Для питания приборов электрооборудования при неработающем двигателе или при малой частоте вращения коленчатого вала, а также для пуска двигателя используется химический источник тока — аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея обладает свойством после разряда восстанавливать свою способность отдавать ток во внешнюю цепь, если через нее пропустить ток в обратном направлении, т. е. произвести ее заряд.

На автомобилях используют стартерные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Такие батареи способны кратковременно отдавать ток большой величины, что необходимо при пуске двигателя стартером. Аккумуляторная батарея изучаемых автомобилей состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов напряжением 2 В каждый.

Простейший свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой пластмассовую банку, в которую опущены две свинцовые пластины и залит электролит, представляющий раствор аккумуляторной серной кислоты H₂SO₄ и дистиллированной воды. Воздействие серной кислоты на свинцовые пластины приведет к их окислению и поверхность пластин покроется налетом сернокислого свинца. При этом плотность раствора уменьшается и в электролите остается почти чистая вода (рис. 126, а).

Для того чтобы аккумулятор мог отдавать ток, его необходимо предварительно зарядить, что достигается пропуском через него постоянного электрического тока от постороннего источника. При прохождении тока через электролит (рис. 126, б) от положительной пластины к отрицательной происходит химическая реакция, в результате которой сернокислый свинец на положительной пластине преобразуется в двуокись свинца, а на отрицательной — в чистый губчатый свинец РЬ, при этом в электролите снова возрастает концентрация серной кислоты, вследствие чего плотность раствора увеличивается. Напряжение на клеммах аккумулятора также будет повышаться. Такой процесс называется зарядом аккумулятора. Если заряд продолжать, то под действием тока вода электролита начнет разлагаться на водород и кислород, которые в виде пузырьков будут выделяться из электролита (кипение электролита), указывая на конец заряда аккумулятора.

При включении заряженного аккумулятора во внешнюю цепь будет происходить обратная химическая реакция с отдачей электрической энергии на питание включенных потребителей (рис. 126, в), вследствие чего аккумулятор начнет разряжаться. При разряде электрический ток во внешней цепи потечет от положительной пластины, т. е. в направлении, обратном его направлению при заряде. Положительные и отрицательные пластины при этом будут покрываться сернокислым свинцом, а плотность электролита понижаться. Такой процесс называется разрядом аккумулятора. Когда пластины снова станут однородными, химическая реакция закончится и электрический ток прекратится (рис. 126, г). Для дальнейшей работы аккумулятор требует новой зарядки.

Поскольку при заряде (разряде) менялась плотность электролита, то по ней можно определять степень разряженности (заряженности) аккумулятора.

Напряжение на выводных (полюсных) штырях исправного полностью заряженного, аккумулятора независимо от его размеров и количества пластин составляет около 2В, а на современных легковых автомобилях применяются приборы электрооборудования, рассчитанные на напряжение 12В. Поэтому, чтобы получить такое напряжение, необходимо шесть аккумуляторов соединить последовательно, создав аккумуляторную батарею.

Все аккумуляторы размещаются в общем баке (рис. 127), разделенном внутренними перегородками на шесть ячеек. На дне бака имеются ребра, на которые опираются пластины аккумуляторов. Материалом для бака является кислотоупорная пластмасса, эбонит, термопласт или пропилен.

Аккумулятор состоит из плюсовых и минусовых пластин, собранных в полублоки. Пластины изолированы друг от друга сепараторами, изготовленными из пористых пластмасс. 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 и свинцового глета для положительных пластин и свинцового порошка — для отрицательных. Для увеличения емкости аккумулятора и уменьшения его внутреннего сопротивления одноименные пластины соединяют в полублоки, заканчивающиеся выводными полюсными штырями.

Полублоки с положительными и отрицательными пластинами собираются в блок таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому последних всегда на одну больше. Это позволяет лучше использовать активную массу положительных пластин и предохраняет их от коробления и разрушения. Сепараторы устанавливаются между пластинами так, чтобы их ребристая сторона была обращена к поверхности положительных пластин, обеспечивая тем самым лучшее поступление к ним электролита. Собранный аккумулятор помещают в отделение бака, закрываемое крышкой, имеющей отверстие для выхода полюсных штырей и для заливки электролита; последние закрываются пробками. В пробке имеется вентиляционное отверстие, сообщающее внутреннюю полость аккумулятора с атмосферой. Аккумуляторы соединяются между собой свинцовыми перемычками.

Электролит, заливаемый в аккумуляторную батарею, должен быть высокой степени чистоты. Нельзя применять техническую серную кислоту и недистиллированную воду, так как при этом ускоряется саморазряд, сульфатация, разрушение пластин и уменьшается их емкость.

При составлении электролита серную кислоту льют тонкой струей в воду, одновременно помешивая раствор чистой стеклянной палочкой. Нельзя лить воду в кислоту, так как при этом выделяется большое количество тепла в верхних слоях раствора и электролит будет разбрызгиваться из сосуда, что может вызвать ожоги тела. Составлять электролит следует в кислотостойкой эбонитовой, фарфоровой или освинцованной посуде. При приготовлении электролита необходимо надевать защитные очки, резиновые перчатки и фартук. В случае попадания серной кислоты (электролита) на кожу нужно осторожно ватой снять кислоту и промыть пораженное место струей воды, а затем 10%-ным раствором соды или нашатырного спирта.

Новые аккумуляторы заливают электролитом плотностью на 0,02 г/см3 меньше той, которая должна быть в конце заряда. В полностью заряженной аккумуляторной батарее плотность электролита (г/см3) во всех ее банках, приведенная к +25°C, должна составлять величины.

Чем выше плотность электролита, тем ниже температура его замерзания. Электролит плотностью 1,30 замерзает при —68° С, плотностью 1,25 — при —50° С и плотностью 1,11 — при —7° С. Поэтому плотность электролита должна соответствовать климатическому району, в котором эксплуатируется батарея, а допустимый ее разряд зимой (25%) значительно меньше допустимого разряда летом (50%). При замере плотности следует учитывать, что она зависит от температуры электролита, уменьшаясь приблизительно на 0,01 г/см при повышении температуры на 15° С. При расчетах плотность электролита обычно приводят к температуре +25° С.

Так как в процессе разряда аккумулятора плотность электролита резко снижается соответственно с 1,25... 1,31 до 1,09... 1,15 г/см3, то, следовательно, при 100%-ном разряде плотность электролита уменьшается на 0,16 г/см3. Отсюда следует практический вывод о том, что уменьшение плотности электролита на 0,01 г/см3 от нормы, соответствует разряду аккумулятора на 6%

Номинальной емкостью аккумуляторной батареи называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженная батарея при разряде током 20-часового режима, температуре электролита 18... 27° С и начальной его плотности 1,28±0,01 г/см3 до напряжения 10,5В. 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 большую емкость может отдать аккумуляторная батарея при разряде. При понижении температуры электролита по отношению к приведенной температуре +25° С емкость уменьшается приблизительно на 1% на каждый градус. Например, если номинальная емкость батареи (при 25° С) равна 55А- ч, то при температуре электролита 0° С она уменьшается на 25% и составит 41 А- ч, а при температуре минус 25° С будет только 27,5А- ч (уменьшится на 50%). Емкости одного аккумулятора и батареи, состоящей из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, одинаковы.

Аккумуляторные батареи маркируются цифрами и буквами, определяющими их характеристику. Например, на автомобилях ВАЗ-2105 устанавливается аккумуляторная батарея 6СТ-55П, а на автомобилях «Москвич-2140» — 6СТ-55ЭР. Первая цифра маркировки указывает число аккумуляторов в батарее, буквы СТ — батарея стартерного типа, цифры, стоящие за буквами СТ, — номинальную емкость в ампер-часах при 20-часовом режиме разряда. Первая из последних букв обозначает материал бака (П — пластмасса, Э — эбонит, Т — термопласт, А — полупрозрачная пластмасса-полипропилен, вторая буква обозначает материал сепараторов (М — мипласт, С — стекловолокно, Р — мипор).

На автомобиле ВАЗ-2108 устанавливается малообслуживаемая аккумуляторная батарея типа 6СТ-55А. Бак и крышка ее полупрозрачны. Решетки пластин отлиты из сплава свинца (с добавлением кальция) с малым содержанием сурьмы. Благодаря этому замедляется процесс саморазряда батареи и уменьшается разложение электролита в конце зарядки. Отрицательные пластины аккумулятора помещены в своего рода конверт, образованный двумя сваренными между собой пластиковыми сепараторами. В связи с этим отпала опасность короткого замыкания между пластинами при выпадании из них активной массы, что сделало возможным устанавливать пластины не на ребра, выступающие со дна бака, а непосредственно на днище. Так как габаритная высота аккумулятора при этом сохранена, то электролит, что в обычном аккумуляторе был под пластинами, теперь находится над ними и более чем в два раза пополняет ту часть, которая может расходоваться в период между доливками дистиллированной воды.

Уровень электролита в банках виден снаружи и для его контроля на баке батареи нанесены две метки.