Аккумулятор

Само слово «аккумулятор» в переводе с латинского означает «собиратель» (от accumulo – собираю).  Аккумулятор и генератор являются источниками электрической энергии автомобиля. Энергия аккумулятора используется для работы стартера, инжектора, светового оборудования и блока управления двигателем. Ток высокой силы, который необходим автомобилю для полноценной работы, один аккумулятор выдать не в силах, поэтому в машинах обычно устанавливают аккумуляторную батарею (АКБ), которая представляет собой несколько аккумуляторов, соединенных последовательно. Сила тока в них суммируется, на выходе получается мощность, достаточная для запуска двигателя.

Устройство автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор – это химический источник тока. В зависимости от конструкции автомобиля он может находиться под капотом, в салоне, под сиденьем водителя, в багажнике и т.д.

Каждый аккумулятор, входящий в состав батареи, представляет собой емкость с водным раствором серной кислоты (электролитом). На техническом жаргоне такие емкости называются «банки». Именно от качеств серной кислоты и воды, которые входят в состав электролита, зависит срок эксплуатации автомобильного аккумулятора.

В электролит помещены электроды - пакеты пластин (множество положительно и отрицательно заряженных  пластин), изготовленные из сплавов свинца. В сплавах содержатся компоненты, защищающие свинец от коррозии. Пластины разделены на мелкие ячейки для нанесения активной массы. Активная масса – это основной химический реактив в работе аккумулятора.

Положительно и отрицательно заряженные пластины  попарно соединяются токосборниками, которые, в свою очередь, выводятся наружу к выводным зажимам (борнам). К ним подключаются клеммы аккумулятора. Существуют аккумуляторы с верхними или боковыми клеммами.

Под пакетами пластин снизу есть так называемый «шламовый зазор». Туда попадают отходы химических реакций (кусочки активной массы, свинца и т.д). Эти отходы не должны загрязнять нижние края пластин, так как в противном случае произойдет замыкание.

Между электродами установлен сепаратор. Это, как правило, тонкий пористый лист из полимерных материалов, который устанавливается, чтобы не произошло короткое замыкание.

Вся конструкция собрана в пакет и стянута бандажом, который не допускает смещения пластин, ведь под действием вибраций пластины могут перемещаться.

Принцип работы

Принцип работы аккумулятора основан на преобразовании химической энергии в электрическую. Активные вещества электродов под действием кислоты частично растворяются. На отрицательном электроде (катоде) при этом остаются  электроны, а  на положительном электроде (аноде) появляются  положительно заряженные ионы свинца. Между электродами возникает разность потенциалов (напряжение). Вследствие этого по цепи начинает идти электрический ток.

История создания

С момента создания аккумулятора французом Гастоном Планте принцип работы и схема устройства ничуть не изменились. А ведь с появления этого устройства прошло почти 150 лет.

Однако вряд ли первый аккумулятор можно установить на одну из современных моделей авто. С течением времени конструкция совершенствовалась: аккумулятор уменьшался в размерах, приобретая новые качества. Если раньше его использовали только для запуска двигателя, то в настоящее время  при выключенном двигателе он обеспечивает работу разнообразных потребителей электроэнергии. Если же двигатель включен, аккумулятор помогает генератору снабдить энергией все потребляющие устройства авто.

До конца 40-х годов все автомобили имели электрооборудование 6В (это значит, что в составе батареи находилось три аккумулятора по 2В). Сейчас аккумуляторы с таким напряжением используются преимущественно в мототехнике. На всех легковых автомобилях напряжение соответствует 12В, а на тяжелых грузовиках, троллейбусах, трамваях и армейском транспорте -  только 24В.

Типы автомобильных аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторы бывают четырех типов.

1.Обслуживаемые АКБ. Это классические аккумуляторные батареи. Их металлические пластины содержат сплав свинца и сурьмы. Данный тип аккумуляторов допускает замену (долив) электролита через специальные заливные горловины. Сегодня обслуживаемые аккумуляторы практически не выпускаются.

2. Малосурьмянистые АКБ. С течением времени производители поняли, что, если свести уровень сурьмы в составе сплава к минимуму, бурного испарения воды не происходит.  Аккумулятор стал малообслуживаемым. Основные производители малосурьмянистых аккумуляторов – Baren, Varta, Bosch.

3. Кальциевые АКБ. Отличаются, в первую очередь, составом пластин: они  изготовлены из кальциевого свинца. Это практически необслуживаемый аккумулятор, который впервые придумала и построила американская фирма Delco Remi.

4. Гибридные (комбинированные) АКБ. Созданы на основе кальциевого (катодные пластины) и малосурьмянистого (анодные пластины) сплавов. Такое «смешение» технологий позволяет увеличить срок эксплуатации. На сегодняшний день наиболее популярный тип батарей.

Одной из важнейших характеристик аккумуляторов является их энергоемкость. Это количество электроэнергии, которое аккумулятор выделяет в процессе разряда до итогового напряжения. У малолитражных автомобилей (Mercedes B200, Fiat Uno60, Daewoo Matiz и др.) энергоемкость аккумулятора, соответственно, тоже небольшая - порядка 30-40А/ч. У автомобилей с большим объемом двигателя, как правило, и  аккумуляторы на 100-120 А/ч.

Плюсы и минусы разных типов аккумуляторов

Все разновидности аккумуляторов имеют свои плюсы и свои минусы. Однозначно сказать, какой вид самый лучший, очень сложно.  Например, кальциевые аккумуляторы обладают низким саморазрядом, не требуют никакого обслуживания, но не терпят глубоких разрядов.

Для обслуживаемых и малообслуживаемых аккумуляторов глубокий разряд допустим, но они требуют периодической доливки дистиллированной воды.

С понижением температуры падает зарядная способность аккумулятора. Короткие поездки в морозную погоду могут разрядить даже новый аккумуляторов, что, в свою очередь, может привести к снижению срока эксплуатации (особенно для кальциевых АКБ).

Вопросы эксплуатации

Если уровень заряда батареи постоянно будет соответствовать 70-90%, она прослужит очень долго.

Обслуживание АКБ упрощается, если у них имеется индикатор. Зеленый  цвет индикатора означает, что  батарею  можно эксплуатировать, черный  цвет –  батарею необходимо зарядить. Если глазок индикатора белеет, необходимо добавлять электролит (дистиллированную воду).

«Необслуживаемые» батареи сделаны таким образом, что заботиться об уровне электролита в них не нужно. Но это относится только к полностью исправному автомобилю. Если забарахлит или выйдет из строя реле-регулятор, батарея любой конструкции тут же закипит. Если кипение будет продолжительным, то даже полностью новую батарею придется менять, так как она придет в негодность.

Нельзя допускать глубокой разрядки аккумулятора.

Нежелательно заменять аккумулятор при работающем двигателе, так как скачки напряжения могут привести в негодность электрооборудование автомобиля.

Следует также учитывать, что у различных моделей авто соответственно и различное расположение клемм аккумулятора. У некоторых аккумуляторов плюсовая клемма расположена слева, у некоторых наоборот.  Именно от этого зависит полярность АКБ. Подбирая батарею, необходимо учитывать полярность и диаметр клемм, в противном случае провода могут не дотянуться до клемм АКБ другой полярности.

Необходимо помнить, что имеются свои различия и у корпусов различных АКБ. У автомобилей марок Honda, Subaru, Suzuki, Toyota европейского производства размер корпуса АКБ не соответствует европейскому стандарту, клеммы же имеют европейский стандарт. У этих же машин японского и азиатского производства ни корпус, ни клеммы не соответствуют европейским.

Кроме того, АКБ Jeep, к примеру, выше и короче в сравнении с европейской.

Во избежание утечки  электролита, периодически нужно проверять, насколько прочно закреплены клеммы. При необходимости нужно подтянуть гайки. Также необходимо удалять с клемм возможный солевой налет и смазывать их специальной пластичной смазкой для полюсов.