Заряжаем севший аккумулятор за 10 минут: эксперимент Kolesa.ru
Многие из тех, кто не стесняется самостоятельно залезть с инструментами в «потроха» своего автомобиля, знают на практике про весьма любопытный, полезный, но при этом странный и слабо объяснимый с научной точки зрения эффект… Заключается он в том, что только что севший в полевых условиях аккумулятор, который не проворачивает стартер, часто достаточно не зарядить, а лишь слегка «взбодрить», или «разбудить» – и он мобилизует внутренние резервы и запустит двигатель вашей машины.
Вот была история…
Поводом для этой статьи стал случившийся недавно с журналистом Kolesa.ru, а точнее, с вашим покорным слугой – любопытный эпизод. Приобрел я с месяц назад немолодой, но дешевый отечественный автомобильчик – в качестве второго, на убой к дачной стройке.
Волею обстоятельств, машина была оставлена на неделю практически там же, где и куплена, а когда пришла пора перегнать автомобиль на постоянное место жительства, обнаружилось, что аккумулятор разрядился… Разрядился всерьез – первый поворот ключа вызвал короткий «всхлип» стартера, второй – стук втягивающего реле, а третий не порождал и того – только лампочки на «приборке» едва заметно мерцали…
По заверениям продавца, вся электропроводка у машины была полностью исправна, аккумулятор – свежий, поэтому мне не пришло в голову перед простоем снять клемму с батареи. Но салонная лампочка осталась гореть, в результате чего ситуация вышла неприятная – инструментов (даже ключа на 10, чтобы снять батарею!) – нет, прикуривающих проводов с крокодилами – нет, автовладельцы, к которым я подходил с просьбой о прикуривании, помочь не могли или не хотели… В итоге за спасением пришлось обратиться к бывшему владельцу машины – благо он проживал рядом, и, как выяснилось, катался в тот момент по району на своем новом приобретении – десятилетнем Лансере.
Бывший владелец приехал, но прикуривательных проводов не привез – вместо этого открыл багажник и извлек два грязных и жеваных полутораметровых «хвоста». Один из них был одножильным – такими ведется проводка в стенах к розеткам, второй – многожильным шнуром от старого холодильника… Сечение этих «соплей» в 1,5–2 квадратных миллиметра и грубо зачищенные и потемневшие от окислов охвостья не позволяли прикурить двигатель категорически, от слова «совсем»! Однако ситуация разрешилась благоприятно – вот только совсем не так, как можно было ожидать.
Бывший владелец со знанием дела соединил аккумуляторы двух машин этими «соплями» и на всякий случай попробовал повернуть ключ – в ответ, естественно, не раздалось даже щелчка стартера. После чего подмигнул мне, заверив, что все будет «чики-пуки», завел свою машину и расслабился, прикурив сигаретку.
На мой пустой аккумулятор пошел заряд – напряжение генератора 14,5-14,8 вольт – однако, как подсказывает логика и электротехника, полностью высосанную батарею таким способом нужно было бы заряжать как минимум несколько часов! Неужели мой помощник планировал тарахтеть до вечера?! Это было бы достаточно странно с учетом того, что в машине помощника сидели его жена и ребенок, а раскорячились мы, перегородив дворовый проезд… Однако растягивать процесс до логично необходимого он не собирался – не более, чем через 10 минут (подчеркиваю – ДЕСЯТЬ!) провода были отключены и смотаны, а первый же поворот ключа завел мотор!
Что произошло?
Произошло, на первый взгляд, невероятное… Классическая электротехника вообще и аккумуляторная наука в частности говорят, что заряжается типовой свинцовый аккумулятор током в 10% от емкости в течение 10-12 часов. Соответственно, 55-ампер-часную батарею даже током 10-15 ампер нужно было наполнять ну хотя бы несколько часов! Однако, «заряжали» мы ровно 10 минут, и ток явно не превышал вышеупомянутое значение, а то и был меньше – с учетом тонких проводов и отвратительного контакта хило намотанных друг на друга окисленных жил…
То есть, получается, имел место эффект не зарядки, а некого «пробуждения» только-только впавшей в летаргическое забвение батареи. Кратковременный десятиминутный процесс никак не мог восполнить утраченную батареей энергию – однако как-то сумел её «взбодрить», помог «мобилизовать внутренние ресурсы». Звучит это, признаюсь, странно: здравый смысл не одобряет подобную псевдонаучную терминологию – «разбудить», «взбодрить»… Аккумулятор понимает только два вполне научных термина – «зарядить» и «разрядить», а все остальное – лирика…
Мистика на продажу
Лирика лирикой, однако именно на вышеупомянутом эффекте работают китайские «зарядные гаджеты для блондинок». Небольшие коробочки с парой-тройкой аккумуляторов от сотовых телефонов внутри или набитые «пальчиками» формата АА – из таких приборов выходит штекер прикуривателя, и именно через прикуриватель они якобы заряжают севшую автомобильную батарею.
С точки зрения любого, худо-бедно разбирающегося в электротехнике, такие девайсы – профанация и обман, но парадокс заключается в том, что иногда они все же способны сработать – в ситуациях, подобной вышеописанной. На свежесевшей батарее – 8-10 вольт, на «магической коробочке» – 12-13. После подключения её к прикуривателю она начинает гнать ток на стартерный аккумулятор – ток слабенький и совершенно неспособный его зарядить. Но способный «разбудить» и «взбодрить»!
Безусловно, работа таких устройств крайне нестабильна, и помогут они только при определенном совпадении факторов, благодаря чему и заслужили справедливое клеймо мошеннических. Но в ряде случаев, когда аккумулятор свежий сам по себе и разрядился буквально «вот-вот», даже коробочка с пальчиковыми батарейками, воткнутая в прикуриватель, способна его воскресить!
Что говорит наука?
Собственно, при всей странности происходящего, наука должна это как-то объяснять….
– Описанная ситуация не является ни чудом, ни мистификацией – она мне хорошо знакома — рассказал Александр Казунин, заведующий аккумуляторной лабораторией НИИ автомобильной электроники и электрооборудования ФГУП НИИАЭ:
– Тут имеет место не эффект зарядки аккумулятора, а эффект зарядки конденсатора – а конденсатором большой емкости аккумулятор также отчасти является. Если в полностью разряженную батарею подать ток 10-15 ампер на непродолжительное время, то полноценного заряда, разумеется, не произойдет. Но аккумулятор все же наберет некоторое количество энергии, достаточной, чтобы запустить мотор! Это «короткая» энергия, как в конденсаторе – она запасается в разряженной батарее на непродолжительное время . То есть сразу после отключения проводов от машины-донора нужно заводить мотор, аккумулятор которого вы «взбадривали» – если вы по каким-то причинам протянете 10-15 минут, этот «быстрый заряд» исчезнет, и запуск не удастся.
Собственно, пользоваться таким методом – иначе говоря, производить «полевую экспресс-зарядку» от другой машины тонюсенькими проводками, если нет возможности прикурить мощными специальными кабелями с «крокодилами» – можно. И порой – вполне успешно! Но важно учитывать два момента:
Как быстро оживить разряженный аккумулятор (эксперимент)
Когда батарея перестает крутить стартер, её либо заряжают, либо меняют на новую. А что делать, если неприятность подстерегла вдали от цивилизации? Бустера в багажнике нет, пустить машину с толчка тоже не получается (под колесами песок, рыхлый снег или болото, а коробка, для полного счастья, – автоматическая). Да и помочь некому!
Речь идет о батарее, которая померла буквально на глазах, а не провалялась несколько лет в забытьи на полке. Для пуска мотора не хватило совсем «чуть-чуть» – и этому «чуть-чуть» надо только помочь освободиться.
Где прячется «чуть-чуть»?
Внутреннее сопротивление батареи зависит не только от степени её разряженности, но и от температуры электролита. В нашем случае батарея сильно разряжена – повлиять на это обстоятельство мы не можем. А как насчет того, чтобы подогреть электролит?
На холоде любые химические реакции замедляются – было бы дело зимой, совет показался бы очевидным. А если на дворе осень и разница температур до и после подогрева не такая существенная?
Проведем эксперимент с двумя разряженными батареями: условно назовем их «осенней» и «зимней». Роль осенней сыграет АКБ Akom на 65 А·ч, а зимнюю партию исполнит Topla AGM емкостью 75 А·ч. Подопытный автомобиль – редакционный Ларгус.
На улице пока тепло
Начали с «осенней» батареи. Разрядив её вечером при температуре +24 ˚С до статуса «не крутит», продержали в таком состоянии всю ночь. Утром убедились, что при повороте ключа ничего не изменилось: тяговое реле нехотя щелкает, стартер не оживает, а лампы на панели притухают, как на подбитом Терминаторе. Замеры показывают: напряжение – 11,57 В, плотность – 1,075 г/см³ (поплавок ареометра практически утонул и шкала закончилась – значение получено аппроксимацией).
Тащим батарею домой и погружаем в ванночку или таз с водой. В течение 3 часов выдерживаем батарею в тепле – воду нагрели кипятильниками до 75 ˚С. Плотность практически не изменилась, напряжение чуть выросло – 11,65 В. Возвращаемся к Ларгусу. Мотор пускается на первом обороте коленвала! Правда, бортовое напряжение поднялось лишь до 12,8 В – слышен натужный звук перегруженного ремня вспомогательных агрегатов. Киловаттный генератор «не тянет» нагрузку. Но это со временем пройдет: ведь батарея разряжена почти полностью.
Что происходит при охлаждении и нагреве аккумуляторной батареи?
Чем ниже температура батареи, тем выше вязкость электролита – и ниже скорость поступления кислоты в поры активной массы пластин. Энергия батареи при этом пребывает как бы в «замороженном» состоянии: заряд никуда не исчез, но выдать его в нужном количестве АКБ не может. Сопротивление батареи, которое, согласно закону Ома, непосредственно влияет на пусковой ток, оказывается очень большим. Зато после нагрева батареи она вновь обретает заявленные способности благодаря росту подвижности электролита и падению сопротивления.
Примерная зависимость сопротивления АКБ от температуры электролита и степени разряженности.
Доступ к сервису временно запрещён
С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.
Что мне делать?
Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.
Как быстро зарядить аккумулятор?
Даже если автомобильный аккумулятор полностью исправен, столкнуться с разряженной батареей можно всегда — многие сталкивались с этим, случайно оставив включенными габариты, оставив на долгое время «аварийку». Конечно, проще (и надежнее) всего снять аккумулятор и поставить его на полный цикл зарядки, подключив к хорошему зарядному устройству. Но не всегда для этого есть время: чаще всего севший аккумулятор обнаруживается с утра, когда хозяин машины собирается на работу.
К счастью, есть способ достаточно быстро заставить аккумулятор прокрутить стартер достаточное время, чтобы машина завелась. После этого какой-то заряд за поездку АКБ наберет, особенно если нагрузка на генератор при работе мотора будет невелика (не будет постоянно вращаться вентилятор радиатора в пробках, вместо фар включены светодиодные ходовые огни).
Зарядка с точки зрения химии и физики
Может показаться, что такая «быстрая зарядка» невозможна по законам природы: если аккумулятору нужно набрать какое-то количество энергии, то и время для этого нужно соответствующее. Стандартным циклом заряда считается 10-12 часов с током, численно равным одной десятой от номинала емкости (6,5 А для 65 А*ч батареи, 4,5 А — для 45 А*ч и так далее). Однако, если вдуматься в саму суть процесса зарядки, можно понять, что «быстрая зарядка» имеет свое логичное объяснение.
По мере разряда аккумулятора плотность электролита падает, так как серная кислота связывается пластинами. В результате у полностью разряженного аккумулятора между пластин остается дистиллированная вода — а она, как можно вспомнить из курса физики, электрический ток не проводит (житейский опыт тут же начнет возражать, но дистиллированной воды в быту нет: в ней всегда есть примеси, так что ток она проводит неплохо). Две пластины, разделенные диэлектриком. Ничего не напоминает? Правильно, по мере разряда аккумулятор все больше и больше напоминает конденсатор.
Как работает аккумулятор с точки зрения химии?
Когда мы подаем на клеммы аккумулятора напряжение, ток в начале процесса будет почти нулевым — именно поэтому многие автоматические зарядные устройства не могут зарядить разряженные «в ноль» АКБ, так как их автоматика отключения срабатывает при снижении тока до определенного значения. Если же продолжить подачу напряжения («прикуривание», простое зарядное устройство без автоматики и так далее), то сульфат свинца на пластинах начнет постепенно растворяться, электролит начнет насыщаться сульфат-ионами и ионами водорода. Этот химический процесс, естественно, происходит на поверхности пластин, то есть заряд копится фактически у них самих — аккумулятор продолжает оставаться конденсатором, просто его «емкость» и накопленный заряд растут.
Скорость движения ионов в электролите невелика и зависит от температуры. Иначе говоря, когда вы «прикуриваете» аккумулятор на холоде, он успевает набрать приличный заряд, оставаясь фактически конденсатором. Этот заряд продержится недолго — ионы, перемещаясь, снизят плотность электролита в зоне у пластин, она станет равномерной по банке, и аккумулятор уже не сможет провернуть стартер. Такое явление можно заметить даже на полностью заряженном аккумуляторе — если подключить к его клеммам вольтметр в момент отключения зарядного устройства, то можно увидеть, как напряжение будет плавно снижаться с 14-15 В до 13,1-13,2 — именно в это время происходит выравнивание концентрации ионов в банках аккумулятора.
Для нас же важен начальный этап, когда объем электролита рядом с пластинами насыщен ионами: именно в это время аккумулятор, по сути, еще не заряжен, но уже может уверенно провернуть стартер.
Быстрая зарядка «прикуриванием»
«Прикурить» машину — первое, что приходит в голову. Однако на современных автомобилях стоит прибегать к такому способу только как к аварийному. Дело в том, что автомобили с CAN-шинами чувствительны к броскам напряжения, при таком методе запуска неизбежным. Это чревато появлением абсолютно случайных ошибок в памяти контроллеров (спорадические ошибки), так что увидеть «иллюминацию» индикации на панели приборов есть некоторая вероятность. По мере совершенствования бортовой электроники стойкость ее растет, но до сих пор первое, что делают диагносты при обнаружении множества несвязанных между собой ошибок — это проверка качества аккумулятора и состояния клемм на нем.
Быстрая зарядка аккумулятора «прикуриванием»
Для «прикуривания» необходим качественный комплект проводов с надежными клеммами и сечением не менее 10 мм2 (это не так и много, но в комплектах из магазина сечение обычно еще меньше). Автомобиль-донор подгоняется максимально близко, его мотор не глушится, затем происходит подключение:
- Сначала подключается плюсовой провод: первая клемма на севший аккумулятор, вторая — на исправный.
- Далее подключается масса, причем в обратной последовательности — сначала на исправный аккумулятор, затем на севший.
Этот порядок необходимо соблюдать, так как риск случайного короткого замыкания при этом исключается. Полностью зарядить аккумулятор в машине от «донора», естественно, не выйдет, никто не будет ждать несколько часов. В действие вступает именно механизм «быстрой зарядки».
Дав проработать мотору 10-15 минут, его можно глушить. Нельзя пытаться заводить свою машину, когда «донор» продолжает работать: в этот момент нагрузка на генератор превышает допустимую, и он может выйти из строя. Конечно, можно возразить, что так делали много раз, но за безопасность этого стоит сказать спасибо все тем же тонким жилам продающихся кабелей для прикуривания — они просто-напросто ограничивают ток, забираемый от «донора», своим сопротивлением. Рисковать не стоит, тем более что наш аккумулятор уже способен справиться с одной попыткой пуска сам.
На инжекторных автомобилях и дизелях зажигание включается до того, как глушится мотор «донора» — в первом случае успеет отработать бензонасос, нагнав давление, во втором — прогреются свечи накаливания. Не нужно для этого тратить заряд своего аккумулятора, он и так невелик. Если попытка запуска оказалась удачной, можно отключать провода, причем строго в порядке, обратном ходу подключения. В противном случае повторяем цикл заряда еще на 10-15 минут.
Использование бустера
Механизм «быстрой зарядки» используется и в бустерах — специальных портативных устройствах для аварийного запуска. По своей сути это аккумуляторы небольшой емкости, которые сами по себе неспособны прокрутить стартер, но могут дать заряд основной батарее.
Использование бустера для зарядки аккумулятора
Существует два варианта таких устройств:
- С подключением к прикуривателю — самые компактные, но и самые малоэффективные. Учитывая, что на большинстве автомобилей гнездо прикуривателя подключается к аккумулятору только при повороте ключа зажигания, бустер будет разряжаться и дополнительной нагрузкой.
- С прямым подключением «крокодилами» — лучший выбор, так как позволяет заряжать АКБ, не включая зажигание.
Порядок «быстрой зарядки» севшего аккумулятора бустером тот же, что и при «прикуривании» — подключаем плюсовую клемму бустера к аккумулятору, затем соединяем «массы» и ждем 10-15 минут.
Быстрая зарядка от сетевого ЗУ
Если в гараже есть зарядное устройство, то можно справиться своими силами — подключив его к аккумулятору, можно быстро дать ему нужный заряд. Главное, чтобы в ЗУ не было неотключаемой автоматики: как мы уже писали, сработать с севшей батареей оно не сможет.
Ток настраиваем на максимум, даже если у Вас AGM-аккумулятор: пока батарея разряжена, это безопасно, так как повреждает такие аккумуляторы перезаряд, который просто не успеет произойти. Напряжение на выходе ЗУ при этом будет составлять около 15 вольт — это выше, чем бывает в бортовой сети, но по-прежнему безопасно для нее.
Быстрая зарядка автомобильного аккумулятора с помощью сетевого ЗУ
Даже при таком напряжении ток будет около нуля. Именно рост тока покажет, что аккумулятор начал «оживать» — то есть сульфат свинца начал растворяться, а ионы начали движение между пластинами. Именно в этот момент нам нужно отключить зарядное устройство от аккумулятора и быстро повернуть ключ зажигания — мотор запустится, а генератор возьмет зарядку аккумулятора на себя.