Десульфатор для автомобильного аккумулятора
Любой автолюбитель сталкивался с явлением, когда аккумулятор пролежав некоторое время без дела перестает отдавать свою номинальную емкость, крутит стартер пол секунды, затем задыхается, но напряжение на нем нормальное — 12 вольт.
С этим может столкнуться каждый, но почему это происходит. Автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин, находящихся в растворе электролита — в данном случае электролитом является серная кислота.
Процесс заряда и разряда аккумулятора ничто иное как окислительно восстановительный процесс, протекает химическая реакция, в ходе которой свинцовая пластина вступает в реакцию с оксидами на соседней пластине. В ходе данной реакции образуются сульфаты, которыми со временем обрастают пластины. Сульфаты препятствуют протеканию тока, так, как являются плохим проводником и со временем аккумулятор теряет емкость и не способен отдавать большой ток для работы стартера.
Если ваш аккумулятор заряжается и разряжается быстрее, чем раньше, не имея при том механических повреждений, скорее всего он вышел из строя именно из-за сульфатации пластин.
Предлагаемое устройство (десульфатор) создает короткие импульсы высокой амплитуды и частоты. Импульс десульфатации длиться определенное время, затем простой, затем снова импульс. Такие ударные процессы могут разрушить слой сульфата, и в теории это возможно, на практике не все аккумуляторы удается восстановить из-за конструктивных особенностей последних, но судя по статистике около 85% старых аккумуляторов подлежат восстановлению, естественно если причиной неработоспособности является сульфатация, а не обрыв свинцовых пластин или иное механическое повреждение.
Как пользоваться устройством?
Данный вариант является зарядно-десульфатирующим устройством, обычный десульфатор питается от аккумулятора, который он десульфатирует и постепенно разряжает его, в этом же случае устройство заряжает аккумулятор короткими всплесками высокого напряжения высокой частоты.
Данную схему можно использовать и для зарядки низковольтных свинцовых аккумуляторов с номинальным напряжением в 4-6 вольт, такие ставят в китайские фонарики, в детские электрокары и так далее.
Схема изначально создана для зарядки аккумуляторов малой емкости, но её можно использовать и для десульфатации автомобильных аккумуляторов. Перед тем, как начать процесс заряда с десульфатацией аккумулятор нужно слегка подзарядить.
Для начала нужно найти любой источник питания с напряжением от 8 до 12 Вольт и подключить его на вход десульфатора, но не напрямую, а через лампу накаливания 12 Вольт с мощностью в 21 ватт, чтобы не превысить ток заряда, в конце об этом более подробно поговорим. К выходу прибора подключается аккумулятор, который нужно восстановить. Так, как прибор работает в звуковом диапазоне вы скорее всего услышите слабый свист, силовые компоненты схемы слегка должны нагреваться.
Как работает схема?
Напряженние с зарядного устройство через предохранитель и диод поступает на схему десульфатора. Для маломощной части схемы питание подается через токоограничивающий резистор, затем сглаживается небольшим электролитическим конденсатором.
На микросхеме NE555 собран генератор прямоугольных импульсов, частота этих импульсов около 1кГц. Коэффициент заполнения около 90%. Микросхема CD4049 инвертирует и усиливает этот сигнал, превращая его в импульсы с заполнения около 10 %. С выхода инверторов импульсы поступают на затвор полевого транзистора VT1. Открываясь, он замыкает дроссель на массу питания, в дросселе накапливается энергиея, когда транзистор закрываетсят, цепь разрывается, за счет явление самоиндукции, которое свойственно индуктивным нагрузкам, дроссель отдает накопленную энергию. Это кратковременный всплеск напряжения с высокой амплитудой, притом напряжение самоиндукции в разы выше напряжения питания. Этот всплеск напряжения выпрямляется и подается на аккумулятор.
В схеме задействован предохранитель и еще один выпрямительный диод. Предохранитель защитит десульфатор при случайных коротких замыканиях на выходе, а диод выполняет несколько функций — во первых защищает схему если вы случайно ее подключите к зарядному устройству неправильно и во вторых защищает зарядное устройство от возможных импульсных помех и всплесков напряжения, которые образуются на плате десульфатора.
О компонентах
Полевой транзистор IRF3205, или любые другие N-канальные с напряжением от 60 до 200 вольт и током от 30 Ампер, транзистор советую установить на небольшой радиатор.
Дроссель имеет индуктивность около 200 микрогенри, намотан на кольце из порошкового железа, такие можно найти в компьютерных бп. Обмотка намотана проводом 1мм, количество витков 60, в моем случае провода не хватило и индуктивность получилась слегка меньше, но устройство работает хорошо.
Размеры кольца особо не критичны, главное соблюдать индуктивность и мотать обмотку проводом 1-1,2мм.
Конденсатор — на 100-220 мкФ очень желательно взять с низким внутренним сопротивлением, так, как схема генератора фактически питается от данного конденсатора, а значит он постоянно будет накапливать и отдавать энергию, даже слегка греется.
Оба диода нужно взять с током в 5-10 Ампер, можно обычные, но желательно взять импульсные диоды.
На самом зарядном нужно выставить ток не более двух ампер, иначе сгорит предохранитель на плате десульфатора. Кто -то скажет — 2 ампера зарядного тока это мало, да согласен, но не забываем, что у нас в большей мере не зарядка, а десульфатация.
В холостую прибор потребляет от источника питания ток всего в 100мА. Его можно подключить к любому зарядному устройству с напряжением 12-15 Вольт и ограничить ток на уровне 2-х ампер. Ограничение можно сделать мощным резистором или лампочкой накаливания соответствующей мощности подключенной в разрыв плюса питания.
Можно использовать и более низковольтные блоки питания с напряжением 8-10 Вольт, так, как наша схема все равно повышает начальное питание до нескольких десятков вольт.
Сколько должен длиться процесс десульфатации — автор данной схемы говорит, что в течении 2-х недель регулярной зарядки полностью можно восстановить старый аккумулятор.
Печатная плата тут
Аккумулятор — это решетчатые пластины, изготовленные либо из диоксида свинца, либо из чистого свинца, иногда покрытого кальцием. Между ними находится водный раствор серной кислоты. Свинец и кислота реагируют друг с другом, создавая электричество, но при этом распадаясь на другие элементы, которые электричество не создают (соль и вода). Аккумулятор разрядился. Когда мы ставим АКБ на зарядку, то есть сообщаем электролиту ток, то происходит обратная реакция, вода реагирует с солью, образуя кислоту и металл (либо оксид металла), которые снова способны создавать электричество.
Содержание статьи
Что это такое, десульфатация аккумулятора
Сульфатация пластин кислотного аккумулятора
Десульфатация — это удаление солей серной кислоты с пластин аккумулятора.
Десульфатация — это удаление солей серной кислоты (сульфата свинца или сульфата кальция). Появляется такая соль на стенках свинцовых пластин в результате химической реакции, происходящей во время разряда аккумулятора. При этом не вся соль при зарядке АКБ преобразуется обратно. Часть ее оседает на металлических пластинах, препятствуя соприкосновению свинца и кислоты, а со временем сульфата свинца становится так много, что аккумулятор перестает работать вообще.
Как сделать десульфатацию на автомобильном аккумуляторе
Правильной десульфатацией аккумулятора является метод чередования коротких слабых зарядов с короткими слабыми разрядами. Для проведения таких циклов существуют специальные зарядные устройства для автомобильного аккумулятора с десульфатацией.
Скажем пару слов и о “неправильной” (в кавычках, потому что такие способы имеют место быть, но мы вам их не советуем) десульфатации пластин аккумулятора.
- Механическая очистка пластин от сульфата свинца (разбираем АКБ, вытаскиваем пластины и чистим).
- Химическая чистка (открываем заливную крышку, наливаем специальный раствор, который разъест соль на свинце).
Методы эти спорны (в плане эффективности) и очень травмоопасны. Но выбор, естественно, за вами.
Как сделать десульфатацию АКБ в домашних условиях
Десульфатация аккумулятора в домашних условиях
Для десульфатации аккумулятора продаются зарядные устройства с режимом десульфатации и специальные устройства для этого.
