Барабанов В. Е.
РЕМОНТ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ
АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
*** 1969 ***
|
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
Стартерная аккумуляторная батарея состоит из трех или шести последовательно соединенных, аккумуляторов напряжением 2 в каждый. Батарея из трех аккумуляторов называется шестивольтовой, а из шести аккумуляторов — двенадцативольтовой. Аккумулятор собирают из полублока положительных пластин 9 (рис. 1) и полублока отрицательных пластин 8. Каждый полублок состоит из нескольких одноименных пластин, соединенных параллельно. Количество пластин в аккумуляторе определяет его емкость. Пластина состоит из решетки и впрессованной в нее активной массы. Решетки пластин отливают из сплава, содержащего 93—94% свинца и 6—7% сурьмы. Сурьму добавляют для увеличения механической прочности решетки и улучшения литейных свойств сплава. В аккумуляторе пластины располагают так, чтобы каждая положительная пластина находилась между двумя отрицательными. Поэтому в блоке отрицательных пластин всегда на одну пластину больше, чем в блоке положительных пластин. Чтобы предотвратить соприкосновение между разноименными пластинами, т. е. не допустить короткого замыкания, между ними устанавливают прокладки, называемые сепараторами 10. Поверхности сепараторов, прилегающие к положительным пластинам, делают ребристыми. Это увеличивает объем электролита у положительных пластин, улучшает электрические характеристики аккумуляторных батарей и увеличивает срок службы самого сепаратора. Для защиты кромок сепараторов и пластин от механических повреждений при замере плотности или проверке уровня электролита над сепараторами устанавливают тонкую перфорированную пластину — предохранительный щиток из хлорвинила пли другого кислотостойкого материала. Собранные блоки устанавливают в ячейки бака 6. На дне каждой ячейки бака имеются четыре призмы 7, на две из которых опираются ножками положительные пластины, а на две другие — отрицательные пластины. Призмы предохраняют разноименные пластины от короткого замыкания осадком активных веществ (шламом), собирающимся на дне бака в процессе эксплуатации батареи. Сверху аккумуляторы закрывают крышками 3 и для герметичности заливают кислотостойкой мастикой 4. Между собой аккумуляторы электрически соединены свинцовыми перемычками 5, которые наварены па штыри бареток 11. У крайних аккумуляторов напаивают конические выводные клеммы 1, размеры которых показаны на рисунке 2. В пробках 2 (см. рис. 1) аккумуляторов сделаны отверстия для выхода газов, выделяющихся при работе батареи. На перемычках (рис. 3) указывают дату изготовления (месяц и год), товарный знак завода-изготовнтеля и марку батареи, например 3-СТ-70-ПР; 6-СТ-68-ЭМ. В современных автомобилях, тракторах, комбайнах и других сельскохозяйственных машинах широко используют электрическую энергию, которая необходима для пуска двигателя стартером, воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя, питания контрольно-измерительных приборов, приборов освещения и сигнализации. Источниками электрической энергии являются генератор и аккумуляторная батарея. При неработающем двигателе источником электрической энергии служит аккумуляторная батарея, которая питает в это время всех потребителей электроэнергии. При малых оборотах двигателя, когда генератор не обеспечивает достаточного напряжения, питание всех потребителей электрической энергии происходит также от аккумуляторной батареи. При средних и больших оборотах двигателя потребители получают электрическую энергию от генератора, который, кроме этого, подзаряжает аккумуляторную батарею. Термин аккумулятор буквально означает накопитель и употребляется в данном случае в том смысле, что в нем электрическая энергия накапливается в виде химической энергии, с тем чтобы быть использованной в нужное время. Если при разрядке аккумулятора химическая энергия превращается в электрическую, а активные его вещества переходят при этом в продукты разрядки, то зарядка аккумулятора, наоборот, превращает электрическую энергию в химическую, а продукты разрядки — в первоначальные активные вещества. Электрическими аккумуляторами называются такие источники электрической энергии, работоспособность которых после разрядки может быть восстановлена зарядкой, т. е. пропусканием постоянного тока через аккумулятор в направлении, противоположном тому, в котором протекает ток при разрядке. Рис. 2. Размеры выводных клемм стартермых аккумуляторных батарей. Первая цифра (3 или 6) указывает на количество аккумуляторов в батарее, а следовательно, на ее номинальное напряжение, соответственно 6 или 12 в, если напряжение каждого аккумулятора 2 в. Буквы СТ означают, что батарея стартерная. Сочетание букв ТСТ говорит о том, что батарея предназначена для тяжелых условий работы. Цифры 70 или 68 указывают на номинальную емкость аккумуляторной батареи при десятичасовом режиме разряда. Первая буква после цифр характеризует материал бака: П—асфальто-пековая масса с кислотостойкими вставками внутри каждой ячейки бака, Э —эбонит, К —пластмасса, созданная на основе керогена. Последняя буква маркировки указывает на материал сепараторов: М—микропористая пластмасса (мипласт), Р — микропористый эбонит (мипор), МС — минласт со стекловойлоком. В последнее время в батареях применяют пластины, которые после изготовления имеют 80—90% номннальной емкости, сохраняющейся длительное время. В батареях используют сепараторы из микропористой пластмассы или эбонита, т. е. при сборке употребляют сухие сепараторы. Такие батареи называют сухозаряженными. Их обозначают буквой 3. Электрическая энергия, накопленная в аккумуляторе, отдается им в результате химической реакции электролита с активной массой пластин. В заряженном аккумуляторе активная масса положительных пластин состоит из перекиси свинца (РЬОг), а отрицательных пластин — из губчатого (пористого) свинца (РЬ). Химическая реакция, происходящая в аккумуляторе при разрядке, схематически может быть представлена в таком виде: До разрядки После разрядки При разрядке аккумулятора активная масса положительных и отрицательных пластин, взаимодействуя с серной кислотой (H2SO4) электролита, превращается в сернокислый свинец (PbS04). Кислотный остаток (S04) серной кислоты поглощается активной массой пластин. Вследствие образования в электролите воды (НгО) концентрация раствора серной кислоты в воде уменьшается и плотность электролита падает. Плотность электролита при этом уменьшается пропорционально количеству электричества, полученному от аккумулятора, поэтому по плотности электролита можно судить о степени разряженности аккумулятора. Каждый аккумулятор обладает определенной емкостью, которая зависит от количества пластин, их размера и состояния, от температуры электролита и других факторов. Величина емкости аккумулятора выражается в ампер-часах и определяется умножением величины разрядного тока, измеряемого в амперах, на время разрядки, измеряемое в часах. Следовательно, емкость — это количество электричества, которое может быть получено от аккумулятора во время его разрядки. За номинальную емкость стартерной аккумуляторной батареи принимают емкость, отдаваемую батареей при разрядке током десятичасового режима до конечного напряжения в аккумуляторе 1,7 в при начальной плотности электролита 1,285 + 0,005 г/см3 н температуре 30 ± 2°. При зарядке аккумулятора сернокислый свинец (PbS04) на положительных пластинах превращается в перекись свинца (РЬ02), а на отрицательных — в губчатый свинец (РЬ). Химическая реакция между веществами, происходящая при зарядке аккумулятора, схематически может быть представлена в таком виде: До зарядки После зарядки Сравнивая химическое уравнение зарядки с химическим уравнением разрядки, можно заметить, что они одинаковые, только правая и левая части поменялись местами. Это значит, что химическая реакция при разрядке аккумулятора идет в обратном направлении по сравнению с химической реакцией при зарядке его. Этим свойством обратимости пользуются для многократного получения энергии от кислотного аккумулятора. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Основные характеристики стартерпых аккумуляторных батарей приведены в таблице 1. Указанные в таблице емкости аккумуляторных батарей при десятичасовом режиме разрядки определяются на пятом цикле зарядки-разрядки, так как в первых циклах только еще разрабатываются поры в активной массе пластин. Плотность электролита, приведенную к температуре +15°, в начале испытания выбирают в пределах 1,285 ± 0,005 г/смг. Из приведенных характеристик видно, что на величину емкости, отдаваемой аккумуляторной батареей, оказывают большое влияние величина разрядного тока и температура электролита. Так, при большой величине разрядного тока (стар-терный режим) отдаваемая батареями емкость резко снижается. Это происходит потому, что при интенсивной разрядке электролит не успевает проникнуть во внутренние слои активной массы пластин, вследствие чего в химической реакции участвуют только поверхностные слои этой массы. При пониженной температуре электролит в батарее становится более вязким и хуже проникает внутрь пластин. В этом случае батарея будет обладать пониженной емкостью. В настоящее время заводы аккумуляторной промышленности выпускают аккумуляторные батареи для тяжелых условий эксплуатации, в которых часто приходится работать тракторам, самоходным комбайнам и шасси. В этих батареях осуществлена двойная сепарация (ми-пласт— стекловойлок), применена специальная конструкция пластин с утолщенной решеткой, плотная посадка пластин в баки, а также увеличенная прочность баков и крышек. Наименьшие гарантийные сроки службы автомобильных стартерпых аккумуляторных батарей в эксплуатации приведены в таблице 2. KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ |
