Если последние 2 задачи может решить практически любой источник питания, то с пуском силового агрегата могут справиться лишь определенные разновидности аккумуляторов для автомобилей – свинцово-кислотные. По исполнению и эксплуатационным характеристикам они делятся на такие группы:
Все перечисленные изделия имеют свинцовые электроды (банки), заправлены электролитом на основе серной кислоты и работают по одному принципу. Отличия – в технологии исполнения и применении дополнительных материалов, улучшающих свойства батарей.
К отдельным категориям относится щелочной и литиевый аккумулятор, чье устройство несколько отличается от кислотных источников напряжения.
Элемент свинцово-кислотного аккумулятора состоит из электродов и разделительных пористых пластин, изготовленных из материала, не взаимодействующего с кислотой, препятствующих замыканию электродов (сепараторов), которые погружены в электролит. Электроды представляют собой плоские решётки из металлического свинца. В ячейки этих решёток запрессованы порошки диоксида свинца (PbO2) — в анодных пластинах и металлического свинца — в катодных пластинах.
Электроды вместе с сепараторами погружены в электролит, представляющий собой водный раствор серной кислоты. Для приготовления раствора кислоты применяют дистиллированную воду.
Существуют экспериментальные разработки аккумуляторов, где свинцовые решетки заменяют пластинами из переплетённых нитей углеродного волокна, покрытых тонкой свинцовой пленкой. При этом используется меньшее количество свинца, распределённого по большой площади, что позволяет изготовить аккумулятор не только компактным и лёгким, при прочих равных параметрах, но и значительно более эффективным — помимо большего КПД, заряжается значительно быстрее традиционных аккумуляторов.
В аккумуляторах, применяемых в бытовых ИБП, систем охранной сигнализации и др. жидкий электролит загущают водным щелочным раствором силикатов натрия (Na2Si2O4) до пастообразного состояния. Это так называемые гелевые аккумуляторы (GEL), имеющие длительный ресурс. Другой вариант исполнения − с пористыми сепараторами из стеклоткани (AGM), допускающими более жёсткие режимы заряда.
Все элементы располагаются в корпусе, который изготавливают из полипропилена. Корпус состоит из емкости, разделенной на шесть ячеек, и крышки, оснащенной дренажной системой для стравливания давления и отвода газа. На крышку выводится два полюса (клеммы) – положительный и отрицательный. Содержимое каждой ячейки представляет собой пакет из 16 свинцовых пластин, полярность которых чередуется. Восемь положительных пластин, объединенных бареткой, являются плюсовым электродом (катодом), восемь отрицательных – минусовым (анодом).
Каждый электрод выводится к соответствующей клемме аккумулятора. Между пластинами электродов, для предотвращения замыкания, вставлены сепараторы – пористые пластины, которые не препятствуют циркуляции электролита и не взаимодействуют с ним. Отдельная пластина электрода – это решетка из металлического свинца, в которую впрессован (намазан) реагент. Активная масса катода – диоксид свинца (PbO2), анода – губчатый свинец.
Это аккумуляторы, которые применяются в легковых и грузовых машинах, у них есть одна основная задача — запуск двигателя. При запусках они отдают очень большой ток – который получил название «пусковой».
На бортах батареи можно его рассмотреть, он колеблется от 250 до 1000 Ампер, это один из основных показателей батареи, наряду с напряжением (зачастую оно около 12,7Вольта), а также емкостью – измеряется в Ампер * часах (на многих авто самые популярные показатели 55 – 65 А/ч).
Такие АКБ очень чувствительны к глубоким разрядам, их не рекомендуется разряжать ниже 10Вольт. Если разрядили несколько раз ниже этого показателя (примерно 20 – 30 раз) – аккумулятор можно выкидывать, потому как, он потеряет большую часть своей емкости.
То есть если утрировать – стартерный АКБ запускает движок, отдавая просто фантастический ток, а дальше заряжается, восполняя затраченную энергию от генератора. Не любит глубоких разрядов и быстро выходит из строя от них.
Это совершенно другой тип батарей, хотя также применяется в автомобилях, хотя не в традиционных – электрокары, гибриды, разного рода спецтехника (погрузчики, тягачи, питание для электрических двигателей лодок).
Такие аккумуляторы не имеют высоких пусковых токов, они заточены немного на другое, а именно:
Отдавать определенную энергию длительный промежуток времени, причем они могут разряжаться почти в ноль (рекомендуемое минимальное напряжение – 5% от общего).
Их применяют там, где нужно питать долго и постоянно. Например, на электромобилях (или гибридах) — питание электрических двигателей, на погрузчиках – питание подъемника, на моторах лодок – питание винтов и т.д. Очень эффективно их применять и в альтернативных источниках энергии – ветрогенераторы, солнечные панели. Причем они очень устойчивы к такой нагрузке, могут работать часами или даже днями (в зависимости от потребления энергии).
Дополнительными плюсами можно назвать — устойчивость к низким и высоким температурам (от – 30 до 65 градусов Цельсия).
У них есть два важных показателя:
Электроли́т — вещество, которое проводит электрический ток вследствие диссоциации на ионы, что происходит в растворах и расплавах, или движения ионов в кристаллических решётках твёрдых электролитов.
Плотность аккумулятора должна быть установлена исходя из совокупности требований и условий эксплуатации. К примеру, при умеренном климате плотность электролита должна находиться на уровне 1,25-1,27 г/см3 ±0,01 г/см3. В холодной зоне, с зимами до -30 градусов на 0,01 г/см3 больше, а в жаркой субтропической — на 0,01 г/см3 меньше. В тех регионах, где зима особо сурова (до -50 °С), дабы аккумулятор не замерз, приходится повышать плотность от 1,27 до 1,29 г/см3.
Пластины аккумуляторов бывают поверхностные и пастированные. Поверхностный электрод состоит из свинцовой пластины на поверхности которой электрохимическим способом формируется слой активной массы. Аккумуляторы с поверхностными пластинами содержат относительно большую долю свинца по отношению к активной массе. Пастированные электроды подразделяются на решетчатые (намазные), коробчатые, стержневые и панцирные. Основой пастированных пластин является решетка-токовод. При циклической работе аккумуляторов с большим содержанием сурьмы в материале решетки сурьма переходит в раствор в результате коррозии решетки положительного электрода. Осаждаясь на активной массе отрицательного электрода сурьма способствует выделению водорода и увеличивает скорость коррозии свинца. Такой процесс называется сурьмяным отравлением аккумулятора. Осыпание активной массы и внутреннее сопротивление аккумулятора при использовании кальциевых решеток несколько больше, чем в случае свинцово-сурьмяных. Разрушение пластин преимущественно происходит при заряде аккумулятора и является одним из важнейших факторов ограничивающих ресурс аккумулятора. Для уменьшения осыпания в активную массу вводят волокнистые материалы, например, фторопласт и используют нетканные маты из стекловолокна прижатые к пластинам.
Сепараторы — пористые полимерные перегородки, служат для физического разделения разнополярных электродов, предотвращая их прямой контакт. Наряду с функцией разделителя, фиксирующего межэлектродное расстояние, они создают определенный запас кислоты в аккумуляторе, препятствуют чрезмерному разбуханию отрицательных электродов, уменьшают «оплывание» положительной активной массы.
Сепараторы используются с целью предупреждения короткого замыкания пластин разной полярности, а также обеспечивают электролитическую проводимость. Сегодня их изготавливают из самых разнообразных материалов, начиная с древесины, заканчивая хлорвинилом.
Банка аккумулятора – по сути это и есть «мелкая» батарея, которая содержит внутри пакеты свинцовых пластин + электрохимическую жидкость. Все это дело помещается в пластиковом корпусе, похожем на банку (полая емкость), отсюда и название – банки аккумулятора. Нужно отметить, что после того как в нее погружают пластины и заливают электролит, сверху она запаивается. А вверху есть либо маленькая пробка (обслуживаемый), либо ее вообще нет (необслуживаемый) АКБ.
ЭДС аккумулятора (Электродвижущая сила) - это разность электродных потенциалов при отсутствии внешней цепи. Электродный потенциал складывается из равновесного электродного потенциала. Он характеризует состояние электрода в состоянии покоя, то есть отсутствии электрохимических процессов, и потенциала поляризации, определяющемуся как разность потенциалов электрода при зарядке (разрядке) и при отсутствии цепи.
Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) – это напряжение источника тока без нагрузки, разность потенциалов его электродов. НРЦ полностью заряженного свинцового аккумулятора (элемента) в зависимости от концентрации серной кислоты равно 2,05-2,15В. При разряде же происходит разбавление электролита, и при полном разряде НРЦ элемента аккумуляторной батареи составляет 1,95-2,03В. Напряжение разомкнутой цепи аккумуляторной батареи можно померить мультиметром или нагрузочной вилкой без нагрузки.
Правила хранения до продажи достаточно просты, но их необходимо строго соблюдать:
Не рекомендуется продавать батареи с напряжением ниже 12,6 В.
Специалисты единодушны: общее время хранения залитых и заряженных батарей с момента производства до продажи конечному потребителю не должно превышать:
Аккумуляторные батареи в сухозаряженном исполнении могут храниться до трех лет. При активации после заливки и пропитки, если НРЦ ниже 12,5 В, рекомендуется подзарядка.
Необслуживаемая АКБ — это аккумулятор закрытого типа, его корпус полностью герметичен и у владельца нет доступа к внутренностям батареи. Это означает, что вы не можете выкрутить какие-то элементы и посмотреть, что внутри. Если вы перевернёте АКБ этого типа, то из неё не выльется кислотный раствор.
Стоит отметить, что большинство современных машин с завода укомплектовано АКБ закрытого типа, но это не значит, что они не требуют внимания. Настоятельно рекомендуется периодически подзаряжать источник питания, чтобы продлить срок эксплуатации. Не устанавливайте напряжение на зарядном устройстве более 14, 5 вольт. Не всегда герметизированный аккумулятор оснащён клапанами сброса газов, поэтому рекомендуется заряжать автоматическим устройством, которое не даст излишнего напряжения.
Несмотря на довольно внушительное количество преимуществ, стоит отметить и некоторые минусы АКБ закрытого типа.
Обслуживаемые АКБ – это батареи, в конструкции которых предусмотрены пробки, более практичны и долговечны: доливая дистиллированную воду и кислоту до оптимальной плотности электролита, можно значительно продлить срок эксплуатации даже в экстремальных условиях.
Плюсы обслуживаемой АКБ:
Минусы аккумулятора с пробками:
В категорию малообслуживаемых включаются аккумуляторы с крышками специальной конструкции, обеспечивающими конденсацию выделяющихся паров электролита и возврат получившегося конденсата в банки АКБ.
При этом уровень электролита поддерживается на необходимом уровне длительное время. Но поскольку выделение водорода из электролита в процессе заряда приводит к постепенному «высыханию» батареи, периодический контроль за количеством электролита все же необходим.
Снижению потерь воды в электролите также способствует значительное уменьшение количества сурьмы в составе решеток положительных электродов и замена сурьмы кальцием в составе решеток отрицательных электродов. Подобное решение позволило обеспечить АКБ гарантированный срок службы в 5 лет.
Безусловными достоинствами малообслуживаемых АКБ являются их высокая надежность и сравнительно небольшая цена. Такие автомобильные аккумуляторы устойчивы к длительным разрядам, обеспечивают хорошие параметры пусковых токов. Они отличаются нетребовательностью к стабильности процесса зарядки, легко воспринимают повышение напряжения в автомобильной сети. Единственным эксплуатационным минусом у малообслуживаемых АКБ является необходимость периодического контроля за достаточным уровнем электролита
Многие автомобильные аккумуляторы оснащены специальным прибором, который измеряет и показывает степень заряженности батареи. Встроенный индикатор заряда находится на лицевой (верхней) стороне устройства и похож на глазок – посмотрев на него, автовладелец быстро понимает, что всё в порядке либо необходима подзарядка.
Под маленьким глазком скрывается встроенный ареометр (прибор, измеряющий плотность жидкости). Внутри аккумулятора электролит и, измеряя его плотность, прибор сообщает, есть ли необходимость в зарядке.
AGM (Absorbent Glass Mat) — это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, созданная инженерами Gates Rubber Company в начале 1970-х годов. Отличие батарей AGM от классических в том, что в них содержится абсорбированный электролит, а не жидкий, что даёт ряд изменений в свойствах аккумулятора. AGM, как и гелевые аккумуляторы, относятся к классу VRLA.
Аккумулятор, произведённый по технологии AGM, имеет перед классическими аккумуляторами ряд преимуществ, полученных за счёт такой технологии. В частности, устойчивость к вибрации, отсутствие необходимости в обслуживании, установка практически в любом положении (установка вверх дном не рекомендуется из соображений безопасности ввиду верхнего расположения клапанов). Некоторые производители заявляют увеличенную производительность таких АКБ или высокий пусковой ток.
Конструкция, не требующая обслуживания.
Конструкция герметизированная и имеет клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.
Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.
Уверенная работа при низких температурах в зависимости от технологии до −30 °С (ниже возможна кристаллизация электролита разряженной батареи и как следствие снижение срока службы ввиду повреждения активной поверхности).
Недостатки:
Современные надежные технологии SFB от Mutlu.
Турецкая компания Mutlu, которая специализируется на разработке и производстве современных автомобильных аккумуляторов, создала и запатентовала технологию SFB. Батареи, изготовленные с ее использованием, позиционируются как устойчивые к перепадам температуры, с низкой саморазрядкой, не требующие ухода. Разберемся в особенностях турецких АКБ, сравним их с привычными свинцовыми.
Официальный ресурс турецкого производителя утверждает, что новая технология позволила создать источники тока, которые характеризует:
Конструкция не нуждается в обслуживании (доливе воды, замене электролита), все составляющие могут утилизироваться. Внутренние пластины сделаны в виде решеток, для изготовления которых используют перфорацию. Электролит имеет уникальный патентованный состав. Аккумуляторы, сделанные по технологии SFB, могут сохранять заряд без эксплуатации до 15 месяцев, при хранении в благоприятных условиях.
Служат дольше АКБ других типов, рассчитаны на автомобили с большим количеством устройств, потребляющих электроэнергию. Компания предлагает источники тока трех серий: для легкового, грузового, морского транспорта. Каждая единица продукции имеет уникальный штрих-код, по которому можно отследить ее путь от завода до прилавка магазина.
Технология EFB разновидность кислотно- свинцовых батарей, в которых на положительный токовывод нанесен тонкий слой гигроскопичного синтетического волокна, защищающий катод от осыпания.
Благодаря тому, что пластины всегда находятся во влажном состоянии, аккумулятор:
Такая АКБ служит долго, надежно и выдерживает большое количество перезарядок. Технология считается «промежуточной» между классическими WET-аккумуляторами и новейшими AGM-батареями.
Технология Ca/Ca – это технология производства свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, предусматривающая добавление кальция в электроды (как в положительные, так и в отрицательные). Технология Ca/Ca пришла на смену классической технологии прошлого века – малосурьмянистой (Sb/Sb) и отличается от своей предшественницы, главным образом, тем, что за счет использования кальция в качестве легирующей добавки позволяет избегать выкипания и делает аккумуляторную батарею необслуживаемой.
Благодаря технологии Ca/Ca аккумулятор становится также более устойчив к саморазряду в состоянии бездействия и характеризуется высокими стартовыми токами при любых погодных условиях. Достоинства - снижение саморазряда на 30 % и расхода воды на 80% по сравнению с малосурьмянистыми. Недостатки - неустойчивость к глубоким разрядам. Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены выкипанию еще и потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной "самовыключаемости" - они перестают принимать ток, когда заряжены на 95-97 % .
Технология Sb/Ca – это гибридная технология, оптимальная при производстве батарей для отечественных и импортных подержанных автомобилей с ограниченным количеством дополнительного электрооборудования. Аккумуляторы, произведенные по технологии Sb/Ca (в отрицательные электроды добавляется кальций, а в положительные – сурьма), устойчивы к глубокому саморазряду, благодаря чему они стабильно функционируют даже на автомобилях с несовершенной системой подзаряда (генератор) и другими недостатками в работе электрооборудования. Данная технология обеспечивает аккумуляторам высочайшую надежность по привлекательной цене.
Технология: положительные пластины изготовлены из малосурьмянистого свинцового сплава (Sb около 2%), а отрицательные - из свинцово-кальциевого сплава.
Достоинства:
АКБ в машине выполняет две основные функции: обеспечивает запуск двигателя и оберегает бортовую сеть от резких перепадов напряжения, которые могут возникнуть при ее питании от генератора. Кроме этого она поддерживает работу системы освещения и сигнализации, а также снабжает электричеством некоторые приборы при неработающем моторе. Из-за постоянных нагрузок батарея, естественно, садится. Это нормальное явление. Однако когда двигатель начинает работать, в процесс включается генератор, который переключает всю нагрузку на себя, обеспечивая бортовую цепь машины вырабатываемой электроэнергией. АКБ при этом не отключается, а, наоборот, начинает заряжаться от подаваемого электричества. Таким образом, батарея живет в постоянном цикле разрядки-зарядки.
