| Название: Аккумуляторная батарея Раздел: Рефераты по транспорту Тип: дипломная работа Добавлен 11:37:01 23 сентября 2008 Похожие работы Просмотров: 6688 Комментариев: 14 Оценило: 9 человек Средний балл: 4.6 Оценка: 5 Скачать |
СОДЕРЖАНИЕ
Развитие автотранспорта в нашей стране
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
аккумуляторная батарея . Назначение, устройство и работа аккумуляторной батареи
1.2. Техническое обслуживание аккумуляторной батареи
1.3.Неисправности аккумуляторной батареи1 Ремонт аккумуляторной батареи.
таблица1 Плотность электролита при 25˚С, г/см³
2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.ОСНОВЫ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА И ПРАВА
Трудовые поощрения и взыскание
4.ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Безопасные условия труда при ремонтных работах
Повторное использование нефтепродуктов
Годом рождения Российского автомобилестроения можно считать 1924 год, когда на Московском автомобильном заводе, созданном на базе автомобильных мастерских, был выпушен первый полуторатонный грузовой автомобиль «АМО-Ф15»
В 1925 Ярославский автозавод начал серийно выпускать трехтонные грузовые автомобили.
В годы первой пятилетки вступили в строй два автомобильных завода- гиганта в Москве и в Горьком. Московский автомобильный завод начал выпускать грузовики «АМО-3»
На Горьковском автомобильном заводе было налажено производство грузовиков и легковых автомобилей «ГАЗ».
В годы войны на Горьковском автомобильном заводе был освоен выпуск легковых автомобилей повышенной проходимости «ГАЗ-67Б». На Урале началось производство грузовых автомобилей «УРАЛ»
В конце 50-х годов появились более экономичные грузовые автомобили, и более совершенные легковые автомобили «ВОЛГА М-21», «ЧАЙКА», «МОСКВИЧ-407». Начали работать оснащенные техникой заводы в Тольятти и Ижевске, был пущен в строй Камский автомобильный завод. Появились новые комфортабельные легковые автомобили «ЖИГУЛИ», «МОСКВИЧ», «ВОЛГА».
Для питания приборов электрооборудования при малой частоте вращения коленчатого вола или при неработающем двигателе используется химический источник тока — аккумуляторная батарея.
Аккумуляторная батарея обладает свойством после разряда восстанавливать свою способность отдавать ток во внешнюю цепь, если через нее пропустить ток в обратном направлений, т. е произвести ее заряд.
Аккумуляторная батарея состоит из шести свинцово-кислотных двухвольтовых аккумуляторов соединенных между собой последовательно, что обеспечивает получение в цепи номинального напряжения 12В. Все аккумуляторы размещаются в общем баке, разделенном внутренними перегородками на шесть ячеек. На дне бака имеются ребра, на которые опираются пластины аккумуляторов. Материалом для бака является кислотоупорная пластмасса или эбонит.
Аккумулятор состоит из полублоков плюсовых и минусовых пластин, изолированных друг от друга сепараторами, изготовленных из пористых пластмасс. Пластмассы отливаются в виде решеток из свинца с добавлением 7-8% сурьмы, для механической прочности.
В решетку пластин впрессовывают активную массу, приготовленную на водном растворе серной кислоты из окислов свинца – свинцового сурика и свинцового глета для положительных пластин и свинцового порошка – для отрицательных пластин.
Для увеличения емкости аккумулятора и уменьшение его внутреннего сопротивления одноименные пластинысоединяют в полублоки, заканчивающиеся выводными полюсными штырями.
Полублоки с положительными и отрицательными пластинами собираются в блок таким образом, что положительные пластины располагаются между отрицательными, поэтому последних всегда на одну больше. Это позволяет лучшее использовать активную массу положительных пластин и предохраняет крайние положительные пластины от коробления и разрушения.
Сепараторы устанавливаются между пластинами так, чтобы их ребристая сторона была обращена к поверхности положительных пластин, обеспечивая тем самым лучшее поступление к ним электролита. Собранный аккумулятор помещают в отделение бака, закрываемой крышкой, имеющий отверстие для выхода полюсных штырей и для заливки электролита, последнее закрывается резьбовой пробкой. В пробке имеется вентиляционное отверстие, сообщающие внутреннюю полость аккумулятора с атмосферой. Зазор между крышкой и стенками бака заполняются битумной мастикой.
Аккумуляторы соединяются между собой свинцовыми перемычками. Полюсные штыри крайних аккумулятор предназначены для включения батареи в цепь электрооборудования автомобиля.
В аккумуляторы заливают электролит, состоящий из аккумуляторной серной кислоты и дистиллированной воды.
При пропускание через батарею постоянного тора в аккумуляторах происходит процесс преобразование электрической энергий в химическую, что выражается в изменений состава активной массы, (на положительных пластин образуется перекись свинца, а на отрицательных – губчатый свинец) и увеличении плотности электролита.
При разряде происходит обратный химический процесс, при котором понижается плотность, активная масса на тех и других пластин превращается в сернокислый свинец. Поскольку плотность электролита определяет развиваемую аккумулятором ЭДС, ее величина позволяет судить о степени зараженности батареи.
Проверяют плотность электролита ареометром. По мере разрядки аккумулятора плотность электролита уменьшается.
Уровень и плотность электролита проверяют в каждом элементе батареи. Уровень электролита должен быть на 12-14 мм выше верхнего края пластин.
Плотность зависит от температуры электролита, уменьшаясь приблизительно на 0.01 г/см³ при повышении температуры на 15˚. При расчетах плотность электролита обычно приводят к температуре плюс 25˚. Для аккумуляторной батарей в условиях низких температур плотность регламентируется в зависимости от климатических условий в соответствии с данной таблицей 1.
Разность напряжения отдельных аккумуляторов батареи не должна превышать 0.1В. Если разность больше этого значения или батарея разряжена на более чем на 50% летом и более чем на 25% зимой, ее необходимо отправить на зарядку. Нельзя допускать длительного пребывания батареи в полузаряженном состоянии во избежание ее порчи.
Номинальная емкость аккумуляторной батарей – количество электричества, которое может отдать полностью заряженная батарея при разряде током 20 – часового режима, температуре электролита 18˚. 27˚ и начальной его плотности 1.28±0.01 г/см³ до напряжения 10.5В. Емкость измеряется в ампер – часах (А•Ч) и зависит от количества, и размера параллельно соединенных пластин, силы разрядного тока, а так же от температуры электролита.
Чем больше размер и количество пластин, меньше сила разрядного тока, и выше температура электролита, тем больше емкость может отдать аккумуляторная батарея при разряде. При понижения температуры электролита, емкость уменьшается приблизительно на 1% на каждый градус. Емкость одного аккумулятора нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно, одинаково.
Аккумуляторные батареи имеют на перемычках обозначения определяющие их характеристику. Первая цифра маркировки указывает число аккумуляторов в батарее, буквы СТ — батарея стартерного типа, число после букв – номинальная емкость батареи в А•Ч. Последние буквы обозначают материал бака (Э − эбонит, П− пластмасса) и материал сепаратора (Р − мипор, М − мипласт) например 6СТ-55ЭР
При наружном загрязнении аккумуляторной батареи ее поверхности необходимо протереть 10%-ным раствором нашатырного спирта или кальцинированной соды, после чего вытереть чистой, сухой ветошью. Во время заряда батареи в результате химической реакции выделяются газы, значительно повышающие давление внутри аккумуляторов. Поэтому вентиляционные отверстия в пробках нужно постоянно прочищать тонкой проволокой. Периодически необходимо зачищать штыри и клеммы проводов.
В аккумуляторной батареи уровень электролита должен быть пониже кромки тубуса заливного отверстия. Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки «Min» и «Max» и уровень электролита должен поддерживаться между ними.
Если корпус аккумуляторной батареи сделан полупрозрачным, то на нем наносят метки «Min» и «Max» и уровень электролита должен поддерживаться между ними. При понижении уровня следует долить дистиллированную воду, так как при нагревании электролита испаряется только вода. В холодное время года во избежание замерзания воды, следует доливать непосредственно перед пуском двигателя для быстрого ее перемешивания с электролитом.
Для проверки степени заряженности аккумуляторной батареи определяют плотностью электролита. Для этого наконечник кислотомера опускают в заливное отверстие аккумулятора, засасывают электролит и по делениям плавающего в колбе ареометра определяют величину плотности электролита. Понижение плотности от нормы указанной в таблице, на 0.01 г/см³ соответствует разряду аккумулятора на 6%. Допустимый разряд аккумуляторной батареи составляет зимой 25%, а летом 50%.
