Что находится в акб автомобиля

АКБ – это источник электричества, предназначенный для накопления и последующей передачи энергии. Является ключевым элементом в современном транспортном средстве. Аккумулятор обеспечивает питание бортовых устройств, когда не работает генератор. Основной задачей считается запуск двигателя.

Установка батареи осуществляется в подкапотном пространстве. Схема внешнего крепления используется для грузовых автомобилей. Поскольку для работы устройства применяется высокоактивная кислота, обеспечивается высокий уровень защиты. При обслуживании аккумулятора важно соблюдать многочисленные правила безопасности.

Устройство АКБ

Внутренняя конструкция практически не изменялась на протяжении последнего столетия. Если рассматривать стандартную современную батарею, то она представляет собой шесть аккумуляторов меньшего размера в одном корпусе. Данные элементы получили название банок. Каждая из них находится в отдельном отсеке и соединяется с другими перемычками из свинца. Используется последовательная схема подключения. Система обеспечивает напряжение на уровне 12,6 – 13,2 В. Подробнее остановимся на том, из чего состоит АКБ.

Корпус и крышка

Чаще всего для изготовления данных частей конструкции используется полипропилен. Пластик обладает высокой прочностью и устойчив к воздействию кислотного состава. Дополнительными преимуществами считается сохранение свойств в широком диапазоне температур (от -30 до 60°С). Поскольку в ходе зарядки образуется незначительное количество газов, корпус обладает системой отвода за счет клапанов. Более современный подход предусматривает систему лабиринтной вентиляции (методом конденсации кислотных паров).

Отрицательная пластина

Получила название анод, изготавливается из губчатого свинца или его сплава с сурьмой. Добавление примесей способствует замедлению разрядки. Сейчас получают распространение аккумуляторы, где пластины содержат незначительный объем кальция. Это позволило увеличить емкость почти на 70%. Использование чистого свинца имеет свои преимущества. Сюда следует отнести повышение мощности и пускового тока.

Положительная пластина

Называется катод и, чаще всего, обладает пористой структурой. Здесь к свинцу добавляют олово, тантал или серебро. Указанные присадки способствуют увеличению стойкости к коррозии. В процессе производства катодов применяются следующие технологии:

1. Power Frame. Используются внутренние направляющие элементы и рама опорного типа, что увеличивает надежность конструкции. Метод считается наиболее продвинутым.

2. Power Pass. Устанавливаются вертикальные направляющие – это упрощает конструкцию и снижает стоимость.

3. Chess Plate. Жилки электродов расположены в шахматном порядке.

Чтобы повысить площадь поверхности, которая взаимодействует с кислотным составом, на решетку пластин наносится активная масса или специальная обмазка.

Электролит

В большинстве случаев, это раствор серной кислоты в дистиллированной воде. Ключевой характеристикой является плотность состава. Она увеличивается при полном заряде батареи и снижается в момент разрядки. Существуют составы с повышенным показателем плотности, которые предназначаются для эксплуатации в условиях низких температур. Чтобы электролит со временем не густел, используются разнообразные присадки.

Сепараторы

Элементы из нейтральных типов пластика, которые разделяют пластины анода и катода. Если электроды замкнутся, это приведет к неисправности всего аккумулятора. Для изготовления сепараторов применяется эбонит и ревертекс. На современных моделях используется микроволокно. Такие разделители можно сделать тоньше и прочнее.

Как работает батарея

Принцип функционирования основывается на химических взаимодействиях. Внутри аккумулятора постоянно протекает реакция. Во время заряда химическая энергия преобразуется в электрическую, а при разряде происходит обратный процесс.

Формула реакции представлена ниже.

Постараемся подробнее разобраться в химических процессах при разряде:

1. На аноде происходит окисление свинца, а на катоде восстановление его диоксида.

2. Оба электрода вступают в реакцию с составом серной кислоты. Ее результатом становится образование сульфата свинца.

3. Серная кислота выделяет водород. Данный газ взаимодействует с кислородом, который образуется на катоде.

4. Реакция газов приводит к появлению воды. Она взаимодействует с серной кислотой, что уменьшает показатель плотности электролита.

Когда происходит зарядка, процесс выполняется в обратном порядке. Серная кислота в электролите восстанавливается, плотность состава повышается.

Здесь же вырисовывается главная проблема системы. Если допустить слишком глубокую разрядку, процесс станет необратимым. Внутри аккумуляторной батареи останутся только сульфат свинца и вода. Реакция не сможет начаться заново.

Виды аккумуляторов

Общая схема работы АКБ остается неизменной. Несмотря на это, имеется большое количество особенностей в конструкции, типе электролита и других моментах. Перечислим главные виды батарей для авто.

1. АКБ с жидким электролитом. В процессе работы требуют периодического обслуживания. Необходимо проверять уровень состава и его плотность, а также следить за емкостью устройства. Срок службы составляет около 5 лет. Несмотря на ряд недостатков, низкая стоимость и простота эксплуатации делают их самыми востребованными в наши дни.

