Аккумулятор автомобильный устройство: Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора | Полезные статьи

Устройство и история автомобильных аккумуляторов

21.09.2012 #АКБ # Аккумулятор

Устройство и история автомобильных аккумуляторов

Аккумулятор электрический (лат. accumulator собиратель, от лат. accumulo собираю, накопляю) — химический источник электрического тока. Главным достоинством аккумуляторов является обратимость химической реакции, т.е. данный источник тока можно не только разряжать, но и заряжать повторно. Благодаря этому свойству аккумуляторы используются в наши дни почти во всех электрических и электронных устройствах — везде, где экономически выгоднее зарядить прежний источник тока, чем покупать новый.

В автомобилях также имеется аккумулятор. Он используется при заводе двигателя, а также в качестве источника электрической энергии на пару с электрогенератором.

Однако нужно учесть, что автомобилю требуется ток высокой силы. Одинарный аккумулятор не способен выдать электрический ток достаточной мощности. Для решения этой проблемы используется батарея из соединенных последовательно аккумуляторов. Благодаря такому соединению, как известно из курса физики, происходит сложение силы тока, что дает на выходе достаточную мощность для прокручивания вала двигателя при его заводе.

Отдельные аккумуляторы в батареях сделаны в виде «банок» (ячеек) с помещенными внутри них электродами и залитых электролитом. У каждой «банки» имеется два контакта — положительный и отрицательный. Далее эти контакты последовательно соединены в единую цепь и выведены наружу аккумуляторной батареи в виде общих для АКБ контактов. Каждая такая секция-аккумулятор выдает напряжение в 2 вольта.

Для получения необходимого напряжения в 12 вольт последовательно соединяют шесть таких «банок». Именно на 12 вольт рассчитано электрооборудование почти всех легковых и некоторых легкогрузовых автомобилей.

На большинстве тяжелых грузовиков электротехника рассчитана на 24 вольт. Для получения этого напряжения берутся две 12-вольтных аккумуляторных батареи. Для техники, где не требуется высокое напряжение, используются 6-вольтные АКБ (объединены 3 банки по 2 вольта). Данные аккумуляторы устанавливаются на мотоциклах, скутерах, тракторах. Хотя и на этой технике встречаются 12-вольтные АКБ.

Схема автомобильной аккумуляторной батареи

1. Корпус аккумуляторной батареи
2. «+» выход АКБ
3. «−» выход АКБ
4. Анод — положительная пластина
5. Катод — отрицательная пластина
6. Пробки для обслуживания АКБ
   (на необслуживаемых моделях отсутствуют)

Существует множество разновидностей аккумуляторов, различаемых по материалу анода и катода, а также используемому электролиту. В наше время в автомобилях чаще всего используются свинцово-кислотные аккумуляторы, в которых материалом электродов является свинец с разнообразными добавками, а электролитом — водный раствор серной кислоты.

Раньше электроды отливали из чистого свинца, однако он не отличается высокой прочностью и устойчивостью к вибрациям, непременно возникающим при работе двигателя и движении транспортного средства. Поэтому в свинец стали добавлять различные добавки, чтобы увеличить прочность электродов. В качестве такой присадки активно и долгое время использовалась сурьма (в Европе и США — до середины 20 века, в СССР — вплоть до 90-х годов 20 века).

Однако, хоть прочность пластин-электродов и была увеличена, возник побочный эффект — гидролиз воды при зарядке АКБ стал происходить при гораздо более низких значениях напряжения. Из-за гидролиза часть воды улетучивалась в виде газообразных кислорода и водорода. Мало того, что постоянно требовалось следить за уровнем воды в банках, так еще была реальная опасность взрыва, так как кислород и водород, при смешении в определенной пропорции, образуют так называемый «гремучий газ».

Для решения этой проблемы производители применяли различные решения. На некоторых АКБ стали вместо сурьмы использовать добавку из кальция. Это позволило избавиться от повышенного газообразования, но сделало аккумулятор более чувствительным к переразрядам и перезарядам. Наряду с использованием добавок из кальция, также, в качестве альтернативного решения проблемы, стали выпускать малосурьмянистые пластины. Все это позволило увеличить напряжение электролиза с прежних 12 вольт до 16 вольт и выше. А это уже давало возможность свести потери воды практически к нулю, т.е. стал возможен выпуск аккумуляторных батарей, которые не требовали контроля уровня электролита в банках.

Еще одной из проблем являлось постепенное разрушение активной массы и накопление образовавшегося шлама на дне корпуса АКБ и последующее замыкание пластин, вызывающее уменьшение полезной площади, участвующей в накоплении энергии. Первым решением этой проблемы было создание под пластинами специальных канавок, чтобы там могла скапливаться осыпавшаяся активная масса. Разумеется, необходимость резервировать место для шлама приводила либо к увеличению габаритов корпуса АКБ, либо уменьшению полезной площади пластин. И вот было найдено более изящное решение проблемы осыпания электродов: каждую пластину поместили в конверт из пористого материала, свободно пропускающего электролит, но задерживающего частички активной массы электродов. Теперь, даже если происходило частичное осыпание свинцовой смеси с поверхности пластины-электрода, весь этот мусор не падал на дно АКБ, а оставался внутри конверта. Это позволило исключить возможность короткого замыкания. Электроды теперь можно было располагать гораздо ближе друг к другу и крепить прямо ко дну банки. Освободившееся место позволило увеличить полезную площадь пластин.

Но все эти улучшения касались лишь электродов, в то время как электролит — серная кислота — по-прежнему использовался в том же самом виде — в виде водного раствора. Из-за того, что электролит находится в АКБ в жидком виде, с автомобильными аккумуляторами приходится обращаться крайне аккуратно, т.к. серная кислота — агрессивное вещество и способно серьезно повреждать практически всё, что с ней контактирует.

Автомобилисты знают, что аккумуляторы крайне нежелательно трясти и наклонять на большой угол, чтобы электролит не проник в каналы в крышке, а потом и наружу АКБ. Также очень опасна была ситуация, когда повреждалась стенка батареи. Электролит вытекал наружу и повреждал все вокруг.

Для решения данной проблемы искали способы отойти от использования электролита в жидком виде. В результате стали использовать серную кислоту в виде геля. В аккумуляторах данного типа кислота загущается до состояния геля путем добавления специального вещества — силикагеля (SiO₂). Гелевые аккумуляторы часто можно узнать по обозначению «GEL» на корпусе АКБ.

Еще одной из новинок на рынке является появление аккумуляторов, изготовленных по технологии AGM (Absorbent Glass Mat) — использование абсорбирующего стекломатериала. В АКБ данного типа электролит находится в абсорбированном виде.

AGM аккумуляторные батареи

В гелевых и AGM-аккумуляторах физически отсутствует возможность регулирования уровня и концентрации электролита, т.

е. данные АКБ являются полностью необслуживаемыми.

Несмотря на все это великое множество моделей АКБ, в основе их работы лежат одни и те же химические процессы:

При разряде происходит реакция между серной кислотой, оксидом свинца и свинцом. При этом образуются сульфат свинца, выделяется вода и образуется разность потенциалов (электрический ток). В результате разложения серной кислоты и выделения воды снижается концентрация электролита, что может при длительном разряде привести к прекращению работоспособности аккумулятора. Для предотвращения этого не стоит доводить состояние АКБ до полного разряда.

Суммарный химический процесс при разряде аккумулятора:
Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O

При заряде, наоборот, нужно затратить электрический ток для восстановления свинца из сульфата и образования серной кислоты. Это позволяет восстановить концентрацию электролита и подготовить аккумуляторную батарею к повторному использованию (разряду).

Суммарный химический процесс при заряде аккумулятора:
2PbSO₄ + 2H₂O → Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄

Однако не всегда в качестве электролита использовался раствор серной кислоты. Первые аккумуляторы заливались подкисленной водой.

История аккумуляторных батарей отсылает нас в 1859 год, когда французским физиком Гастоном Планте была создана первая аккумуляторная батарея. Химический способ получения электрического тока был известен еще до него: в 1800 году Алессандро Вольта построил свою химическую батарею — знаменитый «Вольтов столб». Но данное устройство получения электричества было однократного действия, не перезаряжаемым.

Аккумуляторная батарея Гастона Планте

Аккумулятор Гастона Планте состоял из пары свинцовых пластин, разделенных тканью и обернутых вокруг деревянного цилиндра. Электролитом была подкисленная вода. Аккумуляторная батарея Планте была дорога в изготовлении и сложна в эксплуатации. Ситуацию изменило изобретение Камилло Фора, работавшего у Гастона Планте и знакомого с его детищем. Фор нашел способ уменьшить стоимость изготовления, а также увеличить энергоемкость аккумулятора. Вместо свинцовой ленты, намотанной вокруг цилиндра, он предложил формировать из свинца решетчатые пластины, покрытые оксидом свинца. Т.е. Камилло Фор получил аккумуляторную батарею практически в том виде, в котором мы ее знаем сейчас.

В наши дни не прекращаются исследования по улучшению аккумуляторных батарей. Изыскиваются способы уменьшения размеров устройства, увеличения емкости и снижения чувствительности к перепадам температуры. Скорее всего, в скором будущем свинцово-кислотные аккумуляторные батареи уступят место в автомобиле более совершенным, построенным по другой технологии. Ну а пока этого не произошло, автомобили будут комплектоваться различными воплощениями старой, свинцово-кислотной, технологии.

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14. 09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

Автомобильный аккумулятор (АКБ). Общее устройство аккумулятора

Помощь проекту

Вам понравился наш сайт? Вы желаете помочь проекту или же хотите отблагодарить нас? Это сделать легко! Просто оставьте ссылку на понравившуюся вам статью на любом сайте, где вы часто общаетесь. Это может быть личная страница в соц. сетях, личный блог, городской или тематический форум. Мы будем вам благодарны за ваш вклад в развитие проекта.

Неотъемлемой частью каждого автомобиля является аккумуляторная батарея, которая предназначена для питания электрических цепей управления и сервиса бортовой сети, когда двигатель автомобиля не работает. Но самое главное,- приводить в действие стартер, во время заводки авто. Аккумуляторная батарея включается в буфер с автомобильным генератором и во время движения, или просто работы двигателя, является нагрузкой для генератора. Но как только вся совокупная электрическая нагрузка превысит мощность выдаваемую генератором, в действие «вступает» аккумулятор и поддерживает напряжение бортовой сети на уровне 12 вольт.

Обычно для автомобилей применяются кислотно-свинцовые аккумуляторы, которые имеют напряжение 12 вольт и различаются только по емкости заряда. Автомобильный аккумулятор должен обладать несколькими важными параметрами.

1. Иметь малое внутренне падение напряжения
2. Иметь небольшой саморазряд во время эксплуатации
3. Иметь способность выдавать большие токи
4. Иметь небольшие габариты и минимальное обслуживание.

Всем этим параметрам и соответствует кислотно-свинцовый аккумулятор, об устройстве которого поговорим ниже.

 

Устройство аккумулятора автомобиля

Аккумулятор, с номинальным напряжением в 12 вольт состоит из (обычно 6) независимых друг от друга аккумуляторов (банок) меньшего напряжения (2 вольта), собранных в одном корпусе и соединенных последовательно между собой.

1. Банка аккумулятора представляет собой набор разно полюсных пластин, которые изолированы друг от друга кислотоупорными сепараторами.
2. Корпус аккумулятора изготавливается из кислотоупорных пластмасс или эбонита. В корпусе имеется отсеки для установки банок аккумулятора.
3. Полюсная пластина изготавливается из свинца и имеет вид решетки, в ячейки решетки впрессовывается специальный состав (активное вещество) пористой структуры, для увеличения площади соприкосновения с электролитом. Активное вещество изготавливается из свинцового порошка, с добавлением серной кислоты. В отрицательные пластины добавляется еще сернокислый барий. Во время формирования аккумулятора пластины заряжаются, и активное вещество в плюсовых пластинах превращается в диоксид свинца, а в отрицательных – в губчатый свинец.
4. Электролит заливается в банки аккумулятора и служит для движения заряженных частиц от полюса к полюсу. Изготавливается из серной кислоты и очищенной воды (дистиллированной).

 

Принцип работы аккумуляторной батареи

 

Физика процесса работы аккумулятора очень проста, при подключении нагрузки, в аккумуляторе начинается движение заряженных частиц, что приводит к появлению тока. В условиях заряда от генератора или зарядного устройства, напряжение заряда превышает номинальное значение напряжения аккумулятора, и движение частиц происходит в обратном направлении.

Share

Twitter

Поделиться

Bait Car Battery Tracker — 3SI Security Systems

Кража автомобильных аккумуляторов из торговых точек стала новой тенденцией в сфере преступности. Часто немаркированные автомобильные аккумуляторы можно легко украсть и продать за быстрые деньги. Они имеют ценность как новые, так и бывшие в употреблении, и могут быть перепроданы целыми или на запчасти.

ВОЗВРАТ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Поговорите с отделом продаж

Поговорите с отделом продаж

Защитите автомобильные аккумуляторы от краж, грабежей и взломов везде, где они продаются

Кража автомобильных аккумуляторов увеличилась в геометрической прогрессии в Северной Америке. Ритейлерам нужен эффективный способ борьбы с этими преступлениями и возврата украденных товаров.

Bait Car Battery Tracker™ — это скрытое устройство, в котором используется проверенная технология GPS для бесшумного и автоматического отслеживания местоположения подозреваемого и актива для задержания и изъятия. Правоохранительные органы работают с данными отслеживания, чтобы быстро реагировать на место происшествия, гарантируя, что ваши активы будут возвращены с вероятностью более 70%.

С трекером автомобильного аккумулятора Bait вы можете защитить свой актив 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

А если преступление? Прокрутите вниз, чтобы узнать больше

Особенности технологии отслеживания автомобильных аккумуляторов Key Bait

• Автоматическое обнаружение кражи по движению
• Тайный дизайн
• Надежная работа обеспечивается за счет двукратной ежедневной проверки работоспособности устройства при подключении к сотовой сети
• Простая зарядка своими руками
• Все данные хранятся в доказательных целях
• Безопасный веб-сайт для отслеживания в реальном времени

• Местоположение обновляется для безопасного веб-сайта каждые 6 секунд
• Технологии точного определения местоположения GPS/GNSS, сотовой связи и Wi-Fi
• Текстовые и электронные уведомления об активациях и состоянии
• Сохраняет данные о местоположении в случае потери сотового сигнала во время отслеживания
• Прост в использовании и практически не требует обслуживания
• RF для определения конечного местоположения устройства

Хотите узнать больше? Свяжитесь с 3SI, чтобы поговорить с одним из наших обученных экспертов по безопасности.

Присоединяйтесь к нашей миссии по созданию #SaferWorld.

Свяжитесь с 3SI сегодня

Zone 5Community

Защита общества является ключевой задачей правоохранительных органов, и технологии 3SI и CovertTrack поддерживают эту миссию, помогая полиции ловить преступников и возвращать украденные активы.

Коммерческие решения 3SI, используемые тысячами финансовых учреждений и розничных продавцов, включают GPS-слежение и решения SaaS, которые защищают как активы, так и персонал. Благодаря партнерству 3SI с более чем 9500 правоохранительными органами наши решения получают прямую поддержку полиции во время преступления. Наши клиенты, их сотрудники и активы остаются под защитой, а целые сообщества находятся в большей безопасности, когда преступники убраны с улиц. Посетите нашу страницу «О компании 3SI», чтобы узнать о нашем подразделении правоохранительных органов.

Решения CovertTrack, предназначенные для непосредственного использования правоохранительными органами, помогают агентам безопасно и эффективно собирать важную информацию. Ведение расследования и защита жизни сотрудников правоохранительных органов на местах являются главными приоритетами CovertTrack.

Посетите веб-сайт CovertTrack, чтобы узнать больше.

Zone 4Tactical

CovertTrack лидирует в тактической поддержке правоохранительных органов. Благодаря аудио- и видеомониторингу, а также GPS-слежению наши решения помогают агентам безопасно и эффективно собирать важную информацию. Ведение расследования и защита жизни сотрудников правоохранительных органов на местах являются главными приоритетами CovertTrack.

Посетите веб-сайт CovertTrack, чтобы узнать больше.

Зона 3 Расследования

Расследования могут принимать различные формы и иметь множество различных требований. Независимо от типа, офицеры хотят знать, что они могут положиться на используемое оборудование. В течение 15 лет CovertTrack поддерживает тысячи агентств лучшим тактическим снаряжением и оборудованием для наблюдения.

От аудио до видео и GPS, у CovertTrack есть решение, которое нужно вашему агентству. И мы — единственная компания, занимающаяся физической безопасностью, чьи данные интегрируются в платформу PenLink PLX, чтобы вывести ваши расследования на новый уровень.

Посетите веб-сайт CovertTrack , чтобы узнать больше.

Зона 2 Отслеживание активов

У агентств есть множество различных потребностей, когда речь идет об отслеживании активов. Может быть ряд автомобильных взломов, когда для поимки мошенников необходимо создать пакет приманки в машине. Или, может быть, растет число «пиратов на крыльце», и полиция хочет использовать трекер, чтобы поймать этих преступников в действии. Иногда возникает необходимость отследить посылку или предмет во время операции под прикрытием. Каким бы ни было приложение, CovertTrack предлагает широкий выбор GPS-трекеров для удовлетворения потребностей.

Посетите веб-сайт CovertTrack, чтобы узнать больше.

Зона 1 Отслеживание транспортных средств

Когда правоохранительным органам необходимо отслеживать транспортное средство для наблюдения или по любой другой причине, они должны иметь возможность полагаться на прочное и надежное устройство GPS-слежения. CovertTrack предлагает ряд трекеров, которые удовлетворят практически любые потребности. Являясь лидером отрасли в области отслеживания транспортных средств для правоохранительных органов, наши клиенты знают, что они могут рассчитывать на решения CovertTrack.

Посетите веб-сайт CovertTrack, чтобы узнать больше.

 

Будьте в курсе. Оставайтесь защищенными.

Нажмите на видео, которое хотите просмотреть, оно откроется в новом окне и автоматически начнет потоковую передачу.

Если вы хотите загрузить видео, вы можете сделать это, наведя на него курсор во время воспроизведения. Когда вы нажимаете на видео, оно воспроизводится в меньшем окне.

Если вы хотите скачать видео, наведите на него курсор.

• Для браузера Chrome
  Нажмите на значок меню в правом нижнем углу  , и вы увидите вариант загрузки.
• Для браузера Firefox
  Нажмите на видео, и вы увидите возможность сохранить/загрузить видео.

Как проверить автомобильный аккумулятор в домашних условиях (без оборудования)

Когда дело доходит до запуска автомобиля, тишина — один из худших звуков, которые вы можете услышать.

Вот почему важно действовать немедленно, если вы:

1. Подозреваете, что аккумулятор вашего автомобиля разряжается (обратите внимание на предупреждающие знаки).
2. Вы не можете вспомнить, когда в последний раз меняли автомобильный аккумулятор.

Вам даже не придется покидать подъездную дорожку, чтобы быстро проверить аккумулятор. Мы покажем вам, как проверить автомобильный аккумулятор дома за четыре простых шага.

1. Выполните нагрузочный тест.

Выполнение любых «тестов» на вашем автомобиле может показаться пугающим, если вы не технический специалист. К счастью, это довольно просто.

1. Не запуская двигатель, включите фары.
2. Оставьте их в положении «ВКЛ» на 10-15 минут.
3. По прошествии этого времени заведите машину.
4. Следите за яркостью фар.

Если ваши фары заметно тускнеют, когда двигатель проворачивается, ваша батарея не проходит тест под нагрузкой. Заряда батареи должно хватить на 10-15 минут до запуска двигателя и после того, как двигатель заведется. Если аккумулятор вашего автомобиля борется здесь, его, скорее всего, необходимо заменить, прежде чем он подведет вас в дороге.

2. Проверить на наличие коррозии.

Коррозия на аккумуляторе вашего автомобиля может не только выглядеть как что-то, что может сочиться из лаборатории злого ученого, но и указывать на проблемы с питанием.

Со временем эта коррозия, вызванная выделением газообразного водорода кислотой внутри аккумулятора, может повлиять на способность клемм аккумулятора передавать энергию. Батарея должна работать больше, чтобы компенсировать это, и эта дополнительная работа может сократить срок ее службы.

Вы можете очистить клеммы аккумулятора (осторожно!) предметами домашнего обихода, такими как пищевая сода и старая зубная щетка. Однако, если ваша батарея подвергалась коррозии в течение длительного времени, повреждение может быть необратимым. В таком случае пришло время замены.

3. Прислушайтесь к щелчкам.

Если кто-нибудь когда-нибудь снимет фильм ужасов о проблемах с автомобилем, можете поспорить, что саундтреком будет быстрое щелканье бездыханной батареи!

Когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания, вы должны услышать живой рев, переходящий в мурлыканье. Когда вместо этого вы слышите «щелчок-щелчок-щелчок», вы знаете, что ваш автомобильный аккумулятор, скорее всего, разряжен. С другой стороны, одиночный щелчок может означать плохой запуск.

Эти щелчки могут не означать, что аккумулятор нужно заменить, но они являются надежным индикатором. Даже если автомобиль заводится с пускового устройства, первой остановкой должен быть опытный, доверенный техник.

4. Используйте виртуальный тестер батареи.

Великолепие Интернета на данный момент не подлежит сомнению. Одна причина? В нем есть все, и он продолжает пополняться новыми крутыми вещами!

Один пример: теперь вы можете «проверить» свою батарею онлайн с помощью виртуального тестера батареи на веб-сайте Firestone Complete Auto Care.

1. Посетите наш виртуальный тестер аккумуляторов.
2. Введите год выпуска автомобиля, марку, модель, тип двигателя и почтовый индекс.
3. Нажмите красную кнопку «Узнать сейчас».

Виртуальный тестер батареи показывает ожидаемый срок службы батареи. Имейте в виду, что такие факторы, как коррозия или погодные условия, могут изменить ожидаемый срок службы батареи и повлиять на точность теста.

Посетите сайт Firestone Complete Auto Care.

Лучшее время для замены батареи? Прежде чем нужно! Если вы выполнили эту быструю проверку, но все еще не уверены в своем аккумуляторе, посетите сайт Firestone Complete Auto Care, чтобы получить более точный (и 100% бесплатный) тест аккумулятора. Мы можем предсказать потенциальные отказы батареи в течение минуты или меньше.