Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Аккумулятор или сокращённо (АКБ), очень важная деталь в любом автомобиле. Нет ни одной машины с двигателем внутреннего сгорания, где бы его не было.

Он отвечает за всё электрооборудование машины и без него она просто мертва. Далее рассмотрим, что же это такое и из чего он состоит.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Что такое АКБ для автомобиля, предназначение

То, что аккумулятор отвечает за всё электрооборудование в машине, было указано выше, но тут не всё так просто и однозначно. Главная задача батареи обеспечить запуск силового агрегата.

Когда двигатель запущен вся бортовая сеть запитывается от генератора. В середине 20-го века и даже ближе к его концу были двигатели внутреннего сгорания без аккумуляторов, например, моторы мотоциклов. В них запуск осуществлялся за счёт мускульной силы, а дальше все системы работали уже от генератора.

Однако в последнее время, с насыщением автомобилей различными электроприборами, мультимедийными центрами или климатическими системами, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка идёт от АКБ.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Но вернёмся к основному предназначению батареи. Как бы там не было главная задача по-прежнему остаётся это обеспечение электроэнергией стартера двигателя.

Что делать если при зарядке аккумулятор начинает кипеть?

При запуске, особенно в холодное время года, батарея серьёзно разряжается. Однако генератор кроме питания электроэнергией бортовой сети машины ещё и обеспечивает зарядку батареи.

Поэтому если генератор вышел из строя, то АКБ очень быстро разряжается. Новой заряженной батареи хватает не более чем на 100 км пробега. Во всех остальных случаях машина с неисправным генератором пройдёт ещё меньше.

Из чего сделан и что внутри аккумулятора

Не смотря, на весь технический прогресс, до сих пор, в автомобилях, используются аккумуляторные батареи, изобретённые в середине 19-го века.

Изобретателем АКБ считается Гастон Планте, которые изобрёл его в 1860 году. Ну а современный вид батареи приобрели в 1878 году, после того как его усовершенствовал Камилл Фор.

С этого времени батареи принципиально не менялись, все изменения были только косметическими, касающиеся их внешнего вида и качества изготовления элементов конструкции.

Данные аккумуляторы называются свинцово-кислотными, и в названии заключается описание принципа действия этих устройств.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Рисунок 19 века, на котором показан один из первых аккумуляторов в разрезе.

Итак, аккумулятор состоит из следующих основных частей:

  • Корпуса;
  • Крышки;
  • Отрицательных электродов;
  • Положительных электродов;
  • Положительной клемы;
  • Отрицательной клемы;
  • Соединительных перемычек;
  • Заливных пробок;
  • Электролита

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

  • Далее рассмотрим каждый элемент конструкции.
  • Итак, корпус и крышка батареи состоит из нейтрального к кислоте пластика.
  • Отрицательные пластины, впрочем, как и положительные состоят из металлического свинца и выполнены в виде решётки.

В отрицательной пластине, промежутки свинцовой решётки заполнены металлическим свинцом, в виде спрессованного порошка. В положительной – спрессованным порошком диоксида свинца (PbO2).

В промежутке между пластинами располагаются сепараторы, которые представляют собой микропористые пластины, сделанные из эбонита или ревертекса. Оба материала можно считать неким вариантом резины, и делаются они из каучука.

Задача сепараторов заключается в том, чтобы разделять положительные и отрицательные электроды и препятствовать их короткому замыканию, которое может произойти в результате вибраций двигателя и всего автомобиля.

Обе клеммы сделаны из металлического свинца и через них происходит подсоединение батареи к бортовой сети машины.

Что делать если разрядился аккумулятор в машине — проверенные способы как вернуть жизнь АКБ

Соединительные перемычки, так же выполнены из свинца и служат для объединения разных банок в единую батарею.

Для чего нужна заливная пробка, легко догадаться из названия этой детали. Она служит для заливки электролита в банки АКБ.

Ну и последняя в списке, но при этом одна из самых главных деталей аккумулятора является электролит. Он состоит из 30 % раствора серной кислоты (H2SO4) и дистиллированной воды.

Принцип работы АКБ

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

  1. Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.
  2. При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, при этом на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.
  3. При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. При зарядке так же происходит обратный процесс.

Особенности конструкции современных АКБ

Не смотря на то что, принципиально, аккумуляторы, за более чем 150 лет, не изменились, современность внесла серьёзные изменения в технологию их изготовления и в материалы, из которых они делаются.

Рассмотрим их по отдельности:

Сегодня на наиболее качественных батареях небольшие изменения претерпел материал пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом появилась возможность снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше.

Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Замыкание происходит из-за того, что из пластин осыпается активная зона и внизу банок она замыкает. Во избежание этого сепараторы делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

В материал же самих сепараторов сегодня добавляется стекловолокно. Это так же позволяет делать их тоньше и прочнее.

Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, как известно вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но он всё равно заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

Аккумуляторы с гелиевыми электролитами можно считать вершиной эволюции кислотных батарей и именно поэтому для них, отведен отдельный раздел. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. Батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Как правильно менять Антифриз в машине

Правда цена по сравнению с аккумуляторами старого поколения возросла от 5 до 10 раз. Но это того стоит. И всё равно стоят они не запредельные деньги, где-то в пределах 100 – 200 условных единиц.

