Строительные машины и оборудование, справочник





Аккумуляторные батареи

Категория:
   Автомобили и трактора



Аккумуляторные батареи

Аккумуляторная батарея является электрохимическим устройством, в котором электрическая энергия, поступающая в процессе зарядки от внешнего источника постоянного тока, затрачивается на образование химических соединений, а в процессе разрядки происходит превращение химической энергии в электрическую.

Аккумуляторные батареи, установленные на автомобилях и тракторах, назы-180 ваются стартерными, так как обладают свойствами кратковременно отдавать большой ток (до 300—800 А при пуске двигателя стартером) при малом внутреннем падении напряжения.

Аккумуляторные батареи стартерного типа бывают свинцово-кислотные (получившие наибольшее распространение) и щелочные. Последние отличаются высокой надежностью в работе, однако имеют большие габариты, массу и дороги в изготовлении.

ЭДС, развиваемая одним аккумулятором, не превышает 2,2 В. Поэтому для получения ЭДС в В отдельные аккумуляторы объединяют в батарею и соединяют их между собой последовательно. Такая батарея состоит из шести аккумуляторов, размещенных в одном общем баке.

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из блока положительных (рис. 172, а, б) и отрицательных пластин, сепараторов, сосуда (бака) и крышки с пробкой. В сосуде находится электролит, залитый через наливное отверстие в крышке.

Как положительные, так и отрицательные пластины аккумулятора отливают в виде решетки из сплава, содержащего 94% свинца и 6% сурьмы. Сурьма увеличивает механическую прочность пластин и облегчает их отливку. Для увеличения емкости аккумулятора ячейки решеток заполняют активной массой, приготовленной из свинцового порошка и раствора серной кислоты для отрицательных пластин, а для положительных пластин — из свинцового сурика, свинцового глета и раствора серной кислоты. Пластины подсушиваются, затем помещаются в баки с электролитом (состоящим из раствора химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде) и заряжаются постоянным током. Этот процесс называется формированием. В результате нескольких зарядок активная масса становится пористой. В конце формирования активная масса положительных пластин почти полностью превращается в перекись свинца (темно-коричневого цвета), а отрицательных пластин в губчатый свинец (серого цвета). По окончании формирования пластины могут быть оставлены в заряженном состоянии. В настоящее время выпускают главным образом аккумуляторные батареи с сухозаряженными пластинами.

Пластины соединены между собой с помощью бареток в полублоки положительных и отрицательных пластин. Полублоки собирают в блоки так, чтобы каждая положительная пластина была расположена между двумя отрицательными. Чтобы предотвратить замыкание разноименных пластин, их отделяют друг от друга тонкими прокладками — сепараторами.

Рис. 172. Свинцово-киолотная аккумуляторная батарея

При одинаковом числе положительных и отрицательных пластин одна сторона крайней положительной пластины остается открытой. В химической реакции участвует только та часть ее активной массы, которая обращена к отрицательной пластине. Такая односторонняя работа вызывает коробление менее прочной положительной пластины и выкрашивание ее активной массы. Поэтому число отрицательных пластин в блоке на одну больше числа положительных пластин.

Сепараторы должны быть тонкими и пористыми, чтобы не препятствовать циркуляции электролита и прохождению электрического тока. Материалом для сепараторов служат стекловойлок, микропористый эбонит и пластмассы.

Аккумуляторные батареи выпускаются в сосудах, изготовленных в виде бака с перегородками. Материалом для сосудов служит эбонит или пластмасса. На дне выполнены ребра, на которые опираются полублоки положительных и отрицательных пластин. В пространстве между ребрами в шламовых камерах скапливается осыпающаяся с течением времени активная масса пластин, что на некоторое время предупреждает замыкание шламом разноименных пластин. Верхние края пластин предохраняются от случайного короткого замыкания щитками из винипласта.

Сосуд закрывают крышкой. Полюсные штыри бареток пропускают через свинцовые втулки и приваривают к ним. Места соединения крышки и сосуда уплотняют асбестом и заливают битумной мастикой.

Аккумуляторы соединяют между собой с помощью свинцовых перемычек. Полюсные штыри отмечают метками полюса несколько больше диаметра отрицательного, что исключает неправильное включение батареи в цепь. Для увеличения срока службы сосудов в их стенки вставляют кислотоупорные хлорвиниловые вставки. Вставки предотвращают короткое замыкание пластин соседних аккумуляторов при образовании трещин в перегородках моноблока.

Наливное отверстие закрывают пробкой на резьбе. Пробка имеет вентиляционное отверстие для выхода газов. Выплескиванию и утечке электролита препятствует отражатель и уплотняющее резиновое кольцо.

Пробки (рис. 172, г) некоторых аккумуляторов не имеют вентиляционного отверстия. Оно выполнено в крышке и снабжено отражателем. Такая конструкция крышки облегчает доливку в аккумулятор воды или электролита. Доливку производят следующим образом. Сначала пробкой наливного отверстия плотно закрывают вентиляционное отверстие в крышке. Затем заливают воду или электролит до верхнего края наливного отверстия. Далее снимают пробку и ввинчивают ее в наливное отверстие. При этом воздух через вентиляционное отверстие, выходит из аккумулятора и в нем устанавливается нормальный уровень электролита.

Уровень электролита в аккумуляторе проверяется стеклянной трубочкой. Он должен быть на 10—15 мм выше верхнего края пластин или предохранительного щитка.

Рекомендуемую плотность электролита указывают для полностью заряженных аккумуляторов при температуре электролита 20 °С. В центральных районах в летнее время и зимой плотность электролита должна быть 1,27 г см3.

Особенностью аккумуляторных батарей 6CT-190TP-H является наличие внутреннего электроподогрева, который обеспечивает работоспособность батареи в зимнее время при температуре от —25 °С до—40 °С.

Основными электротехническими показателями аккумуляторной батареи являются: – электродвижущая сила аккумулятора — разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи; – напряжение аккумулятора — разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при замкнутой внешней цепи (разрядке и зарядке); – плотность электролита, зависящая от степени заряда аккумулятора (увеличивается при зарядке и уменьшается при разрядке), измеряется ареометром и устанавливается с соответствии с климата-ческими условиями, в которых эксплуатируются батареи; – емкость аккумулятора—это количество электричества в ампер-часах, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде до установленного предела. Зависит от размера пластин, плотности и температуры электролита и величины разрядного тока.

Основными неисправностями аккумуляторных батарей являются: саморазряд, сульфатация, замыкание и разрушение пластин, трещины стенок бака и пр.

Аккумуляторная батарея служит для питания электрическим током стартера при пуске двигателя и всех потребителей электрической энергии при неработающем двигателе, а также для питания потребителей совместно с генератором на малой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Если мощность, потребляемая включенными потребителями, превышает мощность, развиваемую генератором, аккумуляторная батарея, разряжаясь, обеспечивает питание потребителей одновременно с работающим генератором.

Аккумуляторная батарея является электрохимическим устройством, в котором электрическая энергия, поступающая в процессе зарядки от внешнего источника постоянного тока, преобразуется в химическую, а в процессе разрядки химическая энергия преобразуется в электрическую.

Аккумуляторные батареи, установленные на автомобилях и автобусах, называются стартерными, так как они обладают свойствами кратковременно отдавать большой ток (до 300—800 А при пуске двигателя стартером) при малом внутреннем падении напряжения.

Аккумуляторные батареи чартерного типа бывают свинцово-кислот-ные (получившие наибольшее распространение) и щелочные. Последние отличаются высокой надежностью в работе, однако имеют большие габариты, массу и дороги в изготовлении.

Э.д.с., развиваемая одним аккумулятором, не превышает 2,2 В. Поэтому для получения э.д.с. в 12 В отдельные аккумуляторы объединяют в батарею и соединяют их между собой последовательно. Такая батарея состоит из шести аккумуляторов, размещенных в одном общем баке.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея. Батарея (рис. 10.2) состоит из блока положительных (рис. 10.2, а, 6) и отрицательных пластин, сепараторов, сосуда (бака) и крышки с пробкой. В сосуде находится электролит, залитый через наливное отверстие в крышке.

Положительные и отрицательные пластины аккумулятора отливают в виде решетки из сплава, содержащего 92— 94% свинца, 6—8% сурьмы с добавлением 0,1—0,2% мышьяка. Сурьма увеличивает механическую прочность пластин, коррозионную стойкость и облегчает их отливку. Для увеличения емкости аккумулятора ячейки решеток отрицательных пластин заполняют активной массой, приготовленной из свинцового порошка и раствора серной кислоты, а положительных пластин — активной массой, приготовленной из свинцового сурика, свинцового глета и раствора серной кислоты.

Пластины подсушиваются, затем помещаются в баки с электролитом (состоящим из раствора химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде) и заряжают постоянным током. Этот процесс называется формированием. В результате нескольких зарядок активная масса становится пористой, что увеличивает ее площадь в несколько раз. В конце формирования активная масса положительных пластин почти полностью превращается в перекись свинца (темно-коричневого цвета), а отрицательных — в губчатый свинец (серого цвета). По окончании формирования пластины оставляют в заряженном состоянии.

Пластины соединены между собой с помощью бареток (перемычек) в полублоки положительных и отрицательных пластин. Полублоки собирают в блоки так, чтобы каждая положительная пластина была расположена между двумя отрицательными. Чтобы предотвратить замыкание разноименных пластин, их отделяют друг от друга тонкими прокладками — сепараторами.

Рис. 10.2. Свиицово-кислотная аккумуляторная батарея (а), пластины (б) и устройство вентиляции (в)

Сепараторы должны быть тонкими и пористыми, чтобы не препятствовать циркуляции электролита и прохождению электрического тока. Материалом для сепараторов служит мипор—Р, стекловолокно—С, мипласт—М или комбинированный материал, состоящий из хлорвинилового волокна и других материалов. Для облегчения лучшей циркуляции электролита сторона сепаратора, обращенная к положительной пластине, делается ребристой.

Аккумуляторные батареи выпускаются в сосудах (моноблоках), изготовленных в виде бака с перегородками. Материалом для сосудов служит термопласт—Т, эбонит—Э или другая пластмасса. На дне бака выполнены ребра, на которые опираются полублоки положительных и отрицательных пластин. В пространстве между ребрами в шламовых камерах скапливается осыпающаяся с течением времени активная масса пластин, что на некоторое время предупреждает замыкание шламом разноименных пластин. Верхние края пластин предохраняются от случайного короткого замыкания щитками из винипласта.

Пол осные штыри (выводные клеммы) бареток пропускают через свинцовые втулки и приваривают к ним. Места соединения крышки и сосуда уплотняют асбестом и заливают битумной мастикой.

Аккумуляторы соединяют между собой с помощью свинцовых перемычек. Полюсные штыри LU отмечают метками «-|-» и «—». Диаметр положительного полюса несколько больше диаметра отрицательного, что исключает неправильное включение батареи в цепь. Для увеличения срока службы сосудов в их стенки вставляют кислотоупорные хлорвиниловые вставки, предотвращающие короткое замыкание пластин соседних аккумуляторов при образовании трещин в перегородках моноблока.

Наливное отверстие закрывают пробкой, имеющей вентиляционное отверстие для выхода газов. Выплескиванию и утечке элетролита препятствует отражатель и уплотняющее резиновое кольцо.

Пробки (рис. 10.2, в) некоторых аккумуляторов не имеют вентиляционного отверстия. Оно выполнено в крышке и снабжено отражателем, что облегчает доливку в аккумулятор дистиллированной воды или электролита, которая происходит следующим образом. Сначала пробкой наливного отверстия плотно закрывают вентиляционное отверстие в крышке. Затем заливают воду или электролит до верхнего края наливного отверстия. Далее снимают пробку 3 и ввинчивают ее в наливное отверстие. При этом воздух через вентиляционное отверстие выходит из аккумулятора и в нем устанавливается нормальный уровень электролита.

Уровень электролита в аккумуляторе проверяют стеклянной трубочкой. Он должен быть на 10—15 мм выше верхнего края пластин или предохранительного щитка.

Рекомендуемую плотность электролита указывают для полностью заряженных аккумуляторов при температуре электролита 20 °С. В центральных районах и летом и зимой плотность электролита должна быть 1,27 г/см3.

Аккумуляторные батареи поступают с завода в сухозаряженном виде без электролита. Приведению аккумуляторных батарей в рабочее состояние предшествует процедура приготовления электролита.

На автомобилях ЗИЛ-130 устанавливают аккумуляторные батареи 6СТ-90ЭМС, на ГАЗ-5ЭА — 6СТ-75, на ГАЗ-ЗЮ2 — 6СТ-60ЭМ, на автомобилях «Москвич» и ВАЗ — 6СТ-55.

В конструкции аккумуляторной батареи 6СТ-55 бак закрывается одной приваренной к нему крышкой. На крышке размещены плюсовой и минусовый выводы и шесть пробок. Аккумуляторы соединены короткими свинцовыми стержнями, пропущенными через отверстия в перегородках. Такие аккумуляторные батареи считаются неразборными. Другой разновидностью неразборных аккумуляторных батарей являются необслуживаемые батареи, которые выпускаются в герметичном исполнении и не имеют заливных отверстий.

В зимнее время возникает опасность замерзания электролита разряженной батареи. Поэтому на герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи устанавливают индикаторы заряженности. При уменьшении степени заряженности ниже определенного уровня меняется цвет видимого пятна индикатора, и батарею необходимо подзарядить зарядным устройством. Ремонт таких батарей практически невозможен.

Для получения напряжения в бортовой сети автомобиля, равного 24 В (на автомобилях МАЗ, КамАЗ, БелАЗ и др.), необходимо две аккумуляторные батареи одной емкости соединить последовательно.

Аккумуляторные батареи рекомендуется хранить в неотапливаемых помещениях при температуре не выше 0° С и не ниже —30° С во избежание трещин на мастике. Максимальный срок хранения аккумуляторной батареи в сухозаряженном виде не должен превышать 3 лет.

Марки аккумуляторных батарей расшифровывают следующим образом. Например, в марке аккумуляторной батареи 6СТ-90ЭМС первая цифра означает число аккумуляторов в батарее; буквы СТ — тип батареи (стартерная); цифры 90 — номинальная емкость батареи в ампер-часах при 20-часовом режиме разряда; буква Э — материал моноблока (эбонит) ; МС — материал сепараторов (микропористая пластмасса — М со стекловолокном — С).

Особенностью аккумуляторных батарей 6СТ-1ЭОТР-Н, установленных на автомобилях БелАЗ и КамАЗ в северном исполнении, является наличие внутреннего электроподогрева, который обеспечивает работоспособность батареи в зимнее время при температуре от —25 до —40 °С.

Основные электротехнические показатели аккумуляторной батареи.

К этим показателям относятся: – электродвижущая сила аккумулятора — это разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи; – напряжение аккумулятора — это разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при замкнутой внешней цепи (разрядке и зарядке); – плотность .электролита — это степень заряженности аккумуляторной батареи, которая увеличивается при зарядке и уменьшается при разрядке.

Плотность измеряется денсиметром и устанавливается в соответствии с климатическими условиями, в которых эксплуатируются батареи; – емкость аккумулятора — это количество электричества в ампер-часах, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде до установленного предела. Емкость аккумулятора зависит от размера пластин, плотности и температуры электролита и величины разрядного тока.

При длительном хранении автомобиля или выполнении электротехнических работ аккумуляторная батарея должна быть отключена от массы во избежание ее разряда от возможного короткого замыкания и для противопожарной безопасности. Для этой цели на автомобилях и автобусах устанавливают выключатели аккумуляторной батареи, которые могут быть с ручным и дистанционным управлением.

Выключатель ВК318 с ручным управлением (рис. 10.3) имеет корпус, в котором размещены два латунных неподвижных контакта. Контакт изолирован от массы, а контакт соединен с массой. Кроме того, имеется подвижной контактный диск, укрепленный на оси и нагруженный пружинами, и вспомогательный контактный диск, изолированный от штока и отжимаемый вниз пружиной.

Рис. 10.3. Выключатель аккумуляторной батареи ВК318 с ручным управлением

Подъем вверх штока с кнопкой включения вместе с подвижным контактным диском обеспечивается пружиной.

Для соединения аккумуляторной батареи с массой нажимают на кнопку штока, шток опускается вниз и происходит замыкание контактов сначала с вспомогательным контактным диском, а затем с основным подвижным контактным диском. При таком положении штока усилием пружины фиксаторная пластина входит в кольцевую выточку штока и запирает шток во включенном положении.

Рис. 10.4. Выключатель аккумуляторной батареи ВК860 с дистанционным управлением: а — разрез; б — электрическая схема

Для отсоединения аккумуляторной батареи от массы нажимают на кнопку штока, при этом фиксаторная пластина выходит из кольцевой выточки штока и усилием пружины шток с укрепленными на нем контактными дисками поднимается вверх и размыкает контакты.

Выключатель крепится к корпусу автомобиля болтом, проходящим через отверстие.

Выключатель ВК860 с дистанционным управлением (рис. 10.4, а) состоит из трех основных частей: контактного устройства, электромагнита и системы передачи усилий от штока электромагнита к контактному устройству.

Для включения всех потребителей, питаемых от аккумуляторной батареи, нажимают на кнопку К (рис. 10.4, б) управления выключателем массы. При этом ток питания подается на обмотку электромагнита (см. рис. 10.4, а), в результате чего якорь и ввернутый в него шток опускаются вниз и передают усилие штоку контактного устройства. Шток движется вниз вместе с фиксатором, преодолевая усилие пружин. При этом фиксатор западает в выемку рычага, сидящего на оси, и замыкает контакты и выключателя.

Для отключения всех потребителей от аккумуляторной батареи повторно нажимают на кнопку К (см. рис. 10.4, б) управления выключателем. При этом в обмотку электромагнита (см. рис. 10, а) поступает ток, и шток через шток передает усилие на рычаг, который, поворачиваясь вокруг оси, выходит из выемки и утопляет в штоке фиксатор. При этом подвижные контакты под действием пружины размыкают цепь.

Если аккумуляторная батарея разряжена, включение и выключения выключателя массы можно осуществить нажатием на якорь через резиновый защитный чехол.

Продолжительность нажатия на кнопку К не должна быть более 2 с.


Читать далее:

Категория: - Автомобили и трактора





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины