Якщо акумулятор кипить при зарядці на останньому її етапі, то не поспішайте панікувати. Рясне виділення бульбашок в такому випадку вказує на те, що батарея зарядилася. А ось коли АКБ кипить при зарядці відразу або всього через пару годин — це відхилення від норми. Причому вельми шкідливе для ресурсу акумулятора. Оскільки всьому є своя причина, ваше завдання — зрозуміти, чому електроліт швидко закипає і, по можливості, усунути проблему.
Фізика і хімія кипіння АКБ
Але перед тим, як з'ясовувати причину будь-якого процесу, бажано зрозуміти його природу. З кипінням акумулятора насправді все просто. У цього явища буває дві стадії. Одна з них практично не шкідлива, так як вважається природною. Друга — згубно позначається на ресурсі АКБ. А ще киплячий електроліт не має абсолютно нічого спільного з киплячою водою в чайнику. Розглянемо ці тези трохи детальніше.
Природне кипіння акумулятора — це коли в кінці процесу зарядки на поверхню електроліту помірно піднімаються бульбашки газу. Це ні що інше, як водень. Він виділяється в результаті електрохімічної реакції між кислотою і свинцем під впливом електричного струму. За великим рахунком, нічого страшного в такому кипінні немає. Хоча деякі фахівці стверджують, що заряджати АКБ в ідеалі треба так, щоб навіть і бульбашок не було.
Останнього легко досягти, якщо використовувати так званий імпульсний режим зарядки. Струм через АКБ пропускається короткими імпульсами. Встигає ефективно «засвоїтися», не викликаючи виділення газу. На жаль, наявність у вас імпульсного зарядного пристрою зовсім не означає, що ви заряджаєте свою батарею саме так. Імпульсний режим реалізований правильно лише в деяких моделях, вартість яких починається від 200 доларів.
Електролізне кипіння акумулятора — це вже друга стадія. Шкідлива для АКБ. Від природного процесу відрізняється за двома ознаками. По-перше, спостерігається не просто виділення бульбашок, а й рясне бурління електроліту. По-друге, електроліз розкладає воду на водень і кисень, які у вигляді вибухонебезпечної суміші виходять з акумулятора. Також в самих запущених випадках може спостерігатися значний перегрів батареї.
Електролізна реакція в АКБ відбувається з кількох причин, але завжди означає одне і теж. А саме — батарея або не приймає заряд зовсім, або робить це вкрай неефективно. Крім того, безповоротно втрачається вода. В результаті щільність електроліту зростає, що теж погано. На додачу до всього ще й свинцеві пластини псуються. От саме таке кипіння нам не потрібне. Його причини і будемо шукати.
Залишився останній факт про кипінні акумулятора, який неодмінно треба знати. В Інтернеті часто можна знайти висловлювання диванних «експертів», що електроліт кипить, так як свинцеві пластини сильно нагріваються. Тобто, вони працюють, як звичайний побутовий кип'ятильник. Це нісенітниця повна. Кипіння електроліту не має нічого спільного з кипінням води, нагрітої до +100°C. Процеси трохи схожі візуально, але фізика і хімія у них абсолютно різна.
Закип'ятити електроліт в акумуляторі так, як воду в чайнику, можна. Але для цього потрібно витримати відразу кілька умов. Тобто, доведеться неабияк постаратися. У звичайних же адекватних умовах, коли АКБ заряджається під капотом від генератора або стаціонарно від справного зарядного пристрою — натурального кип'ятіння не буде.
Оскільки ми тільки що розглянули хімію, можливо, комусь буде не вистачати формул. Немає проблем.
Це формула нормальної зарядки акумулятора:
PbSO 4 + 2H2O → PbO2 + SO4 + 4H
Відбувається таке на негативних пластинах АКБ. Для позитивних формула інша. Але для нашої теми важлива саме ця. По ній наочно видно, звідки беруться ті самі бульбашки водню (H — це водень). Також зверніть увагу, що в результатах реакції немає чистого кисню. Це означає, що шкідливий для акумулятора електроліз не відбувається.
Коли ж починається електроліз, вода, яка міститься в електроліті, розпадається на складові — водень і кисень. Перший утворюється на негативних пластинах, а другий на позитивних. У міру їх накопичення з акумулятора виходить та сама вибухонебезпечна суміш. Головна причина, через яку починається електроліз в акумуляторі — перезаряд.
Ознаки закипаючого акумулятора
Якщо АКБ того типу, що обслуговується, то ознаки кипіння електроліту очевидні:
- виділення бульбашок водню (норма);
- рясне бурління (це вже електроліз);
- скупчення крапель електроліту на корпусі акумулятора (розбризкування).
Всі ці ознаки добре видно, коли батарея заряджається з відкритими пробками. Залишається тільки навчитися визначати кипіння, якщо акумулятор не обслуговуються. Тобто, прямого доступу до відсіків з електролітом немає. У таких випадках можна виявити тільки шкідливе кипіння, пов'язане з початком електролізу води. Ось непрямі ознаки цього процесу:
- шипіння;
- патьоки електроліту під штуцером для аварійного скидання тиску;
- здуття корпусу АКБ;
- сильне нагрівання;
- в самих запущених випадках — руйнування акумулятора.
Відповідно, якщо в вашому випадку з’явилися будь-які ознаки електролізу, процес зарядки треба зупинити. Далі з'ясовується причина і, якщо це можливо, усувається. Далі детально описано, де шукати проблему, вирішувана вона, і якщо так, то якими шляхами.
Чим загрожує кип'ятіння АКБ
Але для початку коротко резюмуємо, чому, коли акумулятор кипить при зарядці — це погано. В цілому, якщо рясне бурління настає своєчасно, то нічого страшного в цьому немає. Більш того, це одна з ознак, що вказує на те, що батарея зарядилася. Якщо ж АКБ кипить при зарядці відразу або в перші години, то не минути наступних проблем:
- систематичний перезаряд;
- втрата електроліту;
- порушення його щільності (ареометр vs рефрактометр);
- осипання свинцевих пластин;
- коротке замикання в відсіках;
- втрата ємності;
- зниження сили пускового струму;
- можливе руйнування АКБ.
Зрештою, регулярне кип'ятіння акумуляторної батареї закінчується однаково. Спочатку погано крутить стартер. Пізніше машина перестає взагалі заводитися вранці. Потім йде купівля нового акумулятора. Якщо не з'ясувати причину кипіння, то такий цикл може повторюватися у вас мало не кожні пару років.
Додатково не завадить зазначити, що електроліт за межами корпусу АКБ — це ще одна серйозна проблема. Призводить вона до того, що на клемах постійно утворюється рясний сольовий наліт. А значить — погіршується електричний контакт з усіма витікаючими наслідками. Це ще не все. Від кислоти гниють силові дроти, майданчик під акумулятором і навіть частини кузова автомобіля. У самих запущених випадках доходить до ослаблення конструкції.
Можливі причини кипіння електроліту
Частіше за інших зустрічаються 5 причин, чому кипить електроліт в акумуляторі. Дві з них криються в зарядному пристрої. Решта три — це проблеми з самою батареєю. У кращому випадку, непереборною причиною з цієї п'ятірки є тільки одна. Якщо акумулятор не обслуговуються (без пробок), то тоді дві. Якщо ж електроліт кипить у вас не перший місяць, то кількість непереборних причин збільшується ще на один пункт. А це означає покупку нового акумулятора. Без варіантів.
Приступимо.
Перевищена напруга заряду
Напруга на клемах акумулятора під час його зарядки є найважливішим параметром, перевищувати який не можна. У конкретних цифрах ситуація виглядає наступним чином. У стандартній 12-вольтовій автомобільній батареї є 6 відсіків. Вони з'єднані між собою послідовно. Кожен відсік повинен заряджатися напругою не більше 2,4 В. Це означає, що весь акумулятор можна заряджати напругою, що не перевищує 14,4 В. Якщо ж вона вища — починається електроліз, а значить, і шкідливе для ресурсу кипіння.
Власне кажучи, менше теж не можна. АКБ або не буде заряджатися взагалі, або не накопичить 100%. Таке часто-густо спостерігається на автомобілях, якщо є несправності генератора. Наприклад, в поточній машині автора цього матеріалу напруга бортової мережі при працюючому двигуні становить 14,1 В. Для повноцінного заряду АКБ її мало. Доводиться періодично користуватися зарядним пристроєм. Ну а в подальшому — замінити реле-регулятор.
Тепер про вимірювання напруги заряду акумулятора. Про це постійно треба говорити, так як багато вимірюють її некоректно. В результаті виходить омана — автовласник думає, що напруга в нормі. А воно часто буває підвищеною, через що і кипить акумулятор. Так ось. Міряти напругу завжди потрібно безпосередньо на клемах АКБ.
Тобто, орієнтуватися не по вбудованому в зарядне вольтметру. Чи не по тому, що на панелі приладів (якщо є). І вже точно не за китайським, вставленим в прикурювач. Всі ці способи вимірювання напруги схильні давати похибку. Виникає вона через те, що кілька часток вольта губиться на шляху від клем до вимірювального приладу. Називається це падінням напруги або втратами.
Тому, якщо акумулятор кипить при зарядці, в першу чергу, виміряйте напругу прямо на клемах. Для цього знадобиться найпростіший мультиметр. Практика показує, що навіть недорогі (дводоларові які) вміють показувати більш-менш точно. Ну а якщо є перевірений мультиметр, то взагалі добре.
Важливо! На самому початку заряду напруга може бути значно нижчою, ніж зазначений еталон 14,4 В. Це нормально. Але не варто забувати про те, що в міру накопичення акумулятором енергії показники будуть неодмінно зростати. Тому напругу слід контролювати не тільки після підключення зарядного пристрою, але і далі в процесі.
Як усунути цю причину кипіння електроліту, якщо вона має місце бути? Просто. На регульованих зарядних пристроях потрібно або обмежувати цю саму напругу, або вибрати інші налаштування. Якщо передбачене тільки регулювання струму, то воно теж може допомогти. Знижуючи струм — зменшуєте напругу. Якщо ж прилад не має ніяких регулювань, а напруга підвищена , використовувати його не варто. Почитайте — як вибрати зарядний пристрій — і купіть нормальний.
Зарядний струм вище норми
Напруга і струм — дві тісно взаємопов'язані характеристики. Але в разі кипіння акумулятора під час зарядки важливо інше. А саме про сполучуваність зарядного струму і реальної ємності АКБ. Слово «реальної» написано не просто так. На цьому потрібно акцентувати увагу, оскільки в 90% випадків цей нюанс не враховується.
Справа ось в чому. У будь-якого ненового автомобільного акумулятора є «дві ємності». Перша — написана на його корпусі. Це заявлена номінальна ємність. Наприклад, стандартні 65 А*год. Друга — це реальна. Тобто та, яку має батарея на даний момент. Згодом ємність неминуче зменшується. По ряду причин. Нам зараз важливо запам'ятати те, що реальних ампер-годин у бувшої в експлуатації АКБ завжди менше, ніж написано на її корпусі.
Розуміти це потрібно тому, що від ємності батареї залежить рекомендований оптимальний зарядний струм. Вірніше, його сила, виражена в амперах. Вираховується вона дуже просто, та й багатьом знайомо. Береться 10% від ємності, і таким струмом заряджається АКБ. Приклад. Для АКБ на 60 А*год оптимальна сила струму заряду становить 6 А. І так далі. Перевищувати цей струм не можна, так як це чергова можлива причина, чому кипить акумулятор.
