Легкого вам пуска, света да тепла!..
«А я тебя предупреждал: со старым аккумулятором – это не жизнь», – выговаривал Юрий Деточкин старательному и невезучему инспектору ГАИ. Однако не всю правду открыл Юрий Иванович, ох, не всю: аккумулятор должен быть не просто «старым» или «новым», а современным и высококачественным. Такой и «состарится» гораздо позже.
Аз, буки, веди, глаголь...
Вообще-то правильно говорить не «аккумулятор», но «аккумуляторная батарея», сокращенно АКБ. А еще правильнее добавлять определение «стартерная», поскольку существуют и тяговые батареи, – но не они станут предметом нашего разговора.
Современная 12-вольтовая стартерная АКБ состоит из шести 2-вольтовых аккумуляторов, или «банок». Между собой они соединены последовательно – вот вам и 12 вольт. Когда-то на автомобилях применялись и 6-вольтовые батареи, состоящие из трех 2-вольтовых аккумуляторов. Так, 6-вольтовым электрооборудованием оснащались американские «виллисы», их советские аналоги ГАЗ-67, «четыреста первые» «москвичи» – примерам несть числа. Ныне это уже «преданье старины глубокой»...
Кстати, о старине: а откуда взялось само название – батарея? В знаменитой на всю Москву аккумуляторной лаборатории, что на Кирпичной улице, нам сообщили такую версию: в старых конструкциях АКБ отсутствовали единые корпусные крышки, и открытый взору аккумуляторный ряд чем-то напоминал боевые орудия на позиции. Отсюда и повелось: батарея, батарея...
Каждый из шести аккумуляторов содержит «разноименные» электроды, разделенные сепараторами и погруженные в электролит. А работа батареи основана на преобразовании электрической энергии в химическую при заряде, и наоборот – химической в электрическую при разряде.
Благодаря возможности восстановления заряда методом пропускания тока (попросту говоря – подзарядки), АКБ в специальной литературе величают «вторичными источниками электроэнергии». Очень точное и информативное название: из него следует вывод, что даже самая лучшая батарея может работать полноценно лишь вкупе с исправным, «сбалансированным» электрооборудованием автомобиля.
Не сомневаемся, что абсолютному большинству читателей эти азы известны. Однако их напоминание необходимо для стройности изложения, – ибо ниже мы будем говорить о совершенствовании технологий изготовления АКБ и современных конструкциях этих «краеугольных камней» автомобильного электрооборудования.
Так обслуживаемая или нет?
Многочисленные публикации и рекламные проспекты твердят, что современные аккумуляторные батареи являются необслуживаемыми. Это не совсем так. Обслуживание необходимо любой батарее: например, водителю надлежит очищать ее от пыли и грязи, проверять крепление, смазывать клеммы, следить за степенью заряженности, – хотя бы и по индикаторам, которые, кстати, на многих батареях имеются.
Другое дело, что такие батареи не требуют доливки воды при эксплуатации, – в этом смысле они действительно необслуживаемые. Но согласитесь: сие благо должно обеспечиваться безупречной работой электрооборудования автомобиля. Ведь электрохимические процессы, протекающие в аккумуляторах, никто не отменял, – их лишь «видоизменили», снизив, например, интенсивность электролиза воды.
Чересчур «прыткий» реле-регулятор заставит батарею бесконечно заряжаться, и электролит выкипит несмотря на «герметичность» – ведь абсолютной герметичности в батарее нет, система вентиляции остается.
Импотентный генератор, слабо натянутый ремень, дряхлый, никуда негодный реле-регулятор, помноженные на беспечность водителя, способны глубоко и безнадежно разрядить любую батарею, будь она хоть трижды современна, – но фирма-производитель в том будет неповинна.
Впрочем, об этом мы еще поговорим. А пока давайте уточним термин «необслуживаемая». Правильнее было бы говорить «недоливаемая», или «малообслуживаемая». И добавим: при исправной электрике! Так будет точнее.
Приключения металлов
Разобравшись с обслуживанием, двинемся дальше. Читая статьи и рекламные буклеты, то и дело встречаешь фразы: «технология Ca/Ca», «кальций-кальциевые батареи». Что это такое?