2. EFB. Используется кислотный электролит в связанном состоянии. Свинцовые пластины «завернуты» в стекловолокно. Поскольку этот материал впитывает электролит, площадь реакции увеличивается. Удается повысить емкость и другие параметры, без изменения габаритов самого устройства. По сравнению с предыдущей моделью, стоимость не сильно возрастает. В процессе использования почти не требуется проводить обслуживание.

3. AGM. Изготавливается герметичный корпус, в котором расположены клапаны для отвода излишков газа. Применение стекловолокна замедляет процесс образования сульфидов. Особенности конструкции делают АКБ нечувствительным к полной разрядке. Главным преимуществом считается срок службы до 10 лет. Нужно учитывать высокую стоимость устройств данного класса.

4. Электролит представляет собой желе особого состава. Еще одним нововведением считается возможность устранить сепараторы. В качестве разделителя пластин используется сам электролит. Это многократно увеличивает срок службы. Переворачивание больше не является серьезной проблемой, а снижение емкости замедленно. Стоимость в несколько раз превышает цену обычных моделей.

Следует понимать, что существуют и другие способы классификации АКБ.

Характеристики аккумуляторов

Существует большое количество параметров, на основании которых осуществляется выбор устройства. Рассмотрим подробнее основные характеристики.

Пусковой ток

Возникает в момент поворота ключа зажигания и измеряется в Амперах. Измерение проводится в стартере машины. Значение определяется при температуре -18 °С, на протяжении 30 секунд с момента включения мотора. Чем выше пусковой ток, тем эффективнее происходит запуск транспортного средства в мороз.

Емкость

Основной параметр, который определяет время подачи энергии на подключенные устройства. Поскольку именно этот критерий является главным при выборе, он указывается на самом устройстве и упаковке. Следует учитывать, что емкость не полностью определяет энергию АКБ. Чем больше напряжение, тем выше уровень накопленной энергии.

Полярность

На верхней части батареи находятся клеммы для подключения нагрузки. Полярностью называется порядок расположения токовыводящих элементов. Поскольку существует два полюса (положительный и отрицательный), допускается два варианта:

1. Прямая полярность. Клемма «+» находится справа, а «-» слева. Часто применяется в отечественной сфере автомобилестроения.

2. Обратная полярность. Токовыводящие элементы имеют порядок от «-» к «+». Такой подход используется на иномарках.

Для удобства, многие производители закрашивают «+» в красный цвет.

Корпус

На современном рынке принято разделять российские, американские, европейские и азиатские типы корпусов. Основные элементы всегда будут совпадать, отличия заключаются в габаритах и других деталях (расстояние между клеммами).

Существует ряд особенностей:

• европейские и американские модели имеют одинаковые габариты;

• у азиатских устройств клеммы выступают, что должно учитываться при определении высоты;

• АКБ по европейским стандартам предусматривает размещение токовыводящих элементов в специальном углублении;

•  российский стандарт описывается буквенными обозначениями (А, З, Э, Т, М, П).

Рекомендуется изучить соответствующий материал перед покупкой.

Особенности клемм

Всеобщее распространение получили три стандарта – европейский, азиатский и американский. У типа Euro положительная клемма имеет диаметр 19,5 мм, отрицательная – 17,9 мм. Для азиатского стандарта показатели составляют 12,7 и 11,1 мм, соответственно. Американский тип использует особую схему подключения. Болт соединяется с проводом и продевается в отверстие клеммы.

Способ установки

Конструкция аккумулятора предусматривает крепление снизу или сверху. Это еще одна ключевая детали во время выбора. Крепление сверху выполняется за счет монтажной рамки. Указанный способ часто встречается на транспортных средствах из Азии. Нижний тип крепления популярен в европейских машинах. В основании имеется выступ, который прижимается к платформе специальной пластиной или болтом.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка…

Далеко не все владельцы транспортных средств понимают, как работает аккумулятор в машине. Но, большинство из них знает, что без качественной и заряженной АКБ завести двигатель автомобиля не получится, особенно в условиях отрицательных температур. Батарея выдает начальный электрический ток, за счет которого стартер вращает коленвал силового агрегата. После запуска двигателя необходимую энергию начинает вырабатывать генератор.

Назначение аккумуляторной батареи автомобиля

Бесперебойная работа аккумулятора автомобиля является обязательным условием эффективной эксплуатации транспортного средства. Каждый собственник авто должен следить за состоянием источника питания, своевременно производить его зарядку и замену при необходимости.

На современных автомобилях АКБ выполняет следующие функции:

Существует несколько разновидностей автомобильных батарей, отличающихся конструкцией, материалами, размерами, техническими характеристиками. Принцип действия и назначение всех элементов питания идентичное.

Устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля

Традиционный свинцовый аккумулятор имеет пластиковый корпус, внутри которого размещено 6 батарей. Каждый элемент выдает выходное напряжение 2 Вольта, что в сумме дает 12 Вольт. Внутри каждого элемента расположены пластины из свинца, обработанные химически активным веществом. Мелкопористый свинец и двуокись свинца наносятся на отрицательные и положительные пластины соответственно.

Принцип работы аккумуляторной батареи автомобиля заключается в активации и протекании химической реакции при подаче на АКБ нагрузки. Электролит и активное вещество взаимодействуют между собой, в результате чего вырабатывается электрический ток. Побочный эффект химической реакции – выпадение в осадок сульфата свинца и постепенное истощение электролита. По этой причине длительный забор энергии аккумуляторной батареи приводит к ее истощению.

Если двигатель автомобиля запущен, транспортное средство в движении, химическая реакция происходит в обратном направлении. Восстанавливается способность АКБ выдавать ток. При длительном движении авто аккумулятор набирает полную емкость и функционирует без сбоев.

Что внутри аккумулятора автомобиля

Если устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля у многих автовладельцев не вызывает особых вопросов, то и присутствует понимание необходимости периодической профилактики и подзарядки АКБ. Каждая батарея, вне зависимости от производителя и модели. Является достаточно сложным устройством, в состав которого входят следующие элементы:

Подобная конструкция и состав являются типовыми для разных видов аккумуляторных батарей. Существуют обслуживаемые и необслуживаемые модели. Изделия второго типа не предполагают возможности доливки электролита, не требуют обслуживания на всем сроке эксплуатации.

Особенности конструкции современных аккумуляторов

Длительная и безотказная работа АКБ автомобиля возможна при использовании качественных батарей и своевременной профилактики устройств. Современные модели аккумуляторов имеют длительный срок эксплуатации за счет особенностей конструкции. В зависимости от типа, марки и модели АКБ, производители могут использовать следующие технические решения:

Существуют и другие особенности современных аккумуляторов. Технологии постоянно развиваются. Производители вносят инновационные идеи, позволяющие улучшить качество продукции.

Корпус и крышка

Одними из основных элементов каждой аккумуляторной батареи являются корпус и крышка. Данные модули выполнены из прочного, химически устойчивого пластика, выдерживающего перепады температуры и влажности. Материал нейтрален к воздействию кислоты, сохраняет прочность и герметичность в течение всего времени использования АКБ.

Пластины

В каждом аккумуляторе есть набор отрицательных и положительных пластин которые называются катод и анод соответственно. Отрицательная пластина выполнена из губчатого свинца, положительная из диоксида свинца и является пористой.

Добавление в свинец дополнительных материалов позволяет исключить быструю разрядку АКБ. Такие элементы замедляют процесс сульфации и позволяют поднять емкость АКБ на 70 процентов. Современные модели батарей выполнены с использованием чистого свинца, очищенного от примесей. За такой особенности удается поднять мощность отдаваемый пусковой ток.

Электролит

Залитый в каждый аккумулятор электролит представляет собой смесь, состоящую на 35 процентов из серной кислоты и на 65 процентов из дистиллированной воды. Высокая плотность электролита позволяет исключить замерзание АКБ при сильных морозах. Чем выше этот показатель, тем более качественным является аккумулятор.

Сепаратор

Для разделения пластин, исключения их контакта между собой, в состав каждого аккумулятора входят сепараторы. Данные элементы выполнены из химически нейтрального пластика, ревертэкса или эбонита. Сепаратор отделяет отрицательные пластины от положительных.

Микроволокно используется для изготовления сепараторов для современны моделей АКБ. Такой материал является высокотехнологичным, выполняет функцию удержания электролита внутри батареи. Пластины завернуты в микроволокно и плотно составлены в АКБ.

Клеммы и пробки

Имеющиеся на каждом аккумуляторе клеммы выполнены из свинца. К положительной и отрицательной клеммам присоединяются контакты электрической сети транспортного средства. Если аккумулятор предполагает обслуживание в процессе эксплуатации, на его крышке размещены заливные пробки по количеству банок. Эти пробки можно выкрутить, замерить уровень электролита, долить дистиллированную воду.

Принцип работы АКБ автомобиля

Каждый аккумулятор работает за счет непрерывной химической реакции, происходящей между пластинами. При разрядке АКБ на катоде восстанавливается диоксид свинца, на аноде происходит окисление свинца. За счет сульфатации из кислоты выделяется водород, который вступает в реакцию с кислородом с анода. В результате химической реакции вырабатывается электрическая энергия.

Процесс зарядки предполагает восстановление серной кислоты, образование диоксида свинца. Увеличивается плотность электролита и емкость аккумуляторной батареи. Постоянные процессы зарядки и разрядки аккумулятор происходят весь срок его эксплуатации. От владельца требуется следить за уровнем электролита.

Виды аккумуляторов для автомобилей

Все представленные на рынке АКБ делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Изделия, указанные первыми, комплектуются пробками для проверки уровня и заливки жидкости. Необслуживаемые модели не требуют профилактики при использовании.