Параметры и характеристики аккумуляторной батареи

Параметры и характеристики аккумуляторов зашифрованы в их маркировке и сейчас мы разберём, что она обозначает.

Этот вопрос мы рассмотрим на примере самой распространённой АКБ 6СТ-55.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Итак, в названии аккумулятора, цифра 6 обозначает, что АКБ состоит из 6-и банок.

  • СТ – обозначает что батарея стартерная.
  • 55 – обозначает ёмкость батареи, которая составляет 55 Ампер*час.

Для того что бы понимать какой аккумулятор вам нужен, необходимо знать два параметра:

  • Тип ДВС;
  • Объём двигателя вашей машины;

Далее рассмотрим для каких двигателей, какие аккумуляторы подходят. Это таблица для бензиновых моторов:

  • Двигатели объёмом до 1,6 литра. Для них подходят АКБ 6СТ-45;
  • Двигатели объёмом от 1,6 до 2,5 литров. Для них подходит 6СТ-55;
  • Двигатели объёмом от 2,5 до 3 литров. Для них подходит 6СТ-60;
  • Двигатели объёмом от 3 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-75;
  • Двигатели объёмом более 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90.

Для дизельных силовых агрегатов эти параметры несколько иные:

  • Двигатели объёмом до 1,5 литра. Для них подходит 6СТ-55;
  • Двигатели объёмом от 1,5 до 2,0 литров. Для них подходит 6СТ-60;
  • Двигатели объёмом от 2-х до 2,7 литров. Для них подходит 6СТ-75;
  • Двигатели объёмом от 2,7 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90;
  • Двигатели объёмом от 3,5 до 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-132;
  • Двигатели объёмом более 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-192 и больше.

Как можно увидеть, из-за разных принципов работы дизельных и бензиновых двигателей для них используются аккумуляторы разной ёмкости.

Для дизельных силовых агрегатов вам потребуются более ёмкие батареи.

Аккумуляторы будущего

Как уже упоминалось выше современные батареи по принципу действия точно такие же, как те, что были разработаны в середине 19-го века.

Однако технологии не стоят на месте и, судя по всему, в самое ближайшее время для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) появятся АКБ, созданные на новых принципах. Далее они будут бегло перечислены.

Об этих батареях достаточно подробно было рассказано выше. Эти батареи уже продаются, и их любой может купить.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Гелевая АКБ

  • Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи широко известны по мобильным телефонам и иным гаджетам. Однако, сегодня, существуют разработки и для автомобилей. Но, не смотря на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

  • Во-первых, они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
  • Во-вторых, для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, что требует переделки электронной части генераторов.
  • Ну и самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Литий-ионная АКБ, чешской компании Варта

  • Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Эти аккумуляторы имеют поистине чудесные свойства. Они имеют ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом на много меньшую стоимость, так как в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Читайте также:  Ремонт переднего моста мтз 80, его устройство и схема

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Опытная графен-полимерная АКБ

Резюме: Выше перечислены только три самых раскрученных или правильней будет сказать, распиаренные технологии.

В мире ведутся работы над батареями, известно что в разработке более тридцати новых схем. Не исключено, что среди этих ещё испытывающихся аккумуляторов могут оказаться некоторые с ещё более интересными свойствами. Как говорится поживем — увидим.

Устройство, схема и принцип работы автомобильного аккумулятора: что такое АКБ

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Каждый, кто хоть раз держал в руках автомобильный аккумулятор, знает, сколько весит это устройство. Причина этого заключается в том, что он плотно упакован свинецсодержащими элементами.

Конструкция аккумулятора.

В легковых автомобилях, требующих 12-вольтовой батареи, используется стандартная схема.

  1. Шесть 2-вольтовых элементов (обычно называемых банками) соединены в общем корпусе.
  2. Каждая ячейка состоит из положительного и отрицательного электродов: свинцовых решеток, на которых «напечатан» активный ингредиент. Электроды разделены сепараторами, чтобы они не соприкасались друг с другом.
  3. Все это заполнено электролитом — смесью воды и серной кислоты.

Активный компонент на сетках различается по составу: для анода (положительного электрода) используется диоксид свинца, а для катода (это отрицательный электрод) — губчатый свинец. В обоих случаях к свинцовым компонентам добавляются вспомогательные вещества (лигатуры) для улучшения характеристик батареи.

Принцип действия.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Принцип работы аккумулятора

В форме, описанной выше, батарея считается «заряженной». Когда любое устройство, требующее энергии, подключается к клеммам аккумулятора, свинцовые компоненты вступают в реакцию с оксидом серы и водой.

Сера и свинец вступают в реакцию и превращаются в сульфат свинца и воду.

Кислоты в электролите становится меньше, воды больше, плотность электролита уменьшается, и через некоторое время серы становится недостаточно для реакции со свинцовыми компонентами. Аккумулятор разряжается.

Рулевая колонка: конструкция, регулировка, ремонтЧто такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятораЧто такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Основные технические характеристики аккумуляторов

Номинальная емкость аккумулятора

Номинальная емкость элемента — это способность накапливать и отдавать электроэнергию при постоянном токе; она определяет время автономной работы ИБП. Емкость электрической батареи показывает время, необходимое для подачи энергии на подключенную нагрузку.

