При положительном полупериоде входного переменного напряжения ток протекает через элементы VD1, R1 и стабилизируется диодом VD2. Часть стабилизированного напряжения через переменный резистор R3 подается на базу транзистора VT2. Транзисторы VT2 и VT4 нижнего плеча устройства работают как генератор тока, величина которого зависит от сопротивления резистора R4 и напряжения на базе VT2. Зарядный ток в цепи аккумулятора протекает по элементам VD3, SA1.1, РА1, SA1.2, аккумулятор, коллекторный перепад транзистора VT4, R4.

При отрицательном полупериоде переменного напряжения на диоде VD1 рабо-та устройства аналогична, но работает верхнее плечо - VD1 стабилизирует отрицательное напряжение, которое регулирует протекающий по аккумулятору ток в обратном напряжении (ток разрядки).

Показанный на схеме миллиамперметр РА1 используется при первоначальной настройке, в дальнейшем его можно отключить, переведя переключатель в другое положение.

Такое зарядное устройство обладает следующими преимуществами: 1. Зарядный и разрядный токи можно регулировать независимо друг от друга. Следова-тельно, в данном устройстве возможно применять аккумуляторы с различной величиной энергоемкости. 2. При каких-либо пропаданиях переменного напряжения каждое из плеч закрывается и через аккумулятор ток не протекает, что защищает аккумулятор от самопроизвольной разрядки.

В данном устройстве из отечественных элементов можно применить в качестве VD1 и VD2 - KC133A, VT1 и VT2 - КТ315Б или КТ503Б. Остальные элементы выбираются в зависимости от зарядного тока. Если он не превышает 100 мА, то в качестве транзисторов VT3 и VT4 следует применить КГ815 или КТ807 с любыми буквенными индексами (расположить на теплоотводе с площадью теплорассеиваюшей поверхности 5...15 кв.см), а в качестве диодов VD3 и VD4 - Д226, КД105 тоже с любыми буквенными индексами.

Существенно лучших эксплуатационных черт аккумуляторная батарей возможно добиться, в случае если их зарядку создавать асимметричным томом. Схема устройства зарядки, реализующая таковой принцип, продемонстрирована на рисунке.

При хорошем полупериоде входного переменного напряжения ток протекает через элементы VD1, R1 и стабилизируется диодом VD2. Часть стабилизированного напряжения через переменный резистор R3 подается на базу транзистора VT2. Транзисторы VT2 и VT4 нижнего плеча устройства трудятся как генератор тока, величина которого зависит от сопротивления резистора R4 и напряжения на базе VT2.

Зарядный ток в цепи аккумулятора протекает по элементам VD3, SA1.1, РА1, SA1.2, аккумулятор, коллекторный перепад транзистора VT4, R4.
При отрицательном полупериоде переменного напряжения на диоде VD1 рабо-та устройства подобна, но трудится верхнее плечо - VD1 стабилизирует отрицательное напряжение, которое регулирует протекающий по аккумулятору ток в обратном напряжении (ток разрядки).

Продемонстрированный на схеме миллиамперметр РА1 употребляется при начальной настройке, в будущем его возможно отключить, переведя тумблер в второе положение.

Такое зарядное устройство имеет следующие преимущества: 1. Зарядный и разрядный токи возможно регулировать независимо друг от друга. Следова-тельно, в данном устройстве вероятно использовать аккумуляторная батареи с разной величиной энергоемкости. 2. При каких-либо пропаданиях переменного напряжения каждое из плеч закрывается и через аккумулятор ток не протекает, что защищает аккумулятор от самопроизвольной разрядки.

В данном устройстве из отечественных элементов возможно применить в качестве VD1 и VD2 - KC133A, VT1 и VT2 - КТ315Б либо КТ503Б. Остальные элементы выбираются в зависимости от зарядного тока. Если он не превышает 100 мА, то в качестве транзисторов VT3 и VT4 направляться применить КГ815 либо КТ807 с любыми буквенными индексами (находиться на теплоотводе с площадью теплорассеиваюшей поверхности 5…15 кв.см), а в качестве диодов VD3 и VD4 - Д226, КД105 также с любыми буквенными индексами.