АКБ с жидким электролитом

Модели АКБ с жидким электролитом рассчитаны на 3-5 лет эксплуатации. Для продления срока службы желательно периодически проверять уровень электролита и доливать жидкость при необходимости. Такие батареи наиболее востребованные на рынке.

EFB аккумуляторы

Аккумуляторы, выполненные по технологии EFB, комплектуются пластинами, завернутыми в микроволокно. Площадь контакта с пластинами увеличена, что делает емкость и мощность более высокими. Такие АКБ не обслуживаются, срок их эксплуатации составляет 4-5 лет.

AGM

В конструкцию АКБ, выполненных по технологии AGM, входят газоотводные клапаны. Между пластинами размещается волокно с электролитом в порах. Процесс сульфатации в таких батареях проходит очень медленно. Срок службы таких аккумуляторов достигает 10 лет, но и стоимость изделий достаточно высокая.

Гелевые АКБ

В аккумуляторах данного типа электролит достаточно густой из-за наличия присадок. Жидкость выполняет также функции сепаратора. Такие батареи сохраняют технические характеристики в течение 10 лет, но стоят в несколько раз дороже стандартных моделей. К минусам АЛБ относится чувствительность к короткому замыканию.

Каждый тип АКБ имеет свои достоинства и недостатки. При выборе необходимо сравнивать технические характеристики, стоимость, условия эксплуатации и другие параметры изделий.

Завести двигатель невозможно без АКБ. Источник постоянного тока применяется не только для пуска мотора, но также он обеспечивает питанием всю электрику в авто. Учитывая постоянные нагрузки, он должен отвечать определенным требованиям, а они обеспечиваются благодаря соблюдению технологии производства, выбору качественных материалов и заготовок.

Объяснения понятия и назначения автомобильного аккумулятора

Существует много видов автомобильных батарей, но все они имеют схожее устройство и принцип работы. Но сначала немного истории. Впервые аккумулятор в современном понимании был представлен в 1803 году. Это был источник, состоящий из свинцовых электродов, емкости для жидкого электролита и контактных выводов. Его появление было логичным, потому что постоянно запускать мотор вручную было проблематично и очень тяжело. Далеко не каждый даже крепкий мужчина мог выдерживать подобные испытания. Появление аккумулятора повлекло за собой производство разной электрики и освещения. Современные модели не сильно отличаются от первопроходца. Опишем состав батареи малосурьмянистого типа.

Конструктивно источник постоянного тока состоит из следующих элементов:

1. Пластикового корпуса. Еще недавно его производили из металла, но из-за быстрой коррозии от этого отказались. Стали применять полимерные материалы. Производится методом литья в форму под давлением. Внутри он разделен на отдельные отсеки с перегородками для энергетических ячеек. Обязательно имеется крышка, в которую вплавлены токовые клеммы. В крышке сурьмянистых, малосурьмянистых и гибридных моделей есть пробки.
2. Электродных пластин. Они собраны в пары, положительная и отрицательная, образующие энергетические ячейки. Каждая такая пара выдает напряжение 2,1 В. Общее количество ячеек — 6, а суммарное напряжение на клеммах 12,6 В.
3. Пластины, в свою очередь, состоят из свинцовых решеток с ячейками, в которых запечатана активная паста — губчатый свинец или сульфат свинца.
4. Жидкий электролит. В него лежат пластины, среда обеспечивает транспортный коридор для заряженных ионов. Он состоит из 35% серной кислоты и 65% — дистиллированной воды.
5. Пластины между собой изолированы сепараторами. Они пропускают сквозь себя только жидкость, блокируя крупные частицы.

Свинцовые сплавы для производства пластин и токовых выводов

На долговечность автомобильного аккумулятора оказывает влияние именно используемый свинцовый сплав. Чистый свинец быстро коррозирует и разрушается, поэтому применяется технология легирования. Существует много вариантов, но наиболее распространенными стали:

1. Легирование сурьмой, свыше 5%. Этот металл добавлялся для улучшения защиты от разрушения, но батарея получила большой саморазряд и низкое напряжение гидролиза воды. В машинах без многочисленной электрики такие батареи работали по 5-6 лет. В современных авто не прослужат и 1 года.
2. Легирование сурьмой в меньшем количестве, до 5%. Батареи стали дольше сохранять заряд, но это особо не исправило положение. Источник по-прежнему имел большой саморазряд и недостаточные токи.
3. Легирование сурьмой и кальцием. Метод сделал автомобильные аккумуляторы более выносливыми. Также они стали выдавать больший ток и терять меньше заряда во время хранения. Корпус батарей по-прежнему оснащен пробками для обслуживания, но количество доливаемой воды существенно меньше. При соблюдении технологии, интенсивность ее испарения — в 12 раз меньше. Для определения типа эти батареи классифицируются по количеству воды на 4 вида.
4. Легирование кальцием. Такой источник постоянного тока прослужит еще дольше и уже не содержит пробок для обслуживания. Минимальный срок службы — от 6 лет. Количество кальция в сплаве небольшое, всего 0,1%, но эффект от него большой.

