Аккумулятор в машине что это

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.

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:

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:

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.

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.

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.

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.

Для того что бы понимать какой аккумулятор вам нужен, необходимо знать два параметра:

Далее рассмотрим для каких двигателей, какие аккумуляторы подходят. Это таблица для бензиновых моторов:

Для дизельных силовых агрегатов эти параметры несколько иные:

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.

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

Гелевая АКБ

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.

Литий-ионная АКБ, чешской компании Варта

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.

Источник

Аккумулятор автомобильный.

Устройство автомобильного аккумулятора.

Устройство автомобильного аккумулятора таково, что в корпусе аккумуляторной батареи последовательно соединены шесть аккумуляторов. Корпус батареи изготовлен из диэлектрического материала, стойкого к воздействию кислот. Каждый из шести элементов батареи состоит из чередующихся электродов противоположной полярности, покрытых активным веществом. Аноды и катоды изолированы друг от друга пластиковыми сепараторами.

Электроды современных необслуживаемых батарей изготовлены из свинцово-кальциевого сплава. Такая конструкция позволяет избежать излишних действий по поддержанию стабильной работоспособности автомобильного аккумулятора в течение срока службы благодаря пониженному уровню саморазряда (т. е. потери 50% емкости батареи в течение полутора лет) и очень низкий расход воды — всего 1 г/Ач.

Иногда встречаются более дешевые гибридные автомобильные аккумуляторы. Их отличие в том, что положительный электрод изготовлен из сплава свинца и сурьмы, а отрицательный также свинцово-кальциевый. Они также считаются необслуживаемыми, но требуют чуть больше внимания из-за того, что вода расходуется до двух раз быстрее.

В процессе зарядки батареи в электролите образуются газы, для отвода которых предусмотрена система вентиляции. Газоотводы от каждого элемента соединяются в центральной системе, из которой газы выходят в атмосферу.

Современные автомобильные аккумуляторы оснащены индикаторами заряда. В зависимости от уровня плотности электролита цвет «глазка» меняется — чёрный означает низкий заряд, желтый — недостаточная степень зарядки, зелёный говорит о том, что батарея полностью заряжена.

Принцип работы авто аккумулятора.

Принцип работы авто аккумулятора очень прост, работа автомобильного аккумулятора происходит циклически — при разряде энергия, выделяющаяся в результате химической реакции преобразуется в электрическую, а в процессе зарядки электричество вызывает обратную реакцию, и энергия накапливается.

Авто аккумулятор разряжается при подключении электрооборудования автомобиля — фар, стартера и других электроприборов. В этом режиме происходит взаимодействие электродов, покрытых активным веществом (диоксидом свинца покрыты положительные и губчатым свинцом — отрицательные) с электролитом. В результате этой реакции выделяется сульфат свинца и вода, которая разбавляет электролит и уменьшает его плотность.

После того, как двигатель начинает работать, генератор вырабатывает электрический ток, под воздействием которого сульфат свинца превращается в свинец, серную кислоту и двуокись свинца. Содержание кислоты в электролите растет, и его плотность повышается. Точно такой же процесс происходит при заряде аккумулятора от зарядного устройства.

В среднем срок службы автомобильного аккумулятора около 4-5 лет, но он сильно зависит от условий эксплуатации. Технологии производства батарей совершенствуются, что позволяет улучшить эффективность аккумуляторов и увеличить срок его работоспособности.

Схема автомобильного аккумулятора и его технические параметры.

Технические параметры автомобильного аккумулятора включают в себя такие понятия как: номинальная емкость, измеряемая в ампер-часах (Ач), означает, сколько энергии отдаёт полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде в течение двадцати часов. Например, если на батарее написано, что его емкость составляет 50 Ач, то это значит, что он может отдавать ток силой 2,5 А на протяжении двадцати часов.

Также существует неофициальный показатель, который называется резервная емкость. Она измеряется в минутах, и показывает. В течение какого времени авто аккумулятор может без помощи генератора выдавать ток в 25 А. Считается, что качественная батарея при падении напряжения до 10,5 В должен сохранять работоспособность в таком режиме не менее 1,5 часов.

Номинальное напряжение авто аккумулятора, предназначенного для легкового автомобиля, составляет 12 В. Оно складывается из напряжения отдельных элементов батареи.

Источник

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.

Что такое АКБ в машине?

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:

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:

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:

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 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:

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.

Источник