Проблемой продления работоспособности свинцовых аккумуляторов авторы статьи занимались не один десяток лет – разработаны технологии восстановления свинцовых аккумуляторов, проведены сотни лабораторных работ на аккумуляторах ёмкостью от 4 до 2200 А/час и напряжением от 1,5 до 110 вольт. Благодаря сотрудничеству лаборатории и организаций: Российской Железной Дороги, Речфлотом, Автотрансом, Аккумуляторными Компаниями, Минатомом и другими фирмами - разработаны ряд зарядно - восстановительных устройств, которые прошли апробирование в единичных экземплярах, даны рекомендации по эксплуатации аккумуляторов, восстановления их технических характеристик, снижения взрывоопасных выбросов водорода и кислорода, улучшение экологической обстановки и уменьшение расходов на зарядно- восстановительные работы.
Аккумуляторы теряют свои свойства не только в промышленных установках, но и в современном автотранспорте после двух-трёх лет эксплуатации.
Причины снижения качества – отсутствие профилактических работ по восстановлению электродов пластин аккумулятора.
Аккумуляторы в автомобилях используются в смешанном режиме эксплуатации: при заводке двигателя потребляется значительный стартовый ток, в поездке аккумулятор заряжается в буферном режиме небольшим током от генератора.
При неисправной автоматики автомобиля ток зарядки может быть недостаточным или привести к перезаряду - при повышенных значениях.
Кристаллизация пластин, повышенное напряжение заряда, преждевременный электролиз с обильным выделением сероводорода и недостаточная емкость в конце заряда сопровождают работу такого аккумулятора.
Признаки сульфатации пластин аккумулятора:
- Уменьшение ёмкости аккумулятора;
- Повышенное напряжение на электродах;
- Кипение и газообразование;
- Нагрев и коробление пластин.
Восстановить нормальную работу аккумулятора непосредственно от автомобильного генератора невыполнимо ввиду незначительного превышения напряжения генератора над аккумулятором и постоянной составляющей тока заряда - для этого используются зарядные устройства.
Ток разряда аккумулятора в течении 10-ти часов всегда равен ёмкости аккумулятора. Если напряжение при разряде упало до 1,92 вольта на элемент, раньше чем за десять часов, то и ёмкость во столько меньше.
В некоторых автомобилях используется по два аккумулятора общим напряжением 24 вольта. Разные токи разряда, из-за того, что на первый аккумулятор подключена вся нагрузка с напряжением 12 вольт (телевизор, радио, магнитофон …), которая питается от аккумулятора на стоянке и в пути, а второй нагружается только во время пуска стартера и разогрева свечи в дизельном двигателе. Регулятор напряжения не во всех автомобилях автоматически отслеживает напряжение заряда аккумулятора с разницей в зимнее и летнее время, что приводит к недозаряду или перезаряду аккумулятора.
Необходимо восстанавливать аккумуляторы отдельным зарядным устройством с возможностью регулирования тока заряда и разряда на каждом аккумуляторе.
Такая потребность натолкнула на создание зарядно- разрядного устройства на два канала с раздельной регулировкой тока заряда и тока разряда, это очень удобно и позволяет подобрать оптимальные режимы восстановления пластин аккумулятора исходя из их технического состояния.
Плотность электролита должна после восстановления аккумулятора, соответствовать паспортной для данного района эксплуатации, на севере плотность выше чем в тёплых районах - летом и зимой.
Не следует плотность подгонять доливкой электролита.
Восстановление ёмкости переполюсовками . При абсорбции органических поверхностно – активных веществ на отрицательных пластинах является способ периодической переполюсовки аккумулятора. Приложение высокого потенциала к отрицательной пластине приводит к сгоранию поверхностно-активных веществ, вызывающих сульфатацию пластин.
Использование циклического режима восстановления приводит к значительному снижению выхода газов водорода и кислорода из-за их полного использования в химической реакции, ускоренно восстанавливается внутреннее сопротивление и ёмкость до рабочего состояния, отсутствует перегрев корпуса и коробление пластин.
Восстановление аккумулятора импульсным током . Импульсные токи по форме, амплитуде и времени значительно отличаются от синусоидального.
Амплитуда импульса такого тока восстановления, как правило, превышает средний ток заряда в 5-10 раз. Повредить пластины аккумулятора такой ток не может, а вот расплавить застарелые кристаллы сульфата свинца в состоянии, и за короткое время. При средней величине зарядного тока в пять ампер импульс может достигать амплитуды в 50 ампер, достичь такой амплитуды тока возможно при значительной величине напряжения заряда в 24-26 вольт.
Ввиду короткого по времени импульса в несколько микросекунд нагрева аккумулятора и кипения практически не наблюдается, восстановление можно производить в помещении при отсутствии принудительной вытяжки.
Мощность зарядного тока на аккумуляторе не превышает мощности простого зарядного на диодном мосте, а мощность единичного импульса может достигать 1200ватт, что достаточно для перевода сульфата свинца в аморфный свинец.
Между двумя импульсами зарядного тока всегда присутствует промежуток времени без тока, достаточный для восстановления электронного равновесия в электролите.
Схему, для ускорения процесса восстановления, следует дополнить цепью разрядного тока небольшой величины.
Зарядно-восстановительное устройство, выполненное по схеме (Рис.1). Схема и трансформатор помещаются в стандартный корпус блока питания компьютера.
Характеристики устройства
:
Напряжение сети 220 В
Вторичное напряжение 16-18 В
Мощность трансформатора 100 Ватт
Время импульса заряда 2-5 мс
Время разряда 1-3 мс
Время восстановления 5-12 часов
Ток заряда 1/20 С.
С-ёмкость в А/час.
Ток разряда 0,05-0,2А
Ток разряда при зарядке ассиметричным током должен составлять не более 1/10 тока заряда.
Новые технологии зарядки и восстановления аккумуляторов, позволяют снизить мощность на регенерацию пластин, хотя зарядка аккумуляторов в современных автомобилях не претерпела существенных изменений - за более вековой период, что как и раньше приводит, практически вечные аккумуляторы, к преждевременной кристаллизации, повышению внутреннего сопротивления и ухудшению пусковых характеристик.
Задающий генератор в схеме реализован на двух транзисторах разной проводимости VT1 и VT2. Аналог двухбазового диода включен в цепь моста - слева резисторы R1R2R3R4 справа R5R6.
Питание генератора выполнено от параметрического стабилизатора на напряжение стабилизации 16 вольт на элементах VD1VD2R9.
Генератор на транзисторах по сравнению с классическим генераторам на двухбазовом диоде легче модифицировать. В данном варианте имеются внешние цепи по регулировке тока - R1 с ограничением резистором R3. Цепь поддержания температурного режима схемы выполнена с помощью терморезистора - R2.
Для подачи тока обеих полярностей в аккумулятор не требуется установка двух идентичных генераторов, положительный импульс восстановления формируется тиристором VS1.
Импульс управления с эмиттера транзистора VT2 через ограничительный резистор R7 поступает на внутренний светодиод оптопары U1. Внутренний транзистор оптопары открывает ток через ограничительный резистор R8 с анода тиристора VS1 на управляющий электрод, при отрицательной полуволне синусоиды напряжения вторичной обмотки трансформатора Т1 на катоде VS1.Ток открытого тиристора VS1 поступает на зарядку аккумулятора GB1.
Время включения зависит от номиналов резисторов R1,R2,R3 и конденсатора С1.
При положительной полуволне на трансформаторе Т1 открывается тиристор VS2 и в аккумулятор поступает разрядный ток, синхронно с зарядным но меньшим по величине. Поскольку разрядный ток не должен быть выше 1/10 зарядного- установлен ограничитель разрядного тока, резистор R11.
Цепь R13 VD3 создаёт, для запуска, смещение на минусовой шине генератора на транзисторах VT1 VT2, при закрытых в начальный момент тиристорах VS1VS2.
Ширина импульса генератора должна перекрывать ширину полного периода синусоиды вторичной обмотки - более 10 мсек.
Регулировка зарядно-разрядного тока выполняется резистором R1.
Терморезистор R2 снижает зарядный ток при перегреве тиристоров.
Элементы R12 HL1 РА1 индицируют верность подключения аккумулятора к зарядно- восстановительному устройству и суммарный ток восстановления.
В схеме используются радиодетали, характеристика и возможная замена которых рекомендована в таблице 1.
|
№ по схеме |
Наименование |
Тип по схеме |
Возможная замена |
Примечание |
|
Резистор |
Переменный |
|||
|
Резистор |
||||
|
Резистор |
||||
|
Конденсатор |
||||
|
Конденсатор |
||||
|
Конденсатор |
||||
|
Транзистор - PNP |
||||
|
Транзистор - NPN |
||||
|
Стабилитроны |
||||
|
Оптопара |
||||
|
Трансформатор |
ТН-1 24В 100ватт |
ТПП, ТС 18-24 В 60-100ватт |
||
|
Тиристор |
С радиатором |
|||
|
Тиристор |
Новое крепление |
|||
|
Амперметр |
М4100 5Ампер |
|||
|
Светодиод |
Любой цвет |
|||
|
Резистор |
||||
Наладку схемы начинают с проверки монтажа. Вместо аккумулятора GB1 на гнёзда выхода подключается лампочка 12 вольт 20-50 свечей, регулятором тока R1 проверяется изменение яркости от минимального до максимального уровня. Разрядный ток можно проверить, подключив амперметр в разрыв анодной цепи тиристора VS2.
Тиристор VS1 и трансформатор Т1 устанавливаются вне платы.
Регулятор тока - R1, амперметр - PU1, светодиод - HL1 и выключатель SA1 крепятся на передней панели.
Терморезистор R2 крепится на радиаторе тиристора VS1 и отслеживает его перегрев.
Использованная литература:
1. В.Сорокоумов. Импульсное зарядное устройство. Радио№8, 2004г С.46.
2. И.П.Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Книга 5.С.108. Солон-Пресс. 2003г.
3. Б.Соколов. Усовершенствование электронного балласта. Радио №6, 2006г С27.
4. А.Петров. Импульсный блок питания. Радиомир. №7,2002г с.12.
5. В. Коновалов. «Автомобили и аккумуляторы». Методическое пособие Центра ДТТ. г.Иркутск. 2009г. С70.
6. М.Дорофеев. Снижение уровня помех от импульсных источников питания. Радио №9.2006г.С38-40.
7. В.Коновалов. Зарядное устройство на импульсном блоке питания. Радиолюбитель №10,2009г С.36-39.
8. В.Коновалов. М.Мальков. Зарядное устройство на тиристорном инверторе. Радиолюбитель №12, 2009г С.46-48.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ361А | 1 | МП41-42Б | В блокнот | |
| VT2 | Биполярный транзистор | КТ815Б | 1 | Аналог: КТ972 | В блокнот | |
| VD1, VD2 | Стабилитрон | Д814Г | 2 | Д814Д | В блокнот | |
| VS1 | Тиристор | Т122-25 | 1 | КУ202Б-Н. С радиатором | В блокнот | |
| VS2 | Тиристор | ВТ139 | 1 | КУ201Б-Г | В блокнот | |
| U1 | Оптопара | LTV817 | 1 | Аналог: 816 | В блокнот | |
| HL1 | Светодиод | АЛ307Б | 1 | АЛ307Г | В блокнот | |
| C1 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C2 | Конденсатор | 0.22 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| C3 | Конденсатор | 0.1мкФ 100 В | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Переменный резистор | 47 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Термистор | 220 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R3 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | 0.25 Вт | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 120 кОм | 1 | 0.25 Вт | В блокнот | |
| R5 | Резистор |
Время работоспособности автомобильного аккумулятора ограничено. Когда он выходит из строя, многие просто покупают новый. А ведь почти каждую батарею можно восстановить, чтобы она еще послужила.
1 Неисправности аккумуляторов – симптомы болезни
В закрытой пластмассовой емкости расположены положительные и отрицательные пластины. Внутрь заливается раствор соляной кислоты, именуемый электролитом, образующий со свинцовыми пластинами гальваническую пару. На клеммы подается ток от зарядного прибора или генератора. Когда его накопится достаточно, аккумулятор автомобиля становится источником электроэнергии. Она расходуется на пуск двигателя, работу приборов и освещение.
Генератор восполняет потери энергии, но со временем по разным причинам накопленного запаса не хватает для нормального пуска двигателя. При правильной эксплуатации действует временной фактор: пластины стареют. При определенных условиях можно восстановить аккумулятор, вдохнуть в него новую жизнь. Существует несколько методов реанимации. Чтобы выбрать наиболее подходящий, определяем сначала причину неработоспособности.
Самой распространенной причиной умирания является сульфатация свинцовых электродов. Разряд сопровождается образованием налета на пластинах. Если не допускать критических разрядов, то при зарядке кристаллы растворяются. Но причины сульфатации не только в глубоких разрядах. Ее вызывают и другие обстоятельства: постоянный недозаряд, долгое хранение в разряженном состоянии.
Сульфатацию довольно легко определить визуально. Откручиваем пробки и осматриваем пластины. Светлый бело-коричневый налет свидетельствует о наличии процесса. Другие признаки, в том числе для необслуживаемых кислотных аккумуляторов:
- при зарядке начинает очень быстро кипеть;
- полностью заряженная батарея не крутит мотор, садится за несколько минут от обычной лампочки;
- белый налет на корпусе.
Второй распространенной неисправностью являются разрушенные пластины, их осыпание. Она легко определяется по черному цвету аккумуляторной кислоты. Если осыпалось много решеток, оживить такой источник напряжения вряд ли удастся.
Соседние пластины могут замкнуть. Это происходит в результате их деформации или осыпания и образовавшегося на дне шлама. Замыкание происходит, как правило, в одной из секций. Явный признак КЗ – электролит при зарядке в той банке не кипит или закипает позже, а показатель напряжения не растет или растет очень слабо.
Наконец, кислотный электролит может замерзнуть. Это случается при хранении сильно разряженного аккумулятора на морозе. Способность к восстановлению зависит от степени поражения морозом. Если образовавшийся лед разорвал пластиковый корпус, то и пластины, наверное, покоробило, и они замкнули, после размораживания начнут осыпаться. Если корпус целый, размораживаем в тепле, и можно попробовать восстановить.
Любой ремонт начинаем с очистки. Удаляем грязь с поверхности, промываем раствором соды, чтобы нейтрализовать электролит, который практически всегда имеется на крышке. Некрупной наждачкой очищаем клеммы от налета. Кстати, попробуйте, как работает автомобильный аккумулятор с очищенными клеммами. Часто их окисленная поверхность не позволяет нормально заряжаться и отдавать электроэнергию.
2 Простая десульфатация – применяем обычное зарядное устройство
Если аккумулятор засульфатирован, а пластины не осыпались (электролит чистый), то восстановить его можно с помощью простого зарядного устройства. Нам нужно разбить налет на пластинах. В серьезной литературе рекомендуется импульсная зарядка, чередование с разрядкой, строгое придерживание режимов. Вручную это делать довольно сложно, а специальные зарядные устройства дорогостоящие.
На практике все можно сделать гораздо проще. Используем самое простое ЗУ с небольшой переделкой. Выбрасываем сглаживающие фильтры на выходе понижающего трансформатора. Вместо них устанавливаем диодный выпрямитель. Каждый из четырех диодов рассчитан на ток 10 А.
Потребуется ареометр для контроля плотности электролита. Проверяем ее во всех банках, записывая показатели. Если имеются 1,20 и ниже, пора действовать. Смотрим за уровнем: если недостаточный, доливаем электролитом стандартной плотности, чтобы он закрывал пластины на 1 см. Подключаем зарядник, устанавливаем ток 10 % от емкости. Если у нас батарея 60 Ач, то 6 А, можно меньше: 3–5 А.
На простом ЗУ без фиксирования параметров амперметр сначала покажет некоторое увеличение тока, потом он уменьшится, и стрелка замрет в определенном положении. Время от времени наблюдаем за процессом, чтобы не пропустить начало кипения. После него ток уменьшаем до 2 А, продолжаем заряжать, пока опять не начнет кипеть, и еще 2 часа после этого.
После окончания проводим замер плотности: она вырастает несильно. Оставляем отключенный от зарядника аккумулятор на такое же время, что он заряжался. Опять замеряем – наблюдаем небольшой рост плотности. Если она еще не пришла в норму, повторяем цикл. На один уходят сутки, обычно восстановление происходит после 3–4, иногда придется повторить 5–6 раз.
Никогда не добавляйте в засульфатированный аккумулятор кислоту: она только ускорит процесс и может привести к гибели агрегата.
3 Второй способ – цикличный заряд-разряд
В продаже имеются автоматические зарядные устройства типа "Кедр" и подобные. В процессе зарядки они самостоятельно отключаются в нужное время. Предварительно проводим полную зарядку до максимально возможного уровня. Потом на 3–5 дней включаем в режиме тренировки. Параллельно ЗУ цепляем лампочку от поворотного фонаря, нажимаем соответствующую кнопку. Процесс происходит так: около минуты идет зарядка, затем 10 секунд разрядка. После тренировки заряжаем окончательно.
Разработано несколько схем самодельных устройств, которые подобно заводским выдают короткий импульсный ток заряда и проводят небольшой разряд в промежутках. На рисунке представлена схема, по которой нетрудно создать такое устройство, если есть знания по радиотехнике.
Подключаем его к клеммам и наблюдаем за светодиодами. Зеленое свечение говорит о готовности к эксплуатации, а желтое и красное – о необходимости десульфатации. Ее проводим так:
- подключаем устройство на время, пока полностью не разрядится (гаснет светодиод D1);
- подключаем ЗУ и заряжаем;
- повторяем десульфатацию, пока не засветятся зеленым диоды D7, D8.
Возможно, процесс заряд-разряд придется повторять многократно. В особо запущенных случаях уходит неделя и больше. Особенность устройства в том, что оно потребляет всего 20 мА, его можно подключить к бортовой сети. Оно будет постоянно поддерживать нужное состояние АКБ, не влияя на работу генератора.
Если импульсного ЗУ нет, а самостоятельно сделать не можем, пробуем использовать ручной режим. Берем простой зарядник с фиксированными настройками. Выставляем 14 В и 0,8 А, оставляем на 8–10 часов. Вольтметр покажет возросшие параметры. Обязательно оставляем на сутки отстояться и опять заряжаем, но током 2 А. Вольтаж с плотностью немного возрастут.
Запускаем процесс десульфатации. Подключаем лампочку дальнего света. За 6–8 часов наблюдаем падение напряжения до 9 В, больше не допускаем – это то, что нам нужно. Придется контролировать вольтметром. Повторяем циклы:
- ночь – заряжаем током 0,8 А;
- сутки стоит;
- опять ночь – зарядка током 2 А.
В зависимости от степени запущенности на процесс уходит до двух недель. Полностью разряженный аккумулятор восстанавливается на 80 %, что достаточно, чтобы завести двигатель.
4 Меняем электролит – возвращение к жизни короткозамкнутых батарей
Если жидкость в банках приобрела непонятный цвет: мутная, черная, ее придется заменить. Такое случается в очень старых, давно не использовавшихся аккумуляторах и при коротком замыкании. Вообще, если КЗ произошло из-за коробления решеток, то реанимировать можно только путем физического вмешательства.
На старых аккумуляторах это делалось просто: каждая банка была отдельной. Короткозамкнутую вскрывали и устанавливали новые пластины. Теперь все отдельные элементы заключены в общий корпус, и такое вмешательство затруднительно, но возможно. О том, как это сделать, расскажем дальше, а теперь, как поменять электролит.
Короткое замыкание определяем по черному цвету, о чем уже упоминалось, и по зарядке. Все банки начинают выделять газ, а у короткозамкнутой этого не происходит. Дальше сливаем электролит, вытягивая грушей. Можно с одной емкости, а лучше со всех – заливка свежим электролитом не помешает. Дальше заливаем дистиллированную воду, слегка покачиваем корпус и осторожно сливаем. Не переворачиваем, чтобы шлам не застрял между пластинами. Повторяем, пока вода не станет чистой.
В банке с КЗ прибегаем к более радикальному способу. Высверливаем небольшое отверстие 4–5 мм в дне корпуса, сливаем электролит и промываем дистиллированной водой. Весь шлам уходит, ничего не остается. Отверстие заделываем пластмассой, применяя паяльник. Если пластины не покороблены, то достаточно будет поменять электролит.
Дальнейший процесс происходит так:
- Заливаем электролит плотностью 1,28. Можно за двое суток растворить в нем предварительно специальную присадку для десульфатации. Даем отстояться сутки, чтобы вышел воздух.
- Заряжаем током 0,1 А до полного восстановления плотности, наблюдая, чтобы не было бурного кипения и сильного нагрева корпуса. При необходимости отключаем, даем остыть. Заряжаем до 14–15 В.
- Смотрим показания ареометра, уменьшаем ток и оставляем на 2 часа. Если за это время плотность не поменялась, прекращаем заряжать.
- Разряжаем током 0,5 А до 10 Вольт. Если показатель упал до этой отметки раньше, чем за 8 час., цикл повторяем. Если нет – просто заряжаем до номинальных показателей.
А теперь о замене пластин в неразборном аккумуляторе своими руками. Вокруг нее сверху обрезаем пластик. Перемычки, идущие к соседним банкам, отсоединяем любым способом: отпаиваем или перерезаем. Вынимаем пакет и хорошо промываем в воде, чтобы смыть остатки кислоты. Теперь ищем, где замыкает. Осматриваем пластины и диэлектрик. Задача: обнаружить частичку, которая соединяет две пластины.
Нашли – хорошо, убираем ее. Сначала следует промыть, убирая всю муть, пакет устанавливаем на место. Восстанавливаем перемычки, приклеиваем крышку, используя клей, эпоксидную смолу или расплавив паяльником. Заливаем электролит и заряжаем. Если пластины покороблены, можно использовать их от другого старого аккумулятора, выбрав наименее поврежденный пакет.
Все работы следует проводить в перчатках и в помещении с достаточной вентиляцией, а лучше на воздухе: серная кислота и газы могут причинить вред здоровью.
5 Переполюсовка – последний шанс в безнадежной ситуации
Если в одной из шести емкостей произошло сильное падение напряжения, при зарядке полюса меняют свое значение. Провоцируется цепная реакция, которая приводит к таким же последствиям в соседних банках. Причинами возникновения подобной ситуации бывают:
- чрезмерная сульфатация, не поддающаяся восстановлению;
- неправильное подключение батареи к зарядке, у которой отсутствует защита от переполюсовки;
- грязь на корпусе, вызывающая постоянный саморазряд;
- разряд не контролируется, неоднократно происходил сильный разряд;
- ошибки в работе генератора и других устройств электроснабжения и потребления.
Методика переполюсовки считается варварской, но другими способами реанимация невозможна. Если закончится неудачей, жалеть нечего, все равно у аккумулятора был один путь – утилизация.
Для начала отбираем электролит из всех банок ареометром и смотрим показатели. Выявляем полностью рабочие, больные и мертвые. Умерших, как правило, немного: одна–две. Восстанавливать емкость, по большому счету, следует только у них. Но сплошной корпус не предусматривает разборки. Можно использовать методику, описанную выше, чтобы добраться до неисправной банки.
Мы расскажем, как переполюсовать все емкости в домашних условиях, не прибегая к разборке:
- Сначала разряжаем старый аккумулятор до ноля, подключив какую-нибудь нагрузку, например автомобильную лампочку. Измеряем напряжение: если что-то остается, замыкаем клеммы.
- В разрыв минусовой клеммы зарядника включаем балластное сопротивление. Подойдет резистор 50 кОм. Он предохранит пластины от короткого замыкания.
- Подключаем провода от ЗУ в обратной полярности. Плюсовой – к "минусу" аккумулятора, минусовой – к "плюсу".
- Заряжаем током, составляющим 10 % емкости. Заряд набирается достаточно быстро, но корпус сильно нагревается.
- Понижаем ток до 2 А и продолжаем заряжать. Даем покипеть при низком токе 2 часа и отключаем.
Проверяем плотность: в нормальных емкостях она понижается, в убитых повышается. Дальше проводим сильный разряд, замкнув клеммы. Подключаем к заряднику, соблюдая правильную полярность. Заряжаем по вышеприведенной схеме. Для восстановления рекомендуется сделать переполюсовку дважды.
Прибегать к переполюсовке не следует, когда присутствуют такие признаки неисправности:
- в банках черный электролит;
- короткое замыкание;
- недостаточный уровень плотности.
Сначала применяем способы ремонта для конкретного случая, а если не помогает – применяем переполюсовку.
Восстановил автомобильный аккумулятор переполюсовками, что из этого получилось после простоя АКБ. Испробовал я данный метод и теперь могу точно сказать: он работает. Но если учесть, какие аккумуляторы прошли через мои руки и после разборки я наблюдал не радужную картину, добавлю подходит не для всех аккумуляторов, и в некоторых случаях данный метод даже очень опасен!
Все дело в том, что любые аккумуляторы имеют износ пластин, на сколько износ сильный никто не знает, так как аккумуляторы обычно не прозрачные и тем более не разборные. А значит, насколько сильный износ пластин или насколько много мусора осыпалось на дно банки, вы тоже посмотреть не можете.
Соответственно, при переполюсовке АКБ на обратную полярность, происходит сильная реакция внутри банок аккумулятора, которое сопровождается постепенным растворением сульфата. При этом раствор в банках из-за реакции начинает сильно двигаться. Ну не кипит он, а идет хим реакция с выделением водорода. Если на дне АКБ есть шлак от рассыпавшихся пластин, самое страшное при такой реакции, если коротнет шлак поднятый со дна между пластин. Это будет самый эпичный последний экшен АКБ.
Поэтому нужно максимально разрядить АКБ перед полюсовкой, далее заряжать током, при котором АКБ будет выделять минимальное количества водорода. Идеально, если очень много очень мелких пузырьков. В случае бурления нужно уменьшить ток. Эффективно заряжать переполюсованный аккумулятор 55Ач током 2А примерно 26-29 часов, примерно мне именно это время понадобилось довести АКБ до напряжения 13.9 Вольт. Так как при обратной полярности напряжение ниже из-за разницы пластин А и К, и из-за того, что контакты под клеммы разные, я стал переполюсовывать аккумулятор назад.
Тут возникла сложность. Это сильное выделение водорода и сильный нагрев пластин аккумулятора, из-за того что плотность и заряд в банках разный. Разряд банок постоянным током- это сильная нагрузка на АКБ и на само зарядное устройство. Мне помог следующий метод.
Я импульсами подключал и отключал зарядное устройство. Частота импульсов 2 сек заряд, 2 сек отдых ЗУ и после такого подключения реакция в банках уменьшилась, а аккумулятор быстро поменял полярность, при этом ток заряда был, не поверите 10А, все дело в том, что для ЗУ даже на 6 вольтах напряжении заряда сопротивление АКБ при 0 -1 вольта было равносильно короткому замыканию.
Из-за чего греется АКБ: из-за потери по емкости проблемных банок и из-за того, что не проблемные банки сопротивляются тем, которые сдались, это прям как война добра со злом. 🙂 Без постоянного нападения войны не выиграть. Но огромный плюс этой войны заключается в том, что проблемные банки как раз в этот момент начинают максимально отчищаться от сульфата.
При обратной переполюсовке, обязательно поместить АКБ в максимально холодную воду, тем самым химические процессы будут менее опасны.
Почему я рекомендую поменять электролит, все дело в том что после того, как я зарядил аккумулятор плотность зашкаливала за 1.32, при любом токе заряда, аккумулятор начинал бурлить. при этом ток заряда не уменьшался. По началу я думал, что произошло КЗ пластин, но муть в банках мне не давала покоя и я решил рискнуть ее поменять.
Предупреждаю нужно доводить до нужной плотности не с нужного электролита, а с дис. воды, так как пластины пропитаны электролитом и после заливки, например, 1.27 вы получите плотность за 1.35, и пластины могут просто коротнуть!
В общем, залил я раствор и о чудо АКБ перестал кипеть,перестал нагреваться, и ток после заряда до 14.9 вольт падал до 500мА — это нормально.