Безопасность эксплуатации

Одной из главных проблем в разработке аккумуляторных батарей является герметичность корпуса, и как следствие, безопасность его эксплуатации. Были опробованы разные материалы для изготовления оболочки, но самым эффективным оказался полимер и его разновидности. Ящик для жидкого электролита и пластин делается герметичным за исключением установки клапана VRLA. Это специальное аварийное устройство, которое все же выбросит наружу в окружающую атмосферу ядовитые серные испарения. Корпуса современных батарей делаются достаточно прочными, чтобы выдержать давление свыше 2 атм, создаваемое внутренними газами во время зарядки. Если батарея обслуживаемая и в крышке есть пробки, то они оснащены кислотостойкими уплотнениями. Такие аккумуляторы следует заряжать в открытом или проветриваемом помещении.

Устройство современного аккумулятора

Современные автомобильные аккумуляторы не сильно отличаются от своих предшественников, за исключением добавления небольших деталей для улучшения эксплуатационных характеристик источника питания. В конструкцию современных батарей входят:

1. Пластиковый корпус с ребрами жесткости и перегородками внутри, для разделения пространства на ячейки.
2. Крышка с заливными пробками. В новых моделях они есть, но скрыты под наклейкой или панелью, так как не предназначены для вскрытия. Многие производители для увеличения эффективности своей батареи оснащают крышку специальной лабиринтной структурой. С помощью нее образующиеся испарения внутри корпуса конденсируются и превращаются обратно в жидкость.
3. Защитный клапан. Он имеется не во всех моделях. Служит аварийным сбросом критического давления.
4. Пара электродов, положительная и отрицательная решетки. Они имеют особую схему расположения лучей, обеспечивающую равномерный обмен заряженными электронами между пластинами.
5. Сепаратор. В современных батареях используется изолятор конвертного типа, изготовленного из волокнистого стекловолокна. Если активная обмазка на пластинах начнет осыпаться, то она все равно останется контактировать с электродом и батарея продолжит работу. Использование конвертов полностью исключает короткое замыкание в ячейках.
6. Пластины соединены между собой бареткой. Она формируется на этапе литься комплекта решеток. Сформированные гребенки собираются в ячейку, соединены между собой межэлементными перемычками.
7. На поверхность выходят клеммы. Они бывают трех типов в зависимости от стандарта: азиатские малые, европейские и американские.

Принцип работы автомобильного аккумулятора

Работу автомобильного аккумулятора можно рассматривать двумя режимами: разряд и заряд. Также происходящую реакцию внутри корпуса батареи можно описать двумя химическими уравнениями. В первом случае диоксид свинца, серная кислота и чистый свинец вступают в реакцию и образуют сульфат свинца, воду и соль. При подаче электричества на клеммы происходит реакция восстановления свинца и его диоксида с одновременной очисткой водно-кислого раствора.

Более подробно объяснить происходящие процессы можно при помощи свойств электролитического растворения металлов. В нем положительно заряженные ионы металла, в данном случае свинца, переходят в раствор. Так как свинец легко окисляется, то он стал самым подходящим для подобной реакции. Когда же подать электричество на клеммы, свинцовые электроды восстанавливаются с образованием частичного осадка.

В идеальном случае процесс должен протекать бесследно, но из-за несовершенства сплава, снижения плотности электролита и прочих факторов раствор постепенно засоряется сульфатами. Здесь уместно вспомнить про плотность. Она показывает количество кислоты в единице объема. Например, для среднего по емкости аккумулятора она должна составлять 1,25 г/см³, то есть, в 1 грамме воды содержится 25% кислоты. Эта величина в зависимости от состояния заряда и температуры окружающей среды изменяется в обе стороны. По мере разряда раствор насыщается сульфатами и концентрация кислоты падает. При зарядке происходит обратный процесс и исходный состав раствора восстанавливается.

Также плотность электролита изменяется из-за испарения воды, которое возникает в результате реакции гидролиза. Это не что иное, как перезарядка, то есть, на ячейке напряжение поднимается выше номинального значения. Это возможно только в сурьмянистых и малосурьмянистых батареях, так как гидролиз начинается уже при >2,1 В. Именно поэтому в такие АКБ периодически нужно заливать дистиллированную воду.

Маркировка АКБ

Каждый автомобильный аккумулятор обладает определенной маркировкой. Разберем на примере отечественных моделей с пояснениями. Например, 6СТ-55А3, 270 (DIN), 440 (EN). В маркировке может быть разное количество элементов, но на отечественных моделях могут быть указаны:

• СТ — тип батареи, это стартерная модель.
• 55 — емкость аккумулятора в А/ч;
• 270 А (DIN) — величина пускового тока, измеренного по стандарту DIN.

В маркировке также будет указана полярность буквой L или R+, левая и правая, соответственно.

