|
|
Главная » 2010 » Февраль » 15 » УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
01:43 УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ |
Аккумуляторная батарея, устанавливаемая на автомобиле, является вспомогательным источником электрической энергии и работает совместно с генератором автомобиля (основным источником электрической энергии). Она предназначена для питания стартера и приборов системы зажигания при пуске двигателя; питания потребителей электрической энергии при неработающем двигателе или при малой частоте вращения якоря генератора; питания совместно с генератором потребителей, потребляемый ток которых превышает допустимый ток генератора; поддержания постоянства напряжения сети при изменении частоты вращения якоря и нагрузки генератора.
Основным режимом работы автомобильных аккумуляторных батарей является стартерный режим разряда, когда батарея должна кратковременно обеспечить отдачу больших разрядных токов. Отсюда и их название — стартерные аккумуляторные батареи.
Исходя из основного требования обеспечения стартерного режима разряда и специфики работы на автомобиле аккумуляторные батареи должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь очень малое внутреннее сопротивление для получения больших стартерных токов при пуске двигателя внутреннего сгорания; выдерживать большой разрядный ток при: сохранении достаточной емкости аккумуляторных батарей и без коробления, их пластин; обладать максимальной удельной энергией, т. е. электроэнергией, снимаемой с единицы массы или объема; иметь достаточную механическую прочность сосудов, пластин и сепараторов; иметь большой срок службы и достаточную надежность при раз-, личных внешних условиях (температура, влажность и т. д.); быть изготовленными из недефицитных материалов; иметь невысокую стоимость и трудоемкость ори обслуживании и ремонте.
Наименьшее внутреннее сопротивление из всех типов имеют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, которые и получили наиболее широкое применение как стартерные автомобильные батареи. Щелочные железоникелевые аккумуляторные батареи из-за повышенного внутреннего сопротивления, больших габаритов, более высокой стоимости находят ограниченное применение. Однако в последние годы стали создаваться более совершенные конструкции щелочных железоникелевых аккумуляторных батарей, пригодных для использования н.а 1 автомобилях, работающих в тяжелых условиях, так как 'эти батареи обладают большей механической прочностью и более длительным сроком службы. В этой, книге уделено внимание только стартерным свинцово-кислотным аккумуляторным батареям.
Так как аккумуляторные батареи работают параллельно с генераторами на общую сеть, то их напряжение должно равняться напряжению системы автомобиля 6, 12 или 24 В. Для получения таких напряжений свинцово-кислотные аккумуляторные батареи составляют соответственно из 3, 6 или 12 последовательно соединенных элементов.
Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея (рис. 3) состоит из следующих основных частей: сосуда с ячейками для отдельных аккумуляторных элементов, который называется моноблоком; комплектов положительных и отрицательных пластин (полублоков) с выводами для присоединения потребителей; специальных изоляционных прокладок, называемых сепараторами, помещаемых между положительными и отрицательными пластинами; электролита.
Моноблок 12 представляет собой сосуд, разделенный перегородками по числу .аккумуляторных элементов. Материалом для моноблока служит либо эбонит, либо пластмасса асфальтопековая, либо термопласт. На дне каждой ячейки имеются четыре опорные призмы 14. На две призмы опираются пластины положительного полублока, на две другие — пластины отрицательного полублока. Благодаря этому между дном ячейки и нижними кромками блока пластин образуется пространство 15, предохраняющее пластины от замыкания шламом (активным веществом, осыпающимся, на дно ячейки).
Моноблоки должны обладать достаточно высокой механической прочностью, кислотостойкостью, а их ячейки должны быть герметичными. Для увеличения прочности и кислотостойкости моноблоки изготавливают с кислотоупорными вставками 13 из полихлорвиниловой пленки, запрессованными в асфальтопековую массу. Сохранность же моноблока, а также и аккумуляторной батареи в целом в условиях эксплуатации зависит в большой степени от надежности крепления батареи на автомобиле.
Каждая ячейка моноблока закрывается крышкой В ней имеется центральное отверстие для заливки в ячейку электролита и контроля его уровня и два отверстия для выводных штырей с запрессованными втулками, обеспечивающими герметизацию. Заливочное отверстие закрывается вентиляционной пробкой с отражателем, предохраняющим электролит от выплескивания во время движения. Крышки изготавливают из эбонита, бакелита или фенолита, пробки—из полистирола, полиэтилена, фенолита и эбонита.
Каждая пробка имеет центральное вентиляционное отверстие, через которое свободно выходят газы, выделяющиеся при заряде аккумулятора. В. некоторых конструкциях батарей применяют крышки с устройством для автоматического установления требуемого уровня электролита. Пробки у этих крышек без вентиляционных отверстий, которые выполняются в специальных штуцерах.
Электроды представляют собой пластины в виде свинцово-сурьмяной решетки, ячейки которой заполнены активным веществом. Это вещество после электрической подготовки (формирования) приобретает пористую структуру, вследствие чего увеличивается активная поверхность пластин. Наличие пор позволяет увеличить поверхность соприкосновения активного вещества с электролитом в 1600—2500 раз по сравнению с видимой поверхностью пластин.
Решетка пластины удерживает активное вещество и обеспечивает равномерное распределение тока в нем по всей поверхности пластины и соответственно равномерные преобразования активного вещества, исключающие коробление пластины. Внизу решетка имеет два выступа, которыми она опирается на опорные призмы. На решетку наносится паста, состоящая из свинцового порошка и свинцовых окислов, замешанных на водном растворе серной кислоты (для отрицательных и положительных пластин составы ее различны). Затем пластины подвергаются прокатке или прессовке для выравнивания поверхности, уплотнения пасты и улучшения ее контакта с решеткой, обработке в растворе углекислого аммония и сушке.
После сушки пластины проходят так называемое формирование: в ваннах с электролитом небольшой плотности пластинам дается несколько циклов заряда и разряда при нормированных значениях плотности тока и температуры. В результате паста превращается в высокопористое активное вещество — губчатый свинец на отрицательных пластинах и двуокись свинца на положительных. Цвет положительного активного вещества становится коричневым, отрицательного — серым. После формирования пластины промывают, сушат и затем они поступают на сборку.
Для уменьшения размеров и внутреннего сопротивления аккумуляторов пластины разной полярности стремятся установить как можно ближе друг к другу, Чтобы выпадающие при работе частички активного вещества не образовали токопроводящих мостиков между пластинами разной полярности, их одну от другой изолируют сепараторами. Для сохранения электропроводности между пластинами сепараторы должны иметь достаточную пористость, а также обладать высокой химической стойкостью, достаточной механической прочностью и эластичностью и быть дешевыми.
Существуют два вида сепарации — одинарная и двойная. При одинарной сепараторы изготавливают из мипора или мипласта. При двойной — к мипору или ми-пласту добавляют стекловойлочный сепаратор, устанавливаемый со стороны положительной пластины. Сепараторы делают в виде прямоугольных пластин несколько большего размера, чем электродные пластины, чтобы лучше предохранить последние от замыканий. Поверхность сепараторов со стороны отрицательной пластины — гладкая, а со стороны положительной — ребристая. Ребристая поверхность улучшает доступ электролита к положительной пластине, что особенно важно при работе аккумулятора в режиме стартерного разряда.
Двойная сепарация применяется в основном для предохранения от осыпания активного вещества положительных пластин в тяжелых условиях эксплуатации (тряска, вибрация и т. д.) и создания большого пространства, для электролита около них. Но в то же время двойная сепарация повышает омическое сопротивление аккумуляторов. Качество сепараторов существенно влияет на работу аккумулятора и срок его службы.
Сборка аккумуляторных батарей представляет собой ряд последовательных операций, основными из которых являются: пайка полублоков пластин к мостику баретки, сборка блоков и установка их в ячейки моноблока, припайка межэлементных соединений, напайка полюсных выводов (клемм), герметизация и контроль.
Количество одноименных пластин, собираемых в полублоки, зависит от потребной емкости аккумуляторной батареи. Так как положительные пластины при неравномерной нагрузке склонны к короблению, вследствие значительного изменения объема их активного вещества при превращении, отрицательных пластин берут на ' одну больше, чтобы каждая положительная пластина находилась между двумя отрицательными и разряжалась равномерно с обеих сторон.
Пластины одинаковой полярности припаивают к баретке, служащей для крепления пластин и вывода тока. Для обеспечения малых потерь напряжения баретки делаются массивными. Пластины, соединенные бареткой, образуют полублок пластин. Затем положительные и отрицательные полублоки вставляют один в- другой. Между разноименными пластинами вставляют сепараторы. Собранные таким образом блоки пластин устанавливают в ячейки моноблока на призмы так, .чтобы аккумуляторы соединялись между собой последовательно. Поверх блоков накладывают предохранительные щитки, Затем устанавливают крышки, выводные клеммы полублоков сплавляют с втулками 6 в крышке и с мёжэлементными соединениями 5. Создается единое герметичное соединение. На крайние выводные клеммы полублоков наплавляют полюсные выводы батарей, размеры которых определены стандартом для основных типов автомобильных свинцово-стартерных аккумуляторных батарей и которые клеймятся соответствующим полюсным знаком. Для получения крепкого и герметичного соединения стыков крышек со стенками моноблоков применяют заливочную мастику, которая "должна быть" кислотостойкой, водонепроницаемой, термостойкой в пределах температур от +60 до —40° С, не должна отставать от стенок моноблока и давать разрывов и трещин.
Заливочная мастика позволяет легко разбирать батарею при ремонте. Ее можно использовать повторно. Однако применять для разогрева пламя нельзя, так как это приводит к выгоранию масла, вследствие чего мастика теряет свои свойства (трескается). После сборки батареи проверяют на герметичность и отсутствие коротких замыканий.
|
|
Категория: Аккумуляторы |
Просмотров: 2781 |
Добавил: Serg
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
|
