Дефекты, возникающие по причине ускоренного износа
Наряду с возможными производственными дефектами в процессе работы в аккумуляторной батарее появляются дефекты, образующиеся по причине ускоренного износа от негативных условий их эксплуатации.
Ускоренный износ аккумуляторной батареи в условиях эксплуатации в основном вызывается следующими причинами:
1. Интенсивный перезаряд аккумуляторной батареи вследствие неисправности регулятора напряжения генератора. Перезаряд возникает тогда, когда зарядное напряжение в процессе эксплуатации батареи превышает величину 14,5 В. При этом, как сказано в разделах 3.2 и 3.5.3 (см. Рис. 2 и Рис. 17), в конце заряда под влиянием повышенного напряжения усиливается вторичный процесс – разложение воды на водород и кислород под действием зарядного тока. Как показала практика, в зависимости от вида дефекта регулятора, величина зарядного напряжения в подобных случаях может достигать значений 15,0-17,0 В. Это приводит к ускоренной потере воды в аккумуляторах. Уровень электролита, под влиянием перезаряда, быстро уменьшается, а его плотность, соответственно, растёт. Повышение плотности электролита в сочетании с воздействием на металл решётки атомов кислорода, выделяющегося при разложении воды на положительном электроде, приводит к усиленной коррозии положительных решёток. Продолжение работы батареи в условиях перезаряда приводит к выходу из строя по причине ускоренной коррозии и полного разрушения положительных электродов уже в течение гарантийного срока (Рис. 40). Отсутствие контроля над уровнем электролита в условиях интенсивной эксплуатации автомобиля создаёт опасность значительного повышения плотности электролита, перегрева аккумуляторной батареи при работе двигателя. В этих условиях может интенсивно оплывать активное вещество с отрицательных электродов, нарушается структура материала сепаратора. Решётки положительных электродов подвергаются интенсивному разрушению от электрохимической коррозии (Рис. 41). При значительном снижении уровня электролита (оголение верхних кромок электродов) под крышками таких аккумуляторных батарей при разложении воды накапливается взрывоопасная смесь образующихся газов (кислорода и водорода), которая выходит через вентиляционные отверстия из батареи. Появление вблизи вентиляционных отверстий искры или открытого пламени может привести к взрыву этой гремучей смеси и разрушению корпуса батареи (Рис. 42).
Поэтому при обнаружении признаков перезаряда необходимо незамедлительно довести до нормы уровень электролита путём доливки в аккумуляторы батареи дистиллированной или деминерализованной воды. Доливать в аккумуляторы электролит категорически запрещается. Далее необходимо найти и устранить причину повышения зарядного напряжения в системе электрооборудования автомобиля. Если этого не сделать, то из-за значительного превышения величины зарядного напряжения (выше 14,5 В) и длительной эксплуатации в условиях перезаряда, потеря воды может быть настолько значительной, что уровень электролита снизится ниже верхних кромок аккумуляторных электродов. Это может послужить причиной возникновения условий для взрыва батареи (см. раздел 6.2.2).
2. Прогрессирующий недозаряд, который возникает в тех случаях, когда уровень зарядного напряжения при эксплуатации ниже значения 13,7 В. В этом случае работоспособность батареи постепенно снижается по причине снижения степени заряженности пропорционально времени эксплуатации батареи до момента достижения величины, которая соответствует уровню зарядного напряжения. Например, зарядное напряжение равное 13,6 В при средней интенсивности эксплуатации позволяет зарядить батарею не более, чем на 65 % при положительной температуре и только на 50 % – при отрицательной. Вместе с тем, в случае работы батареи в системе электрооборудования с напряжением на её клеммах, равным 13,9-14,3 В степень заряженности в зимнее время будет находиться на уровне не ниже 75 %, что считается нормальным.
Снижение степени заряженности батареи вследствие установки дополнительного электрооборудования, не предусмотренного комплектацией автомобиля и его системы энергоснабжения, о котором мы ранее уже упоминали, при обычном режиме эксплуатации автомобиля может привести к ускоренному износу аккумуляторной батареи и преждевременному выходу её из строя.
Следует также помнить, что длительная эксплуатация батареи при степени заряженности 50-60 % приводит к ускоренной потере работоспособности по причине оплывания активной массы аккумуляторных электродов (Рис. 43). При этом снижается запас энергии в батарее, сокращается её ресурс, электролит приобретает тёмный цвет.
Кроме того, при низких температурах электролит в батареях, которые сильно разряжены, может просто замерзнуть, что приведёт к разрушению корпуса батареи. На Рис. 44 показано, какую плотность имеет, и при какой температуре будет замерзать электролит в батареях с различной степенью заряженности. Разрушения, возникающие при замерзании электролита в разряженном аккумуляторе, как правило, приводят к полному выходу батареи из строя. При замораживании активное вещество электродов кристаллами льда выдавливается из ячеек решёток, осыпаясь в шлам. Попытки промывания таких батарей недопустимы, так как блоки пластин после таких операций оказываются замкнутыми шламом, а аккумуляторная батарея становится полностью неработоспособной.
Ниже, в Таблице 8, приведены наиболее характерные причины выхода аккумуляторной батареи из строя по причине нарушения условий эксплуатации и их происхождение.
Таблица 8
| Причина потери работоспособности | Способ проявления | Причина возникновения неисправности |
| 1. Короткое замыкание пластин в аккумуляторе по шламу. | Снижение плотности электролита в одном аккумуляторе в сравнении с другими аккумуляторами батареи. | Ускоренный износ вследствие интенсивного перезаряда при высокой температуре электролита в аккумуляторной батарее. |
| 2. Оплывание активного вещества с пластин (отслоение от решёток) | При нормальной плотности электролита напряжение аккумуляторной батареи при разряде на стартер быстро снижается. | Нарушение условий эксплуатации: - длительное использование батареи с низкой степенью заряженности (40-60%); - длительная эксплуатация при перезаряде с низким уровнем и высокой плотностью электролита; - после замерзания электролита в разряженной батарее в зимнее время. |
| 4. Полная коррозия решёток положительных электродов. | Заряжается плохо, при нормальной плотности электролита в начале разряда напряжение быстро снижается. | Нарушение условий эксплуатации: - перезаряд вследствие высокого напряжения заряда от генератора; - интенсивная эксплуатация автомобиля (режим «такси»). |
Сюда не следует причислять состояние полного разряда аккумуляторной батареи, при котором она становится также неработоспособной. Полностью разряженная батарея (НРЦ составляет 12,0 В и ниже) после полного заряда восстанавливает работоспособность, если её пребывание в разряженном состоянии не было продолжительным. Глубокому разряду батарея подвергается при эксплуатации автомобиля с неисправными изделиями (генератор, РН, стартер) электрооборудования, при бесконтрольном хранении, при длительной стоянке автомобиля с включенными потребителями (в том числе с охранной сигнализацией, часами, компьютером, активной антенной), при наличии тока разряда («утечки») на неисправные потребители.
В реальной эксплуатации могут быть случаи состояния аккумуляторных батарей, схожие с перечисленными причинами потери работоспособности. Однако такая схожесть может быть только внешней, а происхождение их различно. Например, плотность снизилась в одном из аккумуляторов по причине выплескивания электролита и доливки дистиллированной воды в большем количестве, чем в остальных аккумуляторах. Или разряд батареи при включении стартера может не происходить, если сильно окислены полюсные выводы, внутренняя поверхность наконечников проводов, а также неисправен стартер. Напряжение на выводах батареи во время пуска двигателя может быстро «садиться» при неисправном стартере или слабом закреплении «массового» провода соединяющего кузов с двигателем.
Неблагоприятные условия, вызванные неисправностями электрооборудования, которые своевременно не устранялись, или частым и длительным нарушением требований инструкции по эксплуатации, приводят к такому ускорению износа, что аккумуляторная батарея может выходить из строя ещё в период гарантийного срока.
Однако выход стартерных аккумуляторных батарей из строя в период гарантийного срока по причине ускоренного износа не является гарантийным случаем. Поэтому такие батареи, не подлежат замене по гарантийным обязательствам производителя батарей в соответствии с Законом о защите прав потребителей. Ответственность за отклонения режима и условий эксплуатации от установленных для аккумуляторных батарей норм лежит на владельце автомобиля.