Глава 43 Аккумуляторная батарея (АКБ). Назначение, устройство и типы
10.2.1 Назначение аккумуляторной батареиАккумуляторная батарея обеспечивает электрическим током все потребители, пока двигатель не работает или работает на очень малых оборотах, также является резервным источником питания в случае выхода из строя генератора.
Внимание
В случае выхода из строя генератора не стоит затягивать с его ремонтом, необходимо сразу решать возникшую проблему. Длительное использование исключительно АКБ может вывести ее из строя, причем в самый неподходящий момент.
Одним из основных функциональных назначений АКБ является пуск двигателя с помощью стартера.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
10.2.2 Устройство аккумуляторной батареи
В аккумуляторной батарее происходит преобразование химической энергии в электрическую.
Химия в том, что взяли и поместили в раствор серной кислоты две пластины, состоящие из свинца, и на пластинах сделали выводы (рисунок 10.1). Подсоединили к выводам два провода от генератора, начали вращать его, чтобы тот выделял электрический ток и зарядили АКБ (пока аккумулятор заряжается, он является потребителем тока). В данном случае электрическая энергия преобразовалась в химическую – аккумулятор зарядился. Отсоединили от выводов генератор и подсоединили, например, лампочку, и она загорелась! Потому что начался процесс преобразования химической энергии в электрическую. Прелесть данной конструкции в том, что процессы зарядки и разрядки можно производить многократно. И если соблюдать основные, довольно несложные, правила эксплуатации АКБ, она может прослужить долгое время.
Простейший аккумулятор состоит из двух пластин, помещенных в корпус (его еще называют банкой), этот корпус заполнен раствором серной кислоты (который называется электролитом) и закрыт сверху крышкой. В крышке имеются отверстия, через которые выведены по два вывода от каждой из пластин (положительный и отрицательный).
Рисунок 10.1 Принцип работы аккумуляторной батареи.
Любая АКБ состоит из нескольких (чаще шести) простейших батарей, описанных выше. Почему именно шести? Бортовая сеть автомобиля рассчитана на 12 вольт, а значит и аккумуляторная батарея должна выдавать столько же. Ввиду своих габаритных размеров одна банка (две пластины) обеспечивает напряжение приблизительно в 2 вольта. Для получения 12 вольт положительные и отрицательные пластины соединяют последовательно и делают два общих вывода – положительный и отрицательный (смотрите рисунок 10.2).
Примечание
Аккумуляторная батарея должна иметь такие габаритные размеры, чтобы оптимально вписаться в ограниченное пространство моторного отсека автомобиля.
Рисунок 10.2 Устройство аккумуляторной батареи.
На многих современных автомобилях для предотвращения кражи головного модуля аудиосистемы существует своеобразная защита, которая блокирует аудиомагнитолу после отключения отрицательной клеммы от аккумуляторной батареи.
Примечание
Стоит помнить, что в некоторых современных автомобилях после отключения АКБ и повторного подключения бортовой компьютер может вывести сообщение об ошибке, которое можно сбросить с помощью специализированного оборудования на СТО.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
10.2.3 Типы АКБ
По принципу необходимости обслуживания аккумуляторные батареи разделяют на: обслуживаемые и необслуживаемые. Одним из подтипов обслуживаемых стали малообслуживаемые АКБ. На данный момент применение обслуживаемых АКБ сведено к минимуму. Названия типов аккумуляторных батарей говорят сами за себя.
Основа свинцово-кислотных АКБ, о которых идет речь в данной главе, — жидкий электролит. Однако технологии производства батарей шагнули далеко вперед и сейчас довольно часто можно встретить АКБ, выполненные на базе технологии AGM, в которой сам электролит абсорбирован в стеклянных волокнах. Также не стоит забывать и о набирающих популярность гелевых АКБ (GEL), в них электролит загущен с помощью силикагеля до гелеобразного состояния.
Из-за большого многообразия типов АКБ возникло много споров относительно эффективности и стойкости каждого из них. Если по существу, то нет одного, идеального для всех эксплуатационных условий аккумулятора. Ибо, выигрывая в чем-то одном, любой тип АКБ обязательно существенно проигрывает в чем-нибудь другом. Так, например, столь популярные необслуживаемые «кальциевые» аккумуляторы имеют очень низкие показатели саморазряда и не требуют к себе какого-либо внимания, однако они очень сильно «боятся» глубоких разрядов (как пример, при многократных коротких поездках в зимний период).
Примечание
Во время зарядки АКБ происходит закипание электролита, но закипание не в бытовом понимании этого слова, просто происходит расщепление воды на кислород и водород (появляются пузырьки). Составная часть электролита – вода – выкипает, а плотность электролита, соответственно, растет. Чтобы привести плотность электролита в норму, доливают дистиллированную воду.
