Аккумулятор питает электрическую систему автомобиля вместо генератора или вместе с ним. Главная задача аккумулятора – питание стартера для запуска двигателя. Водитель поворачивает ключ зажигания, аккумулятор подаёт пусковой ток на стартер, который раскручивает мотор. Дальше уже генератор от вращения коленчатого вала двигателя вырабатывает ток для потребителей в автомобиле. Также в это время аккумулятор заряжается от генератора.
Кроме запуска стартера аккумулятор отвечает за питание потребителей тока при выключенном двигателе. Например, на заглушенном автомобиле от аккумулятора работают лампы, поршень автономного отопителя и так далее. Также аккумулятор может участвовать в процессах, где нужен большой ток, и генератора не хватает.
Устройство аккумулятора – из чего состоит и как работает
Аккумулятор преобразует энергию химической реакции в электрический ток. При заряде ток запасается, а при разряде расходуется. Отсюда и название: энергия аккумулируется, хранится и подаётся потребителям при необходимости. Но технически верно этот элемент называется не аккумулятор, а аккумуляторная батарея, так как состоит из отдельных аккумуляторов, объединённых между собой.
Аккумуляторная батарея – это расшифровка АКБ – популярного сокращения названия элемента.
АКБ состоит из 6 блоков металлических пластин – решёток с впрессованной активной массой из соединений свинца. Другое название блоков – аккумуляторные банки. В каждом из блоков половина пластин – это катод или положительный электрод, а вторая половина – анод или отрицательный электрод.
Блок пластин погружён в раствор серной кислоты и дистиллированной воды. Раствор – жидкость для аккумулятора – выступает в роли электролита. Между пластинами расположены губчатые сепараторы, которые не препятствуют контакту с электролитом, но не позволяют пластинам соприкасаться, чтобы избежать короткого замыкания.
Основной параметр электролита – это плотность. Она зависит от пропорций воды и кислоты в растворе. Плотность электролита в полностью заряженном аккумуляторе Scania – 1,28 кг/дм³.
Принцип работы аккумулятора
Активная масса на катоде и аноде – это диоксид свинца и губчатый свинец. Эти соединения вступают в реакцию с электролитом. При разряде плотность электролита снижается, соединения на электродах изменяются, поэтому вырабатывается ток. При заряде происходит обратная реакция – активные массы и плотность электролита восстанавливаются. Ключевая особенность аккумулятора – многочисленные циклы заряда-разряда.
Катоды шести блоков соединены и выведены на положительную клемму аккумуляторной батареи, аноды – на отрицательную клемму. В каждом блоке предусмотрена крышка для залива электролита и клапан для отвода газов, выделяющихся в процессе эксплуатации аккумулятора.
Каждый из блоков-аккумуляторов даёт напряжение 2 В, вместе – 12 В. В грузовиках Scania используется последовательное подключение двух аккумуляторов с общим напряжением 24 В. Расположены за кабиной слева или сзади на раме. Ёмкость аккумулятора в зависимости от модели варьируется от 140 А·ч до 225 А·ч.
Аккумуляторные батареи разделяются на обслуживаемые и необслуживаемые. В обслуживаемых крышки блоков открываются, в необслуживаемых – нет.
В обслуживаемый АКБ можно долить воды, чтобы восстановить плотность и уровень электролита. Также в некоторых ситуациях полностью сливается электролит и заливается новый. Уровень электролита в аккумуляторе определяется по шкале на корпусе или по специальным смотровым окнам.
В необслуживаемой аккумуляторной батарее крышки блоков закрыты, долить или слить жидкость не получится. Уровень и плотность электролита отслеживается по цвету индикатора в специальном отверстии.
В автомобилях Scania устанавливаются обслуживаемые аккумуляторы: фирменные и от сторонних производителей, созданные специально для Scania. Грузовики с необслуживаемыми аккумуляторами в России почти не встречаются.
