Аккумулятор

Автомобильный аккумулятор – предназначение и устройство

Аккумулятор как часть электрической системы предназначен для запуска двигателя автомобиля. Кроме того, он используется в качестве запасного источника электроенергии для других потребителей в автомобиле при неработающем или работающем на низких оборотах двигателе.

Названия: автомобильный аккумулятор, аккумуляторная батарея (АКБ), стартерный аккумулятор, стартерная батарея, батарея, грузовой аккумулятор, грузовая батарея, батарейка.

Аккумуляторы машин с двигателями внутреннего сгорания (ДВГ), какими являются все тяжелые грузовики и американские тягачи, принято называть стартерными аккумуляторами, а те, которые применяются в электротранспорте – тяговыми аккумуляторами.

Устройство автомобильных батарей почти не изменилось с 1859 года, когда они были изобретены французским физиком Гастоном Планте (Gaston Planté). Схема современного автомобильного аккумулятора практически такая же, как и у Планте: два последовательно соединеных элемента вольта – один с положительным и второй с отрицательным зарядом, расположенных в емкости с электролитом.

http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/museum/images/1859-plantebattery.jpg

АКБ бывают чаще всего свинцово-кислотного типа и обеспечивают напряжение 6, 12 или 24 вольт (V). Сегодня чаще всего на автомобильном транспорте используются аккумуляторы на 12 вольт.

Как все аккумуляторы этого типа, они состоят из электродов (пластин), содержащих свинец и диоксид свинца. Эти пластины погружены в электролит, состоящий из приблизительно 35% сернистой кислоты и 65% дистиллированной воды. Вследствие протекающей электрохимической реакции химическая энергия превращается в электрическую. Когда аккумулятор разряжается, электроды взаимодействуют с кислотой электролита, превращаясь в сульфат свинца. Когда акумулятор заряжается, протекает противополжная реакция: сульфат свинца превращается в свинец и диоксид свинца, восстанавливая электроды в их первоначальное состояние.

Сульфат свинца и диоксид свинца являются кристаллическими пористыми веществами, поэтому электроды имеют металлическую решетку для лучшей механической устойчивости.

На современных автомобильных батареях к электродному материалу добавляют различные вещества: кальций, кадмий, стронций, серебро, для изменения плотности, твердости или пористости. АКБ с пластинами разного состава – гибридные аккумуляторы. Существуют также батареи, у которых все пластины выработаны только из кальция – это кальциевые аккумуляторы (Ca/Ca) . Они отличаются меньшим саморазрядом и минимальным выкипанием.

Аккумуляторы на американские тягачи

Американские тягачи оборудованы очень мощными дизельными двигателями с большим рабочим объемом, для запуска которых необходима огромная энергия. Самая ответственная и существенная характеристика грузового аккумулятора – это стартерный ток (ток холодной прокрутки, пусковой ток). Значение стартерного тока принято определять измерением мощности, которую выдает аккумулятор в течение 30 секунд при температуре воздуха -18 °C и напряжении на клемах от 7,2 V. Чем выше величина пускового тока, тем легче заводится мотор машины. Высокий холодный пусковой ток в большей мере необходим старым машинам, при которых наблюдается снижение эксплуатационных характеристик. Но в зимних странах, к которым относится и Россия, стартерный ток становится особенно важным условием для корректной работы двигателей даже совсем новых тягачей. Необходимо также отметить, что в зимних условиях высокий ток холодной прокрутки в значительной степени зависит от одинаковой и максимальной заряженнойсти всех 12 клеток стартерной аккумуляторной батареи.

Современные батареи на американские тягачи изготавливаются из кальция или серебрянно-кальциевого сплава для предотвращения глубоких разрядов, протечки электролита и потери воды. Толстые пластины из кальция являются гарантией низкой сульфатации и сохранения высокого запаса мощности в аккумуляторе.

Ведущие производители аккумуляторных батарей на американские грузовики – Навистар (Navistar), Альянс (Alliance), East Penn Manufacturing Company – Дека (DEKA).

На что нужно обратить внимание при выборе аккумулятора для американского тягача?

Аккумуляторные батареи для американского грузового транспорта последних лет являются полностью необслуживаемыми. Они не подлежат ремонту, не нуждаются в доливе воды, на них даже нет отверстия для этого. Поэтому особое значение приобретают обстойные проверки исправности электрооборудования машины перед дальними поездками. Очень важно, чтобы регулятор напрежения генератора обеспечивал подачу стабильного напряжения. Сверхвысокое напряжение приводит к перезаряду, а слишком низкое – к недостаточному заряду аккумулятора. В обоих случаях это приближает срок его выхода из строя вследствие ускоренного износа.

Как правило, грузовые аккумуляторы отличаются большой резервной емкостью (RC) и устойчивостью на вибрации. Пусковой ток, емкость и защита от вибрации батареи находятся в прямой связи и должны соответствовать объему двигателя тягача. Проще говоря, чем мощнее и объемнее мотор, тем мощнее и объемнее должен быть АКБ. Практика показывает, что американским тягачам подходят батареи с пусковым током не ниже 900 А (ампер) и емкостью 135-145 А/ч (ампер-час).

Для рабочих машин (транспортных, дорожно-строительных, сельскохозяйственных), кроме пускового тока, значение имеет и гарантия на высокий эксплуатацинный срок аккумулятора.

Некоторые сокращения и обозначения:

ССА – стартерный ток (ток холодного пуска ). Означает силу тока, который выдает аккумулятор в течение 30 секунд при температуре воздуха-18°С и напряжении от 7,2 вольт. Измеряется в амперах (А).

СА – ток запуска. Означает силу тока, который выдает аккумулятор в течение 30 секунд при температуре воздуха-0°С и напряжении от 7,2 вольт. Измеряется в амперах (А).

RC — резервная емкость. Означает время, за которое разряжается аккумулятор током 25 А при температуре воздуха 27°С. Измеряется в Ампер-час (А/ч).