Важно: Емкость не указывает на полную энергию батареи, т.е. энергию, которая может быть запасена в полностью заряженной батарее. Чем выше напряжение батареи, тем больше энергии она содержит.

Емкость всегда указывается на аккумуляторе, а также на упаковке, поскольку именно по этому критерию большинство пользователей выбирают подходящую модель.

Пусковой ток

Ток, потребляемый двигателем стартера при запуске силового агрегата, называется пусковым током. Пусковой ток или ток стартера вырабатывается при повороте ключа зажигания и запуске двигателя стартера. Единицей измерения является ампер.

Ток холодного пуска — это показатель того, как поведет себя аккумулятор в холодную погоду и сможет ли он запустить двигатель при отрицательных температурах. Он показывает количество тока, которое батарея способна выдать в первые 30 секунд при температуре -18°C.

Высокие пусковые токи увеличивают вероятность запуска автомобиля при отрицательных температурах.

Полярность

Порядок, в котором клеммы аккумулятора, т.е. соединения проводов тока, расположены на крышке аккумулятора, называется полярностью. Имеется только два полюса, положительный и отрицательный, а цепи — прямая и обратная.

Прямая полярность — это национальная разработка. Чтобы определить его, поверните батарею так, чтобы этикетка находилась перед глазами. Если плюсовая клемма находится слева, а минусовая — справа, можно сказать, что батарея имеет прямую полярность. В иностранных автомобилях устанавливаются аккумуляторы с обратной полярностью.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Исполнение корпуса

Большинство батарей имеют ударопрочный полипропиленовый корпус, который характеризуется как легкий материал, не вступающий в химическую реакцию с коррозийным электролитом в батарее.

Он достаточно устойчив к перепадам температур, происходящим под капотом автомобиля, при жаре до +60 ̊C и морозе до -30°C. Корпус большинства аккумуляторов состоит из ручки для переноски, заглушки, индикатора заряда и клемм для подключения к сети.

Вес батареи емкостью 55 Ач составляет приблизительно 16,5 кг. Традиционно появляются американские, европейские, азиатские и российские типы жилья.

Европейский и американский типы имеют одинаковые размеры. Например, батареи емкостью 60 Ач имеют общую высоту от 17,5 до 19 сантиметров.

Азиатские немного выше, до 22 сантиметров, из-за верхнего расположения электродов.

Поэтому важно проанализировать возможности пространства под капотом, чтобы защитить аккумулятор клеммной колодкой и избежать короткого замыкания в случае случайного контакта с металлическими частями кузова.

В случае батарей европейского типа клеммы утоплены, а их верхний край не выступает над поверхностью крышки. Иногда клеммы дополнительно защищены от внешних воздействий специальными крышками.

Корпус азиатского типа представляет собой коробку, в которой клеммы расположены на верхней крышке, а верхний край клемм является самой высокой точкой батареи.

О том, какую клемму следует отсоединить от аккумулятора в первую очередь, читайте здесь. 

Важно: При покупке батареи обратите внимание, что европейские производители указывают размеры батареи относительно ее корпуса. Азиатские бренды могут указывать высоту батареи с клеммами или без них.

Стандартный российский аккумулятор

Идентификация Описание письма
А Батарея имеет общую крышку для всего корпуса
З Корпус батареи затоплен, и батарея полностью заряжена в начале
Э Корпус батарейного моноблока изготовлен из эбонита
Т Корпус моноблока аккумулятора изготовлен из термопластичного материала
М В корпусе используются пластиковые обоймы из ПВХ мин.
П В конструкции используются полиэтиленовые сепараторы конвертного типа

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Тип и размер клемм

Батареи выпускаются с тремя различными размерами клемм: евро тип — 1, и азиатский тип — 3, тип bolt-on — американский стандарт. Клеммная колодка евро типа имеет диаметр 19,5 мм для плюсовой стороны и 17,9 мм для минусовой стороны.

В Азии диаметр плюсовой клеммы составляет 12,7 мм, а диаметр минусовой клеммы — 11,1 мм. Винтовые клеммы расположены на боковой стороне батареи и на верхней части.

Винт, соединенный с кабелем, вставляется через отверстие в клемме и фиксируется гайкой.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Тип крепления

При выборе батареи особое внимание следует уделить типу крепления батареи, при этом батарея должна крепиться либо снизу, либо сверху.

Элемент с верхним расположением крепится с помощью специальной монтажной рамы, которая закрывает батарею. Батарея крепится с помощью стержня и двух штырей.

Такой способ установки и крепления аккумулятора чаще встречается на китайских или корейских автомобилях.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Нижнее крепление используется на европейских автомобилях. На нижней стороне корпуса батареи имеется выступ, который с помощью пластины и болта крепит батарею к платформе.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Виды аккумуляторов

Пытаясь улучшить характеристики автомобильных батарей, инженеры испробовали множество способов. В результате сегодня мы имеем различные типы батарей, которые отличаются по химическому составу активных компонентов и по конструкции.

Читайте по теме:  Заряженность аккумулятора по напряжению

Классификация по составу активного вещества

В первых аккумуляторах использовались свинцовые пластины, но их конструкция вскоре стала неудовлетворительной для инженеров и потребителей: они были тяжелыми, неэффективными и недолговечными.

