Стартерная аккумуляторная батарея – Стартерная аккумуляторная батарея: характеристики, устройство и назначение

Содержание

Стартерная аккумуляторная батарея: характеристики, устройство и назначение

Стартерные АКБ служат в автомобилях в качестве источников энергии. Электричество необходимо для запуска ДВС и питания всех потребителей. В тракторах и автомобилях используют два вида источника энергии. Это аккумуляторная батарея и электрогенератор. Аккумулятор обеспечивает энергией стартер при запуске двигателя и потребители. АКБ компенсирует нехватку энергии, когда генератор еще не вступил в работу. Поэтому АКБ и называется, как стартерная аккумуляторная батарея. Существуют еще и тяговые аккумуляторы, но они необходимы для решения других задач.

Из истории

Первый полноценный АКБ создал в 1859 году французский изобретатель Планте. Устройство состояло из двух свернутых в спираль листов свинца, разделенных сепаратором. Эти листы были погружены в раствор серной кислоты. Батарея отличалась общей активной площадью электродов в 10 м2. После доработок и модернизаций АКБ запустили в массовое производство в 1880 году. Позже Фолькмар создал решетчатые пластины из сплава свинцы с сурьмой, что породило новую аккумуляторную эпоху. Однако впервые электрическая пусковая система на автомобилях стала использоваться только в 1925 году.

Принцип действия

Самый простой свинцовый АКБ – это пластиковый сосуд с электролитом внутри. В сосуде находятся две пластины. Это электроды аккумулятора. Электролит – это раствор высокоочищенной серной кислоты и дистиллированной воды. Активными веществами при прохождении электрохимических процессов выступают двуокись свинца на положительной пластине, а также губчатый свинец на отрицательной. Электролит заряженного аккумулятора имеет повышенную емкость.

Батарея работает на базе принципа двойного преобразования: вначале электричество от сторонних источников преобразуется в химическую энергию, затем химическая энергия преобразуется в электрическую. АКБ — не самостоятельный источник электропитания, а только накапливает и преобразует электричество.

Под воздействием тока серная кислота, которая содержится в составе электролита, распадается. Из нее выделяется водород, который впоследствии соединяется с кислородом, выделяющимся на положительной пластине. В результате соединения водорода и кислорода получается вода. Свинец входит в соединение с тем, что осталось от кислоты, в результате образуется сернокислый свинец.

Вместе с химическими превращениями на положительной пластине при разряде аккумуляторной батареи меняется и химический состав отрицательной. Так, губчатый свинец соединяется с остатком кислоты, и образуется сернокислый свинец.

Конструкция

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, как обратимый источник электрического тока, конструктивно состоит из блока электродов разных потенциалов, помещенного в сосуд-ячейку, заполненную электролитом. В зависимости от необходимого напряжения батарея может содержать несколько блоков, соединенных последовательно. В 12 В батарее таких ячеек-блоков 6. При напряжении в 24 В аккумулятор содержит 12 ячеек.

Электроды

В свинцово-кислотной аккумуляторной батарее электрод имеет решетчатую пластинчатую форму. Ячейки пластины заполнены активными веществами. Активная масса имеет поры, для того чтобы как можно больше активных веществ могло поучаствовать в реакции образования тока. Это особенно важно, если разрядные токи большие.

Решетка включает в себя рамку, вертикальные ребра, горизонтальные жилки, токоотводящее ушко, с помощью которого электроды соединяются с мостиком. Также имеются опорные ножки, которыми электрод опирается на дно блока. В качестве решетки в промышленности применятся и освинцованная металлическая сетка.

Решетка играет роль не только каркаса, который обеспечивает прочность электрода. Она также обеспечивает удержание активной массы и возможность параллельно соединять электроды между собой через ушки. Толщину решеток электродов выбирают исходя из режима работы и характеристик стартерных аккумуляторных батарей. Решетка с отрицательными электродами обычно тоньше, так как электроды меньше подвергаются коррозии и деформациям. Масса отрицательной решетки – 50% массы электрода.

Если АКБ необслуживаемая, то решетка изготовлена из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьяминстых сплавов. Это позволяет снизить интенсивное образование газов. Кальций и кадмий обеспечивает повышение напряжения газовыделения.

Сепараторы

Мы продолжаем рассматривать назначение и устройство стартерной аккумуляторной батареи. Что такое сепаратор? Он служит для разделения электродов в блоке. Это пористая полимерная перегородка, которая призвана предотвратить короткое замыкание электродов разной полярности. Сепаратор также обеспечивает запас электролита в пространстве между электродами. В свинцовом АКБ он может быть изготовлен из мипора, мипласта, порвинила.

Характеристики АКБ

На территории РФ стартерная аккумуляторная батарея обязана соответствовать ГОСТ 959-2002. Батарея должна соответствовать размерам и характеристикам для конкретного автомобиля.

Полярность АКБ определяет, как расположен отрицательный и положительный токовывод. Если рассматривать батарею со стороны, к которой выводы ближе, то выделяют прямую полярность и обратную. Прямая – это, когда положительный вывод находится слева, а отрицательный — справа. Обратная – это, когда положительный находится справа, а отрицательный размещен слева.

Ширина АКБ должна соответствовать ширине места под аккумулятор в конкретном автомобиле. Большинство батарей крепятся за нижние выступы корпуса. Что касается длины и высоты, то эти параметры могут быть больше, если ниша это допускает.

Номинальная емкость – это общее количество электричества, которое может выдать стартерная аккумуляторная батарея в режиме 20-часового разряда током, равным 0,05 емкости до напряжения на токовыводах в 10,5 В. Существует и такой параметр, как резервная емкость – это время разряда заряженной батареи током в 25 А до 10,5 В.

Ток холостой прокрутки – это разрядный ток, который батарея способна отдавать при температуре в -18 градусов в течение 10 с. При этом напряжение составляет не меньше 7,5 В. Чем выше данный параметр, тем проще будет запустить двигатель зимой.

Срок эксплуатации

В приказе СД при ВС РФ №104 указаны причины неисправностей, при которых АКБ нельзя использовать. Приказ ссылается на нормы сроков службы стартерных аккумуляторных батарей. Там указаны сроки эксплуатации для разных типов автомобилей.

Минимальная наработка для легкового автомобиля при индивидуальном использовании составляет 60 000 км, а норма срока эксплуатации составляет 4 года. Если то же легковое авто применятся для служебного использования, то срок жизни АКБ составляет 2,5 года или 112 тыс. км. Если легковое авто эксплуатируется в режиме такси, то срок службы аккумулятора составляет в данном случае 70 000 км или 21 месяц. Стартерная аккумуляторная батарея на коммерческих малотоннажных авто по нормам должна прожить 2 года.

Но нужно учитывать, что сейчас четких норм не существует. Все аккумуляторы разные и производители у них тоже разные. Кто-то производит качественный продукт, кто-то – некачественный. Среди неисправностей, при которых использовать АКБ в полной мере не получается, можно выделить следующие. Это деформация пластин аккумуляторной батареи автомобиля и их последующее разрушение, короткое замыкание, сильная сульфатация пластин, интенсивный саморазряд, переполюсовка без участия человека.

Как можно обслуживать батарею?

Можно выделить обслуживаемые и необслуживаемые батареи. Последние никакого обслуживания за весь свой срок эксплуатации, по словам производителей, не требуют. Максимум, что может делать владелец – это регулярная зарядка АКБ, используя зарядное устройство. Что касается обслуживания стартерных аккумуляторных батарей первого типа, то периодически нужно проверять емкость электролита, заряжать АКБ на зарядном устройстве, доливать дистиллированную воду, если уровень снизился.

fb.ru

характеристики, устройство и назначение — RUUD

Содержание статьи:

Стартерные АКБ служат в автомобилях в качестве источников энергии. Электричество необходимо для запуска ДВС и питания всех потребителей. В тракторах и автомобилях используют два вида источника энергии. Это аккумуляторная батарея и электрогенератор. Аккумулятор обеспечивает энергией стартер при запуске двигателя и потребители. АКБ компенсирует нехватку энергии, когда генератор еще не вступил в работу. Поэтому АКБ и называется, как стартерная аккумуляторная батарея. Существуют еще и тяговые аккумуляторы, но они необходимы для решения других задач.

Вам будет интересно:»Лада Веста» с полным приводом: характеристики, фото и отзывы владельцев

Из истории

Первый полноценный АКБ создал в 1859 году французский изобретатель Планте. Устройство состояло из двух свернутых в спираль листов свинца, разделенных сепаратором. Эти листы были погружены в раствор серной кислоты. Батарея отличалась общей активной площадью электродов в 10 м2. После доработок и модернизаций АКБ запустили в массовое производство в 1880 году. Позже Фолькмар создал решетчатые пластины из сплава свинцы с сурьмой, что породило новую аккумуляторную эпоху. Однако впервые электрическая пусковая система на автомобилях стала использоваться только в 1925 году.

Принцип действия

Самый простой свинцовый АКБ – это пластиковый сосуд с электролитом внутри. В сосуде находятся две пластины. Это электроды аккумулятора. Электролит – это раствор высокоочищенной серной кислоты и дистиллированной воды. Активными веществами при прохождении электрохимических процессов выступают двуокись свинца на положительной пластине, а также губчатый свинец на отрицательной. Электролит заряженного аккумулятора имеет повышенную емкость.

Вам будет интересно:Подсветка в ноги в авто своими руками: подробное описание, фото

Батарея работает на базе принципа двойного преобразования: вначале электричество от сторонних источников преобразуется в химическую энергию, затем химическая энергия преобразуется в электрическую. АКБ — не самостоятельный источник электропитания, а только накапливает и преобразует электричество.

Под воздействием тока серная кислота, которая содержится в составе электролита, распадается. Из нее выделяется водород, который впоследствии соединяется с кислородом, выделяющимся на положительной пластине. В результате соединения водорода и кислорода получается вода. Свинец входит в соединение с тем, что осталось от кислоты, в результате образуется сернокислый свинец.

Вместе с химическими превращениями на положительной пластине при разряде аккумуляторной батареи меняется и химический состав отрицательной. Так, губчатый свинец соединяется с остатком кислоты, и образуется сернокислый свинец.

Конструкция

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, как обратимый источник электрического тока, конструктивно состоит из блока электродов разных потенциалов, помещенного в сосуд-ячейку, заполненную электролитом. В зависимости от необходимого напряжения батарея может содержать несколько блоков, соединенных последовательно. В 12 В батарее таких ячеек-блоков 6. При напряжении в 24 В аккумулятор содержит 12 ячеек.

Электроды

В свинцово-кислотной аккумуляторной батарее электрод имеет решетчатую пластинчатую форму. Ячейки пластины заполнены активными веществами. Активная масса имеет поры, для того чтобы как можно больше активных веществ могло поучаствовать в реакции образования тока. Это особенно важно, если разрядные токи большие.

Решетка включает в себя рамку, вертикальные ребра, горизонтальные жилки, токоотводящее ушко, с помощью которого электроды соединяются с мостиком. Также имеются опорные ножки, которыми электрод опирается на дно блока. В качестве решетки в промышленности применятся и освинцованная металлическая сетка.

Решетка играет роль не только каркаса, который обеспечивает прочность электрода. Она также обеспечивает удержание активной массы и возможность параллельно соединять электроды между собой через ушки. Толщину решеток электродов выбирают исходя из режима работы и характеристик стартерных аккумуляторных батарей. Решетка с отрицательными электродами обычно тоньше, так как электроды меньше подвергаются коррозии и деформациям. Масса отрицательной решетки – 50% массы электрода.

Если АКБ необслуживаемая, то решетка изготовлена из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьяминстых сплавов. Это позволяет снизить интенсивное образование газов. Кальций и кадмий обеспечивает повышение напряжения газовыделения.

Сепараторы

Мы продолжаем рассматривать назначение и устройство стартерной аккумуляторной батареи. Что такое сепаратор? Он служит для разделения электродов в блоке. Это пористая полимерная перегородка, которая призвана предотвратить короткое замыкание электродов разной полярности. Сепаратор также обеспечивает запас электролита в пространстве между электродами. В свинцовом АКБ он может быть изготовлен из мипора, мипласта, порвинила.

Характеристики АКБ

На территории РФ стартерная аккумуляторная батарея обязана соответствовать ГОСТ 959-2002. Батарея должна соответствовать размерам и характеристикам для конкретного автомобиля.

Полярность АКБ определяет, как расположен отрицательный и положительный токовывод. Если рассматривать батарею со стороны, к которой выводы ближе, то выделяют прямую полярность и обратную. Прямая – это, когда положительный вывод находится слева, а отрицательный — справа. Обратная – это, когда положительный находится справа, а отрицательный размещен слева.

Ширина АКБ должна соответствовать ширине места под аккумулятор в конкретном автомобиле. Большинство батарей крепятся за нижние выступы корпуса. Что касается длины и высоты, то эти параметры могут быть больше, если ниша это допускает.

Номинальная емкость – это общее количество электричества, которое может выдать стартерная аккумуляторная батарея в режиме 20-часового разряда током, равным 0,05 емкости до напряжения на токовыводах в 10,5 В. Существует и такой параметр, как резервная емкость – это время разряда заряженной батареи током в 25 А до 10,5 В.

Ток холостой прокрутки – это разрядный ток, который батарея способна отдавать при температуре в -18 градусов в течение 10 с. При этом напряжение составляет не меньше 7,5 В. Чем выше данный параметр, тем проще будет запустить двигатель зимой.

Срок эксплуатации

В приказе СД при ВС РФ №104 указаны причины неисправностей, при которых АКБ нельзя использовать. Приказ ссылается на нормы сроков службы стартерных аккумуляторных батарей. Там указаны сроки эксплуатации для разных типов автомобилей.

Минимальная наработка для легкового автомобиля при индивидуальном использовании составляет 60 000 км, а норма срока эксплуатации составляет 4 года. Если то же легковое авто применятся для служебного использования, то срок жизни АКБ составляет 2,5 года или 112 тыс. км. Если легковое авто эксплуатируется в режиме такси, то срок службы аккумулятора составляет в данном случае 70 000 км или 21 месяц. Стартерная аккумуляторная батарея на коммерческих малотоннажных авто по нормам должна прожить 2 года.

Но нужно учитывать, что сейчас четких норм не существует. Все аккумуляторы разные и производители у них тоже разные. Кто-то производит качественный продукт, кто-то – некачественный. Среди неисправностей, при которых использовать АКБ в полной мере не получается, можно выделить следующие. Это деформация пластин аккумуляторной батареи автомобиля и их последующее разрушение, короткое замыкание, сильная сульфатация пластин, интенсивный саморазряд, переполюсовка без участия человека.

Как можно обслуживать батарею?

Можно выделить обслуживаемые и необслуживаемые батареи. Последние никакого обслуживания за весь свой срок эксплуатации, по словам производителей, не требуют. Максимум, что может делать владелец – это регулярная зарядка АКБ, используя зарядное устройство. Что касается обслуживания стартерных аккумуляторных батарей первого типа, то периодически нужно проверять емкость электролита, заряжать АКБ на зарядном устройстве, доливать дистиллированную воду, если уровень снизился.

Источник

ruud.ru

Полезные статьи об аккумуляторах. Стартерные аккумуляторы: понемногу обо всем

17 декабря 2013


Среди всех современных химических источников электрического тока больше всего распространены свинцовые аккумуляторы. Популярность свинцовых аккумуляторов обусловлена их относительно невысокой ценой, а также большим разнообразием этих аккумуляторов, применяемых в самых различных областях техники. Свинцовые аккумуляторы делятся на следующие основные группы: стационарные, тяговые, портативные (герметизированные, SLA) и стартерные.


Стационарные аккумуляторы, работающие, как правило, в режиме непрерывного подзаряда, применяются в качестве аварийных (резервных) источников тока на объектах энергетики и связи.


Тяговые аккумуляторы используют как источники электроснабжения различных видов электротранспорта и специальных машин на его базе. Тяговые аккумуляторы имеют очень большой ресурс и работают в режиме многократного глубокого разряда.


Портативные герметизированные (SLA) аккумуляторы используются для электропитания различных приборов, инструментов, в системах аварийного освещения и электроснабжения. Отличаются низкой стоимостью по сравнению с другими видами аккумуляторов.


Стартерные аккумуляторы применяются в автомобилях. Главная задача этих аккумуляторов – надежный запуск двигателя внутреннего сгорания. Вторая задача – создание своего рода энергетического буфера. В современном автомобиле используется большое количество разнообразных устройств для повышения комфорта, безопасности и т.д. Но генератор не всегда может обеспечить электроснабжение этих устройств, поскольку при движении в городских условиях частые (а нередко и длительные) остановки не способствуют отдаче мощности с двигателя на генератор. Вот здесь стартерный аккумулятор и обеспечивает электропитание всех необходимых устройств. Соответственно, из этого вытекает третья задача стартерных аккумуляторов – электропитание устройств автомобилей при неработающем двигателе. Но здесь важно помнить, что продолжительное использование электрических устройств при неработающем или работающем на холостом ходу двигателе приводит к глубокому разряду аккумулятора и резкому снижению его стартерных свойств. И, наконец, четвертая задача стартерного аккумулятора – аварийное электропитание. В случае выхода из строя генератора, выпрямителя, регулятора напряжения именно аккумулятор должен обеспечить работу всех устройств, необходимых для следования к ближайшему месту, где можно провести ремонт или замену неисправного оборудования.


Устройство и работа стартерного аккумулятора


Стартерные аккумуляторы относятся к химическим источникам тока, в которых свободная энергия, выделяющаяся в ходе окислительно-восстановительных химических реакций, преобразуется в энергию электрическую. Аккумуляторы являются вторичными, то есть обратимыми, источниками тока – их работоспособность восстанавливается путем заряда. Для заряда через вторичный источник пропускается электрический ток в направлении, обратном тому, в котором ток протекал во время разряда. Таким образом, разряд аккумулятора – это преобразование свободной энергии химического источника тока в электрическую, а заряд – обратное преобразование электрической энергии в свободную энергию химического источника.


В стартерных автомобильных аккумуляторах используются следующие химические вещества: двуокись свинца (положительные решетки электродов), чистый свинец (отрицательные решетки электродов), серная кислота, разбавленная дистиллированной водой (электролит).


В процессе разрядов и зарядов аккумулятора происходит преобразование активных масс в сульфат свинца и расход кислоты путем выделения из нее водорода и кислорода. Поскольку стопроцентного восстановления электролита при зарядке аккумулятора не происходит, со временем аккумулятор вырабатывает свой ресурс – зарядка не может быть произведена. Заливка электролита и полная зарядка аккумулятора производится на заводе-изготовителе. Поэтому ресурс аккумулятора отсчитывается именно с момента его выхода с конвейера, а не с момента установки на автомобиль.


Уже довольно давно для более эффективной работы электродов в их состав добавляют сурьму и мышьяк. А снижение выделения воды достигалось добавлением кальция. В результате появились первые малообслуживаемые аккумуляторы. Впоследствии оказалось, что такие аккумуляторы плохо восстанавливаются после глубоких разрядов. Для улучшения этого показателя в свинцовый сплав стали добавлять серебро, что повысило стойкость сплава.


Затем в электролит стали добавлять двуокись кремния. Так появились гелевые стартерные аккумуляторы. Гелевые аккумуляторы полностью необслуживаемые, нет необходимости доливать в них электролит, выделение газа и кругооборот воды стали проходить по замкнутому циклу, аккумуляторные батареи стали полностью герметичными. Однако широкого распространения гелевые аккумуляторы не получили. Они имеют не очень длительный срок службы, чувствительны к сильным морозам, требуют исключительно штатной работы всей электросистемы автомобиля и при этом довольно дорого стоят.


Сегодня массовое распространение получили стартерные аккумуляторы с технологией AGM. Электролит при использовании системы AGM остается жидким, но все участвующие в процессе электролиза решетки оборачиваются в синтетическую ткань, задерживающую мельчайшую взвесь электролита. Аккумуляторы, изготовленные по системе AGM, можно размещать в разных плоскостях, они долго сохраняют работоспособность при повреждениях корпуса, устойчивы к сильным перепадам температур, вибрации, хорошо переносят глубокие разряды, имеют длительный ресурс и при всем этом отличаются относительно невысокой стоимостью.


Интересно, кстати, что продажи стартерных аккумуляторов AGM растут в основном усилиями неевропейских потребителей. Европейцы предпочитают покупать аккумуляторы, сделанные по «старым добрым» проверенным технологиям, хотя благосклонно относятся к их дополнениям и улучшениям.


Производители стартерных аккумуляторов


Производство стартерных аккумуляторов – дело прибыльное. Поэтому на мировом рынке идет жесткая конкуренция между большим количеством компаний, производящих такие аккумуляторы. Многие производители аккумуляторов пользуются широчайшей известностью. Это A-Mega, ACDelco, American, ATLANT, ATLAS, AutoPart, Banner, Bars, Bosch, Centra, Cougar, Deka, Delkor, Delta, Dilen, Duracell, Ecostart, EXIDE, Fiamm, Furukawa Battery, H&T, Medalist, Minn Kota, Moll, Mutlu, Optima, Panasonic, President, ROYAL, Solite, Sonnenschein, Super Nova, TAB, Topla, Trojan, Tyumen Battery, Varta, Yuasa, АкТех, Зверь, Подольский аккумулятор.


Некоторые производители выпускают стартерные аккумуляторы для большого ассортимента марок автомобилей, некоторые специализируются на отдельных марках. В любом случае уровень конкуренции на рынке аккумуляторов очень высок, поэтому Вы всегда сможете выбрать аккумулятор, подходящий Вам как по техническим характеристикам, так и по стоимости.


Эксплуатация стартерных аккумуляторов


Чтобы аккумулятор Вашего автомобиля радовал Вас исправной работой и не стал источником неприятностей, нужно соблюдать несложные правила:


  • Подзарядите аккумулятор перед установкой на автомобиль.

  • Раз в три месяца проверяйте прочность крепления аккумулятора.

  • Содержите аккумулятор в чистоте. При загрязнении внешней поверхности аккумулятора протрите ее чистой тряпкой. Чистыми должны быть также полюсные выводы и клеммы. После очистки советуем смазать их густой нейтральной смазкой, например, техническим вазелином.

  • Для пуска двигателя включайте стартер на 5-10 секунд. Между попытками пуска должны быть перерывы не менее 1 минуты. Зимой перед пуском двигателя выключите сцепление. Если двигатель не удается запустить с 3-4 раз, проверьте исправность систем зажигания и подачи горючего.

  • Уровень зарядного напряжения аккумулятора должен отвечать требованиям инструкции по эксплуатации Вашего автомобиля и быть не менее 13,9 вольт и не более 14,4 вольт вне зависимости от того, в каком режиме работает двигатель и сколько подключено электрических устройств. При напряжении менее 13,9 вольт (недозаряд аккумулятора) и более 14,4 вольт (перезаряд аккумулятора) эксплуатация аккумулятора недопустима!

  • Раз в два месяца проверяйте зарядное напряжение аккумулятора. Если зарядное напряжение отличается от указанного в предыдущем пункте, обратитесь за квалифицированной помощью по приведению аккумулятора к необходимому уровню напряжения.

  • Поддерживайте аккумулятор в заряженном состоянии. Раз в три месяца необходимо проверять уровень заряженности по равновесному напряжению разомкнутой цепи (НРЦ) для аккумуляторов. Такую проверку надо проводить и при ненадежном запуске двигателя.

  • Измерение равновесного НРЦ проводится не ранее чем через 8 часов после выключения двигателя. Уровень НРЦ при полной зарядке аккумулятора – 12,6 вольт при температуре 20-25°С. При 80%-ой зарядке – 12,5 вольт. При 60%-ой зарядке – 12,3 вольт.

  • Если уровень НРЦ аккумулятора становится менее 75% зимой и 50% летом, аккумулятор снимается с автомобиля и заряжается.

  • Если аккумулятор подвергся глубокому разряду, как можно скорее зарядите его полностью. Оставлять аккумулятор в состоянии глубокого разряда нельзя! Такое состояние приводит к снижению емкости аккумулятора, а при минусовых температурах вызывает замерзание электролита и разрушение корпуса аккумулятора.

  • Для заряда аккумулятора используйте только специально предназначенные зарядные устройства известных и проверенных марок. Использование самодельных, а также не вызывающих доверия зарядных устройств недопустимо.

  • Нельзя более 1 месяца использовать аккумулятор в состоянии перезаряда (напряжение свыше 14,4 вольт). Это приводит к полному разложению электролита и опасности взрыва кислородно-водородной смеси.


Меры безопасности:


  • При заряде аккумулятора выделяется взрывоопасная смесь кислорода и водорода. Поэтому вблизи аккумулятора запрещено курение, пользование открытым огнем, замыкание полюсных выводов аккумулятора!

  • Запрещено наклонять аккумулятор более чем на 45 градусов, чтобы избежать опасности вытекания электролита.

  • При попадании электролита на открытые участки кожи немедленно промойте их большим количеством воды, после чего промойте их 5%-ым раствором соды и аммиака. Затем обязательно обратитесь к врачу!

  • Отсоединение аккумулятора от бортовой сети и присоединение его к сети проводится только при полном отключении всех потребителей электроэнергии! При отсоединении первым отсоединяется отрицательный вывод, за ним – положительный. Присоединение проводится в обратном порядке.

  • Аккумулятор должен быть надежно закреплен в предназначенном для него гнезде автомобиля. Клеммы должны быть плотно зажаты на полюсных выводах. Провода должны быть ослаблены.

При копировании информации прямая ссылка обязательна.

другие статьи »

www.autoakb.ru

Устройство стартерных аккумуляторных батарей (АКБ)

Батарея в зависимости от требуемого напряжения содержит три или шесть последовательно соединенных аккумуляторов.

Стартерная свинцовая аккумуляторная батарея обычной конст­рукции с межэлементными перемычками над ячеичными крышками состоит из собранных в полублоки 2 к 3 положительных и отрицательных электродов (пластин), сепараторов 7, моноблока 12 (корпуса), крышек 7 с пробками 10, межэлементных перемычек 9, по­люсных выводов 11 и предохранительного щитка 5.

Рис. Стартерная аккумуляторная батарея обычной конструкции:
1 — сепаратор; 2, 3 — полублоки соответственно положительных и отрицательных электродов; 4 — баретка; 5 — предохранительный щиток; 6 — мостик; 7 — крышка; 8 — заливочное отверстие; 9 — межэлементная перемычка; 10 — пробка; 11 — по­люсный вывод; 12 — моноблок; 13 — опорная призма

Рис. Аккумуляторная батарея с общей крышкой:
1 — решетка; 2 — сепаратор; 3,4 — электроды соответственно положительный и от­рицательный; 5, 12 — полублоки соответственно отрицательных и положительных электродов; 6 — блок электродов с сепараторами; 7 — корпус моноблока; 8 — по­люсный вывод; 9 — обшая крышка; 10 — пробка; 11 — мостик с борном

Рис. Аккумуляторная батарея с сепараторами-конвертами:
1 — выступ моноблока: 2 — моноблок; 3 — электрод; 4 — крышка; 5 — пробка; 6 — планка; 7 — вывод; 8 — борн; 9 — мостик: 10 — перегородка; 11 — межэлементная перемычка; 12 — сепаратор-конверт

Аккумуляторная батарея с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой дана на рисунке. Положительные 3 и от­рицательные 4 электроды имеют решетку 1 с нанесенной на нее ак­тивной массой.

Для предохранения от коротких замыканий электро­ды разделены сепараторами 2. Положительные и отрицательные электроды соединены бареткой в полублоки 12 и 5. Полублоки объединяются в блоки, которые опускаются в секции моноблока и соеди­няются между собой межэлементными перемычками.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Разновидности автомобильных стартерных аккумуляторов, заряд АКБ

Стартерная автомобильная аккумуляторная батарея отличается от других тем, что способна выдавать очень большой ток, необходимый для прокрутки двигателя стартером при его запуске. Для сравнения возможностей стартерных аккумуляторов разных производителей нужно уметь пересчитать значение тока холодной прокрутки из одного стандарта в другой. 

Конструкция, устройство и разновидности автомобильных стартерных аккумуляторов, принцип работы, разряд и заряд АКБ.

Стартерная аккумуляторная батарея собирается в одном моноблоке, разделенном перегородками на отдельные камеры по числу аккумуляторов в батарее. Для активной химической реакции, в результате которой выделяется электрическая энергия, необходимы два разнородных проводника-электрода, находящиеся в электропроводящей жидкости электролите.
В автомобильных аккумуляторах в качестве проводников применены решетчатые пластины из сплава свинца с сурьмой.

Ячейки пластин заполнены массой из окиси свинца. После обработки окись свинца на положительных пластинах превращается в перекись свинца (темного цвета), а на отрицательных пластинах — в чистый свинец (светлого цвета). Наиболее популярна технология концерна VARTA, где один из электродов помещен в сепаратор-конверт, названный так по внешнему сходству с обычным конвертом. Эта конструкция исключает возможное в традиционных стартерных аккумуляторах замыкание электродов.

Различают автомобильные стартерные аккумуляторы с правым + выводом (Евро) и с левым его расположением, если сторона выводов обращена к наблюдателю. Разновидности автомобильных стартерных аккумуляторов по характеру обслуживания таковы.

— Традиционные автомобильные аккумуляторы, требующие периодического обслуживания.
— Малообслуживаемые автомобильные аккумуляторы.
— Необслуживаемые автомобильные аккумуляторы.

В этой классификации под обслуживанием подразумевается, прежде всего, проверка уровня и плотности электролита. Кроме этого, автомобильные аккумуляторы требуют проверки надежности затяжки клеммных соединений, чистоты крышки корпуса и его механического закрепления на кронштейне под капотом.

Традиционные, обслуживаемые автомобильные аккумуляторы.

Необходимость обслуживания этих стартерных аккумуляторов вызвана, в первую очередь, используемой технологией изготовления, определяющей химический состав применяемых материалов для электродов. Так, изменение уровня электролита происходит не только из-за испарения воды, но и в результате ее разложения в процессе заряда, что вызывается наличием сурьмы в составе сплава решетки электродов.

В аккумуляторах нового поколения сурьма заменена кальцием, и свинцово-кальциевый сплав не вызывает при заряде стартерных аккумуляторов газовыделения из-за разложения воды. В связи с чем не происходит и ее потерь. Для контроля уровня электролита служат пробки. Проверка уровня производится по срокам технического обслуживания автомобиля. Рекомендуется доливка дистиллированной воды хотя бы раз в месяц.

Повышенное снижение уровня является признаком перезаряда батареи. При длительном перерыве в использовании рекомендуется ежемесячно подзаряжать батарею. Конструкция этих стартерных аккумуляторов обеспечивает замену отдельной секции в батарее, впрочем, эта процедура производится крайне редко.

Малообслуживаемые автомобильные аккумуляторы.

В решетках таких стартерных аккумуляторов существенно снижена доля сурьмы, вызывающая разложение (электролиз) воды. В аккумуляторах для контроля уровня электролита и доливки воды сохранены пробки. Но сам контроль уровня и его корректировку достаточно осуществлять раз в год или при пробеге в 50 000 километров. В мало обслуживаемых аккумуляторах, выполненных с использованием сепаратор-конверта, в который заключен один из электродов (технология VARTA), увеличен запас электролита, что также удлиняет период контроля.

Необслуживаемые автомобильные аккумуляторы.

Термин «не требующий обслуживания» означает лишь, что автомобильные аккумуляторы этого типа не требуют проверки уровня электролита и периодической доливки в течение всего времени эксплуатации. Это достигнуто путем совершенствования технологии и замены материалов, но еще одним обязательным условием эксплуатации такой автомобильной аккумуляторной батареи является точное регулирование напряжение заряда на выходе генератора на уровне 14,4 В.

При повышении напряжения заряда произойдет электролиз воды и выделение газов, что вызовет потерю воды. Большинство конструкций необслуживаемых стартерных аккумуляторов герметизированы и не имеют пробок, поэтому доливка воды в них невозможна. В этих видах стартерных аккумуляторов предусмотрены клапаны для выпуска газов. В других аккумуляторах пробки сохранены, так что в случае непредвиденного газовыделения в них можно долить воду.

Автомобильные аккумуляторы некоторых фирм (АС Delco Freedom, Exide, Centra Calcium) имеют встроенный ареометр, представляющий собой видимый шариковый поплавок. По его цвету можно судить о степени заряда аккумулятора и уровне электролита.

Работа стартерных аккумуляторов на автомобиле при повседневной эксплуатации, разряд и заряд АКБ.

Стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) при движении автомобиля работает в режиме чередования циклов разряда и заряда, то есть в так называемом режиме циклирования. Разряд батареи происходит при запуске стартера, на обмотки возбуждения электрогенератора и на другое включенное электрооборудование. Заряд же обеспечивается, как известно, от генератора, сочлененного с двигателем.

Время заряда и разряда изменяются случайным образом в зависимости от скорости автомобиля, дорожных условий и температуры окружающей среды. Время разряда в одном цикле колеблется от 2 до 20 секунд, а время заряда от 0,1 до 20 минут. В результате циклирования величина зарядного тока может существенно превышать его среднее значение.

Сила тока зарядки является разностью сил тока генератора и включенных потребителей электроэнергии. Для того чтобы заряженность аккумулятора оставалась неизменной в процессе циклирования, должно выполняться условие, что во время заряда аккумуляторной батареи ей должно быть выдано количество электричества, израсходованное во время разряда в предыдущем цикле.

Если зарядный ток будет больше требуемого по данному условию, батарея будет подзаряжаться, если нет, то аккумуляторная батарея будет разряжаться. Следовательно, в процессе эксплуатации аккумулятора на автомобиле происходит непрерывное изменение ее степени заряженности около некоторого установившегося среднего значения.

В летнее время, когда включено меньше потребителей, чем зимой, степень заряженности будет самой высокой. Для лета допускается степень заряженности не ниже 50 %, а для зимы должна быть выше 75 %. Опытом установлено, что при соблюдении правил эксплуатации стартерные АКБ в среднем около 80 % времени имеют степень заряженности 75-100 %, 15 % времени — 50-70 % и лишь в течение 5 % времени степень заряженности может достигать 5 %.

Систематический недозаряд автомобильного аккумулятора ведет к снижению срока его службы. Таким образом, уменьшение степени заряженности аккумулятора рано или поздно заставляет прибегать к необходимости восстановления ее заряда. Заряд автомобильного аккумулятора необходимо производить по крайней мере 1—2 раза в год, а то и чаще, если аккумулятор имеет преклонный возраст.

По материалам книги «Самоучитель по установке систем защиты автомобиля от угона».
Найман В. С., Тихеев В. Ю.

Похожие статьи:

  • Аккумулятор автомобилей УАЗ, повседневный уход, проверка уровня электролита и заряженности, зарядка аккумулятора.
  • Проверка и корректировка уровня электролита в аккумуляторе, доливка воды, использование трубки, резиновой груши, ареометра и воронки.
  • Как выбрать аккумулятор для автомобиля, заряд АКБ, номинальный ток заряда, определение степени заряженности.
  • Эксплуатационные характеристики автомобильного аккумулятора, саморазряд, заправка электролитом, хранение, срок службы, замерзание АКБ.
  • Проверка и корректировка плотности электролита в аккумуляторе, проверка ЭДС и напряжения автомобильного аккумулятора.
  • Устройство контроля напряжения аккумулятора автомобиля, принципиальная и монтажная схема, принцип работы, сборка устройства и его настройка.

auto.kombat.com.ua

Развитие конструкций стартерных аккумуляторных батарей

Лучшими для стартерного режима разряда являются аккумуляторные батареи из свинцовых аккумуляторов. Работа свинцового аккумулятора основана на обратимых электрохимических реакциях, в которых участвуют двуокись свинца РbО2 положительного электрода, губчатый свинец Pb отрицательного электрода и электролит (водный раствор серной кислоты Н2SO4). В процессе разряда аккумуляторной батареи активные вещества переходят в сульфат свинца PbSO4 с образованием воды, в результате чего плотность электролита уменьшается. При заряде аккумуляторной батареи активные вещества восстанавливаются.

Аккумуляторные батареи подразделяют по конструктивно-функциональному признаку (ГОСТ 959.0-84):

  • обычной конструкции (в моноблоке с ячеечными крышками и перемычками над крышками)
  • с общей крышкой (в моноблоке с общей крышкой и межэлементными перемычками под крышкой)
  • необслуживаемые (с общей крышкой, не требующие ухода при эксплуатации)

Аккумуляторные батареи для различных типов стартеров имеют свои конструктивные особенности, однако в их устройстве много общего. Батареи сохранили блочную конструкцию и состоят из:

  • моноблоков
  • крышек
  • положительных и отрицательных электродов (пластин), объединенных в полублоки
  • сепараторов
  • токопроводящих частей
  • крепежных деталей

В последние годы технико-экономические показатели стартерных аккумуляторных батарей повышаются за счет применения новых материалов и ряда новых конструктивных решений.

Большое распространение получают необслуживаемые аккумуляторные батареи. Их особенность заключается в том, что решетки пастированных электродов изготавливаются из свинцовых сплавов, не содержащих сурьмы, или малосурьмянистых.

Сурьма улучшает литейные свойства свинцовосурьмянистого сплава, повышает механическую прочность решетки, но оказывает каталитическое воздействие на электролиз воды, снижая напряжение начала газовыделения до рабочих напряжений генераторной установки. В результате в батареях обычной конструкции быстро снижается уровень электролита, выделяется взрывоопасная водородно-кислородная смесь, поэтому необходимо обеспечение интенсивной вентиляции, частого контроля уровня электролита и добавления в него дистиллированной воды. Кроме того, сплав свинца с сурьмой имеет крупнокристаллическую структуру и подвергается коррозионному разрушению. Газообразование практически отсутствует, пока напряжение не станет 2,45 В при изготовлении решеток пластин аккумулятора из свинцово-кальциево-оловянистых или малосурьмянистых (до 2,5 % сурьмы) сплавов. Из-за меньших потерь воды от электролиза (в 15-17 раз) уровень электролита в необслуживаемых батареях контролируют и корректируют не чаще одного раза в год.

Рис. Стартерная аккумуляторная батарея 6СТ-55П: 1 — корпус моноблока; 2 — крышка; 3, 5 — зажимы соответственно со знаками «+» и «-«; 4 — межэлементная перемычка; 6 — пробка; 7 — индикатор уровня жидкости; 8 — сепаратор; 9, 10 — электроды соответственно положительный и отрицательный: 11 — крепежные выступы моноблока; 12 — мостик; 13 — перегородка моноблока.

Положительные и отрицательные электроды в блоках разделены сепараторами из мипора или мипласта. Новым для необслуживаемой аккумуляторной батареи 6СТ-55А является размещение отрицательных электродов в сепараторах-конвертах, образуемых двумя сваренными между собой пластиковыми сепараторами. Сепараторы-конверты позволяют устанавливать блоки электродов непосредственно на дно моноблоков без призм и пространств для шлама между ними. В этом случае при сохранении высоты батареи более чем в 2 раза увеличивается высота h слоя электролита над пластинами в ячейках моноблока и, следовательно, объем электролита, который может быть израсходован в период эксплуатации между доливками в аккумуляторную батарею дистиллированной воды.

Рис. Схемы расположения электродов в аккумуляторных батареях:
а — обычных; б — необслуживаемых; 1 — блок электродов; 2 — зажим; 3 — пробка; 4 — призма моноблока; Аэ — уровень электролита.

Тяжелые и хрупкие эбонитовые и асфальтопековые моноблоки заменяют полипропиленовыми. Высокая прочность полипропилена позволяет уменьшить толщину стенок (до 1,5-2,5 мм) и массу моноблока. Рациональность конструктивной формы моноблоков ведет к снижению гибкости тонких стенок из полипропилена. Достаточная прозрачность полипропилена упрощает контроль уровня электролита в батарее при эксплуатации. Применение моноблоков, крышек и вентиляционных пробок из полимерных материалов повышает удельную энергию батарей и улучшает их эксплуатационные свойства.

В усовершенствованных конструкциях аккумуляторных батарей общие крышки приваривают или приклеивают к моноблокам, а межэлементные перемычки пропускают через перегородки моноблока. Такой способ соединения аккумуляторов в батарею уменьшает расход свинца и снижает падение напряжения в межэлементных перемычках. Использование общей крышки позволяет устанавливать на несколько заливных отверстий один блок пробок.

Унификация размеров аккумуляторных батарей по высоте, ширине или длине позволяет без переделки посадочных мест устанавливать на автомобилях и тракторах одной модели батареи разной емкости, но одинаковой ширины или длины в зависимости от назначения и климатической зоны эксплуатации. При разной длине (ширине) батареи удобно ее крепление в нижней части моноблока за выступы 11.

ГОСТ 959.0-84 предусматривает для автомобилей, тракторов и других машии выпуск свинцовых стартерных аккумуляторных батарей с номинальным напряжением 6 и 12 В и номинальной емкостью 44-215 Ач*. По ГОСТ 959.0-84 введены изменения в условное обозначение типа аккумуляторной батареи. В нем, помимо данных о количестве аккумуляторов в батарее (3 или 6), назначении по функциональному признаку (СТ — стартериая) и номинальной емкости С20 (А*ч), указывают также исполиение: А — с общей крышкой; Н — несухозаряженная; 3 — необслуживаемая, залитая электролитом и полностью заряженная батарея.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Основные характеристики стартернои батареи

К основным характеристикам стартерной батареи относятся: электродвижущая сила (э. д. е.), внутреннее сопротивление, напряжение разряда, напряжение заряда, емкость, коэффициент отдачи по емкости, саморазряд и срок службы.

Электродвижущая сила. Э. д. с. аккумулятора Е равна разности потенциалов положительного и отрицательного электродов при разомкнутой внешней цепи.

Так, если плотность электролита составляет 1,27 г/см3, то э. д. с. аккумулятора равна 2,12 В.

Так как плотность электролита зависит от температуры, от температуры зависит и э. д. с. Однако влияние температуры на э. д. с. невелико и на практике им пренебрегают.

Э. д. с. можно измерить вольтметром с большим внутренним сопротивлением (не менее 300 Ом/В). Однако если измерить э. д. с. непосредственно после разряда и затем провести ее измерение после нескольких часов покоя, то результат будет неодинаков. Значение э. д. с. будет больше во втором случае. Это объясняется тем, что плотность электролита, уменьшившаяся у поверхности электродов при разряде, не может повыситься мгновенно после окончания разряда. Процесс выравнивания плотности определяется скоростью диффузии и идет постепенно. Для полного выравнивания плотности электролита по всему объему необходимо 10—12 ч. Э. д. с. при равенстве плотности электролита по всему объему называют равновесной электродвижущей силой.

По тем же причинам э. д. е., измеренная непосредственно после заряда, будет больше равновесной э. д. с.

Э. д. е., рассчитанная по плотности электролита, практически равна равновесной э. д. е., так как локальные изменения плотности электролита у поверхности электродов очень мало влияют на значение плотности электролита после ее выравнивания по всему объему.

Внутреннее сопротивление. Любой источник тока, в том числе и аккумулятор, имеет внутреннее сопротивление, которое противодействует прохождению через аккумулятор зарядного или разрядного тока.

Омическое сопротивление аккумулятора имеет ту же природу, что и сопротивление всех проводников. У заряженного аккумулятора оно составляет несколько тысячных долей ома. Однако по мере разряда меняется химический состав активной массы электродов и уменьшается плотность электролита, что вызывает изменение омического сопротивления аккумулятора. Удельное сопротивление губчатого свинца составляет 1,83- 104 Ом-см, двуокиси свинца — 74-Ю-4 Ом-см, а сульфата свинца — около 1,0-107 Ом-см.

Приведенные данные показывают, что продукт разряда (сульфат свинца) имеет значительно большее сопротивление, чем исходные материалы. Поэтому сопротивление электродов с увеличением разряженности аккумулятора растет.

График зависимости удельного сопротивления электролита от его плотности имеет явно выраженный минимум. При температуре электролита 20 °С удельное сопротивление имеет минимум при плотности электролита 1,22 г/см3, равный 1,35 Ом-см. Так как плотность электролита в процессе разряда изменяется примерно от 1,27 до 1,1 г/см3, то сопротивление электролита по мере разряда сначала несколько уменьшается, а затем растет.

На сопротивление электролита существенное влияние оказывает его температура, которая на остальные составляющие омического сопротивления практически не влияет. Понижение температуры вызывает повышение сопротивления электролита, особенно сильное в зоне отрицательных температур.

Таким образом, омическое сопротивление свинцового аккумулятора зависит от его разряженности и температуры электролита. Естественно, что омическое сопротивление аккумуляторной батареи зависит от тех же факторов, к которым добавляется еще сопротивление борнов и межэлементных соединений. Зависимость омического сопротивления батареи от разряженности при различных температурах электролита показывает общую тенденцию возрастания сопротивления с увеличением разряженности. При положительных температурах в зависимостях сопротивления от разряженности наблюдаются участки небольшого уменьшения сопротивления, вызванного переходом удельного сопротивления электролита через минимум. Это уменьшение сопротивления с понижением температуры исчезает.

Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления электролита от его плотности (температура электролита 20 °С)

Кроме того, с понижением температуры уменьшается значение разряженности батареи, при котором начинается резкое увеличение сопротивления.

Если омическое сопротивление аккумулятора имеет ту же природу, что и сопротивление всех проводников, то физический смысл сопротивления поляризации следует пояснить особо. При рассмотрении факторов, влияющих на э. д. с. аккумулятора при прохождении через аккумулятор зарядного или разрядного тока, отмечалось изменение плотности электролита, находящегося в непосредственном контакте с электродами. При разряде плотность электролита у электродов уменьшается и уменьшается э. д. с. аккумулятора на величину, называемую э. д. с. поляризации разряда. При заряде происходит увеличение плотности и, следовательно, э. д. с. аккумулятора — на величину э. д. с. поляризации заряда. После прекращения заряда или разряда э. д. с. поляризации не исчезает мгновенно, она уменьшается постепенно по мере того, как в результате диффузии происходит выравнивание плотности электролита. В процессе заряда и разряда э. д. с. поляризации проявляется как падение напряжения внутри аккумулятора. Поэтому условно э. д. с. поляризации выражают через сопротивление поляризации, т. е. аналогично падению напряжения на омическом сопротивлении.

Рис. 2. Зависимость удельного сопротивления электролита от его температуры (плотность 1,26 г/см3 при температуре 25 °С)

Рис. 3. Зависимость омического сопротивления аккумуляторной батареи 6СТ-90

Сопротивление поляризации увеличивается с понижением температуры и уменьшается с повышением тока (как при разряде, так и при заряде).

Таким образом, внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается с увеличением разряженности, при уменьшении тока и понижении температуры электролита.

Напряжение разряда и заряда. При разряде аккумулятора его равновесная э. д. с. Е распределяется между внутренним участком цепи, где она преодолевает внутреннее сопротивление, и внешним, где посредством присоединенного потребителя (нагрузки) электрическая энергия преобразуется в другой вид энергии. Та часть э. д. е., которая при разряде приходится на внешний участок цепй, называется напряжением разряда аккумулятора Uр. Потери же на внутреннем участке носят название внутренних потерь напряжения RIP.

Зная характер изменения равновесной э. д. с. и внутреннего сопротивления от ряда факторов, можно сказать, что напряжение разряда уменьшается с увеличением разряженности аккумулятора, понижением температуры электролита, увеличением разрядного тока.

Перед началом разряда равновесная э. д. с. имеет значение Ео, соответствующее определенной плотности электролита. В начале разряда постоянным по силе током происходит резкое падение напряжения разряда (участок а—б) за счет внутренних потерь напряжения на омическом сопротивлении батареи. Затем происходит быстрое, но плавное снижение напряжения (участок б—в) за счет появления э. д. с. поляризации. Нарастание э. д. с. поляризации происходит до тех пор, пока не установится определенная разность концентраций электролита (у поверхности электродов и в общем объеме), обеспечивающая поступление к электродам необходимого для реакций количества кислоты. Следующий участок в—г характеризуется относительно медленным снижением напряжения в результате уменьшения равновесной э. д. с. из-за общего снижения плотности электролита. К концу разряда, когда активные вещества на поверхности электродов превращаются в сульфат свинца, а к находящимся в глубине доступ электролита затруднен, увеличиваются омическое сопротивление и э. д. с. поляризации, а напряжение разряда быстро падает (участок г—д). При прекращении разряда напряжение повышается скачком на величину омических потерь (участок д—е). При этом происходит плавное уменьшение э. д. с. поляризации за счет выравнивания плотности электролита у поверхности электродов и в общем объеме (участок е—ж). Поэтому на этом участке происходит плавное увеличение э. д. е., значение которой приближается к значению равновесной э. д. с.

Рис. 4. Изменение напряжения свинцово-кислотного аккумулятора: а — разряд; б — заряд

Перед началом заряда равновесная э. д. с. также имеет какое-то начальное значение Ео, соответствующее плотности электролита в аккумуляторе. В начале заряда постоянной силы током наблюдаются те же процессы, что и в. начале разряда, но протекают они в обратном направлении. Сначала (участок а—б) происходит резкое увеличение напряжения заряда по отношению к э. д. с. на величину падения напряжения на омическом сопротивлении. Участок б—в характеризуется нарастанием э. д. с. поляризации, связанным с быстрым увеличением плотности электролита у поверхности электродов. Затем (участок в—г) напряжение нарастает медленно, что обусловлено ростом равновесной э. д. с. благодаря общему увеличению плотности электролита. К концу заряда, когда почти весь сульфат свинца

превратился в двуокись свинца на положительном электроде и в губчатый свинец на отрицательном, в электролите происходит главным образом разложение воды. В результате разложения воды увеличивается э. д. с. поляризации аккумулятора, что приводит к увеличению напряжения заряда (участок г—д). На участке д—е происходит уже только разложение воды, сопровождающееся появлением на поверхности электролита пузырьков газа (кислорода и водорода). На этом участке напряжение остается постоянным. Обильное газовыделение («кипение» электролита) и постоянство напряжения служат признаком конца заряда.

При прекращении заряда напряжение скачком падает на величину падения напряжения на омическом сопротивлении (участок е—ж). Затем происходит плавное уменьшение э. д. с. поляризации, которое исчезает при полном выравнивании плотности электролита во всем объеме (участок ж—з).

Напряжение батареи при разряде будет равно сумме напряжений ее аккумуляторов за вычетом падения напряжения на межэлементных соединениях. При заряде падение напряжение на межэлементных соединениях суммируется с напряжениями аккумуляторов.

В эксплуатации наиболее важно, чтобы аккумуляторная батарея обеспечивала надежное питание стартера при пуске двигателя. Однако при понижении температуры в результате действия рассмотренных выше факторов разрядное напряжение понижается (рис. 1.10). Это является одной из основных причин затрудненного пуска двигателя в холодное время года.

Емкость. В зависимости от количества активных веществ и электролита аккумулятор одним и тем же током может разряжаться различное время. Количество электричества, которое аккумулятор отдает при разряде, называется емкостью.

Рис. 5. Зависимость напряжения аккумуляторной батареи (на 10-й секунде разряда) от температуры электролита при стартерном режиме разряда

При определенном количестве активных веществ и электролита емкость в значительной степени зависит от коэффициента использования веществ, определяемого отношением массы расходуемых активных веществ к их полной массе.

Теоретически для получения 1А-ч электричества необходимо 4,46 г двуокиси свинца, 3,87 г свинца и 3,66 г серной кислоты. Однако у современных стартерных батарей активных веществ содержится в 2 раза больше.

Важнейшими факторами, влияющими на коэффициент использования активных веществ, являются пористость активной массы, толщина электродов, плотность и температура электролита, режим разряда.

Повышение пористости активной массы позволяет улучшить условия поступления электролита в глубь электродов и за счет этого увеличить количество веществ, участвующих в реакциях.

Уменьшение толщины электродов позволяет значительно увеличить коэффициент использования активной массы, особенно при токах разряда большой величины. У тонких электродов внутренние слои активной массы используются эффективнее, чем у толстых.

С увеличением плотности электролита коэффициент использования активной массы растет. Однако повышенная плотность приводит к снижению срока службы батарей. Поэтому плотность электролита определяют условия эксплуатации аккумуляторных батарей.

Различают длительные режимы разряда, при которых разряд производят небольшими токами в течение нескольких часов (например, 10- и 20-часовой режимы разряда), и короткие или стар-терные, при которых разряд длится несколько минут большими токами.

Увеличение тока разряда уменьшает коэффициент использования активной массы и, следовательно, емкость. При больших :токах разряда поверхностные слои электродов быстро превращаются в сульфат свинца, который закупоривает поры, и внутренние слои активной массы почти не участвуют в реакциях.

Для сравнения различных стартерных батарей введено понятие номинальной емкости. Под ней понимают емкость, которую должна отдать полностью заряженная батарея в установленном режиме разряда. Для стартерных батарей номинальная емкость С2о задается в 20-часовом режиме при температуре электролита 25 °С током такой величины, при котором через 20 ч напряжение на 12-вольтовой батарее снижается до 10,5 В.

Например, если емкость 12-вольтовой аккумуляторной батареи в 20-часовом режиме разряда 90 А-ч, это означает, что при разряде батареи током 4,5 А (0,05 С20) при температуре электролита 25 °С до напряжения 10,5 В время разряда составит не менее 20 ч.

При стартерных режимах разряда емкость не рассчитывается. Для оценки характеристик батарей в стартерных режимах пользуются напряжением и продолжительностью разряда. Разрядный ток обычно задается численно равным утроенному значению номинальной емкости.

Понижение температуры электролита приводит к уменьшению емкости. Это является следствием увеличения вязкости электролита, вызывающего повышение сопротивления поляризации и омического сопротивления. При больших токах разряда влияние температуры электролита на емкость сказывается сильнее.

Чтобы восстановить емкость аккумуляторной батареи, отданную при разряде, необходимо в режиме заряда сообщить батарее несколько большую емкость. Это объясняется тем, что часть энергии при заряде идет на побочные процессы, например на процесс разложения воды. Отношение числа ампер-часов, отданных при разряде, к числу ампер-часов, полученных батарей при заряде, называется коэффициентом отдачи по емкости. Для стартерных батарей он равен 0,85 при длительных режимах разряда.

Саморазряд. Аккумуляторная батарея, отключенная от разрядной цепи, самопроизвольно разряжается. Такой разряд батареи называется саморазрядом.

Во время эксплуатации батарей бывают нормальный и повышенный саморазряды. Нормальный саморазряд — явление естественное и неизбежное в отличие от повышенного.

Нормальный саморазряд новых аккумуляторных батарей (кроме необслуживаемых) при температуре электролита 20± ±5°С не должен превышать 10% номинальной емкости за 14 сут. Для необслуживаемых (малообслуживаемых) батарей саморазряд не должен превышать 10 % за 90 сут.

Нормальный саморазряд аккумулятора происходит по следующим причинам. Решетка положительного электрода, состоящая из свинца, не полностью контактирует с активной массой (двуокисью свинца), и между свинцом решетки и активной массой в присутствии электролита из-за различного химического состава материалов электрода возникает разность потенциалов. Иными словами, в этих местах образуются гальванические элементы, которые сами, находясь в состоянии разряда, постепенно разряжают электрод.

Рис. 6. Зависимость емкости аккумуляторной батареи от температуры электролита:
1 — разряд номинальным током; 2 — разряд током стартерного режима

Решетка отрицательного электрода, состоящая из свинца, и его активная масса (губчатый свинец) представляют собой два электрода, между которыми также возникает разность потенциалов, вызывающая саморазряд.

Кроме этого, причинами нормального саморазряда являются трудноудаляемые примеси металлов, содержащиеся в материалах, из которых изготовляют электроды, и примеси, находящиеся в электролите. Наиболее подвержен саморазряду отрицательный электрод.

Одной из причин нормального саморазряда является также то, что плотность электролита, находящегося в нижней части аккумулятора, всегда немного больше плотности электролита, находящегося в его верхней части. Поэтому между верхней и нижней частями электродов возникает разность потенциалов, приводящая к саморазряду.

Повышенный саморазряд аккумуляторных батарей происходит по следующим причинам.

При небрежной заливке электролита в аккумуляторы, а также при бурном газовыделении наружная поверхность аккумулятора может оказаться смоченной электролитом, что значительно увеличивает саморазряд. Величина такого саморазряда в некоторых случаях превышает 5—10 % емкости батареи в сутки.

Причиной повышенного саморазряда батареи может служить также применение дистиллированной воды или электролита, содержащих вредные примеси.

Содержание в электролите даже незначительных количеств меди и особенно железа намного увеличивает саморазряд батареи.

В процессе эксплуатации саморазряд аккумуляторных батарей постепенно увеличивается и резко возрастает к концу срока их службы.

Саморазряд батарей в значительной степени зависит от температуры электролита. С понижением температуры электролита он уменьшается и при отрицательных температурах у новых батарей практически прекращается.

Срок службы. При соблюдении правил эксплуатации, определяемых инструкцией по эксплуатации «Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные», заводами-изготовителями гарантируются определенные (гарантийные) сроки службы батарей. Гарантируется нормальная работа аккумуляторных батарей в течение 18 мес со дня ввода батарей в эксплуатацию. Так как срок службы зависит от пробега (интенсивности эксплуатации) автомобиля, на котором эксплуатируется аккумуляторная батарея, то в пределах гарантийного срока службы оговаривается гарантийная наработка, которая должна быть не более 60 тыс. км.

Это означает, что батарея, вышедшая из строя в пределах гарантийного срока службы и имеющая наработку более 60 тыс. км, гарантийной замене не подлежит.

Фактические сроки службы батарей, не имеющих технологических дефектов и эксплуатирующихся с соблюдением установленных правил, значительно превышают гарантийные. Минимальный срок службы зависит от наработки и считается нормальным, если составляет 24 мес при наработке не более 90 тыс. км и 12 мес при наработке от 90 тыс. до 150 тыс. км.

Реклама:

Читать далее: Подготовка батареи к эксплуатации

Категория: —
Электрооборудование автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о