Параметры аккумуляторов Scania
Основные параметры аккумулятора Scania – это ёмкость, напряжение и пусковой ток. Значения указаны в маркировке АКБ на корпусе.
| Количество АКБ | 2, последовательное соединение |
| Напряжение аккумулятора, напряжение в системе | 24 В |
| Емкость аккумуляторной батареи | 140, 180 или 225 А·ч |
| Плотность электролита при 20°C – полностью заряженная АКБ | 1,28 кг/дм³ |
| Плотность электролита при 20°C — АКБ, разряженная на 20% | 1,24 кг/дм³ |
| Ток зарядки | 10% емкости |
| Пусковой ток аккумулятора | 1050 А, 1100 А, 1150 А |
Уровень электролита и варианты ёмкости
| Емкость аккумуляторной батареи | Уровень электролита X |
| 140 А·ч | 20-25 мм |
| 180 А·ч | 20-25 мм |
| 225 А·ч | 30-35 мм |
| 180 А·ч (малообслуживаемая аккумуляторная батарея) | 30-35 мм |
| 230 А·ч (необслуживаемая аккумуляторная батарея) | — |
Правила эксплуатации
Аккумулятор разряжается всё время, пока не заряжается, а ёмкость постепенно снижается. Срок службы АКБ на тягаче Scania – 3-4 года. В зависимости от интенсивности и условий эксплуатации аккумулятор может «прожить» больше и меньше.
Полный разряд, перезаряд и недостаточный заряд снижают срок службы аккумулятора. Ёмкость быстрее снижается в холодную и жаркую погоду. Чтобы аккумулятор отработал свой ресурс целиком, нужно соблюдать следующие правила эксплуатации.
Не разряжать полностью. Каждая разрядка «в ноль» сокращает ёмкость аккумулятора на 25%, даже если его сразу зарядить. Поэтому водителю важно проверять не остался ли включённым свет и другие потребители тока, когда оставляет автомобиль на стоянке. Если грузовик стоит неделю или больше, необходимо зарядить аккумулятор. Также перед длительным простоем рекомендуется отключать аккумулятор.
Следить за состоянием АКБ в холодную погоду. Если аккумулятор полностью разрядится на морозе, ёмкость снизится ещё ощутимее. Поэтому зимой нужно особенно внимательно следить за отключением всех ненужных потребителей тока на стоянке. АКБ с ёмкостью, далёкой от начальных значений, на морозе может и вовсе не завести двигатель.
Проверять уровень электролита каждые 2 месяца. При необходимости – доливать дистиллированную воду до требуемого значения. В большинстве случаев ответ на вопрос «что заливать в аккумулятор?» – дистиллированную воду. Доливать электролит в аккумулятор нельзя, но можно заливать новый. Но перед этим полностью сливается старый.
Проверять уровень заряда каждые 2 месяца. Следить, чтобы аккумулятор не разряжался на 50% и больше. Для проверки оставшегося заряда и напряжения используется специальный прибор – нагрузочная вилка для аккумулятора.
Периодически чистить клеммы. Грязь, продукты окисления и другие отложения «нарастают» на клеммах и ухудшают контакт, снижают напряжение, что приводит к потере ёмкости. От окисления поможет смазка для клемм аккумулятора. Это специальная смазка, которую называют «синькой», так как она образует синюю плёнку на поверхности клеммы.
Неисправности
Сульфатация
В процессе эксплуатации на пластинах аккумулятора и сепараторах образуются кристаллы сульфата свинца – это сульфатация. При штатной работе появляются небольшие кристаллы, которые потом растворяются, это происходит в каждом цикле заряда-разряда.
При неправильной эксплуатации сульфата свинца образуется больше, чем растворяется. Из-за этого снижается ёмкость аккумулятора. Также кристаллы сульфата свинца могут стать перемычкой между катодом и анодом, что приведёт к короткому замыканию.
Признаки:
- АКБ быстро заряжается и быстро разряжается – снизилась ёмкость.
- Высокое напряжение на клеммах в начале зарядки.
- Низкая плотность электролита в конце зарядки. Измеряется специальным прибором – ореометром – в сервисных центрах.
- «Закипание» электролита при зарядке. При этом выкипает вода, а плотность электролита повышается. Нужно доливать воду.
Причины:
- Глубокий или полный разряд.
- Низкий уровень электролита. Если по ошибке долить электролита вместо воды, это только ускорит сульфатацию.
- Недостаточный заряд. Аккумулятор может не успеть зарядиться от генератора в короткой поездке длительностью 1-2 часа, особенно в холодную погоду.
- Неисправности в электрической системе, которые приводят к утечкам тока.
Решение. На ранней стадии сульфатации можно зарядить аккумулятор низким током – 10% ёмкости, это растворит кристаллы сульфата свинца. Процесс восстановления называется десульфатация аккумулятора. На поздних стадиях сульфатацию не устранить – требуется замена АКБ.
Повышенный саморазряд
Признаки:
- Значительная потеря ёмкости. Аккумулятор быстро разряжается, «не держит» заряд, особенно на морозе.
- АКБ не заряжается до конца.
Причины:
- Сульфатация.
- Загрязнение электролита. Попадание посторонних предметов, использование кислоты с примесью или не дистиллированной, а водопроводной воды.
- Снижение плотности электролита.
- Короткое замыкание.
Решение. В большинстве случаев – замена АКБ. Аккумуляторщики в специализированном сервисе могут частично восстановить ёмкость и снизить саморазряд, но это ненадолго. Полное восстановление АКБ невозможно.
Короткое замыкание пластин
Признаки:
- Снижение ёмкости.
- Нагрев одной из ячеек, пар из неё. При зарядке кипит одна банка аккумулятора – наверняка в ней замыкание.
Причины:
- Повышенная сульфатация.
- Повреждение сепаратора.
- Вибрация. Пластины в аккумуляторе расшатываются и происходит замыкание.
- Перезаряд. Когда аккумулятор заряжается с повышенным напряжением, электролит «кипит», а пластины постепенно повреждаются, дальше может произойти короткое замыкание.
- Разрушение пластин.
Решение. Замена АКБ.
Окисление и другие повреждение клемм
Признаки:
- На клеммах появляется белый налёт. Сопротивление повышается, контакт ухудшается, поэтому аккумулятор используется неполноценно. Также со временем повреждается вся электрическая система автомобиля.
- Клеммы аккумулятора крошатся, трескаются.
Причины:
- Снижение плотности электролита.
- Грязь в аккумуляторном ящике.
- Длительная эксплуатация в агрессивной среде.
Решение. Зачистить клеммы на АКБ, проверить плотность электролита и долить дистиллированной воды при необходимости.
Переполюсовка
Возникает при неправильном подключении аккумулятора к другому автомобилю или зарядному устройству при «прикуривании». Требуется замена АКБ.
Механические повреждения корпуса батареи
Из-за трещин электролит из АКБ вытекает, а вмятины могут вызвать короткое замыкание, когда пластины сдвигаются до касания, а сепаратор ломается. Повреждения появляются при ударах, ДТП, а также когда батарея не закреплена.
Как выбрать аккумулятор на авторазборке
Купить аккумулятор на авторазборке можно после измерений параметров. Для замеров используется нагрузочная вилка для АКБ, вольтметр и другие приборы, которые должны быть на разборке. Проверяем ёмкость, пусковой ток и напряжение. Смотрим, чтобы ёмкость была ненамного ниже номинальной, пусковой ток соответствовал заявленному, а напряжение было не ниже минимально допустимого. Конкретные параметры отличаются в зависимости от модификации автомобиля.
Кроме параметров обращаем внимание на внешний вид: нет ли трещин и помятостей, чистые ли клеммы АКБ, нет ли трещин и коррозии на них.
Также смотрим на ориентацию – где плюсовая, где минусовая клемма аккумулятора. Встречаются аккумуляторы с прямой и обратной полярностью или расположением клемм. Если поставить аккумулятор с обратной полярностью на машину, где был вариант с прямой, то плюс и минус поменяются местами. Если перепутать клеммы аккумулятора, это приведёт к повреждению батареи и других элементов сети.