Кипит аккумулятор: причины и мифы

Вокруг вопроса – почему кипит аккумулятор – на просторах Интернета за последнее время родилось очень много мифов. В некоторые из них действительно легко поверить, так как они сильно смахивают на правду. Другие и вовсе смешные. Задача этой статьи – обоснованно развеять эти, и другие мифы о кипении АКБ, а также простыми словами объяснить, почему на самом деле это происходит, где искать причины, и как их устранять.

причины кипения автомобильного аккумулятора

Условия для кипения АКБ и природа этого процесса

Начать следует с того, что кипение аккумулятора, о котором идет речь, не совсем является кипением, к которому мы привыкли в быту. Как большинство представляет себе этот процесс? Если набрать в посуду воды, и погрузить в нее включенный в сеть кипятильник, то со временем жидкость закипит. Сначала появятся пузырьки воздуха, затем начнется обильное бурление с выделением водяного пара. Чтобы начался этот процесс, упрощенно необходимо всего лишь одно условие – вода должна нагреться до 100°C.

Упрощенно потому, что температура кипения воды далеко не всегда 100°C. На эту цифру влияет давление и другие факторы. Так, например, если нагревать воду в абсолютно герметичной посуде, она закипит при большей температуре, поскольку внутри емкости из-за расширения жидкости и испарений повысится давление. С другой стороны, если нагревать воду, скажем, на горе Эверест (в открытой посуде), то из-за пониженного атмосферного давления она закипит при температуре всего 69°C.

Но вернемся к аккумуляторам. Чтобы описанный выше процесс начался в автомобильной аккумуляторной батарее, очевидно, необходимо нагревать электролит. Температура его кипения, поскольку он состоит из воды и кислоты, составляет примерно 113°C. Как он может нагреться до такой температуры? Если пропускать через пластины АКБ очень большой ток, то теоретически свинец можно превратить в кипятильник, и электролит закипит. Нагреться он может и от внешних источников тепла, например, от мотора.

К счастью для всех владельцев авто – указанные два варианта являются ничем иным, как ничем не обоснованными мифами. К ним мы еще вернемся.

На самом же деле природа кипения аккумулятора совсем иная. По-научному этот процесс и кипением-то не называется. То, что происходит внутри АКБ при выделении пузырьков воздуха или бурлении, называется электролизом. Это такая электрохимическая реакция, при которой проходящий через свинцовые пластины ток расщепляет содержащуюся в электролите воду на ее составные компоненты – водород и кислород (H2O – формулу воды наверняка все помнят). Получающиеся в результате электролиза эти два вещества в газообразном состоянии поднимаются на поверхность электролита, что и можно, собственно, наблюдать во время «кипения» аккумулятора.

Какие же условия необходимы для того, чтобы в аккумуляторе запустился этот процесс? Как в обычном бытовом кипении, температура тут не является решающим фактором. Решающим тут является напряжение, при котором пропускается ток через пластины, а также степень заряженности АКБ. Рассмотрим эти факторы подробнее.

Когда аккумулятор не заряжен полностью, при пропускании через него электрического тока в нем происходит электрохимическая реакция, благодаря которой накапливается заряд. Упрощенно это происходит, как растворение находящегося на пластинах сульфата свинца в воде. В результате жидкость в «банках» АКБ превращается в электролит, состоящий из воды и кислоты. Соответственно, когда сульфат заканчивается (условно, для простоты понимания), батарея более не принимает заряд.

Если после этого продолжать пропускать через АКБ электрический ток, то на смену реакции растворения сульфата свинца в воде придет реакция электролиза. Содержащаяся в электролите вода начнет распадаться на водород и кислород, которые в газообразном состоянии улетучиваются.

На этом этапе в процесс вступает второй фактор – напряжение. Чтобы заставить электрический ток течь через заряженную 12-вольтовую батарею, напряжение должно быть выше 14.4 В (или выше 2.4 В на каждую «банку»).

Отсюда следует вывод: чтобы аккумулятор начал «кипеть», необходимо, чтобы он был полностью заряжен, а напряжение на клеммах превышало 14.4 В.