Причины, по которым АКБ теряет свои свойства: к ним можно отнести:
Пусковой ток АКБ (иногда носит название стартерный) – это максимальное значение силы тока, нужной для запуска двигателя, а именно для питания стартера, чтобы он смог провернуть маховик с присоединенными к нему поршнями. Процесс этот сложный, потому как поршни сдавливают топливо (в 9 – 13 атмосфер), которое поступает в камеры. Зимний пуск еще более осложнен, потому как масло густеет и стартеру нужно преодолеть не только сжатие, но и отсутствие нормальной смазки цилиндров.
Емкость аккумулятора - это техническая характеристика, показывающая тот период времени, в течении которого аккумулятор будет производить питание подключенной к нему нагрузки. Единицей измерения емкости аккумулятора является ампер-час, если же аккумулятор небольшой, то миллиампер-час.
Сульфатация – это процесс, во время которого на поверхности аккумуляторных электродов появляется сернокислый свинец, постепенно покрывающий всю поверхность платин. Кристаллы сульфата предотвращают полный заряд и отдачу необходимого количества энергии, в следствии чего падает ёмкость и понижаются электрохимические показатели аккумуляторной батареи. Если Вы слишком поздно заметили процесс сульфатации, тогда аккумулятор подлежит неизбежному и немедленному «походу на свалку». Процесс сульфатации происходит постепенно: - сначала возрастает внутреннее сопротивление; - уменьшается площадь активной поверхности заряженных электродов; - снижается емкость батареи аккумулятора.
Основные причины сульфатации
Напряжение на выводах батареи есть, но стартер не вращается. В этом случае, как правило, плотность электролита во всех аккумуляторах может быть почти одинаковая (+-0,01 г/ см3), но НРЦ батареи значительно ниже, чем должно было быть. Попытка включения любой нагрузки при обрыве цепи приводит к падению напряжения на выводах батареи до нуля. При попытке зарядить батарею с обрывом цепи и при наличии напряжения на выводах, ток в цепи не появится. Когда батарея в покое, плотность электролита не снижается.
Причины: вследствие некачественной контактной электросварки межэлементного соединения аккумуляторов или дефектов сварки выводных борнов батареи с полюсным выводом (втулкой). Отрыв пластин от соединительных мостиков.
Несмотря на то, что положительные и отрицательные пластины в банке АКБ изолированы друг от друга с помощью сепараторов, иногда между ними, все же возникает токопроводящее соединение. Это и называется коротким замыканием в АКБ.
Причины его в следующем:
Иногда короткое замыкание возникает в совершенно новой АКБ и причина тому – заводской брак. А теперь о симптомах.
Признаки короткого замыкания:
Как уже отмечалось иногда аккумулятор с КЗ можно эксплуатировать. Не стоит особо обольщаться на этот счет. Емкость батареи будет очень маленькой. А из-за повышенного саморазряда она будет нуждаться в постоянном заряде. В противном случае сульфатации не избежать.
Конечно, в основном короткое замыкание возникает в аккумуляторах с приличным сроком службы и причиной являются вполне естественные процессы. Но иногда, владелец авто сам сокращает срок службы АКБ.
Чтобы этого не произошло, нужно выполнять следующие простые требования:
Взрывы АКБ происходят с удручающей частотой и постоянством. Связано это, практически всегда, с неправильной эксплуатацией батареи или с пренебрежением техникой безопасности. Важнейшей причиной взрыва аккумуляторной батареи считается скопление горючих газов, которые воспламеняются при возникновении конкретных условий. Газы начинают выделяться после полного расхода сульфата свинца, образовавшегося во время разряда. Другими словами, после восстановления заряда, вода начинает разлагаться. Следовательно, если взорвался аккумулятор, значит, происходил сильный перезаряд АКБ.
Причиной перезаряда считается несколько факторов:
В качестве пламегасителя применяется диск из пористого синтетического материала. Пламегаситель устанавливается перед отверстием системы центральной вентиляции. Он должен предотвращать проникновение пламени в батарею, если загорелись вышедшие из нее газы.
Открываете капот, вынув перед этим ключ из замка зажигания. Вам понадобится рожковый ключ на 10 для откручивания клемм и еще ключ для снятия крепежа с самого аккумулятора, это может быть ключ на 12-13. Оденьте перчатки для защиты кожи от грязи и продуктов окисления. Ключом на 10 ослабьте затяжку гайки стяжного болта наконечника провода. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумулятора.
Точно так же поступите со вторым проводом, который крепится к клемме «плюс», предварительно сняв с него защитный чехол. Аккумуляторы могут быть прикреплены в нижней части к полке прижимной пластиной. Откручиваете болт и снимаете пластину. Вынимаете старую аккумуляторную батарею. Ставите новый аккумулятор, и все снятые детали возвращаете на место в обратном порядке. Перед установкой проводов обработайте их наконечники. Есть специальные спреи для защиты клемм любой фирмы, занимающейся авто химией. Если сильно окислены, то очистите механически щеточкой.
Существует два возможных способа, которые помогут избежать потери настроек.
Вариант №1. Использовать резервный аккумулятор. Если есть возможность, при замене аккумулятора рекомендуется подключить резервный источник питания, равный по емкости вашему аккумулятору. Например, с помощью проводов прикуривания можно подсоединить второй аккумулятор. В таком случае замена АКБ пойдет безболезненно для настроек электрооборудования.
Вариант №2. Скопировать все настройки на носитель.
Для этого потребуется:
Назначение аккумуляторной батареи заключается в том, чтобы обеспечивать пуск двигателя, и помощь генератору в обеспечении питанием потребителей бортовой сети, если последний не справляется с нагрузкой. Во время поездки АКБ подзаряжается от генератора и возмещает разряд. По идее на стоянке автомобильный аккумулятор не должен терять заряд, но существует ток утечки. Причём в современных авто, где есть множество электроники, ток утечки увеличивается и зачастую превышает норму. Основными причинами увеличения тока утечки становятся следующие:
Что потребуется при измерении тока утечки аккумулятора:
Как проводить измерения?
При измерении будет отключаться и включаться АКБ. Поэтому может сработать центральный замок. Так, что на всякий случай оставьте доступ в салон;
Нормой тока утечки считаются значения от 15 до 70 мА. Для современного автомобиля вполне нормальные показатели.
Процесс «прикуривания» подразумевает подачу напряжения от аккумулятора заведомо исправного авто через толстые провода с клещами (последние используются для крепления к клеммам источника питания). При неправильном проведении процесс «прикуривания» может навредить автомобилям.
Чтобы этого не произошло, стоит принимать стандартные меры безопасности:
Чтобы избежать замыкания в сети и случайного разряда источника питания донора, отбрасывайте «минус» от севшего АКБ. Лишь после этого начинайте подключение.
Кипение аккумулятора на машине – часто встречающаяся неисправность. Она может привести к отказу системы запуска двигателя, неисправности всей системы электропитания, коррозии элементов кузова, необратимым процессам разрушения аккумуляторной батареи. Процесс кипения Однозначно отнести кипение аккумулятора к физическому либо химическому процессу нельзя. В состав электролитического раствора аккумуляторной батареи входит 35 – 37% серной кислоты. Температура физического кипения концентрированной серной кислоты плотностью 1,84 г/см.куб. составляет 337 градусов Цельсия. Температура кипения дистиллированной воды, как известно, 100 градусов Цельсия. Температура физического кипения (образование пузырьков, состоящих из паров) электролита около 113 градусов Цельсия по справочным данным. Под капотом автомобиля такой температурный режим возможен только в пробках в жаркое время года. Наиболее распространенной причиной кипения является электролиз, то есть процесс электрохимического разложения воды на водород и кислород. Именно пузырьки этих газов, а не пары воды или серной кислоты выделяются в момент кипения аккумуляторной батареи. Такой процесс в определенных случаях возможен и при отрицательных температурах.
Последствия: Закипание аккумулятора на машине может вызвать ряд необратимых процессов: разрушение пластин АКБ за счет увеличения концентрации серной кислоты при уменьшении процентной доли воды; замыкание пластин в банках и возможный взрыв аккумулятора; в случае разлива или обильного кипения электролита возможно химическое повреждение элементов кузова и электрической проводки; при незначительном подкипании АКБ идет коррозия клемм аккумулятора, разрушение вблизи расположенных разъемов, медленная коррозия кузовных деталей, элементов обшивки (если аккумуляторная батарея расположена в салоне либо багажнике); выкипание электролита приводит к увеличению тока заряда, что может привести к выходу из строя генератора. В любом случае, неконтролируемый процесс кипения приводит к неисправности электрической системы автомобиля в процессе движения. Поэтому важно определить момент начала процесса кипения АКБ, вовремя принять меры по его предотвращению.
