Acumulatorul auto- Cât mai ţine?

O întrebare destul de apăsătoare pentru tehnicianul ce urmează să se ocupe de un anumit vehicul: Bateria este bună? Iar dacă răspunsul este “la limita”, cât va mai dura până când scade sub această limită? Testele pe care le faceţi vă dau răspunsuri concludente la aceste întrebări?

Echipamentele electronice din ce în ce mai îngrămădite într-un autovehicul modern au făcut ca bateria să joace un rol important în buna funcţionare a oricărui automobil. Performanţele acesteia nu de puţine ori influenţează serios unele performanţe ale vehiculului. Acumulatorii auto sunt prezenţi pe vehicule încă de la începuturi, astfel că, obişnuiţi cu această idee, mulţi dintre noi nu ne-am luat niciodată răgaz să vedem dacă, sau mai bine zis cum a evoluat aceasta componentă. Poate că cea mai elocventă dovadă a acestei evoluţii este reprezentată de durată de folosire a acumulatorilor. Nu cu mult timp în urma durata de viaţă a unei baterii nu depăşea trei ani, pe când în prezent ne aşteptam să schimbăm această “consumabilă” o dată la şapte ani. Unii din factorii răspunzători pentru această mărire a perioadei de utilizare sunt reprezentaţi de materialele moderne şi procesele moderne de fabricaţie. De asemenea, “computerizarea” vehiculelor, şi aici mă refer la sistemele de control ale încărcării, joacă şi ele un rol destul de important. Totuşi, cunoaşterea acestor progrese tehnologice nu ne ajută să răspundem la apăsătoarea întrebare: Este bateria bună sau nu?


                   Fig.2                                      Fig.3                                      Fig.4
Să începem printr-un exemplu. Un autovehicul a cărui baterie murise este adus în service, pe platformă. Aruncaţi o privire asupra figurii 2. Captura arată o formă de undă luată de la bornele bateriei. Setările osciloscopului sunt 100 mV/div. la 5mS/div. În acest caz, motorul rulează la ralanti cu majoritatea consumatorilor electrici opriţi.
Aşa cum am mai spus, vehiculul a fost adus pe platformă, iar după ce i s-a dat curent şi a pornit acesta a fost primul test efectuat. După cum puteţi vedea, tiparul de pe osciloscop constă într-o serie de linii aproape verticale ce mai că ies de pe ecran. Dacă priviţi cu atenţie, puteţi vedea tensiunea curentului continuu (14.6 V) indicată în colţul dreapta sus al ecranului. Figura 3 arată o captură de pe acelaşi vehicul în aceleaşi condiţii doar cu o mică schimbare: redresorul a fost cuplat la bornele bateriei. Forma de undă a alternatorului arată acum aproape normal şi în plus, nu mai iese din scara aleasă. Scăderea dramatică în amplitudine a tensiunii CA o dată conectat redresorul ne dă răspunsul la întrebarea de la începutul acestui articol: Bateria este moartă. Forma de undă finală din această serie, figura 4, arata acelaşi vehicul echipat cu o nouă baterie.
Este drept că acelaşi tipar prezentat în figura 2 poate indica un alternator defect, însă, prin simpla adăugare a unei tensiuni bune la bornele bateriei (de la un redresor) se poate elucida marele mister!

Scopul şi durata vizitei?

Funcţia de bază şi cea mai importantă a bateriei este să furnizeze o sursă adecvată de curent electric pentru pornire, iluminare şi aprindere. Bateria face acest lucru înmagazinând electricitate, sau mai precis, stocând energie chimică ce poate fi rapid convertită în energie electrică.
Ţelul nostru în testarea bateriei este să determinăm dacă aceasta componentă poate sau nu îndeplini aceste cerinţe, atât pentru moment cât şi pe viitor. Trebuie să luăm în calcul nu doar ratingul bateriei – amperi ora Ah – ci şi specificaţiile producătorului referitoare la acest aspect. Până la urmă, faptul că o baterie de 52Ah va trece cu brio testele pe un vehicul conceput să funcţioneze cu una de 74Ah nu reprezintă nici o consolare pentru clientul care va descoperi că maşina lui nu porneşte într-o dimineaţă mai răcoroasă.
Ce putem spune despre situaţia opusă, când o baterie de 60Ah pică testele, însă specificaţiile producătorului spun că una de 46Ah este suficientă? Dacă bateria pică testele, indiferent de specificaţiile producătorului, trebuie schimbată, punct.

