Читать обязательно ВАЗ 2108 стр. 3 - 19.

Дополнительный материал читать по желанию, много интересного

Назначение системы электроснабжения автомобиля

Система электроснабжения предназначена для питания электрической энергией всех потребителей. Источниками электрической энергии на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея, включенные параллельно.

При работающем двигателе генератор является основным источником электроэнергии и обеспечивает электроснабжение потребителей и заряд аккумуляторной батареи. При неработающем двигателе функции источника электроэнергии переходят к аккумуляторной батарее, которая также должна обеспечивать надежный пуск двигателя.

Аккумуляторные батареи

Назначение аккумуляторных батарей

Рисунок 2.1– Аккумуляторная батарея

Автомобильный аккумулятор (рисунок 2.1) является важным элементом электрооборудования – наряду с генератором выступает источником тока. В автомобиле аккумуляторная батарея выполняет несколько функций:

- питание стартера при запуске двигателя;

- питание потребителей при выключенном двигателе;

- питание потребителей в дополнение к генератору при включенном двигателе.

При совместной работе с генератором аккумуляторная батарея обеспечивает переходные процессы, требующие большого тока, а также сглаживает пульсацию тока в электрической сети.

Типы аккумуляторов

Существует несколько типов аккумуляторов, отличающихся материалом электродов и электролита. Например, всевозможные никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные, свинцово-кислотные аккумуляторы.

Из всего разнообразия в автомобилях в качестве стартерных используются только свинцовые. Это обусловлено тем, что аккумуляторы этого типа обладают максимальной, по сравнению с другими, энергоемкостью и способностью за короткий момент времени отдавать большой ток. При этом приходится мириться с тем, что как кислота, так и свинец — очень вредные вещества. Корпуса всех свинцовых аккумуляторов делаются из прочной кислотостойкой пластмассы, чтобы обеспечить максимальную безопасность во время транспортировки и эксплуатации.

В настоящее время в качестве материала для электродов используется свинец не в чистом виде, а с разнообразными добавками, в зависимости от которых АКБ делят на несколько типов.

В зависимости от добавок для материала электродов автомобильные аккумуляторы делят на:

- традиционные («сурьмянистые»);

- малосурьмянистые;

- кальциевые;

- гибридные;

- гелевые, AGM.

И дополнительно:

- щелочные;

- литий-ионные.

Традиционные («сурьмянистые»)

АКБ этого типа содержат в составе свинцовых пластин ≥5% сурьмы.

Сейчас АКБ данного типа уже не устанавливаются на автомобили.

Малосурьмянистые

Такие аккумуляторы чаще всего называют малообслуживаемыми или вовсе необслуживаемыми, подразумевая, что данные АКБ не требуют контроля и ухода. Хотя термин «необслуживаемый» больше маркетинговый, чем реальный, так как не получилось абсолютно избавиться от потерь воды из электролита. Вода все равно понемножку «выкипает», хоть и гораздо в меньших количествам, чем у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Огромным плюсом малосурьмянистой батареи является ее нетребовательность к качеству электрооборудования автомобиля. Даже при перепадах напряжения бортовой сети характеристики данной АКБ не меняются так необратимо, как это бывает с более современными аккумуляторами, например, кальциевыми или гелевыми.

Кальциевые

Аккумуляторные батареи данного типа часто имеют маркировку «Ca/Ca», что обозначает, что пластины обоих полюсов содержат в своем составе кальций. Также в состав пластин иногда добавляют еще и серебро в малых количествах, что снижает внутреннее сопротивление АКБ. Это положительно сказывается на энергоемкости и КПД батареи.

Потери воды за весь срок службы батареи составляют столь малую величину, что нет необходимости в проверке плотности электролита и уровня воды в банках. Таким образом, кальциевые аккумуляторные батареи имеют право называться необслуживаемыми.

Гибридные

Часто обозначаются как «Ca+». Расход воды у гибридных батарей в два раза меньше, чем у малосурьмянистых, но все равно больше, чем у кальциевых. Высокая устойчивость к переразрядам и перезарядам.

Гелевые, AGM

Гелевые и AGM аккумуляторные батареи содержат электролит не в «классическом» жидком виде, а в связанном, гелеобразном состоянии (отсюда и название типа батареи).

И в гелевых, и в AGM батареях электролит находится в гелеобразном состоянии. Отличие в том, что в AGM аккумуляторах помимо этого между пластинами-электродами находится специальный пористый материал, дополнительно удерживающий электролит и защищающий электроды от осыпания. Сама аббревиатура «AGM» так и расшифровывается — AbsorbentGlassMat (абсорбирующийстекломатериал). Благодаря тому, что гель в аккумуляторах находится фактически в зафиксированном состоянии, данные батареи не боятся наклонов.

Гелевые АКБ могут выдавать одинаково высокий ток вплоть до полного разряда. При этом они не боятся переразряда, полностью восстанавливая после подзарядки свою номинальную емкость.

При благоприятных условиях эксплуатации гелевые аккумуляторные батареи могут работать до 10 лет.

Благодаря своей абсолютной герметичности, относительной виброустойчивости и своей фактической необслуживаемостигелевые батареи широко применяются там, где классические АКБ использовать опасно или невыгодно: внутри помещений (например, в источниках бесперебойного питания), в мототехнике (мотоцикл, в отличие от автомобиля, едет, периодически отклоняясь от вертикальной плоскости), в морском и речном транспорте (данные аккумуляторы не боятся качки, свойственной судам).

Щелочные

Автомобильные щелочные аккумуляторы бывают двух типов: никель-кадмиевые и никель-железные. Электролитом в обоих типах аккумуляторов является раствор едкого калия КОН.

Пластины-электроды в щелочных батареях упаковываются в «конверты» из тончайшей перфорированной металлической пластины. В эти же конверты запрессовывается активное вещество. Это позволяет сильно повысить виброустойчивость батарей. В щелочных батареях при протекании химических реакций не расходуется электролит. По этой причине его требуется меньше, чем в кислотных, где приходится наливать электролит с запасом по причине его «выкипания».

Литий-ионные

Литий-ионные аккумуляторные батареи (и ее подвиды) считаются наиболее перспективными в качестве дополнительного источника электрического тока. Применяются в электромобилях.

Идет непрерывная работа над усовершенствованием существующих типов аккумуляторных батарей. В исследовательских центрах ищут способы увеличения энергоемкости источников питания, что позволит уменьшить размеры аккумуляторов. Для северных районов очень пригодится изобретение морозоустойчивой батареи (и тогда не было бы проблемы отказа завода двигателя в сильные морозы).

Очень важна работа и в направлении обеспечения экологичности, т.к. нынешние технологии производства аккумуляторных батарей не могут обойтись без использования ядовитых и просто опасных веществ (взять хотя бы свинец или серную кислоту).

Виды автомобильных аккумуляторов:

- обслуживаемые аккумуляторы – отличаются тем, что в них происходит интенсивное выкипание воды, что вызывает повышение плотности электролита и снижение его уровня. Поэтому нужно постоянно следить за количеством электролита и своевременно корректировать его уровень, доливая дистиллированную воду. Если снижение уровня электролита произошло в результате разбрызгивания при его закипании, то повышая уровень электролита до нормы, одновременно доводят до нормы его плотность. Плотность электролита в таких аккумуляторах зимой надо увеличивать в соответствии с требованиями производителя. Пары электролита, конденсировавшиеся на аккумуляторе надо удалять тряпкой, смоченной в растворе питьевой соды. Срок службы таких аккумуляторов при правильном уходе 3 максимум 4 года;

- в малообслуживаемых аккумуляторах в материал электродов уменьшено количество сурьмы, введены специальные легирующие добавки, снижающие интенсивность электролиза воды. Поэтому уровень электролита в них уменьшается значительно медленнее. Но несколько раз в год доливать дистиллированную воду все же необходимо;

- развитие технологии позволило создать необслуживаемые аккумуляторы, в которых практически исключено испарение электролита, и доливать воду нет необходимости. К таким аккумуляторам относятся кальциевые, гибридные, гелевые, с системой AGM.