В обязательном порядке к прочтению:

Самодельный несложный десульфатор с регулировкой по току зарядка импульсным током desulfator

Статьи как раз той тематики,которой Вы интересуетесь:

Все то время, пока двигатель автомобиля не работает, питание электросети автомобиля происходит от аккумулятора - эта азбучная истина не испытывает недостаток в комментариях. Но, сказать о том, что ее…

Нормально заряженный аккумулятор – непременное условие комфортной езды. Зимой особенно принципиально важно, дабы аккумулятор снабжал надежный запуск двигателя автомобиля. Современные…

на данный момент во всех новых машинах, да и не только в них нет выключателя массы. Исходя из этого аккумулятор при долгой стоянке автомобиля 1-2 семь дней, полностью разрядится. Вот что-бы…

Автоаксессуары На практике практически любой автомобилист сталкивался с таковой проблемой, как разряд аккумулятора. Тут имеется лишь одно ответ – осмотр источника питания на факт неисправностей и…

Собственными руками Автомобильную бортовую сеть, пока силовая установка не запустится питает аккумуляторная батарея. Но сама она электрическую энергию не производит. Аккумулятор легко…

Сущность изобретения: способ предусматривает разделенное формирование постоянной составляющей асимметричного тока в цепях выпрямления переменного тока и переменной составляющей - в резонансном индуктивно-емкостном контуре, подкачиваемом на частоте выпрямления тока, при суммировании обеих составляющих этого тока непосредственно в цепи заряда аккумуляторов. Устройство содержит источник электрической энергии переменного тока, выпрямитель и зарядно-разрядные двух обмоточный дроссель-трансформатор и конденсатор, который подключен через одну обмотку дросселя-трансформатора к выводам батареи непосредственно, а другая обмотка этого дросселя трансформатора подключена к той же батарее через источник энергии и выпрямитель, при этом обе обмотки дросселя-трасформатора соединены через зарядно-разрядный конденсатор последовательно-встречно. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам и устройствам для формовки (формировки) при заряде и подзаряде аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) при их эксплуатации. Оно может быть использовано в системах электроснабжения как стационарных, так и различных автономных объектов с применением форсированного заряда и разряда аккумуляторов импульсным асимметричным током (АТ). В настоящее время известны и широко применяются способы (методы) заряда аккумуляторов непрерывным и прерывистым пульсирующим, т.е. импульсным, в том числе асимметричным током. Эти же способы используются и при формировке активных масс электродов при производстве аккумуляторов. Простейшим способом заряда аккумуляторов при их формировании или при эксплуатации является заряд путем непосредственного их подключения к зарядному источнику (А. Е. Зорохович и др. Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М. Энергия, 1975, 4.3, с. 74), однако такой заряд занимает много времени (порядка 10 ч) и при эксплуатации АБ приводит к увеличению резервного парка батарей (там же, 7.1, с. 186). В связи с этим разработаны и предложены различные способы форсированного, т.е. ускоренного формирования и заряда АБ. В случае заряда АБ импульсным пульсирующим током униполярными (то есть однополярными) импульсами частоты 50 и более герц время зарядного цикла сокращается минимум на 17% а расход энергии на 20% (там же, с. 191 и ссылка на л. 7 этой монографии). Физически это объясняется уменьшением ЭДС поляризации аккумуляторов при импульсном их заряде (и, соответственно, их внутреннего сопротивления) за счет уменьшения концентрационной поляризации (см. Дж. Вайнел. Аккумуляторные батареи. Изд. 4. М-Л. ГЭИ, 1960, 366 367 с.). Еще в большей степени ЭДС поляризации АБ можно уменьшить при заряде ее разнополярными импульсами со средним за период значением тока заряда, отличным от нуля. Ток в виде разнополярных импульсов в системах заряда АБ называют рефлексным или часто асимметричным током. Простейшим способом формирования АТ является наложение постоянной составляющей в виде отдельных импульсов (однополярных) на переменный, например, синусоидальной формы, либо на переменный прямоугольной и любой иной формы Поэтому в простейшем описанном в литературе способе заряда АБ АТ от источников электрической энергии переменного тока (ИПТ) Недостатком этой СЗ является необходимость использования двухили трехфазного ИПТ и весьма низкие удельные энергетические показатели устройства, обусловленные большими потерями энергии при омическом +ограничении зарядного тока и однополупериодном подмагничивании источника. Целью изобретения в способе заряда является улучшение удельных массогабаритных показателей систем заряда (зарядных устройств) путем их схемотехнического упрощения и потерь энергии в них. Целью изобретения в СЗ является упрощение схемы этой системы и улучшение ее удельных энергетических показателей. Поставленная цель в способе заряда аккумуляторов асимметричным током от источника переменного тока, при котором формируют постоянную составляющую зарядного тока в виде однополярных импульсов тока на частоте источника или двухкратной ей за счет выпрямления напряжения упомянутого источника, переменную составляющую тока путем поддержания вынужденных колебаний зарядно-разрядного тока аккумуляторов с одновременным ограничением его величины, а асимметричный ток получают суммированием постоянной и переменной составляющих одинаковой частоты непосредственно в цепи заряда аккумуляторов, достигается тем, что для поддержания указанных вынужденных колебаний используют часть зарядной электромагнитной энергии, полученной в тактах ограничения величины зарядного тока. Цель, поставленная в системе заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащей положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два входных вывода для соединения с выводами источника электрической энергии переменного тока, выпрямитель переменного тока, например управляемый мостовой, отрицательная выходная клемма которого соединена с отрицательным выходным выводом, а также зарядно-разрядные двухобмоточный дроссель-трансформатор и конденсатор, одна обкладка которого подключена к положительному выходному выводу непосредственно, а другая через одну обмотку зарядно-разрядного дросселя-трансформатора к отрицательному выходному выводу, другая обмотка зарядно-разрядного дросселя-трансформатора включена между положительным выходным выводом системы и положительной выходной клеммой выпрямителя, при этом упомянутые обмотки соединены через зарядно-разрядный конденсатор последовательно-встречно. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема СЗ АБ АТ, реализующей заявленный способ заряда аккумуляторов асимметричным током от однофазного источника электрической энергии переменного тока с гармонической - синусоидальной формой его выходного напряжения. Она содержит положительную 1 и отрицательную 2 выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи 3, два входные вывода 4 и 5, источник переменного тока 6, двухполупериодный мостовой выпрямитель 7, например, управляемый, клеммы входной диагонали которого образуют входные клеммы устройства, отрицательная выходная клемма 8 соединена с отрицательной выходной клеммой устройства 2, а положительная клемма 9 с одним выводом обмотки 10 токоограничивающего зарядного линейного дросселя-трансформатора, которую назовем зарядной, при этом положительная выходная клемма устройства соединена с одной обкладкой зарядно-разрядного конденсатора 11, другая обкладка которого соединена с выводом "разрядной" обмотки 12 линейного дросселя-трансформатора, свободный вывод обмотки этого зарядного линейного дросселя подключен к положительной выходной клемме устройства, а свободный вывод разрядной обмотки дросселя-трансформатора (ДТ) к его отрицательному выходному выводу, при этом обе обмотки расположены на одном магнитопроводе и объединены через зарядно-разрядный конденсатор (ЗРК) последовательно-встречно друг с другом. Обмотка 10, названная выше зарядной, образует цепь передачи энергии ИПТ 6 в АБ 3. По этой обмотке также часть энергии передается в обмотку 12, названную, для краткости, разрядной, т.к. она образует цепь разряда-заряда батарей, при которой энергия подразряда АБ 3 на ЗРК 11 возвращается в эту же батарею. Так как фарадеевская емкость аккумуляторов весьма велика (близка к Фараде), в цепи на соединенных последовательно ЗРК 11 и АБ 3 емкостью последней можно пренебречь, а поэтому условимся считать, что ЗРК 11 и разрядная обмотка 12 ДТ образуют последовательный индуктивно-емкостной контур, который настраивают на частоту источника 6 или на двухкратную ей. Очевидно, что частота этого контура (равная частоте импульсов выпрямленного тока) практически не зависит от фарадеевской емкости АБ 3. В предложенной системе формирование асимметричного переменного тока осуществляется путем наложения переменной составляющей тока на униполярные импульсы двухполупериодного выпрямителя. При рассмотрении принципа работы системы целесообразно рассмотреть отдельно цепи прохождения постоянной и переменной составляющих тока. При этом следует учесть два условия: 1. Начальное зарядное напряжение аккумуляторной батареи U знач составляет примерно 60 70% от конечного зарядного напряжения АБ. 2. При заряде АБ через обмотку 10 токоограничивающего линейного дросселя-трансформатора зарядный ток имеет следующий характер: а) непрерывный при зарядном напряжении U з <0,637 E m , где E m амплитудное значение напряжения источника; б) импульсный при U з > 0,537 E m . Учитывая первое условие, можно считать, что в реальных зарядных системах при заряде через ДТ ток заряда практически всегда имеет импульсный характер. Рассмотрим более подробно формирование постоянной составляющей зарядного тока. В полупериоде изменения напряжения источника 6, когда мгновенное значение напряжения на выходных клеммах 9 и 8 двухполупериодного мостового выпрямителя 7 станет больше напряжения заряжаемой батареи 3, происходит заряд АБ по цепи 9-10-1-3-2-8. Ограничение зарядного тока осуществляется с помощью токоограничивающего ДТ 10. При этом ток заряда увеличивается от нуля до своего максимального значения, что по времени соответствует моменту достижения мгновенным напряжением источника значения E m . По этой причине, за счет энергии, запасенной в магнитном поле дросселя (пропорциональной индуктивности дросселя и квадрату мгновенного значения тока в дросселе), при уменьшении мгновенного значения напряжения источника и скачкообразного изменения ЭЛС самоиндукции ДТ, последний, переходя из режима накопителя энергии в режим источника, обеспечивает продолжение заряда батарей, во время которого ток заряда проходит через ДТ 10, батарею 3 и источник 6, а также по цепи 10-1-3-2-8 и соединенные последовательно диоды выпрямителя, т.е. помимо источника 6. Формирование переменной составляющей асимметричного переменного тока происходит по цепи 12-11-1-3-2-8-12. При этом разрядная обмотка 12 ДТ расположена на одном магнитопроводе с его обмоткой 10 и работает в режиме источника переменного тока. ЭДС взаимоиндукции обмотки 12 изменяется с частотой, в два раза большей, чем ЭДС самоиндукции обмотки 10. Формирование разрядного импульса происходит следующим образом. В промежутке между униполярными зарядными импульсами зарядный ток равен нулю и соответственно ЭДС взаимоиндукции разрядной обмотки 12 ДТ равна нулю. Положительный потенциал клеммы 1 и отрицательный клеммы 2 (создаваемый батареей АБ 3) вызывают протекание тока в последовательном индуктивном емкостном контуре (ИЕК) 11-12, в результате чего формируется (синусоидальный по форме тока) импульс заряда ЗРК 11. Выше отмечено, что при однополупериодном выпрямлении тока частота ИЕК равна частоте тока источника, а при двухполупериодном выпрямлении вдвое превышает частоту тока (напряжения) источника 6. Пренебрегая потерями энергии в этом контуре, можно было бы считать, что в нем установится переменный ток, изменяющийся по гармоническому (синусоидальному) закону. Потери в этом контуре должны приводить к затуханию этих колебаний, однако трансформаторная связь обмоток 10 и 12 ДТ приводит к тому, что часть энергии, запасенной в ДТ при ограничении импульса зарядного тока в зарядной обмотке 10 трансформаторным путем передается в разрядную обмотку 12 и колебательный процесс в ИЕК поддерживается непрерывно. Такая подкачка осуществляется в конце каждого зарядного импульса тока. По этой причине при увеличении зарядного тока от нуля до своего максимального значения в разрядной обмотке ДТ возникает ЭДС взаимоиндукции такой полярности, при которой направление разрядного тока, протекающего через батарею по цепи 12-8-2-3-1-11-12, противоположно зарядному току, протекающему через нее. Причем, до некоторого момента времени, когда мгновенное значение зарядного тока мало, мгновенное значение разрядного тока больше его по абсолютной величине. Так формируется разрядный импульс тока, протекающий через батарею. Величина его зависит от соотношения емкости конденсатора 11 и индуктивности разрядной обмотки 12 ДТ. Таким образом, через батарею протекают постоянная и переменная составляющие тока. Постоянная составляющая тока источника запасется аккумуляторами, а переменная составляющая, циркулирующая в конденсаторе 11 и разрядной обмотке 12 дросселя-трансформатора и замыкаемая через батарею, активизируя электрохимические процессы в аккумуляторах, способствует уменьшению их внутреннего сопротивления. Экспериментальные исследования физической модели данной СЗ подтвердили ее хорошую работоспособность и реальность достижения цели изобретения по п. 2 и 1 формулы. Новизна этого предложения, не следующего явным образом из известного уровня техники, обеспечивает изобретательский уровень данных изобретений, которые могут быть использованы, как отмечено выше, в аккумуляторной промышленности при формовке АБ и во всех областях техники, использующих батареи в качестве химических источников тока. Следовательно, формирование постоянной составляющей АТ с помощью выпрямителя и ее ограничение дросселем-трансформатором, а переменной составляющей АТ с помощью ИЕК, подкачиваемого энергией за счет части энергии, полученной в таких ограничениях величины импульсов зарядного тока, упрощает зарядные устройства, реализующие способ, а также улучшает их удельные энергетические показатели. Литература. 1. А.Г. Николаев. Г.Н. Петров, Б.М. Сухарев и В.А. Хохлов. Системы электроснабжения, электрические сети и освещение. Уч. пособие. Л. ВИКИ им. А.Ф. Можайского, 1978. 332 с. ил. 2. Авт. свид. СССР N 411552, М. кл. H 02 J 7/02. 3. Авт. свид. СССР N 431588, М. кл. H 02 J 7/02. 4. Авт. свид. СССР N 463175, М. кл. H 02 J 7/10. 5. Электричество, 1976, N11, с. 43, рис. 5. 6. Авт. свид. СССР N 577609, М. кл. H 02 J 7/10, 1977.

Значительно лучших эксплуатационных характеристик аккумуляторов можно добиться, если их зарядку производить асимметричным томом. Схема устройства зарядки, реализующая такой принцип, показана на рисунке.

При положительном полупериоде входного переменного напряжения ток протекает через элементы VD1, R1 и стабилизируется диодом VD2. Часть стабилизированного напряжения через переменный резистор R3 подается на базу транзистора VT2. Транзисторы VT2 и VT4 нижнего плеча устройства работают как генератор тока, величина которого зависит от сопротивления резистора R4 и напряжения на базе VT2. Зарядный ток в цепи аккумулятора протекает по элементам VD3, SA1.1, РА1, SA1.2, аккумулятор, коллекторный перепад транзистора VT4, R4.

При отрицательном полупериоде переменного напряжения на диоде VD1 работа устройства аналогична, но работает верхнее плечо - VD1 стабилизирует отрицательное напряжение, которое регулирует протекающий по аккумулятору ток в обратном напряжении (ток разрядки).

Показанный на схеме миллиамперметр РА1 используется при первоначальной настройке, в дальнейшем его можно отключить, переведя переключатель в другое положение.

Такое зарядное устройство обладает следующими преимуществами:

1. Зарядный и разрядный токи можно регулировать независимо друг от друга. Следовательно, в данном устройстве возможно применять аккумуляторы с различной величиной энергоемкости.
2. При каких-либо пропаданиях переменного напряжения каждое из плеч закрывается и через аккумулятор ток не протекает, что защищает аккумулятор от самопроизвольной разрядки.

В данном устройстве из отечественных элементов можно применить в качестве VD1 и VD2 - KC133A, VT1 и VT2 - КТ315Б или КТ503Б. Остальные элементы выбираются в зависимости от зарядного тока. Если он не превышает 100 мА, то в качестве транзисторов VT3 и VT4 следует применить КТ815 или КТ807 с любыми буквенными индексами (расположить на теплоотводе с площадью теплорассеиваюшей поверхности 5...15 см2), а в качестве диодов VD3 и VD4 - Д226, КД105 тоже с любыми буквенными индексами.

www.diagram.com.ua

Дорогая вещь аккумулятор, а срок службы у него ограничен. Очень хочется предпринять какие-то решительные шаги, чтобы продлить его жизнь. Тем более что основания для этого стремления, вроде бы, есть. Ведь доводится иной раз услышать от автомобилистов примерно такое: «А вот один мой знакомый как-то говорил, что у его соседа батарея восьмой год служит, и все как новая. Может он секрет какой знает, да не рассказывает...» Конечно, чаще приходится выслушивать сетования неудачника, который клянет все на свете от заводов-изготовителей до своей злой судьбы. Но все-таки складывается впечатление, что резервы долгожительства у аккумулятора есть, и немалые, нужно только каким-то образом попасть в число тех, везучих...

В такой ситуации сообщения о разных нетрадиционных методах заряда батарей падают на хорошо удобренную почву и волнуют многих автомобилистов. К тому же надо заметить, что информация, которая в них содержится, часто весьма скупа, а выгоды обещает очень большие. Правда, когда нам говорят о продлении жизни аккумулятора в два-три раза или о восстановлении «образца», давно лежавшего на свалке, то это вызывает определенное недоверие, хотя, с другой стороны, думаем мы, нет дыма без огня...

Писем, так или иначе касающихся проблемы нетрадиционных приемов заряда батареи, приходит в редакцию много. Писем разных: восторженных, скептических, требовательных, даже возмущенных. И с просьбами, и с предложениями. Чтобы отвечать на них, прежде нужно было самим получить более или менее ясное представление о предмете. Так сказать, разобраться, где дым, а где огонь. Мы попытались сделать это, просмотрев доступную (и малодоступную) литературу, но главным образом — встречаясь с сотрудниками многих организаций (НИИСТА, НИИавтоприборов, НИИАТ и др.).

Поначалу представлялось, что эта статья должна выглядеть как подборка разъяснений, полученных от разных групп специалистов. Но они во многом сходны и различаются чаще всего в толковании определенных теоретических положений. Нам же, в конечном счете, важны выводы — хотя бы по принципу большинства мнений или, лучше, наибольшей убедительности. В связи с этим дальнейшее представляет собой рассказ о том, как мы поняли суть дела.

Говоря о нетрадиционных методах заряда батарей, пользуются самыми разными определениями, причем многие применяют их весьма вольно. Поэтому прежде всего обозначим, «что есть что».

Контрольно-тренировочный цикл (сокращенно КТЦ) заключается в следующем. Батарею полностью заряжают постоянным током, затем разряжают током 10-часового режима до напряжения 10,2 В и вновь дают полный заряд. Этот цикл позволяет оценить фактическую емкость и реальные возможности «пожилой» батареи, а серия циклов в некоторых случаях несколько улучшает электрические показатели, если батарея еще годна для дальнейшего использования. Хотя о заряде с применением КТЦ некоторые говорят как о новинке, его нельзя назвать нетрадиционным: он издавна и подробно описывался в многочисленных пособиях. Методика КТЦ изложена и в основном документе по эксплуатации аккумулятора — действующей ныне инструкции ЖУИЦ.563410.001ИЭ (ранее ФЯ0.355.009ИЭ), которая прилагается к каждой батарее.

Ускоренный, или форсированный, заряд служит единственной цели — в кратчайший срок привести разряженную батарею в работоспособное состояние, что достигается применением необычно больших зарядных токов. Сам этот принцип также известен давно; современная методика пользования им изложена в руководстве РТМ-200-РСФСР-12-0032-77, которое разработано НИИАТом. В дальнейшем об ускоренном заряде мы говорить не будем, поскольку проблемы повышения долговечности аккумулятора он никоим образом не касается.

Под импульсным зарядом подразумевают применение тока, который изменяет свою величину или напряжение периодически, через определенные интервалы времени. По характеру этих показателей импульсный ток разделяют на две разновидности.

Пульсирующим током называют такой, у которого величина меняется в пределах от нуля до максимального значения, сохраняя неизменной свою полярность. Пример характеристики пульсирующего тока показан на рис. 1.

Рис. 1. Заряд пульсирующим током. Cз — емкость, сообщенная аккумулятору за время импульса t.

Асимметричный, или реверсивный, ток определяется наличием обратной амплитуды (см. пример на рис. 2); иными словами, в каждом цикле он меняет свою полярность. Однако количество электричества, протекающего при прямой полярности, больше, чем при обратной, что и обеспечивает заряд аккумулятора.

Рис. 2. Заряд асимметричным током. Cз — емкость, сообщенная аккумулятору при заряде за время tз; Сз емкость, снятая с него в течение времени tр.

Именно реверсивный ток вызывает на сегодня наибольший интерес у исследователей-энтузиастов. Выданы десятки авторских свидетельств на схемные решения, позволяющие получать зарядный ток асимметричного типа с самыми разными формами графических характеристик. Что же касается экспериментальных данных о том, как реверсивный ток изменяет электрохимические процессы в аккумуляторе, то здесь картина куда более скудная, да и противоречивая. Действительно, разработать оригинальную электронную схему непросто, но для человека, хорошо знающего это дело, такая задача по силам. Однако, прежде чем создавать конструкцию, нужно знать, что она даст и какими должны быть ее параметры. А здесь мало быть просто сведущим электрохимиком: нужны тонкие лабораторные опыты, нужен большой объем корректно поставленных эксплуатационных испытаний. Такие возможности не всегда есть даже у крупных специализированных организаций. Поэтому разработчики импульсных зарядных устройств, как правило, исходят из той модели работы и старения аккумулятора, которая отражена в массовой технической литературе. И вот здесь таится главный подводный риф. Дело в том, что конструкция автомобильных аккумуляторов не стоит на месте, качественно видоизменяется и характер их работы, а общедоступные данные отстают от сегодняшней картины иногда на добрый десяток лет. Какова же техническая сущность изменений, происшедших за последнее время? Рассмотрим это важное обстоятельство подробнее.

Еще каких-нибудь двадцать лет тому назад аккумуляторная батарея массового типа имела асфальтопековый корпус (моноблок) и деревянные сепараторы между электродами. В качестве расширителя (порообразователя) в отрицательных электродах использовали хлопковые очесы. Все эти материалы нестойки к серной кислоте. В результате их растворения в электролите появлялись органические примеси-«отравители», которые нарушали нормальный ход химических реакций. Они осаждались на поверхности электродов, экранируя активную массу, вследствие чего постепенно уменьшалась емкость батареи и снижалось ее напряжение при разряде стартерным током. Кроме того, что еще важнее, примеси способствовали появлению и накоплению крупных, труднорастворимых кристаллов сульфата свинца, что не только ухудшало характеристики батареи, но и нередко со временем приводило ее к полной потере работоспособности. Вот как выглядели основные причины окончательного выхода батарей из строя, выявленные в начале 60-х годов крупномасштабными обследованиями у нас и за рубежом: коррозия решеток положительных электродов — около 36%, сульфатация отрицательных электродов — около 30%, оплывание Активной массы — несколько более 20%, разрушения сепараторов и моноблоков — примерно 16%. Подчеркнем, что почти треть батарей выбрасывалась из-за сульфатации — болезни, которую можно пытаться лечить. И лечили, насколько возможно: во многих пособиях прежних лет можно найти советы по устранению сульфатации разными специальными методами заряда, в том числе применением КТЦ. Вот только об импульсном заряде тогда речи еще не было. Что же касается КТЦ, в особенности с большими токами, то они давали определенный эффект еще и потому, что удаляли часть осевших на электродах посторонних примесей, переводя их обратно в электролит.

Теперь перейдем к батареям следующего поколения. Бурное развитие производства синтетических материалов позволило сделать кислотоупорными и химически нейтральными все элементы конструкции. Для корпусов стали использовать эбонит и термопласты (полиэтилен, полипропилен), для сепараторов — мипласт и мипор, в качестве порообразователей стали применять БНФ и гуминовую кислоту. Все это не только существенно повысило энергоемкость батарей, но и увеличило среднюю продолжительность их жизни примерно на треть благодаря избавлению от некоторых пороков. Вот как выглядели результаты обследования тысячи с лишним батарей, вышедших из строя, в конце 70-х годов: выбракованы из-за коррозии решеток положительных пластин — около 45%, вследствие оплывания активной массы — примерно 35%, остальные — из-за разрушений сепараторов, моноблоков и по другим причинам. Характерно, что сульфатации электродов практически не обнаружено. Единичные случаи были вызваны грубыми ошибками в обслуживании (например, доливкой водопроводной воды вместо дистиллированной). Как показывают текущие проверки, примерно так обстоит дело и сейчас. Добавить к этому можно лишь то, что ныне значительная часть парка индивидуальных машин уже оснащена батареями нового типа — так называемыми малообслуживаемыми. Пока они поставляются из Югославии, но вскоре начнется широкий выпуск отечественной, еще более совершенной модели. Не вдаваясь в подробное рассмотрение аккумуляторов такого рода (это тема отдельного разговора), скажем лишь, что проблему сульфатации они окончательно отодвигают в прошлое.

Почему мы так настойчиво выделяем именно сульфатацию? Нетрудно догадаться: из-за связи с зарядом реверсивными токами. Действительно, многими серьезными исследованиями убедительно показано, что реверсивный (асимметричный) ток может быть хорошим помощником в борьбе с крупными кристаллами сульфата свинца. Однако, как мы видели, это прекрасное качество в наше время потеряло свою актуальность. Но вот с какого тезиса начинается типичное обоснование очередной разработки импульсного зарядного устройства (мы намеренно не называем автора): «Практика показывает, что при самой грамотной и аккуратной эксплуатации аккумулятора срок его службы в лучшем случае не превышает четырех-пяти лет. Основная причина кроется в сульфатации пластин. Другие причины отказа батареи у индивидуального владельца весьма редки». Вот так. Срок назван правильно, а диагноз взят из 50-х годов. Смотрим далее: «Причина сульфатации в основном связана с систематическим недозарядом и разрядом выше допустимых норм». Утверждение верное. Но потому и применяют ка современных автомобилях мощные генераторы переменного тока, стабильные в работе регуляторы напряжения. В итоге, если говорить об отклонениях, то чаще приходится сталкиваться с перезарядом. В среднем же статистика показывает следующее: около 80% времени степень заряженности батареи находится в пределах 0,75—1,0, около 15% — от 0,5 до 0,75 и лишь 5% менее 0,5. Причем «посаженная» при трудном холодном пуске батарея, как правило, вскоре восстанавливает свой заряд во время езды, не требуя помощи извне.

Таким образом, сегодня трудно назвать необходимыми довольно сложные и дорогие устройства, предназначенные для устранения сульфатации. Кое-кто может возразить: позвольте, ведь и современный аккумулятор можно засульфатировать, — скажем, если лить в него грязную воду, ездить с постоянным недозарядом и так далее. Конечно, можно. Но вряд ли следует собственные грубейшие ошибки возводить на уровень проблемы. А если считать такие огрехи допустимыми, то и расплачиваться за них нужно полной мерой. И уж совсем нелогично держать без использования специальное устройство просто «на всякий случай». Ведь при крайней необходимости можно, как и раньше, попытаться исправить положение серией контрольно-тренировочных циклов при помощи обычного 12-вольтового выпрямителя. Не следует только проводить эту операцию без нужды, поскольку каждый КТЦ отнимает частичку ресурса батареи. Принцип здесь таков: за свою жизнь аккумулятор может отдать вполне определенное количество энергии, а каждый полный разряд соответствует примерно 0,6—1,0% этого количества.

Означает ли сказанное, что заряд импульсными токами не имеет практического смысла? Нет, по нашему мнению, такой вывод был бы совершенно неправильным. Нужно только направлять этот интересный и еще не полностью изученный метод не на борьбу с призраками прошлого, а на решение сегодняшних, реальных проблем.

Такой пример. Некоторые исследования показывают, что при определенных условиях заряд асимметричным током позволяет увеличить емкость батареи на 3—5%. Что касается условий, то здесь совместно влияет многое: частота и характер импульсов тока, параметры батареи, температура. Сложно и выгода пока невелика, но работать в этом направлении, очевидно, стоит.

И еще. При заряде постоянным током в первую очередь насыщается поверхность электрода, и это мешает развитию процесса вглубь. Короткий разряд в каждом цикле асимметричного тока снимает поверхностную поляризацию, и это повышает коэффициент полезного действия тока, потребляемого от сети. Разумеется, для домашних работ это фактор несущественный, а в крупных автохозяйствах таким обстоятельством пренебрегать нельзя.

И, наконец, нельзя не упомянуть о работе ученых Новочеркасского политехнического института. Они разработали теорию, по которой реверсивный ток может быть использован против
главного нынешнего врага — коррозии решеток. Теория эта, как полагают многие специалисты, спорна, опыты пока недостаточно масштабны, да и первые выводы, трактующие необходимость частого специального подзаряда эксплуатируемой батареи (порядка 10 раз в год), не очень согласуются со стремлением снижать объемы ТО. Но уж очень заманчива цель! Поэтому можно только пожелать исследователям успехов и удач, которые приведут к приемлемым техническим решениям.

В заключение нужно сказать следующее. В стране выпускается много моделей и типов зарядных устройств индивидуального пользования. «За рулем» неоднократно публиковал сообщения о новых образцах. Упоминалось и о конструкции с импульсным током (1984, № 7, стр. 29). Такая информация основывалась на сведениях, представленных самими изготовителями, и отражала их оценку своего изделия. Получить же сравнительные, обобщающие данные по всей широкой номенклатуре было практически невозможно. Ныне положение иное. Для проведения единой технической политики в разработке и выпуске зарядных устройств назначена ведущая организация — ВНИИпреобразователь (г. Запорожье). Институт провел критическое обследование выпускаемой продукции, по результатам которого готовит соответствующие рекомендации для заводов. Мы планируем рассказать читателям об этой работе.

Сектор испытаний «ЗА РУЛЕМ»