Как уже было упомянуто выше, можно приобрести зарядное устройство для аккумулятора с режимом десульфатации, либо специальное устройство для десульфатации. В этом случае все просто. Подключаем АКБ к устройству и следим за показателями на дисплее, иногда этот процесс может затянуться на несколько дней в зависимости от степени засульфатизированности. Отметим, что такой прибор стоит недешево и имеет смысл “заморочиться”, чтобы сделать устройство для десульфатации аккумулятора своими руками.
Для начала, попробуем сделать самое простое из возможного. А именно, произвести десульфатацию аккумулятора зарядным устройством. Перед началом работы проверим плотность (обычно 1,07 г/см³) уровень электролита в АКБ, если его недостаточно, то добавим дистиллированной воды (не электролита!).
Очень важно после 8 часов зарядки аккумулятора малым током отключить его от зарядного устройства на сутки.
- Возьмем наше обычное зарядное устройство и выставим напряжение на нем в 14 В (но не более 14,3), а силу тока на 0,8-1 А (есть зарядные устройства, на которых нельзя выставить такие параметры, значит такие ЗУ нам не подходят). Десульфатация АКБ малым током проводится в течении 8 часов (разрешается некоторая погрешность, например, можно оставить АКБ заряжаться на ночь). Проверяем плотность электролита, она должна быть примерно такой же как в начале “опыта”, а вот напряжение должно измениться и составить 10 В.
- Если все так, то отсоединяем нашу батарею от ЗУ на сутки (это важно!).
- Следующим этапам десульфатации будет выставление силы тока на 2-2,5 А при прежнем напряжении. Оставляем также заряжаться АКБ на 8 часов. Затем проверяем напряжение в батарее (12,7 В) и плотность (1,11-1,13 г/см³). Если показатели соответствуют, то приступаем к следующему этапу.
Разрядка батареи с помощью лампочки.
Данный метод восстановления аккумулятора займет у вас от 8 до 14 дней, при этом батарея восстановится на 80 – 90%.
- Подключаем к аккумулятору потребитель электроэнергии не очень большой силы (например, лампу ближнего света). Разряжаем батарею до 9 В, займет это приблизительно 8 часов. При этом нужно обязательно следить за напряжением в АКБ (оно не должно опуститься ниже 9 В), в противном случае будет снова запущен процесс сульфатации пластин, от которого мы стараемся избавиться. Плотность должна остаться на уровне 1,11-1,13 г/см³.
- Повторяем предыдущие 4 этапа. При этом плотность будет немного расти (1,15-1,17 г/см³). Затем снова выполняем 4 этапа, и снова, пока плотность электролита не составит приблизительно 1,27 г/см³.
Данный метод восстановления аккумулятора займет у вас от 8 до 14 дней, при этом батарея восстановится на 80 – 90%.
Схема устройства для десульфатации аккумулятора
Схема зарядного устройства для десульфатации аккумулятора
Основной принцип “моргалки” для десульфатации аккумулятора таков, что заряд должен быть не более 10% от емкости АКБ и напряжение должно быть в пределах 13,1 – 13,4 В.
Для того чтобы восстановить аккумулятор можно создать схему нагрузки своими руками, в которой будут заряды чередоваться с разрядами. Такая схема состоит из реле и лампочек на 12 В. Лампы дают нагрузку на АКБ и разряжают ее до определенного предела, реле в свою очередь отключает схему в момент этого предела, а потом включает “моргалку”, когда АКБ снова зарядится до нужного уровня.
Основной принцип “моргалки” для десульфатации аккумулятора таков: заряд должен быть не более 10% от емкости АКБ и напряжение должно быть в пределах 13,1 – 13,4 В. За напряжением можно следить вручную с помощью включенного в сеть вольтметра, а можно подключить еще одно, вспомогательное, реле, которое будет контролировать заданное напряжение.
Обычно режим пульсации схемы такой: 4,3 секунды идет разряд с током в 1 А, затем идет 3 секунды заряд в 5 А. Поскольку лампочки нагрузки включаются и выключаются попеременно, то схема как бы “моргает”, поэтому она и получила в простонародье название “моргалка”.
Как произвести десульфатацию необслуживаемого аккумулятора
Самодельное устройство для десульфатации аккумулятора
Десульфатация или очищение пластин от солей серной кислоты продлит жизнь вашей аккумуляторной батареи, но, к сожалению, ненадолго.
Необслуживаемая АКБ десульфатации не поддается по той простой причине, что заливных отверстий в ней нет, а значит нельзя проверить уровень и плотность электролита.
На практике емкость аккумулятора просвечивается фонариком, определяется уровень жидкости, делается отверстие выше этого уровня, через это отверстие доливается дистиллированная вода шприцем. По окончании работ отверстие запаивается.
Так же необслуживаемый аккумулятор можно попробовать восстановить схемой для цикличной разрядки и зарядки, в ряде случаев это помогает.
Кальциевую АКБ тоже можно отнести к разряду необслуживаемых, но по иной причине. В таких батареях на ряду с сульфатом свинца образуется сульфат кальция (свинцовые пластины легированы слоем кальция, что дает таким батареям ряд преимуществ), который в свою очередь “загипсовывает” пластины, а в последствии и пространство между ними. Если все-таки провести десульфатацию кальциевого аккумулятора, то сульфат кальция растворится вместе со слоем намазки.
Подведем небольшой итог. Что нам дает десульфатация для аккумулятора? Очищение пластин от солей серной кислоты продлит жизнь вашей аккумуляторной батареи, но, к сожалению, ненадолго. В любом случае, если ваш аккумулятор засульфатизировался, это верный признак того, что он уже исчерпал свой ресурс и имеет ли смысл восстанавливать АКБ — решать вам.
О десульфатации автомобильных аккумуляторов
Навеяно темой «Десульфатор — устройство для «лечения» аккумуляторов» и недавними событиями в своей жизни. Начну издалека.
…Когда-то, давным-давно, подходит ко мне старый приятель, стройный и кучерявый владелец и одновременно работник маленькой, на два работника, СТО, и просит слепить десульфатор (далее ДС) по принесенной им схеме. Я посмотрел на схемку, скривился и отказался. Он не стал уговаривать, а пнул ногой по принесенной им сумке, там звякнуло и я взялся за паяльник.
…На днях подъезжает на белом джипе тот самый приятель, толстый и лысый владелец СТО, АЗС и гостиницы для дальнобоев, и просит слепить еще очередной ДС, по старому фура проехала. Я начал отбиваться, он не стал уговаривать, только пошуршал зелеными бумажками, и я взялся за паяльник.
Мораль – профессиональному автомобилисту с огромным опытом и стажем работы эта штука нужна, значит, работает, и, скорее всего, неплохо.
Итак, как это работает (сборка цитат).
Принцип работы ДС
ДС питается от батареи, которую восстанавливает. По этой же цепи питания он генерирует обратные короткие мощные импульсы. В пике эти импульсы достигают 30 В при силе тока 15-25 А, это на клеммах самой батареи, и разрушают оксидные пленки. Конечно, у этого метода восстановления есть и минусы: не все АКБ поддаются восстановлению, а только порядка 85%. Ещё одним минусов является очень длительный процесс протекания восстановления, которой может длиться от суток до месяца.
Процесс восстановления аккумуляторной батареи
Перед восстановлением желательно полностью зарядить батарею. Если же собираетесь восстанавливать АКБ, стоящую на машине, то обязательно скиньте одну клемму питания автомобиля, чтобы не повредить электронику своего авто.
Далее подключаем ДС и ждем. Время ожидания всегда индивидуально. Требуется только периодический контроль батареи – замер напряжения, чтобы не допустить полного разряда. Замер напряжения необходимо производить при отключенном ДС, это обязательно.
Хотя устройство автономно, не рекомендуется его оставлять без присмотра.
О схеме устройства.
Оригинал схемы с сайта «Радиокот», приведен и далее доработан Бородачем (borodach) и немного мной.
Там генератор собран на 555 таймере, его под рукой не оказалось, поэтому, как у Пугачевой: «Я его слепила из того, что было…», на 561ЛА7 по схеме с возможностью ШИМ регулирования.
Процесс отработки схемы на макете.
Результат.
ШИМа работает. Для чего такой огород? Схема, которую мы рассмотрим позже, работает сл. образом – во время открытия ключа на полевом транзисторе (далее ПТ) через индуктивности протекает ток и в них накапливается энергия, которая в момент закрывания ПТ (резкого!) выделяется в виде высоковольтного (относительно) выброса, приложенного к АКБ. Регулировка скважности позволяет оптимизировать эти вещи. Как – не знаю. Аккумуляторщик, который этим занимается, что то бурчит про импульсный вольтметр и токовые клещи, но, по моему, он этим занимается с помощью великого мастера ТЫКа.
А вот и вся схема
Генератор на К561ЛА7 с ШИМ регулированием, драйвер на КТ630, ключ на полевике, все понятно.
Инструменты и материалы.
Обычный слесарно-монтажный инструмент.
О деталях все ясно по схеме, моточные примерно подобраны из обломков импульсных блоков питания с помощью измерителя индуктивности.
Конструктивное оформление начинается с выбора корпуса.
Для единичного изделия разрабатывать и изготавливать печатную плату (ПП) нет смысла, это рабочая лошадка, а не выставочный экземпляр, собираем на макетке.
ПП на стадии сборки. Дальнейшие фото частично пропущены из-за малой информативности.
Пробуем ставить в корпус.
Заготовка задней платы еще не обрезана.
И наконец — собрано, проверяем.
Испытали устройство на аккумуляторе от моего(!) шуруповерта, отчего тот к утру необратимо сдох. Ес-но, моя антипатия к этому устройству только усилилась.
Судьба изделия. Корпус хозяин замотал скотчем, посетовал, что выходные провода тоненькие, надо было в мизинец толщиной, прицепил тяжеленные латунные клеммы. Через пару дней после того, как он забрал ДС, звоню узнать подробности. Ответ – все хорошо, все работает, не мешай.
И маленькое дополнение.
Когда то, когда зарядные устройства делали на галетниках и транзисторах, была незаслуженно забытая схема с функциями зарядки и десульфатации.
Здесь выпрямитель собран по схеме двухполярного, но за общий принят минусовой провод. Получился двухуровневый выпрямитель, от меньшего напряжения (можно без сглаживания) запитано обычное зарядное, в т.ч. возможно тиристорное, от большего — ДС. Мощность импульсов ДС определяется вторым конденсатором (ну и, ес-но, напряжением на нем). Генератор – обычный мультивибратор с усиленным выходом, диф. цепочка С2, R2 формирует короткие импульсы, которые через ключ П210Ш подаются на АКБ.
Ну вот и все, комментируйте.
КАК СДЕЛАТЬ — Десульфатация аккумулятора
Автомобильный аккумулятор. Как правильно обслуживать аккумулятор? Как эксплуатировать аккумулятор в городском цикле? Как восстановить сульфатированный аккумулятор? Как заряжать аккумулятор? Эти вопросы возникают у каждого автомобилиста. Десульфатация аккумулятора простейший способом позволит вам спасти сульфатированный аккумулятор.
Аккумулятор. О нем автомобилисты вспоминают только тогда,
когда он прекращает полноценно работать. А зря. Аккумулятор, как и другой узел или агрегат автомобиля требует обслуживания, зачастую более тщательного, чем что-то другое.
Когда-то давно, еще в добрые советские времена, в одном из журналов, мне попалась схема довольно сложного зарядного устройства с режимом десульфатации с подробным описанием. Конструкцию устройства я так и не повторил, вот технологию взял на вооружение и с вами поделюсь.
Немного теории.
После запуска обычного автомобиля с бензиновым двигателем, для полной зарядки аккумулятора требуется проехать на автомобиле не менее 30 км на оборотах двигателя чуть выше средних. Только в таких условиях аккумулятор восполнит утраченную энергию полностью. В городском цикле езды такие условия почти не выполнимы. В результате аккумулятор оказывается постоянно недозаряжен, отчего на пластинах осаждаются соли из электролита – пластины сульфатируются. Такой аккумулятор теряет емкость, зарядку держит не долго, плотность электролита сильно падает.
Что же делать? Начнем с того, что НЕ надо делать. Ни в коем случае не доливайте кислоту. Поскольку пластины нормального аккумулятора имеют очень активный поверхностный слой, который теряет свою активность при сульфатации, то добавление кислоты только усугубляет картину. Такой аккумулятор может погибнуть безвозвратно.
