Сфера применения электрических аккумуляторов довольно-таки широка. Небольшими батареями комплектуются привычные для всех бытовые приборы, АКБ слегка больших размеров оснащаются автомобили, ну а уж очень крупные и ёмкостные аккумуляторы монтируют в нагруженные работой промышленные станции. Казалось бы, что помимо пользовательского назначения у разных видов АКБ может быть общего? Однако на самом деле сходств у подобных батарей более чем достаточно. Пожалуй, одним из основных среди возможных сходств аккумуляторов является принцип организации их работы. В сегодняшнем материале наш ресурс решил рассмотреть именно один из таковых. Если быть точнее, то ниже речь пойдет о функционировании и правилах эксплуатации никель-металлогидридных батарей.

История появления никель-металлогидридных АКБ

Создание никель-металлогидридных аккумуляторов начало вызывать немалый интерес у представителей инженерии более 60 лет назад, то есть в 50-х годах 20 века. Ученые, специализирующиеся на изучение физико-химических свойств АКБ, всерьёз задумались над тем, как преодолеть недостатки популярных на то время никель-кадмиевых батарей. Пожалуй, одной из основных целей ученых было создание такого аккумулятора, который мог бы ускорить и упростить процесс протекания всех реакций, связанных с электролитической передачей водорода.

В итоге, специалистам лишь к концу 70-х годов удалось сначала спроектировать, а затем создать и полноценно испытать более-менее качественные никель-металлогидридные батареи. Главное отличие нового типа АКБ от предшественников заключалось в том, что он имел строго определённые места для скопления основной массы водорода. Говоря точнее, скопление вещества происходило в сплавах нескольких металлов, находящихся на электродах аккумулятора. Состав сплавов имел такую структуру, что один или несколько металлов накапливали водород (иногда в несколько тысяч раз превышающих их объём), а другие металлы выступали в роли катализаторов электролитических реакций, обеспечивая переход водородного вещества в металлическую решётку электродов.

Сделанный аккумулятор, имеющий водородно-металлогидридный анод и никелевый катод, получил аббревиатуру «Ni-MH» (от названия токопроводящих, накапливающих веществ). Работают подобные АКБ на щелочном электролите и обеспечивают отличный цикл «заряд-разряд» — до 2 000 тысяч для одной полноценной батареи. Несмотря на это, путь к проектировке аккумуляторов Ni-MH был нелёгок, а существующие на данный момент образцы до сих пор модернизируются. Основной вектор модернизации направлен на увеличение энергетической плотности батарей.

Отметим, что сегодня никель-металлогидридные АКБ в большинстве своём производятся на основе сплава металлов «LaNi5». Первый образец подобных аккумуляторов был запатентован в 1975 году и стал активно использоваться в широкой промышленности. Современные никель-металлогидридные батареи имеют высокую энергетическую плотность и состоят из совершенно нетоксичного сырья, что упрощает их утилизацию. Пожалуй, именно из-за данных преимуществ они стали очень популярны во многих сферах, где требуется долгое хранение электрического заряда.

Устройство и принцип работы никель-металлогидридной батареи

Никель-металлогидридные аккумуляторы всех размерностей, ёмкостей и предназначений выпускают в двух основных типах форм – призматической и цилиндрической. Вне зависимости от формы, подобные АКБ состоят из следующих обязательных элементов:

• металлогидридных и никелевых электродов (катодов и анодов), образующих гальванический элемент сеточной структуры, который отвечает за движение и накопление электрического заряда;
• сепараторных областей, разделяющих электроды и также участвующих в процессе электролитических реакций;
• выводных контактов, отдающих во внешнюю среду накопленный заряд;
• крышки с вмонтированным в неё клапаном, необходимой для сброса излишнего давления из полостей аккумулятора (давления свыше 2-4 мегапаскаль);
• термозащитного и крепкого корпуса, вмещающего описанные выше элементы батареи.

