Что такое АКБ в автомобиле?

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.

  1. Назначение аккумулятора в автомобиле
  2. Параметры АКБ
  3. Устройство аккумулятора
  4. Корпус и крышка
  5. Пластины
  6. Электролит
  7. Сепаратор
  8. Клеммы и пробки
  9. Принцип работы
  10. Зарядка, хранение и зависимость от температуры
  11. Разновидности аккумуляторов
  12. EFB
  13. AGM
  14. Гелевые

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.

АКБ — что это, устройство и принцип работы аккумулятора в автомобиле

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 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.

Читайте также  Предохранитель зажигания приора где находится?

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.

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

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.

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

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.

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

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, при этом на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца.

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:

  • Пластины

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.

  • Сепараторы

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.

  • Электролит

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.

  • Гелевые электролиты

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.

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.

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.

  • Гелевые аккумуляторы

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

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.

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.

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.

Что такое АКБ в машине? Расшифровка термина, устройство и обслуживание аккумуляторов

31 июля 2020 Категория: Устройство автомобиля

Не секрет, что в автомобильной сфере встречается большое количество сокращений, непонятных многим людям. Особенно тем, чьи интересы никак не связаны с автомобилями.

В этой статье мы разберемся, что такое АКБ в машине, что это за устройство такое, как используется и какова его конструкция. Также расскажем о техническом обслуживании автомобильных аккумуляторов, и почему иногда их приходится снимать и подзаряжать.

Читайте также  Можно ли слить бензин с Нивы шевроле?

Что такое АКБ в машине?

Расшифровка АКБ в зависимости от сферы деятельности может иметь несколько обозначений. Но если речь идет о технике, то это не что иное, как сокращенное название аккумулятора. Более точная расшифровка АКБ — это аккумуляторная батарея. В еще более конкретном плане, когда в качестве техники имеется в виду автомобиль, то данное обозначение можно смело расшифровать как автомобильная аккумуляторная батарея.

Аккумулятор представляет собой обратимый электрохимический источник тока. Другими словами, АКБ – это устройство, предназначенное для сбора и последующего извлечения из него электричества. А каждая фаза его работы связана с химическими реакциями, происходящими внутри корпуса батареи.

Роль АКБ в машине

Обычно на легковые автомобили устанавливают два источника питания:

  1. Первый – это аккумулятор.
  2. Второй – генератор (или только генератор на старинных моделях).

Говоря по-простому, оба устройства в машине работают поочередно. Если один подает ток, то другой в это время «отдыхает».

Аккумулятор подает электрическую энергию на стартер, катушку зажигания и все электрические цепи автомобиля. Если этот элемент исправен, а также все системы в машине работают должным образом, тогда АКБ способен обеспечить беспрепятственный запуск силового агрегата независимо от погодных условий.

АКБ также отвечает за подачу электричества во время стоянки автомобиля, когда двигатель заглушен, а именно:

  • Обеспечивает возможность прослушивания радио.
  • Позволяет включить свет в машине.
  • Осуществляет питание сигнализации и так далее.

Но с момента запуска двигателя источником электричества становится генератор, который дополнительно заряжает аккумулятор, чтобы восполнить энергию, затраченную АКБ во время простоя машины.

Конструкция автомобильного аккумулятора

С точки зрения конструкции АКБ автомобиля представляет собой набор элементов, электрически соединенных друг с другом и закрытых в отдельных ячейках внутри корпуса. Крайние ячейки имеют так называемые «полюсные наконечники». Это выводы в форме усеченных конусов, которые чаще всего имеют одинаковую высоту, но различный диаметр. Впрочем, их размеры не всегда соответствуют заданным параметрам, это необязательное требование для автомобильных АКБ.

Один из выводов аккумулятора имеет положительный знак (+), а другой отрицательный (-). Они используются для подключения аккумулятора к электрической цепи авто. Подключение к машине происходит с помощью проводов, имеющих с одной стороны специальную клемму (зажим). Их нужно просто надеть и зажать на полюсных выводах АКБ.

В конструкции аккумулятора можно выделить несколько основных элементов, из которых он состоит:

  1. Корпус АКБ;
  2. Ячейка;
  3. Сепаратор;
  4. Решетка;
  5. Положительная и отрицательная пластина;
  6. Электролит.

Ниже постараемся кратко описать каждый из них.

Корпус аккумуляторной батареи – это блок, используемый для установки и герметичного размещения в нем пластин. Изготавливают его из кислотостойкого материала, чаще всего полипропилена или эбонита.