Что же надо делать? Если вы начнете изучать вопрос десульфатации, то столкнетесь с массой научных раскладов – зарядка имульсами строго определенной хитрой формы, чередующаяся с циклами разряда, с строгим выдерживанием всех режимов и т.д. Вряд ли кто станет заморачиваться этим на практике. А на практике все просто. Необходимо только набраться немного терпения.
Суть самого процесса заключается в том, чтобы разбить наложения на пластинах импульсным током. При этом необходимо сделать несколько циклов, т.е. зарядить аккумулятор маленьким током, дать отстояться, зарядить, отстояться. Так делается 4-5-6 циклов.
Практика.
Итак, для десульфатации аккумулятора нам потребуется простейшее зарядное устройство.
Я взял обычное и немного переделал, выбросив сглаживающие конденсаторы. Т.е. трансформатор в переключателем обмоток на по входу для регулировки тока ступенчато и двухполупериодный выпрямитель из 4 диодов, рассчитанных на ток до 10 ампер. Он дает вполне приемлемый для наших целей пульсирующий ток.
Еще потребуется автомобильный ареометр. Постоянно будем контролировать плотность электролита и доводить до 1.25 .
Открываем аккумулятор. Выкручиваем пробки. Контролируем плотность во всех банках. Лучше всего взять лист бумаги и записывать. Если плотность низкая, 1.20, то аккумулятор пора спасать. Еще контролируем количество электролита и доливаем. Подключаем зарядное к аккумулятору и выдерживаем в течение примерно 1-2 часов ток, равный 0.1 от емкости. Например, для аккумулятора 55АЧ пытаемся поставить ток порядка 3-5А. Стрелка ампериметра зарядного устройства сначала показывает повышение тока, потом некоторое понижение и потом замирает на какой-то отметке. Аккумулятор начинает «кипеть». После этого – самое главное. Понижаем зарядный ток до 2А и заряжаем так 8-12 часов.
После цикла заряда контролируем плотность. У сульфатированного аккумулятора на обычно вырастет не сильно. После этого даем аккумулятору отстояться такой же период 8-12 часов. Т.е. на сутки у нас приходится один цикл. После отстаивания меряем и записываем плотность – она выросла.
Если плотность увеличилась, но не нормализовалась, то повторяем цикл заряд-разряд еще 4-5 раз. Обычно после 3-4 циклов плотность нормализуется.
Иногда для восстановления понадобится 5-6 циклов.
Таким простым образом мне удавалось спасти глубоко разряженный аккумулятор, который в разряженном состоянии находился довольно продолжительное время.
Итак, мы рассмотрели как спасти аккумулятор от сульфатации. Чтобы ее избежать, при эксплуатации автомобиля в городе, необходимо соблюдать простое правило – не реже одного раза в месяц, а лучше раз в неделю обязательно ставьте аккумулятор на подзарядку. Такой аккумулятор прослужит вам 4-6 лет вместо расчетных 2-3.
Люди стараются покупать аккумуляторы чуть больше емкости, чем предусмотрено производителем автомобиля. Такой аккумулятор мо мере износа и потери емкости имеет еще некоторый «запас». Это особенно оправдано на дизельных двигателях. Но такое решение имеет и серьезный недостаток. Поскольку генератор автомобиля не рассчитан на больший ток, требуемый для подзарядки такого аккумулятора при условии эксплуатации в городе, то такой аккумулятор обязательно нужно подзаряжать.
Если же вы ездите в основном на большие расстояния, то для сохранности аккумулятора обычно достаточно исправного реле-регулятора в генераторе автомобиля. Тем не менее, это не исключает необходимость делать пару раз в год тренировку аккумулятора разрядкой малым током (не более 0.05 от емкости) и последующей зарядкой таким же током.
Для тех, кому некогда возиться с ручной тренировкой, предлагаю схему автоматического устройства для десульфатации аккумулятора, а также рассмотрим простейшее, но весьма эффективное зарядное устройство для тренировки аккумуляторов. Но вместе с восстановлением аккумулятора необходимо позаботиться о ремонте электропроводки автомобиля, которую необходимо вовремя проверить и устранить все неисправности, которые как правили и приводят к проблемам с аккумулятором.
Такое устройство не помешает в гараже всем, кто эксплуатирует автомобиль в городском цикле.
Читайте также:
Оставьте комментарий