  1. Первым усовершенствованием стало добавление сурьмы к свинцу, что серьезно увеличило срок службы батареи.
  2. Следующим шагом было снижение процентного содержания сурьмы до оптимальной концентрации. Это привело к разработке смесителей, не требующих особого ухода, так что воду приходилось доливать гораздо реже.
  3. Следующим шагом стало использование металлического кальция для покрытия пластин, и так появились кальциевые батареи (они же Ca-Ca). Кальций существенно изменил рабочие параметры батареи: раньше потеря воды в результате электролиза при напряжении 12 вольт требовала постоянной доливки, но кальциевые лигатуры позволили увеличить этот порог до 16 вольт. Это позволило создать необслуживаемые батареи в полностью герметичном, неразрушимом корпусе.

Но у кальциевых батарей есть и огромный недостаток: восприимчивость к полной разрядке. Сульфат кальция, оседающий на электродах, не полностью разлагается во время зарядки, а это значит, что один глубокий разряд может «убить» батарею.

Самое современное решение — гибридные батареи (они же Ca+): кальций присутствует только на положительном электроде (потому что именно там вода распадается при электролизе), а отрицательный электрод покрыт свинцом с низким содержанием сурьмы.

Классификация по типу электролита

Традиционная жидкостная технология, предполагающая заливку раствора кислоты и воды в аккумулятор, вызывала множество нареканий. Например, чувствительность к наклонам и вибрации, а также обслуживание батареи также не были особенно приятными. В целом, технология имеет возможности для развития.

Затем появилась технология AGM. В батарее AGM электролит «связан» волокнистыми слоями сепаратора. Это дает аккумулятору дополнительные преимущества: сепараторы сжимают активный слой и не позволяют ему отставать от пластин, имеют более высокую проводимость, чем жидкость, и способствуют более сильному току.

Срок эксплуатации и циклы заряд-разряд

Срок службы батареи определяется количеством циклов заряда-разряда, а не временем. Единого срока службы батареи не существует; производители определяют срок службы батареи на основании технических характеристик конкретной модели батареи. Это зависит от условий эксплуатации: чем глубже разряжена батарея, тем меньше циклов возможно.

Циклы зарядки-разрядки указываются до тех пор, пока не сохранится 60% первоначальной емкости. Например, производитель указывает количество циклов 600 при разряде 60%. Это означает, что после 600 идеальных циклов заряда-разряда (т.е. при температуре 20°C) полезная емкость батареи составит 60% от первоначальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена батареи.

В случае с батареями AGM заявленный срок службы обычно составляет 12 лет, а максимальное количество циклов — 1200 при разряде 20%. Годовой урожай составляет 100 таких циклов, месячный — около 8.

Срок службы свинцово-кислотных батарей варьируется от 300 до 3 000 циклов.

Рекомендуется не превышать нормальную скорость разряда батареи более чем на 20-30%, а скорость глубокого разряда — более чем на 70%.

Читайте также:  Ступичный подшипник: назначение, неисправности, проверка и ремонт

Из чего сделан и что внутри аккумулятора

Несмотря на все технологические достижения, аккумуляторные батареи, изобретенные в середине 19 века, до сих пор используются в автомобилях.

Изобретателем батареи считается Гастон Плант, который изобрел ее в 1860 году. Современный аккумулятор был изобретен в 1878 году, когда его усовершенствовал Камиль Фур.

  • С тех пор батареи принципиально не изменились, все изменения были лишь косметическими, касающимися их внешнего вида и качества изготовления компонентов.
  • Такие батареи называются свинцово-кислотными, и это название описывает принцип их работы.
  • Рисунок 19 века, показывающий поперечное сечение одной из первых батарей.
  • Таким образом, батарея состоит из следующих основных частей:
  • Дело;
  • Обложка;
  • Отрицательные электроды;
  • Положительные электроды;
  • Положительная клемма;
  • Отрицательная клемма;
  • Подключение перемычки;
  • Заправочные пробки;
  • Электролит
  1. Далее рассмотрим отдельные компоненты дизайна.
  2. Поэтому корпус и крышка аккумулятора изготовлены из нейтрального к кислотам пластика.
  3. Отрицательные пластины, как и положительные, состоят из металлического свинца и имеют форму фермы.

В отрицательной пластине щели в свинцовой решетке заполняются металлическим свинцом в виде спрессованного порошка. В положительной пластине впрессован порошок диоксида свинца (PbO2).

Между пластинами расположены сепараторы, которые представляют собой микропористые пластины из эбонита или ревертекса. Оба материала можно считать разновидностью резины и изготавливать из нее.

Цель сепараторов — отделить положительные электроды от отрицательных и предотвратить их короткое замыкание, которое может произойти в результате вибрации двигателя и всего автомобиля.

Две клеммы изготовлены из свинцового металла и используются для подключения аккумулятора к бортовой сети автомобиля. Перемычки также изготавливаются из свинца и используются для соединения различных банок вместе, образуя единый аккумулятор.

По названию этой детали легко догадаться, для чего используется крышка заливной горловины. Он используется для заполнения батареи электролитом.