Але найголовніше навіть не це. Є ж ще реальна ємність, про яку часто забувають автолюбителі. У підсумку вони протягом усього терміну служби акумулятора заряджають його струмом, який відповідає 10 відсоткам напису на корпусі. Але напис не є реальним показником, оскільки з першого ж дня ємність батареї зменшується. Неминуче. У всіх з різною швидкістю. Але зменшується.
Якщо ви акуратний автолюбитель, і стежите регулярно за рівнем заряду АКБ, то навіть у вас вона через пару років після покупки втратить 10—15% ємності. Було, наприклад, 60 А*год, а стало 45 А*год. Звідси випливає, що заряджати її струмом в 6 А вже не можна. Вона буде накопичувати заряд неефективно і, звичайно ж, швидко закипатиме. У тих, хто за акумулятором і його станом не стежить, цифри бувають набагато сумніші. А кипіння більш епічним і з поганим кінцем.
Як вирішити проблему? Є два варіанта. Перший — час від часу вимірювати реальну ємність батареї, і заряджати її відповідним струмом. Але для цього потрібні спеціальні прилади. Недешеві. Другий — зменшувати максимальний струм заряду приблизно. У міру збільшення терміну служби АКБ. Наприклад, відходила один рік — зменшуємо на 1 А. Через два роки ще на ампер. Якщо ж вам пощастило, і акумулятор відслужив років п'ять, то його заряджати великим струмом взагалі гріх.
Крім природного «старіння» АКБ не слід також забувати і про те, що багато недорогих моделей вже з магазину не мають заявленої ємності. На жаль, щоб виявити таку підробку, потрібен відповідний тест. Роблять його одиниці, що, між іншим, дозволяє відразу ж повернути товар згідно із законом «двох тижнів». Якщо ж ви купили дешевий акумулятор, а вимірювати реальну ємність нічим, заряджайте відразу його не максимально допустимим струмом, а трохи зменшеним. Наприклад, замість 6-7 А обмежуйте до 5 А. На час зарядки це не сильно вплине, а от на ресурсі позначиться позитивно.
Сульфатація АКБ
Сульфатація акумулятора — це утворення на його пластинах нерозчинного нальоту з сульфату свинцю. З'являється ця проблема з кількох причин. Якщо коротко, то це систематичний недозаряд і недостатній рівень електроліту. У першому випадку утворений під час розряду сульфат не розчиняється назад в кислоті. Згодом його кристалики стають більші і твердіші. Якщо ж в АКБ не вистачає електроліту, то верхня частина пластин взагалі працює «на суху». На таких ділянках сульфатам просто ні в чому розчинятися.
Причому тут кипіння акумулятора? А при тому, що сульфатация є головною причиною різкої втрати ємності. Адже вона тим вища, чим більша площа свинцю контактує з електролітом. А коли він обростає сульфатами, його участь в реакції припиняється. Звідси і береться зниження ємності. А як уже було сказано вище, при такому розкладі легко перевищити зарядний струм, який є однією з головних причин передчасного закипання електроліту.
Як вирішити проблему? Якщо сульфатація на ранній стадії, то її можна усунути. Називається цей процес — десульфатація акумулятора. Якщо коротко, то це такий особливий режим зарядки, при якому сульфати частково або повністю руйнуються, звільняючи додаткову площу свинцю. Є ці режими в деяких зарядних пристроях, а також їх можна імітувати за допомогою звичайних зарядних і навантаження.
У запущених випадках сульфатація практично непереможна. Не допомагає ні заміна електроліту, ні промивання акумулятора, ні інші народні методи. Навіть супер «розумні» зарядні пристрої, в основному, не поліпшують стан. Відповідно, вирішується така проблема двома шляхами. Або заміною акумулятора, або, якщо він ще «живий», зарядкою невеликими струмами.
Потрібно розуміти, що зарядний струм ви зможете контролювати (обмежувати) тільки під час зарядки від стаціонарного зарядного пристрою. Під капотом же акумулятор буде брати струм по максимуму. А це означає, що електроліт, швидше за все, регулярно буде кипіти. Тому експлуатувати акумулятор з явними ознаками серйозної сульфатації не варто. Краще відразу замінити. Від гріха подалі.
Низький рівень електроліту
У світлі вищесказаного вже має бути зрозуміло, що через низький рівень електроліту швидше розвивається сульфатация АКБ. Але це не єдина проблема. Коли рівень нижче норми, частина пластин «оголюється», і під час зарядки не бере участі в процесі. Це може означати тільки одне — батарея на поточний момент має зменшену ємність. А значить, заряджати її стандартним струмом вже не можна. Буде неодмінно закипати завчасно.
Рішення проблеми очевидне, якщо акумулятор такого типу, що обслуговується. Потрібно просто регулярно контролювати рівень електроліту, і доливати його при необхідності. Що ж стосується необслуговуваних батарей, яких зараз розвелося дуже багато, то тут вже нічого не поробиш. Рівень електроліту ні контролювати не можна, ні доливати. Якщо батарея довгий час кип'ятилися, то її тільки викинути залишається.
Автор в курсі, що народні умільці намагаються обдурити долю, і доливають воду (або електроліт) навіть в АКБ, які не обслуговуються. Дурне діло нехитре. Насвердлив отворів, взяв шприц, і заливай, скільки душа забажає. Деякі заливають таким способом воду і в AGM акумулятори, і навіть в GEL. Повторювати подібні експерименти — не варто. Наступного разу двічі подумаєте перед тим, як вибирати акумулятор.
Коротке замикання в відсіках АКБ
Коли трапляється коротке замикання в акумуляторі, надмірне кипіння електроліту виникає за сукупністю кількох факторів. Але почнемо з того, що являє собою ця причина. Коротке замикання в АКБ — це коли в одній з комірок починають контактувати пластини з різною полярністю. В результаті відсік з елемента живлення перетворюється в тупий провідник струму. До слова, проблема може бути одночасно в декількох відсіках.
Що далі? Коли хоча б в одному з відсіків замикають пластини, з батареї «випадає» один елемент. Вище було вже сказано, що всього їх шість. Кожен повинен заряджатися напругою не вище 2,4 В. Сполучені вони послідовно, звідки і беруться ті самі ідеальні 14,4 В. З «випаданням» одного такого елемента зменшується і ця напруга. Рівно на 2,4 В. Тобто, якщо ми заряджаємо закорочену батарею напругою 14,4 В, то для неї вона вже занадто велика. Усе. Електроліт кипить майже постійно.
Як зрозуміти, що в акумуляторі є коротун? Способів два. Обидва не підходять, коли батарея необслуговуваного типу. Якщо ж пробки є, то перший спосіб побачити коротке замикання — спостерігати за електролітом під час зарядки. Де немає бульбашок водню, тоді як інші банки вже киплять, там і є проблема. Другий спосіб — перевірка під навантаженням. Наприклад, можна прокрутити кілька разів стартер, паралельно дивлячись на електроліт. Як правило, якщо є коротун, під навантаженням закорочена банка моментально закипає. Так що заглядати акуратно!
Що робити? Власне, акумулятор з коротким замиканням — це вже мрець. Допоможе тут тільки заміна.
Так-так. Є народні способи, як воскресити закоротивший акумулятор. Але вони такі варварські, що тут про них навіть в загальних рисах говоритися не буде. Якщо охота втратити час і ризикнути власним здоров'ям — в Інтернеті повно «інструкцій до дії». Але краще відразу відмовтеся від подібних ідей. Вони небезпечні і безнадійні.
Короткі підсумки
Якщо акумулятор кипить при зарядці в самому її кінці — це нормально. Легкі бульбашки без бурління в процесі — взагалі не проблема. Якщо ж закипає відразу після підключення зарядного пристрою, в перші пару годин, або шипить під капотом — це непорядок. Основних причин всього п'ять: висока напруга; занадто великий для конкретної АКБ струм; сульфатація; низький рівень електроліту; коротун.
