Устройство аккумулятора.
Аккумулятор автомобиля обеспечивает подачу напряжения к стартеру, питает нагрузку при заглушенном двигателе и помогает генератору после запуска двигателя. О каких тонкостях данного устройства следует знать в процессе его эксплуатации? Какие функции выполняет аккумулятор и каким параметрам следует уделить внимание в процессе выбора АКБ? О каких типах батарей будет нелишним знать и на каком именно принципе они работают? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Стоимость ремонтаНайти запчасть


Эксплуатируя автомобиль, владельцы редко задумываются о конструкции и принципах работы его комплектующих. Одним из таких «секретных» механизмов является аккумулятор. И если в эпоху обслуживаемых батарей водители многое знали об этом элементе и принципах его действия, у сегодняшних автовладельцев в информационном пространстве имеют место пробелы. Задача этой статьи — заполнить имеющуюся пустоту и дать необходимую информацию о конструкции АКБ.



Функции

Важность источника питания сложно переоценить. Это ключевой узел, без которого невозможен пуск и движение транспортного средства. Какие же функции он выполняет? Их несколько:

  • Подача напряжения к стартеру, прокручивающему коленвал и обеспечивающему завод двигателя;

  • Питание оборудования транспортного средства вместе с генератором (когда мотор запущен);

  • Выполнение функции главного источника напряжения в момент, когда двигатель заглушен.

После успешного пуска генератор и АКБ работают параллельно. При этом первый обеспечивает регулярный подзаряд, а аккумулятор, в свою очередь, сглаживает возникающие в процессе работы пульсации и компенсирует переходные процессы.



Параметры

При выборе и обслуживании батареи важно знать ее параметры. К таковым можно отнести емкость, напряжение, ток прокрутки и прочие. Информация отражена на кожухе АКБ, что упрощает выбор и исключает ошибки в процессе покупки изделия. Ключевое внимание стоит уделять таким параметрам:

  • Номинальная емкость АКБ — показатель, который характеризует объем переданной энергии при 20-часовом разряде. Единица измерения параметра — Ампер*часы. Так, если батарея по паспорту имеет емкость в 60 А*ч, она в течение 20-ти часов будет отдавать ток в 3 А;

  • Резервная емкость — важный параметр, который часто не учитывается новичками при выборе устройства. На практике он имеет ключевое значение. По уровню резервной емкости можно сделать вывод, как долго отработает АКБ в автомобиле при нагрузке, равной 25 Ампер и до снижения разницы потенциалов до уровня 10,5 Вольт. Параметр резервной емкости изменяется в минутах и зачастую равен 1,5 часам (90 минут). В этот период аккумуляторная батарея без сбоев выполняет возложенные на нее задачи;

  • Номинальное напряжение — важный параметр при выборе батареи, который состоит из суммы напряжений каждой из банок.  В общем разница потенциалов АКБ легкового авто составляет 12 Вольт (максимальный уровень в процессе зарядки 14,5 Вольт);

  • Ток холодной прокрутки — показатель, по величине которого можно судить об эффективности работы источника питания в холодное время года. Ток холодной прокрутки показывает, какой будет величина тока, выдаваемого АКБ, при 18 градусах мороза в течение десяти секунд. При этом разность потенциалов на клеммах не должна снижаться ниже 7,5 Вольт. Чем больше «I» холодной прокрутки, тем меньше проблем с пуском мотора в холода.


Тонкости устройства

Теперь можно перейти к наиболее сложной части теории — устройству аккумулятора автомобиля. Самый распространенный тип АКБ на современных авто — свинцово-кислотный. Разработчики не стоят на месте и в продаже появляются все более совершенные и надежные устройства. Пока остановимся на популярном виде источника питания.

В свинцово-кислотных АКБ установлено 6 банок, которые соединены между собой и находятся  одном корпусе. Кожух изделия состоит из пропилена, который отличается повышенной стойкостью к кислоте и не способен проводить токи. Отдельная батарея объединяет «плюсовые» и «минусовые» электроды, на которых нанесен слой активной массы. Изоляция пластин обратной полярности гарантируется, благодаря специальному сепаратору (изготовлен из пластмассы).

При создании электродов применяется свинец высокого качества. При этом в современных АКБ «плюсовые» и «минусовые» электроды изготовлены из специального сплава (в нем, кроме обычного свинца, присутствует и кальций). Минимальный расход жидкости в таком источнике питания составляет 1 г/А*ч. Как следствие, отпадает необходимость доливки жидкости в процессе эксплуатации машины. Такой тип аккумулятора носит название необслуживаемого.

В более редких случаях можно купить более доступные по цене — гибридные АКБ. «Плюсовые» электроды выполнены с применением двух элементов — свинца и сурьмы. Что касается «минусовых» электродов, в их производстве используются свинец и кальций. В отличие от прошлого типа изделия, гибридные аккумуляторы также нуждаются в проверке.

Чтобы повысить уровень надежности электродов и их стойкость к коррозии, в применяемый сплав добавляются специальный металл — олово или серебро. Особенность применяемых в АКБ электродов — наличие структуры в виде решетки. Принципы построения «плюсовых» и «минусовых» электродов различны. Так, решетка-«минус» изготовлена с применением технологии просечки листа из свинца с дальнейшей растяжкой.

В процессе создания электродов с «плюсовым» зарядом может применяться несколько технологий. Среди наиболее популярных:

  • Power Frame. Особенность технологии заключается в применении опорной рамы и внутренней жилы определенной направленности. Благодаря этому имеет место несущественное линейное расширение на фоне максимальной жесткости изделий;

  • Power Pass — еще одна технология, подразумевающая стягивание металлических «жил» к электродному ушку;

  • Chess Plate. В отличие от прошлых технологий, здесь электродные жилки располагаются по шахматному принципу.

Еще одна особенность электродов — наличие активного слоя на поверхности металла. Для электродов «плюсового» типа применяется диоксид свинца, а для «минусовых» — губчатый свинец.

Внутри АКБ наполнен серной кислотой (электролитом), в который опущены описанные выше электроды. Особенность рабочей жидкости — наличие определенного уровня плотности, меняющегося с учетом уровня заряда источника питания. Здесь работает прямая зависимость уровня заряженности от плотности. Чем выше первый параметр, тем больше второй.

Батареи (в зависимости от состояния рабочей жидкости) бывают 2-х  типов:

  • с жидким электролитом;
  • с «сухим» электролитом (состав пропитывает специальный материал).


Особенности применения АКБ

Новые автомобили комплектуются все более современными системами — реактивного торможения, АБС и прочими. Как следствие, возрастают и требования к источнику питания. Здесь к главным параметрам можно отнести — пусковые токи, стойкость к разряду, ресурс и прочие. Из  наиболее привлекательных с позиции надежности стоит выделить аккумуляторы AGM. Их особенность — в удерживании рабочей жидкости внутри корпуса за счет применения особого микропористого материала. Емкость заполняется таким объемом рабочей жидкости, который может впитать упомянутая структура. Благодаря уникальной технологии, удается решить ряд задач — повысить надежность устройства и сделать активную массу более действенной (в первую очередь за счет поглощения кислоты).

Нельзя не отметь и еще один тип аккумуляторных батарей, которые известны серией EFB. В переводе эта система называется «технологией влажного электрода». Если исходить из конструктивных особенностей, этот тип источника питания расположился между рассмотренными выше батареями (AGM и источниками питания с жидкой рабочей жидкостью). Особенность АКБ типа EFB — наличие на поверхности электродов специальной пленки, имеющей микроволокнистую структуру. Задача последней заключается в удерживании энергии и обеспечении циклического разряда. При этом источник питания наполнен жидкостью.

Специалист уверяют, что через какое-то время свинцово-калиевые изделия будут полностью вытеснены с прилавков, а на их место придут более надежные АКБ типов EFB или AGM. Единственный аспект, который на данный момент сдерживает популярность этих изделий — высокая стоимость, которую могут потянуть не все автовладельцы.



Особенности заряда, вентиляции и подключения

Изучая устройство аккумулятора, нельзя не отметить еще ряд важных моментов. В частности, в процессе заряда источника питания имеет место риск появления газа. Накопление последнего крайне опасно, поэтому газы своевременно отводятся через специальные вентиляционные каналы.

Основная вентиляционная система устройства объединяет между собой отдельные секции и обеспечивает своевременный выход газов в атмосферу. При этом выход воздуха производится только в одну сторону, благодаря наличию специального предохранительного клапана. Последний открывается только в том случае, когда давление превышает допустимую норму. Такая система называется VRLA. Известно, что в процессе зарядки источника питания образуется два элемента — водород и кислород. В случае с рассматриваемыми аккумуляторами газы не выходят за пределы корпуса, а взаимодействуют, в результате чего и образуется влага. Выход происходит только при повышенном зарядном напряжении.

Вентиляционная система источника питания чем-то напоминает лабиринт, который идеально продуман разработчиками для максимально эффективного отвода газа. Кроме того, благодаря такой вентиляции, отходящие из АКБ пары конденсируются и возвращаются в корпус уже в форме жидкости. В некоторых батареях предусмотрен пламегаситель, который срабатывает при зажигании паров с последующим отсечением огня. Как следствие огонь не попадет внутрь устройства. Монтаж пламегасителя производится на выходе системы вентиляции, а внешне устройство имеет вид специальной мембраны.

АКБ подключается в бортовой сети машины с помощью пары выводов (также выполняются с применением свинца). Различить вывода несложно, ведь «плюсов» всегда значительно толще своего «минусового» зажима. Как следствие, ошибки в процессе подключения сведены к минимуму.

Не менее важным является параметр полярности. Последняя бывает двух видов — обратной и прямой. В первом случае «плюсовая» клемма находится с левой стороны, а во втором — с правой. При выборе АКБ стоит помнить, что длина проводов в автомобиле рассчитываться с учетом определенной полярности.

Кроме того, на современных АКБ предусмотрен специальный «глазок», благодаря которому удается оценить уровень заряда источника питания. При этом плотность рабочей жидкости можно увидеть по цвету этого индикатора. Если он зеленый, источник питания набрал полный заряд, а если «черный», требуется подзарядка. Хуже всего, когда глазок имеет желтый цвет. Такая ситуация свидетельствует о низком уровне рабочей жидкости внутри кожуха.

АКБ жестко фиксируются при помощи специального крепежа, благодаря которому исключается опрокидывание и дальнейшее повреждение изделия. Фиксация может производиться снизу с помощью скобы или сверху (рамкой). Если аккумулятор находится по центру или в багажном отсеке, в устройстве предусматривается размыкатель.



Принцип работы

В завершение стоит выделить принцип работы АКБ. В его основе лежит процесс преобразования разных видов энергии (электрической в химическую). При  этом работает источник питание циклично, в режиме заряда и разряда. Последний происходит при подключении нагрузки. В процессе разряда происходят реакции свинца «минуса» и диоксида свинца «плюса» с электролитом. В итоге химической реакции образуется два элемента — воды и сульфата свинца.

Заряд источника питания производится после пуска двигателя или отдельно от зарядного устройства. Благодаря происходящим химическим реакциям, поднимается плотность электролита. При этом важно, чтобы процесс зарядки производился с корректным уровнем напряжения. Если последнее будет завышено, это приведет к разложению жидкости и уменьшению уровня электролита. Если же напряжение будет слишком низким, АКБ не зарядится, а ее ресурс снизится.

Функционирование аккумулятора во многом зависит от температуры воздуха. С ее увеличением возрастает и мощность отдачи, повышается саморазряд, ускоряется процесс коррозии. При снижении температуры происходит обратный процесс — разрядная емкость уменьшается, и химические процессы тормозятся.

Даже при отсутствии нагрузки имеет место саморазряд АКБ. При этом параметр саморазряда зависит от конструктивных особенностей устройства и температуры. Средний ресурс изделия — 4-5 лет.

Стоимость ремонтаНайти запчасть

Устройство аккумулятора.