Конструкция никель-металлогидридных аккумуляторов, как и многих других типов данного устройства, довольно-таки проста и особых сложностей в рассмотрении не представляет. Наглядно это показано на следующих конструктивных схемах АКБ:

Принципы работы рассматриваемых АКБ, в отличие от их общей конструктивной схемы, выглядят слегка сложнее. Для понимания их сути давайте обратим внимание на поэтапное функционирование никель-металлогидридных аккумуляторов. В типовом варианте этапы работы у данных батарей следующие:

1. Положительный электрод – анод, осуществляет окислительную реакцию с абсорбцией водорода;
2. Отрицательный электрод – катод, реализует восстановительную реакцию в дисабсорбицией водорода.

Говоря простым языком, электродная сетка организует упорядоченное движение частиц (электродов и ионов) посредством конкретных химических реакций. При этом непосредственно электролит в основной реакции выделения электричества не участвует, а включается в работу лишь при определённых обстоятельствах функционирования аккумуляторов Ni-MH (например, при перезарядке, реализуя реакцию циркуляции кислорода). Более подробно рассматривать принципы работы никель-металлогидридных АКБ не будем, так как для этого требуются специальные химические знания, которых у многих читателей нашего ресурса нет. При желании узнать о принципах работы батарей в больших подробностях стоит обратиться к технической литературе, которая максимально подробно освещает течение каждой реакции на концах электродах как при заряде батарей, так и при их разряде.

Характеристики стандартного АКБ Ni-MH можно увидеть в следующей таблице (столбец посередине):

Правила эксплуатации

Любой аккумулятор – относительно неприхотливое в обслуживании и эксплуатации устройство. Несмотря на это, его стоимость зачастую высока, поэтому каждый владелец той или иной батареи заинтересован в увеличении её срока службы. Относительно АКБ формации «Ni-MH» продлить эксплуатационный период не столь сложно. Для этого достаточно:

• Во-первых, соблюдать правила зарядки аккумулятора;
• Во-вторых, правильно его эксплуатировать и хранить при простое.

О первом аспекте обслуживания АКБ поговорим чуть позже, ну а сейчас обратим внимание на основной перечень правил эксплуатации никель-металлогидридных батарей. Шаблонный список данных правил таков:

• Хранение никель-металлогидридных аккумуляторов должно осуществляться только в их заряженном состоянии на уровне 30-50 %;
• Строго запрещается перегревать АКБ Ni-MH, так как по сравнению с теми же никель-кадмиевыми батареями, рассматриваемые нами намного чувствительней к нагреву. Перегруженность работой отрицательно сказывается на всех процессах, протекающих в полостях и на выходах аккумулятора. Особенно страдает токоотдача;
• Никогда не перезаряжайте никель-металлогидридные батареи. Всегда придерживайтесь правил зарядки, описанных в настоящей статье или отражённых в технической документации к аккумулятору;
• В процессе слабой эксплуатации или длительном хранении «тренируйте» АКБ. Зачастую хватает периодически проводимого цикла «заряд-разряд» (порядка 3-6 раз). Также подобной «тренировке» желательно подвергать новые батареи Ni-MH;
• Хранить аккумуляторы никель-металлогидридной формации требуется в комнатном температурном режиме. Оптимальная температура – 15-23 градусов по Цельсию;
• Старайтесь не разряжать аккумулятор до минимальных пределов – напряжение, меньшее 0,9 Вольт для каждой пары «катод-анод». Восстановлению никель-металлогидридные АКБ, конечно, поддаются, но желательно их не доводить до «мёртвого» состояния (о том, как восстановить батарею, также поговорим ниже);
• Следите за конструктивным качеством батареи. Не допускается наличие серьёзных дефектов, недостаток электролита и тому подобные вещи. Рекомендуемая периодичность проверки АКБ равняется 2-4 неделям;
• В случае с использованием больших, стационарных батарей также важно придерживаться правил:
  • их текущего ремонта (не менее раза в год):
  • капитального восстановления (не менее раза в 3 года);
  • надёжного крепления АКБ в месте использования;
  • наличия освещения;
  • использования правильных зарядных устройств;
  • и соблюдения техники безопасности использования подобных аккумуляторов.

Придерживаться описанных правил важно не только потому, что подобный подход к эксплуатации никель-металлогидридных АКБ существенно продлить их срок службы. Также они гарантируют безопасное и, в целом, беспроблемное, использование батареи.