Последней в списке, но, тем не менее, одной из самых важных частей батареи является электролит. Он состоит из 30%-ного раствора серной кислоты (H2SO4) и дистиллированной воды.

Срок службы аккумулятора

Несмотря на то, что в настоящее время ведутся исследования по улучшению характеристик и повышению безопасности бортовой электросистемы автомобиля, кислотные аккумуляторы по-прежнему используются наиболее часто.

На срок службы батареи влияют следующие факторы:

  • Температура, при которой работает источник питания;
  • Конструкция аккумулятора;
  • Эффективность и производительность генератора переменного тока;
  • Крепление аккумулятора;
  • Условия вождения;
  • Потребляемая мощность при выключенном устройстве.

Правильное хранение неиспользованной батареи описано здесь .

Большинство кислотных аккумуляторов имеют короткий срок службы — самые качественные из них при правильной эксплуатации прослужат от пяти до семи лет.

Большинство из них — это модели, не требующие технического обслуживания. Они идентифицируются по названию бренда — известные производители не портят свою репутацию некачественной продукцией.

Такие товары также будут иметь длительный гарантийный срок — не менее двух лет.

Бюджетный вариант прослужит три года, а гарантия на них не превысит 12 месяцев. С таким вариантом не стоит спешить, так как невозможно создать идеальные условия для батареи.

Хотя срок службы не может быть указан в годах — он такой же, как у автомобильных шин, о чем говорилось в другой статье. В среднем батарея должна прослужить 4 000 циклов зарядки/разрядки.

Полярность

Батареи, произведенные в разных странах, имеют разное расположение положительных и отрицательных клемм. Если вы установите в автомобиль аккумулятор с перевернутыми клеммами, вы можете повредить аккумулятор и электрические системы автомобиля.

  • https://VazNeTaz.ru/akb-avtomobilnyi-akkumulyator
  • https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/blokpitaniya/ustrojstvo-akkumulyatora-chto-vnutri-i-kak-rabotaet.html
  • https://auto3n.ru/statii/826-ustroistvo-naznachenie-i-funkcional-akkumulyatora
  • https://gearavto.ru/ustrojstvo-i-princip-raboty-akkumulyatornoj-batarei/
  • https://TechAutoPort.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/istochniki-pitaniya/akkumulyator.html
  • https://AutoVogdenie.ru/avtomobilnyj-akkumulyator-chto-eto-ustrojstvo-i-princip-raboty-akb.html
  • https://remam.ru/elektrik/printsip-raboty-i-ustrojstvo-akkumulyatora-avtomobilya.html
  • https://AvtoTachki.com/akb-v-avto-chto-eto-takoe/

Виды, устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора

Электрические аккумуляторные батареи применяются в любом автомобиле и представляют собой автономный источник питания. АКБ накапливает энергию, которая затем питает бортовую сеть, когда это необходимо, и подает ток на стартер для запуска двигателя.

Назначение аккумулятора в автомобиле

Автомобильный аккумулятор принято обозначать аббревиатурой АКБ, что значит аккумуляторная кислотная батарея. Не все батареи относятся к этому типу, но в автомобилях наиболее распространены именно они.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятораАвтомобильный аккумулятор

Аккумулятор является важным компонентом в работе любого транспортного средства. Он выполняет следующие основные функции:

  1. Подача электроэнергии на стартер для запуска двигателя. Аккумулятор способен в течение 30 секунд подавать пусковой ток или ток холодной прокрутки на стартер, который, в свою очередь, запускает двигатель.
  2. Питание бортовой сети в случае недостаточной мощности (производительности) генератора.
  3. Автономное питание бортовой сети автомобиля.

Каждый аккумулятор имеет определенную емкость и заряд. При работе двигателя всю нагрузку на электропитание берет на себя генератор. Он же заряжает аккумулятор во время движения. Если мощности не хватает, подключается батарея. Определенное время АКБ может обеспечить автономное питание.

Генератор выходит на оптимальный режим производительности при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала 1600-1800 об/мин и более.

Располагается АКБ, как правило, в подкапотном пространстве автомобиля или закреплен на раме в случае крупного грузового транспорта. Это связано с тем, что кислота, находящаяся внутри, очень агрессивна и опасна для здоровья. Она может просочиться через корпус или выделиться в виде газа. С аккумулятором следует обращаться осторожно.

https://www.youtube.com/watch?v=g85K0lBHrDw\u0026pp=ygVk0KfRgtC-INGC0LDQutC-0LUg0JDQmtCRPyDQo9GB0YLRgNC-0LnRgdGC0LLQviDQsNCy0YLQvtC80L7QsdC40LvRjNC90L7Qs9C-INCw0LrQutGD0LzRg9C70Y_RgtC-0YDQsA%3D%3D

Более безопасны необслуживаемые АКБ, внутри которых нет жидкого электролита. Такие батареи практически не выделяют вредных паров и их можно использовать где угодно. Среди альтернативных мест размещения аккумулятора можно выделить багажное отделение и под сиденьем водителя.

Параметры АКБ

Обычная автомобильная батарея выдает напряжение в 12В. Этого хватает для питания бортовой сети. Для большегрузных автомобилей используются батареи с напряжением в 24В. По сути, это две обычные батареи, которые последовательно соединены. Емкость АКБ измеряется в Ампер-часах (А*ч).

