Диагностика аккумуляторных батарей – путь к эксплуатации без сюрпризов

Такие разные аккумуляторы

Начнем с показательной статистики: по данным немецкого автоклуба ADAС за период с 1996 по 2006 г., в Германии удвоилось число автомобильных аварий, связанных с дефектами аккумуляторов. Только в результате недозаряженных аккумуляторов количество ДТП увеличилось в 3 раза.

Более чем в 60% всех аварий, произошедших в связи с дефектными АКБ, батареи находились в состоянии глубокого разряда, а еще в 28,7% случаев во время осмотра выяснялось, что батареи были заряжены некачественно. Аналитика ADAС говорит о том, что в 0,7% случаев дорожных происшествий, произошедших из-за неисправностей АКБ, использовались аккумуляторы, выработавшие свой ресурс. Таким образом, примерно в 90% аварий, связанных с выходом из строя аккумуляторов, причиной оказывался низкий уровень их заряда.

Это является результатом постоянного увеличения числа потребителей тока в современных транспортных средствах и подчеркивает важность и необходимость регулярного осмотра специалистами батареи автомобиля. В идеале нужно, чтобы аккумулятор перед зимним сезоном прошел осмотр на СТО, хотя частично проверить состояние своего аккумулятора водитель может и самостоятельно, используя вполне доступные средства измерения.

В современном автомобилестроении используются аккумуляторы трех типов. Прежде всего это уже почти не используемые т.н. обслуживаемые аккумуляторы. Их можно ремонтировать, но эксплуатировать неудобно. Наибольшее распространение сегодня получили т.н. частично обслуживаемые АКБ. Пластины этих аккумуляторов изготавливаются из свинца, легированного 6…12% сурьмы. В банках происходит постоянный гидролиз воды, в результате которого вода разлагается и, превращаясь в газ, улетучивается. Недостающую долю воды в растворе электролита необходимо восполнять, в этом, собственно, и заключается обслуживание АКБ этого типа. К третьему типу относятся необслуживаемые АКБ. Благодаря использованию пластин из специального состава, оригинальной системе конденсирования и другим решениям, эти батареи не требуют вмешательства человека в свою работу на протяжении всего эксплуатационного ресурса. А это возможно лишь при условии надежной работы других компонентов бортовой сети автомобиля. И поскольку при эксплуатации часто случаются непредсказуемые ситуации, то и необслуживаемым АКБ нужна диагностика их технического состояния. И здесь на помощь приходят специальные тестеры.

Тестеры АКБ бывают аналоговыми и цифровыми. Аналоговые тестеры отличаются доступной ценой, но цифровые, по сравнению с аналоговыми, дают более точные замеры. В настоящее время на нашем рынке представлены тестеры российских, европейских и американских компаний – НПП «Орион», Mobilen, Argus Analyzers, Battery Bug, Bosch и других.

Диагностика: с чего начнем?

Диагностика начинается с контрольного осмотра, т.е. с проверки, цел ли корпус, отсутствуют ли потери электролита. Если дефекты такого рода имеются, то аккумулятор для эксплуатации непригоден. Надо также помнить, что под наклейкой или упаковочной пленкой могут оказаться скол или трещина, поэтому заклеенные части корпуса должны быть очень тщательно осмотрены.

Как писалось выше, в частично обслуживаемых АКБ необходимостью являются периодическая проверка уровня залитого электролита и контроль его плотности. Если говорить об объеме залитого электролита, то его количество должно обеспечивать уровень, превышающий на 10–15 мм верхний край сепаратора аккумуляторных пластин.

Чтобы тестировать уровень электролита, понадобится предварительно открутить резьбовую пробку на банке. Специальную стеклянную трубку небольшого диаметра опускают одним концом в исследуемую банку аккумулятора, пока трубка не упрется в сепараторы аккумуляторных пластин. А второй конец трубки плотно закрывают пальцем. Затем нижний край трубки извлекают из банки, не отпуская зажатого верхнего края, и замеряют, какой высоты столбик электролита находится в трубке. Если столбик электролита в трубке ниже 10…15 мм, то необходимо долить дистиллированную воду для восстановления нужного уровня.

В редких случаях доливают и электролит, но это только тогда, когда электролит выливается из АКБ в результате опрокидывания, выплескивается через отверстия в банках и т.д.

Проверка плотности электролита осуществляется ареометром, летом она должна составлять 1,24 г/см³, а зимой 1,28 г/см³. Если в результате измерений установлено, что в одной-двух банках низкая плотность электролита, а напряжение холостого хода, то есть напряжение аккумулятора без какой-либо нагрузки, ниже 11,0 В, то, скорее всего, произошло короткое замыкание внутри аккумулятора и дальнейшая его эксплуатация невозможна. Если же плотность электролита во всех банках одинакова, а напряжение холостого хода превышает 12,5 В, то это значит, что АКБ заряжена полностью и можно проводить нагрузочный тест. Возможен вариант, когда низкая, но примерно одинаковая плотность наблюдается во всех банках. Это может значить, что аккумулятор необходимо дозарядить. Случается, что электролит, обычно прозрачный и бесцветный, во всех банках становится коричневого цвета. В такой ситуации мерить напряжение аккумулятора нет смысла, поскольку батарея явно либо чрезмерно изношена, либо неоднократно подвергалась перезаряду.

Но с частично обслуживаемыми аккумуляторами связана еще одна проблема. Нередко на поверхности корпуса батареи появляются следы растекшегося электролита. Они возникают в результате разбрызгивания или из-под небрежно закрученных пробок на банках, или в результате испарения при кипении. К тому же на поверхности накапливаются пыль и грязь. Эти подтеки электролита вместе с грязью, а возможно, и с окисленными полюсами аккумулятора, вызывают усиленный саморазряд АКБ.

Для проверки достаточно взять вольтметр и прикоснуться одним щупом к плюсовому полюсу АКБ, а вторым щупом прикасаться к различным точкам корпуса аккумулятора. На дисплее прибора будет отражаться напряжение токов утечки, часто достаточно мощное. Эти токи разряжают батарею во время простоя автомобиля и могут вызвать глубокий разряд, который грозит выходом АКБ из строя.

В то же время аккумулятор легко очистить от следов кислоты. Для этого достаточно растворить ложку пищевой соды в стакане воды и тщательно промыть, а затем протереть корпус. Раствор соды нейтрализует кислоту разлитого электролита, и после обработки содовым раствором утечки тока на корпусе практически исчезают.

Аккумуляторы, обслуживаемые и необслуживаемые, достаточно часто проверяют на утечки тока. Такая необходимость может возникнуть, например, если автомобиль с заряженным аккумулятором стоял на парковке несколько дней, а при попытке завести двигатель не смог прокрутить стартер. Безусловно, у водителя возникает подозрение, что в этом виноваты токи утечки. Для проверки этого достаточно открутить болт крепления и снять клемму с любого полюса АКБ. Затем проводами мультиметра, переключенного в режим амперметра с пределом измерения до 10 А, соединяют этот разрыв между клеммой и полюсом проводами амперметра, т.е. один провод мультиметра в роли амперметра соединяют с клеммой, а другой – с полюсом аккумулятора.

Считается, что ток утечки допустим в границах 30…40 мА, а для некоторых автомобилей, в большом количестве «напичканных» различными электронными гаджетами и приборами, допускается даже утечка до 80 мА. Если же амперметр фиксирует на дисплее, что между полюсом аккумулятора и снятой клеммой кабеля бортовой сети действует ток большей силы, значит, существует мощная утечка и ее надо срочно устранять.

Нагрузочные вилки нужны и в быту, и на СТО

С целью оценки разряженности батареи проводят несложный тест на измерение напряжения холостого хода. Измерять напряжение удобно с помощью мультиметра. Переключив прибор в режим вольтметра и выбрав постоянный ток и установив предел измерений до 20 В, можно замерить ток холостого хода. При полностью заряженном аккумуляторе напряжение, замеренное на его полюсах, должно составлять 12,6 В. Если же прибор покажет, что напряжение не превышает 12,4 В, то аккумулятор в этом случае заряжен только на 75%. При 50%-ной зарядке вольтметр зафиксирует напряжение аккумулятора в 12,2 В, а напряжение холостого хода в 12 В соответствует уровню заряда на 25%. Полностью разряженная батарея имеет напряжение между полюсами менее 11,8 В, а при достижении напряжения в 11 В батарею использовать не просто нельзя, но и опасно, т.к. появляется риск вывести из строя генератор.

 Также ток холостого хода можно измерить и нагрузочной вилкой, отключив предварительно нагрузку. Однако надо отметить, что измерение напряжения холостого хода позволяет только определить степень заряженности аккумулятора, но не может быть использовано для индикации емкости, определения пусковых характеристик и тем более ресурса аккумулятора.

Гораздо более информативным является тестирование аккумулятора под нагрузкой, что является своего рода имитацией запуска двигателя. Подключив нагрузочную вилку с установленной нагрузкой, прибор фиксирует меняющееся напряжение аккумулятора в течение 5 сек. после подключения. Результат измерений отражается на дисплее прибора и фиксируется в его памяти.

Если аккумулятор заряжен и исправен, то напряжение в конце 5 сек. будет превышать 10,2 В. Надо отметить, что напряжение в качественной АКБ при подобной проверке должно держаться стабильно и не падать.

В практике случается, что замеренный на АКБ ток холостого хода превышает 12,6 В, тестирование же под нагрузкой показывает на недозаряд или полный разряд батареи. Это значит, что АКБ неисправна, и нужно либо искать поломку, либо просто менять аккумулятор. Возможен еще вариант, когда напряжение под действием нагрузки опустилось ниже 10 В и продолжает снижаться, а кроме того, происходит выделение газа из электролита в результате кипения в одной либо двух банках. Такие признаки характерны для внутреннего замыкания, и аккумулятор необходимо менять. А когда аккумулятор под действием нагрузки демонстрирует снижающееся без паузы напряжение и при этом электролит закипает во всех банках, то это верный признак того, что батарея длительное время находилась в разряженном состоянии, в результате чего, возможно, произошла сульфатация пластин и АКБ к эксплуатации непригодна.

Нагрузочные вилки представлены в торговле в широком ассортименте, в основном они предназначены для тестирования аккумуляторных батарей напряжением 12 В, но можно приобрести вилки и для проверки 6-вольтовых и 24-вольтовых аккумуляторов.

Большой ассортимент КИП производит НПП «Орион» из Санкт-Петербурга, для тестирования автомобильных аккумуляторов предприятие предлагает нагрузочные вилки мод. НВ-01(02,03). С помощью этих приборов можно качественно и удобно тестировать аккумуляторные батареи с номинальным напряжением 12 В емкостью 15…100 Ач. В этом случае в вилке устанавливается нагрузка в 100 А. Для проверки батарей емкостью от 100 до 240 Ач в приборе устанавливают нагрузку в 200 А. Также тестеры НВ-01(02,03) используются для проверки исправности генератора и бортовой сети с помощью высокоточного вольтметра.

В нагрузочных тестерах НПП «Орион» автоматически определяется и выводится на экран дисплея степень заряженности АКБ в процентах, можно в режиме просмотра увидеть, как изменялось напряжение под нагрузкой в каждую секунду проведения теста. Динамика снижения напряжения во время теста имеет важное значение для определения ресурса аккумулятора.

Однако метод проверки АКБ нагрузочной вилкой не определяет емкости батареи, не измеряет величину пускового тока, с помощью этого метода нельзя почти ничего сказать о сроках службы проверяемого аккумулятора. Кроме того, тестирование повышенной нагрузкой значительно разряжает и может нанести вред, особенно изношенным батареям.

А если надо проверить посерьезней?

Глубокая проверка технического состояния аккумулятора возможна только в условиях специальной лаборатории с электронными стендами и дорогим оборудованием. Тем не менее и в условиях СТО можно выявить большую часть дефектов аккумулятора, правильно оценить степень его износа. Для полноценной картины состояния аккумулятора и перспектив его дальнейшего использования либо определения причин некачественной работы необходимо измерить ток холодной прокрутки ССА, а также выяснить процент остаточной емкости, определить зарядный ток электрической системы автомобиля.

В этой связи можно вспомнить переносной профессиональный тестер компании Bosch мод. BAT 121. Он предназначен для работы с пусковыми 12-вольтовыми АКБ. Тестер производит 10-секундную проверку аккумулятора с помощью нагрузки, не приносящей вреда АКБ. Определение тока холодной прокрутки редко вводят в функции тестеров, однако BAT 121 может его определить, причем в соответствии не только с европейскими стандартами EN, DIN, IEC, но и с японским стандартом JIS.

Во время теста на 8-цифровом светодиодном экране с подсветкой можно увидеть параметры напряжения и состояние АБ, а также пусковую мощность. Дополнительно при помощи этого тестера можно провести диагностику 12-вольтового генератора. Тестер запитывается от исследуемого аккумулятора, а результаты произведенных им замеров могут быть распечатаны на встроенном в тестер термическом принтере.

Отличные результаты исследования аккумуляторных батарей демонстрируют профессиональные тестеры компании Argus Analyzers. С помощью моделей АА350, АА360, АА360-RP можно определить ток холодной прокрутки ССА, процент остаточной емкости. Также прекрасно подходят для тестирования стартерных аккумуляторных 12-вольтовых батарей тестеры моделей АА1000 и АА1000-R. Они быстро и точно определяют ток холодной прокрутки ССА, напряжение холостого тока, процент остаточной емкости, диодные колебания, производят безопасное нагрузочное тестирование аккумулятора.

Пользуются доверием и тестеры для стартерных батарей компании Midtronics. При исследованиях тестеры компании очень точно определяют ток холодной прокрутки ССА, диодные колебания, производят нагрузочное тестирование аккумулятора и фиксируют остаточную емкость диагностируемого аккумулятора.

Важно помнить, что осмотр, техническое обслуживание, а возможно, и замена аккумуляторных батарей относятся или, по крайней мере, должны относиться к одним из наиболее важных мероприятий в работе станций техобслуживания в преддверии зимнего сезона.