Когда-то в состав электродов АКБ вводили изрядную порцию сурьмы – она повышала механическую прочность и технологические (литейные) свойства свинцового сплава. Все бы хорошо, но сурьма при определенных условиях накапливалась на отрицательном электроде и провоцировала электролиз воды, сопровождающийся бурным кипением электролита. Поэтому сурьмяные аккумуляторы требовали периодической доливки воды – естественно, дистиллированной.
С появлением малообслуживаемых, не имеющих пробок батарей, содержание сурьмы в электродах свели к минимуму, а батареи так и назвали – «малосурьмяные». Электролит уже не выкипал столь быстро, как ранее, но венцом творения эти батареи все же не стали.
Следующей технологичесой вехой явились так назыаемые «гибридные батареи». Положительные электроды у них выполнялись из малосурьмяных сплавов, а отрицательные – из свинцово-кальциевых. Эти АКБ еще называли «кальций плюс», что нередко вводило в заблуждение и покупателей, и продавцов – кальциевыми, как уже говорилось, были пластины отрицательных электродов.
Электротехнические и эксплуатационные свойства гибридных АКБ улучшились, ¬– но нет предела совершенству: вскоре на свет появились батареи со свинцово-кальциевыми или свинцово-кальциево-оловянистыми электродами обеих полярностей. Они-то и получили название «Ca/Ca».
В сравнении с тремя предыдущими конструкциями саморазряд у батарей «Ca/Ca» оказался самым низким (что видно из приведенного здесь графика), склонность к разложению воды минимальной, а допустимые сроки хранения – наибольшими.
Какой именно кальциевый сплав лежит в основе технологии «Ca/Ca» того или иного производителя, мы сказать не можем. Потому как не знаем – это ведь «ноу-хау» фирмы. Главное здесь – правильные пропорции базовых металлов и легирующие добавки. Манипулирование этими рычагами позволяет «запрограммировать» то или иное свойство батареи.
Урок анатомии
Принципиальная конструкция современной батареи показана на рисунке (стр. 42). Мы постарались сделать надписи максимально информативными, даже организовали экскурсию по рисунку – будто по карте. Дополним «путешествие» несколькими замечаниями.
Характеристика «необслуживаемая» требует наличия в батарее резервного электролита, поскольку долить его без сверления крышки невозможно. Поэтому отсутствие опорных призм на дне банок оказывается как нельзя кстати: пластины опускаются ниже, и высота столба электролита над ними возрастает. Ясно, что это уменьшает опасность оголения пластин, и, следовательно, опадания активной массы в шлам.
Кстати, не последюю роль в сохранении активной массы играет и сам электролит. Сегодня это не просто водный раствор серной кислоты. Например, любой фирменный электролит содержит специальные присадки, препятствующие термическому разрушению массы электрода, – и это тоже один из факторов долголетия АКБ.
Электроды современных батарей содержат большее количество активной массы. Эти АКБ прекрасно подходят для автомобилей с частыми одновременными включенными «прожорливых» потребителей – головных фар, «противотуманок», обогрева стекол, вентилятора печки, «дворников», стеклоомывателя, словом всего зимнего набора. Даже при холодном пуске двигателя напряжение в сети не опустится ниже 9В, а значит, все энергозависимые параметры бортовых систем управления будут защищены от «стирания».
Что такое емкость?
Неискушенный читатель вправе спросить: а как правильно расшифровать эту надпись – 40Ah /420A? Что ж, извольте: 40Ah, равно как и 55 Ah означает емкость батареи. Однако не думайте, что данная батарея отдаст 55 ампер за час или будет радовать нас одним ампером в течение 55 часов. Все чуть иначе.
Как пишут в учебниках, емкость – это количество электричества, которое батарея может отдать при разряде до минимально допустимого напряжения 10,5 В. Ну хорошо, а ток-то при этом какой будет? И сколько времени займет такая разрядка?
Для определения тока и времени есть простое правило: берем значение емкости и делим его на 20. Почему на 20? Да потому что история этой самой емкости восходит к способности батареи работать в осветительном режиме в течение 20 часов.
Итак, делим 55 на 20, получаем 2,75. Это означает буквально следующее: разряжая батарею током 2,75А в течение 20 часов, мы должны прийти к напряжению 10,5 В. Если пришли – батарея соответствует емкости 55Ah, не пришли – не соответствует, вот и все. Легко видеть, что ток разрядки для АКБ емкостью 60 Ah составляет 3 А, для 90 Ah – 4,5 А и так далее.
А резервная емкость что такое?
Хороший вопрос. Действительно, иногда при оценке возможностей АКБ пользуются альтернативным и, надо сказать, более современным понятием "резервная емкость". Измеряется эта емкость в минутах, и вот почему.
Резервная емкость приблизительно равна времени, которое пройдет автомобиль с неисправном генератором, «питаясь» током 25А исключительно за счет батареи. Дополнительное, и очень важное условие: должна обеспечиваться безопасность движения, – в частности, работа габаритов, «поворотников» и стоп-сигналов. Для примера: резервная емкость среднестатистической АКБ емкостью 55 Ah составляет 80-90 минут.
Надо ли объяснять важность этого показателя: ведь каждый может оказаться далеко за городом, зимой, в сумерках, на пустынном обледенелом шоссе наедине с внезапно отказавшим генератором. И надо же: мобильник тоже не работает... Но закончим этот абзац на оптимистичной ноте: если под капотом стоит настоящая «фирменная» батарея, шансы сгинуть невелики – резервная емкость у такой АКБ поболе средней.
А кроме того...
Вернемся к надписи 40Ah /420A. С первой частью разобрались, а что означает 420А? Ясно, что ток, но какой?
Это – ток стартерного разряда. И его маркировка по стандарту Европейского Союза – EN. Чем больше указанный ток, тем больше мощность. Больше мощность – легче прокрутка коленчатого вала при пуске двигателя.
Но великое разнообразие электротехнических диапазонов – это еще не все. Современные батареи выпускаются с ручками и без, с прямой и обратной полярностью, с круглыми и плоскими клеммами, словом, на любой автомобиль, на любой вкус.
И позволим себе улыбнуться: интересно, как бы сложилась судьба Юрия Деточкина, если бы инспектору ГАИ вовремя выдали новый современный аккумулятор марки? Улыбнемся и двинемся дальше. Но уже вполне серьезно. Предоставляю слово коллегам.
Эта непростая эксплуатация...
Зимой, да и вообще при понижении температуры возрастает внутреннее сопротивление АКБ. В результате чего менее интенсивно идет подзарядка от генератора. Но мало этого, слишком часто зимой помощь нужна самому генератору. Фары горят более продолжительное время (да и по закону положено), работает печка, обогреватель заднего стекла и другие потребители. Скорость движения на скользкой дороге меньше.
Это тоже негативно сказывается на энергетическом балансе, и аккумуляторная батарея не только не получает подпитки от генератора, но и сама активно включается в снабжение потребителей электрической энергии.
Зарядный режим становится еще хуже, если ремень привода генератора проскальзывает на рабочей поверхности шкива, если изношены щетки, забит грязью либо сильно изношен коллектор генератора, если крепления наконечников проводов не отличаются надежностью.
Бывает и так: вышел из строя реле-регулятор, и батарея получает от генератора слишком много электричества. При этом фары сияют, как никогда прежде. С точки зрения безопасности этому можно только радоваться, но для аккумуляторной батареи излишний зарядный ток губителен. Долго ли она протянет?
Вывод простой. Чтобы не было проблем с холодным пуском после ночной стоянки, целесообразно регулярно проверять и приводить в норму техническое состояние всех приборов электрооборудования, не забывая о контроле заряженности аккумуляторной батареи (по плотности электролита, напряжению на полюсных выводах, разряду на стенде в стартерном режиме или при помощи нагрузочной вилки).
Новая АКБ имеет гарантийный срок. Давайте разберемся: что гарантирует гарантия? Как выясняется, у новой аккумуляторной батареи гарантия дается только на то, что в ней не проявятся производственные дефекты, такие, например, как короткое замыкание пластин в одной или нескольких банках (аккумуляторах).
