16.2. Аккумуляторная батарея и стартер

Рис. 15.1. Аккумуляторная батарея Varta (12 В): 1 – комплект положительных пластин; 2 – положительная решетка; 3 – положительная пластина; 4 – сепаратор; 5 – отрицательная решетка; 6 – отрицательная пластина; 7 – комплект отрицательных пластин; 8 – элемент

Аккумуляторная батарея (рис. 15.1) предназначена для пуска двигателя и питания потребителей при неработающем двигателе, когда генератор не вырабатывает электроэнергию. Шесть соединенных последовательно элементов (банок) образуют автомобильную аккумуляторную батарею. Каждый элемент состоит из поочередно расположенных положительных и отрицательных пластин, которые в результате химической реакции вырабатывают напряжение примерно 2 В. Пластины выполнены в виде решетки, заполненной пористой активной массой. Положительная пластина содержит двуокись свинца, отрицательная — чистый свинец. Пластины одинаковой полярности собраны в полублоки и приварены к общим пластинам. Между пластинами в блоках расположены микропористые сепараторы. И хотя они разделяют пластины, электролит может проникать сквозь микроскопические поры сепаратора. Малая толщина и большая пористость сепараторов уменьшают внутреннее сопротивление батареи и позволяют получить большую силу разрядного тока. Электролитом в аккумуляторной батарее служит раствор серной кислоты в дистиллированной воде (37% серной кислоты и 63% дистиллированной воды). При разряде батареи серная кислота электролита взаимодействует с активной массой пластин и превращает ее в сульфат свинца, при этом количество кислоты в электролите уменьшается и его плотность снижается.

Обозначение.

Расположено на корпусе аккумуляторной батареи, содержит ее техническую характеристику. Например: 12V 40Ah 200A (12V — номинальное напряжение (12 В); 40Ah — номинальная емкость (40 А·ч); 200A — контрольный ток разрядки в холодном состоянии.

Номинальное напряжение.

На всех моделях автомобиля Fiesta установлены аккумуляторные батареи напряжением 12 В. Напряжение зависит в первую очередь от степени заряженности батареи и может быть выше или ниже номинального напряжения.

Номинальная емкость.

Способность аккумуляторной батареи накапливать электрическую энергию. Емкость определяет значение силы тока, которую полностью заряженная аккумуляторная батарея может отдать при 20-часовом режиме разряда, температуре электролита 27 °С и напряжении не менее 10,5 В (разрядное напряжение). Например, мощность стояночного освещения вашего автомобиля Fiesta 25 Вт. При напряжении 12 В аккумуляторная батарея отдает электрический ток 2,08 А — ток (А) = мощность (Вт)/напряжение (В). Теоретически энергии полностью заряженной аккумуляторной батареи хватит на 19,2 ч стояночного освещения. Ударение делается на слове «теоретически», так как на практике уже примерно через 15 ч аккумуляторная батарея будет полностью разряжена.

Емкость.

Отбираемое количество тока в ампер-часах. Прежде всего, оно зависит от тока разряда, температуры, степени зарядки и общего состояния (возраста) аккумуляторной батареи.

Контрольный ток разрядки в холодном состоянии (ток стартерной разрядки).

Обозначает способность пуска двигателя аккумуляторной батареей при отрицательной температуре (единица измерения А). Это ток разрядки, который можно получить от 12-вольтовой аккумуляторной батареи при температуре электролита –18 °С, причем напряжение не должно уменьшаться за 30 с ниже 9 В, а за 150 с — ниже 6 В.

Саморазрядка аккумуляторной батареи.

Химические процессы в элементах батареи приводят к разрядке, даже если не подключены потребители электрической энергии. Ежедневно новая заряженная аккумуляторная батарея теряет примерно 0,5% своего заряда. Высокая температура, повреждения и загрязнения крышки аккумуляторной батареи ускоряют саморазрядку.

Внутри аккумуляторной батареи протекают химические процессы по потреблению и аккумулированию электрической энергии. Важнейшая задача аккумуляторной батареи — снабжение стартера необходимой энергией во время пуска двигателя: в зависимости от типов двигателя и стартера за короткое время потребляется до 2000 Вт. Большая часть мощности при пуске холодного двигателя идет на преодоление внутреннего трения. При пуске теплого двигателя стартер работает уже с потреблением примерно 1/5 этой мощности, так как все зазоры в подвижных и вращающихся узлах соответствуют оптимальным, а горячее масло более текучее, чем холодное, которое с трудом циркулирует в системе смазки.

Рис. 15.2. Стартер: 1 – стартер в сборе; 2 – тяговое реле; 3 – рычаг привода; 4 – крышка стартера со стороны привода; 5 – муфта свободного хода с шестерней привода; 6 – якорь с коллектором; 7 – щеткодержатель; 8 – крышки со стороны коллектора с деталями механизма осевой регулировки подшипника

В автомобиль Fiesta устанавливают стартер, представляющий собой электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением и электромагнитным двухобмоточным тяговым реле (рис. 15.2).

· Поверните ключ зажигания в положение «Start» — от контакта «50» выключателя (замка) зажигания подается напряжение к тяговому реле, которое расположено сверху на стартере.

· Одновременно якорь реле через рычаг перемещает муфту свободного хода с шестерней. Ступица муфты свободного хода поворачивает на винтовых шлицах вала якоря стартера и шестерню, что облегчает ее зацепление с зубчатым венцом маховика.

· Якорь реле втягивается, и контакты реле замыкаются. Через замкнутые контакты тягового реле идет ток, питающий обмотки статора и якоря, якорь стартера начинает вращаться вместе со ступицей и муфтой свободного хода и проворачивает коленчатый вал двигателя.

· После пуска двигателя частота вращения шестерни превышает частоту вращения якоря стартера. В этом случае муфта свободного хода свободно проворачивается и крутящий момент не передается от маховика двигателя на вал якоря стартера. После отпускания ключа зажигания цепь питания обмоток тягового реле через выключатель зажигания размыкается, якорь тягового реле отжимается пружиной в исходное положение, контакты реле размыкаются и шестерня привода выходит из зацепления с зубчатым венцом маховика.