Для легкового транспорта емкость батареи находится в пределах 40-130 А*ч. Емкость показывает, какое время аккумулятор сможет давать энергию при нагрузке. Но эти величины измеряются при определенной нагрузке и при определенной температуре – 20°C. При других условиях параметры могут меняться.

Также важным показателем является ток холодной прокрутки или пусковой ток. Разные модели способны выдавать от 250А до 1300А. Ток холодной прокрутки – это то напряжение, которое способен отдать АКБ в течение 30 секунд при температуре 18°C. В иных условиях данный параметр может поменяться, например, зимой.

Устройство аккумулятора

На самом деле, стандартный аккумулятор – это шесть маленьких аккумуляторов, заключенных в один корпус. Шесть отсеков объединены в едином корпусе. Часто их называют банками. Каждая банка дает напряжение в 2,1В – 2,2В. Шесть банок соединены последовательно толстыми свинцовыми перемычками, что в итоге дает напряжение в 12,6В – 13,2В.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятораУстройство автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор состоит из следующих основных элементов:

  • пластиковый корпус;
  • крышка;
  • отрицательные пластины (электроды);
  • положительные пластины;
  • перемычки, соединяющие отсеки;
  • жидкий электролит;
  • сепараторы;
  • положительный и отрицательный вывод (клеммы);
  • заливные пробки.

Корпус и крышка

Корпус и крышка выполнены из пластика, который нейтрален к кислоте. В каждой банке находятся свинцовые пластины – электроды.

Пластины

Отрицательная пластина из губчатого свинца (Pb) называется катод, положительная пластина пористая с диоксидом свинца (PbO2) – анод. Чтобы батарея разряжалась не так быстро, используется не чистый свинец, а с применением разных присадок.

Ранее добавляли 5% сурьмы, но процесс сульфатации все равно проходил быстро. В современных жидкостных аккумуляторах добавлен кальций. Он значительно снижает процесс сульфатации и повышает емкость АКБ до 70%. Если говорить про гелевые или AGM аккумуляторы, то в них применяется только чистый свинец.

Это позволяет повысить мощность и отдаваемый пусковой ток до 1000-1300А.

Электролит

В каждой банке залит электролит. Это смесь серной кислоты и дистиллированной воды, в соотношении 35:65. Плотность электролита находится в пределах 1,23-1,31 г/см3. Чем она выше, тем батарея более устойчива к морозам.

Сепаратор

В простых жидкостных аккумуляторах между пластинами находится сепаратор. От слова “separate” – разделять. Обычно сепараторы изготавливаются из нейтрального пластика. Эти пластины разделяют положительные и отрицательные электроды от замыкания. Материалом для сепараторов служит ревертекс или эбонит. Также эти элементы иногда называют диэлектрической прослойкой.

В более современных необслуживаемых аккумуляторах в качестве сепараторов применяется микроволокно. Этот высокотехнологичный материал удерживает электролит внутри и не дает ему вытекать и испаряться. Пластины завернуты в микроволокно как в конверте и плотно прижаты друг к другу.

Клеммы и пробки

Клеммы аккумулятора также изготавливаются из свинца. К ним присоединяются контакты. На обслуживаемых аккумуляторах на корпусе располагаются заливные пробки. Их количество равно количеству банок. Они служат для заливки дистиллированной воды в случае необходимости.

Принцип работы

Между пластинами и электролитом непрерывно происходит электрохимическая реакция. При разряде химическая энергия преобразовывается в электрическую, а при заряде, наоборот, – электрическая в химическую. Когда аккумулятор подключен к потребителям энергии, то происходит его разрядка.

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятораХимическая формула реакции

Происходит следующий процесс. На катоде идет восстановление диоксида свинца. Свинец на аноде окисляется. Серная кислота вступает в реакцию с металлами на обеих пластинах. При этой реакции образуется сульфат свинца.

Процесс называется сульфатацией. Из серной кислоты выделяется водород, который затем вступает в реакцию с кислородом из положительно заряженной пластины. Образуется вода, а серная кислота расходуется. Плотность электролита понижается.

Процесс реакции показан на картинке.

При зарядке весь процесс происходит в обратном порядке. Серная кислота восстанавливается. Вновь образуется диоксид свинца и серная кислота. При полной зарядке плотность электролита должна быть в пределах 1,29 гр/см3. Это значение показывает уровень содержания серной кислоты на один кубический сантиметр электролита.

Таким образом, работа батареи основана на циклах заряд-разряд. Если допустить глубокий разряд, процесс может быть необратимым. Останется только вода и сульфат свинца. Поэтому нужно всегда следить за уровнем заряда.

Читайте также:  Атмосферный двигатель: что это такое?

Зарядка, хранение и зависимость от температуры

После того как автомобильный аккумулятор запустил стартер и двигатель, происходит его зарядка от генератора. В снятом положении батарея заряжается зарядным устройством.

Хранить аккумулятор с жидким электролитом можно только в строго горизонтальном положении и при определенной температуре 5°С -15°С.

Это обусловлено тем, что электролит может вытечь, а осыпавшиеся пластины замкнуть на дне банки.

