого пути!

А если зарядного устройства нет, то можно и без него, как на видео. Но повторять не советую – опасно!

Схема с асинхронной гармоникой тока

Принцип формирования сигнала

Убирать кристаллы серного свинца с пластин позволяет меняющийся по величине и направлению электрический ток. Форма его гармоники имеет несимметричный, но повторяющийся характер.

Зарядный ток каждой полуволны должен обеспечивать нормальное протекание набора емкости аккумулятором, а разрядный — стряхивать образующиеся примеси PbSO4 с пластин и, одновременно, не препятствовать заряду. Их оптимальное соотношение по амплитуде составляет 10:1.

Схема зарядного устройства с асимметричным током

Самодельное зарядное устройство не требует при изготовлении дефицитных, дорогих деталей. Для его сборки потребуются:

• трансформатор Т1;
• реле напряжения К1;
• амперметр pA1;
• транзистор VT1;
• диоды VD1 и VD2;
• стабилитрон VD3;
• резисторы;
• предохранители;
• выключатель SA1.

Конструкция трансформатора напряжения

Можно использовать любую заводскую модель или собрать его своими руками по технологии, описанной в статье об импульсном паяльнике Момент. Главное условие — трансформатор должен преобразовывать напряжение сети 220 в 25 вольт, иметь мощность от 250 ватт.

Эти нагрузки выбираются для возможности проведения ускоренного заряда токами в 10 ампер. Если отсутствует необходимость использования такого режима, то допустимо создавать зарядное устройство на 5А и обойтись трансформатором напряжения на 130 ватт.

Защитные устройства схемы

Предохранитель стороны 220

Выполняет задачи защиты от коротких замыканий в схеме и токов перегрузок трансформатора. Достаточно использовать плавкую вставку на 1 ампер или чуть больше.

Предохранитель выходной цепи

Защищает зарядное устройство от возникновения аварий внутренних цепей между пластин аккумулятора. Плавкая вставка подбирается с учетом выбранного рабочего режима на 5 или 10 ампер.

Реле К1

Задача: при поданном напряжении на схему обмотки электромагнит, срабатывая контакты, удерживает их в притянутом положении. Через их цепь протекает зарядный ток.

Если напряжение питания 220 пропадает, то электромагнит реле обесточивается, автоматически разрывает цепочку подключения аккумулятора. Предотвращается его саморазряд через резистор R4.

Допустимо выбрать любую модель реле под напряжение срабатывания вторичной цепи трансформатора. Можно использовать и меньший номинал, но для этого придется настроить его срабатывание за счет включения в схему питания обмотки дополнительного резистора, ограничивающего входной сигнал до безопасной величины.

Контакты реле должны коммутировать ток заряда до 10 ампер. Для этого разрешается из них собрать параллельно срабатывающую цепочку, как показано на схеме (К1-1 и К1-2).

Хорошо подходит реле напряжения серии РПУ-0.

Узел выпрямления тока

На схеме в качестве примера показаны диоды КД231А. Их можно заменить любыми подходящими по току. Например, Д242.

Измерительный прибор

Амперметр постоянного тока включается в схему с учетом полярности и возможности контроля величины заряда. Удобно использовать головку М42100.

При необходимости можно установить шунты с переключателем, предварительно откалибровав их на самодельной схеме.

Выставление режима заряда аккумулятора выполняют резистором R2. Необходимо учитывать, что:

• ток, протекающий через амперметр, разветвляется на АКБ и цепочку разряда к R4;
• прибор показывает среднее значение тока по времени, например, за период;
• заряд в это время происходит током одного полупериода.

Поэтому импульсам зарядного тока в 5 ампер будет соответствовать показание амперметра порядка 1,8 А. Желательно при первичной наладке настраивать прибор замерами на всех ответвлениях.

Цепи формирования тока заряда/разряда

Нижнюю полуволну синусоиды на аккумулятор пропускает транзисторный ключ VT1. В экспериментальной схеме надежно отработал прибор КТ827А.

Выходной транзистор при заряде греется. Ему необходимо охлаждение. Тепло хорошо рассеивает металлический радиатор с площадью поверхности от 200 см кв. Под него можно использовать металлический корпус прибора.

Настройку напряжения на базе транзистора осуществляет подстроечный резистор R2 с номиналом 3,3÷15 кОм.

Стабилитрон VD3 можно использовать любой модификации. Он должен стабилизировать напряжение на входе транзистора в пределах 7,5÷12 вольт.

Номиналы и мощности остальных резисторов обозначены на схеме прибора. Их следует выдерживать.

Такое зарядное устройство с трансформатором собирается навесным монтажом в отдельном корпусе. Оно хорошо себя зарекомендовало в работе.

Другой метод исправления пластин аккумулятора объясняет владелец видеоролика Avto-Blogger.ru «Десульфатация, восстановление емкости своими руками».

Если у вас остались вопросы по этой теме, то можете задать их в комментариях.

Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора

Из-за того, что тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нелзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:

Включить тиристор в диодный мост из 4 диодов на вывода «+» и «-«. Вывода «

Открытие тиристора происходит при прохождении тока больше определенной величины и есть два способа управления углом открывания:

• Переменным сопротивлением, включенным между анодом и управляющим электродом. В течении первой половины полуволны напряжение и ток управления растут и при достижении его определенной величины, зависящей от марки элемента. Недостаток этой схемы в ограниченном диапазоне регулировки 110-220В, но этого достаточно для управления трансформатором зарядного устройства.
• Управление импульсами, которые подает отдельная схема на управляющий электрод в определенный момент полуволны синусоиды.
  Допустимый ток и напряжение тиристорного регулятора зависят в первую очередь от установленных тиристоров. Самые распространенные — тиристоры серии КУ 202, но в некоторых случаях допускается применение других элементов:
• КУ 202Н — 400В, 30А. Крепятся на резьбе М6. При регулировке первичной обмотки, ток которой менее 1А, используются без радиаторов.
• КУ 201л — 300В, 30А, крепление- резьба М6. Допускается использовать в первичной обмотке.
• КУ 201а — 25В, 30А, крепление — резьба М6. Можно использовать только с радиаторами при регулировке после трансформатора.
• КУ 101г — 80В, 1А. Похож на транзистор. В силовых цепях зарядных устройствах не используются, только в схемах управления.
• КУ 104а — 6В, 3А. Так же в силовых цепях не применяются.

Зачем проводить КТЦ

Своего рода тренировка для автомобильного севшего и изношенного аккумулятора не является панацеей от всех проблем. Иногда состояние АКБ такое, что ни о каком восстановлении говорить не приходится. Только замена.

Но при иных обстоятельствах за счёт тренировки можно вернуть АКБ к жизни. Есть несколько причин попробовать это сделать:

• сэкономить деньги на покупке нового источника питания;
• продлить срок службы нынешней батареи;
• восстановить АКБ, о которой забыли или где-то нашли;
• вернуть к жизни аккумулятор с солидным сроком службы.

Интересно и то, что с помощью КТЦ многим автомобилистам удавалось в гаражных условиях восстановить батареи, несколько лет пролежавшие на полке. Конечно, это вовсе не означает, что если вы найдёте аккумулятор на свалке, то без проблем его реанимируете.

Если тренировка вашего автомобильного аккумулятора будет выполнена правильно, и сама АКБ будет пригодной для восстановления, тогда разряд–заряд окажется действенной панацеей от износа и старости.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.