Есть несколько причин кипения аккумуляторных батарей. Рассмотрим их в порядке значимости:
В процессе эксплуатации на автомобиле (чаще всего в зимнее время) батарея может оказаться в состоянии глубокого разряда. В этом случае она имеет всегда пониженные показатели напряжения и плотности электролита. При переходе от заряженного состояния в разряженное показатели напряжения и плотности электролита меняются в определенных пределах. Напряжение на полюсах в заряженном состоянии составляет 12,7–12,9 В, а в разряженном 11,5–12,0 В.
При неисправностях электрооборудования разряд может приводить к тому, что напряжение на выводах может иметь значение 6,0–8,0 В. При этом плотность электролита от своего первоначального значения в заряженном состоянии снижается пропорционально разряду и уменьшению содержания серной кислоты. На электродах образуется сульфат свинца, а в составе электролита снижается количество серной кислоты. Чем глубже происходит разряд, тем ниже плотность электролита. При изготовлении на электродах заложено такое количество активного материала, которое необходимо для получения заявленных электрических характеристик этой батареи. Соответственно, в объеме электролита содержится количество серной кислоты, необходимое для полного использования активного вещества пластин. В конце разряда батареи серной кислоты в электролите остается очень мало. При чрезмерно глубоком разряде плотность электролита достигает значения близкого к плотности воды.
Установлено, что электролит с плотностью 1,28 г/см3 замерзает при температуре –64 °С, с плотностью 1,21 г/см3 при –34 °С, а с плотностью 1,07 г/см3 при –5 °С (см. табл. 7, подразд. 3.3) и превращается в лед.
Изготовители считают недопустимым использование в зимнее время батарей с заряженностью менее 75 % (плотность электролита 1,24 г/см3). Это вызвано необходимостью поддерживать работоспособность батареи, исключить возможность ее размораживания, уменьшить вредное воздействие глубокого разряда при зимней эксплуатации на ее ресурс, связанное с оплыванием активного вещества в шлам. Если произошло замерзание электролита и образование льда внутри батареи, значит она была глубоко разряжена в процессе работы (ниже допустимого предела по условиям работы) либо при хранении автомобиля. На практике необходимо различать случаи, когда лед образуется только в одной банке, а в остальных банках плотность электролита имеет нормальные значения в пределах от 1,26 до 1,30 г/см3. В этом случае лед в банке образовался по причине дефекта производственного характера (короткое замыкание). Такое явление также может иметь место в конце срока службы батареи, при чрезмерном короблении и «росте» решеток электродов от перегрева и перезаряда.
Характер дефекта может быть установлен только в результате вскрытия и осмотра конкретной банки. Образование льда в банках на всю глубину практически выводит батарею из строя. Батарею со льдом в банках необходимо снять с автомобиля и осмотреть ее корпус. При наличии трещин на корпусе необходимо принять меры к тому, чтобы после оттаивания электролит, вытекая из корпуса, не причинил вреда лакокрасочному покрытию и металлическим деталям. Если корпус не имеет повреждений — батарею необходимо занести в теплое помещение для оттаивания и заряда. При заряде плотность электролита может восстановиться до первоначального значения, и батарея может сохранить работоспособность.
Если плотность электролита необходимо замерять регулярно, то без ареометра не обойтись. Осуществляется процедура замера следующим образом: Выкручиваются пробки аккумуляторной батареи. Узкая часть вводится в банку. Груша, находящаяся в верхней части прибора, сжимается. Затем необходимо отпустить резиновую верхнюю часть, чтобы образовавшееся отрицательное давление способствовало наполнению резервуара измерительного прибора кислотосодержащей жидкостью. Определяется концентрация электролита по его уровню на градуированной шкале поплавка. Таким несложным методом производится измерение в каждой банке аккумуляторной батареи.
Изменение концентрации электролита может произойти по следующим причинам:
Как правило, установить причину изменения концентрации электролита в домашних условиях не составляет большого труда, но чтобы правильно определить величину такого отклонения, необходимо знать, какое значение является эталонным.
Необслуживаемая аккумуляторная батарея нуждается в уходе. Обслуживание такой акб простое:
Особенности ухода за обслуживаемыми аккумуляторными батареями.
Техническое обслуживание включает такие процедуры:
Тяговой аккумулятор — это специальная свинцово-кислотная батарея, которая позволяет организовать питание специальных электромоторов. Данные устройства имеют определенные характеристики, которые отличают их от аналогичных механизмов: Срок эксплуатации может достигать 1000 циклов заряда — разряда. Имеют относительно небольшой показатель разрядки самоуправления, который может достигать всего лишь 5%/месяц. Могут эксплуатироваться в относительно плохих условиях при температуре от -30 до +65 градусов. Относительно стойки к воздействиям механических повреждений, вибраций и других внешних характеристик. Используются тяговые аккумуляторы очень интенсивно для обеспечения энергией складских погрузчиков, штабелеров и других механизмов, работающих на таких устройствах.
Виды тяговых аккумуляторов
Сегодня можно встретить несколько типов таких продуктов, которые отличаются несколькими характеристиками:
Тяговые аккумуляторы позволяют оптимизировать работу механизмов без потери эффективности, что и является залогом успеха многих предприятий.
Предназначением стартерного аккумулятора является запуск моторов. Основной объем энергии отдаётся в момент запуска, а восстановление происходит от генератора во время езды. В тяговых АКБ, все наоборот, этот тип АКБ создан для долгой и стабильной подпитки энергией техники. Отличие тягового аккумулятора от стартерного еще и в том, что именно первый тип АКБ не боится глубого разряда. Чаще всего тяговыми батареями оснащают моторные лодки, инвалидные коляски, складские погрузчики, электромобили, автодома и другую технику, требующую постоянный поток энергии. Что касается цены, то тяговый АКБ дороже стартерного, но время его работы в несколько раз больше.
Основной параметр для тяговых аккумуляторов – ёмкость. Чем значение больше, тем дольше сможет работать батарея. Для обычного автомобиля требуется стартерный аккумулятор. Так как он обладает большой величиной пускового тока, то приводит в действие мотор. При выборе модели необходимо обращать внимание на технические параметры. Основным является стартерный ток. Он указывает на максимальный ток, который может выдавать батарея для запуска двигателя легкового автомобиля. Второй по значимости показатель – это ёмкость. Его также необходимо учитывать, иначе возникает риск приобретения маломощной батареи, которая не сможет справиться с требуемыми функциями.
Если рассматривать детали устройств, то можно обратить внимание, что у тяговых аппаратов пластины довольно массивные. Таким образом они меньше изнашиваются. Сам корпус также имеет толстые стенки, что даёт ему возможность выдерживать нагрузку от элементов. А пластины стартерных моделей расположены близко. Данная конструкция позволяет создавать ток, которого будет вполне достаточно для запуска мотора. Более подробно о типах тяговых аккумуляторов можно узнать из статьи на нашем сайте. Стоит отметить, что стартерные модели аккумуляторов – это источник вредных испарений. А тяговые собратья отличаются небольшим газовыделением. Перед покупкой аккумулятора необходимо правильно определиться с типом и параметрами устройства. Только таким образом возможно гарантированно получить хороший источник питания.
Техническое обслуживание тяговых батарей должно осуществляться техническим специалистом. Необходимо выполнять периодические действия по обслуживанию - зарядка, выравнивающий заряд, чистка, поддержка уровня электролита и т.д.
Аккумуляторная батарея для погрузчиков и штабелёров должна быть чистой и сухой, её поверхность очищается и обязательно подсушивается.
Не допускается наличие жидкости в металлическом сундуке. Для этой цели периодически осуществляется проверка, и жидкость выкачивается с помощью пластмассовой трубки, находящейся в батарее. Батарею для погрузчиков и штабелеров надо заряжать подходящим токовыпрямителем.
Во время зарядки вентиляционные крышки должны быть открытыми, а во время работы тяговой батареи - закрытыми.
Необходимо ежедневно контролировать уровень электролита в аккумуляторах, чтобы не допустить вскипания и доливать воду примерно 1 раз в неделю.
В аккумуляторы запрещается доливать электролит! Полюсные выводы аккумуляторов для погрузчиков и штабелеров должны быть чистыми и сухими. После чистки, открытые металлические части полюсных выводов надо смазать техническим вазелином. Грязь и пыль, которые скапливаются на поверхности элементов аккумуляторной батареи во время работы, необходимо удалять.
Чтобы избежать повреждений и несчастных случаев, не следует оставлять металлические предметы на аккумуляторную батарею.