Для измерения напряжения аккумуляторной батареи под нагрузкой используют нагрузочную вилку. Для измерения напряжения аккумулятора под нагрузкой в зависимости от его емкости заворачивается гайка. Порядок включения нагрузочных резисторов в зависимости от емкости проверяемого аккумулятора указан на контактных ножках. Измерение производиться при закрытых пробках и с выдержкой под нагрузкой не более 5 секунд. Если напряжение проверяемого аккумулятора более 1.4В, он исправен. А если ниже 1.4В, аккумулятор разряжен или неисправен. Уточнение производят сравнением показаний всех аккумуляторов в батареи и измерение плотности электролита.
Для длительного хранения батареи в зимнее время ее нужно снять с автомобиля, полностью зарядить и хранить в сухом месте при
температуре не выше 0˚, и не ниже минус 30˚.
Что чем ниже температура электролита, тем меньше будет саморазряд. Каждый три месяца аккумуляторную батарею необходимо подзаряжать для восстановления потерь на саморазряд.
Для устранения окисления полюсных штырей нужно снять клеммы проводов с полюсных штырей, зачистить их. Поставить на место и смазать снаружи тонким слоем технического вазелина.
В процессе эксплуатации автомобиля в аккумуляторной батареи могут возникнуть следующие неисправности:
Сульфатация пластин, ускоренный саморазряд, короткое замыкание, утечка электролита, окисление полюсных штырей.
Сульфатация пластин. В результате систематического недозаряда, длительного хранения незаряженной аккумуляторной батареис электролитом,заряда батареи ниже допустимого предела, понижения уровня или увеличения плотности электролита на пластинах образуется белый налет из крупных кристаллов сернокислого свинца, называемый сульфатом. Сульфатированные пластины перестают участвовать в химической реакций.
Ускоренный саморазряд батареи при ее эксплуатации и хранения возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов. Местные токи появляются при возникновении электродвижущей силы между окислами активной массы и решеткой пластин.
Кроме того, при длительном хранении аккумуляторной батареи плотность электролита в нижних слоях становиться больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и
возникновению уравнительных токов на поверхности пластин.
Причинами ускоренного саморазряда могут быть: загрязнения
поверхности батареи; применения для доливки обычной воды; попадания внутрь металлических частиц и других веществ.
Короткое замыкание. Разрушение сепаратора, выпадение активной массы, а так же ее оплавление могут вызвать не посредственное соприкосновение разноименных пластин − замыкание, в результате чего прекращается работа аккумуляторов.
Признаками короткого замыкание внутри аккумулятора является «кипение» электролита и резкое падение напряжения. Аккумуляторная батарея, имеющая хотя бы один короткозамкнутый аккумулятор, к дальнейшей эксплуатации непригоден.
Окисление полюсных штырей приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже прекращению тока.
Подтекание электролита обнаруживают осмотром бака. Для устранения неисправности батареи сдают в ремонт. При вынужденной временной эксплуатации батарею с этой неисправностью необходимо периодически добавлять в неисправное отделение бака электролит.
Сульфатацию пластин устраняют проведением одного или нескольких циклов «заряд − разряд». Для этого аккумуляторную батарею необходимо полностью зарядить и довести плотность электролита в ней до нормальной величины (1.285 г/см³), путем добавления электролита плотностью 1.4 г/см³ и дистиллированной воды.
Затем разрядить батарею через лампу током силой 4…5А до напряжения приблизительно 1.7В в каждом аккумуляторе. После этого батарею снова зарядить, цикл повторить 2−3 раза.
Для устранения неисправности ускоренного саморазряда следует протереть поверхность батареи или заменить электролит, промыв бак внутри.
Для устранения окисления полюсных штырей нужно снять клеммы проводов с полюсных штырей, зачистить их. Поставить на место и смазать снаружи тонким слоем технического вазелина.
Обломы, трещины, сколы на поверхности корпуса картера глубиной не более 3мм и общей площадью не более 5см² устраняют разделкой с последующим заполнением пластмассы. Коробление стенок корпуса — бракуют. Трещины на корпусе проверяют на герметичность внешним осмотром и заполняют теплой водой. Трещины после промывки просушивают, разделывают с обоих сторон под углом 80-120 градусов на глубину 34мм. Концы трещин завертывают, диаметром 3-5мм. Трещину зачищают наждачной бумагой. После приготовляют пасту. Для этого в эпоксидную смолу добавляют пластификатор и наполнитель (в качестве наполнителя используют стенки материала, из которого изготовлен корпус). Этой пастой замазывают трещину с начало с одной стороны, после завертывания с другой стороны.
Электрические аккумуляторные батареи применяются в любом автомобиле и представляют собой автономный источник питания. АКБ накапливает энергию, которая затем питает бортовую сеть, когда это необходимо, и подает ток на стартер для запуска двигателя.
Автомобильный аккумулятор принято обозначать аббревиатурой АКБ, что значит аккумуляторная кислотная батарея. Не все батареи относятся к этому типу, но в автомобилях наиболее распространены именно они.
Автомобильный аккумулятор
Аккумулятор является важным компонентом в работе любого транспортного средства. Он выполняет следующие основные функции:
Каждый аккумулятор имеет определенную емкость и заряд. При работе двигателя всю нагрузку на электропитание берет на себя генератор. Он же заряжает аккумулятор во время движения. Если мощности не хватает, подключается батарея. Определенное время АКБ может обеспечить автономное питание.
Генератор выходит на оптимальный режим производительности при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала 1600-1800 об/мин и более.
Располагается АКБ, как правило, в подкапотном пространстве автомобиля или закреплен на раме в случае крупного грузового транспорта. Это связано с тем, что кислота, находящаяся внутри, очень агрессивна и опасна для здоровья. Она может просочиться через корпус или выделиться в виде газа. С аккумулятором следует обращаться осторожно.
Более безопасны необслуживаемые АКБ, внутри которых нет жидкого электролита. Такие батареи практически не выделяют вредных паров и их можно использовать где угодно. Среди альтернативных мест размещения аккумулятора можно выделить багажное отделение и под сиденьем водителя.
Обычная автомобильная батарея выдает напряжение в 12В. Этого хватает для питания бортовой сети. Для большегрузных автомобилей используются батареи с напряжением в 24В. По сути, это две обычные батареи, которые последовательно соединены. Емкость АКБ измеряется в Ампер-часах (А*ч). Для легкового транспорта емкость батареи находится в пределах 40-130 А*ч. Емкость показывает, какое время аккумулятор сможет давать энергию при нагрузке. Но эти величины измеряются при определенной нагрузке и при определенной температуре – 20°C. При других условиях параметры могут меняться.
Также важным показателем является ток холодной прокрутки или пусковой ток. Разные модели способны выдавать от 250А до 1300А. Ток холодной прокрутки – это то напряжение, которое способен отдать АКБ в течение 30 секунд при температуре 18°C. В иных условиях данный параметр может поменяться, например, зимой.
На самом деле, стандартный аккумулятор – это шесть маленьких аккумуляторов, заключенных в один корпус. Шесть отсеков объединены в едином корпусе. Часто их называют банками. Каждая банка дает напряжение в 2,1В – 2,2В. Шесть банок соединены последовательно толстыми свинцовыми перемычками, что в итоге дает напряжение в 12,6В – 13,2В.
Устройство автомобильного аккумулятора
Автомобильный аккумулятор состоит из следующих основных элементов:
Корпус и крышка выполнены из пластика, который нейтрален к кислоте. В каждой банке находятся свинцовые пластины – электроды.
Отрицательная пластина из губчатого свинца (Pb) называется катод, положительная пластина пористая с диоксидом свинца (PbO2) – анод. Чтобы батарея разряжалась не так быстро, используется не чистый свинец, а с применением разных присадок. Ранее добавляли 5% сурьмы, но процесс сульфатации все равно проходил быстро. В современных жидкостных аккумуляторах добавлен кальций. Он значительно снижает процесс сульфатации и повышает емкость АКБ до 70%. Если говорить про гелевые или AGM аккумуляторы, то в них применяется только чистый свинец. Это позволяет повысить мощность и отдаваемый пусковой ток до 1000-1300А.
В каждой банке залит электролит. Это смесь серной кислоты и дистиллированной воды, в соотношении 35:65. Плотность электролита находится в пределах 1,23-1,31 г/см3. Чем она выше, тем батарея более устойчива к морозам.
В простых жидкостных аккумуляторах между пластинами находится сепаратор. От слова “separate” – разделять. Обычно сепараторы изготавливаются из нейтрального пластика. Эти пластины разделяют положительные и отрицательные электроды от замыкания. Материалом для сепараторов служит ревертекс или эбонит. Также эти элементы иногда называют диэлектрической прослойкой.