Ячейка – это набор соединенных между собой положительных или отрицательных пластин, разделенных сепараторами. Плюсовые и минусовые пластины сгруппированы в отдельные ячейки. Каждое из них вырабатывает напряжение 2,13 вольт.

Наиболее распространенные АКБ, которые используются в машинах, характеризуются напряжением порядка 12 В. Для того, чтобы аккумулятор соответствовал этому требованию, необходимо последовательно подключить определенное количество этих ячеек. Так, например, 3 параллельно соединенных друг с другом элемента будут давать напряжение 6 вольт. При подключении 6 таких ячеек мы получим приблизительное напряжение аккумулятора в 12 В.

Сепаратор – это элемент, предотвращающий контакт между минусовыми и положительными пластинами. В противном случае может произойти короткое замыкание. Поверхность сепаратора пористая, сделано это для того, чтобы поток тока протекал с наименьшим сопротивлением.

Решетка – как для положительных, так и отрицательных пластинок выполняет одну и ту же роль, а именно структурного каркаса и проводника электрического тока. Чтобы максимально использовать доступную энергию и в то же время уменьшить общую массу АКБ, в современные батареи устанавливают очень тонкие решетки.

Положительные / отрицательные пластины. Плюсовая пластина после зарядки становится коричневой, тогда как минусовая – серой. Эти элементы, погруженные в раствор, вызывают химическую реакцию, результатом которой является электричество.

Электролит. В большинстве автомобилей используются свинцово-кислотные аккумуляторы. В качестве электролита в таких АКБ применяют раствор серной кислоты. Положительные и отрицательные свинцовые элементы погружаются в серный раствор, называемый электролитом. Он осуществляет активацию активного материала пластины и проводит между ними ток.

Нами была рассмотрена упрощенная конструкция автомобильной батареи. В зависимости от производителя могут встречаться некоторые незначительные различия в устройстве, но обычно именно они определяют качество, долговечность и условия эксплуатации аккумулятора. Разобравшись с вопросом, что такое АКБ в машине и из чего состоит, стоит рассказать о том, как правильно батарея должна устанавливаться и обслуживаться.

Подробнее об устройстве АКБ, принципе работы, маркировках автомобильных аккумуляторов и как подобрать батарею для автомобиля можете узнать, просмотрев следующее видео:

Правила установки АКБ в машину

Перед установкой аккумулятора рекомендуется всегда очищать клеммы и основание крепления АКБ теплой водой. Сам монтаж должен обеспечивать устойчивую и надежную фиксацию аккумулятора, чтобы во время движения или возможного столкновения это не представляло угрозы для путешественников.

Не забывайте, что в первую очередь нужно подключать положительный провод, а затем отрицательный (так называемую «землю»). Это позволит избежать случайного короткого замыкания при использовании инструментов. Снятие АКБ должно происходить в обратном порядке. Также будьте осторожны при затяжке зажимных клемм на концах полюсов. Делая это неосторожно, вы можете повредить их или полностью вырвать.

После успешной установки АКБ в машину, а также клемм на наконечники полюсов, зажимы следует смазать чистым, не содержащим кислоты вазелином или предназначенной для этих целей смазкой. Это поможет избежать появления коррозии на контактах, а также других проблем.

В случае некоторых автомобилей при замене аккумулятора не забудьте обеспечить систему альтернативным источником питания. Поскольку в электронике некоторых машин при слишком длительном отключении от питания могут произойти некоторые изменения, которые приведут к затруднению последующего запуска двигателя.

Техническое обслуживание АКБ

При нормальных условиях эксплуатации автомобиля аккумулятор заряжается от генератора, и ему этой зарядки будет вполне достаточно. Однако не всегда есть возможность использовать машину так, чтобы генератор обеспечивал полный заряд АКБ. В некоторых случаях его работы будет недостаточно. Почему такое происходит, мы подробнее расскажем ниже.

Почему аккумулятор приходится подзаряжать зарядным устройством?

Зима – неблагодарное время для наших машин. Низкие температуры приводят не только к запотеванию стекол или замерзанию замков, они также снижают эффективность аккумуляторных батарей. Влияние низких температур на характеристики аккумулятора в машине весьма существенное:

  • При нулевой температуре электрическая емкость аккумулятора уменьшается примерно на 20%.
  • При температуре -20 °C емкость АКБ может упасть более чем на 50%.

При низких температурах проблему также усугубляет моторное масло, которое имеет свойство загустевать. Это, в свою очередь, потребует от батареи еще больше энергии для работы стартера, чтобы запустить двигатель.

Кроме того, зимой мы используем гораздо больше устройств, использующих электрический ток в машине, к ним относятся:

  • Подогрев сидений;
  • Обогрев заднего стекла и зеркал;
  • Стереосистема;
  • Противотуманные фары и так далее.

Все это приводит к увеличению длительности подзарядки АКБ, что, в конечном итоге, сокращает срок службы аккумулятора, особенно в тех случаях, когда вы часто преодолеваете короткие расстояния. Ведь при таких поездках у батареи постоянно не будет хватать возможности достаточно зарядиться.

Также существует вероятность случайного включения во время стоянки какого-либо потребителя, который вскоре посадит аккумулятор. Кроме этого, не стоит исключать такое явление как саморазряд АКБ. При длительных простоях любая батарея может значительно просесть. Поэтому периодически аккумулятор приходится дополнительно заряжать, особенно в зимний период, подключив его к зарядному устройству.

Помните, что аккумулятор всегда заряжается источником постоянного тока с напряжением выше, чем в аккумуляторе.

Проверка уровня и плотности электролита в АКБ

После зарядки обязательно проверяем уровень электролита, если аккумулятор обслуживаемый. Он должен полностью покрывать поверхности пластин и возвышаться над верхними границами примерно на 5-10 мм. Уровень выравнивается только тогда, когда АКБ полностью заряжен, а также имеет соответствующую температуру (обычно это 25 °C).

При отклонениях никогда не добавляйте электролит в разряженную батарею! Уровень раствора в батарее можно дополнить дистиллированной или химически очищенной водой. Не используйте для этих целей кислоту или химические вещества. Ведь это увеличит плотность раствора, что значительно ускорит деградацию пластин.

Полностью заряженный и исправный аккумулятор будет иметь плотность раствора в диапазоне 1,270-1,280 г/см³. Причем в каждой банке эти значения должны быть идентичными. Для точности измерения необходимо провести 3 проверки с интервалом в 1 час. Первый замер должен быть проведен через полчаса после зарядки АКБ. В случае отклонений потребуется процедура восстановления плотности.

Это все что мы хотели сказать по этому вопросу. Теперь вы знаете, что такое АКБ в машине, как устроена батарея, а также как ее устанавливать и обслуживать. Надеемся, что данная информация будет для вас полезной. Свое мнение можно оставить в комментариях.

АКБ (Аккумуляторная батарея)

Аккумуляторная батарея (АКБ) – составной элемент электрооборудования транспортного средства. Автомобильная аккумуляторная батарея позволяет осуществить пуск двигателя, а также обеспечивает подачу электричества в бортовую сеть.

Единая цепь электрических аккумуляторов представляет собой аккумуляторную батарею. АКБ состоит из нескольких таких блоков аккумуляторов. Аккумулятор — химический источник электрического тока. Особенностью данного источника является его многоразовое действие, что позволяет активно эксплуатировать батарею для запусков ДВС.

Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него. Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора. АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля.

Читайте также  Рсм в автомобиле что это?

Аккумуляторная батарея имеет корпус. В данном корпусе расположены перегородки, разделяющие батарею на ячейки (банки). Аккумулятор на 12 вольт, который чаще всего устанавливается на легковых автомобилях, включает в себя 6 ячеек. В каждой банке имеются небольшие блоки, которые соединены друг с другом.

Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды. Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита. Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.

Автомобильный аккумулятор зачастую представляет собой свинцово-кислотную АКБ. Работает такая батарея на основе электрохимических реакций свинца и диоксида свинца, которые помещены в смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Также встречаются гелевые, щелочные и гибридные автомобильные аккумуляторы, которые дополнительно делятся на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые.

Правильная зарядка автомобильного аккумулятора зарядным устройством. Проверка перед зарядкой, каким током заряжать аккумулятор. Как зарядить АКБ без ЗУ.

Когда нужно заряжать необслуживаемый автомобильный аккумулятор. Как заряжать необслуживаемую АКБ зарядным устройством: сила тока, время зарядки. Советы.

Как измеряется плотность электролита в АКБ, от чего зависит данный показатель. Доступные способы повышения плотности в «банках» аккумулятора своими руками.

Особенности подбора аккумуляторной батареи для дизельного двигателя сравнительно с АКБ для бензиновых агрегатов. Мощность аккумулятора и основные параметры.

Как вернуть работоспособность авто аккумулятору, если он замерз. Почему происходит замерзание электролита в АКБ, как нужно размораживать и заряжать батарею.

Условия правильного хранения автомобильного аккумулятора. Снятие, осмотр и подготовка батареи. Как сохранить аккумулятор без регулярной подзарядки.

Что такое АКБ в машине: устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора

Любая автономная энергосистема должна состоять из источника электроэнергии и накопителя, обеспечивающего энергоснабжение потребителей, когда генерирующие мощности отключены, или их отдача ограничена. В автомобиле эти функции выполняет аккумуляторная батарея (АКБ). Как правило, это шесть кислотных свинцовых элементов в общем корпусе, соединённых последовательно и подключённых непосредственно к бортовой сети 12 вольт постоянного тока.

Функции АКБ

Основным источником тока в автомобиле является генератор. Но этот прибор способен отдавать мощность в полном объёме, только когда двигатель работает, причём как минимум на средних оборотах. В режиме холостого хода его отдачи может не хватать даже на обеспечение части штатных потребителей. Чтобы исключить связанное с перегрузкой падение напряжения в бортовой сети, необходим буферный источник, способный пополнять свои запасы при избытке мощности генератора и отдавать энергию потребителям, когда его способностей не хватает. Это и будет одной из ролей аккумулятора в системе.

Второй функцией батареи стало обеспечение пуска мотора. Используемый для этого стартёр при относительно низком напряжении потребляет значительный ток. Отсюда и требование к АКБ быть не просто резервным помощником генератора, а иметь способность работать в стартёрном режиме, то есть кратковременно выдавать токи порядка нескольких сотен ампер. Далеко не каждый аккумулятор на такое способен, поэтому в обозначении типа батареи всегда указывается, что она стартёрная. Это накладывает значительные ограничения на применяемые при её производстве технологии.

Состав и конструкция автомобильного аккумулятора

АКБ включает в себя следующие функциональные элементы:

  • Корпус батареи. Изготовлен из прочного кислотостойкого пластика. Верхняя часть корпуса выполнена в виде крышки, на которой расположены перемычки между отдельными аккумуляторными элементами (банками), герметизирующая заливка, пробки, вентиляция и клеммные наконечники. Банки внутри корпуса разделены герметичными переборками.
  • Электроды. В каждой банке их два набора, положительные и отрицательные. Материалом электродов служит свинцовый сплав различного состава, в зависимости от применяемой технологии. Увеличенная отдача в стартёрном режиме требует большой эффективной площади электродов, поэтому каждый из них состоит из нескольких пластин, расположенных в шахматном порядке по всему объёму банки. Электроды снабжены токосъёмниками, объединяющими одноимённые полюса и выведенными наверх, к токовым перемычкам между банками.
  • Сепараторы. Располагаются между электродами и предотвращают возможные замыкания. Выполнены из пористого материала, хорошо пропитывающегося электролитом.
  • Электролит. Представляет собой раствор чистой серной кислоты в дистиллированной воде. Обеспечивает электрохимические реакции на поверхности электродов. Плотность электролита строго определена при заливке и в дальнейшем зависит от степени заряженности батареи. Уровень электролита в каждой банке имеет нормированный допуск и должен контролироваться при эксплуатации. При этом расходу подвержена только испаряющаяся из раствора вода, которую и следует доливать.

Возможны разные исполнения аккумуляторов. В зависимости от материала электродов, они могут быть малообслуживаемыми или герметичными необслуживаемыми. В этом случае вентиляция и долив жидкости в эксплуатации не предусмотрены, пробки залиты пластмассой или отсутствуют.

Встречаются более дорогие и совершенные гелевые аккумуляторы. В них электролит находится в виде желеобразного геля, что обеспечивает дополнительный срок службы и высокие технические характеристики. Электроды имеют спиральную конструкцию, между ними располагаются сепараторы из стекловолокна, наполненные гелевым электролитом.

Параметры аккумуляторов

Применение АКБ в конкретном автомобиле потребует его соответствия по ряду технических характеристик, как электрических, так и чисто геометрических.

  • Электрическая ёмкость батареи. Строго говоря, данное свойство аккумулятора требует указания в виде возможности накопления определённого количества энергии. Но такой параметр стал применяться лишь для тяговых батарей электромобилей, где он и указан в киловатт-часах.Напряжение бортовой сети подавляющего большинства обычных машин фиксировано в 12-вольтовом стандарте, поэтому исторически сложилось указывать ёмкость в ампер-часах. Упрощённо каждая такая единица означает способность заряженного аккумулятора отдавать ток в 1 ампер на протяжении одного часа . Установка батареи недостаточной ёмкости на автомобиль может привести к внезапному отказу из-за глубокого разряда на большое количество потребителей. Величина ёмкости определяется разработчиком автомобиля при расчёте его энергетического баланса.
  • Максимальный пусковой ток. Этот параметр особенно важен при холодном запуске двигателя. Низкие температуры способствуют снижению эффективной ёмкости батареи и её возможности отдавать большие токи в стартёрном режиме. Одновременно растёт сопротивление замёрзшего двигателя проворачиванию коленчатого вала. Поэтому для регионов с холодным климатом и экстремальными зимними температурами следует обращать особое внимание именно на эту характеристику АКБ.