В зависимости от требуемой энергии потребления мото аккумуляторы подразделяются на несколько больших групп, обозначаемых по категориям мототехники: аккумуляторы для мотоциклов, для водных мотоциклов (гидроциклов), аккумуляторы для скутеров, для снегоходов и для квадроциклов.
Наиболее мощные 12-вольтовые аккумуляторы для мотоциклов и аккумуляторы для скутеров допускают эксплуатацию в экстремальных условиях, в том числе на снегоходах, при широких изменениях температурного диапазона работы, а жесткость и прочность конструкции позволяет им выдерживать высокие нагрузки. Имеющие меньшую мощность 6-вольтовые мото аккумуляторы в основном применяются на водных мотоциклах (гидроциклах), квадроциклах, но могут использоваться и на снегоходах.
Специфичность условий эксплуатации определила жесткость параметров, которым должны отвечать мото аккумуляторы, в том числе повышенную эффективность и прочность при различных механических и климатических воздействиях, поскольку в большинстве выпускаемых моделей аккумуляторы для мототехники находятся под прямым воздействием атмосферных и других факторов.
По принципу действия АКБ для мототехники всех типоразмеров практически одинаковы, различия заключаются в легирующих добавках к свинцовой основе аккумуляторных пластин и виде используемого электролита – загущенном либо жидком. Соответственно они классифицируются по легирующему материалу пластин на кальциевые и серебряные, а по технологии использования электролита на GEL (Gelled Electrolite), Heavy Duty и AGM (Absorption Glass Matt).
Технология Heavy Duty предусматривает, кроме особой «рецептуры» пластин, упаковку их в специальные конверты из стекловолокна и жесткое крепление самих пластин к стенкам корпуса батареи. Таким образом, повышается виброустойчивость и предупреждается возможное замыкание пластин осыпающимся с них в процессе эксплуатации шлаком. Выпущенные по этой технологии мото аккумуляторы поставляются в сухозаряженном виде с максимальным сроком хранения в 5 лет и полностью сохраняемыми при этом характеристиками. Перед началом эксплуатации аккумуляторы для мототехники заливаются поставляемым в комплекте электролитом, причем особая конструкция крышки аккумулятора препятствует утечке электролита, в том числе при положении вверх дном.
Технология AGM предусматривает использование микропористых стекловатных матов, располагаемых между пластинами и образующими вместе с ними своеобразный «слоеный пирог». Заливаемый в такие аккумуляторы для мотоциклов электролит полностью впитывается стекловатными матами, что исключает его расплескивание или вытекание. При этом структура ткани обладает такой поглощающей способностью, что выделить из нее электролит можно только путем выжимания, а тонкие волокна задерживают мельчайшие частички осыпающегося с пластин шлака. За счет технологии AGM мото аккумуляторы получают качественную герметизацию и устойчивость к толчкам и вибрациям.
Выпускаемые AGM-батареи полностью готовы к работе, не требуют никакого обслуживания, отличаются малой чувствительностью к нестабильности температур, хорошей устойчивостью к глубокой разрядке, эксплуатационным долголетием, возможностью работы в любом положении и даже с поврежденным корпусом, но плохо переносят перезаряд.
Технология GEL предусматривает доведение обычного электролита и добавляемого вещества с основой из двуокиси кремния со стабилизирующими добавками до желеобразной массы, затем заливаемой в корпуса АКБ с установленными пластинами и достигающей нужной густоты в заводских условиях
Оптимальный ток для заряда должен составлять 1/10 от полной емкость АКБ. То есть, иными словами, если ваша батарея имеет емкость в 12 Ампер/час, значит необходимый ток нужен 1,2 Ампер. Это рекомендации производителей как самих устройств, так и приборов ЗУ. Но идеальным вариантом будет пуск меньшего тока на клеммы аккумулятора. То есть, при аналогичном случае подавать ток не 1,2, а уже 0,6 Ампер. Конечно процесс будет происходить немного медленнее (в два раза), но качество от этого только повысится. Если аккумулятор не будет использоваться длительное время, например зимой, его необходимо отключить от мотоцикла. Лучше если аккумулятор будет храниться при низкой температуре (но не минусовой!), тогда химические процессы в нём замедляются и саморазряд происходит медленней. За зиму необходимо провести несколько циклов зарядки.
При обслуживании современных аккумуляторных батарей измеряются и проверяются несколько различных параметров, среди них не последнюю роль играет внутреннее сопротивление аккумулятора, ведь это – значимый параметр источника питания. Его регулярная проверка и контроль позволяют поддерживать аккумуляторную батарею в работоспособном состоянии. Внутреннее сопротивление аккумулятора рассчитывается по стандартной формуле. При определении учитывается электродвижущая сила, сила тока и нагрузка. В результате, получается условная величина, которая постоянно меняется.
Оно зависит и от:
При расчете сопротивления учитывается значение импеданса, в которое входит реактивная составляющая. Реактивная составляющая присуща емкостям, катушкам. Импеданс учитывается при определении реактивного сопротивления.
На внутреннее сопротивление аккумулятора влияет состояние электролита, его концентрации и температурного режима. Понижение температуры влечет рост данного показателя. Определяя внутреннее сопротивление аккумулятора, учитывается и поляризация, которая зависит от силы тока.
Внутреннее сопротивление складывается из нескольких локальных сопротивлений, а именно, между электродами и электролитом, сопротивления самих электродов и внутренних соединений, а также сопротивления электролита ионному потоку (ионы — это частицы, движущиеся в электролите и несущие положительный или отрицательный заряд).
Кроме того, внутреннее сопротивление зависит от степени заряженности и температуры электролита. В разряженном аккумуляторе внутреннее сопротивление больше, чем в заряженном. Разработчик может повлиять на внутреннее сопротивление только изменив активную площадь пластин. Аккумулятор с большей площадью пластин (а следовательно, и с большей емкостью) имеют меньшее внутреннее сопротивление.
Со временем внутреннее сопротивление аккумулятора растет. В какой-то момент аккумулятор достигает такого состояния, когда он оказывается уже не в состоянии вращать стартер со скоростью, необходимой для запуска двигателя. Это означает конец жизни аккумулятора.
Автомобильный генератор — устройство, обеспечивающее преобразование механической энергии вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую. Автомобильный генератор используется для питания электропотребителем, таких как система зажигания, автомобильная светотехника, бортовой компьютер, система диагностики и другие, а также для заряда автомобильного аккумулятора]. К автомобильным генераторам предъявляют высокие требования по надёжности, так как генератор обеспечивает бесперебойную работу большинства компонентов современного автомобиля. Типовая мощность современного генератора в легковом автомобиле около 1кВт.
Чтобы проверить напряжение генератора, необходимо завести мотор и отключить всю нагрузку. В этом случае мультиметр должен показывать 13.8 -14,2 Вольт. Допускается отклонение на 0,1 Вольта в одну и другую сторону. После этого необходимо поочередно подключать потребителей и проверять напряжение генератора. В идеале оно должно «подсесть» где-то на 0,2 Вольта при включении каждой новой нагрузки. При этом общее U не должно опуститься ниже уровня 12,8 Вольт. В противном случае АКБ разрядится. Перезаряд всё что выше 14,6 кроме американских автомобилей, недозаряд всё что меньше 13,8.
На грузовых автомобилях используются традиционные синхронные трехфазные генераторы переменного тока с электромагнитным возбуждением (и самовозбуждением). Генераторы имеют привод от коленчатого вала дизеля. Все генераторы вырабатывают ток напряжением 27-30 В (в сеть подается 24 В, часть тока теряется на выпрямителе и регуляторе), которое регулируется в зависимости от климатических условий эксплуатации автомобиля.
Стартер - основной агрегат пусковой системы двигателя, раскручивающий его вал до частоты вращения, необходимой для запуска двигателя. Основные узлы стартера — двигатель, редуктор, устройства сцепления и расцепления с валом основного двигателя, пусковое устройство (для стартеров, которые не могут запускаться самостоятельно, например бензиновых, турбокомпрессорных). По принципу работы стартеры подразделяются на инерционные, прямого действия и комбинированные. В инерционных стартерах раскручивается сначала маховик, в котором накапливается энергия, обеспечивающая прокрутку вала основного двигателя при сцеплении его с валом. Стартер прямого действия раскручивает непосредственно вал основного двигателя. Различают стартеры электрические, пневматические, гидравлические, бензиновые, турбостартеры.
Стартер выглядит как два соединённых цилиндра и, как правило, крепится к картеру двигателя двумя болтами. Отвинтив их и отсоединив клеммы проводов, можно легко снять деталь с автомобиля. В цилиндре меньшего размера расположены:
В цилиндре большего размера находятся компоненты электродвигателя и механические детали, а именно:
Клеммы АКБ являются изделием, при помощи которого кабель соединяется с аккумулятором.
Клемма быстросъемная. Клеммы современных производителей изготавливают из таких металлов, как бронза, свинец, медь. Изделие должно иметь достаточную электропроводность и быть хорошо подобранным по размеру. Аккумуляторная клемма должна быстро и без затруднений деформироваться плоскогубцами для того, чтобы лучше прилегать к токовой клемме. Для этого желательно, чтобы она была тяжелой.
Клеммы аккумуляторные свинцовые. Чем объясняется тот факт, что для клемм применяется именно свинец? Из этого металла изготавливаются внутренние детали аккумулятора, потому что он не разрушается под воздействием кислоты в отличие от любого другого материала, который вступает в реакцию с кислотой и может испортиться. Вот по этой причине в устройстве аккумулятора отсутствует медь. Несмотря на то что медь обладает большей токопроводностью, чем свинец, предпочтение отдается свинцу. Он, кстати, дешевле меди. Свинец к тому же легко подвергается обработке простым напильником, до нужного размера его подогнать несложно.
Латунные аккумуляторные клеммы. Клеммы АКБ являются изделием, при помощи которого кабель соединяется с аккумулятором. Они широко используются в автомобилестроении. Как известно, при качественном соединении элементов силовой цепи эффективность ее работы увеличивается на 20%, одновременно не только снижая количество впустую затраченной энергии, но и значительно улучшив основные характеристики автомобильного оборудования. Латунные аккумуляторные клеммы могут использоваться при условии, если их характеристики отвечают нормам:
Перемычка для аккумуляторов и провода для аккумуляторов — важные составляющие для монтажа батареи непосредственно в автомобиль, его стабильной работы и обеспечения стабильного заряда..
Перемычка для аккумуляторов используется для соединения клемм аккумуляторных батарей и для изготовления резервного комплекта.
Провода для аккумулятора также могут сыграть ключевой момент в стабильной работе батареи. Выход из строя одного из проводов может повлиять как на проводимость заряда, так и на обеспечение эффективного запуска двигателя и работу дополнительного оборудования, установленного на автомобиле.
Провода для аккумулятора бывают двух видов — плюсовые и минусовые.
Плюсовой провод аккумулятора соединяет плюсовую клемму батареи с оборудованием автомобиля. Минусовой провод аккумулятора совершает аналогичную задачу с минусовой клеммой. Именно такая конструкция позволяет обеспечивать бесперебойное питание электросети и стабильную работу основных систем автомобиля и дополнительного оборудования.
Провода для аккумулятора должны не только способствовать бесперебойной работе батареи и бесперебойному заряду аккумулятора, но и соответствовать международным стандартам качества.
Большинство соединительных проводов для аккумуляторных батарей, представленных на сегодняшний день на рынке, изготавливаются из медной проволоки. Провода также должны отличаться надлежащей гибкостью и обязательно являться многожильными. Минусовой и плюсовой провод аккумулятора имеют различное сечение провода.
Подбирать провода для аккумулятора необходимо в зависимости от удельной мощности и емкости каждой конкретной батареи.
Обязательным условием для проводов аккумуляторных батарей является их устойчивость к низким внешним температурам, уровню влажности и агрессивной внешней среде.
Это обстоятельство достигается благодаря наличию у проводов специальной двойной изоляционной оплетки, которая обеспечивает морозостойкие характеристики и невозможность проникновения влаги внутрь провода.
Самыми комфортными для монтажа и эксплуатации на сегодняшний день считаются провода и перемычки для аккумуляторов с концевыми клеммами. Именно они позволяют обеспечить быстрое и надежное крепление элементов к аккумуляторной батарее.
Ареометр - это лабораторное оборудование, используемое для осуществления измерений относительной плотности, концентрации, удельного веса жидкости или сыпучих веществ.
Принцип работы данных приборов основан на гидростатическом законе Архимеда: масса любого физического тела равна массе воды, вытесненное этим телом. Ареометр опускается на разную глубину в зависимости от плотности жидкости.
Так, для измерения условного веса жидкости, в сосуд с этой жидкостью опускают ареометр. После того, как прибор принял верное положение, по ареометрической шкале определяют плотность жидкости.
Типы ареометров
Среди лабораторного оборудования и приборов, предлагаемых компанией «Прайм Кемикалс Групп», ареометры представлены в большом ассортименте. Ареометры купить на нашем сайте можно для следующих измерений плотности:
Первый параметр, по которому подразделяются зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов – это их назначение.
Есть три группы:
Как нетрудно понять из названия, одни предназначены для зарядки, другие - для запуска, третья группа – универсальные модели.
ЗУ для автомобильных аккумуляторов можно также разделить по их конструкции. Существуют импульсные и трансформаторные зарядные устройства.
Устройства трансформаторного типа имеют большие габариты из-за использования в них трансформатора и выпрямителя. Для использования в быту лучше брать импульсную модель ЗУ. Они собраны на базе инвертора и оснащаются защитой от замыкания. Эти устройства более совершенные, имеют компактные габариты, но стоят дороже трансформаторных моделей.
Пусковые. Запускают двигатель от стороннего источника.
Пуско-зарядные. Предназначены для запуска двигателя и зарядки аккумулятора. Применяются в ситуациях, когда необходимо срочно завести автомобиль, не заряжая аккумулятор до нужного уровня.
Зарядные. Используются только для зарядки батареи автомобиля. Прокрутка двигателя стартером во время зарядки невозможна, поскольку стартер потребляет ток, превышающий 100 А, что может привести к повреждению мотора или активированию встроенной защиты.
В нормальном режиме зарядка любых аккумуляторов должна производиться током, не превышающим 10 % от номинальной емкости батареи. Интенсивный режим с током нагрузки менее 30 % используется для аварийного подзаряда АКБ. Быстрая зарядка противопоказана, поскольку приводит к деформации и разрушению пластин батареи.
Первые два типа зарядных устройств есть смысл приобретать в случаях, когда автомобиль хранится в гараже с подключением к электросети напряжением 220 В. При отсутствии подобных условий лучше приобретать портативное зарядное устройство.
В зависимости от конструкции зарядные устройства делятся на два вида:
Провода для прикуривания автомобиля, они же стартовые или пусковые провода, - это аксессуар, необходимый для «оживления» разряженного аккумулятора. В большинстве случаев представляют собой пару металлических проводов в мягкой оплетке, с прикрепленными на концах мощными зажимами («крокодилами»). Основная функция стартовых проводов – запитать потерявший разряд АКБ от сторонней батареи.
Отрицательная и положительная пластины свинцового аккумулятора обычно представляют собой свинцовые решетки, на которые нанесена паста из активных веществ. Решетки служат для удержания активных веществ и подвода к ним электрического тока. С течением времени свинец решеток реагирует с водой, содержащейся в электролите, и окисляется, образуя окись свинца. Для уменьшения коррозии вместо чистого свинца используют его сплавы с другими металлами. В современных аккумуляторах решетки могут содержать кальций, олово, серебро. Коррозия особенно опасна для решетки положительной пластины. По сравнению со свинцом окись свинца хуже проводит электрический ток, занимает больший объем и имеет меньшую прочность. Поэтому коррозия приводит к повышению внутреннего сопротивления аккумулятоа, уменьшению его емкости (особенно при больших токах) и постепенному разрушению решетки.
Факторы, способствующие коррозии: повышенная температура, повышенное напряжение и ток зарядки. Использование специальных сплавов сделало коррозию менее важным механизмом старения свинцовых аккумуляторов.
Оплывание активной массы может происходить как из-за некачественного изготовления пластин ( излишний слой пасты, неправильный режим сушки и др.), так и из-за неправильной эксплуатации аккумуляторов.
Во время работы аккумуляторной батареи активная масса в положительных электродах при заряде и разряде постоянно изменяет свой объем, сцепление частичек активной массы между собой ослабевает, в результате чего они выкрашиваются. Выкрашивание частиц активной массы ускоряется, если аккумуляторную батарею будут систематически перезаряжать большим током, а при эксплуатации на автомобиле подвергать резким механическим толчкам. Вследствие оплывания активной массы электролит делается мутным и приобретает коричневую окраску. При длительных перезарядах оплывание активной массы еще более усиливается, так как перезаряд сопровождается разложением воды с выделением кислорода на положительном электроде и водорода на отрицательном. Выделяющиеся пузырьки газов повышают давление внутри пор активной массы, вызывая ее разрыхление и выпадение. Помимо этого, выделяющийся на поверхности положительного электрода кислород окисляет материал токоотвода и разрушает его.
Оплыванию активной массы способствует эксплуатация батареи с низкой степенью заря-женности ( 50 % и ниже), особенно в зимнее время. Оплыванию активной массы также способствуют глубокие разряды большими токами при низких температурах и высокой плотности электролита. Эффективным средством уменьшения оплывания активной массы является также применение наряду с мелко пористым сепаратором стеклянного войлока. Однако это приводит к снижению емкости аккумулятора на 10 - 15 % вследствие увеличения внутреннего сопротивления аккумулятора. Срок службы активной массы положительного электрода определяется условиями кристаллизации сульфата свинца при разряде. Образование рыхлых осадков сульфата, который при последующем заряде переходит в прочный крупнокристаллический диоксид свинца, способствует уменьшению оплывания активной массы. В том случае, когда поверхность электрода при разряде покрывается мелкокристаллическим плотным осадком сульфата свинца, при заряде образуется РЬОа, имеющий дендрндную ( игольчатую) структуру. Такого рода кристаллы в конце заряда и в начале разряда осыпаются.
Каждый производитель указывает дату изготовления аккумулятора собственным шифром. Как узнать значение кода? Он общий для всех АКБ от одной компании. Значит, нужно определить бренд, расшифровка даты выпуска аккумуляторов этой фирмы идентична.
Самым распространенным кодом, которым пользуется несколько предприятий, является набор из 10 чисел. Как узнать дату изготовления аккумулятора по десятизначному цифровому коду?
Расшифровка 1234 567890:
Под означенным кодом работают производители: Forse, FB, Dominator, FireBall, Uno, Optimum, Курский аккумулятор.
Как расшифровать? Подставьте вместо порядковых цифр информацию с кода, и получите дату изготовления аккумулятора.
Как определить дату изготовления авто аккумулятора, если цифровой код шестизначный?
Так маркируется дата на аккумуляторах под брендами: Tyumen Bathear, Arctic Batbear, Тюменский медведь, Ямал.
Здесь полностью пишется порядковый месяц в году и сам год – 092016 – октябрь (09) 2016 года. Где стоит дата на аккумуляторах? Шесть цифр наносятся лазером на корпус, не несущий центральный стикер.
Дата выпуска продукции Зверь, Орион, Актех зашифрована в 4 цифрах – порядковый месяц в году и последние 2 цифры текущего года – 0615 – июнь 2015 года. Ищите маркировку на верхней крышке.
Чтобы расшифровать дату выпуска аккумулятора под брендами Asia, Silver, Euro Silver, Vaiper, Cobat, Titan, применяется смешанный код из буквы и цифр. Здесь используется буква латиницы, изображающая год. Так, 2014 – Z, 2015 – P, 2016 – A, 2017 – S, 2018 –T, и так далее.
Код 123Т5 расшифруется:
Где размещена информация? Смотреть дату изготовления аккумулятора нужно на верхней крышке по центру.
Однако есть особо сложные шифры, которые в дату выпуска вмещают всю информацию о данном приборе. Виновный в заводском браке определится тотчас.
Как узнать дату изготовления автомобильных аккумуляторов Bosch, Varta, Berga, Blackmax? У них информация закодирована в 24-значном шифре.
Где именно, в коде стоит дата выпуска на аккумуляторе? Это четвертый знак – год, 5,6 – месяц. Информация о дате выпуска и дате изготовления указана в центре лицевой наклейки из 3 цифр и на верхней крышке, в длинном производственном коде. Цифры отличаются, более свежая — заливка электролита в корпус.
Но с 2014 года месяц в закодированном виде: январь – апрель указываются как 17,18,19,20, а май – декабрь по порядку от 53 до 60. Не разыскивая дату выпуска, как еще можно определить свежесть аккумулятора Варта? На этикетке или крышке аккумулятора нанесен цветной кружок. Его цвет соответствует кварталу и году, когда произвели продукцию.
Аккумулятор Mutlu турецкого производства имеет код из 6 цифр, нанесенный способом лазерной перфорации на крышку. Как узнать дату производства аккумулятора? Вторая цифра – текущий год, 3,4 – порядковый месяц, 5,6 – число.
Японские производители наносят код на этикетке на крышке. Причем, для Panasonic 6 цифр нанесено красной краской, а для Furukawa Battery выдавлен на наклейке, ясно и читаемо: по 2 цифры – день, месяц, год.
Как определить дату производства аккумуляторов словенских марок Topla, Moratti? Код напечатан лазером на верхней части корпуса. Из 14 символов нужно выбрать 2,3,4 знак. 2 цифра год, 3,4 – неделя сначала года.
Система оптимизации предлагает методы складирования аккумуляторов по схеме FIFO (первым получен). На каждую единицу продукции наклеивается разноцветный стикер по времени поступления.
Краткая информация воспринимается, как проверка. Дата выпуска на аккумуляторе сигнализирует, скоро наступит спорный срок продажи прибора. Именно так организована торговля приборами с ограниченным сроком в европейских странах.
В российских условиях зарубежные рейтинговые модели аккумуляторов выдерживают складское хранение до 3 лет без потери качества. Но очень внимательно нужно выбирать необслуживаемые модели от малоизвестных производителей.
Собственно различий в этих двух стандартах не особо много однако они есть. Азиатский стандарт сейчас также достаточно популярен среди автомобилистов, потому как очень много Японских, Корейских (именно из Кореи) и Китайских машин на нашем рынке. А вот эти батареи немного отличаются от привычных нам — Европейских стандартов.
Однако отличий не так много, и в принципе «Азию» можно заставить работать на машине со стандартом «Европа», как собственно и наоборот. Отличий всего три, давайте подробнее. Как ни странно, но Азиатские батареи зачастую компактнее и выше или ниже своих Европейских собратьев. В их корпусах используется не так много пластика, особенно могут отсутствовать ребра жесткости из пластика. То есть практически всегда обычная коробка. Поставить такой аккумулятор в Европейский стандарт сложно, ведь он просто банально будет мотаться в креплении, также верхняя планка (которая удерживает АКБ), просто эффективно не закрепит к кузову, что также не желательно. Напротив «Европейский» АКБ, вы можете не всунуть в крепление «Азиа», хотя иногда размеры могут совпадать.
Клеммы.
Именно по клеммам изначально определяли Европу и Азию. Все дело в том, что различия здесь глобальны:
Европа АКБ – здесь у нас имеется две круглые клеммы, размеры у них такие – плюсовая – 19,5 мм, минусовая – 17,9 мм.
Азия АКБ – а вот здесь различий масса. Даже сами по себе аккумуляторы могут различаться, на плоские клеммы и на круглые. Плоские — зачастую имеют в себе резьбу, куда собственно и прикручивается клемма, хотя справедливости ради, стоит отметить что бывают и без резьбового соединения. Круглые схожи с Европой, то есть на них одеваются овальные клеммы, однако размеры у них меньше, плюсовая – 12,7 мм, минусовая – 11,1 мм. Конечно «Азию» с узкими круглыми клеммами можно поставить на обычный авто, но придется применять специальные переходники, либо туго закручивать клеммы, что может привести к их поломке.
Еще одно отличие это отличие в типе корпуса. В азиатских АКБ клеммы как бы торчат сверху, то есть возвышаются над ним.
В европейском исполнении напротив, они утоплены и находятся как бы в нишах.
Полярность — это расположение внешних токовыводящих элементов (токовыводов) на лицевой или верхней крышке аккумулятора. Самые распространенные схемы расположения — это так называемые «прямая» и «обратная».
На конечной стадии зарядки, кислотный электролит свинцового аккумулятора начинает разлагаться. На положительной пластине аккумулятора образуется кислород, который может рекомбинировать на отрицательной пластине аккумулятора. Но между положительной и отрицательной пластинами находится электролит, который затрудняет диффузию кислорода. Поэтому в старых свинцовых аккумуляторах газ выходил из аккумулятора, а электролит терял объем, "высыхал". Если в аккумулятор вовремя не доливали воду, он входил из строя из-за "высыхания" электролита.
При нормальной эксплуатации современных герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов потеря объема электролита практически исключена и редко становится главным механизмом старения аккумулятора.
Переполюсовка – это смена полюсов АКБ, методом полного разряда (что говорится в ноль) и затем заряда под другими полюсами. Переполюсовка отдельных АКБ, находящихся в составе этой батареи, вероятна в том случае, когда данные батареи имеют гораздо меньшую емкость, нежели все оставшиеся.
При длящемся разряде батареи разрядный ток, проходящий через отстающие элементы батареи, делается для них зарядным током, при этом он заряжает их в обратном направлении. В результате «+» пластинки стают «-», а отрицательные пластинки – положительными.
В ходе такой переполюсовки в активной массе пластинок двух полярностей происходит короткое замыкание. Размер активной массы растет. У «-» пластинок вследствие данного явления набухают ячейки, что может привести к разрыву узкой свинцовой сетки, которая складывается, утрачивает стабильность и приобретает бурую окраску.
Коль скоро снижение емкости отдельных аккумуляторов отмечено вовремя, то можно не допустить переполюсовки. Переполюсовка возникает только тогда, если автовладелец не замечает излишнего снижения (ниже, к примеру, 1,75 В) напряжения на отдельных аккумуляторах в батарее в период разряда. Если вовремя остановить прохождение тока через эти батареи, то переполюсовка не наступит.
Замена дефектной аккумуляторной батареи производится гарантийно-сервисным центром после проведения им технической экспертизы.
Для приема аккумуляторной батареи в гарантийный сервис должны быть соблюдены следующие условия:
Гарантия не предоставляется в следующих случаях:
Глубоко разряженная батарея не может быть признана дефектной и замене не подлежит.
Гарантийный срок сокращается наполовину в случае коммерческой эксплуатации аккумулятора (в режиме «Такси»).
Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) — тип электрического аккумулятора, который широко распространён в современной бытовой электронной технике и находит своё применение в качестве источника энергии в электромобилях и накопителях энергии в энергетических системах. Это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, видеокамеры и электромобили. Первый литий-ионный аккумулятор выпустила корпорация Sony в 1991 году.
Характеристики литий-ионных аккумуляторов зависят от химического состава Составляющих компонентов и варьируются в следующих пределах:
Устройство
Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации.
Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, окислы (LiMnO2) и соли (LiMnRON) металлов.
Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать при значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-железо-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литий-ионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system), — и специальным устройством заряда/разряда.
В настоящее время в массовом производстве литий-ионных аккумуляторов используются три класса катодных материалов:
Электрохимические схемы литий-ионных аккумуляторов:
Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда/разряда, Li-ion-аккумуляторы наиболее предпочтительны для применения в альтернативной энергетике. При этом, помимо системы СКУ они укомплектовываются инверторами (преобразователи напряжения).
Преимущества:
Высокая энергетическая плотность (ёмкость). Низкий саморазряд.
Не требуют обслуживания.
Недостатки:
Широко применяемые литий-ионные аккумуляторы при перезаряде, несоблюдении условий заряда или при механическом повреждении часто бывают чрезвычайно огнеопасными.
Например – автомобилю положен аккумулятор в 60 Ач (по инструкции), если поставить на 50 Ач, то он закипит, а если поставить на 70 Ач он недозарядится!
Это не так! И тот и другой аккумулятор вы можете поставить на ваш автомобиль, ничего страшного не произойдет, самое главное, чтобы они поместились в штатное место вашего автомобиля. Ведь более емкие аккумуляторы имеют большие размеры. Если не уходить в глубокие технические подробности и говорить простым языком (да простят меня гуру электрики), автомобильная сеть имеет некую взаимосвязь: аккумулятор – генератор – стартер – бортовая сеть автомобиля. Бортовая сеть автомобиля потребляет мало энергии (в идеале) если нет дополнительного энергоемкого оборудования. Остается генератор – аккумулятор – стартер. Стартер потребляет энергию только при пуске двигателя (дальше не работает), нужно отметить, что за один пуск легкового автомобиля «усреднено» потребляется около 1 – 2 Ампер энергии из аккумулятора (в холодное время может быть гораздо больше).
После пуска генератор должен восполнить потери тока аккумулятора при пуске двигателя, то есть подзарядить аккумулятор. Обычно напряжение в бортовой сети около (13.8 — 14.2 Вольта) оно практически постоянно, получается это из напряжения бортовой сети минус напряжение самого аккумулятора (которое практически постоянно).
Генератор также имеет свои характеристики мощности — есть и 40 А и 70 А и 80 А и т.д., но это не говорит о том, под какой аккумулятор этот генератор заточен. Эта характеристика говорит о максимальном токе, который может дать генератор в час. Но ток потребляемый аккумулятором (для подзарядки) в десятки раз ниже, чем выдает генератор.
Нагрузочная вилка — это прибор, который путем анализа характеристик аккумулятора позволяет оценить его работоспособность. Основная функция этого инструмента заключается в контроле напряжения. Измерение производится как под нагрузкой, так и при разомкнутой цепи ЭДС. Если разобраться, что такое нагрузочная вилка технически, то она включает вольтметр, резистор, выполненный в виде спирали сопротивления, к которым подсоединены два щупа. С помощью тестеров определяются и другие параметры. Их количество зависит от укомплектованности конкретного аппарата.
Для чего нужна и какую информацию может дать нагрузочная вилка:
измерить выходное напряжение генератора, но не всегда;
проверить степень заряда;
определить как долго аккумулятор сохраняет резерв электроэнергии;
узнать ресурс АКБ;
выяснить есть ли замыкание между пластинами;
оценить сульфатацию пластин и другие второстепенные параметры состояния источника питания.
Зажимы позволяют подключить прибор к клеммам автомобильной батареи или другим элементам электрической цепи. Принцип работы аппаратов, укомплектованных амперметром, подойдёт и для измерения силы тока. Но главная отличительная черта — это количество спиралей. Каждая обладает сопротивлением 0,1-0,2 Ом и рассчитана в 100 А. Когда она одна, можно проверять уровень заряда АКБ малой ёмкости, если две — большей.
Также устройство разных моделей отличается по следующим характеристикам:
диапазон работы вольтметра;
температура эксплуатации;
проверочная сила тока;
точность измерений;
Предназначение: для щелочных или кислотных аккумуляторов.
Тестеры создают такую же нагрузку, которая возникает во время запуска. Даже самая простая модель подходит для проверки аккумулятора ёмкостью до 190 А*ч. Этого хватает для анализа работоспособности АКБ большинства типов транспортных средств — от легковых до грузовых. Для любых условий можно найти оптимальную модель, благодаря их широкому ассортименту и многообразным дополнительным функциям.
Преобразователь электрической энергии — электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и/или показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и/или показателей качества.
Функции преобразователей :
Классификация
Инверторы подразделяются на два класса: ведомые сетью (зависимые) и автономные. Ведомые инверторы преобразуют энергию источника постоянного тока в переменный с отдачей её в сеть переменного тока, то есть осуществляют преобразование, обратное выпрямителю. Автономные инверторы — устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку.
В свою очередь автономные инверторы подразделяются на:
МАРКИРОВКА
По ГОСТу 959-2002 на каждой АКБ должно быть нанесено:
товарный знак или наименование предприятия-изготовителя
условное обозначение батареи (рис.)
знаки полярности: плюс «+» и минус «–»
дата изготовления – месяц, год
номер НД (нормативного документа) на данную батарею
номинальная емкость в ампер-часах (А.ч)
номинальное напряжение в вольтах (В)
ток холодной прокрутки в амперах (А)
масса батареи (если она 10 кг и более)
знаки безопасности
символ переработки
В соответствии с ГОСТ 959-2002:
гарантийный срок хранения не залитых электролитом (сухозаряженных) батарей – 36 месяцев, при этом срок сохранения сухозаряженности – 12 месяцев
гарантийный срок эксплуатации батарей – 18 месяцев со дня продажи
гарантийная наработка батарей – 60 тыс. км пробега автомобиля в пределах гарантийного срока эксплуатации
гарантийный срок эксплуатации необслуживаемых батарей – 24 месяца при пробеге автомобиля не более 75 тыс. км
Для необслуживаемых батарей гарантийный срок исчисляется:
не залитых электролитом (сухозаряженных) – со дня продажи
залитых электролитом – со дня изготовления. Примечание. При отсутствии возможности контроля за пробегом автомобиля и режимами обслуживания батареи гарантия практически распространяется только на заводской брак, выявленный за установленный продавцом гарантийный срок.
Фактический срок службы стартерных аккумуляторных батарей может быть значительно больше и зависит от условий эксплуатации. При исправном электрооборудовании, соответствующем техническом обслуживании и годовом пробеге автомобиля до 10–12 тыс. км он может достигать 5–8 лет.
Долговечность необслуживаемых АКБ, не имеющих отверстий для долива, существенно зависит от состояния электрооборудования и условий (интенсивности) эксплуатации. Напряжение в бортовой сети автомобиля должно находиться в пределах 13,9–14,3 В, иначе ресурс батареи резко снизится из-за «выкипания» воды из электролита или в связи с постоянным недозарядом и оплыванием активной массы.
Электролит необходим для накопления и удержания внутренней энергии источника питания. Благодаря этому, при обрыве цепи в АКБ, при нагрузке остается НРЦ, то есть, за счет плотности электролита.