Внимание
Одной из существенных опасностей при плановой зарядке АКБ является выделение водорода из электролита. И вроде мало, но и взорваться может. Поэтому при обслуживании и эксплуатации АКБ необходимо соблюдать все меры предосторожности.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
10.
2.3.a Полярность АКБПолярность указывает на расположение отрицательного и положительного выводов батареи. Полярность бывает прямой и обратной.
Примечание
Чтобы узнать, какая полярность на вашей АКБ, установите ее к себе той стороной, ближе к которой смещены выводы. Посмотрите, какой из выводов обозначен знаком «+», а какой — знаком «-». Если «+» находится слева, значит полярность прямая, если справа – обратная.
Задать вопрос преподавателю
10.2.3.b Номинальная емкость
Номинальная емкость (обозначается С20) — количество электричества (в А·ч), которое способна отдать АКБ при 20-часовом режиме разряда током, численно равным 0,05 номинальной емкости до напряжения на выводах 10,5 В при температуре электролита 25 °С.
Внимание
Следует всегда помнить о том, что на автомобиль следует устанавливать АКБ той емкости, которая указана заводом-изготовителем транспортного средства.
В принципе, ничего страшного не случится, и первое время будет радовать резвый пуск двигателя, но не стоит забывать о том, что возможности генератора не безграничны, а условия эксплуатации автомобиля могут быть очень суровы. Как следствие, батарея большей емкости будет постоянно недополучать энергию для восстановления — не будет заряжаться на 100%, что в скором времени приведет к выходу ее из строя.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
10.2.3.c Резервная емкость
Резервная емкость (обозначается Cр) – время разряда в минутах полностью заряженной батареи током 25 А до напряжения 10,5 В при температуре электролита 25 °С.
Примечание
Резервная емкость в 1,63 раза больше номинальной в числовом выражении (так, для АКБ емкостью 55 А·ч она составляет приблизительно 90 минут). Это время, в течение которого полностью заряженная батарея может обеспечивать электроэнергией минимальное количество потребителей, необходимых для безопасного движения автомобиля в случае отказа генератора.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
10.2.3.d Ток холодной прокрутки
Ток холодной прокрутки (Iх.п.) – по ГОСТу (ДСТУ) 959-2002 – это ток разряда, который способна отдать батарея при температуре электролита минус 18 °С в течение 10 секунд при напряжении не менее 7,5 В. Чем выше данный параметр, тем лучше двигатель будет пускаться зимой, однако по причине увеличения нагрузки на стартер может снизиться его ресурс.
Примечание
Величина тока холодной прокрутки зависит от методики ее измерения. Примерное соответствие значений тока холодной прокрутки, определенного по разным стандартам, приведено в таблице ниже.
| DIN 43559, ГОСТ 959-91 | 170 | 200 | 225 | 255 | 280 | 310 | 335 | 365 | 395 | 420 |
| EN 60095-1, ГОСТ 959-2002 (Россия) | 280 | 330 | 360 | 420 | 480 | 520 | 540 | 600 | 640 | 680 |
| SAE J537 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 |
Комментарии пользователей (1)
Задать вопрос преподавателю (в обсуждении 1 комментариев)
10.
2.3.e Плотность электролита АКБОдним из основных показателей, характеризующих рабочее состояние АКБ, является плотность электролита. Она должна быть всегда в определенном диапазоне. Если АКБ малообслуживаемая, то летом плотность немного понижают, а вот зимой, чтобы исключить вероятность замерзания электролита, повышают.
Примечание
Плотность электролита измеряется специальным прибором – ареометром.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
10.2.4 При покупке АКБ
Допустим, вы решили заменить источник питания. Придя, например, в магазин автозапчастей, определились с моделью. Теперь внимательнее. Спросите сначала АКБ сухозаряженный (без электролита) или залитый электролитом и заряженный. В первом случае срок хранения на складе не должен превышать трех лет, во втором – полугода.
Посмотрите на дату изготовления АКБ и если с даты производства прошло более одного года, выполните, по возможности, следующие проверки:
- осмотрите корпус на наличие повреждений;
Для залитых и заряженных
- уровень электролита должен находиться между метками «min» и «max» (корпус из полупрозрачного пластика) или быть выше примерно на 15 – 20 мм от верхнего торца пластин;
- плотность электролита должна составлять 1,25–1,26 г/см3 при 25±5 °С;
Маркировка АКБ
Рисунок 10.3 Маркировка АКБ по отечественному стандарту.
Рисунок 10.4 Маркировка АКБ по европейскому стандарту EN 60095-1.
Рисунок 10.5 Маркировка АКБ по американскому стандарту SAE J537.
Для всех
- цвет индикатора заряженности (если такой есть в наличии) должен быть зеленым;
- напряжение на выводах без нагрузки должно быть не менее 12,6 В.
Внимание
Так или иначе, но в наличии должна быть инструкция по эксплуатации на русском или украинском языке и гарантийный талон с указанными условиями гарантии.
Не стесняйтесь требовать от продавца выполнения описанных выше проверок, ведь автомобильная АКБ это не батарейка в плеер, и приобретается не на один месяц, причем от качества АКБ зависит работа всех электрических систем автомобиля.
Комментарии пользователей (0)
Задать вопрос преподавателю
4. Назначение аккумуляторной батареи
Аккумуляторная батарея предназначена для питания основных потребителей на остановках, в аварийных режимах и при малых скоростях движения поезда.
Основные
потребители цепи сигнализации, защиты
и управления могут получать питание от
аккумуляторной батареи не только на
остановках но и при внезапном выходе
из строя генератора во время движения,
кроме того аккумуляторная батарея
выполняет функцию защиты – она снимает
величину коммутационных перенапряжений
возникающих при отключении потребителей
во время работы генератора.
Эти
перенапряжения могут оказать отрицательное
воздействие на цепи питания потребителей,
поэтому эксплуатация с отключенной
батареей запрещается.
Аккумуляторная батарея расположена под вагоном в специальных ящиках, оборудованных вентиляционными решетками для удаления взрывоопасной смеси образующейся при зарядке аккумуляторов.
Аккумулятором называется химический источник тока, который способен накапливать и сохранять электроэнергию, полученную от вагонного генератора или из вне от зарядного устройства, а потом отдавать ее.
Аккумуляторные батареи бывают кислотные (свинцовые) а также щелочные (никель-железные и никель-кадмиевые). Щелочные аккумуляторные батареи дешевле и обладают повышенной механической прочностью не выходят из строя в результате низких температур имеют повышенный срок службы и не требуют тщательного ухода. Основной недостаток – низкий КПД.
5. Щелочные аккумуляторы.
Назначение, устройство и принцип работы
В
заряженных щелочных аккумуляторах
активная масса положительных пластин
состоит из гидрооксида никеля, а активная
масса отрицательных пластин из губчатого
железа.
Электролит содержит 20% едкого
калий. Для увеличения срока службы в
электролит добавляют едкий литий.
Устройство щелочного никельного аккумулятора состоит из полублока. Полублок состоит из 10-ти положительных и 11-ти отрицательных соединенных шпильками или сваркой пластин. Сепараторами служат эбонитовые палочки. Металлический корпус электрически соединен с полублоком отрицательных пластин и установлен в резиновый изолирующий чехол. Полюсные выводы с резьбовыми наконечниками, служащими для крепления межаккумуляторных перемычек изолированы от крышки корпуса эбонитовыми шайбами и имеют уплотняющие сальники. Электролит заливают через отверстие с клапаном для выхода газов. Между собой аккумуляторы сгруппированы и подвешены по 3 в 14-ти деревянных ящиках.
6. Уход за аккумуляторными батареями
в пути следования в зимний период
Осмотреть ящик на целостность. Ящик должен быть закрыт.
Вентиляционные
решетки должны быть очищения от снега
и грязи (деревянным предметом).
7. Для чего служит регулятор напряжения генератора (рнг)
РНГ служит для воздействия, на величину тока возбуждения поддерживая напряжение генератора неизменным.
Любой генератор имеет измерительное устройство контролирующее изменение напряжения от заданной величины и исполнительного устройство, которое, получив сигнал от измерительного устройства воздействует на величину тока возбуждения и приводит напряжение генератора к норме.
Роль батареи в цепи
ЭДС батареи
Источником ЭДС является устройство, которое использует некоторую форму энергии (кроме электрической энергии) и преобразует ее в электрическую потенциальную энергию. Например, в батарее химические реакции, происходящие внутри корпуса батареи, создают разделение зарядов на двух ее электродах, так что один становится положительным, а другой отрицательным. Это увеличивает электрическую потенциальную энергию системы зарядов, и мы видим, что батарея совершает положительную работу по достижению этого разделения.
Химическая энергия преобразуется в электрическую энергию. В случае генераторов, которые мы увидим позже, механическая энергия преобразуется в электрическую.
