Что такое АКБ Устройство автомобильного аккумулятора

История развития АКБ

Когда-то для запуска двигателя, необходимо было с усилиями крутить стартерный рычаг. Это очень изнурительное занятие. У современных автомобилей данную проблему решает автоаккумулятор. Отметим, что принцип работы автомобильного аккумулятора был описан больше 1,5 веков назад и на сегодняшний день он не изменился.

АКБ в системе автомобиля

Аккумуляторы «свинцового» типа имеют высочайшую надёжность, отличное качество в паре с доступной стоимостью, а также подлежат утилизации. Благодаря этому они востребованы, а процесс их развития активно движется вперед.

В последнее время возрастающей популярностью начинают пользоваться транспортные средства, имеющие электрический гибридный привод, а также электромобили. Доступны и постоянно модернизируются АКБ закрытого исполнения. Данные аккумуляторы не предполагают специального обслуживания, поскольку вещество, заливаемое внутрь (дистиллированная вода) почти не подлежит разложению.

Внутреннее устройство

Технический прогресс даже в автомобильной промышленности движется семимильными шагами и его не остановить! Но несмотря на это, машины питаются от привычного элемента, начало которому было положено еще в середине XIX столетия.

Первым, кто изобрел столь нужную вещь, является Гастон Планте, а ее появление пришлось на 1860 год. Конечно, внешний облик батарей тогда разительно отличался, но уже с наступлением 1878 года она приобрела уже современные очертания, которые мы видим по сей день. Эти усовершенствования были введены Камилем Форум.

С той поры кардинальных перемен не было, а если возникали, то носили чисто косметический характер либо менялось качество изготовления составляющих — не более того.

Перечислим же основные элементы источника питания:

  • корпус;
  • крышка;
  • положительная клемма;
  • отрицательная клемма;
  • плюсовые электроды (аноды);
  • минусовые электроды (катоды);
  • заливные пробки;
  • соединительные перемычки;
  • электролит.

Что такое АКБ Устройство автомобильного аккумулятора

Все это в совокупности и обеспечивает выдачу необходимой электрической энергии для запуска двигателя и поддерживания работоспособности бортовой сети. Любой владелец, кто знает, как снимать аккумулятор с машины, хотя бы вкратце знаком с его устройством. А вот новичкам будет интересно.

Типы источников тока

АКБ различаются по своему предназначению, характеристикам, тому как устроен аккумулятор и материалам, используемым при их изготовлении. На сегодняшний день в мире производится более трёх десятков типов различных аккумуляторов, основное различие между которыми заключается в химическом составе электродов, а также используемым видом электролита.

  • свинцово-кислотные;
  • литиевые;
  • никель-кадмиевые.

Рекомендуем: Измерение внутреннего сопротивления автомобильного аккумулятора (АКБ)

На них приходится значительная часть рынка элементов питания. Для лучшего представления о том, из каких материалов могут изготавливаться современные аккумуляторы стоит привести их полный список:

  • железо;
  • свинец;
  • титан;
  • литий;
  • кадмий;
  • кобальт;
  • никель;
  • цинк;
  • ванадий;
  • серебро;
  • алюминий;
  • целый ряд прочих металлов, которые, правда, используются крайне редко.

Применение при производстве различных материалов оказывает значительное влияние на итоговые эксплуатационные показатели и, как следствие, на область возможного использования. Например, литий-ионные АКБ часто устанавливаются в мобильные компьютеры и другие гаджеты.

Единство

Вся подобного рода станция представлена шестью отдельными банками, подключенными последовательно. Они помещены в общий корпус, образуя тем самым единую конструкцию. Каждая из этих банок содержит внутри набор положительных и отрицательных пластин. Теперь рассмотрим каждый из элементов АКБ по отдельности.

Большая часть — это свинцово-кислотные изделия, которые можно встретить под капотом практически любого транспортного средства. Каждому владельцу железного коня желательно знать, как устроен этот важный элемент электрической бортовой сети, что позволит бережнее к нему относиться.

Вдобавок изучение этого вопроса способствует предотвращению его проблем в будущем. И если водитель — человек ответственный и заботливый, то и поводов для беспокойства не будет.

Классическая АКБ

До сегодняшнего дня широко применяются три вида электроаккумуляторов:

  • свинцово-кислотный аккумулятор — дата его создания начало ХХ столетия и на сегодня устройство аккумуляторной батареи автомобиля не изменилось;
  • с литиево-ионным аккумулятором автолюбители познакомились не так давно (около 15 лет назад) его конструкцию и скорость завоевания рынка называют революционной, впрочем, как и постоянное ее усовершенствование;
  • железо-никелевый аккумулятор безламельного типа тоже появился недавно, но его производственные затраты и конечная потребительская стоимость оказались слишком высоки, поэтому со временем он был вытеснен с рынка.