Ceea ce noi şi clienţii noştri vrem, desigur, este să evităm cazul în care maşina nu porneşte după o noapte mai geroasă, şi judecând după ultimele ierni de care am avut parte pe meleagurile autohtone, aceste nopţi mai geroase nu vor lipsi. Mai mult, pe lângă problema clasică reprezentată de refuzul pornirii motorului, o baterie slabă poate de asemenea scurtă viaţa alternatorului/generatorului şi/sau a starterului.
Bateriile mai au un rol destul de puţin cunoscut, şi anume acela de a absorbi sau amortiza creşterile bruşte de tensiune. Această abilitate se numeşte capacitanţă. Capacitanţa insuficientă influenţează funcţionarea normală a sistemelor. În general, problemele sunt legate de o tensiune prea mare a curentului de încărcare, însă există şi cazuri când aceasta tensiune este prea mică.

Cum testez bateria?

Există trei metode mai cunoscute şi mai folosite în mod curent pentru a testa eficienţă şi starea bateriei – testul electrolitului din baterie, testul sarcinii cu ajutorul unei pile cu cărbune şi testarea capacitanţei.
             

             Fig.6                                                   Fig.7
Testul electrolitului din baterie (cu un densimetru – Figura 6; sau un refractometru – Figura 7; pentru bateriile cu întreţinere) necesită prelevarea unei mici cantităţi de electrolit din fiecare celulă a bateriei şi măsurarea concentraţiei specifice. În esenţă, acest dispozitiv afişează o valoare ce indică tăria soluţiei din fiecare celulă. Din aceste rezultate, poate fi determinată starea de încărcare a bateriei. Bateriile sigilate,    bineînţeles că nu pot fi testate astfel.

Refractometrele folosesc numai o mică cantitate de electrolit pentru fiecare citire, astfel că nu sunt necesare calcule pentru a compensa diferenţele de temperatură. În contrast, din moment ce densimetrele folosesc o cantitate mai mare de lichid mostră, asemenea calcule sunt necesare de fiecare dată când temperatura electrolitului diferă foarte mult de cea a densimetrului. Principalul avantaj a acestui tip de test este acela că poate descoperi exact celula defectă. Testul este rapid, relativ uşor de efectuat, şi nu necesită intervenţii majore asupra bateriei. Mai multe detalii referitoare la valorile ce pot fi considerate bune trebuie să primiţi în momentul în care achiziţionaţi un astfel de echipament, însă, este de asemenea recomandat să vă faceţi o bază de date cu valori prelevate de pe autovehicule ce ştiţi că au bateria în stare bună.
O regulă de bază este că o baterie descărcată uniform va avea rezultate slabe până când va fi încărcată corespunzător, în timp ce una încărcată complet va avea rezultate bune indiferent de capacitatea ei. Mai mult, bateriile încărcate recent pot indica o aşa numită “încărcare de suprafaţă” , îmbunătăţind fals rezultatele. Procedura acceptată presupune permiterea bateriei să stea nefolosită pentru cel puţin patru ore după încărcare, înaintea testării. În practică, acest lucru nu se întâmplă din dorinţa de a scurta timpii de lucru. Există totuşi un mod prin care puteţi aloca mai puţin timp şi totuşi să obţineţi rezultate reale. Ceea ce trebuie să faceţi este să deconectaţi toate sistemele de alimentare şi/sau aprindere, apoi să încercaţi să porniţi motorul timp de 15 secunde. Aşteptaţi 30 de secunde, şi apoi încă o dată timp de 15 secunde încercaţi să porniţi motorul. Permiteţi după aceea 2 minute de “relaxare” bateriei pentru a se stabiliza. În acest moment nu ar trebui să mai există acel efect de “încărcare de suprafaţă”.
Dar cum rămâne cu “ vizorul”? Unele baterii sunt înzestrate cu un vizor densimetric. Acesta în mod normal arată verde sau albastru pentru a indica dacă bateria este încărcată şi negru în cazul în care este descărcată. Totuşi, un vizor verde nu înseamnă că bateria este bună, aşa că testul cu densimetrul tot trebuie făcut.

Testul sarcinii cu o pilă cu cărbune (efectiv un aparat ce permite reglare amperajului ce îl trage din baterie – Figura 8) oferă un grad de funcţionalitate mai mare. În acest test, o sarcină egală cu jumătate din amperii indicaţi pe acumulator este cerută la bornele bateriei încărcate, timp de 15 secunde, măsurând în acelaşi timp, fie tot cu ajutorul acestui aparat (dacă funcţiile îi permit), fie cu ajutorul unui multimetru. Regula de bază este că o baterie trece testul dacă tensiunea indicată stă deasupra valorii de 9.6 volţi pe toată durata desfăşurării testului.
 
                       Fig.8                                                       Fig.9
Din păcate, testul nu oferta rezultate de încredere când afară este frig, în special dacă temperatura electrolitului intern este aproape sau sub punctul de îngheţ. În aceiaşi măsură, testul nu poate fi folosit pentru a lua o decizie asupra stării bateriei în cazul în care aceasta nu este încărcată în proporţie de cel puţin 75%. Şi din moment ce testul consumă o mare cantitate din energia stocată în baterie, aceasta trebuie încărcată înainte de o predă clientului. De asemenea, bornele corodate sau cu depuneri influenţează rezultatele testului.
Producătorii de baterii se bazează aproape în exclusivitate pe un al treilea test, în cazul revenirilor în garanţie – testarea capacitanţei. Unul din marile avantaje este acela că această procedură poate fi efectuată chiar şi pe baterii ce sunt aproape complet descărcate. Capacimetrele (Figura 9) folosesc un cleşte special şi lucrează furnizând o tensiune mică AC (E) de amplitudine şi frecvenţa cunoscută. Aceasta tensiune face curentul AC în fază (I) să crească, şi tocmai această creştere determină capacitanţa bateriei (C) (abilitatea de a înmagazina încărcare electrică), furnizând rezultatele (C=I/E) în Ah, CCA, etc.
Aceste testere funcţionează bine atunci când sunt conectate direct la bornele bateriei, însă pot da rezultate eronate dacă sunt conectate pe fir.

Cum se compară cele trei teste între ele?

Am aruncat o privire asupra celor trei metode mai cunoscute de testare a bateriei. Ca şi regulă nescrisă, o variaţie semnificativă între densitatea electrolitului din celulele unei baterii (să zicem de 0.050 sau mai mult) înseamnă că bateria trebuie înlocuită (testul electrolitului). De asemenea, dacă o baterie este complet încărcată şi la o temperatură de peste 10°C nu poate furniza jumătate din amperii menţionaţi pe etichetă dar totuşi înmagazinează 9.6 V, trebuie schimbată (testul cu ajutorul pilei cu cărbune).
Dacă o baterie pică oricare din cele trei teste, atunci schimbarea ei este necesară.

Concluzia


Chiar dacă unele dintre aceste teste necesită echipamente destul de costisitoare, ele pot fi amortizate relativ rapid. Mai important, cu ajutorul lor aveţi răspunsurile la cele mai încuietoare întrebări ale clienţilor referitoare la starea acumulatorilor de pe autovehiculele lor.

Proceduri de servisare a bateriilor

Bateriile pot fi periculoase, astfel că se recomandă prudenţă şi urmărirea unor proceduri atunci când sunt servisate:
• Conectarea redresorului la baterie este una din cele trei cauze de orbire cel mai des întâlnite la bărbaţii de peste 15 ani (statistică valabilă în SUA). Când bateriile sunt încărcate, emană hidrogen. Acest gaz inodor şi incolor este extrem de inflamabil; chiar şi o mică scânteie poate declanşa o mică explozie. În timpul funcţionării normale a bateriei sunt emanate mici cantităţi de hidrogen, însă luând în considerare curenţii de aer ce se crează sub capotă, aceste cantităţi nu apucă să se acumuleze. În schimb, atunci când încărcăm bateria forţat sau când o altă baterie este conectată pentru a-i da curent, există pericolul acumulării unor cantităţi mai mari de hidrogen. Mai mult, în acest mediu deja într-un echilibru precar nu de puţine ori există cel puţin o scânteie. Tocmai de aceea este indicat că fişele de curent să fie mai întâi cuplate la bateria ce dorim să o încărcăm, după care să le cuplăm şi la cea de la care îi dăm curent, iar în cazul în care le decuplam, începem cu bateria de la care s-a luat curent. Multe redresoare mai noi au comutator Oprit/Pornit tocmai pentru a evita aceste scântei. Lăsaţi comutatorul în poziţia Oprit cât timp cuplaţi redresorul la baterie. Protecţia ochilor este de asemenea necesară.
• Acidul din baterie are năstruşnicul obicei de a căuta chiar şi cele mai mici tăieturi pe mâinile tehnicianului. Purtaţi mănuşi de vinil sau cauciuc pentru a evita arsurile.
• O dată cu începerea verificării bateriei căutaţi cu atenţie crăpături, scurgeri, umflături sau deformări. Asiguraţi-vă că lichidul acoperă complet plăcile din fiecare celulă. Niciodată nu adăugaţi electrolit (acid de baterie) unei baterii ce o servisaţi. Dacă nivelul este scăzut adăugaţi numai apă distilată. Dacă bateria este rece şi trebuie încărcată cu lichid, adăugaţi apă distilată până cel mult la nivelul superior al plăcilor: acesta se va dilata o dată cu încălzirea şi absorbirea energiei.
• Înlocuirea bateriilor, sau chiar “simpla” deconectare a devenit oarecum mai puţin simplă. Partea dificilă bineînţeles, nu este înlăturarea efectivă a cablurilor de la bornele bateriei, ci reiniţializare diferitelor sisteme şi module după reconectare.
• Cu toţii ştim că bornele cu coroziune excesivă trebuie curăţate înaintea testării longevităţii bateriei. Pentru a nu pierde o jumătate de oră aşteptând efectuarea procedurilor de reiniţializare de fiecare dată când se curăţa o bornă, există aşa numitele “memory saver” – efectiv un dispozitiv ce alimentează sistemele cât timp bateria este deconectată (Figura 10).

               Fig.10                                                     Fig.11                                   Fig.12

Deconectarea bateriei

Decuplarea bateriei este necesară pentru a efectua unele proceduri. Multe sisteme SRS (Sisteme Suplimentare de Reţinere – airbaguri) de exemplu pur şi simplu nu pot fi dezarmate fără deconectarea prealabilă a bateriei. Nu prea există loc de şiretlicuri aici! Folosirea unui dispozitiv “memory saver” poate fi chiar fatală. De asemenea, înlocuirea starterului şi generatorului (mai bine cunoscut sub numele de alternator) ar putea necesita deconectarea bateriei pentru a evita scurtcircuite şi cabluri topite.
Totuşi, vehiculele moderne sunt echipate cu o puzderie de dispozitive electronice, multe dintre care ar putea pierde setările o dată întreruptă alimentarea. Consecinţele variază de la cele mai neînsemnate (ştergerea posturilor radio din memorie, dereglarea orei) până la unele mai grave (valori ale ralantiului învăţate, poziţia de bază a acceleraţiei sau a arborelui cotit, ce pot avea ca rezultat comportament anormal al motorului, chiar oprirea acestuia la ralanti). Printre cele mai neplăcute consecinţe se pot număra radiouri ce nu acceptă codul de deblocare pentru că au înăuntru un CD sau casetă. Există de asemenea cazuri confirmate de vehicule ce nu sunt echipate cu imobilizatoare, însă o dată deconectată şi reconectată bateria, refuză să mai pornească pentru că deodată, acestea “decid” că dispun de un asemenea dispozitiv şi că nu primesc informaţia de la el! În cazurile extreme această problemă necesită înlocuirea PCM-ului.
Alte vehicule ar putea necesita reiniţializarea acceleraţiei electronice, a senzorilor de unghi ai volanului, a senzorilor de rotaţie sau a sistemelor HVAC.
Informarea despre vehiculul în cauză înaintea deconectării bateriei este indicată pentru a evita surprize neplăcute, surprize apărute în urma unei lucrări ce ar trebui să fie banală.
În timpul multor lucrări, este posibil să se evite aceste consecinţe folosind dispozitivul “memory saver”, la care se adăugă dacă este necesar, scoaterea anumitor siguranţe. Nu este recomandată folosirea redresorului ca înlocuitor, din moment ce nu oferă protecţia adecvată în cazul unui scurtcircuit.

Alegerea bateriei

Capacitatea bateriilor este exprimată în amperi oră. Această caracteristică este determinată multiplicând un anumit curent ce poate fi descărcat, cu numărul de ore până când tensiunea scade sub un minim specific. Peste ocean, aceiaşi capacitate este exprimată în CAA (Cold Cranking Amperage – Amperajul necesar pornirii la rece) şi se referă la curentul ce îl poate furniza bateria la 0°F fără ca tensiunea să scadă sub 7.2 V.
Amperajul, mărimea bateriei şi aşezarea bornelor nu sunt singurele criterii de alegere ale acumulatorului. Abilitatea acestuia de a rezista atunci când este descărcat cu un anumit curent într-o perioadă finită de timp, oferind în acelaşi timp suficient curent pentru pornire, iluminare şi aprindere este caracterizată de capacitatea de rezervă (RC). În general putem afirma următoarele: capacitatea de rezervă este perioada de timp în minute, în care o baterie poate menţine o descărcare cu un curent de 25A, la temperatura de 25°C, până la o tensiune egală sau mai mare de 10.5V. Aşadar, acest număr de minute reprezintă caracteristică RC a bateriei.
La ce ajută această caracteristică RC? Simplu, o baterie cu RC mai mare poate alimenta mai mult timp sistemul audio când maşina este parcată. Dacă aveţi clienţi care alimentează numeroase dispozitive electrice, recomandaţi-le bateria cu RC-ul mai mare.
Dacă în schimb aveţi clienţi care ţin maşina parcată perioade lungi de timp, recomandaţi bateriile de tip “deep-cycle”.