Дискуссии о том, каким должно быть нормальное напряжение аккумулятора то стихают, то вновь разгораются на просторах интернета. Этот вопрос не так однозначен, как кажется, поэтому надо разобраться, какова эта величина на самом деле и что на нее оказывает влияние.
- Таблица определения заряда по величине напряжения
- Минимальный вольтаж аккумулятора для запуска двигателя
- Сколько вольт должно быть на новом аккумуляторе
- Как правильно замерить напряжение
- Мультиметром
- Нагрузочной вилкой
- Частые вопросы
- Какое напряжение должно быть на клеммах при работающем двигателе
- Как температура влияет на электролит и свойства АКБ
Таблица определения заряда по величине напряжения
При разряде кислотно-свинцовой батареи, применяемой в автомобиле в качестве стартерной, серная кислота в результате электрохимических реакций расходуется на образование сульфата свинца и образование воды. При этом плотность электролита падает. При заряде батареи происходит обратный процесс – серная кислота образуется вновь, удельный вес раствора увеличивается.
Поэтому по плотности жидкого реагента можно однозначно определить степень заряженности АКБ. Также уровень запасенной энергии можно определить по напряжению на выводах аккумулятора без нагрузки. Для удобства эти параметры сведены в таблицу.
| Уровень заряженности, % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|
| Плотность электролита, г/см3 | 1,266 | 1,223 | 1,17 | 1,153 | 1,1 |
| Напряжение разомкнутой цепи, В | 12,6 | 12,45 | 12,24 | 12,06 | 11,6 |
| Напряжение под нагрузкой при токе 100 А, В | 10,2 и выше | 9,6 и выше | 9 и выше | 8,4 и выше | 7,8..8,3 |
Все параметры сняты при температуре 25 град.С и плотности электролита, изначально доведенной до нормы.
Напряжение под нагрузкой в большой степени зависит от состояния аккумулятора. В основном, от его фактической емкости (еще точнее, от внутреннего сопротивления батареи). Поэтому по замерам под нагрузкой однозначно определить степень заряженности не получится.
Минимальный вольтаж аккумулятора для запуска двигателя
Лучше всего начинать поездку при полностью заряженном аккумуляторе, но так получается не всегда. Водителей интересует, какое минимальное напряжение должно быть на клеммах аккумулятора, чтобы он не подвел во время езды. Однозначного и даже приблизительного ответа на этот вопрос не существует. Наименьшее напряжение, при котором аккумулятор может провернуть стартер со скоростью, достаточной для запуска, зависит от многих факторов:
- мощности стартера двигателя;
- густоты смазки (зависит от температуры);
- состояния двигателя;
- мощности двигателя;
- типа двигателя (бензиновый или дизельный);
- емкости аккумулятора;
- других условий.
Любителям точных цифр можно обратиться к стандартам определения тока холодной прокрутки аккумулятора. Они определяют минимальное напряжение во время тяжелого пуска двигателя (на пределе возможностей АКБ).
| Стандарт | SAE, CCA | EN | IEC | DIN | JIS | MCA | ГОСТ Р 53165-2008 |
| Минимальный уровень на клеммах АКБ при прокрутке стартера, В | 7,2 | 7,2 | 8,4 | 9 | 6 | 7,2 | 8,4 |
Очевидно, что единого (и даже близкого) подхода в данном случае также нет -разброс мнений составляет до 50%. Если автовладелец желает ориентироваться на данные цифры, ему придется выбрать какой-то стандарт в качестве образца. Надо иметь в виду, что эти рабочие напряжения АКБ должен выдавать под полной нагрузкой при различных отрицательных температурах.
Сколько вольт должно быть на новом аккумуляторе
В большинстве случаев аккумуляторы продают полностью заряженными (со слов продавцов). В этом случае на выводах должно быть 12,6 вольт.
Теоретически перед продажей АКБ можно зарядить до 13,6 вольт, но этот излишек за счет саморазряда уйдет до номинального значения в течение нескольких часов (максимум – нескольких суток) хранения АКБ.
Может оказаться, что батарею не зарядили до конца или она разрядилась из-за долгого хранения. Только что приобретенный аккумулятор надо проверить (желательно, прямо в магазине, еще лучше – с помощью нагрузочной вилки). Если напряжение на выводах говорит о запасе энергии не менее 50%, можно попытаться поставить аккумулятор на автомобиль и попробовать завести двигатель, в надежде, что батарея подзарядится во время езды. Но если есть возможность, такую АКБ надо зарядить до полного уровня, чтобы в дороге (в худшем случае – у первого светофора) не возникло проблем.
Как правильно замерить напряжение
Процедура замера напряжения зависит от приборов, имеющихся в хозяйстве автовладельца. Различными устройствами можно получить ту или иную информацию об аккумуляторе.
Мультиметром
Самый очевидный способ измерения выходного уровня батареи – замер мультиметром. Для этого понадобится тестер с режимом измерения постоянного напряжения в пределах 20 вольт. Подойдет практически любой прибор – даже самый недорогой китайский цифровик или старый стрелочный авометр.
Для проверки напряжения без нагрузки надо отключить хотя бы один провод от клемм батареи (а лучше оба). Плюсовой вывод тестера подключается к положительной клемме батареи, а минусовой – к отрицательной. Если подключиться наоборот, ничего страшного не произойдет, только напряжение будет индицироваться со знаком минус (а вот у прибора старого образца может сломаться стрелка). По итогам замера определяется заряд аккумулятора по напряжению и принимается решение – если уровень на клеммах низкий, АКБ лучше снять и зарядить от сетевого ЗУ.
Для замера под нагрузкой надо подключить все провода и включить как можно больше потребителей автомобильной бортсети (световой оборудование, нагреватели, звук и т.п.). Для измерения напряжения генератора надо завести двигатель.
Нагрузочной вилкой
Нагрузочная вилка – специфический прибор, она служит для определения состояния аккумуляторной батареи по итогам сравнения двух замеров напряжения:
- на холостом ходу;
- под нагрузкой.
Ей можно воспользоваться для определения меры заряженности батареи. Для этого надо выполнить измерение на холостом ходу (при отключенном нагрузочном резисторе). У простых вилок имеется специальная таблица, в которой указано соответствие замеренного напряжения и запаса энергии. У продвинутых «цифровых» устройств вся информация обрабатывается контроллером и в готовом виде выводится на дисплей.
В целом же нагрузочная вилка предназначена для определения состояния батареи. Для этого она позволяет измерить напряжение под нагрузкой с помощью встроенного резистора. Надо сравнить результаты двух замеров (современные устройства сразу выводят оценку состояния).
Замер с подключенным нагрузочным сопротивлением не должен длиться более 2..5 секунд во избежание перегрева прибора. Измерение под нагрузкой надо выполнять при заглушенном двигателе, чтобы не перегрузить генератор (а лучше при отключенных клеммах).
Частые вопросы
Какое напряжение должно быть на клеммах при работающем двигателе
При запущенном двигателе генератор должен обеспечить зарядку аккумулятора, чтобы скомпенсировать энергию, потраченную на старт мотора. Для этого напряжение в бортсети автомобиля должно быть больше, чем на клеммах аккумулятора при заглушенном двигателе. Нормальным считается уровень в районе 14,5 вольт – при этом батарея подзаряжается небольшим током. Если напряжение будет ниже, ток заряда еще уменьшится, уровень энергии АКБ будет пополняться медленнее. При короткой поездке заряд может не восстановиться.
Если напряжение в борстети будет выше, батарея заряжается быстрее, но есть опасность. В конце зарядки электролит может «закипеть» (на самом деле, начнется процесс электролиза). Особенно вероятно возникновение «кипения» в аккумуляторах старого типа со свинцовыми пластинами, легированными сурьмой. Современные АКБ, выпускаемые по «кальциевой» технологии (Ca, Ca/Ca, Ca+) менее склонны к электролизу и более толерантны к повышенному напряжению.
Как температура влияет на электролит и свойства АКБ
Свойства электролита во многом определяют характеристики АКБ. А параметры смеси серной кислоты и воды во многом определяются его температурой. В первую очередь, при изменении температуры изменяется плотность жидкого реагента.
Вместе с плотностью изменяется и подход к оценке уровня энергии в батарее. Зависимость от температуры имеет сложный и нелинейный вид, но тенденция одинаковая – при нагреве удельный вес и выходное напряжение падают, при охлаждении – повышаются. Также температура батареи влияет на ее емкость.
Из графика видно, что при температурах выше 30 градусов аккумулятор может отдать энергию в количестве, большем, чем заявил изготовитель. Но за все надо платить – при этом срок жизни АКБ снижается, поэтому эксплуатировать аккумулятор при повышенных температурах ради нескольких процентов емкости – не лучшая идея.
Если обнаружится, что напряжение на клеммах генератора отличается от заветных 12,6 вольт, не стоит впадать в панику. Надо разобраться, какие действующие факторы влияют на этот уровень. Возможно, с их учетом ситуация находится в пределах нормы.
