Аккумуляторы свинцовые для запуска поршневых двигателей стартерные

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (Аккумуляторы, стартерные батареи)

Свинцово-кислотный аккумулятор это корпус, разделённый на отсеки (банки)сепараторами (микропористым пластиком). В отсеки залит раствор серной кислоты(электролит — смесь дистиллированной воды с серной кислотой), в этот раствор погружены пластины (свинцовые с разными добавками), между положительными и отрицательными пластинами протекает ток. При заряде аккумулятор работает как электролизер, при разряде — как гальванический элемент. Процессы заряда аккумуляторов осуществляются многократно.

ТЕХНОЛОГИИ

— добавление кальция в электроды (как положительные, так и отрицательные), при прочих равных условиях батареи позже закипают.

AGM (ABSORBENT GLASS MAT)

— это наиболее современная технология изготовления необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов. В такой батарее электролит содержится в пористом стекловолокне (работает как губка), которое заполняет пространство между пластинами. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ГЕЛЕВЫМ! Стекловолокно не дает электролиту «расплескиваться» (сохраняет его уровень неизменным) в случае внешнего воздействия на батарею, например в случае вибрации или наклонов при эксплуатации автомобиля. Корпус батареи герметично закрыт(вскрывать нельзя внутри находится инертный газ), то есть выделяющиеся газы не удаляются, а остаются в корпусе батареи и участвуют в процессе «рекомбинации газов».

Конструктивно молекулы воды, водорода и кислорода удерживает стекловолокно, что способствует протеканию химической реакции.
AGM аккумуляторы выполняют в спиральной( SpiraCell запатентованы Johnson Controls для Optima) и плоской конфигурации. Спиральные обладают соответственно большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать большие токи и быстрее заряжаться, но уменьшается удельная ёмкость аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской.

Плюсы:

конструкция не требует дополнительного обслуживания, благодаря герметичности;

  • выдают высокие токи для зажигания при малых массогабаритах (специальные серии Optima Red Top )
  • быстро заряжаются, чем другие типы батареи, соответственно хороши для эксплуатации автомобиля в режиме старт/стоп;
  • защищены от тряски и вибрации;
  • период эксплуатации значительно превышает обычные батареи;
  • конструкция предотвращает утечки кислоты и коррозию клемм;
  • безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва;
  • работа при низких температурах в зависимости от технологии до −30С (ниже возможна кристаллизация электролита);
  • обладают способностью частично самовосстанавливать заряд;

Минусы:

относительно более высокий вес;

  • нельзя хранить в разряженном состоянии, напряжение не должно падать ниже 12,4В(зависит от модели);
  • батареи крайне чувствительны к превышению заряда батареи (в зависимости от модели);
  • если батарея закипела, то ей конец;
  • токсичен.

Представители: Optima, Bosch S6 AGM и Varta Silver Dynamic AGM

GEL(GELLED ELECTROLITE)

— это технология изготовления необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов. В гелевых аккумуляторах в качестве сепаратора между пластинами применяется силикагель, которым заливается пространство между пластинами в процессе производства.

Силикагель представляет собой твердое вещество с огромным количеством микротрещин, в которых удерживается электролит. Силикагель не дает электролиту «расплескиваться» (сохраняет его уровень неизменным) в случае внешнего воздействия на батарею, например в случае вибрации или наклонов при эксплуатации автомобиля. Корпус батареи герметично закрыт, то есть выделяющиеся газы не удаляются, а остаются в корпусе батареи и участвуют в процессе «рекомбинации газов». Конструктивно молекулы воды, водорода и кислорода удерживаются в силикагеле, что способствует протеканию химической реакции, также он обволакивает медные пластины, что не дает им «осыпаться». Не используется в автомобилях из-за высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.

Читайте также:  Причины неисправности двигателя субару

Плюсы:

конструкция не требует дополнительного обслуживания, благодаря герметичности;

  • типичная модель технологии способна выдерживать до 350 циклов разряда с глубиной 100%, до 550 с глубиной 50% и до 1200 с глубиной 30%;
  • при разрушении корпуса вы не обожжетесь кислотой;
  • безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва;
  • наиболее эффективен при регулярном и продолжительном (слаботочным) разрядом и где обеспечено повышенное качество заряда (например для солнечных батарей).

Минусы:

на 25-35% дороже AGM

  • для разряда критичны даже кратковременные КЗ;
  • опасаться – прямых солнечных лучей и температуры свыше 45 градусов Цельсия (силикагель теряет свои физические качества);
  • батареи крайне чувствительны к превышению заряда батареи (в зависимости от модели);
  • если батарея закипела, то ей конец;
  • обеспечивает большой ток в теплых условиях эксплуатации (в холодных условиях гель становится еще более вязким);
  • высокие требования к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде;
  • при зарядке батарей возможность выделения газов и опасность взрыва;
  • токсичен.

Представители: ГЕЛЕВЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ НЕ СУЩЕСТВУЕТ

ОБЫЧНЫЙ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЙ АККУМУЛЯТОР (FLOODED BATTERY)

— обслуживаемый аккумулятор, имеет отверстия с крышками для залива электролита. В процессе эксплуатации электролит испаряется в атмосферу через вентиляционные отверстия, соответственно требуется контролировать его уровень и восполнять потери. Применение кальция(до этого использовали сурьму и мышьяк) в пластинах привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Для повышения стойкости, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро.

Плюсы:

дешевле более технологичных собратьев;

  • можно долить электролит по необходимости.

Минусы:

в процессе эксплуатации электролит испаряется в атмосферу;

  • для пластин с добавлением Ca, более быстрый выход из строя при регулярных глубоких разрядах;
  • Доливка дистиллированной воды производится только на полностью заряженный аккумулятор с контролем как уровня электролита так и напряжения;

Представители: Обычный «Титан», Varta Blue Dynamic EFB, Bosh Silver

Источник

Стартерная аккумуляторная батарея: характеристики, устройство и назначение

Стартерные АКБ служат в автомобилях в качестве источников энергии. Электричество необходимо для запуска ДВС и питания всех потребителей. В тракторах и автомобилях используют два вида источника энергии. Это аккумуляторная батарея и электрогенератор. Аккумулятор обеспечивает энергией стартер при запуске двигателя и потребители. АКБ компенсирует нехватку энергии, когда генератор еще не вступил в работу. Поэтому АКБ и называется, как стартерная аккумуляторная батарея. Существуют еще и тяговые аккумуляторы, но они необходимы для решения других задач.

Из истории

Первый полноценный АКБ создал в 1859 году французский изобретатель Планте. Устройство состояло из двух свернутых в спираль листов свинца, разделенных сепаратором. Эти листы были погружены в раствор серной кислоты. Батарея отличалась общей активной площадью электродов в 10 м2. После доработок и модернизаций АКБ запустили в массовое производство в 1880 году. Позже Фолькмар создал решетчатые пластины из сплава свинцы с сурьмой, что породило новую аккумуляторную эпоху. Однако впервые электрическая пусковая система на автомобилях стала использоваться только в 1925 году.

Читайте также:  Можно ли заливать дизельное масло в инжекторный бензиновый двигатель

Принцип действия

Самый простой свинцовый АКБ – это пластиковый сосуд с электролитом внутри. В сосуде находятся две пластины. Это электроды аккумулятора. Электролит – это раствор высокоочищенной серной кислоты и дистиллированной воды. Активными веществами при прохождении электрохимических процессов выступают двуокись свинца на положительной пластине, а также губчатый свинец на отрицательной. Электролит заряженного аккумулятора имеет повышенную емкость.

Батарея работает на базе принципа двойного преобразования: вначале электричество от сторонних источников преобразуется в химическую энергию, затем химическая энергия преобразуется в электрическую. АКБ — не самостоятельный источник электропитания, а только накапливает и преобразует электричество.

Под воздействием тока серная кислота, которая содержится в составе электролита, распадается. Из нее выделяется водород, который впоследствии соединяется с кислородом, выделяющимся на положительной пластине. В результате соединения водорода и кислорода получается вода. Свинец входит в соединение с тем, что осталось от кислоты, в результате образуется сернокислый свинец.

Вместе с химическими превращениями на положительной пластине при разряде аккумуляторной батареи меняется и химический состав отрицательной. Так, губчатый свинец соединяется с остатком кислоты, и образуется сернокислый свинец.

Конструкция

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, как обратимый источник электрического тока, конструктивно состоит из блока электродов разных потенциалов, помещенного в сосуд-ячейку, заполненную электролитом. В зависимости от необходимого напряжения батарея может содержать несколько блоков, соединенных последовательно. В 12 В батарее таких ячеек-блоков 6. При напряжении в 24 В аккумулятор содержит 12 ячеек.

Электроды

В свинцово-кислотной аккумуляторной батарее электрод имеет решетчатую пластинчатую форму. Ячейки пластины заполнены активными веществами. Активная масса имеет поры, для того чтобы как можно больше активных веществ могло поучаствовать в реакции образования тока. Это особенно важно, если разрядные токи большие.

Решетка включает в себя рамку, вертикальные ребра, горизонтальные жилки, токоотводящее ушко, с помощью которого электроды соединяются с мостиком. Также имеются опорные ножки, которыми электрод опирается на дно блока. В качестве решетки в промышленности применятся и освинцованная металлическая сетка.

Решетка играет роль не только каркаса, который обеспечивает прочность электрода. Она также обеспечивает удержание активной массы и возможность параллельно соединять электроды между собой через ушки. Толщину решеток электродов выбирают исходя из режима работы и характеристик стартерных аккумуляторных батарей. Решетка с отрицательными электродами обычно тоньше, так как электроды меньше подвергаются коррозии и деформациям. Масса отрицательной решетки – 50% массы электрода.

Если АКБ необслуживаемая, то решетка изготовлена из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьяминстых сплавов. Это позволяет снизить интенсивное образование газов. Кальций и кадмий обеспечивает повышение напряжения газовыделения.

Сепараторы

Мы продолжаем рассматривать назначение и устройство стартерной аккумуляторной батареи. Что такое сепаратор? Он служит для разделения электродов в блоке. Это пористая полимерная перегородка, которая призвана предотвратить короткое замыкание электродов разной полярности. Сепаратор также обеспечивает запас электролита в пространстве между электродами. В свинцовом АКБ он может быть изготовлен из мипора, мипласта, порвинила.

Читайте также:  Однолинейная схема включения асинхронного двигателя

Характеристики АКБ

На территории РФ стартерная аккумуляторная батарея обязана соответствовать ГОСТ 959-2002. Батарея должна соответствовать размерам и характеристикам для конкретного автомобиля.

Полярность АКБ определяет, как расположен отрицательный и положительный токовывод. Если рассматривать батарею со стороны, к которой выводы ближе, то выделяют прямую полярность и обратную. Прямая – это, когда положительный вывод находится слева, а отрицательный — справа. Обратная – это, когда положительный находится справа, а отрицательный размещен слева.

Ширина АКБ должна соответствовать ширине места под аккумулятор в конкретном автомобиле. Большинство батарей крепятся за нижние выступы корпуса. Что касается длины и высоты, то эти параметры могут быть больше, если ниша это допускает.

Номинальная емкость – это общее количество электричества, которое может выдать стартерная аккумуляторная батарея в режиме 20-часового разряда током, равным 0,05 емкости до напряжения на токовыводах в 10,5 В. Существует и такой параметр, как резервная емкость – это время разряда заряженной батареи током в 25 А до 10,5 В.

Ток холостой прокрутки – это разрядный ток, который батарея способна отдавать при температуре в -18 градусов в течение 10 с. При этом напряжение составляет не меньше 7,5 В. Чем выше данный параметр, тем проще будет запустить двигатель зимой.

Срок эксплуатации

В приказе СД при ВС РФ №104 указаны причины неисправностей, при которых АКБ нельзя использовать. Приказ ссылается на нормы сроков службы стартерных аккумуляторных батарей. Там указаны сроки эксплуатации для разных типов автомобилей.

Минимальная наработка для легкового автомобиля при индивидуальном использовании составляет 60 000 км, а норма срока эксплуатации составляет 4 года. Если то же легковое авто применятся для служебного использования, то срок жизни АКБ составляет 2,5 года или 112 тыс. км. Если легковое авто эксплуатируется в режиме такси, то срок службы аккумулятора составляет в данном случае 70 000 км или 21 месяц. Стартерная аккумуляторная батарея на коммерческих малотоннажных авто по нормам должна прожить 2 года.

Но нужно учитывать, что сейчас четких норм не существует. Все аккумуляторы разные и производители у них тоже разные. Кто-то производит качественный продукт, кто-то – некачественный. Среди неисправностей, при которых использовать АКБ в полной мере не получается, можно выделить следующие. Это деформация пластин аккумуляторной батареи автомобиля и их последующее разрушение, короткое замыкание, сильная сульфатация пластин, интенсивный саморазряд, переполюсовка без участия человека.

Как можно обслуживать батарею?

Можно выделить обслуживаемые и необслуживаемые батареи. Последние никакого обслуживания за весь свой срок эксплуатации, по словам производителей, не требуют. Максимум, что может делать владелец – это регулярная зарядка АКБ, используя зарядное устройство. Что касается обслуживания стартерных аккумуляторных батарей первого типа, то периодически нужно проверять емкость электролита, заряжать АКБ на зарядном устройстве, доливать дистиллированную воду, если уровень снизился.

Источник

Adblock
detector