Свое долголетие свинцово-кислотная АКБ обеспечивает абсолютным лидерством ДВС. То, как устроен автомобильный аккумулятор максимально соответствует требованиям безопасности к источнику электрической энергии, который обеспечивает кратковременную выдачу ее с громадной силой, требуемой при старте силового агрегата машины.

Корпус и крышка

Основа работы любой АКБ заключена в электролите, частью которого является серная кислота, хоть и разбавленная. Стало быть, и материалы должны быть соответствующими. То есть корпус и крышка изготавливаются из того сырья, который нейтрален по отношению к воздействию электролита.

В частности для изготовления современных источников могут применяться такие материалы:

  • Пропилен — обладает стойкостью к кислоте, не проводит ток.
  • Вулканизированный каучук или эбонит — этому материалу характерны такие качества, как высокая прочность на растяжение, упругость, хрупкость (ниже стекла). Обычно из такого материала делаются переносные корпуса.
  • Кислотоупорные пластмассы — оптимальный вариант.
  • Металл — в редких случаях все выглядит как металлический бак с резиновым чехлом.
  • Термопласт — его особенность в том, что при нагревании он размягчается, а охлаждаясь, переходят в твердое состояние.
Читать далее:  Галогеновые ксеноновые и светодиодные лампы

Крышка изготавливается из того же материала что и корпус. Для соединения этих деталей воедино используется мастика.

Электроды

Они выполнены из свинца, причем не только положительные, но и отрицательные, хоть с небольшим отличием:

  • катод — пористый или губчатый свинец;
  • анод — диоксид свинца.

В целях повышения эффективности и срока службы свинцовые пластины легируются кальцием.

Изоляция

В пространство между токопроводящими пластинами помещены сепараторы. Для изготовления этого микропористого изоляционного слоя используется эбонит или ревертекс. Оба варианта производятся из каучука и внешне имеют сходство с резиной.

Функция сепараторов заключается в том, что изолировать положительные и отрицательные пластины между собой. Тем самым исключается их короткое замыкание друг на друга. Не будь их, это бы произошло, в результате вибраций силового агрегата. А без них просто не обойтись, так как это обусловлено спецификой работы двигателя.

Исходом короткого замыкания является выход из строя бортового компьютера, а также прочего электрооборудования и то в лучше случае. Нельзя исключать риска возгорания машины. К тому же огонь по автомобилю распространяется очень быстро.

Клеммы

Сами контакты изготовлены тоже из свинца. Именно они обеспечивают связь с электрической бортовой сетью транспортного средства. При этом существуют самые разные вариации (в скобках указан стандарт):

  • Исходя из размеров:
    • Тип A: диаметр положительной клеммы — 19,5 мм, отрицательной — 17,8 мм. (европейский).
    • Тип B: размеры плюсового контакта — 12,7 мм, минусового — 11,1 мм (азиатский).
  • По конструкции:
    • Винтовые — тип E — европейский стандарт, F — американский стандарт.
    • Под болт — тип G — американский стандарт, T — российский стандарт.

Также можно встретить другие типы — C, D, H, которые отличаются друг от друга формой исполнения. Клеммы типа A и B имеют коническую форму, причем у АКБ для отечественных автомобилей плюсовой контакт заметно больше минусового. Это не позволит сбиться в случае чего, надо только запомнить. Тип «под болт» рассчитан на грузовой транспорт.

Перемычки

Соединительные перемычки тоже свинцовые, поскольку их задача кроется в объединении банок в один блок. В итоге получается общая конструкция, которые выдает необходимые 12 вольт.

Заливная пробка

Здесь уже несложно догадаться, для чего нужна эта деталь. Чтобы заливать электролит в каждую банку.

Электролит

Это раствор, состоящий следующих компонентов:

  • серная кислота — 35%;
  • дистиллированная вода — 65%.

В этой жидкости электрический ток свободной перетекает от отрицательных пластин к положительным. На рынке можно найти более дорогие изделия, где электролит выглядит как гель, что исключает его испарение и растекание. В связи с этим, такой вариант считается необслуживаемыми.

Полезное дополнение

Что такое АКБ Устройство автомобильного аккумулятора

Внутри работающего источника электрической энергии протекают химические процессы с образованием газа. В целях снижения его пагубного влияния ряд производителей делает в корпусах газоотвод. При этом отвод выполняется в определенную сторону, исходя из конкретного типа изделия, и его расположения.

Как устроен аккумулятор

Аккумуляторная батарея устроена таким образом, чтобы в результате подачи на её клеммы постоянного тока происходило эффективное накапливание электрической энергии. Автомобильная АКБ состоит из 6 изолированных друг от друга ёмкостей, в которых находятся отрицательные и положительные пластины, отделённые между собой сепараторами.

Каждая такая банка позволяет аккумулировать электрический ток напряжением до 2,1 В. Для получения стандартного напряжения бортовой сети автомобиля, применяется схема последовательного подключения таких электрических элементов. Немаловажной особенностью современных кислотных аккумуляторов является полная герметизация корпуса изделия.

Важный параметр

О такой важной характеристике просто грех не упомянуть! Самим термином определяется следующее — то количество энергии, которое элемент отдает при определенном напряжении и в течение заданного промежутка времени (обычно час).

А в чем измеряется эта характеристика? Точнее, какие единицы для этого используются? Емкость измеряется в ампер-часах или сокращено — А·ч. Именно по этой характеристике опытные водители делают свой выбор. В этом их полностью поддерживают многие производители. На многих изделиях можно заметить такие надписи — 55, 60, 75 Ah.

  • 15 ампер — 4 часа;
  • 7,5 ампер 8 часов;
  • 3,75 ампер — 16 часов;
  • Порядка 2 ампера — 32 часа и т. д.

Что такое АКБ Устройство автомобильного аккумулятора

Только это все следует понимать условно, ведь чем большая нагрузка ложится на АКБ, тем быстрее она будет разряжаться. Но как узнать оптимальный параметр батареи для своего автомобиля. Этот параметр всегда указывается в инструкции по эксплуатации к транспортному средству.

Особенности правильного демонтажа

В завершении стоит затронуть столь распространенный вопрос, которым задаются обычно новички, так как опытные водители прекрасно знают на него ответ. Однако и им стоит напомнить, ибо даже у них могут случиться ошибка по разным причинам — и основная из них, это невнимательность.

Обычно источник электроэнергии располагается в подкапотном пространстве справа или слева в зависимости от полярности, которая может быть прямой либо обратной. Далее следует простые действия:

  • Открывается капот.
  • Убирается шумоизоляция и тканевая защита, если таковая имеется.
  • Отсоединяется отрицательная клемма, для чего обычно используется ключ на 10 или в диапазоне от 8 до 10. Все опять-таки зависит от модели автомобиля.
  • Потом можно переходить к отсоединению плюсовой клеммы.
  • Далее ослабляются и убираются крепления.
  • Все готово к извлечению — достаточно ухватиться за ручки изделия и поднять со своего места.

Некоторые умельцы приноровились вытаскивать аккумулятор с автомобиля при работающем двигателе. Только стоит уяснить, что делать это лучше на короткое время. К примеру прикурить соседскую машину, когда проводов нет в наличии. После чего вернуть батарею на место. В остальных случаях проводить операцию только при неработающем моторе.

Важное пояснение

Стоит отметить важный момент касательно того, как снимать АКБ и в частности, какую клемму отсоединять первой. Как раз отрицательную, поскольку если при этом ключом задеть любую металлическую деталь, то вероятность замыкания исключается — минус на минус ничего не дает. А вот если первой откручивать плюсовой контакт, то уже есть риски.

По сути, здесь особой разницы нет, что отсоединять в первую очередь (хоть плюс, хоть минус), так как это не влияет на бортовую сеть. Важно учесть, что при откручивании положительной клеммы следует соблюдать предельную осторожность, так как есть риск задеть ключом что-нибудь металлическое.

Читать далее:  БМВ Х6 2017 года новая модель фото цена видео тест-драйв характеристики отзывы

А поскольку за собой уследить невозможно, то многие опытные водители отсоединяют первой именно минусовой контакт, разрывая тем самым цепь. И если при снятии уже положительной клеммы все же задеть ключом металлическую деталь уже ничего не случится, так как цепь разомкнута.

А вот когда аккумулятор ставится на место, то здесь опять-таки в силу предосторожности, первой подключается именно положительный контакт и только потом отрицательный. Во избежание все того же короткого замыкания.

Что такое АКБ Устройство автомобильного аккумулятора

Современные АКБ состоят из следующих основных элементов:

  1. Пластины (гальванические элементы)
  2. Сепараторы – прослойки
  3. Полюсные выводы
  4. Герметичный корпус (моноблок)
  5. Крышка корпуса

Элементы аккумулятора

В техническое устройство аккумуляторных батарей включены гальванические элементы (пластины) – химические источники электроэнергии. Их количество составляет 6 штук, они соединены друг с другом последовательно, при помощи перемычек. Один отрицательно заряженный вывод блока крепится к положительному выводу другого.

Гальванические элементы располагаются в отдельном корпусе, при этом они разделены перегородками. В своей совокупности аккумуляторы образуют батарею.

Гальванический элемент автомобильного аккумулятора относится к обратимым источникам химического тока – это означает, что цикл «заряд-разряд» можно повторять несколько раз. Он состоит из двух электродов (полублоков) разной полярности – свинцовых решетчатых пластин. Электроды располагаются в растворе серной кислоты (38 %) и дистиллированной воды. Их смесь является электролитом – веществом, способным проводить ток.

Между электродами, во избежание короткого замыкания, находится сепаратор – диэлектрическая прослойка. Сепаратор выполняет функцию изолятора, и не допускает соприкосновения электродов разной полярности, но при этом не нарушает электролитическую проводимость батареи.

Что такое АКБ Устройство автомобильного аккумулятора

Сепаратор изготовлен из пластмассы микропористой структуры, в виде конверта, надетого на гальванические элементы положительного заряда. Такой прием помогает активной массе с положительно заряженных пластин не оседать на дне моноблока и не соприкасаться с пластинами отрицательного заряда.

Разработка устройства сепаратора в форме конверта позволила фирмам производителям АКБ прийти к малообслуживаемым и необслуживаемым аккумуляторам.

Полюсные выводы

Полюсные выводы АКБ изготовлены из свинца. Их размер различается в зависимости от полярности вывода, так положительный является большим по отношению к отрицательному. Данная особенность не случайна и служит защитой от неправильного подключения элементов аккумуляторной батареи, что в свою очередь исключает потерю активных масс и помогает избежать сокращения работоспособности АКБ.

Корпус аккумулятора (моноблок) прошел свою эволюцию от деревянного, покрытого изнутри листовым свинцом, далее – эбонита.

В 40-х гг. XX века появились первые корпуса из синтетических материалов. Современные АКБ состоят из синтетического полипропилена. К материалам моноблоков предъявляются большие требования относительно его долговечности и безопасности. Корпус рассчитан выдерживать постоянное соприкосновение химических составляющих, вибрацию и изменение температуры.

Крышка корпуса

Назначение крышки корпуса – плотное закрытие межэлементных соединений АКБ. У прежних аккумуляторов ячейками были резьбовые пробки, предназначенные для доливки электролита и отвода газа при эксплуатации аккумулятора. В конструкции необслуживаемого АКБ пробки не установлены вообще, либо плотно закрыты. Вывод газов предусмотрен при помощи центральной системы вентиляции.

Она состоит из двух частей и оборудована лабиринтом. При помощи лабиринта водяные пары образующиеся при зарядке АКБ конденсируются и стекают обратно в батарею. В крышку интегрированы центральный газоотвод и система защиты от воспламенения газов. Защита от воспламенения выполнена на выходе газоотвода из аккумулятора в виде небольшого круглого диска, она получила название — фритта.

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.

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 %.

Виды аккумуляторов для автомобилей

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.

Большая емкость — вред или нет?!

Чем может грозить установка в машине источника с большей, чем положено емкостью? Не приведет ли это к неприятным последствиям? Подобные вопросы задают многие автолюбители, перед которым возникает необходимость покупки новой батареи. В особенности это касается новичков. К примеру, стоит ли ожидать плохого, если поставить элемент 70 А·ч вместо положенных 55 А·ч?

Читать далее:  Нагрузочная вилка для аккумулятора что это такое и для чего нужна как проверить АКБ таблица напряжения

Стоит отметить, что вокруг этой темы ходит множество мифов. Один из них выглядит так: «Если допустимая емкость аккумулятора автомобиля 60 А·ч, то результаты отклонений могут быть разные и не вполне хорошие:

  • Поставь батарею с 50 А·ч и она закипит.
  • Установка АКБ на 70 А·ч обернется недозарядом.

Это один из показательных примеров. В действительности ничего страшного не произойдет. Единственное что нужно — чтобы новое более емкое изделие поместилось в посадочное место, поскольку у них чуть больше габариты.

Но чем объясняется необходимость «увеличить» эту характеристику таким способом? Главным образом это обусловлено особенностями запуска двигателя при отрицательной температуре. В особенности это касается местности с суровым климатом, где температура воздуха может опуститься ниже 30 °C.

Назначение

АКБ в обычном автомобиле предназначен для работы стартера при запуске двигателя и для устойчивого снабжения заданного вольтажа электроэнергией, многочисленного электрооборудования. При этом роль автомобильного аккумулятора, как «энергетического буфера», при недостаточном поступлении энергии от генератора не менее важна.

Типичный пример подобного режима – при работе двигателя на холостых оборотах во время стояния в пробке. В такие моменты весь электропакет и дополнительное сервис-оборудование запитаны только от аккумулятора. Критически важна роль кислотного аккумулятора при аварийных форс-мажорах: поломка генератора, регулятора напряжения, выпрямителя тока, при обрыве ремня генератора.

Емкостная зависимость

Старый обслуживаемый сурьмянистый автомобильный аккумулятор

На что влияет емкость? Об этом и некотором другом как раз далее и пойдет речь. За 2-3 года эксплуатации автомобиля у аккумулятора этот параметр постепенно снижается, что неизбежно отражается на работе основных узлов силового агрегата. В зимнее время двигатель может запускаться с трудом. По этой причине каждому водителю следует знать, как можно проверить эту важную характеристику, чтобы своевременно принять соответствующие меры, без нежелательных последствий.

Но для начала следует познакомиться с тем, что именно оказывает влияние на столь важный параметр. В частности речь идет о следующем:

  • состав электролита;
  • количество активной массы;
  • состояние пластин.

Посторонние примеси в электролите неизбежно приведет к падению емкости.

В результате химических процессов испаряется жидкость и как следствие падает масса электролита, а вот концентрация кислоты наоборот растет.

От толщины и состояние пластин зависит длительность работы аккумулятора и его емкость. При меньшей массе электролита пластины начнут осыпаться, а их толщина уменьшаться. Это может привести к короткому замыканию, так как мелкие металлические частички могут образовать проводящий мостик между пластинами разного потенциала.

Возвращаясь к вопросу можно подытожить — сама емкость влияет на продолжительность беспрерывной работы. То есть чем она больше, тем дольше работает источник.

Тестирование

Проверку можно сделать с помощью мультиметра. Это конечно не прибор для измерения емкости аккумулятора автомобиля, но вариант сгодится. К тому же у него широкое распространение и на особом счету у автоэлектриков. Простая инструкция:

  • Первым делом изделие следует отключить от генератора.
  • Дать нагрузку в лице обыкновенной лампочки на 2 минуты, после чего убрать ее.
  • После этого мультиметром замеряется напряжение в течение 20 секунд, фиксируя показатели (удобно в письменном виде).

Малосурьмянистый аккумулятор

Теперь можно делать какие-либо выводы. Напряжение 12,5 Вольт свидетельствует о том, что все в полном порядке. Но если значение составляет 11,5 Вольт или ниже, то пора менять батарею — ее срок уже вышел.

Как можно заметить, здесь невозможно выявить значения именно в ампер-часах, но можно сделать заключение касательно дальнейшей судьбы АКБ. По крайней мере, возможность, как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром, доступна каждому. Да и сам прибор стоит недорого, зато пользу приносит неоценимую.

Лучшие из лучших

Рано или поздно, но перед каждым владельцем личного транспорта возникает необходимость в приобретении новой батареи, когда старая уже отжила свое. И тут возникают определенные сложности, ведь на автомобильном рынке широкий ассортимент, что очень легко запутаться и выбрать то, что не надо.

Здесь важно обращать внимание на многие факторы, причем не только технические параметры, но и бренд, включая стоимость. Ниже будет приведен список тех брендов, которые заслуживают доверие большинства автолюбителей. И среди них могут попасться знакомые имена.

Рейтинг аккумуляторов для автомобиля составлен на основании отзывов многих владельцев и конструктивных особенностей. Список лучших из лучших:

  • Свинцово-кислотные:
    • Varta Blue Dynamic D59.
    • Тюмень Premium 6СТ-60.
    • Зверь 6СТ-60 L3У.
  • Кальциевые:
    • Topla Energy 60.
    • Mutlu Calcium Silver 60.
    • Banner Starting Bull.
  • Гибридные:
  • AGM:
    • Varta Silver Dynamic AGM D52.
    • Banner Running Bull AG.
    • Bosch AGM S5 A05.

Обозначение кальциевого автомобильного аккумулятора

Каждый из перечисленных брендов по состоянию на 2019 года является лучшим в своем сегменте. При этом в учет брались аккумуляторы с параметром 60А, так как именно с такой емкостью больше всего батарей сходит с продажи.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector