Среди всех современных химических источников электрического тока больше всего распространены свинцовые аккумуляторы. Популярность свинцовых аккумуляторов обусловлена их относительно невысокой ценой, а также большим разнообразием этих аккумуляторов, применяемых в самых различных областях техники. Свинцовые аккумуляторы делятся на следующие основные группы: стационарные, тяговые, портативные (герметизированные, SLA) и стартерные.
Стационарные аккумуляторы, работающие, как правило, в режиме непрерывного подзаряда, применяются в качестве аварийных (резервных) источников тока на объектах энергетики и связи.
Тяговые аккумуляторы используют как источники электроснабжения различных видов электротранспорта и специальных машин на его базе. Тяговые аккумуляторы имеют очень большой ресурс и работают в режиме многократного глубокого разряда.
Портативные герметизированные (SLA) аккумуляторы используются для электропитания различных приборов, инструментов, в системах аварийного освещения и электроснабжения. Отличаются низкой стоимостью по сравнению с другими видами аккумуляторов.
Стартерные аккумуляторы применяются в автомобилях. Главная задача этих аккумуляторов – надежный запуск двигателя внутреннего сгорания. Вторая задача – создание своего рода энергетического буфера. В современном автомобиле используется большое количество разнообразных устройств для повышения комфорта, безопасности и т.д. Но генератор не всегда может обеспечить электроснабжение этих устройств, поскольку при движении в городских условиях частые (а нередко и длительные) остановки не способствуют отдаче мощности с двигателя на генератор. Вот здесь стартерный аккумулятор и обеспечивает электропитание всех необходимых устройств. Соответственно, из этого вытекает третья задача стартерных аккумуляторов – электропитание устройств автомобилей при неработающем двигателе. Но здесь важно помнить, что продолжительное использование электрических устройств при неработающем или работающем на холостом ходу двигателе приводит к глубокому разряду аккумулятора и резкому снижению его стартерных свойств. И, наконец, четвертая задача стартерного аккумулятора – аварийное электропитание. В случае выхода из строя генератора, выпрямителя, регулятора напряжения именно аккумулятор должен обеспечить работу всех устройств, необходимых для следования к ближайшему месту, где можно провести ремонт или замену неисправного оборудования.
Устройство и работа стартерного аккумулятора
Стартерные аккумуляторы относятся к химическим источникам тока, в которых свободная энергия, выделяющаяся в ходе окислительно-восстановительных химических реакций, преобразуется в энергию электрическую. Аккумуляторы являются вторичными, то есть обратимыми, источниками тока – их работоспособность восстанавливается путем заряда. Для заряда через вторичный источник пропускается электрический ток в направлении, обратном тому, в котором ток протекал во время разряда. Таким образом, разряд аккумулятора – это преобразование свободной энергии химического источника тока в электрическую, а заряд – обратное преобразование электрической энергии в свободную энергию химического источника.
В стартерных автомобильных аккумуляторах используются следующие химические вещества: двуокись свинца (положительные решетки электродов), чистый свинец (отрицательные решетки электродов), серная кислота, разбавленная дистиллированной водой (электролит).
В процессе разрядов и зарядов аккумулятора происходит преобразование активных масс в сульфат свинца и расход кислоты путем выделения из нее водорода и кислорода. Поскольку стопроцентного восстановления электролита при зарядке аккумулятора не происходит, со временем аккумулятор вырабатывает свой ресурс – зарядка не может быть произведена. Заливка электролита и полная зарядка аккумулятора производится на заводе-изготовителе. Поэтому ресурс аккумулятора отсчитывается именно с момента его выхода с конвейера, а не с момента установки на автомобиль.
Уже довольно давно для более эффективной работы электродов в их состав добавляют сурьму и мышьяк. А снижение выделения воды достигалось добавлением кальция. В результате появились первые малообслуживаемые аккумуляторы. Впоследствии оказалось, что такие аккумуляторы плохо восстанавливаются после глубоких разрядов. Для улучшения этого показателя в свинцовый сплав стали добавлять серебро, что повысило стойкость сплава.
Затем в электролит стали добавлять двуокись кремния. Так появились гелевые стартерные аккумуляторы. Гелевые аккумуляторы полностью необслуживаемые, нет необходимости доливать в них электролит, выделение газа и кругооборот воды стали проходить по замкнутому циклу, аккумуляторные батареи стали полностью герметичными. Однако широкого распространения гелевые аккумуляторы не получили. Они имеют не очень длительный срок службы, чувствительны к сильным морозам, требуют исключительно штатной работы всей электросистемы автомобиля и при этом довольно дорого стоят.
Сегодня массовое распространение получили стартерные аккумуляторы с технологией AGM. Электролит при использовании системы AGM остается жидким, но все участвующие в процессе электролиза решетки оборачиваются в синтетическую ткань, задерживающую мельчайшую взвесь электролита. Аккумуляторы, изготовленные по системе AGM, можно размещать в разных плоскостях, они долго сохраняют работоспособность при повреждениях корпуса, устойчивы к сильным перепадам температур, вибрации, хорошо переносят глубокие разряды, имеют длительный ресурс и при всем этом отличаются относительно невысокой стоимостью.
Интересно, кстати, что продажи стартерных аккумуляторов AGM растут в основном усилиями неевропейских потребителей. Европейцы предпочитают покупать аккумуляторы, сделанные по «старым добрым» проверенным технологиям, хотя благосклонно относятся к их дополнениям и улучшениям.
Производители стартерных аккумуляторов
Производство стартерных аккумуляторов – дело прибыльное. Поэтому на мировом рынке идет жесткая конкуренция между большим количеством компаний, производящих такие аккумуляторы. Многие производители аккумуляторов пользуются широчайшей известностью. Это A-Mega, ACDelco, American, ATLANT, ATLAS, AutoPart, Banner, Bars, Bosch, Centra, Cougar, Deka, Delkor, Delta, Dilen, Duracell, Ecostart, EXIDE, Fiamm, Furukawa Battery, H&T, Medalist, Minn Kota, Moll, Mutlu, Optima, Panasonic, President, ROYAL, Solite, Sonnenschein, Super Nova, TAB, Topla, Trojan, Tyumen Battery, Varta, Yuasa, АкТех, Зверь, Подольский аккумулятор.
Некоторые производители выпускают стартерные аккумуляторы для большого ассортимента марок автомобилей, некоторые специализируются на отдельных марках. В любом случае уровень конкуренции на рынке аккумуляторов очень высок, поэтому Вы всегда сможете выбрать аккумулятор, подходящий Вам как по техническим характеристикам, так и по стоимости.
Эксплуатация стартерных аккумуляторов
Чтобы аккумулятор Вашего автомобиля радовал Вас исправной работой и не стал источником неприятностей, нужно соблюдать несложные правила:
- Подзарядите аккумулятор перед установкой на автомобиль.
- Раз в три месяца проверяйте прочность крепления аккумулятора.
- Содержите аккумулятор в чистоте. При загрязнении внешней поверхности аккумулятора протрите ее чистой тряпкой. Чистыми должны быть также полюсные выводы и клеммы. После очистки советуем смазать их густой нейтральной смазкой, например, техническим вазелином.
- Для пуска двигателя включайте стартер на 5-10 секунд. Между попытками пуска должны быть перерывы не менее 1 минуты. Зимой перед пуском двигателя выключите сцепление. Если двигатель не удается запустить с 3-4 раз, проверьте исправность систем зажигания и подачи горючего.
- Уровень зарядного напряжения аккумулятора должен отвечать требованиям инструкции по эксплуатации Вашего автомобиля и быть не менее 13,9 вольт и не более 14,4 вольт вне зависимости от того, в каком режиме работает двигатель и сколько подключено электрических устройств. При напряжении менее 13,9 вольт (недозаряд аккумулятора) и более 14,4 вольт (перезаряд аккумулятора) эксплуатация аккумулятора недопустима!
- Раз в два месяца проверяйте зарядное напряжение аккумулятора. Если зарядное напряжение отличается от указанного в предыдущем пункте, обратитесь за квалифицированной помощью по приведению аккумулятора к необходимому уровню напряжения.
- Поддерживайте аккумулятор в заряженном состоянии. Раз в три месяца необходимо проверять уровень заряженности по равновесному напряжению разомкнутой цепи (НРЦ) для аккумуляторов. Такую проверку надо проводить и при ненадежном запуске двигателя.
- Измерение равновесного НРЦ проводится не ранее чем через 8 часов после выключения двигателя. Уровень НРЦ при полной зарядке аккумулятора – 12,6 вольт при температуре 20-25°С. При 80%-ой зарядке – 12,5 вольт. При 60%-ой зарядке – 12,3 вольт.
- Если уровень НРЦ аккумулятора становится менее 75% зимой и 50% летом, аккумулятор снимается с автомобиля и заряжается.
- Если аккумулятор подвергся глубокому разряду, как можно скорее зарядите его полностью. Оставлять аккумулятор в состоянии глубокого разряда нельзя! Такое состояние приводит к снижению емкости аккумулятора, а при минусовых температурах вызывает замерзание электролита и разрушение корпуса аккумулятора.
- Для заряда аккумулятора используйте только специально предназначенные зарядные устройства известных и проверенных марок. Использование самодельных, а также не вызывающих доверия зарядных устройств недопустимо.
- Нельзя более 1 месяца использовать аккумулятор в состоянии перезаряда (напряжение свыше 14,4 вольт). Это приводит к полному разложению электролита и опасности взрыва кислородно-водородной смеси.
Меры безопасности:
- При заряде аккумулятора выделяется взрывоопасная смесь кислорода и водорода. Поэтому вблизи аккумулятора запрещено курение, пользование открытым огнем, замыкание полюсных выводов аккумулятора!
- Запрещено наклонять аккумулятор более чем на 45 градусов, чтобы избежать опасности вытекания электролита.
- При попадании электролита на открытые участки кожи немедленно промойте их большим количеством воды, после чего промойте их 5%-ым раствором соды и аммиака. Затем обязательно обратитесь к врачу!
- Отсоединение аккумулятора от бортовой сети и присоединение его к сети проводится только при полном отключении всех потребителей электроэнергии! При отсоединении первым отсоединяется отрицательный вывод, за ним – положительный. Присоединение проводится в обратном порядке.
- Аккумулятор должен быть надежно закреплен в предназначенном для него гнезде автомобиля. Клеммы должны быть плотно зажаты на полюсных выводах. Провода должны быть ослаблены.
При копировании информации прямая ссылка обязательна.
