В аккумуляторные инструменты устанавливают электрические аккумуляторы. Они способны накапливать заряд, а затем отдавать накопленную энергию для питания электроприборов.
В каждом аккумуляторе есть катод (электрод, прикрепленный к отрицательному полюсу), анод (электрод, прикрепленный к положительному полюсу) и электролит между ними в качестве проводника.
Внутри постоянно протекают химические реакции с выделением энергии, которая преобразуется в электрическую, необходимую для работы различных приборов и инструментов.
Специфика этих источников тока в том, что химические процессы в них обратимы, поэтому их можно использовать не один раз, а многократно.
Свойства аккумуляторов напрямую зависят от материалов, из которых сделаны электроды и электролит.
По такому принципу они делятся на типы:
1. Никель-кадмиевые (NiCd)
Старый тип аккумуляторов, который начали широко использовать еще в середине XX века. Сейчас этот тип аккумуляторов уходит в историю по причине развития новых типов, построенных на современных элементах.
Это позволяет исключить недостатки первых аккумуляторов, такие как:
- Низкая энергетическая плотность;
- Необходимость правильного обслуживания;
- Высокая стоимость производства;
- Так называемый «Эффект памяти», когда для полного заряда батареи необходимо произвести полный разряд;
- Способность к саморазряду.
Преимущества этих аккумуляторов, про которые говорили в прошлом (работа при низких температурах или большое количество циклов разрядов) применимы только к более ранним конструкциям батарей и не имеют отношения к современным типам элементов.
В некоторых случаях никель-кадмиевые аккумуляторы по-прежнему имеют смысл, но из инструментальной и садовой техники они уже практически вытеснены новыми типами батарей.
Плюсом этих элементов является безопасность, минимальный шанс возгорания при процессах заряда/разряда.
*«Эффект памяти» - это потеря емкости. Если постоянно подзаряжать аккумулятор, то он «запоминает», что емкость использовалась не полностью. И во время следующего включения для работы он отдает энергию только до «запомненной» границы.
2. Никель-металлогидридные (NiMh)
Первые аккумуляторы нового типа появились в 70-х годов XX века. Имеют существенно меньший вес по сравнению с Никель-Кадмиевыми и «эффект памяти» у них почти отсутствует. Их производство не загрязняет окружающую среду.
Недостатки:
- Меньше циклов зарядки/разрядки;
- Не рекомендуется работать при минусовых температурах;
- Не рекомендуется хранить при высоких значениях температур.
NiMh и NiCd аккумуляторы заряжают только после того, как батарея полностью разрядится.
Частые подзарядки снижают емкость аккумулятора.
3. Литий-ионные (Li-Ion)
Аккумуляторы нового поколения впервые появились в конце ХХ века. Они хорошо держат значительно бОльший ток заряда и разряда, что позволяет подключать к ним более мощные потребители и быстро восстанавливать уровень заряда в сравнении с аккумуляторами предыдущих поколений. У них нет «эффекта памяти», следовательно, их можно заряжать в любое время. Вес и габариты снижены.
Как минус можно было бы упомянуть опасность возгорания, но это было актуально в самом начале развития этого типа батарей по причине недостаточно изученных процессов. Сейчас контроллеры в батареях и зарядных устройствах защищены от таких неприятностей.
В данный момент хорошей и перспективной заменой Li-Ion батарей являются LiFePO4, которые по всем показателям лучше. Единственное, что сдерживает их бурное развитие и внедрение в инструментальную и садовую технику, – стоимость этих элементов.
*Идут исследования в области разработки новых поколений аккумуляторов. Например, магний-серных батарей. Они должны быть мощнее и легче. Основная проблема заключается в том, что пока не найден состав электролита, не разрушающий со временем катод из серы.
*А ученые из Японии разработали твердый электролит для литий-серных батарей. На его основе можно создавать аккумуляторы, вдвое превосходящие литий-ионные батареи по плотности хранения энергии.
Важные характеристики/параметры/комплектация аккумуляторных шуруповёртов
Емкость аккумуляторов определяет, сколько времени инструмент сможет работать без подзарядки при определенном токе разряда/нагрузки. Следовательно, чем емкость больше, тем дольше дрель-шуруповерт/любой другой аккумуляторный инструмент сможет работать.
Измеряется емкость аккумулятора в А*ч (ампер-часах). То есть, если у аккумуляторной дрели-шуруповерта в технических характеристиках указано, что емкость ее аккумулятора 1А*ч, это значит, что в течении одного часа батарея будет выдавать ток в 1А.
Напряжение – параметр, который условно указывает на возможную мощность изделия. Так, если сравнивать 12 и 18-и вольтовые моторы постоянного тока из одной серии, то мощность 18-и вольтового будет выше, как, соответственно, и ток потребления от батареи.
*Для работы с инструментом подходят только те аккумуляторы, чье напряжение соответствует рекомендуемому производителем в паспорте инструмента.
Крутящий момент выражает собой развиваемое инструментом вращающее усилие и измеряется в Н*м (Ньютон на метр). Эта величина влияет на максимальный диаметр/длину заворачиваемого шурупа или размер отверстия, если используется функция сверления.
Динамометрическая муфта – она же муфта ограничения крутящего момента. Представляет собой специальное кольцо со значениями и позволяет регулировать крутящий момент шуруповерта до нужного уровня. Позволяет не повредить шляпку шурупа.
Частота вращения влияет непосредственно на скорость вращения шпинделя и регулируется электроникой и через усилие, приложенное при нажатии на кнопку: чем сильнее нажатие, тем выше скорость. Частота вращения важна для правильного подбора режима в зависимости от плотности материала, в котором надо засверлить отверстия или закрутить/открутить крепеж.
Чем плотнее материал/крупнее крепеж, тем ниже скорость. Шуруповерты с 2-х скоростным редуктором позволяют получить бОльший крутящий момент на первой скорости и увеличить производительность при сверлении на второй.
Тип патрона: Быстрозажимные патроны существуют двухмуфтовые и одномуфтовые.
Двухмуфтовый: при смене оснастки одной рукой удерживают сам патрон от вращения, а второй поворачивают кольцо, закрепляя непосредственно оснастку. Это не всегда удобно, так как заняты обе руки.
Одномуфтовый: тут смена оснастки производится одной рукой, так как пропадает необходимость в удерживании самого патрона от вращения благодаря функции блокировки шпинделя.
Такая конструкция неизбежно ведет к удорожанию инструмента, (помимо патрона, появляется необходимость установки более дорогостоящего редуктора). Удобен в работе.
Некоторые модели шуруповертов оснащены быстросъемными патронами. В таком случае удобно устанавливать оснастку непосредственно в шпиндель, что позволяет обеспечить попеременную работу двумя рабочими насадками, например, при предварительном засверливании и последующем закручивании крепежа (сверло установлено в патрон, а бита - в шпиндель). Нет необходимости после каждой операции менять оснастку.
Вес шуруповерта напрямую зависит от его мощности. Чем мощнее инструмент, тем он массивнее.
Количество аккумуляторов в комплекте. Наличие двух батарей в наборе поможет обеспечить непрерывную работу инструмента: в процессе одна батарея работает, вторая - заряжается. Кроме этого они разделят между собой циклы заряда/разряда.
Удобство удержания. Современные шуруповерты обладают рукоятками, обеспечивающими надежный хват. Этому способствуют эргономичность формы и наличие резиновых вставок, за счет которых инструмент не выскользнет из ладони.
Реверс. Обязательная функция, осуществляющая регулировку направления вращения патрона. Благодаря ей при сверлении можно не опасаться, что оснастка застрянет в стене. Для демонтажа крепежа также необходима функция реверса. Реверсом оснащены все шуруповерты, но в лучших моделях качество исполнения механизма на порядок выше.
Светодиодная подсветка на корпусе освещает рабочую зону.
Индикация уровня заряда аккумулятора позволяет эффективно спланировать рабочее время.
*Дополнительно шуруповёрты могут быть оснащены:
-металлическим корпусом редуктора (для передачи высоких значений крутящего момента);
-механизмом удара для работы в кирпичной кладке.
Для работы в бетонных конструкциях используют аккумуляторные перфораторы.
Зарядное устройство для аккумулятора – устройство для восстановления заряда аккумуляторной батареи. Современные зарядные устройства для аккумуляторных шуруповёртов при внешней простоте имеют сложное электронное наполнение, поэтому для заряда аккумуляторов необходимо использовать ЗУ, поставляемое в комплекте с инструментом.
В теории, время заряда любого аккумулятора (телефонного, инструментального, автомобильного), рассчитывается по формуле:
