AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Лента RSS

Что нужно знать об аккумуляторе для автомобиля

Владельцы автомобилей, которые разбираются в устройстве своего «железного коня», понимают важность такой детали, как аккумулятор. Если он неисправен, то двигатель машины в штатном режиме завести не удастся. Поэтому всем автовладельцам желательно иметь представление о назначении АКБ, принципе работы и о том, как правильно выбрать аккумулятор для своей машины. У нас на сайте есть много статей, посвященных различных аспектам эксплуатации аккумуляторов для автомобиля. В этом материале мы попытались собрать всю информацию об аккумуляторных батареях воедино. Статья ориентирована на новоиспечённых владельцев автомобилей и дает общую информацию об автомобильном аккумуляторе.

 

Что такое автомобильный аккумулятор и его назначение?

Автомобильный аккумулятор представляет собой разновидность электрической АКБ. Применяется на автомобильных и мотоциклетных транспортных средствах. Назначение аккумулятора заключается в запуске двигателя, а также выполнении функций источника питания в бортовой сети машины при заглушенном моторе. Автомобильный аккумулятор также выступает в роли стабилизатора напряжения бортовой сети транспортного средства.

Наиболее распространенными являются АКБ с номинальным напряжением 12 вольт. Их можно встретить на легковых автомобилях, микроавтобусах, легких и средних грузовиках. Аккумуляторы с напряжением 6 вольт применяются на мотоциклетной технике. А батареи с напряжением 24 вольта эксплуатируются на тяжелых грузовиках, специальной и военной технике.

Номинальное напряжение, ВВид транспортного средства
Номинальное напряжение, ВВид транспортного средства
6мопеды, квадроциклы, скутеры и т.п.
12легковые автомобили, мотоциклы
24грузовые автомобили, спецтехника


Для запуска двигателя требуется его прокрутка, которую обеспечивает стартер. А питание стартера обеспечивает аккумуляторная батарея. Поэтому их ещё часто называют стартерными АКБ. В этот момент стартер потребляет большой ток (несколько сотен ампер), разряжая батарею автомобиля. После того, как машина завелась, выработку электроэнергии в бортовой сети обеспечивает генератор. Схема построена так, что при поездке на автомобиле, аккумулятор подзаряжается и восполняет заряд, который был отдан при запуске мотора.

Вернуться к содержанию
 

История возникновения и развития АКБ

Первые образцы аккумуляторных батарей появились более 200 лет назад, еще на заре электротехники. Одним из первых шагов в этом направлении сделал итальянский физик Алесандро Вольта в 1800 году. Он собрал источник питания, в котором медные и цинковые пластины был помещены в кислоту для прохождения электрического ток.

Изобретение получило название «батареи Вольта». Несколькими годами позже физик Джоан Вильгельм из Германии создал сухой гальванический элемент и АКБ. Эти изобретения не имели непосредственного отношения к автомобильным аккумуляторам, но были важным шагом на пути к ним.

Спустя полвека Вильгельм Зинстеден обнаружил и исследовал электрохимический процесс, который лег в основу будущих автомобильных АКБ. Он выяснил, что если через свинцовые пластины, погруженные в серную кислоту, пропускать электрический ток, то на положительно заряженном электроде образуется двуокись свинца. При этом отрицательно заряженный электрод никак не изменяется. При замыкании этого устройства возникал ток, и он присутствовал до момента полного растворения двуокиси свинца в кислоте. Но Зинстеден лишь изучил данное явление и никак не воплотил его на практике.

И вот в 1859 году Гастон Планте создает на базе этого процесса первый образец свинцово-кислотного аккумулятора. Можно сказать, что это и был прародитель аккумулятора для автомобиля. Эта батарея включала в себя 2 пластины из свинца, которые были надеты на цилиндр из дерева и разделены прокладкой из ткани. Эта конструкция помещалась в емкость с подкисленным раствором и подключалась к электрической батарее. После проведения заряда АКБ некоторое время выдавала электрический ток постоянного значения.

Аккумулятор Гастона Планте

Аккумулятор Гастона Планте



Аккумуляторная батарея Планте была небольшой ёмкость и быстро разряжалась. Поэтому французский ученый стал заниматься подготовкой поверхности электродов. Он обнаружил, что для увеличения ёмкости их нужно сделать максимально пористыми. С этой целью он пропускал ток в противоположном направлении через разряженную батарею. Данный прием он назвал формовкой пластин и делал его много раз подряд для наращивания окисла свинца на поверхности пластин. Широкое распространение такие аккумуляторные батареи получили после изобретения динамо-машины, то есть, после того, как появилась возможность быстрого заряда АКБ.

Камилл Фор в 1882 году значительно продвинулся в конструкции и производстве электродов для аккумуляторов. Фор стал покрывать свинцовые пластины окислом свинца. Когда производился заряд АКБ, то этот окисел превращался в перекись. Одновременно на другой пластине образовывалась низкая степень окисла. В результате этой операции на электродах получался пористый слой окислов свинца.

Дальнейшим усовершенствованием аккумуляторов занимался уже Томас Эдисон в начале XX века. Он как раз работал в направлении усовершенствования аккумуляторов под использование их на транспортных средствах. В ходе исследований он разработал железно-никелевые АКБ. Электролитом в них был едкий калий. Через некоторое время налаживается промышленный выпуск портативных аккумуляторов для автомобилей, которые нашли применение на транспортных средствах и судах. Корпус АКБ сначала делали из дерева. Потом для этого стали использовать эбонит. Аккумуляторная батарея состояла из нескольких элементов с номинальным напряжением 2,2 вольт. К примеру, в аккумуляторе номиналом 12 вольт имеется шесть таких элементов.

В легковых автомобилях долгое время стандартом считалось использование АКБ номиналом 6 В. Примерно в середине прошлого столетия начался переход на аккумуляторы для автомобиля номиналом 12 вольт. А батареи 6 вольт остались только на легкой мотоциклетной технике. Корпуса из эбонита постепенно заменили моделями из полипропилена, который легче и прочнее. Постепенно стали появляться автомобильные аккумуляторы, которые имели различные легирующие вещества в свинцовых электродах для изменения свойств. Позже появились модели аккумуляторов, где электролит находился в связанном состоянии (AGM, GEL). Но принцип действия АКБ для автомобиля оставался неизменным на протяжении все истории их развития.
Вернуться к содержанию
 

Принцип действия аккумулятора и основные характеристики

Принцип действия свинцово-кислотного аккумулятора базируется на основе электрохимических реакциях Pb и PbO2 в электролите. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты. Подробнее о том, что такое аккумуляторная кислота, читайте по ссылке. В автомобильном аккумуляторе протекают десятки различных реакций, но мы рассмотрим только основные. Когда на выводы аккумуляторной батареи подается внешняя нагрузка, запускается электрохимический процесс взаимодействия электролита с оксидом свинца.


В результате протекания этой реакции металлический Pb окисляется до PbSO4. При разряде АКБ на аноде идет процесс восстановления PbO2, а на катоде происходит окисление Pb. В процессе заряда аккумуляторной батареи для автомобиля протекает обратный процесс. Когда сульфат свинца расходуется, начинается процесс электролиза воды. В ходе его протекания на катоде и аноде выделяются водород и кислород, соответственно.

Ниже представлены реакции, протекающие на электродах АКБ. Слева направо реакция идет в процессе разряда. Справа налево процесс происходит при заряде аккумулятора.

Анод (положительный электрод):

PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e -> PbSO4 + 2H2O

Катод (отрицательный электрод):

Pb + SO42- − 2e ->PbSO4

Когда аккумулятор на автомобиле разряжается, идет процесс расхода серной кислоты и понижение плотности электролита. Когда аккумуляторная батарея заряжается, процесс идет в обратном направлении и плотность электролита повышается. Когда заряд подходит к концу и сульфат свинца исчерпывается до некоторого порогового значения, запускается электролиз воды.

В результате выделения водорода и кислорода создается впечатление, что электролит кипит. Лучше избегать этого процесса, поскольку при нем расходуется вода, растет плотность электролита, а из-за гремучей смеси (водород + кислород) повышается опасность взрыва.

Чтобы поддерживать необходимый уровень электролита в элементы АКБ при необходимости доливают дистиллированную воду. Подробнее о том, почему кипит аккумулятор, читайте по ссылке.

Вернуться к содержанию
 

Конструкция аккумулятора

Как уже говорилось, АКБ автомобиля состоит из отдельных элементов. Сам элемент имеет в своей конструкции положительные и отрицательные электроды, а также сепараторы (разделительные пластины). Сепаратор выпускается из материалов, которые не вступают в реакцию с серной кислотой. Его назначение – это исключить замыкание пластин разной полярности. Сами электроды – это решётки, выполненные из свинца. В зависимости от типа автомобильного аккумулятора в свинец могут быть добавлены различные легирующие добавки.

Конструкция аккумулятора

На решётки положительных электродов нанесен порошок PbO2, а отрицательных электродов – порошок металлического свинца. Это делается для того, чтобы нарастить ёмкость АКБ, поскольку порошок значительно увеличивает поверхности электродов, которая взаимодействует с электролитом. Сегодня наиболее распространёнными являются АКБ для автомобиля, в которых свинцовые решётки выполнены из сплава свинца и сурьмы. Сурьмы содержится примерно 1—2 процента. Такие аккумуляторные батареи называются малосурьмянистыми (содержание сурьмы до 6 процентов). Их можно встретить в ассортименте различных производителей, включая аккумуляторы Барс.

Сурьма добавляется для увеличения прочности пластин. Решетки из чистого свинца недолговечны и быстро разрушаются. Решетки электродов часто легируются кальцием. Он может добавляться как в оба электрода (кальциевые аккумуляторы или Ca/Ca), так и только в отрицательный электрод (гибридные аккумуляторы Sb/Ca). Подробнее о гибридных аккумуляторах можно прочитать в отдельной статье. Преимущество кальция в том, что он значительно снижает процесс электролиза воды и практически устраняет необходимость доливки. А главный недостаток таких батарей в необратимой потери ёмкости при глубоком разряде.

Пластины электродов погружены в электролит. Для приготовления электролита используется серная кислота и дистиллированная вода. Простую воду использовать нельзя, поскольку в ней содержатся соли магния и кальция, которые ухудшают характеристики АКБ и уменьшают срок эксплуатации.

В зависимости от концентрации серной кислоты в электролите меняется его электрическая проводимость. Она принимает максимальное значение при плотности 1,23 г/см3 и комнатной температуре. От проводимости электролита зависит внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи. Чем проводимость выше, тем внутреннее сопротивление ниже. При уменьшении внутреннего сопротивления снижаются и потери. Но плотность электролита, чаще всего, поддерживается выше. Это значение на заряженном аккумуляторе держат 1,275 г/см3. В северных регионах рекомендуется поднимать плотность до 1,29 г/см3. Делается это для того, чтобы понизить температуру замерзания электролита. В случае замерзания электролита велика вероятность коробления пластин и разрыва банок АКБ.

Существует еще отдельный класс аккумуляторных батарей для автомобиля с гелеобразным электролитом. Одни из них выпускаются по технологии AGM, другие GEL. В батареях AMG электролит содержится в виде пропитки стекловолокна. В моделях GEL электролит переводится в гелеобразное состояние посредством соединений оксида кремния. Подробнее о гелевых аккумуляторах. Но, несмотря на отсутствие жидкого электролита, гелевые батареи также плохо переносят низкие температуры.
Вернуться к содержанию
 

Основные характеристики аккумуляторной батареи

  • Ёмкость аккумулятора. Характеризует количество отдаваемого электричества при разрядке до минимально допустимого напряжения. Единица измерения ёмкости ─ ампер-часы;
  • Ток холодной прокрутки. Также называется пусковым током. Согласно ГОСТ проверка на заявленный пусковой ток проводится после охлаждения АКБ до -18 градусов Цельсия. Автомобильный аккумулятор разряжается пусковым током 30 секунд. После этого его напряжение должно быть не меньше 8,4 вольта. В случае разряда продолжительностью 150 секунд напряжение должно быть не меньше 6 вольт;
  • Электродвижущая сила батареи (ЭДС). Параметр, показывающий напряжение на выводах батареи, на которую не повешена внешняя нагрузка и нет утечек. ЭДС можно измерить при помощи вольтметра или мультиметра;
  • Внутреннее сопротивление АКБ автомобиля. Эта характеристика объединяет в себе сопротивление сепараторов, электродов, электролита, выводов и прочих элементов батареи;
  • Степень заряженности. Это параметр зависит от множества факторов и точное значение узнать сложно. Но ориентировочно степень заряженности оценивается по ЭДС и плотности электролита;
  • Особенности конструкции (вес, типоразмер);
  • Полярность. Подробнее о том, как определить полярность аккумулятора автомобиля;
  • Срок хранения. Аккумулятор может храниться некоторое время в сухозаряженном состоянии прежде, чем попадет к потребителю;
  • Срок эксплуатации. Подробно о том, сколько служит аккумулятор автомобиля;
  • Саморазряд АКБ. Это процесс уменьшения ёмкости аккумулятора. Он вызван окислительно-восстановительными процессами на электродах.


Подробнее о характеристиках автомобильного аккумулятора можно узнать в отдельной статье по указанной ссылке.

Вернуться к содержанию
 

Виды автомобильных аккумуляторных батарей и компании-производители

Все автомобильные аккумуляторы можно подразделить на следующие виды:

  • Сурьмянистые. Эти модели АКБ ушли в прошлое и сегодня для автомобилей не используются. В электродах этих батарей содержится больше пяти процентов сурьмы;
  • Малосурьмянистые. Пластины с уменьшенным содержанием сурьмы стали для того, чтобы снизить разложение воды на кислород и водород. Но проблема обслуживаниях в них до сих пор актуальна. На сегодняшний день один из наиболее распространенных видов АКБ;
  • Кальциевые АКБ. Кальцием стали легировать свинцовые решетки для решения проблемы расхода воды и снижения саморазряда. При этом добавилась проблема потери ёмкости при глубоком разряде;
  • Гибридные батареи. Это современные автомобильные аккумуляторы, которые стали попыткой найти компромисс между малосурьмянистыми и кальциевыми аккумуляторами;
  • AGM и гелевые батареи. Это относительно новые аккумуляторы для автомобилей. Они стали следующим шагом в обеспечении безопасной эксплуатации автомобильных аккумуляторов;
  • Щелочные аккумуляторы. В этом типе аккумуляторов вместо кислоты роль электролита выполняет щелочь. Наиболее распространены аккумуляторы никель-железо и никель─кадмий;
  • Литий-ионные АКБ. Модели аккумуляторов этого вида довольно перспективны, но на сегодняшний день не получили широкого применения на автомобилях из-за ряда нерешённых проблем.

Подробнее о видах аккумуляторов для автомобилей.

В списке ниже приводятся основные бренды автомобильных аккумуляторов, сгруппированные по странам:

  • Россия (Зверь, Аком, Титан, Тюмень, Исток);
  • Германия (Varta, Bosch, Moll, Tenax, Energizer);
  • Польша (Sznajder, Autopart, Centra, 1 Storm, Timberg);
  • Украина (Westa, Vortex, Docker, Forse, Ista, Volta, Oberon);
  • Турция (Mutlu);
  • Япония (FB, GS Yuasa, Panasonic, Hitachi, Alaska);
  • США (Exide, Hagen, ACDelco, Afa, Duracell, American, Gigawatt, Space, Deka, Optima, Tudor);
  • Италия (Fiamm);
  • Казахстан (Барс);
  • Словения (Tab, Topla, Moratti);
  • Южная Корея (Medalist, Delkor, Solite, Nord, Rocket).


Более подробные обзоры линеек аккумуляторов разных производителей можно прочитать в разделе «Выбор». Подробнее о том, сколько весит автомобильный аккумулятор, можно прочитать по ссылке.
Вернуться к содержанию
 

Выбор АКБ для автомобиля

При выборе аккумулятора для автомобиля следует обращать внимание на ряд следующих критериев: разновидность АКБ, типоразмер, полярность, пусковой ток и ёмкость.
Что касается вида аккумуляторной батареи, то здесь нужно исходить из того, на какой автомобиль приобретается АКБ. Если у вас недорогая иномарка, отечественный автомобиль, подержанное авто, то в общем случае можно посоветовать покупку малосурьмянистой аккумуляторной батареи. Это будет оптимальное приобретение с точки зрения цена-качество.

На автомобили иностранного производства из среднего ценового диапазона со стандартным набором опций разумно будет установить аккумулятор Ca/Ca, которые относят к необслуживаемым автомобильным аккумуляторам (ссылка на материал). Также можно рекомендовать и гибридные аккумуляторы Sb/Ca, которые объединяют в себе преимущества кальциевых и малосурьмянистых батарей.

Для представительских авто, моделей с большим количеством электрооборудования и системами «старт-стоп» специалисты рекомендуют приобретать AGM аккумуляторы или модели с жидким электролитом, выпущенные по технологии EFB. Это лучшие автомобильные аккумуляторы на сегодняшний день.

При покупке нового автомобильного аккумулятора обязательно нужно учесть типоразмер. Есть три основных типоразмера: евро, азия и американский. Они отличаются габаритами, формой, токовыводами. Стандарт «евро» используется на отечественных и европейских авто. АКБ типоразмера «азия» предназначены для эксплуатации на автомобилях, выпущенных в азиатском регионе. АКБ американского типоразмера у нас мало распространены и предназначены для использования на автомобилях американского производства. Лучший совет при покупке нового аккумулятора для автомобиля – это приобрести модель с типоразмером, который был у старой батареи.

Если вы слабо разбираетесь в аккумуляторах, то при выборе полярности нового автомобильного аккумулятора следует ориентироваться на прежнюю аккумуляторную батарею. Нужно брать АКБ аналогичной полярности, чтобы потом не было проблем с ее подключением.

Пусковой ток и ёмкость – параметры, определяющие мощность автомобильного аккумулятора. Упрощённо можно сказать, что чем больше объем двигателя автомобиля, тем больше величины пускового тока и ёмкости должна иметь батарея. Можно взять с небольшим запасом, чтобы работа автомобильного аккумулятора была стабильной. В таблице ниже вы можете посмотреть ёмкости АКБ для различных транспортных средств.

Ёмкость аккумулятора, А-чТранспортное средствоОбъем двигателя, л
Ёмкость аккумулятора, А-чТранспортное средствоОбъем двигателя, л
55легковые автомобили1 - 1,6
60легковые автомобили1,3 - 1,9
66легковые автомобили (кроссоверы, внедорожники)1,4 - 2,3
77грузовые автомобили малой грузоподъемности1,6 - 3,2
90грузовые автомобили средней грузоподъемности1,9 - 4,5
140грузовые автомобили3,8 - 10,9
190спецтехника (экскаваторы, бульдозеры)7,2 - 12
200грузовые автомобили (фуры, автопоезда)7,5 - 17

Дополнительно можете прочитать про портативное пусковое устройство для автомобиля.
Вернуться к содержанию
 

Обслуживание аккумуляторной батареи

Недостаточно просто выбрать лучший автомобильный аккумулятор для своей машины. Нужно еще уметь правильно его обслуживать. Ниже приводятся советы по обслуживанию аккумулятора, следуя которым вы увеличите срок его эксплуатации.

  • Периодическая подзарядка. Нельзя хранить аккумулятор разряженным, обязательно делать подзарядку после глубокого разряда и периодически проводить КТЦ (контрольно-тренировочный цикл);
  • Следить за исправностью электрической проводки и потребителей тока в бортовой сети авто. Особенное внимание должно уделяться исправности генератора и регулятора напряжения. Они оказывают прямое воздействие на состояние аккумулятора;
  • Проверка уровня электролита. Ни в коем случае нельзя допускать ситуации, когда аккумулятор эксплуатируется с уровнем электролита ниже пластин. Электролит должен быть залит на 10─15 миллиметров выше уровня пластин;
  • Подготовка автомобиля к зиме. Помимо зарядки аккумулятора нужно еще провести ряд мероприятий с автомобилем. Сюда относится замена свечей, заливка синтетического масла, приведение в порядок системы зажигания. Работа аккумулятора зимой и так затруднена. Поэтому не нужно создавать для него дополнительных проблем;
  • Не допускать коррозии клемм. Клеммы нужно хорошо затягивать и при появлении окисления зачищать эти места наждачной бумагой. Рекомендуется покрывать клеммы и выводы специальным составом;
  • Контроль плотности электролита. Полностью заряженный автомобильный аккумулятор должен иметь плотность 1,27 гр./см3. В зимний период плотность можно довести до 1,29 гр./см3. Ориентироваться в параметрах электролита поможет таблица плотности;
  • Чистота автомобильного аккумулятора. Хотя бы верхнюю часть батареи рекомендуется держать в чистоте. Масло, пыль, подтеки электролита – все это на поверхности АКБ превращается в проводник и приводит к разряду батареи;
  • Осмотр. Периодический осмотр аккумулятора позволит своевременно найти повреждения, неполадки, загрязнения, нарушения контактов клемм аккумулятора и т. п.;
  • Хранение. При длительном простое рекомендуется снять АКБ с автомобиля, провести зарядку и хранить отдельно.

Советуем также ознакомиться с материалом о том, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством.

Вернуться к содержанию
 

Итоги

В этом материале мы постарались объединить все вопросы, задаваемые по аккумуляторам. Подробно рассказать обо всём в одной статье невозможно. Поэтому были рассмотрены основные тезисы и даны ссылки на статьи, подробно рассматривающие те или иные вопросы. Надеемся, что эта статья поможет вам выбрать лучший автомобильный аккумулятор и грамотно эксплуатировать его. Если у вас остались вопросы или пожелания, пишите их в комментариях.


Удачи в выборе аккумулятора для автомобиля!
Вернуться к содержанию

Примите участие в опросе!

Как часто вы заряжаете аккумулятор зарядным устройством?

Результаты голосования

Загрузка ... Загрузка ...

Видеоматериалы по теме

Автор статьи
Алексей Прохоров:обратная связь
Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 3, в среднем: 4,67 из 5)
Загрузка...
Поделиться в социальных сетях!
  • Макарена-макарена 20.03.2016 в 23:15

    Что делать если аккумулятор разряжается за 2 дня, если не ездишь. Это всё? Бежать за новым?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *




Вы находитесь: Аккумуляторы для автомобиля
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
Задать вопрос
В форме ниже вы можете задать вопрос по аккумуляторам. Мы постараемся дать на него развёрнутый ответ. Если набирается много вопросов по какой-то тематике, то по ней публикуется статья. То есть, задавая вопрос, вы предлагаете темы будущих статей для сайта. В сообщении обязательно указывайте электронную почту, на которую можно прислать ответ.
 
Поставьте эту галочку, если Вы человек.
© 2015 - 2016 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!