И только после этого я вздохнул с облегчением. Следующим шагом было проверить АКБ на емкость и саморазряд. Раньше акб у меня садился в ноль на четвертые сутки, последний раз я еле завел на начало третьих.
Все владельцы автомобильного транспорта имеют представление о предназначении и принципе работы аккумуляторной батареи. Однако не многие знакомы с методами восстановления работоспособности аккумуляторов.
Конструкция и принцип работы
Согласно картинке выше, аккумулятор состоит:
- Крышка аккумулятора;
- Межэлементное соединение;
- Вентиляционная пробка;
- Соединяющий мостик;
- Полюсный вывод;
- Борн;
- Катод – отрицательный электрод (Pb);
- Сепаратор;
- Анод – положительный электрод (PbO2);
- Полимерный моноблок;
- Опорная призма;
- Межбаночная перегородка.
Под конструкцией аккумулятора понимается сосуд с раствором электролита и со свинцовыми электродами внутри. Электролитом является смесь кислоты H2SO4 и очищенной воды H2O. Одна из пластин выполнена из губчатого свинца Pb и является катодом, а другая – из диоксида свинца PbO2, является анодом.
Свинец, будучи легкоокисляющимся металлом, обладает свойством электролитического растворения, путем перехода положительных ионов металла в раствор. В процессе опускания свинцовых пластин в раствор электролита от нее начнут отсоединяться положительные ионы свинца и переноситься в раствор, при этом электрод будет иметь отрицательный потенциал.
С увеличением разницы в потенциалах данный процесс замедляется до момента наступления баланса между силой, выталкивающей ионы в раствор, и силами электростатического поля и избыточного гидростатического давления на раствор.
При погружении электрода из двуокиси свинца в раствор серной кислоты происходит процесс его перехода в раствор, где он, соединяясь с водой, преобразуется в ионы свинца Pb4+ и ионы гидроксила ОН. Ионы Pb4+, оседая на электроде, формируют на нем положительный потенциал, а кислота создает только ионы ОН+ и HSO4. Соответственно, при разряде аккумулятора используется серная кислота, образовывается вода, и происходит образование на двух пластинах сульфата свинца. При заряде АКБ процессы проходят в противоположном направлении.
Возможные неисправности аккумуляторов
Среди возникающих неисправностей аккумуляторов основными являются:
- Переполюсовка аккумулятора. Данный процесс характеризуется тем, что при работе аккумулятора в циклическом режиме на «заряд-разряд» со временем может падать емкость некоторых аккумуляторных батарей в аккумуляторе. Такой дисбаланс может привести к тому, что просевшая батарея начнет заряжаться от соседних исправных батарей, но заряд будет проходить в обратном направлении, образуется так называемая обратная полярность. Поскольку зарядное напряжение практически в 2 раза выше разрядного, переполюсовка может привести к выходу из строя нескольких аккумуляторных батарей. Как последствие возможно разрушение аккумулятора ввиду сильного газовыделения и нагрева;
- Сульфатация аккумуляторных пластин. Процесс образования сульфата свинца –явление обычное для всех свинцовых аккумуляторов. Образовавшиеся мелкие кристаллы сульфата свинца при заряде аккумулятора растворяются и не доставляют проблем. Однако ненормальная сульфатация, в виде крупнокристаллического сульфата свинца, не растворяется при заряде и со временем покрывает всю активную часть электродов, мешая заряду аккумулятора.
Факторами, указывающими то, что аккумулятор переполюсованный и имеет глубокую сульфатацию, являются:
- Большое отличие плотности электролита в разных банках;
- Маленькая емкость АКБ по сравнению с гарантированной документацией;
- Резкое повышение напряжения в начале заряда аккумулятора;
- Стремительное повышение температуры электролита;
- Очень медленный рост плотности электролита при заряде;
- Раннее закипание раствора электролита по сравнению с нормальным временем.
Причины неисправностей и методы устранения
Основными причинами неисправностей являются:
- Нахождение аккумуляторов в разряженном или недозаряженном состояниях длительное время;
- Регулярная зарядка завышенными токами;
- Частые абсолютные разряды;
- Низкий уровень электролита;
- Увеличенная плотность электролита;
- Перепады температуры.
Для восстановления нормальной работы аккумулятора при наличии ненормальной сульфатации необходимо:
- Длительный перезаряд аккумулятора на протяжении 3 часов;
- Восстановление аккумулятора переполюсовкой.
Понимание в полной мере процессов, происходящих в аккумуляторе, и методов по устранению неисправностей позволит не допускать поломок и максимально продлить жизнь аккумулятору.
Видео
Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов.
В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.
Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).
Тогда если есть нагрузочная вилка проверка производится ей и выясняется, что под нагрузкой напряжение сильно просаживается. Все указывает на потерю емкости аккумулятором. Причиной тому – сульфатация пластин.
