Как устроен автомобильный аккумулятор

Скажем сразу – лучше не вскрывать корпус автомобильного аккумулятора самостоятельно, этим занимаются только профессионалы в специализированных условиях. Но несмотря на это, знать о внутреннем устройстве АКБ нужно каждому водителю. Это значительно упростит обслуживание и эксплуатацию аккумулятора, а также позволит выявить дефекты работы на ранних этапах.

Устройство аккумулятора. 

Разумеется, содержимое корпуса зависит от вида аккумулятора. В данном блоке мы рассмотрим самый популярный вариант – батареи с жидким электролитом (WET), принцип работы которых был изобретен еще 1859 году. Для российских реалий он наиболее популярен, так как его характеристики менее подвержены влиянию низких температур в зимний сезон.

Первое, что мы видим – это корпус с крышкой, выполненные из эбонита или устойчивого к кислоте пластика. На крышке АКБ расположены заливные отверстия с полиэтиленовыми крышками, через которые происходит заливка электролита и, в дальнейшем – дистиллированной воды. Отверстия также оснащены специальными вентиляционными клапанами для отвода воздуха и газа, который появляется при работе аккумулятора.

Также на крышке расположены полюсные выводы для подключения электропотребителей к АКБ. Они имеют разный диаметр (у положительного он больше) и иногда обозначаются гравировкой со знаками «+» и «-».

Теперь рассмотрим, что внутри автомобильного аккумулятора:

• батарея из шести аккумуляторов («банок»);
• перегородки, разделяющие банки друг от друга;
• соединители для фиксации блоков через перегородку корпуса;
• соединительные выводы для наружного токоотвода, к которым привариваются полюсные выводы;
• электролит из водного раствора серной кислоты.

Основной объем коробки занимает батарея – это сет из шести банок с напряжением по 2 вольта. В перерасчете на все устройство, они дают то самое напряжение в 12 вольт, о котором мы все знаем.

Каждая секция батареи представляет собой пакет плоских решетчатых пластин из свинца. При этом в анодные решетки запрессован диоксид свинца, а в катодные – мелкопористый свинец.

Важный момент: количество активного вещества, нанесенного на пластины, определяет объем емкости аккумулятора, а размер площади каждой решетки формирует количество пускового тока.

Для диффузии электролита от одного электрода к другому между пластинами находится специальный сепаратор из минпласта или мипора. Также он защищает устройство от замыкания.

Устройство аккумулятора в зависимости от вида АКБ.

 

Мы описали общее устройство автомобильного аккумулятора, однако в зависимости от вида АКБ варьируется и специфика отдельных элементов.

Например, в малообслуживаемых (или малосурьмянистых) АКБ электроды изготовлены из сплава свинца с сурьмой, а в кальциевых аккумуляторах для этих же элементов используется сплав свинца и кальция. Также есть гибридные модели, где положительный электрод легирован сурьмой, а отрицательный – кальцием.

Кроме моделей с жидким электролитом (WET), существуют батареи, изготовленные по более современным технологиям:

• AGM – электролит служит пропиткой для стекловолокна, которое прилегает к свинцовым пластинам;
• GEL – за счет добавления в раствор оксида кремния электролит в нем получает гелевую текстуру.
• EFB – в качестве электролита используется раствор серной кислоты, а электроды покрыты специальным микроволокном.

Принцип работы устройства.

 

Принцип работы аккумулятора строится на образовании разности потенциалов между электродами в электролите.

Когда мы поворачиваем ключ в замке, цепь замыкается. Аккумулятор получает нагрузку, что запускает химическую реакцию – электроны поступают от отрицательного электрода к положительному, что создает заряды тока. При разряде происходит двойная сульфатизация, то есть активная масса электродов превращается в сульфат свинца. И этот процесс постепенно снижает плотность электролита к концу разряда.

Благодаря этому проворачивается коленчатый вал, появляется искра, и авто заводится.

Но теперь сама батарея нуждается в зарядке. Поэтому наступает обратный процесс:

1. Источник тока, присоединенный к борнам, дает напряжение большее, чем у заряжаемой батареи;
2. Создается электрический ток с обратным направлением;
3. На катоде восстанавливается диоксид свинца;
4. На аноде окисляется свинец;
5. Аккумулятор восстанавливает объем заряда.

Из-за химической реакции после разряда на плюсовых пластинах откладываются соли, которые можно снять только при оперативной зарядке. Однако, при глубоком разряде формируются настолько крупные кристаллы, что этот метод не помогает.

При постепенном «зарастании» пластин солью снижается ее площадь соприкосновения с электролитом, что негативно сказывается на накоплении заряда. Именно поэтому при эксплуатации АКБ необходимо избегать глубокого разряда, который за один раз может отнять 2-3% емкости аккумулятора.

Теперь вы знакомы с устройством автомобильного аккумулятора. Эта информация поможет вам в грамотной эксплуатации АКБ и сократит вероятность появления преждевременных поломок и дефектов в устройстве.