Разная температура также влияет на работу АКБ. При высокой температуре показатели мощности и токоотдачи высокие, но батарея быстрее разряжается и повышается расход воды.

Электролит по своему составу не замерзает при минусовой температуре, но на сильном морозе он все же может это сделать. В мороз химические процессы замедляются, пусковой ток снижается, падает емкость батареи.

Вот почему у водителей часто возникают проблемы с запуском двигателя зимой.

Разновидности аккумуляторов

Современные аккумуляторные батареи можно условно разделить на обслуживаемые и необслуживаемые.

Можно выделить следующие основные виды:

  • АКБ с жидким электролитом.
  • EFB аккумуляторы.
  • AGM.
  • Гелевые.

Аккумуляторы с жидким электролитом относятся к обслуживаемому типу. Это значит, что время от времени нужно следить за уровнем электролита, его плотностью и емкостью батареи. Их срок службы в среднем составляем 3-5 лет. Они доступны по цене и хорошо справляются со своей задачей в автомобиле. Поэтому остаются самыми распространёнными.

EFB

Батареи по технологии EFB появились сравнительно недавно. В них также находится жидкий электролит, но пластины завернуты в микроволокно.

Материал впитывает электролит, что увеличивает площадь контакта с пластинами.

Это также повышает емкость и мощность и позволяет снизить объем электролита по сравнению с обычными АКБ, делая такие батареи практически необслуживаемыми. Срок службы 4-5 лет. Стоимость приемлемая.

AGM

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятораУстройство аккумулятора AGM

Аккумуляторы AGM относятся к классу необслуживаемых батарей. Это значит, что у них полностью герметичный корпус. На корпусе имеются газоотводные клапаны. Между пластинами находится стекловолокно, в порах которого электролит. Это позволяет значительно замедлить процесс сульфатации. Такие батареи не боятся полного разряда. Срок службы до 10 лет. Но есть минусы: высокая стоимость и обслуживание.

Гелевые

Это также необслуживаемые батареи. В электролит добавлены вещества, которые сгущают его и доводят до твердого состояния. Сам электролит выступает в роли сепаратора между пластинами. Срок службы до 10 лет, но требуется специальный уход, как и в случае с AGM. Не боятся глубокого разряда, но чувствительны к перезаряду и замыканию. Стоят в 3-4 раза дороже обычных.

Аккумуляторная батарея – это то устройство, которое требует от водителя внимания. Чтобы батарея прослужила долго, нужно знать ее устройство и принцип работы. При правильном уходе и условиях содержания АКБ проработает долгие годы.

(1

Как устроен аккумулятор автомобиля и как его заряжать

Теория вождения не подразумевает просвещение в части технического оснащения автомобиля. Поэтому в этой статье мы расскажем вам о сердце авто.

Самым важнейшим элементом питания в автомобиле является аккумулятор, из которого исходит ток, который питает машину. Функций у него много, например: подача питания стартеру для запуска двигателя, либо же подача питания на неактивный двигатель. И в этой статье мы как раз обсудим устройство аккумулятора автомобиля.

На вопрос: «Сколько аккумуляторов в автомобиле ?» — ответом будет — 1. Но возможны случаи добавления дополнительной батареи.

Устройство автомобильного аккумулятора

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Батарея машины состоит из 9 различных частей, объединённых одной конструкцией: основной корпус и его крышка, полюсные выводы, сама батарея аккумулятора, токоотводящие борны, разделяющие перегородки, полюсные мосты, блок электродов и сепаратор.

Основной корпус и крышка. Материал изготовления — это эбонит или же пластик, наделенный устойчивостью к кислотам. Вверху, на крышке, находятся каналы, в которые заливаются электролит и дистиллированная вода. Закрываются эти каналы с помощью определенных затычек, имеющих вентиляционные отверстия для выхода газов и паров во время активного периода использования.

Полюсные выводы. Делятся на два типа: положительные и отрицательные. Для исключения путаницы между ними, сделали специальное отличие: положительный вывод имеет больший размер относительного отрицательного. Помимо прочего, присутствует гравировка со знаком плюса и минуса для исключения ситуации перепутывания выводов.

Батарея аккумулятора состоит из 6 раздельных меньших аккумуляторов, либо же «банок». Они помещены в специальный раствор, который на 35% состоит из серной кислоты и на 65% из дистиллированной воды. Называется — электролит, и требуется для непосредственной выработке тока при взаимодействии химических элементов электролита.

Токоотводящие борны. Они прикрепляются к отрицательным и положительным полюсам выводов, для того, чтобы выводить ток наружу.

Разделяющие перегородки. Они просто служат для разграничения всех аккумуляторов, с целью ограничения их взаимодействия.

Полюсные мосты. Главная их задача заключается в герметизации соединения всех блоков аккумуляторной батареи через перегородку основания, корпуса.

Сами «банки» аккумулятора автомобиля состоят также из нескольких частей:

Блок. Он состоит из :

  • положительных электродов, которые, в свою очередь, созданы из свинцовых пластин в виде решетки, они покрыты специальной массой, состоящей из диоксидов свинца, также, все электроды подсоединены к самому полюсному мосту через специальное отверстие;
  • отрицательных электродов, состоящих также из свинцовых пластин в виде решетки, но они уже пропитаны специальной массой, которая состоит из мелкопористого свинца. Также, через специальное отверстие все электроды проведены к полюсному мосту.

Важное уточнение: то самое количество специального реагента, которое нанесено на решетчатые платины этих электродов (положительных и отрицательных) определяет одну из важнейших характеристик автомобильного аккумулятора — ёмкость, а величина площади этих самих пластин определяют количество пускового тока.

Сепаратор. По стандарту он является неким конвертом, который состоит либо из полиэтилена, либо мипласта, либо же мипора. Его главной задачей является отделение реагентов, которые взаимодействуют друг с другом в электрохимических процессах, еще, помимо всего прочего, он даёт возможность совершения диффузии электролита от первого электрода ко второму.

Важно: амперы аккумулятора автомобиля определяют его возможность и количество отдаваемого тока в течение часа, усредненный показатель — это 50-65 Ампер/час.

Виды аккумуляторов

Теперь стоит обсудить какие аккумуляторы для автомобиля бывают:

Стандартный

Этот вид является самым старым среди всех аналогов, встретить где-либо его в настоящее время будет затруднительно. Он прославился своим параметром саморазрядки и возможностью потери электролитов, вследствие чего будет нуждаться в постоянном контроле, но плюсом выделяют возможность восстановления при полном разряде.

Кальциевые

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Этот тип батарей является одним из самых знаменитых и использующихся на данный период времени. В отличие от первого представителя, у этого уровень саморазрядки очень низок, а потери электролитов сведены практически к нулю, что позволяет забыть об обслуживании данной батареи до самого конца ее эксплуатации, контроль также не требуется. Но этот тип нельзя разряжать до нуля.

Гибридные

Следуя из названия можно понять, что это объединение двух вышеперечисленных видов. Следовательно: этот аккумулятор обладает свойствами и стандартной, и кальциевой батареи, что позволяет ему пережить полный разряд, но это не позволяет иметь ему высокие характеристики.

EFB

Эта батарея является кислотной и имеет высокую степень устойчивости к саморазрядке и быструю зарядку. Главным минусом выступает дорогая цена на рынке.

Определять, какие аккумуляторы лучше для автомобиля является личной задачей, так как это гибкое дело, какой-то тип подходит под определенную деятельность лучше другого.

Зарядка, способы, условия

Что такое АКБ? Устройство автомобильного аккумулятора

Важно знать, как проверить аккумулятор автомобиля. Есть определенные параметры, по которым можно определить уровень заряда аккумулятора: 12.7 Ватт — 100%, 12.2 Ватт — 50%, 11.7 — 0%.

Теперь стоит обсудить, как заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством.

Если смотреть на зарядку батареи аккумулятора со стороны качества, то рекомендуется зарядить аккумулятор автомобиля с помощью зарядного устройства, так как им можно зарядить до 100% и настраивать определенные параметры.

Но этот процесс достаточно трудоёмкий и щепетильный, поэтому многие предпочитают генераторы, ввиду автоматизации всего процесса. Вид зарядки батареи влияет на то, сколько заряжать аккумулятор автомобиля, примерное время — 9 часов.

Для зарядки стоит установить значения на устройстве в районе от 14.3 до 14.6, затем подключить и ждать конца процесса.

Правильным решением будет заряжать батарею только в тёплом помещении или среде, так как на морозе электролит может частично замерзнуть, что по препятствует зарядке аккумулятора, а если электролит полностью замерзнет, то это приведет к ухудшению его ёмкости.

Если зима относительно тёплая, и температура не падает ниже -15 градусов, тогда можно просто отсоединить минусовую клемму от батареи, тем самым замедлив процесс ее саморазрядки.

Если же температура уходит в сильный минус, тогда стоит разместить аккумулятор в помещении, желательно в тёмном уголку, без попадания прямых солнечных лучшей. Температура в этом месте не должна падать ниже минус 3-5 градусов, желательно выше.

Влажность воздуха помещения должна быть на среднем уровне, ни в ком случае не на высоком, также рекомендуется регулярное проветривание.

Так же важно знать, как завести автомобиль, если сел аккумулятор. Выжимаем сцепление, переключившись на 3 передачу, когда вы наберете скорость примерно 15км/ч стоит медленно отпустить педаль.

Обслуживание

  • Среди всех видов обслуживания аккумуляторных батарей выделяют несколько процедур:
  • Проверка качества, состояния и уровня электролита батареи (как в вытянутом состоянии, так и в самом автомобиле)
  • Осмотр внешней оболочки, выявление внешних повреждений
  • Проверка напряжённости выводов аккумулятора автомобиля в отключённом от машины состоянии
  • Проверка напряжения аккумулятора автомобиля при присоединённом и активированном состоянии

Аккумулятор автомобиля — важная часть во всём сложном механизме под названием «автомобиль». Без него не функционируют стандартные и необходимые для эксплуатации машины функции. И для того, чтобы продлить срок службы этой детали, соблюдайте требования, являющиеся обязательными к исполнению для нормальной жизнедеятельности.

Если вы запланировали обучение в автошколе, то данная статья вам будет полезна, так как основы устройства автомобиля необходимо знать каждому водителю.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector