Все про аккумуляторы
Мало кто задумывается о состоянии аккумуляторной батареи (АКБ), и вообще помнит о ее присутствии в автомобиле точно до того времени, пока с ней не появятся проблемы. Рассказываем, как устроены автомобильные аккумуляторы, для каких целей они необходимы и разбираемся, какой аккумулятор лучше для авто, если появится необходимость приобрести новый.
Как устроен и как работает аккумулятор. Сперва о определениях и наименованиях. В предыдущих абзацах мы использовали (и будем использовать далее) несколько наименований этого устройства — они все в ходу и являются синонимами. А в техническом плане наиболее правильным будет самый полный вариант — аккумуляторная батарея.
Поскольку каждая автомобильная АКБ — это несколько аккумуляторов (секций), помещенных в общий корпус и объединенных между собой последовательно. Эти секции среди народа называют «банками», и в 12-вольтовой батарее легкового автомобиля их 6.
Устройство современного аккумулятора: 1 – крышка каркаса; 2 – окно для контроля электролита; 3 – корпус; 4 – ноздреватые диэлектрические сепараторы электродов; 5 – полновесные сетки электродов; 6 – монтажные перемычки электродов; 7 – покрытие плюсовых электродов; 8 – покрытие минусовых электродов; 9 – газоотвод; 10 – клеммы аккумулятора
Жаргонизм в этом случае правилен на самом деле. Любая аккумуляторная секция — это емкость, заполненная электролитом — жидкостью, молекулы которой могут распадаться на положительно и отрицательно заряженные ионы.
В жидкость автомобильного аккумулятора погружены пластинки – анод и катод. Если через них впустить электрический поток, то в «банке» начнется цепь химических реакций, производящих новые соединения. Так происходит заряд аккумулятора.
Когда к аналогичным катоду и аноду подключается покупатель электроэнергии, то процесс поворачивает назад: появляется оборотная химическая реакция с выделением электронов, совершающих необходимую работу. Это если совершенно «на пальцах». В реальности процессы внутри батареи труднее, потому у нас в Издании есть автономная, достаточно масштабная аннотация как зарядить аккумулятор ДНР. А общий принцип зарядки общий для всех аккумуляторов.
Перед тем, как решить, какие аккумуляторы лучше для авто, давайте разберемся с их устройством. Такие батареи принято разграничивать по виду электролита.
Наиболее популярные – кислотные, у них катод и анод размещены в водный состав кислоты, в большинстве случаев серной. Они лучше других подходят для авто, поскольку готовы крайне активно (и быстро) надевать, выдавая большой ток, который нужен стартеру для старта Двигатель внутреннего сгорания.
Намного реже применяются щелочные — на основе смесей с злыми натрием или калием. У них невысокий саморазряд (утрата приготовленной энергии без присоединенных потребителей), но также и слабый отдаваемый поток. Потому они применяются там, где необходима подзарядка незначительными токами на протяжении длительного времени. К примеру, в роли вспомогательной батареи для бортовой электроники или на мотоциклах, не оборудованных электростартером.
К щелочному виду относятся и очень многие разновидности аккумуляторов с порошковым или пастообразным наполнением вместо жидкого электролита — это дает возможность делать их герметичными, малогабаритными и сравнительно безопасными.
Последние веяния в автомобильной промышленности (и не только лишь в ней) – это литиевые аккумуляторы. У них состав электролита вполне может быть различным и достаточно трудным. И более того, в большинстве случаев это и не жидкость совсем.
Такие аккумуляторы пока крайне автодороги, но по соотношению количества запасаемой энергии к габариту и весу батареи им равновеликих нет. Поэтому они применяются в современных электромобилях в роли тяговых аккумуляторов. И в автомобильном спорте — при незначительных габаритах они могут снабдить автомобиль необходимым резервом электричества.
О том, какой приобрести аккумулятор для электрокара, мы побеседуем раздельно, а в данной статье будем рассматривать лишь стартерные свинцово-кислотные батареи, которые есть в 99,9% автомобилей с Двигатель внутреннего сгорания. Такой аккумулятор относительно дешев и несложен по системе — как и основные химические реакции, в нем текущие между свинцом, жидкостью и серной кислотой.
Но химический баланс в нем далеко не всегда стабилен. К примеру, в ходе зарядки в качестве промежуточных продуктов акцентируются воздух и водород, способные избито улетучиваться из батареи. А при чересчур интенсивном заряде и подорваться! С иной стороны, слишком полный ряд, чересчур огромная предельная перегрузка или продолжительный простой могут вызвать уничтожение анода или катода.
Техники очень многие годы пытаются нивелировать все недостатки кислотных аккумуляторов. Оптимизации подвергают почти все – от расположения и материала электродов до конструкции каркаса батареи, улавливающего испарения газов. В зависимости от того, как был улучшен «классический рецепт» аккумулятора, сегодня все автомобильные АКБ можно разделить на несколько типов.
Обслуживаемые. Вероятно, в детстве вы видели на старом автомобиле вашего отцы или дедушки аккумуляторную батарею черного цвета с выстроившимися в ряд выпуклыми пробками. Она была устроена как раз так, как мы описывали выше — пакеты пластинок анода и катода, корпус, потушенный снизу темным же герметиком, полновесные пластинки, соединяющие выводы располагающихся рядом банок.
Такой аккумулятор требовал постоянной проверки уровня электролита, долива дистиллированной воды, пропадающей из-за разложения на водород и воздух, и… мойки, так как совместно с газами наружу прорывались и пары серной кислоты. Садясь на каркасе батареи, они провоцировали высокий саморазряд.
А с пластинок равномерно, под действием пульсаций, опал остаток (осадок), который мог закоротить анод с катодом. Несмотря на то что с годами обычные аккумуляторы были модернизированы (к примеру, пластинки стали вкладывать в специальные конверты, а соединения банок скрыли внутрь), срок их службы примерно ограничивается 3–5 годами.
Малообслуживаемые. По мере развития автомобиля ему требуется все меньше электроэнергии для многочисленных систем и двигателей — от электрического бензонасоса до обогрева лобового стекла. Следовательно, и заряжать аккумулятор нужно лучше. А при этом и вода мощнее разлагается на газы.
Процессу образования Н2 и О2 способствует сурьма — вещество, которое добавляют в нежный металл, что бы пластинки из него владели нужной крепостью. Техники сумели улучшить систему пластинок так, что их стало вероятно делать с большим содержанием сурьмы. На их основе начали производить малообслуживаемые стартерные батареи, которые получили обозначение Sb/Sb.
Они не теряют воду — пробок у них, в большинстве случаев, нет, а предохранительные клапаны на месте. Постоянной профилактики требуют даже самые лучшие «малосурьяминистые» батареи, однако она, вероятнее всего, сведется к мойке и проверке уровня. Воду не надо будет подливать огромную часть жизни аккумулятора, а служить он может лет 7, а может быть больше.
Сегодня абсолютное большинство АКБ на рынке относится как раз к данному виду. Они вполне удовлетворяют требованиям для автомобилей, произведенных в предыдущие годы, подходят и для нынешних экономных модификаций, не отяжеленных производительными потребителями электроэнергии.
Необслуживаемые. К батареям, вообще не требующим обслуживания, можно отнести АКБ с обозначением Ca/Ca — у них полновесные сетки сделаны с добавлением кальция. Данная технология ликвидировала «выгорание» воды, снизила в несколько раз степень саморазряда, сделала слепым перезаряжание.
А «кальциевые» батареи больше прочих страдают от глубочайшего ряда и после нескольких циклов истощения могут потерять емкость невозвратимо. В результате этого они подходят лишь для установки на современные автомобили с охраной от глубочайшего ряда, которые не имеют на борту устройств с регулярным высоким энергопотреблением (к примеру, спутниковых противоугонных комплексов).
Смешанные. Конструкция этих аккумуляторов — композиция прошлых 2-ух. У смешанных АКБ пластинки с кальцием стоят на отрицательном полюсе, а с добавлением сурьмы — на позитивном. У этих аккумуляторов есть собственное обозначение — Ca/Sb или Calcium plus. А довольно часто они реализуются без ловок, так как применимы для установки в обмен стандартных АКБ. Они соединяют внутри себя достоинства прочих аккумуляторов: большой стартерный поток, увеличенный источник, неприхотливость.
AGM-батареи. Когда на машинах стали массово вводить старт/стоп, стартер-генераторы и системы рекуперации энергии торможения, сильно поменялись и требования к АКБ. Что бы батарея выдерживала нередкие пуски двигателя и производительные импульсы зарядки, техники придумали технологию Absorbent Glass Mat. В аккумуляторах с AGM полновесные пластинки (в большинстве случаев, легированные кальцием и золотом) замотаны пустым микроволокном, которое пропитывается электролитом.
Это способствует самому лучшему распределению химических составляющих и препятствует так именуемому расслоению электролита. В конечном итоге добивается прекрасное прохождение электронов и большая устойчивость к неустойчивым перегрузкам. В целом, AGM-батарея превосходна всем, помимо повышенной расценки, и вполне подходит даже обычным машинам.
Гелиевые батареи. А данный вид аккумуляторов, также совершенно не доступных, имеет своеобразную область применения. Они отличаются от других плотным электролитом-гелем.
Батареи с указанием GEL готовы работать в условиях высоких пульсаций и высоких нагрузок, обслуживать производительных потребителей (разбирай: для применения на спорткарах и на тюнингованных машинах с многокиловаттными аудиосистемами). Однако они крайне притязательны к режиму зарядки и при этом не сильно долговечны — быстро «устают», тратя емкость.
EFB-батареи. Наверное, наиболее разумная среди инновационных стартерных аккумуляторов. Технология Enhanced Flooded похожа на AGM: в аккумуляторах EFB между пластинами также вмещается сепаратор из стекловолокна, еще – сетка из полиэстера, выполняющая такие же функции, что и абсорбер в AGM (помогает удерживать химически серьезные вещества электролита в регулярном контакте с пластинкой). А в производстве такая батарея приблизительно на тридцать процентов выгоднее, что форсирует ее по стоимости к усовершенствованным кальциевым или смешанным АКБ.
Такие аккумуляторы устанавливали на российские автомобили лет 40 назад, их достаточно давно не производят, а еще находят где-то в запасниках. Новая батарея, в которую не гасили католит, при элегантном сбережении не портится
Какой аккумулятор приобрести. Сориентировавшись с сегодняшними видами аккумуляторов, не так трудно определиться с тем, какой аккумулятор лучше приобрести. Давайте практически по пунктам изобразим, как правильно выбрать авто аккумулятор.
Выберете правильный вид аккумулятора. Логично, что обычная обслуживаемая аккумуляторная батарея для авто — это недавний день и единственное их достоинство — малая стоимость. Такие аккумуляторы создают до сегодняшнего дня, а при длинной эксплуатации автомобиля бережливость на батарее вероятнее всего не окупится — их стоит ставить всего лишь «на продажу».
Для сравнительно старого авто подходящий выбор — малообслуживаемая батарея или, если не плачевно денежных средств, смешанная. В особенности, если вы ездите на автомашине нерегулярно, а возрастное оксидировка контактов в электросистеме стимулирует утечки тока.
На машины заключительных 10-ти лет производства можно устанавливать и необслуживаемые «кальциевые» батареи — автоэлектроника не должна разрешить их общего ряда. Да он и не произойдет, если вы эксплуатируете автомобиль систематически и всегда.
Но в случае если авто оборудован технологией старт/стоп или чем-нибудь таким, без AGM-аккумулятора вам не обойтись. Если его покупка чересчур бьет по карману, поищите батарею EGB-типа, а имейте в виду, что она растеряет емкость раньше, чем установленная на машину на автозаводе.
И в случае если производитель автомобилей предпочел применять гелевый аккумулятор, не следует использовать субститут иного типа — какими бы привлекательными не были его характеристики.
Выясните характеристики батареи. Вольтаж даже не обсуждается — здесь «или» вообще быть не в состоянии: для легковых автомобилей принят эталон 12 Вольт. Остаются еще 2 значительных: емкость аккумулятора, измеряемая в Ампер-часах (Ач), и отправной поток. Его еще называют стартерным, током прохладной прокрутки или ССА (cold cranking amps). От его величины зависит, с какой мощью сумеет провертеть стартер двигатель холодным днем. У подобранной батареи данный показатель должен быть по меньшей мере не менее, чем у оригинального аккумулятора. Будет превышать — еще лучше.