Зарядно - разрядное устройство для автомобильного аккумулятора

Определение остаточного срока службы автомобильной аккумуляторной батареи

Степень разряженности аккумулятора, определенная сразу после ее снятия с автомобиля, служит важным показателем технического состояния автоэлектроники.

Так, если после проведения контрольно-тренировочного цикла выясняется, что аккумуляторная батарея (АКБ) поступила на сервисное обслуживание со степенью разряженности более 10% от остаточной емкости C_бр, то это говорит о том, что аккумулятор (АКК) постоянно недозаряжалась автомобильным генератором. Недозарядка, как и перезарядка, понижает срок службы автомобильной батареи.

Причинами недозаряда аккумулятора чаще всего являются:

• слабое натяжение ремня генератора;
• несоответствие климатической зоне эксплуатации автомобиля рабочего диапазона регулирования напряжения генератора;
• низкая плотность электролита в аккумуляторе зимой; скрытая неисправность в генераторе.

Основной причиной перезаряда аккумулятора на автомобиле является повышенное напряжение генератора. Перезаряд, полученный батареей от автомобильного генератора, проконтролирован быть не может.

Экспериментально установлено, что по остаточной емкости C_бр можно ориентировочно определить ее остаточный срок службы К_ост (в месяцах):

К_ост=К_б[(2C_бр/С₂₀)-1]
где К_б — номинальный срок службы автомобильного аккумулятора при соблюдении правил эксплуатации.

Эмпирическая формула приведенная выше хорошо согласуется с практикой.

Из этой формулы следует, что аккумуляторная батарея с остаточной емкостью менее 50% от номинальной емкости C_н не имеет остаточного срока службы. Однако такую батарею можно использовать на автомобиле летом до полной выработки ресурса.

Практика эксплуатации автомобильных аккумуляторов показывает, что даже глубоко разряженную АКБ иногда можно привести в рабочее состояние специальными тренировками. Кроме того и нормально работающий АКК на втором-третьем году работы перед зимней эксплуатацией необходимо подвергать профилактической тренировке.

Для проведения тренировок помимо зарядного устройства необходимо иметь устройство для разряда батареи. Оно включает в себя вольтметр постоянного тока, амперметр постоянного тока и ламповый реостат.

Схема для разряда батареи может быть собрана совместно с зарядным выпрямителем, и тогда получается универсальное зарядно-разрядное устройство для автомобильных аккумуляторов — ЗРУ.

Отечественная промышленность бюджетные зарядно-разрядное устройство для обслуживания одного аккумулятора не выпускает. ЗРУ зарубежного производства имеют высокую стоимость. Поэтому для автолюбителей и владельца частного автосервиса целесообразно изготовить зарядно-разрядное устройство своими силами.

Схема зарядно-разрядного устройства для автомобильной аккумуляторной батареи

Рис. 1 Принципиальная электрическая схема зарядно-разрядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Для сборки схемы потребуется силовой трансформатор мощностью 300...400 ВА, например от старого лампового блока питания телевизора отечественного производства; мощный полупроводниковый выпрямительный мост, диоды которого рассчитаны на прямой ток 30...50 Ампер и на рабочее напряжение не менее 50 Вольт; четыре мощных радиатора для выпрямительных диодов; амперметр постоянного тока со шкалой 0...30 А; вольтметр постоянного тока со шкалой 0...30 В; ламповый реостат R, изготовленный по схеме приведенной ниже:

Сетевой силовой трансформатор от старого телевизора надо разобрать и с его катушек смотать все вторичные обмотки, кроме сетевых, которые, как правило, расположены первыми к каркасу. На освободившееся место нужно намотать новую вторичную обмотку с 4-мя отводами, проводом (или плоской шиной) с двойной изоляцией и с сечением не менее четырех квадратных миллиметров. Число витков W_в новой обмотки следует определить экспериментально по числу витков W_н смотанной накальной обмотки: W_в = 4W_н. Отводы нужно сделать от витков, занимающих в новой обмотке места: 0,5 W_в; 0,6 W_в; 0,7 W_в; 0,8 WW_в.

После обратной сборки трансформатора необходимо проверить полученные выходные напряжения на отводах. Они должны быть близкими к ряду: 14,0; 16,5; 19,5; 22,5; 28,0 Вольт.

Ламповый реостат можно собрать из девяти автомобильных одноконтактных электроламп 12 Вольт х 21 Ватт, каждая из которых имеет сопротивление около 7 Ом, и девяти аналогичных ламп 12В х 4Вт (11 ламп — 36 Ом). Конструктивно ламповый реостат собирается из 18-ти ламповых патронов, соединенных параллельно, и установленных на общем алюминиевом основании, которое одновременно будет являться радиатором охлаждения для ламп.

Управлять таким реостатом очень просто: надо вынуть или вставить определенное количество электроламп. При этом общее сопротивление лампового реостата можно изменять в очень широком диапазоне от 0,65 до 36 Ом с большим числом промежуточных значений. Перемычкой всех ламп сопротивление реостата делается равным нулю.

Переключатель П нужно изготовить из штекерных клемм К и гибкого провода с наконечником N, рассчитанных на ток не менее 15 Ампер. Все элементы схемы, кроме лампового реостата и измерительных приборов, можно собрать на общей горизонтальной плате. Ламповый реостат лучше расположить сверху над трансформатором и выпрямителем на отдельном радиаторе из листа алюминия. Измерительные приборы следует установить на отдельной вертикальной плате.

Примером исполнения может служить конструкция зарядно-разрядного устройства для автомобильного аккумулятора, показанная на рисунке ниже:

Самое большое неудобство при работе на таком стенде состоит в том, что приходится вынимать горячие лампы из гнезд при необходимости их отключения. Во избежание ожогов лампы следует вынимать в кожаной перчатке или с помощью деревянных щипцов с пенопластовыми губками. Такие щипцы надо изготовить.

На описанном стенде можно проводить все виды зарядно-разрядных работ, в том числе и контрольно-тренировочный цикл.

Выводы и рекомендации владельцу и специалисту частного автосервиса, занятому техническим обслуживанием автомобильных аккумуляторных батарей, следует иметь в виду:

• новая малообслуживаемая сухозаряженная батарея до начала эксплуатации должна храниться в герметичной целлофановой упаковке;
• срок хранения новой сухозаряженной батареи до продажи не должен превышать 12 месяцев со времени выпуска;
• не следует покупать новую необслуживаемую залитую электролитом батарею, если вмонтированный в нее указатель степени заряженности указывает на разряженное состояние батареи;
• при самостоятельной заливке батареи электролитом необходимо строго соблюдать правила приготовления электролита и техники безопасности при работе с серной кислотой и ее растворами. Применение индивидуальных средств защиты обязательно;
• после заливки и зарядки АКК необходимо откорректировать приведенную плотность γ₂₅ электролита под условия эксплуатации аккумулятора в данном регионе и зафиксировать плотность γ₂₅ в сопроводительном документе на АКБ;
• хранить автомобильную батарею следует только в заряженном состоянии и при пониженной температуре, летом в прохладном помещении, зимой - при температуре не ниже -20° С;
• снятый с автомобиля аккумулятор для хранения следует подзаряжать не реже одного раза в 3 месяца (в теплых регионах) и не реже одного раза в 6 месяцев (в холодных регионах);
• после 2...3-х лет эксплуатации АКБ необходимо подвергать ежегодному профилактическому контрольно-тренировочному зарядно-разрядного циклу;
• номинальная (паспортная) емкость C_н автомобильной батареи является ее рабочим параметром только для номинальных условий эксплуатации (Т=15...30°С). При отрицательных температурах рабочая емкость полностью заряженного АКК значительно ниже паспортной. Другими словами, отдача по емкости исправной и полностью заряженной АКБ прежде всего зависит от температуры и тока разряда. В осветительном режиме (когда I_p=0,05 C_н при Т>15°С) отдача может составить 95% от C_н. В режиме тока холодной прокрутки (I_p=3C_н при Т=-18°С) отдача не превышает 8...10% от C_н.