Акумуляторні батареї.Принцип дії свинцевого акумулятора. Стартерні свинцеві акумуляторні батареї, призначення й вимоги, пропоновані до них. Будова стартерної акумуляторної батареї. ГОСТ на стартерні акумуляторні батареї. Основні характеристики акумуляторів і акумуляторних батарей: е.р.с, напруга, внутрішній опір ємність, ступінь розрядженості. Основні фактори, що впливають на характеристики акумулятора. Підготовка акумуляторних батарей до експлуатації. Електроліт, правила готування й вихідні матеріали. ГОСТ на вихідні матеріали для готування електроліту Величина густини електроліту залежно від кліматичних умов експлуатації. Засоби й правила захисту виміру густини електроліту. Техніка безпеки при готуванні електроліту. Методи заряду акумуляторних батарей. Заряд при сталості напруги, перевага й недоліки. Особливості заряду акумуляторних батарей на автомобілі. Вибір величини напруги заряду залежно від кліматичних умов і місця установки акумуляторної батареї на автомобілі. Заряд акумуляторних батарей при сталості сили електричного струму. Вибір сили електричного струму при заряді акумуляторних батарей. Підбор акумуляторних батарей у групи для заряду й розрахунок їхньої кількості залежно від характеристики зарядного пристрою. Контроль за процесом заряду, визначення кінця заряду коректування щільності електроліту. Типи зарядних пристроїв, застосовуваних в експлуатації. Правила техніки безпеки при заряді акумуляторних батарей. Термін служби акумуляторних батарей, основні процеси обмежуючі термін дії, відмови й несправності, до яких вони призводять. Перевірка технічного стану стартерних акумуляторних батарей, прилади. Правила техніки безпеки при перевірці технічного стану акумуляторних батарей. Методичні вказівки Запам'ятаєте, що автомобільні акумуляторні батареї називаються стартерними тому, що їх конструкція забезпечує живлення стартера великим (160+900А) струмом. Стартерна батарея повинна мати дуже малий внутрішній опір, тоді внутрішнє спадання напруги, навіть при великому розрядному струмі, виявляється невеликим. Батарея повинна мати невеликі габаритні розміри й масу при досить великій ємності. Розберіться, які конструктивні й технологічні заходи забезпечують одержання великої ємності й малий внутрішній опір батареї. Зверніть особливу увагу на конструкцію пластин і різних типів сепараторів. Усвідомите, з якою метою акумулятори з'єднують у батарею і як це з'єднання виконується в акумуляторних батареях 6СТ-60, 6СТ-55А й ін. Запам'ятаєте, з яких матеріалів виготовляють деталі батареї. Розберіться, з якою метою в деяких акумуляторних батареях (наприклад. 6СТ-60 і ін.) вентиляційні отвори виконуються не в пробці, а у вигляді окремих насадок. Освоєно виробництво так званих «необслуговуваних» стартерних акумуляторних батарей, які не потребують долівки води для підтримки рівня електроліту в процесі експлуатації. Вони володіють високими електричними характеристиками, малим саморозрядом і більшим експлуатаційним терміном служби. Варто відрізняти батареї, що не обслуговують впродовж всього строку експлуатації, від батарей, що вимагають малого обслуговування. Різниця між ними полягає в тому, що перші з них не містять сурму в решітках електродів (пластин), а в других зміст сурми становить 1,5-2%. У звичайних батареях для виготовлення решіток пластин застосовують сплав свинцю зі змістом сурми до 5-6%. Крім цього, при виготовленні решіток і активної речовини для батарей, що не обслуговують і що обслуговують мало, застосовують добавки (0,06-0,09%) олова (0,5-1,0%), кадмію (до 1,5%) і деяких інших металів, щоб забезпечити необхідні технологічні й електромеханічні властивості. При роботі відбувається зниження рівня електроліту за рахунок електролізу води. Тому в батареї, що не обслуговують, не потрібна долівка дистильованої води протягом усього терміну служби, а в батареї малого обсягу обслуговування долівка води передбачається через 12-18 місяців роботи автомобіля (по пробігу - через 16-50 тис. км) залежно від типів батарей. Вивчите особливості конструкції батарей, що не обслуговують, із застосуванням свинцово-кальциєво-олов’янистих сплавів, виконаної з використанням сучасних досягнень спрямованих на підвищення питомих показників і електричних характеристик (тонкі електроди товщиною 1,7-1,9мм, багатопористі сепаратори товщиною 1,3мм, внутрішні міжелементні з'єднання через перегородки, моноблок із прозорого поліпропілену й т.