- Призначення акумуляторних батарей і основні типи
- Ємність
- Струм холодної прокрутки
- Електрорушійна сила (ЕРС)
- внутрішній опір
- ступінь зарядженості
- Особливості конструкції: маса, типорозмір
- полярність
- Термін зберігання
- Термін експлуатації
- саморозряд батареї
- Безпека
- труднощі вибору
Наша сеть партнеров Banwar
У якийсь момент автолюбителі стикаються з проблемою вибору автомобільного акумулятора. Ті, хто зовсім не розуміє в акумуляторах, йдуть декількома шляхами. Деякі просто купують точно таку модель, інші звертаються за допомогою до знаючих друзям. Є й ті, хто проводить консультації в сервісах технічного обслуговування і автомобільних магазинах. У цьому матеріалі ми спробуємо пояснити основні характеристики автомобільних акумуляторів і розберемо основну термінологію.
Зміст статті
Призначення акумуляторних батарей і основні типи
Автомобільний акумулятор забезпечує харчування різних споживачів в автомобілі в той момент, коли двигун заглушений або працює з малою частотою обертання колінчастого вала (холостий хід). При роботі двигуна на високій частоті обертання харчування споживачів йде від генератора. Акумулятор також вступає в справу, коли генератор не справляється з навантаженням.
Сьогодні існує багато різновидів акумуляторних батарей. Недосвідченого автолюбителя це може призвести в ступор, але не варто впадати у відчай. Сучасні автомобільні акумулятори чітко уніфіковані і розібратися в них вам під силу. Варто сказати, що основна маса акумуляторних батарей на ринку - це свинцево-кислотні моделі. Їх характеристики не найкращі, але зате ці акумулятори мають дуже гарне співвідношення ціна - якість.
Серед свинцево-кислотних акумуляторів можна виділити клас гелевих батарей, що володіють більш просунутими характеристиками в порівнянні з рідким електролітом. Кислота в них знаходиться в гелеобразном стані. Детальніше про те, що таке акумуляторна кислота , Читайте в матеріалі за посиланням. Є й інші модифікації кислотних батарей. В основному відмінності в них зводяться до додавання різних легуючих елементів в свинцеві пластини. Це може бути кальцій, срібло. До речі, в пластини більшості стандартних акумуляторів додається сурма. В результаті збільшується стійкість пластин до нагрівання і охолоджування.
Більшість легуючих добавок збільшують стійкість пластин до корозії і сульфатации, але мають і свої недоліки.
Є ще акумулятори, які виконуються за технологією «нікель-металогідриди», а також літієві батареї. Останні, в свою чергу, поділяються на іонні, фосфатні і полімерні. Нікель-металогідридні і літієві акумулятори мають специфічні характеристики і використовуються в автомобілях з гібридними двигунами. Такі АКБ не можуть працювати в мережі живлення стандартного авто.
Автомобільні акумулятори можна класифікувати по такій характеристиці, як напруга. Ви можете подивитися цю класифікацію в таблиці нижче.
Номінальна напруга, В Вид транспортного засобу Номінальна напруга, В Вид транспортного засобу 6 мопеди, квадроцикли, скутери тощо 12 легкові автомобілі, мотоцикли 24 вантажні автомобілі, спецтехніка
Тепер, давайте, розглянемо основні характеристики акумулятора для автомобіля на прикладі стандартних свинцево-кислотних батарей. Це буде правильно, оскільки цей клас АКБ найбільш поширений і в магазинах представлені саме вони. Для початку варто назвати основні характеристики:
- Ємність;
- Струм холодної прокрутки;
- Електрорушійна сила (ЕРС);
- Внутрішній опір і напруга;
- полярність;
- Ступінь зарядженості;
- Особливості конструкції: маса, типорозмір;
- Термін експлуатації;
- Термін зберігання;
- Саморозряд.
Тепер пройдемося по ним докладніше.
Ємність
Ємність акумулятора - це характеристика, що показує кількість електрики, яке він віддає, разряжаясь до мінімально допустимого напруги. Вимірюється ємність в Ампер-годинах (А-ч). Детально про те, що таке ампер-годину , Читайте за посиланням. Номінальну ємність автомобільного акумулятора перевіряють наступним чином. Ведеться низького рівня заряду акумулятора до напруги 10,5 вольта силою струму, що становить 0,05 від зазначеної ємності АКБ, протягом 20 годин. Температура електроліту при цьому повинна знаходитися в інтервалі 18-27 градусів Цельсія.
Формула розрахунку струму розряду акумулятора
На практиці перевірка ємності АКБ виглядає так. Наприклад, у вас батарея номіналом 50 А-ч. До висновків АКБ підключається таке навантаження, щоб струм був 2 ампера (наприклад, лампочка 24 ват, 12 Вольт). Розряд ведеться до напруги на клемах 10,5 вольта. Час розрядки на справній батареї обчислюється, як 50 А-ч / 2 ампера = 25 годин. При експлуатації акумулятора ємність постійно зменшується і кінцем служби батареї вважається ємність приблизно 40 відсотків від номіналу.
Якщо ви будете таким способом перевіряти ємність нового акумулятора, будьте готові до того, що час розряду спочатку буде менше. Таку характеристику, як ємність, акумулятор набирає після трьох - п'яти циклів заряду - розряду.
Для визначення ємності акумуляторної батареї можна використовувати такий прилад, як навантажувальна вилка. До складу цього пристрою входять вольтметр, навантажувальний опір, контактні клеми (площадки), корпус, рукоятка. Навантажувальний опір вибирається так, щоб струм дорівнював:
Формула розрахунку ємності акумулятора
Навантажувальна вилка підключається до висновків акумуляторної батареї і засікається час падіння напруги до 6 В. Для зарядженого справного акумулятора цей час становить не менше трьох хвилин. Температура електроліту в момент виміру повинна бути дорівнює 25 хвилин.
Ємність акумулятора залежить від багатьох параметрів. це:
- Кількість пластин і їх конструкція;
- температура;
- Сила розрядного струму і режим розряду;
- Зношеність.
І це неповний перелік характеристик. Ємність - це єдиний параметр автомобільного акумулятора, який найбільш повно характеризує його стан. Щоб продовжити термін служби свинцево-кислотної батареї, найкраще використовувати невелику частину від її ємності до процесу зарядки. При глибоких розрядах термін служби акумулятора автомобіля значно скорочується.
У таблиці нижче можна подивитися таблицю зразкового відповідності ємності акумулятора типу транспортного засобу (об'єму двигуна).
Ємність акумулятора, А-ч Транспортний засіб Об'єм двигуна, л Ємність акумулятора, А-ч Транспортний засіб Об'єм двигуна, л 55 легкові автомобілі 1 - 1,6 60 легкові автомобілі 1,3 - 1,9 66 легкові автомобілі (кросовери, позашляховики) 1,4 - 2,3 77 вантажні автомобілі малої вантажопідйомності 1,6 - 3,2 90 вантажні автомобілі середньої вантажопідйомності 1,9 - 4,5 140 вантажні автомобілі 3,8 - 10,9 190 спецтехніка (екскаватори, бульдозери) 7, 2 - 12 200 вантажні автомобілі (фури, автопоїзда) 7,5 - 17
Струм холодної прокрутки
Цей параметр, який ще називається пусковим струмом, вказується на батареї поруч із значенням ємності. Детальніше про маркування автомобільних акумуляторів . Струм холодної прокрутки визначається наступним чином.
Акумуляторна батарея охолоджується до - 18 градусів Цельсія і розряджається пусковим струмом протягом 30 секунд. За ГОСТом напруга після цього має скласти не менше 8,4 вольта. А після 150 секунд розряду не менше 6 В. При постійному струмі розряду ємність можна обчислити за такою формулою.
Формула для розрахунку струму стартера
Електрорушійна сила (ЕРС)
Електрорушійна сила батареї - це характеристика, яка показує напругу на клемах акумулятора без зовнішнього навантаження і витоків. Величина вимірюється вольтметром або мультиметром. На ЕРС впливають два параметри: щільність електроліту і його температура. Електрорушійна сила збільшується зі зростанням щільності електроліту.
При температурі 18 градусів Цельсія і щільності 1,27 грама на сантиметр кубічний ЕРС однієї банки становить 2,12 В. У акумуляторної батареї з 6 банок ЕРС буде 12,7 В.
Нижче приведена залежність величини ЕРС від щільності електроліту, виведена емпіричним (дослідним шляхом). Вона працює для щільності в інтервалі 1,05-1,3 гр / см. куб.
Емпірична формула розрахунку ЕРС в залежності від щільності електроліту
На відміну від ємності, по величині електрорушійної сили не можна достовірно судити про стан акумулятора. ЕРС дозволяє знайти критичні несправності АКБ, наприклад, замикання пластин. Детальніше про напрузі акумулятора автомобіля читайте в матеріалі за посиланням.
внутрішній опір
Цей параметр автомобільного акумулятора включає в себе опір пластин, електроліту, сепараторів, кріпильних елементів і т. П. Внутрішнє опір знижується при збільшенні ємності АКБ. Воно збільшується при зниженні температури і зменшенні заряду акумулятора. Нижче ви можете подивитися формулу залежності напруги і ЕРС в процесі заряду-розряду.
Залежність напруги і ЕРС при зарядці акумулятора
Залежність напруги і ЕРС при розряді акумулятора
Нижче ви можете подивитися залежність напруги АКБ від ступеня зарядки.
Формула залежності напруги від ступеня зарядженості акумулятора
Потрібно відзначити, що навіть при щоденних поїздках на автомобілі, слід періодично ставити акумулятор на зарядку. Це пов'язано з тим, що навіть при постійній експлуатації авто, батарея не заряджена до кінця приблизно на 15-20 відсотків. Це відбувається через функціонування генератора.
Генератор на легковому автомобілі виробляє напругу 14-14,5 В. Достатня для зарядки напруга він видає при оборотах колінчастого вала в районі 2 тисяч в хвилину.
Виходить, що зарядка відбувається тільки в момент розгону в місті і при русі на великій швидкості по заміській трасі. Для повного заряду потрібно близько 12 години в такому режимі.
Напруга, що виробляється генератором, збільшувати не можна, оскільки при 14,5 вольт починається процес електролізу води на кисень і водень. Через таку специфіку роботи акумуляторна батарея знаходиться в стані неповної зарядки.
На зображенні нижче можна подивитися вольт - амперні характеристики АКБ в процесі розрядки стартерних струмом, тобто споживаються стартером в момент запуску двигуна автомобіля.
Вольт - амперні характеристики акумуляторної батареї
ступінь зарядженості
На ступінь зарядженості АКБ впливає велика кількість параметрів і її точне значення визначити досить складно. Це дозволяють зробити тільки дорогі зарядні пристрої зі складною електронікою. Але при експлуатації АКБ вам цілком вистачить оціночних значень. Ступінь зарядженості акумулятора можна дізнатися по напрузі і щільності електроліту (для свинцево-кислотних АКБ відповідного типу).
Напруга повністю зарядженої акумуляторної батареї з рідким електролітом становить близько 12,7 В. Для гелевих акумуляторів це значення знаходиться в інтервалі від 13 до 13,4 В.
Нижче ви можете подивитися таблицю щільності електроліту і взаємозв'язок з нею характеристик акумулятора.
Щільність електроліту, г / см. куб. (+15 гр. Цельсія) Напруга, В (за відсутності навантаження) Напруга, В (з навантаженням 100 А) Ступінь заряду АКБ,% Температура замерзання електроліту, гр. Цельсія Щільність електроліту, г / см. куб. (+15 гр. Цельсія) Напруга, В (за відсутності навантаження) Напруга, В (з навантаженням 100 А) Ступінь заряду АКБ,% Температура замерзання електроліту, гр. Цельсія 1,11 11,7 8,4 0 -7 1,12 11,76 8,54 6 -8 1,13 11,82 8,68 12,56 -9 1,14 11,88 8,84 19 - 11 1,15 11,94 9 25 -13 1,16 12 9,14 31 -14 1,17 12,06 9,3 37,5 -16 1,18 12,12 9,46 44 -18 1,19 12,18 9,6 50 -24 1,2 12,24 9,74 56 -27 1,21 12,3 9,9 62,5 -32 1,22 12,36 10,06 69 -37 1,23 12,42 10,2 75 -42 1,24 12,48 10,34 81 -46 1,25 12,54 10,5 87,5 -50 1,26 12,6 10,66 94 -55 1,27 12,66 10,8 100 -60
Особливості конструкції: маса, типорозмір
Маса більшості акумуляторів для легкових автомобілів лежить в інтервалі від 14 до 20 кілограм. Маса практично завжди вказується на етикетці з іншими характеристиками автомобільних акумуляторів. Можливо, вам стане в нагоді таблиця ваги акумуляторів .
З типорозміром ситуація дещо складніша. Зараз у продажу можна зустріти різні виконання батарей. Але практично всі можна віднести до одного з наступних типорозмірів:
- Європейський. Європейський тип - корпус висотою 190 міліметрів і клеми, розташовані в поглибленнях корпусу;
- Азіатський. Азіатський тип - корпус висотою від 220 до 225 міліметрів і клеми, що виступають за габарити корпусу АКБ;
- Американський. Американський тип - бічне розташування клем. На вітчизняному ринку зустрічається рідко.
За технологічного виконання акумулятори поділяються на:
- Необслуговувані. Цей тип акумуляторів стали випускати близько 30 років тому. Вони мають більш високий пусковий струм і тривалий час експлуатації, ніж у обслуговуваних АКБ. Чутливі до напруги в мережі і не вимагають обслуговування;
- Мало обслуговуються. Більшість батарей на сучасному ринку є мало обслуговуються. Вони мають оптимальне співвідношення ціна / експлуатаційні характеристики. Вимагають періодичного обслуговування;
- Обслуговуються. Це повністю обслуговуються акумуляторні батареї, в яких можна замінити банки. Вимагають регулярного обслуговування. На даний момент вже не продаються.
Якщо ви підбираєте нову АКБ, то можете прочитати оглядову статтю про акумулятор Титан .
полярність
Ця характеристика впливає на розташування акумулятора під капотом авто. Батареї випускаються з прямою і зворотною полярністю. Розрізнити їх просто. Якщо повернути акумулятор до себе клемами, то в разі прямої полярності мінусова клема повинна бути справа, а плюсова зліва. При зворотній полярності навпаки. Вітчизняні виробники випускають моделі з прямою полярністю, європейські зі зворотним.
Клеми у акумуляторів також бувають різних стандартів.
- Європейський Type 1. Клема «плюс» має діаметр 19,5 міліметрів, клема «мінус» - 17,9;
- Азіатський Type 3. Клема «плюс» має діаметр 12,7 міліметрів, клема «мінус» - 11,1.
Термін зберігання
Термін зберігання акумуляторних батарей невеликий. Батарея в сухозаряженном стані може зберігатися до двох років. При цьому гарантійний термін зберігання становить 1 рік.
Термін експлуатації
При дотриманні основних правил експлуатації АКБ збільшується термін її служби в середньому 4 роки. Хоча, якщо грамотно підходити до обслуговування акумулятора, він може прослужити 7-8 років.
саморозряд батареї
Саморозряд - це процес падіння ємності акумулятора в процесі простою. Він відбувається через окислювально-відновних процесів на електродах різної полярності. Але негативний електрод страждає від цього більше, оскільки свинець з негативних пластин взаємодіє з сірчаною кислотою з електроліту. При цьому відбувається виділення водню. Активність розчинення свинцю зростає при збільшенні щільності електроліту.
Процес саморазряда також провокується забрудненнями на поверхні акумулятора. Електроліт, вода та інші рідини створюють сприятливі умови для розряду АКБ через провідну плівку між висновками батареї.
Тут потрібно відзначити деякі особливості процесу саморозряду:
- При зниженні температури він знижується і при 0 С практично припиняється. Так, що зберігати батарею потрібно в зарядженому стані при низькій температурі;
- Процес саморазряда стає більш активним до кінця терміну служби акумулятора. Глибокий розряд значно підсилює саморазряд при подальшій зарядці;
- Саморозряд можна знизити, використовуючи чистіші сірчану кислоту і дистильовану воду для приготування електроліту;
- Саморозряд йде найбільш активно протягом доби з моменту заряду АКБ;
- Нормальним вважається саморазряд, коли в добу йде втрата 1 відсотка ємності акумулятора.
Безпека
Крім характеристик автомобільного акумулятора, не менш важливим є знання техніки безпеки при експлуатації і обслуговуванні АКБ. В першу чергу зверніть увагу на наступні моменти:
- Акумулятор повинен бути надійно закріплений в підкапотному просторі автомобіля;
- При вимірюванні щільності електроліту і його заміні необхідно використовувати засоби індивідуального захисту (окуляри, гумові рукавички). Тримайте поруч харчову соду і воду на випадок, якщо електроліт потрапить на шкіру;
- Не можна замикати клеми акумулятора;
- Перед тим як заряджати акумулятор, виверніть пробки з банок обслуговується акумулятора.
Ось, що може трапитися, якщо не дотримуватися правил техніки безпеки.
труднощі вибору
Вибір акумулятора - непроста справа. На перший погляд може здатися, що це зовсім простий пристрій. Але на ділі виходить, що у нього повно характеристик, що мають важливе значення. Але не варто впадати у відчай. Вам за великим рахунком треба визначитися з типорозміром АКБ, видом, ємністю і пусковим струмом. В принципі всі ці параметри ви можете дізнатися оглянути свій старий акумулятор.
Ємність і пусковий струм, як правило, написані великими літерами на видному місці. Наприклад, 55 А-ч 450 Ампер. Це і є вони. Вище наводилася таблиця з ємністю в залежності від транспортного засобу. За нею може додатково зорієнтуватися. Також в статті наводилися розміри вітчизняних, європейських і азіатських акумуляторів, за якими ви можете зрозуміти, до якого типу належить ваша батарея. На російському ринку продаються в основному тільки ці АКБ.
Якщо у вас залишилися питання або є доповнення до статті, то залишайте їх у коментарях. Голосуйте в опитуванні і оцінюйте матеріал!