Новые типы АКБ

Постепенно на рынок выходят новые автомобильные аккумуляторы — гелевые. Их особенность заключается в консистенции электролита — желеподобная масса с оксидом кремния. Это связующее вещество, благодаря которому раствор удерживается в прямом контакте с электродами. Гелевая масса обволакивает пластины и удерживает их в таком состоянии даже в перевернутом виде, поэтому они часто устанавливаются на водный транспорт.

Также в продаже уже есть литий-ионные АКБ. Такие батареи мы привыкли видеть в мобильных телефонах, а не авто. Но время идет, и они были представлены. Преимущества понятны — если обычная батарея имеет не более 400 циклов заряд/разряд до разрушения пластин, у гелевой этот показатель увеличен до 1000 и более, а вот у литиевых он равен 1500 и больше. То есть, батарея прослужит в 4-6 раз дольше, чем классическая свинцово-кислотная. Но она более критичная к механическим повреждениям, что нужно учитывать при покупке. К тому же, она дороже более, чем в 10 раз по сравнению с гибридной на тот же ток и напряжение.

Скоро в массовом потреблении появится графен-полимерная батарея. В производстве она менее затратна по материалам, но сложна в изготовлении. Конечная, стоимость такой батареи будет в несколько раз меньше литиевой, но срок службы еще больше. Такие АКБ переживут автомобиль и будут работать дальше.

АКБ или же аккумуляторная батарея — это неотъемлемая часть электрической системы автомобиля. Она предоставляет энергию, которая нужна для пуска двигателя и питания различных электронных и электрических систем в авто, когда двигатель не запущен. В этом материале подробно расскажем об устройстве АКБ, характеристиках, маркировке и видах.

Зачем аккумулятор в автомобиле

Каждая автомобильная АКБ играет важную роль в функционировании транспортного средства, выполняя следующие действия:

1. Предоставление электроэнергии для старта мотора через стартер.
2. Подпитку автомобиля в случае, если генератор перестанет справляться.
3. Предоставление автономного питания для бортовой сети транспорта.

Важно понимать, как работают аккумуляторы. Каждый из них обладает своей емкостью и зарядом. Во время работы двигателя, генератор берет на себя ответственность за поставку электроэнергии, заряжая аккумулятор в процессе движения. В случае если генератор не может обеспечить достаточную мощность, аккумулятор может быть использован как обеспечение автономного питания на определенное время.

Как работает АКБ

Принцип работы автомобильного аккумулятора такой: между пластинами батареи и электролитом постоянно идет электрохимический процесс, который приводит к превращению хим. энергии в электричество при разрядке, и обратный процесс при зарядке.

Когда идет процесс разрядки, на катоде аккумулятора восстанавливается диоксид свинца, а на аноде наоборот, окисление свинца. Серная кислота, взаимодействующая с металлическими пластинами, образует сульфат свинца. При реакции выходит водород, который реагирует с кислородом из плюсовой пластины, образуя молекулы воды. При этом процессе идет потребление серной кислоты и снижение плотности электролита.

Во время зарядки весь процесс идет наоборот, восстанавливая аккумулятор. Если зарядка полная, то плотность электролита равна примерно 1,29 г/см3, что говорит о содержании серной кислоты в электролите.

Характеристики батарей

В этом разделе мы рассмотрим главные характеристики аккумулятора автомобиля, которые важны для выбора и дальнейшей эксплуатации этого устройства.

Электрические

Аккумулятор обычного легкового автомобиля имеет напряжение 12 В, что достаточно для обеспечения энергией бортовой сети. Однако для тяжелых грузовиков используются АКБ на 24 В, которые состоят из двух простых АКБ.

Емкость аккумулятора обычно составляет от 40 до 130 ампер-час для простых транспортных средств.

Ток холодной прокрутки, который показывает способность АКБ отдавать энергию при морозах, тоже один из важнейших параметров и может варьироваться в зависимости от эксплуатации авто.

Параметры клемм

Полярность аккумулятора зависит от того, где расположены клеммы, которые являются контактными элементами для электрического тока. Существуют два типа расположения полюсов – в прямой полярности и в обратной. Прямая полярность является отечественной разработкой и определяется так: если плюсовая клемма аккумулятора расположена слева, а клемма на минус — справа, то такой аккумулятор принято считать прямо-полярным. В свою очередь, на иностранных автомобилях ставятся батареи с обратной полярностью.

Различные нормы клемм широко распространены, среди них можно выделить: Type 1 Euro, Type 3 Asia и американский стандарт «под болт». У клемм  типа Euro диаметры для плюсовой и минусовой равны 19,5 мм и 17,9 мм. А клемма типа Asia имеет диаметр 12,7 мм плюс и 11,1 мм минус. Клеммы «под болт» находятся на верхней или боковой поверхности аккумулятора. Провод, присоединенный к болту, вставляется в отверстие для клеммы и закрепляется.

Характеристики корпуса

Тело аккумулятора обычно состоит из прочного полипропилена, который достаточно легок и не взаимодействует с электролитом. Полипропилен также хорошо переносит изменения температуры, которое происходит под капотом авто. У корпусов АКБ обычно есть ручка для удобного перемещения, пробки, индикатор заряда, а так же клеммы. Например, вес АКБ на 55 ампер-час составляет около 16,5 кг. Кроме того, имеется несколько видов корпусов, таких как американские, европейские, азиатские и российские.

У европейских и американских корпусов обычно одинаковые размеры. К примеру, аккумуляторы емкость которых 60 А-ч имеют высоту от 17,5 до 19 см. Азиатские слегка повыше, до 22 см из-за того что электроды расположены сверху. Поэтому важно правильно определить размер под аккумулятор, чтобы его можно было надежно закрепить, а также уберечь от случайного замыкания.

Также следует уделить внимание типу крепления, который может быть сверху или снизу. Если АКБ крепится сверху, то используется специальная монтажная рамка, которая обхватывает аккумулятор. Его удержание осуществляется с помощью планки и двух шпилек. Такой тип крепления наиболее распространен на автомобилях японского, китайского и корейского производства.

Нижнее крепление аккумулятора используют европейские производители. На нижней части корпуса аккумулятора имеется выступ, за который он крепится к платформе с помощью пластины и винта.

Обозначения на корпусе

На своей аккумуляторной батарее вы увидите маркировку, обозначающую ее устройство, например 6CT-55L.

• Первая цифра(6) — указывает на количество последовательно присоединенных аккумуляторов в АКБ (3, 6 или 12), их еще называют банками.
• Буквы, которые идут после цифры 6(CT), обозначают функциональный признак батареи (СТ — стартерная).
• Число после тире(55), указывает на номинальную ёмкость АКБ в ампер-часах.
• Последние буквы (в нашем случае L), обозначают конструктивно-технологическое исполнение (N — с нормальным расходом воды, L — с небольшим расходом, VL — с наименьшим расходом, VRLA — с клапаном регулировки).

Обязательно на корпусе АКБ указаны:

• вольтаж – 12V
• номинальная емкость – 40-130 Ah
• значение тока холодной прокрутки – примерно от 400 А
• бренд производителя
• полярность клемм

Еще на аккумуляторной батарее могут быть обозначены:

• максимальный и минимальный уровень электролита, продольные полосы с надписью MAX и MIN.
• вес батареи – Max – 20 Kg
• дата изготовления
• символы безопасности

Значок	Пояснение
	Соблюдайте положения инструкции
	Запрещено пользоваться огнем и курить
	Опасные химические вещества
	Беречь от детей
	При работе пользоваться очками для защиты
	Опасно, возможен взрыв
	Переработка возможна
	Выбрасывать с бытовыми отходами запрещено

 Загрузка …

Конструкция аккумулятора

Стандартная конструкция аккумуляторной батареи — это шесть отдельных аккумуляторных банок, которые заключены в единый пластиковый корпус с крышкой.

Что внутри аккумулятора еще? У каждой из банок есть минусовые и плюсовые пластины, перемычки, соединяющие отсеки, жидкий электролит, разделители и пробки залива. Любая банка предоставляет напряжение в диапазоне 2,1-2,2 В, а когда все банки соединены последовательно, то итоговое напряжение составляет 12,6-13,2 В.

На автомобильном аккумуляторе также имеются плюсовой и минусовой вывод (клеммы), которые позволяют подключить аккумулятор к электрической системе авто.

Корпус, клеммы, пробки

Пластиковый корпус, а также крышка аккумулятора изготовлены из материала, который не реагирует с кислотой. Любая из банок содержит свинцовые пластины, которые являются электродами.

Контакты аккумулятора сделаны из свинца, точно так же и клеммы, к которым они прикреплены. Обслуживаемые аккумуляторы имеют заливные пробки, которые находятся на корпусе, и их столько же сколько и банок. Эти пробки необходимы для дозаправки водой без примесей (дистиллированной), когда это требуется.

Пластины и электролит

Катод в аккумуляторе машины — это отрицательно заряженная пластина, которая изготовлена из свинца (Pb), а анод – наоборот, плюсовая пластина, слегка пористая и содержит диоксид свинца (PbO2). Для уменьшения скорости разрядки АКБ используют нечистый свинец, добавляя различные присадки. Ранее, для этой цели использовали 5% сурьмы, однако, это не помогало предотвратить ускоренное прохождение процесса сульфатации.

В нынешних жидкостных машинных аккумуляторах в качестве присадки используют кальций, который сильно снижает скорость сульфатации и увеличивает емкость батареи до 70%. Гелиевые, AGM машинные аккумуляторы используют только очищенный свинец, благодаря чему мощность и ток, который они отдают, повышается до 1200А.

Также каждая банка аккумулятора заполнена электролитом, который сам по себе является смесью серной кислоты и дистиллированной воды в пропорции 35:65. Плотность электролита колеблется от 1,23 до 1,30 г/см3. Батарея с более высокой плотностью электролита сильнее устойчива к низким температурам.

Разделитель

Если посмотреть аккумулятор в разрезе можно увидеть, что в жидкостных аккумуляторах присутствует разделитель, который сепарирует пластины электродов от замыкания. Разделители или же сепараторы изготавливают из пластика. А материал для них — это ревертекс или эбонит. Такие элементы принято называть диэлектрической прослойкой, так как они разделяют плюсовые и минусовые электроды.

В машинных аккумуляторах, которые не обслуживаются, используются сепараторы из микроволокон. Они держат электролит внутри и не допускают его вытекания и испарения. Микроволокно обертывает пластины электродов, плотно прижимая их.

Работа АКБ при разных температурах и хранение

Когда стартер и мотор авто запущены, аккумулятор начинает заряжаться от генератора. Если батарея не установлена на авто, то ее можно зарядить с помощью зарядного устройства.

Однако если вы решили оставить храниться батарею с жидким электролитом на длительное время, необходимо чтобы она лежала только в горизонтальном положении и при температуре не превышающей 5 градусов, но и не ниже -15°C, чтобы избежать вытекания электролита и замыкания пластин в нижней части банки.

Температура тоже сильно влияет на функционирование АКБ. При большой температуре, мощность и токоотдача повышаются, но при этом батарея быстрее садится, а вода тратится быстрее.

Электролит не мерзнет при небольшом минусе, но когда сильный мороз это возможно. Хим. процессы проходят медленней, пусковой ток понижается, как и емкость батареи. Именно поэтому водители чаще всего сталкиваются с трудностями при запуске двигателя именно в зимнее время.

Бренд	Страна производитель
Tyumen Battery Premium	Россия
American SMF	Корея
Medalist SMF	Корея
Varta Blue Dynamic	страна не указана
Cene calcium battery	Корея
Topla Тор	EU
Лучшие батареи в результате испытаний журнала За рулем

Виды аккумуляторов по действующим веществам

Существуют два основных типа нынешних АКБ: которые нужно обслуживать и которые не нужно.

Если в аккумуляторах есть жидкий электролит, значит это обслуживаемый тип. Это означает, что иногда необходимо посматривать за уровнем электролита, его плотностью, а так же проверять емкость АКБ. Такие аккумуляторы в среднем служат до 5 лет и доступны по хорошей цене. Они отлично выполняют свою задачу и поэтому являются популярными.

В необслуживаемых аккумуляторных батареях электролитом пропитан материал, который обволакивает пластины.  Поэтому испарение воды из электролита идет не так активно.

Подробнее о видах аккумулятора и из чего они состоят далее.

Сурьмянистые

Батареи с сурьмой входят в классический тип АКБ из-за большого содержания данного элемента, который ускоряет электролиз.

В малосурьмянистых АКБ материалом для пластин служит свинец с небольшими добавками сурьмы. В таких моделях уровень саморазряда гораздо меньше.

Батареи с сурьмой не очень надежны, поэтому их вытеснили более современные варианты.

Кальциевые

В таких источниках питания свинцовые пластины содержат примесь кальция в пределах 0,1%. Его добавляют в плюсовые и минусовые пластины.

Гибридные

Кальциевые батареи постепенно уступают место гибридным. Такой аккумулятор включает в свой состав две объединенные технологии: использование сурьмы и свинцового сплава для создания плюсовых электродов и кальция со сплавом свинца для формирования минусовых электродов. Это позволяет добиться более высокой эффективности и длительности работы батареи.

EFB

Не так давно появились АКБ по технологии EFB. Они тоже содержат электролит в жидком виде, но пластины обернуты в микроволокно, которое впитывает электролит и делает площадь контакта с пластинами больше. Это увеличивает как емкость, так и мощность АКБ и помогает понизить объем электролита, что делает такие батареи почти необслуживаемыми. Ресурс их составляет 6-7 лет, а стоимость является приемлемой.

Гелиевые

Эти батареи также относятся к необслуживаемым. Из-за добавленных в электролит примесей он густеет и переходит в твердое состояние, при этом он выполняет функцию сепаратора между пластинами. Их ресурс может достигать 10 лет, однако нужен специальный уход, аналогичный уходу за AGM-батареями. Они устойчивы к полному разряду, но чувствительны к перезаряду и короткому замыканию. По стоимости они дороже чем обычные.

Литиевые

Литиевые аккумуляторные батареи содержат жидкий электролит, который является эфиром угольной кислоты и фторсодержащих солей лития.

 AGM

Необслуживаемые AGM-батареи имеют герметичный корпус с газоотводными клапанами. Между пластинами имеется стекловолокно, наполненное электролитом, что помогает снизить риск сульфатации. Данные батареи не подвержены разряду в ноль. Ресурс их доходит до 10 лет. Однако, у них есть свои недостатки, такие как высокая цена и необходимость обслуживания. Для продления срока службы AGM-батареи требуют правильного ухода и регулярной зарядки.

Причины, почему разряжается аккумулятор за ночь

Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.