В более современных необслуживаемых аккумуляторах в качестве сепараторов применяется микроволокно. Этот высокотехнологичный материал удерживает электролит внутри и не дает ему вытекать и испаряться. Пластины завернуты в микроволокно как в конверте и плотно прижаты друг к другу.
Клеммы аккумулятора также изготавливаются из свинца. К ним присоединяются контакты. На обслуживаемых аккумуляторах на корпусе располагаются заливные пробки. Их количество равно количеству банок. Они служат для заливки дистиллированной воды в случае необходимости.
Между пластинами и электролитом непрерывно происходит электрохимическая реакция. При разряде химическая энергия преобразовывается в электрическую, а при заряде, наоборот, – электрическая в химическую. Когда аккумулятор подключен к потребителям энергии, то происходит его разрядка.
Химическая формула реакции
Происходит следующий процесс. На катоде идет восстановление диоксида свинца. Свинец на аноде окисляется. Серная кислота вступает в реакцию с металлами на обеих пластинах. При этой реакции образуется сульфат свинца. Процесс называется сульфатацией. Из серной кислоты выделяется водород, который затем вступает в реакцию с кислородом из положительно заряженной пластины. Образуется вода, а серная кислота расходуется. Плотность электролита понижается. Процесс реакции показан на картинке.
При зарядке весь процесс происходит в обратном порядке. Серная кислота восстанавливается. Вновь образуется диоксид свинца и серная кислота. При полной зарядке плотность электролита должна быть в пределах 1,29 гр/см3. Это значение показывает уровень содержания серной кислоты на один кубический сантиметр электролита.
Таким образом, работа батареи основана на циклах заряд-разряд. Если допустить глубокий разряд, процесс может быть необратимым. Останется только вода и сульфат свинца. Поэтому нужно всегда следить за уровнем заряда.
После того как автомобильный аккумулятор запустил стартер и двигатель, происходит его зарядка от генератора. В снятом положении батарея заряжается зарядным устройством. Хранить аккумулятор с жидким электролитом можно только в строго горизонтальном положении и при определенной температуре 5°С -15°С. Это обусловлено тем, что электролит может вытечь, а осыпавшиеся пластины замкнуть на дне банки.
Разная температура также влияет на работу АКБ. При высокой температуре показатели мощности и токоотдачи высокие, но батарея быстрее разряжается и повышается расход воды. Электролит по своему составу не замерзает при минусовой температуре, но на сильном морозе он все же может это сделать. В мороз химические процессы замедляются, пусковой ток снижается, падает емкость батареи. Вот почему у водителей часто возникают проблемы с запуском двигателя зимой.
Современные аккумуляторные батареи можно условно разделить на обслуживаемые и необслуживаемые.
Можно выделить следующие основные виды:
Аккумуляторы с жидким электролитом относятся к обслуживаемому типу. Это значит, что время от времени нужно следить за уровнем электролита, его плотностью и емкостью батареи. Их срок службы в среднем составляем 3-5 лет. Они доступны по цене и хорошо справляются со своей задачей в автомобиле. Поэтому остаются самыми распространёнными.
Батареи по технологии EFB появились сравнительно недавно. В них также находится жидкий электролит, но пластины завернуты в микроволокно. Материал впитывает электролит, что увеличивает площадь контакта с пластинами. Это также повышает емкость и мощность и позволяет снизить объем электролита по сравнению с обычными АКБ, делая такие батареи практически необслуживаемыми. Срок службы 4-5 лет. Стоимость приемлемая.
Аккумуляторы AGM относятся к классу необслуживаемых батарей. Это значит, что у них полностью герметичный корпус. На корпусе имеются газоотводные клапаны. Между пластинами находится стекловолокно, в порах которого электролит. Это позволяет значительно замедлить процесс сульфатации. Такие батареи не боятся полного разряда. Срок службы до 10 лет. Но есть минусы: высокая стоимость и обслуживание.
Это также необслуживаемые батареи. В электролит добавлены вещества, которые сгущают его и доводят до твердого состояния. Сам электролит выступает в роли сепаратора между пластинами. Срок службы до 10 лет, но требуется специальный уход, как и в случае с AGM. Не боятся глубокого разряда, но чувствительны к перезаряду и замыканию. Стоят в 3-4 раза дороже обычных.
Аккумуляторная батарея – это то устройство, которое требует от водителя внимания. Чтобы батарея прослужила долго, нужно знать ее устройство и принцип работы. При правильном уходе и условиях содержания АКБ проработает долгие годы.