Далеко не все владельцы транспортных средств понимают, как работает аккумулятор в машине. Но, большинство из них знает, что без качественной и заряженной АКБ завести двигатель автомобиля не получится, особенно в условиях отрицательных температур. Батарея выдает начальный электрический ток, за счет которого стартер вращает коленвал силового агрегата. После запуска двигателя необходимую энергию начинает вырабатывать генератор.
Назначение аккумуляторной батареи автомобиля
Бесперебойная работа аккумулятора автомобиля является обязательным условием эффективной эксплуатации транспортного средства. Каждый собственник авто должен следить за состоянием источника питания, своевременно производить его зарядку и замену при необходимости.
На современных автомобилях АКБ выполняет следующие функции:
- обеспечивает запуск двигателя транспортного средства в различных условиях эксплуатации, в том числе в зимнее время при парковке на улице;
- с помощью АКБ обеспечивается функционирование электрических приборов и оборудования, установленного в салоне транспортного средства;
- наличие качественного аккумулятора обеспечивает работу системы сигнализации автомобиля, обеспечивающую защиту от взлома и угона;
- в процессе движения АКБ накапливает энергию, которую отдает потребителям при появлении такой потребности.
Существует несколько разновидностей автомобильных батарей, отличающихся конструкцией, материалами, размерами, техническими характеристиками. Принцип действия и назначение всех элементов питания идентичное.
Устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля
Традиционный свинцовый аккумулятор имеет пластиковый корпус, внутри которого размещено 6 батарей. Каждый элемент выдает выходное напряжение 2 Вольта, что в сумме дает 12 Вольт. Внутри каждого элемента расположены пластины из свинца, обработанные химически активным веществом. Мелкопористый свинец и двуокись свинца наносятся на отрицательные и положительные пластины соответственно.
Принцип работы аккумуляторной батареи автомобиля заключается в активации и протекании химической реакции при подаче на АКБ нагрузки. Электролит и активное вещество взаимодействуют между собой, в результате чего вырабатывается электрический ток. Побочный эффект химической реакции – выпадение в осадок сульфата свинца и постепенное истощение электролита. По этой причине длительный забор энергии аккумуляторной батареи приводит к ее истощению.
Если двигатель автомобиля запущен, транспортное средство в движении, химическая реакция происходит в обратном направлении. Восстанавливается способность АКБ выдавать ток. При длительном движении авто аккумулятор набирает полную емкость и функционирует без сбоев.
Что внутри аккумулятора автомобиля
Если устройство и принцип работы аккумулятора автомобиля у многих автовладельцев не вызывает особых вопросов, то и присутствует понимание необходимости периодической профилактики и подзарядки АКБ. Каждая батарея, вне зависимости от производителя и модели. Является достаточно сложным устройством, в состав которого входят следующие элементы:
- на корпусе изделия присутствуют клеммы, отрицательная и положительная. К ним подключаются силовые провода от электрической системы авто;
- кислотный раствор, заполняющий АКБ, состоит из смеси дистиллированной воды и серной кислоты;
- для соединения клемм с внутренними токовырабатывающими элементами предусмотрены специальные литые ремешки;
- отрицательная пластина выполнена в форме металлической решетки, покрытой активным веществом;
- положительная пластина представляет собой металлическую сетку, покрытую диоксидом свинца;
- с помощью сепаратора положительные и отрицательные пластины отделяются друг от друга и не соприкасаются;
- крышка и корпус АКБ выполнены из прочного пластика, устойчивого к механическим и химическим нагрузкам;
- батарейные пластины из положительных и отрицательных чередующихся элементов заполняют всю емкость АКБ.
Подобная конструкция и состав являются типовыми для разных видов аккумуляторных батарей. Существуют обслуживаемые и необслуживаемые модели. Изделия второго типа не предполагают возможности доливки электролита, не требуют обслуживания на всем сроке эксплуатации.
Особенности конструкции современных аккумуляторов
Длительная и безотказная работа АКБ автомобиля возможна при использовании качественных батарей и своевременной профилактики устройств. Современные модели аккумуляторов имеют длительный срок эксплуатации за счет особенностей конструкции. В зависимости от типа, марки и модели АКБ, производители могут использовать следующие технические решения:
- за счет радиальной конструкции решетки и производства пластин методом выдавливания ячеек из цельного листа удается сохранить химическую структуру металла, что положительно сказывается на технических характеристиках продукции;
- использование в качестве материала для производства решетки сплава свинца и серебра, прочность пластин увеличивается. При этом снижение массы и толщины решетки достигает величины в 30 процентов, длительность эксплуатации АКБ возрастает на 0 процентов;
- в штатный корпус аккумулятора устанавливается большее количество пластин, выполненных по технологи выдавливания. Это позволяет поднять емкость АКБ и длительность его работы;
- использование сепараторов со стеклотканью позволяет исключить вибрации и высыпание материала при химической реакции, сохранить активную массу решеток;
- добавление в электролит модификаторов противодействует загустеванию жидкости в условиях низких температур. Соответственно проводимость остается прежней, внутреннее сопротивление не увеличивается;
- для исключения коротких замыканий пластины помещаются в сепараторы, выполненные в форме конвертов с запаянными краями. Такая конструкция исключает выпадение осадка их сепаратора, сводит риск КЗ к минимуму.
Существуют и другие особенности современных аккумуляторов. Технологии постоянно развиваются. Производители вносят инновационные идеи, позволяющие улучшить качество продукции.
Корпус и крышка
Одними из основных элементов каждой аккумуляторной батареи являются корпус и крышка. Данные модули выполнены из прочного, химически устойчивого пластика, выдерживающего перепады температуры и влажности. Материал нейтрален к воздействию кислоты, сохраняет прочность и герметичность в течение всего времени использования АКБ.
Пластины
В каждом аккумуляторе есть набор отрицательных и положительных пластин которые называются катод и анод соответственно. Отрицательная пластина выполнена из губчатого свинца, положительная из диоксида свинца и является пористой.
Добавление в свинец дополнительных материалов позволяет исключить быструю разрядку АКБ. Такие элементы замедляют процесс сульфации и позволяют поднять емкость АКБ на 70 процентов. Современные модели батарей выполнены с использованием чистого свинца, очищенного от примесей. За такой особенности удается поднять мощность отдаваемый пусковой ток.
Электролит
Залитый в каждый аккумулятор электролит представляет собой смесь, состоящую на 35 процентов из серной кислоты и на 65 процентов из дистиллированной воды. Высокая плотность электролита позволяет исключить замерзание АКБ при сильных морозах. Чем выше этот показатель, тем более качественным является аккумулятор.
Сепаратор
Для разделения пластин, исключения их контакта между собой, в состав каждого аккумулятора входят сепараторы. Данные элементы выполнены из химически нейтрального пластика, ревертэкса или эбонита. Сепаратор отделяет отрицательные пластины от положительных.
Микроволокно используется для изготовления сепараторов для современны моделей АКБ. Такой материал является высокотехнологичным, выполняет функцию удержания электролита внутри батареи. Пластины завернуты в микроволокно и плотно составлены в АКБ.
Клеммы и пробки
Имеющиеся на каждом аккумуляторе клеммы выполнены из свинца. К положительной и отрицательной клеммам присоединяются контакты электрической сети транспортного средства. Если аккумулятор предполагает обслуживание в процессе эксплуатации, на его крышке размещены заливные пробки по количеству банок. Эти пробки можно выкрутить, замерить уровень электролита, долить дистиллированную воду.
Принцип работы АКБ автомобиля
Каждый аккумулятор работает за счет непрерывной химической реакции, происходящей между пластинами. При разрядке АКБ на катоде восстанавливается диоксид свинца, на аноде происходит окисление свинца. За счет сульфатации из кислоты выделяется водород, который вступает в реакцию с кислородом с анода. В результате химической реакции вырабатывается электрическая энергия.
Процесс зарядки предполагает восстановление серной кислоты, образование диоксида свинца. Увеличивается плотность электролита и емкость аккумуляторной батареи. Постоянные процессы зарядки и разрядки аккумулятор происходят весь срок его эксплуатации. От владельца требуется следить за уровнем электролита.
Виды аккумуляторов для автомобилей
Все представленные на рынке АКБ делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Изделия, указанные первыми, комплектуются пробками для проверки уровня и заливки жидкости. Необслуживаемые модели не требуют профилактики при использовании.
АКБ с жидким электролитом
Модели АКБ с жидким электролитом рассчитаны на 3-5 лет эксплуатации. Для продления срока службы желательно периодически проверять уровень электролита и доливать жидкость при необходимости. Такие батареи наиболее востребованные на рынке.
EFB аккумуляторы
Аккумуляторы, выполненные по технологии EFB, комплектуются пластинами, завернутыми в микроволокно. Площадь контакта с пластинами увеличена, что делает емкость и мощность более высокими. Такие АКБ не обслуживаются, срок их эксплуатации составляет 4-5 лет.
AGM
В конструкцию АКБ, выполненных по технологии AGM, входят газоотводные клапаны. Между пластинами размещается волокно с электролитом в порах. Процесс сульфатации в таких батареях проходит очень медленно. Срок службы таких аккумуляторов достигает 10 лет, но и стоимость изделий достаточно высокая.
Гелевые АКБ
В аккумуляторах данного типа электролит достаточно густой из-за наличия присадок. Жидкость выполняет также функции сепаратора. Такие батареи сохраняют технические характеристики в течение 10 лет, но стоят в несколько раз дороже стандартных моделей. К минусам АЛБ относится чувствительность к короткому замыканию.
Каждый тип АКБ имеет свои достоинства и недостатки. При выборе необходимо сравнивать технические характеристики, стоимость, условия эксплуатации и другие параметры изделий.