п.). В останні час багато уваги приділяється зменшенню внутрішніх втрат напруги батарей. Із цією метою в батареях 6СТ-190, 6ТС-182, 6СТ-215, 6СТ-53 борни мають залиті у свинцевий корпус мідні стрижні, а перемички- мідні планки. Мідні деталі значно знижують електричний опір борнів і перемичок, тому що мідь володіє приблизно в 12 разів більшою електропровідністю в порівнянні зі свинцево-сурм'яним сплавом. У батареї 6СТ-55 перемички опущені нижче поверхні кришок і залиті мастикою. Така конструкція дозволила зменшити довжину борнів і знизити їх електричний опір. Однак вона не виключає застосування заливальної мастики, що в експлуатації не завжди забезпечує надійну герметичність акумуляторів, особливо в умовах жаркого клімату. У теперішній час експлуатуються акумуляторні батареї з поліетиленовими моноблоками (наприклад, 6СТ-55А, 6СТ-75). Цей захід знижує загальна вага акумуляторної батареї й підвищує механічну міцність її моноблока. У конструкції акумулятора є ряд особливостей: електроди однієї з полярностей (частіше +) поміщені в сепаратор-конверт, що дозволяє ліквідувати шламовий простір, блоки пластин укріплені бандажами з епоксидної смоли й опущені на дно моноблока, завдяки чому збільшена кількість електроліту над пластинами без збільшення габаритів батареї. Батареї на основі свинцово-кальцієво-олов’янистих сплавів добре зберігають заряд; втрати ємності за рахунок саморозряду не перевищують 50% за 18 місяців, На деяких акумуляторних батареях на клемах або моноблоці видавлені місяць і рік випуску акумуляторної батареї. Таблиця 1.Строк експлуатації акумуляторних батарей (відповідно до інструкції по догляду за акумуляторними батареями (затверджено Міністерством автомобільного транспорту України), РД 200 УРСР-157-84.)
Крім докладно описаних у навчальній і спеціальній літературі методів заряду при постійному струмі й при постійній напрузі, у деяких випадках застосовують модифіковані, зрівняльний і форсований заряди й постійний підзаряд. Модифікований заряд - являє собою деяке наближення до заряду при постійній напрузі. Ціль такого заряду - трохи зменшити величину струму в початковий період заряду й знизити вплив коливань напруги в мережі на зарядний струм, для чого послідовно з акумуляторною батареєю включають у ланцюг заряду опір малої величини. Іноді такий вид заряду називають способом з напівпостійною напругою або модифікованим способом з постійною напругою. При застосуванні даного методу заряду напруга на вивідних штирях джерела струму підтримується постійною у межах від 2,5 до 3,0 В на акумулятор. Для свинцевих акумуляторів оптимальним є напруга 2,6 В, що забезпечує заряд приблизно за 8 год. Зрівняльний заряд проводиться при постійній силі струму, чисельно рівної 10% номінальної ємності, як і заряд при сталості струму, але трохи довше, ніж звичайно. Його ціль - забезпечити в акумуляторній батареї повне відновлення активної маси на всіх електродах акумуляторів. Зрівняльний заряд нейтралізує вплив глибоких розрядів на негативні електроди й рекомендується як міра, що усуває сульфатацію електродів. Заряд триває доти, поки у всіх акумуляторах не буде спостерігатися сталість щільності електроліту й напруги протягом 3-х годин. Форсований заряд - застосовується при необхідності в короткий час відновити працездатність сильно розрядженої акумуляторної батареї. Такий заряд може вироблятися струмами, чисельно рівними до 70% від номінальної ємності, у плині нетривалого часу, причому тим швидше, чим більше струм. Практично при струмі 0,7С20 А тривалість заряду не повинна перевищувати 90хв. У процесі форсованого заряду необхідно контролювати температуру електроліту й при досягненні 45°С припиняти подальший заряд. Застосовується форсований заряд у виняткових випадках, тому що такий спосіб скорочує термін служби акумуляторної батареї. Постійний підзаряд - ведеться струмом, що приблизно компенсує саморозряд акумуляторної батареї. Постійний підзаряд можливо проводити при постійній напрузі, що незначно перевищує напругу батареї; при паралельному включенні батарей і обмеженні величини струму в ланцюзі кожної батареї. Більшим недоліком постійного заряду є прискорення процесу корозії решіток позитивних електродів, а достоїнством підтримка акумуляторних батарей у стані повного заряду незалежно від строку зберігання. Вивчите хімічні процеси, що протікають в акумуляторних батареях, запам'ятайте хімічні склади позитивних і негативних пластин зарядженого й розрядженого акумулятора й состав електроліту. Вивчаючи характеристики заряду й розряду акумулятора, проаналізуйте характер зміни кривих напруг і щільності електроліту, зверніть увагу на круті перегини кривих напруги на кінцевій стадії заряду й з'ясуєте, чим вони викликані. Особливу увагу приділите вивченню ємності батареї - найважливішого параметра, що характеризує її працездатність. Запам'ятайте, що називається ємністю, при яких стандартних умовах вона визначається, які фактори впливають на величину ємності й чим цей вплив викликаний. При обслуговуванні акумуляторних батарей користуються великою кількістю довідкових таблиць: для підрахунку кількості сірчаної кислоти, необхідної для готування електроліту певної щільності; для визначення щільності електроліту в різних кліматичних зонах; для визначення величини зарядного струму; для визначення стану батареї залежно від щільності електроліту й напруги, заміряного навантажувальною вилкою. Запам'ятайте, що технічний стан акумуляторної батареї перевіряється вольтметром (е.р.с), навантажувальною вилкою (напруга), скляною трубкою з розподілами (рівень електроліту), денсиметром і ареометром (щільність)і зовнішнім оглядом. Розберіться, як виробляються зазначені перевірки, яку мету вони переслідують і виконайте їх в акумуляторному відділенні автогосподарства. Особливу увагу зверніть на можливі несправності батареї, правила їхньої експлуатації, що забезпечують збільшення терміну служби, попередження саморозряду, сульфатації пластин, опадання активної маси пластин. Усвідомте, що збільшення щільності електроліту в зимовий час необхідно тільки для того, щоб не допустити замерзання електроліту при частковому розряді батареї. Так електроліт щільністю 1,275г/см3 замерзає при температурі -59°С, а електроліт щільністю 1,125 г/см 3 (що відповідає розрядженій батареї) замерзає при температурі -10°С; тому надзвичайно важливо не допускати розряд батареї більш ніж на 25% узимку й 50% улітку. Ознайомтеся із правилами експлуатації акумуляторних батарей (інструкція для експлуатації акумуляторних батарей ФИО 355.009.ИЗ), які додаються до кожної нової батареї і є в будь-якім автогосподарстві. Ознайомтеся з організацією акумуляторного відділення в автогосподарстві й зарядним обладнанням. Вивчите існуючі методи заряду, а також схему включення батарей на заряд при постійній величині зарядного струму. Роботи з обслуговування кислотних акумуляторів є шкідливими і небезпечними, тому необхідно ознайомиться з вимогами техніки безпеки й промислової санітарії в приміщеннях для обслуговування, ремонту й заряду акумуляторних батарей і готування електроліту. Відповідні інструкції є в автогосподарствах в осіб, відповідальних за техніку безпеки. Література: 1, с. 36-62; 2, с. 33-44, 63-67; 3, с. 3-23; 4, с. 35-50. Питання для самоконтролю. 1. Призначення сепараторів в акумуляторі. 2. З якою метою на дні бака акумуляторної батареї виконані ребра? 3. Розшифруйте маркування акумуляторної батареї 6СТ-90ЭМС. 4. Чим викликана зміна хімічного складу пластин акумулятора при заряді й розряді? 5. З якою метою в акумуляторі встановлюють на одну позитивну пластину менше, ніж негативних? 6. Як зміниться щільність електроліту при підвищенні його температури? 7. Чим характерна величина напруги акумулятора 2,4 В при його заряді? 8. Чим характерна величина напруги акумулятора 1,7 В при його розряді? 9. Як відіб'ється на ємності акумулятора зниження температури електроліту? 10. Який вплив робить збільшення розрядного струму на ємність акумулятора? 11. У наслідку чого на негативних пластинах утвориться гідроокис свинцю Рв(ВІН)2 12. Як відіб'ється на технічному стан акумулятора руйнування сепаратора, обрив декількох пластин? 13. Який параметр характеризує технічний стан акумулятора найбільше повно? 14. Визначите величину струму заряду нових акумуляторних батарей по маркуванню: 6СТ-75ЭМС,6СТ-182ЭМ, ЗСТ-150ЕР. 15. Перелічите методи заряду акумуляторних батарей.
|
