Устройство и работа аккумуляторной батареи

Аккумуляторная батарея на автомобиле служит для питания током приборов электрооборудования при малой частоте вращения коленчатого вала и при .неработающем двигателе. Она состоит из шести свинцово-кислотных двухвольтовых аккумуляторов, соединенных между собой последовательно, что обеспечивает получение в цепи рабочего напряжения в 12 В. Бак батареи изготовляется из кислотоупорной пластмассы и разделяется перегородками на шесть отделений, в каждом из которых помещаются элементы аккумуляторов (рис. 48).



Аккумулятор состоит из положительных 10 и отрицательных 12 пластин, изолированных друг от друга сепараторами 11, изготовленными из пористых пластмасс (мипора или мипласта). Пластины отливаются в виде решеток из свинца с добавлением 7—8% сурьмы для механической прочности. В решетку пластин впрессовывают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца — свинцового сурика (Pb₃O₄) и свинцового глета (PbO) для положительных пластин и свинцового порошка — для отрицательных пластин. В целях увеличения емкости аккумулятора и уменьшения его внутреннего сопротивления в аккумуляторе имеются несколько одноименных пластин, соединяемых вместе в полублоки, заканчивающиеся выводными полюсными штырями 4, 7 и 9.


Полублоки с положительными н отрицательными пластинами собираются в блок, образуя аккумуляторный элемент. При этом положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому последних всегда на одну больше, что, в частности, предохраняет крайние положительные пластины от коробления и разрушения. Для предупреждения короткого замыкания между положительными и отрицательными пластинами устанавливаются сепара-торы из микропористой пластмассы. Ребристой стороной сепараторы ставятся к поверхности положительных пластин. Сверху пластины покрываются перфорированным пластмассовым предохранительным щитком 8. Собранный аккумуляторный элемент помещают в отделение бака. Каждый аккумулятор закрывается крышкой, имеющей два отверстия для выхода полюсных штырей и отверстие 3 для заливки электролита, которое закрывается резьбовой пробкой 5. В пробке имеется вентиляционное отверстие, сообщающее внутреннюю полость аккумулятора с атмосферой. Зазоры между крышками и стенками бака заполняются битумной мастикой 2. Аккумуляторы соединяются между собой при помощи свинцовых перемычек 6. Полюсные штыри 4 крайних аккумуляторов (плюсовой и минусовой) предназначены для включения батареи в цепь электрооборудования автомобиля.

В аккумуляторы заливается электролит, состоящий из химически чистой серной кислоты (H₂SO₄) и дистиллированной воды. Приготовление электролита осуществляется в кислотоупорной посуде (свинцовой, керамической, пластмассовой) путем вливания кислоты в воду. Вливание воды в кислоту недопустимо, так как процесс соединения будет происходить на поверхности, вызывая разбрызгивание кислоты, что может вызвать ожоги тела и испортить одежду. При приготовлении электролита необходимо надевать защитные очки, резиновые перчатки и фартук. В случае попадания серной кислоты на кожу нужно до оказания медицинской помощи осторожно ватой снять кислоту и промыть пораженное место струей воды, а затем 5%-ным раствором соды.


Соотношение кислоты и воды для получения электролита соответствующей плотности дается в табл. 3.

Таблица 3

Плотность электролита, приведенная к 15°С, г/см³	На 1 л воды добавить серной кислоты плотностью 1,83 г/см³, л
1,23	0,280
1,25	0,310
1,27	0,345
1,29	0,385

Действие аккумуляторной батареи заключается в следующем. При пропускании через батарею постоянного тока (заряд) в аккумуляторах происходит химический процесс преобразования электрической энергии в химическую, что выражается в изменении состава активной массы (на положительных пластинах образуется перекись свинца PbO₂, а на отрицательных — губчатый свинец Pb) и увеличении плотности электролита. При разряде происходит обратный химический процесс, сопровождающийся понижением плотности электролита. При этом активная масса на тех и других пластинах превращается в серцокислый свинец (PbSO₄). Величина плотности электролита для разных климатических условий приводится в табл. 4.

Таблица 4

Климатические районы	Время года	Плотность электролита, приведенная к 15°С, г/см³
		заливаемого в аккумуляторы	после зарядки
Районы с резко континентальным климатом с температурой зимой ниже минус 40°С	Зима	1,29	1,31
	Лето	1,25	1,27
Северные районы с температурой зимой до минус 40°С	Круглый год	1,27	1,29
Центральные районы с температурой зимой до минус 30°С	То же	1,25	1,27
Южные районы	То же	1,23	1,25

Номинальной емкостью аккумулятора называется то количество электричества, которое может дать полностью заряженный аккумулятор при 20-часовом режиме разряда, температуре электролита 30°С и начальной плотности электролита 1,285 г/см³, при разряде до напряжения 1,7 В. Емкость измеряется в ампер-часах (А·ч) и зависит от количества и размера параллельно соединенных пластин, силы разрядного тока, а также от температуры электролита. Чем больше размер и количество пластин, меньше сила разрядного тока и выше температура электролита, тем больше емкость аккумулятора. При понижении температуры электролита емкость уменьшается на 1% на каждый градус. Например, если номинальная емкость батареи при 30°С равна 55 А·ч, при 0°С она уменьшится на 30% и составит 38 А·ч, а при минус 20°С уменьшится на 50% и будет равна 27 А·ч. Емкость одного аккумулятора и батареи, состоящей из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, одинакова.

Аккумуляторные батареи имеют на перемычках обозначения, определяющие их характеристику. На всех изучаемых автомобилях устанавливается аккумуляторная батарея 6СТ-55ЭР. В маркировке первая цифра обозначает число аккумуляторов в батарее, буквы СТ — батарея стартерного типа, число после букв — номинальную емкость батареи в А·ч при 20-часовом режиме разряда. Последние буквы обозначают материал бака (Э — эбонит, материал сепараторов Р — мипор).