Правила зарядки

Раннее было отмечено, что правила эксплуатации – это далеко не единственное, что требуется для достижения максимального эксплуатационного срока никель-металлогидридных АКБ. Помимо грамотного использования, подобные батареи крайне важно грамотно заряжать. Вообще, ответить на вопрос – «Как правильно заряжать аккумулятор Ni-MH?», довольно-таки сложно. Дело в том, что каждый тип сплавов, используемый на электродах батареи, требует определённых правил данного процесса.

Обобщив и усреднив их, можно выделить следующие фундаментальные основы зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов:

• Во-первых, требуется соблюдать правильное время зарядки. Для большинства АКБ Ni-MH оно составляет либо 15 часов при зарядном токе около 0,1 С, либо 1-5 часов при зарядном токе в пределах 0,1-1 С для батарей с высокоактивными электродами. Исключениями являются восстанавливаемые аккумуляторы, которые могут заряжаться более 30 часов;
• Во-вторых, важно отслеживать температуру батареи в процессе зарядки. Многие производители не рекомендуют превышать температурный максимум в 50-60 градусов по Цельсию;
• И в-третьих, следует учитывать непосредственно порядок проведения зарядки. Оптимальным считается такой подход, когда АКБ разряжается номинальным током до напряжения на выходах в 0,9-1 Вольт, после чего заряжается на 75-80 % от своей максимальной ёмкости. При этом важно учитывать, что при быстрой зарядке (подаваемый ток более 0,1) важно организовать предзарядку с подачей высокого тока на аккумулятор около 8-10 минут. После этого процесс зарядки стоит организовать с плавным повышением подаваемого на АКБ напряжения до 1,6-1,8 Вольт. К слову, при обычной подзарядке никель-металлогидридного аккумулятора напряжение зачастую не изменяется и в норме составляет 0,3-1 Вольт.

Примечание! Отмеченные выше правила зарядки батарей носят усреднённый характер. Не забывайте, что для конкретной марки никель-металлогидридной АКБ они могут слегка отличаться.

Восстановление аккумулятора

Наряду с дороговизной и быстрым саморазрядом, у аккумуляторов Ni-MH есть ещё один недостаток – ярко выраженный «эффект памяти». Его суть заключается в том, что при систематичной зарядке не полностью разряженной батареи она как бы запоминает это и с течением времени существенно теряет в своей ёмкости. Для нейтрализации подобных рисков владельцам подобных АКБ требуется заряжать максимально разряженные батареи, а также периодически «тренировать» их путём процесса восстановления.

Восстанавливать никель-металлогидридные аккумуляторы при «тренировке» или при их сильном разряде необходимо следующим образом:

1. В первую очередь, необходимо подготовиться. Для восстановления потребуются:
   • качественный и, желательно, умный зарядный прибор;
   • инструменты для замера напряжения и сила тока;
   • любое устройство, способное потреблять энергию с АКБ.
2. После подготовки можно уже задаться вопросом по поводу того, как восстановить батарею. Сначала необходимо по всем правилам зарядить аккумулятор, а затем его разрядить по напряжения на выходах батареи в 0,8-1 Вольт;
3. Затем начинается непосредственно восстановление, которое, опять же, должно проводится в соответствии со всеми правилами зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов. Стандартный процесс восстановления может быть проведён двумя способами:
   • Первый – если АКБ подаёт признаки «жизни» (как правило, при разряде на уровне 0,8-1 Вольт). Зарядка проходит с постоянным увеличением подаваемого напряжение с 0,3 до 1 Вольта с силой тока 0,1 С в течение 30-60 минут, после чего вольтаж остаётся неизменным, а сила тока увеличивается до 0,3-0,5 С;
   • Второй – если АКБ не подаёт признаков «жизни» (при разряде менее 0,8 Вольт). В таком случае зарядка осуществляется с 10-минутной пред-зарядкой высоким током на протяжении 10-15 минут. После этого проводятся описанные выше действия.

Стоит понимать, что восстановление никель-металлогидридных АКБ – это процедура, которую требуется периодически проводить для абсолютно всех аккумуляторов (и «живых», и «неживых»). Только такой подход к эксплуатации данного типа батарей поможет «выжать» из них максимум.

Пожалуй, на этом повествование по сегодняшней теме можно завершать. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы.

Одной из самых частых причин, провоцирующих невозможность запуска бензинового двигателя, является банальное отсутствие искры на свечах зажигания. При таком стечении обстоятельств воспламенять горючую смесь на такте сжатия нечем, в итоге – мотор отказывается работать. В зависимости от того, какой системой питания оборудован автомобиль, определяется то, как именно нужно действовать для определения точной причины отсутствия искры и мер по её возвращению. Более подробно о данной проблеме на инжекторных моторах поговорим сегодня. Интересно? Тогда обязательно прочитайте представленный ниже материал до конца.

Проверка наличие искры

Допустим, ваш инжекторный автомобиль перестал реагировать на ключ зажигания и отказывается заводиться. Сразу же сетовать на неисправность в системе зажигания довольно-таки нерационально. В первую очередь, нужно удостовериться в том, что пропала именно искра, а не поломалось что-либо другое. Для проверки свечей зажигания на наличие заветного «огонька» можно прибегнуть сразу к нескольким процедурам. Пожалуй, наиболее эффективные и простые из них следующие:

• Способ первый – проверка от массы. Для его реализации необходимо отключить зажигание, выкрутить поочерёдно каждую свечу и, приложив её корпус к массе (металлический корпус мотора), попытаться завести мотор;
• Способ второй – проверка при помощи мультиметра или тестера на основе пьезоэлектрического элемента. Этот вариант диагностики довольно-таки схож с описанным выше способом за исключением того, что свеча прикладывается не к массе, а к контактам тестера или мультиметра. Однако в этом случае «крутить» стартер не требуется, искра должна возникнуть от самих приборов.

Если по итогу проведения отмеченных выше способов проверки искрообразование на свече не выявлено, или искра есть, но слабая (неяркая, нерезкая, тусклая), необходимо выявлять причину неисправности. Не забывайте, что эксплуатация машины с плохо работающим зажиганием отрицательно сказывается на работе двигателя и существенно уменьшает его эксплуатационный срок.

Примечание! Проверка искры на инжекторе – крайне ответственное мероприятие, так как на подобных автомобилях очень чувствительная электроника. Учитывая именно эту особенность, диагностику важно проводить аккуратно и максимально быстро, то есть – без многочисленного количества повторов проверки и с использованием исключительно качественных тестеров.

Причины проблем с искрообразованием

Если искры нет на инжекторе, а не, к примеру, на карбюраторном или редукторном моторе, но для выявления причин её пропажи придётся постараться. Связано это с тем, что факторов, влияющих на искрообразование в инжекторных системах, слегка больше и выглядят они более многопланово. Если обобщить общий перечень возможных причин проблемы, то стоит выделить следующие чаще встречающие из них:

• Свечу или свечи зажигания залило топливом – искра либо отсутствует, либо очень слабая, сами свечи мокрые;
• Свеча или свечи зажигания вышли из строя – искра полностью отсутствует, нагар на контактах, как правило, чёрный или белый;
• Неисправен датчик коленвала, модуль зажигания, катушка зажигания, коммутатор или трамблер – искра отсутствует полностью, двигатель не подаёт признаков «жизни», инжектор работает некорректно;
• Пробились высоковольтные провода или произошла потеря контактов – одна или две свечи не работают, остальные полностью исправны;
• Неисправна электроника инжектора (ЭБУ или провода) – узел работает некорректно, искры нет на всех свечах;
• Забились форсунки инжектора – искры нет на свечах конкретных цилиндров, инжектор работает неправильно.

Отметим, что для полноценной и максимально точной диагностики необходимо осуществить сразу несколько процедур:

1. Естественно, проверить наличие искры;
2. Оценить наличие описанной выше симптоматики;
3. Проверить наличие соответствующих ошибок на приборной панели или экране бортового компьютера;
4. Провести проверку потенциально неисправного узла (разборка, прочистка, диагностика мультиметром и т.п.).

Если по итогу проведения всех диагностических процедур проблема не выявлена, то, скорей всего, обращения на СТО не избежать. В ином случае вполне допустимо провести собственноручный ремонт, конечно, при наличии должных навыков, умений и инструментов.

Возвращаем автомобиль к «жизни»

С тем, почему случается пропажа искры, пожалуй, всё предельно ясно. Теперь, не лишним будет рассмотреть порядок её возвращения. Реальность такова, что в большинстве случаев вернуть искру – дело несложное, заключающееся лишь в том, чтобы тщательно проверить поломанный автомобиль. Если быть точнее, то для нормализации искрообразования требуется:

1. Во-первых, проверить искру на инжекторе описанным выше способом, убедиться в том, что она пропала, и, хотя бы косвенно, попытаться определить причину неисправности;
2. Далее достаточно оценить сложившиеся обстоятельства и действовать, исходя из них. В качестве типовых ситуаций предлагаем рассмотреть решение следующих проблем:
   • свеча мокрая, наличие и сила искры неважны, нагар правильный (кирпичного цвета) – протираем деталь и вкручиваем обратно;
   • свеча мокрая (не всегда) и нагар неправильный (белый или чёрный) – чистим, сушим деталь и пробуем запустить мотор, если результата нет, меняем свечу и разбираемся с проблемами в топливной системе (чистка инжектора, проверка ЭБУ и т.п.);
   • свеча мокрая, искры полностью нет, цвет нагара не важен – пробуем сменить деталь, если результата нет, проверяем систему зажигания и работу инжектора.

В принципе, в теории особых сложностей в ремонте подобного рода нет. Несмотря на это, нередко он вызывает сложности в осуществлении у неопытных автомобилистов. Для решения таковых необходимо действовать в описанном выше порядке, ну а если что-то не выходит – лучше обратиться к профессионалам на СТО. Подобный подход к ремонту не только сэкономит время, но и гарантирует беспроблемную эксплуатацию автомобиля в дальнейшем.

Пожалуй, на этом наиболее важная информация по сегодняшнему вопросу подошла к концу. Надеемся, представленный материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи в эксплуатации и обслуживании авто!

Топливная система автомобиля со временем утрачивает свою функциональность. Возникновение загрязнения приводит к изменению в режиме работы двигателя. Потеря мощности и задымление выхлопных газов — только малая часть возникающих проблем. Для исправления такой ситуации понадобиться замена форсунок или их обслуживание. Использование специальных присадок способно помочь не допустить загрязнения, но не является панацеей. Разобраться как поменять забившуюся форсунку — достаточно просто, следует только частично разобрать топливную систему.

Назначение и причины поломки инжектора

Форсунка обеспечивает впрыск точно отмеренной порции топлива в камеру внутреннего сгорания. Любое отклонение от рассчитанных показателей сказывается на движении автомобиля. В процессе эксплуатации замена топливных форсунок практически неизбежна. Для обеспечения оптимальных показателей работы двс потребуется, чтобы затяжка инжектора после его замены была точно выдержана. Дороговизна подобного ремонта в сервисном центре делает такую задачу, как установка форсунок, достаточно актуальной.

Среди всех элементов автомобиля инжектор наиболее подвержен загрязнению. Воздействие высоких температур и недостаточное качество горючего приводит к появлению налёта, имеющему структуру лака. Такой засор изменяет точно рассчитанные характеристики впрыска топлива, что негативно отражается на работе мотора. Чтобы понять, как снять форсунки, следует изучить устройство автомобиля. Дизельный двигатель имеет более сложную систему установки инжекторов и потребуется точно запомнить всю последовательность разборки.

Загрязнение форсунки снижает её пропускную способность, и даже установка фильтров мало помогает в решении таких проблем. В любом топливе есть тяжёлые частицы, а глушение мотора приводит к ещё большему их появлению из-за отсутствия охлаждения инжектора. В результате чего лёгкие частицы топлива испаряются, а более тяжёлые оседают в виде лакообразных отложений. Такое засорение сказывается на приготовлении горючей смеси, что отражается на производительности топливного насоса и двигателя в целом.

Признаки неисправности форсунок

Ресурс работы инжектора составляет не менее 100 тыс. км, но низкокачественное горючее и несвоевременное обслуживание топливных фильтров способно значительно сократить этот срок. Засорение форсунки будет требовать её калибровки или замены, а основные признаки неисправностей имеют следующий вид:

• Нестабильная работа двигателя;
• Потеря мощности и слабая динамика разгона;
• Затруднённый запуск силовой установки;
• Остановка двигателя на холостом ходу;
• Появление резких звуков при старте мотора;
• Повышенное содержание СО в отработанных газах;
• Неисправность датчика уровня кислорода;
• Увеличение показателей расхода топлива.

До проведения разборки можно попробовать определить неисправность инжектора. Эта методика облегчит демонтаж форсунок с двигателя, и потребуется снять только неработающую деталь. Проведение такого тестирования эффективно и не представляет сложностей. Каждая форсунка поочерёдно отключается и отсутствие задымления мотора или другие признаки безошибочно укажут на неработающий инжектор. Вся проводка форсунок перед выполнением демонтажа обязательно отключается, а давление в топливной системе следует сбросить.

Подготовка к замене форсунок

Процесс демонтажа инжектора требует наличия инструмента независимо от того, какое расположение форсунок имеет топливная система автомобиля. Разборка отличается в зависимости от модели транспортного средства и типа впрыска горючей смеси. В большинстве случаев, чтобы заменить форсунки понадобится следующий инструмент:

• Ключ-трещотка и набор торцевых головок;
• Силовые пассатижи и плоскогубцы;
• Набор ключей и отвёрток;
• Карбклинер для чистки двигателя;
• Тряпки или ветошь.

Современный инжектор представляет собой сложное электромагнитное устройство, которое обычно устанавливается на топливной рампе. Существуют и другие вариации системы впрыска, что требует изучения особенностей автомобиля. При выполнении таких работ проводка и трубка форсунки нуждаются в аккуратном обращении для недопущения поломок. Демонтаж инжектора, выполняемый впервые, может потребовать посторонней помощи, а при замене необходимо прописать новый код в блок управления.

Демонтаж и замена форсунок

Пробег автомобиля более 100 тыс. км предусматривает диагностику и обслуживание инжектора. Можно самостоятельно провести весь цикл работ по замене или снять форсунки вместе с рампой и передать их в сервисный центр для дальнейшей диагностики и промывки. В любом случае основной процесс разборки гораздо дешевле выполнить самостоятельно и такие работы будут иметь следующий порядок:

• Отключение питания автомобиля – производится снятием минусовой клеммы с аккумуляторной батареи;
• Сброс давления в топливной системе – регулятор давления обычно находится на топливной рейке и представляет собой клапан, нажатие на который приведёт к сливу излишков горючего, для чего потребуется поставить ёмкость для сбора;
• Отключение соединительной колодки – позволит получить свободный доступ к топливной системе. Такое разъединение проводки форсунок также необходимо для демонтажа инжекторов и выполняется с осторожностью, чтобы не повредить клипсы;
• Разборка топливопровода – требуется отсоединить всё оборудование чтобы достать до топливной заслонки и сдвинуть отвёрткой зажим, который расположен вдоль рампы. Такие операции помогут освободить место где находятся форсунки и провести демонтаж;
• Снятие впускного коллектора – понадобится раскрутить болты, что наиболее удобно сделать ключом с трещоткой. Затем коллектор потребуется вытащить, что обеспечит доступ к месту где установлены форсунки. Снимая рампу, следует осмотреть её на наличие явных дефектов;
• Демонтаж инжектора – с помощью отвёртки сдвигается фиксатор и освобождаются уплотнительные кольца на заменяемой форсунке. Вытаскивать их следует предельно аккуратно, раскачивая в разъёме, чтобы не повредить корпус рампы.

Дизельный двигатель или силовой агрегат с непосредственным впрыском имеет более сложную топливную систему. Для проведения таких работ по их обслуживанию могут понадобиться специальные съёмники. Чтобы понять, как установить форсунки в такой машине требуются минимальные знания о технологии прямого впрыска. В этом случае топливо из инжектора поступает непосредственно в двигатель что затрудняет процесс обслуживания.

Диагностика и замена инжектора

Форсунки имеют огромный ресурс работы, и в некоторых случаях, достаточно выполнить очистку. При их замене на неоригинальные потребуется прописка форсунок, такая информация вносится в электронный блок управления и необходима для работы двигателя. Важно выдерживать и момент затяжки форсунок, который колеблется в пределах 40–90 Нм и зависит от конкретной модели.

Работа инжектора, хотя и кажется сложной, при детальном рассмотрении становится понятной каждому автолюбителю. Современная рампа форсунок имеет свои особенности в обслуживании, которые не способны помешать провести разборку и замену деталей.