Что питает аккумулятор автомобиля

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.

Автомобильный 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.

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.

Устройство 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.

Химическая 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.

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.

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.

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.

Источник

Зачем нужны автомобильные аккумуляторы?

Не секрет, что автомобиль без источника питания (источника электричества) не работает.

Во время движения, когда работает двигатель, источником питания служит генератор, который вырабатывает электричество, подавая ток во все системы автомобиля, в том числе и заряжает аккумулятор . При выключении двигателя источником питания становится только аккумулятор . Поэтому ошибочно думать, что он является постоянным источником электричества в автомобиле. Основное предназначение аккумулятора – это запуск двигателя и контроль уровня тока в системах сигнализации и других автономных системах при выключенном двигателе.

Как понять когда нужно менять аккумулятор?

Когда Вы покупаете автомобильный источник питания вместе с новым автомобилем и проходите постоянно технический осмотр, здесь все понятно – во-первых, механики всегда замеряют уровень зарядки, во-вторых, рекомендуемый срок пользования аккумулятором 3-4 года. Но, если прошло больше времени? Или Вы купили подержанный автомобиль и непонятно сколько аккумулятору лет (верить на слово продавцу точно не нужно)?

Следуйте простому принципу – замена источника питания необходима только в том случае, когда он перестает держать заряд в полном объеме.

Первый симптом – после ночи в гараже или на стоянке автомобиль заводится не с первого оборота ключа, индикатор показывает низкий уровень заряда.

Второй признак – аккумулятор не заряжается. Ну, не заряжается и все! Это заметно особенно зимой во время коротких поездок, когда аккумулятор просто не успевает зарядиться.

Третья причина – техническая неисправность самого источника питания. Например, повреждение корпуса или пошла течь электролита, есть другие повреждения.

В третьем случае – ничего. Технические неисправности не подлежат ремонту. Выкидываете аккумулятор . И все.

В первом и втором случае – попытаться восстановить можно, но если Вы не обладаете определенными навыками работы с кислотами и электролитами, советуем обратиться к третьему случаю, то есть утилизировать аккумулятор .

Как выбрать и купить аккумулятор для авто.

Чтобы выбрать и купить аккумулятор для Вашего авто нужно знать:

Узнать ёмкость просто – посмотрите на этикетку старого аккумулятора. Или прочтите инструкцию по эксплуатации. Ёмкость аккумулятора измеряется в ампер/часах. Особенность – ёмкость должна быть ровно такой, какой ее установил производитель. Если будет больше, у Вас появится проблема с постоянной неполной зарядкой автомобильного аккумулятора. Если меньше – избыточной зарядкой автомобильного аккумулятора.

С учетом того, что штатные клеммы авто имеют ограниченную длину, важно учитывать расположение клемм «+» и «-» на аккумуляторе . Они должны располагаться также как и на старом. Иначе Вам будет недостаточно длины штатных проводов. Также нужно обратить внимание на расположение аккумулятора под капотом. В некоторых моделях авто он может быть установлен задом наперед. Запомните – там где находятся клеммы и есть передняя часть аккумулятора .

По размеру аккумулятора – возьмите линейку и замерьте габариты. Это будет проще, чем потом гадать. Здесь основное правило – аккумулятор должен быть точно такого же размера как и старый. Иначе он просто не поместится на площадке под капотом.

Еще один важный момент – срок службы аккумулятора исчисляется не с момента когда Вы его установили, а с момента выпуска (заливки электролита на заводе), поэтому с учетом того, что средний срок службы аккумулятора 4 года, лучше чтобы дата выпуска была как можно новее.

Как устроен аккумулятор.

Устройство автомобильного аккумулятора можно разделить на три категории:

Обслуживаемые – это свинцово-сурьмянистые аккумуляторы . Признак – наличие сверху отворачивающихся крышек. Главное преимущество – низкая цена, можно сказать дешевая. Недостаток – необходимо постоянно контролировать уровень электролита и воды, срок службы – 2-3 года.

Малообслуживаемые – свинцово-малосурьмянистые аккумуляторы . Преимущества – низкая стоимость и высокая надёжность. Недостаток – срок эксплуатации 3 года. Это максимум.

Необслуживаемые – свинцово-кальциевые аккумуляторы . Здесь ничего контролировать не нужно, срок службы до 5 лет. Правда, стоимость таких батарей дороже раза в два по сравнению с вышеперечисленными.

В заключение настоятельно рекомендуем приобрести качественное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора . Особенно, если Вы зимой постоянно эксплуатируете автомобиль или живете за городом. При низких температурах генератору не всегда хватает мощности для обеспечения всех работающих систем авто, и он недостаточно заряжает аккумулятор. И ночью случается то, чего обычно опасаются все автомобилисты – аккумулятор разряжается «в ноль» и авто не заводится.

В этом случае портативное зарядное устройство (пуско-зарядное) становится сущей потребностью. Такое устройство для позволяет запустить двигатель и выполнять функции резервного источника питания.

В интернет магазине Off-wheels представлены лучшие зарядные устройства для авто .

Использование материалов разрешено только при условии указания источника.

Источник