Причины могут быть разные. Например, конверт, в который запаковывают отдельную пластину, коротковат, и часть пластины вступила в контакт со своей «коллегой» противоположной полярности. Или во время сборки соседняя пластина порвала защитный конверт. Результат в обоих случаях один – замыкание разноименных пластин со всеми вытекающими последствиями. Летом такая батарея, может быть, и способна пускать двигатель, а зимой дефект непременно покажет свою гнусную сущность. Так же, впрочем, как и недостаточный уровень электролита, что имеет место, если на производственной линии возникли сбои. Последствия этих и других подобных дефектов изготовления видны, что называется, невооруженным глазом. Надо только разобрать батарею, и все становится ясно.
Но вернемся к эксплуатации. Следующий момент, о котором необходимо помнить – это возникновение необходимости подзарядки «севшей» батареи. Причем заряжать приходиться не только обслуживаемую батарею, но и ту, на корпусе которой написано «необслуживаемая». Причины могут быть разными – от собственных ошибок, до обстоятельств, которые на официальном языке называют непреодолимыми.
К числу распространенных ошибок относятся забывчивость водителя – ушел и не выключил ближний свет, длительная работа магнитолы, или пользование шинным компрессором, когда двигатель остановлен. Непоправимый урон состоянию батареи часто наносит и длительное «топтание» в дорожных пробках, особенно зимой, когда включены отопление салона, заднего стекла, работает стеклоочиститель, мурлычет магнитола.
В декабре на Москву обрушился невиданный снегопад. Дотягивали люди в таком режиме до очередной станции метро и бросали свои автомобили. Все ли смогли пустить двигатели после дневной стоянки? Ведь для того чтобы компенсировать разряд батареи в пробке, надо потом проехать в нормальном режиме полчаса или час (генератор успеет подзарядить батарею) и только после этого заглушить двигатель.
Ну а что касается непреодолимых причин чрезмерной разрядки батареи, то в этой оригинальной роли могут выступить даже крысы. Если они бегают в гараже и натыкаются на автомобиль, то каждый раз «кричит» аварийная сигнализация. Вполне может докричаться «до хрипоты», возникающей отнюдь не по причине недостаточно сильных «голосовых связок», а вследствие ослабления здоровья источника питания.
Есть и другие причины, по которым аккумуляторную батарею необходимо периодически снимать с автомобиля и ставить на зарядку. У обслуживаемой АКБ пробки при этом можно выкрутить и, проверив плотность электролита в каждой банке (она должна быть одинаковой), оценить – не слишком ли интенсивно идет процесс кипения? И то и другое невозможно, если пробок не имеется. Как в таком случае проконтролировать степень заряженности?
Специалисты рекомендуют довести напряжение аккумуляторной батареи до 16-16,3 В и лишь потом отключить зарядное устройство. Чтобы исключить выкипание электролита, в конце процесса ток надо уменьшить. Например, аккумуляторную батарею емкостью 60 амперчасов заряжают током 6-7 А до напряжения 15 В, потом уменьшают ток в два раза и продолжают процесс до полной зарядки, то есть до 16-16,3 В.
Оценивать степень заряженности батареи, ориентируясь на показания цветового индикатора, которым снабжаются необслуживаемые аккумуляторы, занятие весьма сомнительное. Точность такого индикатора крайне низкая.
Во-первых, он реагирует на плотность электролита только в одной банке аккумуляторной батареи, а нам надо, чтобы этот параметр был одинаковым во всех шести банках.
Во-вторых, глазок становится зеленым уже при 62-63-процентной заряженности батареи. Эксплуатировать такую батарею неразумно. Зимой она может просто не завести холодный двигатель (пусковые системы рассчитаны на 75-процентную заряженность). Кроме того, надеяться на длительный срок службы батареи можно лишь при условии, что ее заряженность, как правило, выше 70%.
Виктор Волчков, публикация «АБС-авто»
Откуда «дровишки»?
Статистика показывает, что большинство АКБ (порядка 55–60%) производится отечественными предприятиями. Заметная часть этих предприятий – довольно крупные (по нашим меркам) аккумуляторные заводы, которые отсчитывают свою историю с советских времен.
Российские производители АКБ, не имеющие советского прошлого, появились в период стремительного развития аккумуляторной отрасли – в самом начале XXI века. Часть из них была образована в форме совместных предприятий с иностранными компаниями. Вновь созданные заводы оснащены современным импортным оборудованием и ориентированы на использование материалов и комплектующих зарубежного производства.
Часть АКБ появляется на рынке по инициативе крупных российских торгующих компаний. Такие батареи изготавливаются на отечественных заводах или в ближнем зарубежье по эксклюзивным соглашениям и продвигаются под торговыми марками, владельцами которых являются продавцы АКБ.
Оставшаяся доля рынка аккумуляторов (40–45%) пополняется за счет импорта. В принципе совокупной мощности российских предприятий достаточно, чтобы полностью удовлетворить спрос, но «рынок есть рынок», и отечественной аккумуляторной отрасли приходится развиваться в конкурентной среде. Объективная причина потребности в импорте состоит в том, что в ассортименте зарубежных заводов есть некоторые типы АКБ, которые у нас не производятся или пока выпускаются в недостаточном количестве.
Импортеров можно условно разделить на «дальних» и «ближних». Дальние расположены главным образом в Турции, Корее и Европе – в Германии, Испании, Словении, Польше. Их продукция производится по передовым технологиям и соответствует мировым стандартам. Многие зарубежные заводы являются подразделениями лидеров отрасли, транснациональных концернов Exide Technologies и Johnson Controls. Ближние, понятное дело, находятся в странах ближнего зарубежья: в Украине, Белоруссии, Казахстане и Узбекистане.
Представленные на вторичном рынке АКБ можно разделить на несколько ценовых сегментов: экономкласс, масс-маркет и премиум-класс. В свою очередь, внутри каждого сегмента можно выделить нижний, средний и верхний уровни.
Экономкласс. На нижнем уровне этого сегмента «правят бал» в основном малосурьмяные АКБ. Из отечественной продукции можно упомянуть батареи торговых марок: «Подольские аккумуляторы», «Патриот», Selenius и Atom Подольского аккумуляторного завода, тюменские Tuymen Battery и «Лидер», саратовские «Пилот» и «Электроисточник», курские «Курский аккумулятор» и «ИСТОК». Сюда же можно отнести и украинские АКБ Ista Classic, и белорусские «Зубр», и казахские «Барс». Принадлежность к начальному уровню экономкласса вовсе не означает, что эти АКБ плохие – просто они дешевле в производстве. Тем более что традиционные технологии не стояли на месте. Современная малосурьмяная батарея – это сплавы и электролит улучшенной рецептуры, усовершенствованная технология изготовления электродов, сепараторы конвертного типа, прочный полипропиленовый моноблок и т. д.
На верхнем уровне экономкласса появляются кальциевые батареи: Docker и Vortex украинского завода «Веста-Днепр», UNO, изготавливающиеся там же по заказу российской компании «БатБаза».
Масс-маркет. В этом многочисленном сегменте представлены российские и импортные АКБ, которые производятся с применением кальциевых технологий. Это изделия марок Reactor и «АКОМ» одноименного жигулевского завода, «полукальцевые», т. е. гибридные «АкТех» и «Зверь» от свирской компании, украинские батареи Westa. Из отечественной отдельного упоминания заслуживает продукция завода «Тубор» – батареи Titan Euro и Titan Arctic с кальциевыми электродами, легированными серебром. На эти изделия производитель дает трехлетнюю гарантию. В этом же сегменте позиционируются АКБ с торговой маркой Lights of Nord, которая принадлежит российской компании «Автоюнион». До недавнего времени эти батареи изготавливались в Украине, а в прошлом году их производство было перенесено на завод известной английской компании Tungstone, который недавно открылся в Рязани. Верхний уровень сегмента занимают доступные по цене АКБ из дальнего зарубежья: турецкие Mutlu, словенские Topla и Moratti, корейские Global и Atlas и подобные им.
Премиум-класс. К этому сегменту относятся АКБ, которые несут на себе самые звучные бренды, а внутри – самые передовые технологии, обеспечивающие образцовые характеристики, надежность и долговечность. Это Bosch, Varta, Panasonic, Supreme, Medalist и т. д., вплоть до вершины премиального класса с американскими АКБ Optima, которые изготавливаются по AGM-технологии и сочетают великолепные стартерные и тяговые параметры. Для батарей этого уровня страна происхождения большого значения не имеет. Все они производятся на заводах, принадлежащих упоминавшимся мировым лидерам «батареестроения».
Сергей Самохин, публикация «АБС-авто»
