Выбор автомобильного стартерного аккумулятора

Перед тем, как отправиться в магазин за покупкой аккумуляторной батареи, необходимо определиться с параметрами, которым она должна соответствовать, чтобы нормально функционировать в сочетании с другим электрооборудованием автомобиля.

Основные из этих параметров следующие:
электрическая (номинальная) емкость, А/ч;
значение пускового тока (тока стартерного разряда при регламентированном напряжении на полюсных выводах в режиме пуска двигателя автомобиля), А;
размеры корпуса аккумуляторной батареи;
масса аккумуляторной батареи.
Разберемся с этими значениями более детально.
Для режима пуска автомобильного двигателя от аккумуляторной батареи требуется как необходимый запас энергии — достаточная электрическая емкость, так и высокая мощность при разряде. Разработчики и основные потребители аккумуляторов установили для различных режимов разряда нормативные величины токов и напряжений, измеряемых на полюсных клеммах. Нормативные документы на аккумулятор, как правило, регламентируют два наиболее важных режима разряда: режим определения емкости батареи и стартерный режим при отрицательной температуре.

Электрическая емкость

Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать аккумуляторная батарея при длительном режиме разряда. Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость — емкость 20-часового разряда аккумуляторной батареи. Именно.её пока регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей, в российском ГОСТ 959–2002, вступающим в действие с июля 2003 года, и указывают на этикетке аккумуляторной батареи. Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25°С током, равным 0,05С20 (0,05 от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Например, для аккумуляторной батареи емкостью 60 А/ч ток разряда составляет 3, А, а для аккумулятора, емкостью 90 А/ч — 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на 12-вольтовой батарее.

Резервная емкость — это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25, А для батарей любой емкости при температуре 27°С. Она приблизительно соответствует времени движения автомобиля при выходе из строя его генератора. Для аккумулятора номинальной емкостью 55 А/ч резервная емкость составляет 85–90 мин. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться ещё примерно 1,5 часа за счет энергии аккумулятора, полностью заряженной на момент поломки.
Мощность аккумулятора

Как известно из электротехники, мощность характеризуется произведением разрядного тока на среднее напряжение в цепи за конкретный промежуток времени.

Р=IxU
I — ток при разряде;
U — среднее арифметическое значение разрядного напряжения, измеренного через равные промежутки времени.

У свинцовых батарей с ростом разрядного тока при стартерном режиме разряда (режиме разряда батареи при пуске двигателя стартером) величина среднего напряжения заметно уменьшается. Поэтому, учитывая постоянство пускового тока, чем большая мощность затрачивается батареей при пуске двигателя, тем ниже будет напряжение на её выводах, тем медленнее двигатель будет вращаться стартером. Чем выше мощность аккумулятора, тем быстрее стартер будет «крутить» двигатель, тем легче осуществить его запуск. Для сравнения мощностей батарей достаточно сравнить их пусковой ток (больше ток — больше мощность), приведенный к единой методике испытаний (ЕN, SАЕ, IЕС, ГОСТ и др.).

Стартерный разряд (за рубежом — короткий разряд) заявленным производителем током, проводится с определенной продолжительностью (непрерывно или в прерывистом режиме) до установленного напряжения. При этом, в нормативных документах указывают промежуточные интервалы от начала разряда (5,10 или 30 сек.), в течение которых контролируют величину напряжения аккумуляторной батареи в процессе разряда. Запас энергии батареи, характеризуемый временем стартерного разряда, показывает, как долго она сможет обеспечивать попытки запуска двигателя. Попросту говоря, чем больше емкость аккумуляторной батареи, тем больше в запасе у автовладельца попыток запустить двигатель.