Когда два конца батареи соединены, электроны с отрицательного конца могут двигаться по цепи, чтобы достичь другого положительного конца батареи. Когда они проходят через компоненты цепи, они теряют часть своей потенциальной энергии в каждом из них, так что, когда они достигают положительного электрода, их потенциальная энергия равна нулю. Роль батарей состоит в том, чтобы непрерывно снабжать электроны определенной потенциальной энергией, чтобы поток электронов поддерживался в цепи. Количество электрической потенциальной энергии, которую батарея может предоставить электронам, явно связано с градиентом потенциала, который создается в результате разделения зарядов, и, следовательно, «значение» батареи записывается в терминах разности потенциалов, которая существует между ее электроды. Это называется ЭДС батареи.
«ЭДС (ξ) устройства определяется как работа, совершаемая источником ЭДС при перемещении заряда по замкнутому контуру или цепи».
⇒ {\ displaystyle \ Rightarrow} ξ = W/q (Единицы: J/C ≡ V)
Таким образом, источник ЭДС поставляет электрическую энергию в цепь, тогда как другие компоненты в цепи (например, резисторы) рассеивать эту энергию. Следовательно, мы можем сказать, что ЭДС поставляет электрическую мощность, а резистор рассеивает электрическую мощность (в случае простых резисторов электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию).
9{2-}}
Pb + SO42- -> PbSO4 + 2e-
Эти электроны движутся в проводе, и когда они достигают положительной пластины:
PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- -> PbSO4 + 2h3O
Таким образом, в этом процессе PbSO4 осаждается на обеих пластинах, а кислота израсходована, и из-за этого существует срок службы батареи, после которого дальнейшие реакции не могут происходить, поскольку все активные ингредиенты израсходованы.
(Аккумуляторы основаны на реакциях, которые можно обратить, пропуская через них ток в противоположном направлении с помощью другого источника ЭДС.
Таким образом, в этом случае очевидно, что заряжаемый аккумулятор потребляет мощность, которая питается от другого источника ЭДС).
Автомобильные аккумуляторы – основные функции автомобильного аккумулятора
09.08.2020 09.13.2021
5 основных функций автомобильного аккумулятора
Аккумулятор выполняет некоторые из наиболее важных функций вашего автомобиля; Вот некоторые из ключевых функций автомобильного аккумулятора, которые помогут вам понять его важность.
1. Стартер двигателя
Обеспечение энергией — первая и самая важная функция автомобильного аккумулятора. Батарея хранит химическую энергию, которая позже, когда вы поворачиваете ключ или нажимаете кнопку запуска двигателя, преобразуется в электрическую энергию; аккумулятор распределяет его по всем частям автомобиля, которым он может понадобиться.
2. Помощник системы зажигания
Когда вы заводите автомобиль, аккумулятор не только запускает двигатель, но и запускает систему зажигания автомобиля.
Он связывает электричество всего автомобиля и включает его функции безопасности. Если с энергетической системой что-то не так, то вы, вероятно, об этом узнаете. Аккумулятор также обеспечивает электроэнергией все электронные устройства, когда двигатель не работает.
3. Поддержка
Если аккумулятор работает должным образом, он обеспечивает устойчивость энергетической системы вашего автомобиля. После того, как вы заводите автомобиль, аккумулятор заряжается от генератора, чтобы все работало во время движения; кроме того, он снова начинает накапливать химическую энергию, чтобы в следующий раз ее хватило для запуска двигателя автомобиля. Аккумуляторы нового типа имеют системы, предотвращающие полное высыхание энергии, а также защищающие их от коррозионного повреждения в течение более длительного времени.
4. Генератор
Более того, аккумулятор передает электроэнергию генератору, который, если он исправен, отвечает за такие электрические функции, как аудиосистема, кондиционер, дворники, фары или даже подушка безопасности.
система – поддерживает автомобиль в рабочем состоянии после старта. Затем, если есть какая-либо неисправность или перегрузка генератора переменного тока, аккумулятор может действовать как резервный и поддерживать работу в течение некоторого времени. Нужна исправная батарея, особенно когда вы решите добавить некоторые аксессуары в свой автомобиль, и им нужно электричество, например. дополнительные источники света или инструменты.
5. Регулятор напряжения
Иногда другие системы вашего автомобиля могут перегружаться и создавать скачки высокого напряжения, которые обычно причиняют большой вред вашему автомобилю (они могут даже поджечь его). К счастью, современная батарея может поглощать часть чрезмерного напряжения, которое могут генерировать другие детали. Благодаря этому все твердые компоненты и вся электрическая система защищены от повреждений из-за аномального уровня напряжения.
Как видите, это некоторые из жизненно важных функций вашего автомобиля, и все они зависят от этой маленькой батареи, которая поддерживает все в рабочем состоянии.