Обычно, при правильной эксплуатации это происходит примерно через 5 лет. Это очень хороший показатель. И тут есть выход – купить новый аккумулятор. Но, если вы хотите сэкономить деньги (так как батареи сейчас не из дешевых), и продлить срок службы аккумулятора ещё на пару лет, то тогда необходимо провести его обслуживание. И не простое, а специальное, которое может реанимировать батарею.
Какие аккумуляторы можно восстановить?
Этот способ подходит для батарей, которые в период своей эксплуатации не были подвержены серьезным токовым или механическим повреждения. А пришли в негодность в результате временной, естественной сульфатации.Этот способ не подходит для аккумуляторных батарей у которых имеется внутреннее осыпание пластин, имеется внутреннее замыкание банок, имеется вздутие или иные механические повреждения.
Способ отлично подходит для десульфатации пластин и называется в народе методом «переполюсовки» аккумулятора.
Я разделю восстановление аккумуляторной батареи на три этапа.
Процесс восстановления аккумулятора
Этап первый: подготовка
Первое что не обязательно, но нужно сделать это очистить поверхность батареи от любых загрязнений. Промыть с моющим средством всё поверхность.Далее, визуально убедиться в отсутствии повреждений на корпусе, в отсутствии вздутий и выпуклостей по сторонам.
Второе, открыть все пробки банок и убедиться в наличии электролита. Если в одной из банок его нет, то нужно убедиться в отсутствии трещин на корпусе.
Затем, с помощью фонарика осмотреть пластины внутри – осыпаний быть не должно. Тут как раз за одно можно отчетливо увидеть сульфатацию – белый налет на пластинах.
Если все в порядке – доливаем в каждую банку дистиллированную воду до уровня. Не лишним будет замерить плотность электролита каждого отсека.
Этап второй: классический способ восстановления
Прежде чем переходить к переполюсовке аккумулятора, необходимо протестировать обычный способ восстановления, ставший уже классическим.Шаг первый: заряжаем аккумулятор до полного заряда 14,4 В.
Шаг второй: галогеновой лампочкой или другой нагрузкой разряжаем батарею до 10,6 В (напряжение замеряется под этой же нагрузкой).
Повторяем цикл из этих двух шагов 3 раза и заряжаем батарею на полную. Проверяем емкость нагрузочной вилкой или стартером в работе машины. Если батарея восстановилась – хорошо – продолжаем эксплуатацию. Если нет, или не достаточно, то переходим к третьему этапу.
Этап третий: переполюсовка аккумуляторной батареи
Этот метод восстановления аккумулятора самый действенный из всех существующих. И реанимирует батарею почти в 90% случаях.Шаг первый: вешаем на батарею нагрузку в виде галогенной лампы, и разряжаем аккумулятор в ноль. Лампа потухнет примерно через сутки (все зависит от начальной емкости аккумулятора). Оставляем батарею с подключенной лампой ещё на 2-3 суток, чтобы окончательно разрядить остатки.
Шаг второй: зарядка аккумулятора обратным током. Подключаем зарядное устройство наоборот: плюс к минусу, а минус к плюсу. Чтобы не испортить ваш зарядник (или чтобы не сработала защита от короткого замыкания), последовательно батареи подключаем ту же галогенную лампу. И заряжаем аккумулятор в обратной полярности. После того, как напряжение поднялось до вольт 5-6, лампу из цепи можно исключить. Ток заряда желательно ставить 5 процентов от емкости батареи. То есть если емкость 60 ампер-часов, то ток заряда в обратном направлении ставим на 3 Ампера. В это время все банки с электролитом начинают активно бурлить и шипеть –это нормально, так как идет обратный процесс.
Заряжаем примерно сутки, до появления напряжения 12-14 В. В итоге у вас получилась полностью заряженная батарея у которой на выходе плюса – минус, а на минусе – плюс.
Шаг третий: опять полностью разряжаем батарею галогенной лампой пару суток. Затем производим правильную зарядку плюсом к плюсу, минусом к минусу. Заряжаем на полную до 14,4 В.
На этом все действия завершены.
Результат восстановления аккумуляторной батареи
Обычно результат помогает повысить емкость аккумулятора до 70-100 % от заводской, конечно бывают и исключения.Конкретно в моем случае удалось поднять емкость на 95% - что является отличным результатом. С пластин пропал белый налет сульфата, и они приобрели черный цвет как у нового аккумулятора. Электролит стал более прозрачным и чистым.
Видео по восстановлению аккумулятора
Я рекомендую вам посмотреть видео, где восстанавливается полностью «мертвый» аккумулятор, которому около 10 лет.Вначале идет «раскачка» со сменой полярности питания, а почти в самом конце уже дан полный цикл переполюсовки.
