Принцип работы и устройство автомобильного аккумулятора

Обзоры Тестовый редактор 7.09.23

На автомобилях, оснащенных двигателем внутреннего сгорания или электрическим мотором, всегда имеется источник питания. В первом случае батарея необходима для пука силовой установки, а во втором – является тяговой. Аккумуляторы отличаются емкостью, напряжением на клеммах, конструкцией, материалом пластин и химическим составом электролита.

Самые свежие новости в нашем Телеграме!

Подпишитесь, чтобы всегда быть в курсе событий

Общие сведения

Наибольшее распространение получили стартерные батареи с пластинами на основе свинца и электролитом из водного раствора серной кислоты. До середины 50-х гг. прошлого века на легковых машинах и мотоциклах использовалась бортовая сеть напряжением 6 В, затем напряжение подняли в 2 раза (сегодня 6 В используется на некоторой мототехнике, но крайне редко). На грузовом транспорте напряжение в цепи питания стартера составляет 24 В, но остальные приборы рассчитаны на 12 В. Двойное напряжение достигается за счет комбинации подключения двух аккумуляторов.

Конструкция

Стартерный аккумулятор для легкового автомобиля состоит из:

корпуса из ударопрочного пластика, на котором могут иметься приливы для удержания на площадке в моторном отсеке прижимной планкой;
пакетов пластин, залитых электролитом - количество пакетов зависит от напряжения;
свинцовых контактных штырей для подключения батареи к бортовой сети;
ревизионных пробок - в необслуживаемых аккумуляторах отсутствуют;
системы вентиляции, позволяющей отводить пары воды и кислоты в атмосферу.

Положительные и отрицательные пластины батареи набираются в пакет с последовательным чередованием. Промежуток заполняется жидким либо загущенным электролитом или вставкой из пористого стекловолокна, способного абсорбировать электролит. Пакеты находятся в отдельных банках внутри корпуса, разделенных перегородками. Пластины пакетов соединены между собой по полярности, а затем подключены к контактным штырям.

Корпус закрыт сверху крышкой - ранее использовалась технология заливки пастой на основе гудрона, и такие аккумуляторы можно было разбирать для ревизии, ремонта. В крышке может ставиться контрольный индикатор с поплавком, позволяющий определить плотность электролита и степень заряда батареи. Но датчик замеряет плотность только в одной банке и не всегда позволяет оценить общий уровень заряда аккумулятора.

Разновидности

Стартерные батареи разделяются по:

габаритам корпуса;
способу крепления к площадке в моторном отсеке;
расположению и диаметру контактных штырей;
емкости.

Также батареи разделяются по конструкции:

Стандартные с электролитом, находящимся в жидком состоянии. При изготовлении пластин используется свинец с добавлением кальция. Могут оснащаться ревизионными пробками, но большинство моделей имеет герметичные крышки с вентиляционными каналами.
Батареи EFB с утолщенными положительными пластинами и армирующим покрытием для защиты активной массы от осыпания при работе.
Батареи AGM, отличающиеся применением стекловолоконных прокладок для удержания электролита.
Аккумуляторы с электролитом, загущенным путем добавления силикагеля.

Принцип работы

Свинцовый аккумулятор работает за счет обратимых электрохимических реакций - по мере эксплуатации батарея деградирует и теряет емкость. Пластины источника питания, содержащие губчатый свинец (отрицательные или аноды) или покрытие из диоксида свинца (положительные или катоды), разделены жидким либо загущенным электролитом – раствором серной кислоты в дистиллированной воде.

В процессе разряда начинается преобразование диоксида до сульфата свинца за счет использования компонентов электролита. Одновременно происходит образование воды, соответственно падает концентрация серной кислоты и снижается удельный вес электролита. При критическом разряде на пластинах, вне зависимости от полярности, образуется слой сульфата свинца – в этом случае напряжение на выходах батареи недостаточно для работы оборудования.

При зарядке от генератора или внешнего источника постоянного тока процессы идут в обратном порядке. За счет химических реакций сульфат свинца переформировывается в диоксид, плотность электролита повышается за счет образования кислоты. При перезарядке на пластинах формируется кислород и водород – такая газовая смесь взрывоопасна в широком диапазоне соотношений компонентов. Описанный процесс возможен только для исправного аккумулятора, так как при глубокой разрядке инициировать процесс преобразования сульфата в диоксид затруднительно.

Обслуживание

В большинстве случаев обслуживание современного аккумулятора заключается в периодической протирке корпуса от пыли и следов паров электролита с нанесением на клеммы защитной смазки. Если в корпусе имеются пробки, то можно периодически проверять уровень и плотность электролита. В процессе эксплуатации важно не допускать глубокий разряд - восстановить такую батарею до исходного состояния практически невозможно.

Заключение

Конструкция и общий принцип работы стартерных батарей остается неизменным на протяжении нескольких десятилетий. Модернизации позволили упростить обслуживание, увеличить емкость и ресурс аккумуляторов. При исправной системе зарядки современная батарея служит от 5 до 7 лет, но при нарушении условий эксплуатации ресурс аккумулятора резко снижается.