Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

Тип и конструкция аккумуляторной батареи определяется условиями ее разряда в стартерном режиме при пуске двигателя, поэтому АБ называют стартерными.

Аккумулятор был создан в 1861 году французом Планте. АБ могут составлять из трех, шести и двенадцати последовательно соединенных аккумуляторов напряжением 2 В каждый. Батареи собираются в одном многоячеечном эбонитовом или пластмассовом корпусе. На дне ячеек моноблока имеются опорные ребра, на которые опираются электроды и сепараторы. В каждой ячейке моноблока помещены поочередно отрицательные и положительные электроды, пластины аккумулятора разделены сепараторами. Аккумуляторы собираются из электродов намазного типа, электроды одной полярности свариваются между собой ушками с определенным зазором посредством свинцового мостика. К мостику, в свою очередь, приварен борн, служащий наружным токоотводом. Обычно количество отрицательных электродов на единицу больше, чем положительных. Отрицательные электроды имеют меньшую толщину, а крайние из них иногда бывают тоньше остальных, сепараторы между электродами служат для предотвращения замыкания разноименных электродов.

Работоспособность и техническое состояние АБ определяется следующими показателями.

1. Плотность электролита. В процессе разряда АБ часть серной кислоты в электролите (30 % - ый раствор Н₂SO₄) затрачивается на образование сернокислого свинца в активной массе положительных и отрицательных пластин, и одновременно образуется вода

Плотность электролита при этом уменьшается на 0, 16 от обычного уровня 1, 27. При заряде аккумулятора происходит распад сернокислого свинца активной массы положительных и отрицательных пластин и воды в электролите

Образуется серная кислота при одновременном уменьшении воды, поэтому плотность электролита увеличивается. Плотность электролита влияет на остальные показатели, а так же на температуру замерзания воды в электролите. Электролит плотностью 1, 27 замерзает при – 58 º С, а плотность 1, 11 при – 18 º С.

2. Электродвижущая сила. Электродвижущая сила (ЭДС) АБ зависит в основном от плотности электролита. Величину ЭДС измеряют вольтметром, при отсутствии последнего можно судить об ЭДС по плотности электролита:

Е = 1.27 + 0.84 = 2.11 В;

Е = 1.11 + 0.84 = 1.95 В.

3. Внутреннее сопротивление. Внутреннее сопротивление батареи должно быть очень малым, что необходимо для получения большой силы разрядного тока при работе стартера (R_{ВН 1.27}= 0, 01Ом, R_{ВН 1.11}= 0, 02 Ом). Внутреннее сопротивление аккумулятора при разряде можно определить по формулам:

где Е – ЭДС аккумулятора; I_p, I_з значение разрядного и зарядного тока; U_p, U_з напряжения при разряде и заряде.

Внутреннее сопротивление аккумулятора зависит от количества пластин и их площади, пористости и толщины сепараторов, изменения температуры и плотности электролита и состояния активной массы пластин. Утепление АБ в зимнее время уменьшает сопротивление.

4. Напряжение АБ. Напряжение батареи меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении. В момент включения стартера напряжение снижается с 12 В до 7 – 8 В, что ухудшает работу системы зажигания и других потребителей.

5. Емкость АБ. Емкость АБ определяется количеством электричества в ампер-часах, которое полностью заряженная батарея отдает, разряжаясь до 1, 7. В на зажимах одного аккумулятора при силе тока, равной 0, 1 емкости, и температуре электролита +30 º С. Емкость батареи зависит от количества пластин и их размеров, пористости активной массы, температуры электролита и силы разрядного тока. Увеличение активной массы и повышение температуры увеличивает емкость, а увеличение силы тока уменьшает емкость. Например, заряженная батарея 6-СТ-68 при силе разрядного разрядного тока. Увеличение активной массы и повышение температуры увеличивает емкость, а увеличение силы тока уменьшает емкость. Например, заряженная батарея 6-СТ-68 при силе разрядного тока 6, 8 А и температуре электролита +30 С отдает 68 А-ч, то при температуре 0 С отдает 47, 6 А-ч, а при стартерном разряде в 205 А и температуре +30 С только 18, 7 А-ч.

Срок службы свинцово-кислотных АБ составляет 300...500 циклов, что соответствует 45 лет. АБ и их технические характеристики приведены в таблице 1.1 и должны соответствовать ГОСТу 959.0-91Е.

Таблица 1.1

Основные технические характери- стики	Тип батареи
3-СТ-150	3-СТ-250	6-СТ-55	6-СТ-60	6-СТ-75	6-СТ-50	6-СТ-105	6-СТ-190
Номинальное напряжение, В
Зарядный ток, А		21, 5	5, 5	6, 0	7, 5	9, 0	10, 5	19, 0
Количество электролита. л	37, 5	50, 4	3, 8	3, 8	5, 0	6, 0	7, 0	11, 0
Разрядный ток, А: 20 часов 10 часов старт	7, 5	10, 8 21, 6	2, 75 5, 0	3, 0 5, 4	3, 75 6, 8	4, 5 8, 1	5, 25 9, 5	9, 5 17, 0
Емкость при разряде, А-ч: 20 часов 10 часов 3 –х мин старт	22, 5	32, 25	12, 75	9, 5	11, 25	13, 5	15, 7	28, 5
Масса, кг

Первая цифра маркировки указывает число аккумуляторов в батареи, буквы С Т батарея стартерного типа, число после букв номинальную емкость батарее в А-ч. Последние буквы означают материал корпуса (Э эбонит, Ттермопласт, Пполипропилен) и материал сепаратора (Р мипор, Ммипаст, П пластинор, С стекловолокно) и исполнение (Н несухозаряженная, А с общей крышкой). В последнее время используются и производятся необслуживаемые батареи, например, 60Т-55АЗН, серия с 44 по 110 ампер-часов. В зависимости от климатического пояса, в котором эксплуатируется автомобиль, плотность доводится до значений, данных в табл. 1.2.

Если температура электролита выше или ниже 15º С, то вносят соответствующую поправку к показанию ареометра, пользуясь данными табл. 1.3.

Плотность электролита позволяет определить степень заряженности батареи (табл. 1.4).

Таблица 1.2

Климатический пояс	Время года	Плотность электролита полностью заряженной батареи, при 15 С, г/см
Резко континентальный ниже минус 40 С	Зима, лето	1, 37 1, 27
Континентальный до минус 40 С	Круглый год	1, 29
Теплый с морозами до минус 10 º С, жаркий и тропический	Круглый год	1, 25

Таблица 1.3

Температура электролита, º С	-15
Поправка к показанию ареометра	-0, 02	-0, 01	0, 00	0, 01	0, 02

Таблица 1.4

Плотность электролита, приведенная к 15º С, г/см³
Полностью заряженная батарея	Разряд батареи
25%	50%
1, 31 1, 29 1, 27 1, 25 1, 23	1, 27 1, 25 1, 23 1, 21 1, 19	1, 23 1, 21 1, 19 1, 17 1, 15

Степень заряженности и исправности определяют нагрузочной вилкой модели ЛЭ – 2 ГАРО или прибором Э – 401, дополнительным сопротивлением от 0, 018 … 0, 020 Ом для проверки полностью заряженной батареи на ток 100 А, дополнительным сопротивлением 0.010 0.0112 Ом для проверки при разряженной батарее. Состояние батареи определяется по результатам проверки ее нагрузочной вилкой согласно ГОСТ 29111-91: если напряжение каждого элемента в течении 5 с остается постоянным и составляет 1, 7…1, 8 В, то батарея исправна и полностью заряжена; если напряжение всех элементов одинаково и в течении 5 с остается постоянным и равно 1, 4…1, 7 В, то батарея требует зарядки; если напряжение всех элементов одинаково и равно 0, 4… 1, 4 В, то батарея неисправна; если напряжение в элементах разное и отличается на 0, 2 В или в течение 5 с падает до 0, 4…1, 4 В, то батарея требует зарядки или ремонта. При подготовки электролита надо учитывать количество серной кислоты в зависимости от плотности электролита, которое показано в табл. 1.5.

Проверку плотности электролита при нормальном уровне в аккумуляторной батарее проводят не реже одного раза в квартал, а также при участившихся неудачных попытках пуска двигателя. Использовать денсиметр (рис.1.1 а) с пределами измерения 1, 1…1, 4 г/cм и ценой деления 0, 01 г/см ; при этом замеряют температуру электролита, чтобы учесть поправку согласно табл. 1.6 и уровень электролита, рис.1.1а и б.

Таблица 1.5

Плотность электролита приведена к 15 º С, г/см³	Количество серной кислоты плотностью 1, 83 г/см³на 1 л дистиллированной воды
1, 31 1, 29 1, 27 1, 25 1, 23	0, 425 0, 385 0, 345 0, 310 0, 280

а) б)

Рис.1.1. Проверка степени заряженности (а) и уровня электролита (б)

Таблица 1.6

Температура окружающей среды,	Поправка
Минус15 Минус 30	+0, 02 +0, 01 +0, 00 - 0, 01 - 0, 02 - 0, 03

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