Автомобильный аккумулятор

• питает стартер при запуске двигателя;
• питает потребители при выключенном двигателе;
• питает потребители вместе с генератором при включенном двигателе.
• Работая вместе с генератором АКБ обеспечивает переходные процессы, которые требуют большого тока, кроме того, сглаживает пульсацию тока в электросети.

Устройство АКБ

На легковых авто в качестве стартерных используются свинцово-кислотные АКБ. Их конструкция регулярно совершенствуется.

В состав каждой батареи входит 6 последовательно соединенных аккумуляторов, которые объединены в одном корпусе. Сам корпус выполнен из стойкого к кислоте пропилена, являющийся диэлектриком. Каждый аккумулятор объединяет чередующиеся отрицательные и положительные электроды, которые покрыты слоем активной массы. Пластмассовый сепаратор создает изоляцию пластин противоположной полярности.

Электроды производятся из свинцового сплава. А в современных аккумуляторах такие электроды производятся из свинцово-кальциевого сплава. У этих батарей низкий уровень саморазряда (расход 50% емкости за полтора года) и минимальный расход воды (1 г/Ач). За счет этого не нужно добавлять воду за всё время эксплуатации (необслуживаемая АКБ).

Иногда можно встретить конструкцию подешевле, так называемую гибридную АКБ. В ней положительные электроды изготовлены из свинцово-сурьмяного сплава, а отрицательные – из свинцово-кальциевого. Расход воды таких батарей в полтора-два раза больше кальциевых батарей, но их также не нужно обслуживать.

Чтобы повысить стойкость электродов к коррозии, в сплав из  свинца и кальция добавляют олово и/или серебро.

Структура электродов представляет собой решетку. Технология производства положительных и отрицательных электродов разная. Решетка отрицательных электродов создается за счет просечки свинцового листа с дальнейшей растяжкой (технология Expanded metal).

Изготавливая положительные электроды используют несколько технологий. Самая оптимальная технология — Power Frame. У любого электрода Power Frame есть опорная рама и внутренние жилки одной направленности, чем обеспечивается высокая жесткость и наименьшее линейное расширение. Более простые электроды, созданные по технологии Power Pass (вертикальные жилки стягиваются к ушку электрода), Chess Plate (жилки электродов располагаются в шахматном порядке).

Каждый электрод покрывает слой активной массы. Положительный электрод имеет активную массу из диоксида свинца. Отрицательные пластины имеют активную массу, которая представлена губчатым свинцом.

Электроды находятся в электролите, в качестве которого применяется раствор серной кислоты. Электролит имеет свою плотность, изменяющуюся в зависимости от уровня заряда АКБ (максимальная плотность при высоком заряде).

В соответствии с физическим состоянием электролита АКБ бывают двух видов: с жидким электролитом и с нежидким материалом, который пропитан электролитом. В наше время большую популярность имеют АКБ с жидким электролитом.

При зарядке АКБ выделяется газ. Отвод газов из АКБ осуществляется благодаря системе вентиляции. Каждый отдельный аккумулятор в батарее центральная система вентиляции соединяет с атмосферой. Благодаря предохранительным клапанам система герметична. Клапан установлен в пробке аккумулятора и открывается при конкретном избыточном давлении. Система называется VRLA (Valve Regulated Lead Acid Battery). Водород и кислород, который образуется при заряде, аккумулятор не покидает, а взаимодействует между собой и образовывает воду. Их выход выполняется только при высоком напряжении заряда.

Подключение АКБ к электросети осуществляется при помощи двух свинцовых выводов. Отрицательный вывод всегда тоньше положительного, поэтому при подключении батареи нельзя ошибиться. Расположение (полярность) выводов может быть как прямой, так и обратной. При прямой полярности отрицательный вывод батареи находится справа, при обратной полярности слева. Следует знать, что длина проводов, с помощью которых подключается аккумулятор, рассчитана на ту или иную полярность.

АКБ автомобиля оснащены индикатором заряженности батареи, или «глазком». Плотность электролита можно определить по цвету «глазка» (желтый цвет – низкий уровень электролита, черный цвет – недостаточный заряд, зеленый цвет – батарея заряжена).

На автомобиле АКБ прочно закрепляются благодаря специальному креплению, ограничивающего их повреждение или разлив электролита. Крепление может быть нижнее (скоба, крепящаяся за выступы основания) или верхнее (рамка). Для АКБ, находящихся в багажнике либо центральной части авто предусмотрены аварийные размыкатели АКБ.

Работа и обслуживание аккумуляторной батареи

Работа АКБ происходит с помощью преобразования из химической энергии в электрическую при разряде и наоборот из электрической энергии в химическую при заряде. Принцип действия АКБ носит циклический характер, т.е. разряд-заряд.

При подключении потребителей происходит разряд. Когда аккумулятор разряжается, активная масса отрицательных (губчатый свинец) и положительных (диоксид свинца) электродов взаимодействует с электролитом. Вследствие чего возникает вода и сульфат свинца, оттого плотность электролита уменьшается.

Если двигатель работает, АКБ заряжается от генератора. Также её можно зарядить при помощи специального зарядного устройства для АКБ. При зарядке вода и сульфат свинца образовывают свинец, серную кислоту и двуокись свинца. Вследствие этого плотность электролита повышается.

Заряжать батарею следует при подходящем напряжении для нее.  Из-за высокого напряжения происходит сильное разложение воды и снижение уровня электролита. При низком напряжении батарея может зарядиться не полностью, соответственно, снижается срок ее службы.

Работа АКБ зависит так же и от температуры окружающей среды. При высокой температуре увеличивается отдаваемая мощность, к тому же, вырастает саморазряд и происходит коррозия электродов. При понижении температуры снижается разрядная емкость, замедляются химические процессы и уменьшается плотность электролита.

Если нагрузка в АКБ отсутствует, процессы в ней не прекращаются, и происходит ее саморазряд. Скорость саморазряда зависит от конструкции батареи (электродов) и температуры воздуха.

Аккумулятор считают полностью заряженным, когда «закипел» электролит. По времени АКБ заряжается около 8-10 часов, но может и меньше, в зависимости от начального заряда. После закипания надо подождать минут 10-15 и отключить зарядное устройство. Всё, аккумулятор заряжен.

После зарядки его желательно промыть и просушить, поскольку на корпус может попасть грязь либо кислота.

Срок эксплуатации АКБ в среднем составляет 4-5 лет и во многом зависит от режима использования. Производители регулярно проводят работы над повышением эффективности АКБ, а также увеличением срока ее жизни.

Параметры АКБ

Главные параметры автомобильной АКБ — это номинальное напряжение, номинальная емкость и ток холодной прокрутки. Эти параметры указываются в маркировке АКБ, которая находится на ее корпусе.

Номинальную емкость определяют при отдаче энергии полностью заряженной аккумуляторной батареи в течение 20 часов разряда. Величина измерения — ампер-часы (Ач). Скажем, батарея с емкостью 50 Ач может отдавать ток 2,5 А в течение 20 часов.

Помимо этого, немаловажным значением является так называемая резервная емкость. Этот неофициальный параметр измеряют в минутах. На легковом автомобиле при нагрузке 25 Ампер и падении напряжения до 10,5 Вольт резервная емкость АКБ должна составлять не меньше 90 мин. За этот период времени аккумулятор может работать как за себя, так и за генератор.

Номинальное напряжение АКБ складывается из напряжений отдельных аккумуляторов. Номинальным напряжением АКБ легкового автомобиля является 12 В.

Виды АКБ

Наверняка, у каждого автовладельца наступает такое время, когда возиться дальше со старой АКБ становится довольно хлопотно, особенно зимой.
Возникает вопрос: «Какой же купить аккумулятор на замену старому?»
Стартерные АКБ можно разделить на три вида:

• ремонтопригодные (обслуживаемые)
• малообслуживаемые
• необслуживаемые.

Сегодня обслуживаемые аккумуляторы уже постепенно отходят в прошлое, хотя лет 10-15 назад они составляли большую часть на рынке.  Их легко можно узнать по эбонитовому корпусу и черной мастике, залитой сверху.
Эбонитовый корпус более дорогой в производстве и менее прочный, и при ударе раскалывается. У мастики тоже значительный недостаток — со временем от перепадов температуры и грязи она теряет свои изоляционные свойства, ввиду этого аккумулятор начинает слишком быстро саморазряжаться.

Владельцы же необслуживаемого АКБ просто-напросто лишены возможности сделать с ним что-либо: на крышке такой батареи отсутствуют какие-либо отверстия и заливные пробки. Эти аккумуляторы предназначены для определенных (считай, идеальных) условий использования с мягким климатом и отлаженным сервисом. Стоимость таких АКБ очень высока и подходят они не для всех автомобилей.

В наше время самыми распространенными и широко выпускаемыми во всем мире автомобильными АКБ являются малообслуживаемые. У них нет таких жестких ограничений при эксплуатации, их довольно много на рынке: от простых и относительно дешевых, до качественных и дорогостоящих, прямо-таки нашпигованных современными технологиями.