Единственная причина кипения АКБ на машине или во время зарядки от СЗУ

Собственно, эта самая причина уже известна. Что на машине под капотом, что при зарядке от стационарного зарядного устройства – аккумулятор кипит потому, что он зарядился, но на него продолжается подача напряжение выше 14.4 В. Рассмотрим теперь причины, по которым это происходит на практике.

Аккумулятор кипит на машине

Начнем с автомобиля. Будучи установленным в машине, разряженная АКБ заряжается от генератора во время работы двигателя. Поскольку скорость вращения генератора напрямую зависит от оборотов двигателя, то и выдаваемое им напряжение постоянно меняется по мере того, как водитель нажимает на педаль газа, либо отпускает ее.

Чтобы от генератора к аккумулятору «приходило» нормальное для зарядки последнего напряжение, между этими двумя узлами устанавливается реле-регулятор. Это устройство, которое стабилизирует (ограничивает) напряжение, подаваемое от генератора в бортовую сеть автомобиля.

Соответственно, уже вырисовывается та самая единственная причина, из-за которой может кипеть аккумулятор на машине. Кроется она в реле-регуляторе. Если он неисправен, работает некорректно и так далее, то на аккумулятор может подаваться напряжение, превышающее 14.4 В. В результате батарея со временем заряжается полностью, после чего (если автомобиль не заглушили) начинается так называемый перезаряд. По факту же, как мы уже знаем, в аккумуляторе начинается процесс электролиза. Электролит покидает расщепленная на водород и кислород вода, и если в это время заглянуть внутрь, то можно увидеть пузырьки этих газов или даже бурление.

Как проверить реле-регулятор напряжения?

Чтобы удостовериться в том, что аккумулятор кипит на машине из-за неисправного реле-регулятора, его можно легко проверить своими руками. Для этого понадобится мультиметр, включенный в режим измерения постоянного напряжения или постоянно подключенный к АКБ вольтметр. Процесс проверки очень простой. При запущенном двигателе и выключенных потребителях (свет, печка и прочее) необходимо измерить напряжение на клеммах аккумулятора. Если оно превышает 14.4 В, то реле-регулятор неисправен.

проверка реле-регулятора на машине

Как правило, на автомобилях реле-регулятор настраивается таким образом, чтобы при включенных потребителях (напряжение из-за них проседает) на АКБ поступало менее 14.4 В. Это делается для того, чтобы батарея не смогла зарядиться в процессе длительной езды до 100%, и не начался процесс электролиза воды. А как мы уже выяснили, если до конца АКБ не зарядится, то и кипеть она не начнет.

проверить реле-регулятор на исправность

При проверке реле-регулятора следует учитывать один важный фактор. Когда батарея сильно разряжена, то на ее клеммах будет не самое максимальное напряжение, которое способен пропускать регулятор напряжения. Самым высоким оно будет тогда, когда АКБ зарядится до максимально возможного на конкретном автомобиле уровня. По этой причине проверять работу реле-регулятора удобнее не мультиметром, а встроенным в бортовую сеть вольтметром. По его показаниям можно оценить напряжение в процессе езды, когда аккумулятор зарядится на максимум.

реле-регулятор как причина кипения АКБ

Почему кипит аккумулятор при зарядке?

При зарядке АКБ от стационарного зарядного устройства она кипит абсолютно по той же причине. Батарея полностью заряжена, но ток продолжает течь через ее электроды. Такое возможно лишь при условии, что зарядное устройство выдает напряжение большее, чем 14.4 В.

К сожалению, таким недостатком страдают практически все дешевые зарядники. Если разобрать одно из таких устройств, то внутри можно будет обнаружить всего три детали – трансформатор и два диода. Трансформатор понижает сетевое напряжение с 230 В до 14-18 В, а диоды – выпрямляют его, из переменного превращая в постоянное. Никаких стабилизирующих и ограничивающих напряжение деталей в таких девайсах нет. Соответственно, на аккумулятор может подаваться значительно больше 14.4 В.

Как правило, дешевые зарядники и вольтметром не оснащаются (только амперметром). Поэтому, используя такие приборы, настоятельно рекомендуется дополнительно контролировать напряжение заряда при помощи мультиметра.

АКБ кипит при исправном регуляторе (или на нормальной зарядке)

Многие эту причину относят к отдельной категории, хотя аккумулятор кипит из-за того же электролиза и превышения напряжения. Речь идет об АКБ, в которых имеется закороченная «банка». Такие аккумуляторы способны закипать при абсолютно исправном реле-регуляторе, а также при подзарядке от самого современного и напичканного автоматикой зарядного устройства. И вот почему.

Автомобильные АКБ состоят из шести отсеков («банок»), каждый из которых является независимым маленьким аккумулятором. Для нормальной (полной) зарядки одной такой «банки» нужно напряжение 14.4 / 6 = 2.4 В. Когда одна из ячеек оказывается закороченной, она превращается из аккумулятора в проводник тока. Соответственно, для зарядки всей батареи с закороченным отсеком нужно напряжение уже не 14.4 В, а 14.4 – 2.4 = 12.0 В.

А идеально работающий регулятор напряжения на машине выдает 14.4 В (или чуть меньше). В результате получается, что процесс электролиза в АКБ с закороченной банкой начинается гораздо раньше, чем в «здоровой». На практике такой аккумулятор на машине начинает кипеть практически сразу после запуска двигателя.

Вычислить АКБ с закороченной банкой достаточно просто. Когда все остальные ячейки обильно бурлят, закороченная банка – не кипит.

5 мифических причин кипения аккумулятора

Теперь рассмотрим причины, по которым аккумулятор кипеть не может, но Интернет нам говорит об обратном. Причем не просто рассмотрим, а обоснуем каждый миф настолько простыми для понимания словами, насколько это возможно.

Миф №1. Батарея кипит, так как через нее проходит большой ток

На самом деле на машине через АКБ идет ток не более 10 А. И то – кратковременно. В основном через нее проходит от силы пара ампер, а то и доли ампера. Если представить пластины в банках в роли кипятильника, то его мощность составит (умножаем вольты на амперы) 14.5 * 10 = 145 Вт. Напомним – это кратковременно.

Чтобы кипятильник мощностью всего в полста ватт довел до кипения (113°C) около трех литров электролита (примерно столько его в среднем АКБ), понадобится вечность. Если не бесконечность. Конечно, если допустить, что через АКБ пойдут все выдаваемые генератором 80 А, то мощность получится уже более киловатта. Однако это не более, чем сказка. Миф. Такого не бывает.

Миф №2. АКБ кипит, так как перегревается от жары под капотом

Если бы под капотом автомобиля была температура, достаточная для закипания электролита в пластиковом корпусе АКБ, то вы бы все равно не дождались этого момента. При такой температуре намного раньше взорвалась бы система охлаждения двигателя. Для проверки можете замерить температуру АКБ летним жарким днем при долго работающем двигателе. Никаких 113°C там вы не намеряете. А теплу еще же надо преодолеть корпус АКБ, чтобы греть электролит. Да и теплопотери никто еще не отменял.

Миф №3. АКБ закипает, так как она меньшей емкости, чем надо

Очередной бред. Даже если вы установите на свой автомобиль АКБ емкостью 10 А*ч, при исправном реле-регуляторе она себе преспокойно зарядится, и все. Пока напряжение будет ниже 14.4 В, кипение электролиз не начнется.

Миф №4. АКБ большей емкости закипает, так как из-за размеров и тесноты она хуже обдувается

Это миф из той же сказки, что и №2. Если вы установили аккумулятор большей емкости, чем надо, и боитесь, что он из-за этого перегреется, измерьте температуру при условиях, описанных выше. До температуры кипения электролита там будет очень далеко. Даже если вы в Сахару поедете для того, чтобы сделать замеры (там же ездят на машинах). Что уж о нашем регионе говорить…

Миф №5. АКБ кипит из-за сульфатации

Все, чем страдает засульфатировавшийся аккумулятор, это уменьшением емкости и тока холодной прокрутки. Заряжается он абсолютно так же, как и новая батарея, только быстрее (энергии то меньше может принять). Дальше, если напряжение заряда не превышает номинальное – кипение не начнется.