  • Рабочее напряжение аккумулятора. До появления современных кальциевых электродов этот параметр особой смысловой нагрузки не нёс. Все АКБ были одинаковыми, и напряжение автомобильного генератора было адаптировано на нужном им уровне. Сейчас новым батареям требуется чуть больший уровень бортовой сети. Разработчики автомобилей это учли, но возможна неизбежная путаница переходного периода. Страшного ничего не произойдёт, но старый аккумулятор на новом автомобиле будет перезаряжаться и выкипать, а в обратной ситуации возможен хронический недозаряд батареи. Вопрос может решить любой грамотный автоэлектрик.
  • Полярность и геометрия выходных клемм. При установке аккумулятора с иной полярностью (для легковых машин плюсовая клемма может находиться справа или слева с длинной стороны корпуса) может не хватить длины подводящих проводов или вообще установка станет невозможной. Это надо учитывать при покупке АКБ, как и совместимость самих клемм. Возможны разные варианты, клеммы могут быть коническими, цилиндрическими, толстыми, тонкими, выступать за пределы корпуса или быть в нём утоплены. Поскольку сейчас практически всегда аккумуляторы принято покупать с зачётом стоимости старого, то такие ситуации легко разрешаются в торговой организации.
  • Размеры корпуса. Немаловажный фактор, поскольку батарея должна быть надёжно закреплена на штатном месте. Возможны разные конструктивные особенности крепления, их надо учитывать. Это вопрос безопасности, следует помнить, что в аккумуляторе заключена немалая энергия и залит агрессивный раствор серной кислоты.

Принцип действия аккумулятора

В элементах батареи между сернокислотным электролитом и свинцовыми электродами непрерывно протекают электрохимические реакции. При разряде в результате обмена ионами часть кислоты превращается в воду, и плотность электролита падает. Зависимость плотности и уровня заряженности настолько точная, что зная исходное значение плотности можно определить степень заряда с помощью ареометра. На этом же принципе основано действие индикатора заряда, всем известного «зелёного глаза» на верхней крышке корпуса некоторых батарей. Хотя верить ему не стоит, это обычный цветной поплавок, которому не известны исходные характеристики электролита. Плотность изменяется не только от заряженности.

При заряде происходит обратный процесс, плотность растёт. Побочными явлениями будут увеличение температуры и выделение газов. В необслуживаемых АКБ предусмотрено растворение газа в электролите. Но в случае превышения штатных режимов, корпус герметичного аккумулятора может распереть внутренним давлением. А те же процессы в вентилируемых корпусах вызовут интенсивное кипение и испарение воды, недостаток которой потребует восполнения. Батареи со сниженным уровнем быстро сульфатируются и выходят из строя.

Бережное обращение с АКБ

Если помнить о наличии аккумулятора под капотом и уделять ему хотя бы минимум внимания, то он проработает значительно дольше, чем обделённая заботой батарея. В идеале стоит прочитать правила эксплуатации АКБ, но эти документы весьма пространные и мало кто на такое способен. Можно упомянуть самое важное, что стоит запомнить.

  • Аккумуляторы очень не любят глубокий разряд, особенно в холодное время года. Условия зарядки при коротких зимних поездках с холодным двигателем критические, а энергии при пусках забирается очень много. За этим надо следить и подзаряжать АКБ от внешнего источника. Просто подержать двигатель на холостых оборотах ничего не даст.
  • При длительных перерывах в вождении аккумулятор лучше подзарядить, а хранить автомобиль надо со снятой клеммой. В электросхеме машины масса потребителей, которые не отключаются после вынимания ключа.
  • Надо регулярно контролировать напряжение в сети автомобиля. При частично неисправном генераторе оно может быть заниженным или нестабильным, что постепенно разрядит аккумулятор. А при низкой плотности электролита и сильном морозе в батарее образуется лёд и восстановить её уже не получится.
  • Перезаряд тоже вреден, хотя в современном автомобиле такое можно устроить разве что умышленно. Не стоит пользоваться зарядными устройствами с неизвестным принципом действия. Как минимум, надо проконсультироваться у автоэлектрика.

Видео: Источники тока. Аккумулятор