Первоначально выбор аккумулятора производят разработчики пусковой системы двигателя автомобиля. При этом в расчете применяют разрядные характеристики аккумулятора при состоянии заряженности 75% на 3-ей попытке стартерного разряда. Температурные условия пуска двигателя задает разработчик автомобиля. Как правило, температура пуска карбюраторного двигателя на товарных маслах принимается −20°С, а для дизельных двигателей до −15° −17°С. Для последних при более низких температурах предполагается применение средств облегчения пуска (аэрозоль, подогрев топлива, масла, воздуха и т. д.). Подобные же средства облегчения в зимних условиях могут применяться и для пуска карбюраторных двигателей (легковых, грузовых) автомобилей. Выбранную разработчиком по разрядным характеристикам стартерную аккумуляторную батарею после лабораторных и эксплуатационных испытаний записывают в технический паспорт автомобиля. По этому документу автовладельцы, как правило, осуществляют замену вышедшей из строя старой аккумуляторной батареи на новую.

На современных стартерных батареях разных производителей указывают показатели в различных режимах их определения. Не каждый автолюбитель может понять, в чем различие тока разряда по DIN (Германия) или ТУ (Россия) от тока разряда по SАЕ (США) или ЕN (стандарт Евросоюза). Внешне очевидно, что значение тока по SАЕ, ЕN (Европейский союз) или по новому ГОСТ 959–2002 существенно больше, чем по ТУ (ГОСТ 959–91) или устаревшему DIN-43539 ч. 2. При разряде этими токами на полюсных выводах аккумуляторной батареи предполагают разные по величине напряжения.

При температуре электролита −18°С разряд токами по SАЕ и ЕN предполагает напряжение на полюсных выводах аккумуляторной батареи 7,2 В на 30-й секунде (SАЕ) или 7,5 В на 10-й секунде (ЕN или ГОСТ 959–2002), а при токах по 01 М и ТУ (ГОСТ 959–91) напряжение при разряде должно быть не менее 9,0 В на 30-й секунде.

С учетом этих показателей выбор аккумуляторной батареи может быть успешным, если иметь в виду, что соотношение разрядного тока по SАЕ и ЕN к току по DIN и ТУ равно 1,7. Если на конкретной аккумуляторной батареи указан ток по одному из стандартов, то через этот коэффициент можно определить значение тока разряда по другому стандарту.
Пояснения к некоторым критериям выбора

Пусковой ток новой батареи должен быть не ниже, чем у старой (заменяемой). При этом не следует брать новую аккумуляторную батарею с меньшей электрической емкостью (А/ч). Дело в том, что при некоторых режимах работы двигателя (холостой ход) и малых дневных пробегах автомобиля, аккумулятор в темное время «помогает» генератору питать включенные потребители. При малой собственной электрической емкости глубина разряда при этом может быть более 40–50%, что приведет к снижению работоспособности аккумулятора в режиме пуска двигателя. Повторяющиеся глубокие разряды аккумулятора приведут к сокращению его ресурса. Таким образом, выбирая аккумулятор, надо учитывать величину пускового тока, значение электрической (номинальной) емкости, расположение полюсных выводов (полярность прямая, когда клемма «минус» справа; полярность обратная, когда клемма «плюс» справа), габаритные размеры (в основном подлине) и способ крепления аккумулятора. Паспортные показатели аккумулятор характеризуют его потенциальные возможности. Однако, выбирая аккумулятор, необходимо помнить, что в процессе эксплуатации её состояние во многом зависит от режима и условий работы автомобиля.

Можно ли применять АКБ с большей емкостью, чем была? Справится ли генератор с её зарядом? Справится, если аккумулятор не разряжать на автомобиле полностью, на всю емкость. На пуск двигателя от аккумулятора любой емкости требуется, примерно, одно и то же количество электричества (на 1–3 попытки пуска по 5–10 сек.). Это же количество (А/ч) генератор должен вернуть в аккумулятор после пуска двигателя. Другое дело, что полный запас емкости (энергии) в этих аккумуляторах будет различным. Работа щеточно-коллекторного узла стартера будет более напряженной при установке аккумулятора большей емкости: ускоряется износ щеток и контактной поверхности коллектора.

Выбор аккумулятора по габаритным размерам и полярности определяется отличительными особенностями автомобиля (площадка под аккумулятор, длина проводов). Не всегда можно установить аккумулятор с прямой полярностью на место АКБ с реверсной (обратной) полярностью из-за недостаточной длины проводов. Кроме того, выступающие над поверхностью крышки аккумулятора полюсные выводы могут не дать закрыть крышку капота.