Аккумуляторная батарея. Потребители электроэнергии на автомобиле должны питаться током при работающем и неработающем двигателе

Потребители электроэнергии на автомобиле должны питаться током при работающем и неработающем двигателе. Во время работы двигателя источником тока служит генератор. При неработающем двигателе, когда генератор не вырабатывает электроэнергии, необходим другой источник тока.

Для питания потребителей при неработающем двигателе, а также когда сила тока, потребляемая потребителями, превышает максимальную для генератора величину, используют химический источник постоянного тока — аккумуляторную батарею, в которой химическая энергия превращается в электрическую.

Рис.40. Аккумуляторная батарея:

1- отрицательные пластины, 2- сепараторы, 3- положительные пластины, 4- баретка, 5- штыри, 6- крышка, 7- межэлементные перемычки, 8- корпус батареи

Характерной особенностью аккумуляторных батарей является их способность вырабатывать ток и после разряда, если через них пропустить постоянный ток в обратном направлении в течение определенного времени.

Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи. Свинцовый аккумулятор в простейшем виде состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты и дистиллированной воды определенной концентрации. Этот раствор называется электролитом. Если в аккумулятор налить электролит, то серная кислота взаимодействует со свинцовыми пластинами и в результате химической реакции на поверхности пластин появляется слой сернокислого свинца. Если через такой элемент пропустить постоянный ток, то электролит под действием тока разлагается и происходит химическая реакция, в результате которой сернокислый свинец положительной пластины превращается в перекись свинца коричневого цвета, а на отрицательной пластине — в губчатый свинец серого цвета. Плотность электролита при этом увеличится за счет образования серной кислоты; напряжение на клеммах аккумулятора также повысится. Такой процесс называется зарядом.

При подключении к заряженному аккумулятору потребителей ток в нем пойдет в обратном направлении и это вызовет обратную химическую реакцию. Теперь из электролита будет удаляться серная кислота и выделяться вода, а на пластинах аккумулятора будет вновь образовываться сернокислый свинец. Плотность электролита и напряжение на клеммах аккумулятора будет уменьшаться. Такой процесс называется разрядом. На автомобиле устанавливают не один аккумулятор, а батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов, соединенных последовательно между собой.

На рис.40, а показано устройство кислотно-свинцовойаккумуляторной батареи, состоящей из моноблока (образующего сосуды для аккумуляторов), положительных и отрицательных пластин, сепараторов, крышек и соединительных мостиков. Моноблок аккумуляторной батареи изготовлен из полиэтилена или асфальтопековой пластмассы, в которую внутри запрессовывают кислотостойкие вставки эбонита. Он разделен перегородками, образующими отсеки для отдельных аккумуляторов. На :дне моноблока имеются ребра, на которые опираются пластины своими выступами. Во избежание замыкания (осадками) выступы положительных и отрицательных пластин опираются на разные ребра.

Аккумуляторные пластины изготовляют из сплава свинца и сурьмы (7—8%), В состав сплава для решеток положительных пластин входит мышьяк. Сурьма необходима для придания пластинам жесткости. Пластины изготовляют в виде решеток, образующих ячейки, заполняемые активной массой, которая принимает непосредственное участие в химических процессах во время заряда и разряда. Активная масса заряженных положительных пластин состоит из перекиси свинца, а у отрицательных—из губчатого свинца. Для увеличения площади соприкосновения активной массы с электролитом ее делают пористой. Чтобы увеличить количество активной массы принимающей одновременнно участие в химических процессах и уменьшить внутреннее сопротивление, делают по нескольку одноименных пластин, соединенных между собой параллельно в полублоки. Полублоки собирают в блоки (рис.40). Положительных пластин в полублоке должно быть на одну меньше, 4 чем отрицательных, с тем, чтобы в блоках положительные пластины были размещены между отрицательными. Такое взаимное расположение пластин обеспечивает использование обеих сторон положительных пластин. Если в химической реакции будет принимать участие только одна сторона положительной пластины, то пластина будет быстро разрушаться. Толщина положительной пластины больше отрицательной. Над пластинами установлен предохранительный щиток.

Сепараторы размещены между разноименными пластинами и предохраняют их от непосредственного соприкосновения (короткого замыкания). Сепаратор представляет собой прокладку, изготовленную из микропористой пластмассы (мипласта), стекловолокна или микропористого эбонита (мипор). Сепаратор должен хорошо пропускать электролит, что необходимо для нормального протекания химических процессов во время заряда и разряда. Сепараторы, изготовленные из минора или мипласта, с одной стороны имеют ребристую поверхность, которой сепаратор обращен к положительной пластине.

Электролит представляет собой смесь химически чистой серной кислоты и дистиллированной воды. Электролит, употребляемый для заполнения аккумуляторов, должен иметь определенную плотность.

Новые аккумуляторы с сухими заряженными пластинами заполняют электролитом плотностью 1,28— 1,25 г/см3. Выбирая плотность электролита, надо учитывать климатический пояс и время года. При низких температурах плотность электролита должна быть большей, а при более высоких температурах — меньшей. Во время приготовления электролита серную кислоту льют тонкой струей в воду, одновременно помешивая раствор чистой стеклянной палочкой. Нельзя лить воду в кислоту, так как выделяется большое количество тепла, электролит будет разбрызгиваться и может вызвать ожоги тела. Составлять электролит следует в кислотостойкой посуде.

Напряжение на клеммах свинцовых аккумуляторов независимо от их размеров и количества пластин одинаково. В заряженном состоянии напряжение одного аккумулятора равно 2 В, при разряде напряжение снижается. Во время пользования аккумулятором нельзя допускать снижения напряжения ниже 1,7 В, так как это приведет к его порче.

На современных автомобилях применяют приборы, рассчитанные на напряжение 12 или 24 В. Чтобы получить такое напряжение,, необходимо шесть аккумуляторов соединить последовательно свинцовыми перемычками, либо использовать две таких батареи.

Емкость аккумулятора определяется количеством электричества, которое может дать заряженный аккумулятор при разряде до допустимого предела (снижение напряжения до 1,7 В). Измеряется емкость ампер-часами. Ампер-часом называется емкость такого аккумулятора, который может давать ток силой в 1А в течение 1 ч. Емкость зависит от размера пластин и их количества, т. е. от количества активной массы, соприкасающейся с электролитом, от качества (пористости) активной массы, силы разрядного тока, а также от температуры электролита.

Чем больше сила разрядного тока, тем меньше становится емкость. Снижение температуры электролита на Г С от температуры +30° С снижает емкость примерно на 1%.

На автомобилях марок: ЗИЛустанавливают аккумуляторные батареи 6-СТ-90-ЭМС, на ГАЗ —6-СТ-75 и на КамАЗ —две 6-СТ-190-ТР. Марки аккумуляторных батарей расшифровываются так: первая цифра обозначает количество аккумуляторов в батарее, буквы СТ — стартерная, а число после букв — емкость батареи в ампер-часах. Последние буквы обозначают материал бака: Э — эбонит, Т— полиэтилен, П — асфальто-пековая пластмасса и материал сепаратора; Р—мипор, М — мипласт, С — стекловолокно. После буквенных обозначений указывается соответствующий государственный стандарт.

Для определения полярности на выводных клеммах проставляются знаки « + », «—». Кроме того, отрицательную выводную клемму делают тоньше положительной. Если нет опознавательных знаков и клеммы по толщине различить трудно, то необходимо установить батарею на автомобиль и, подключив клеммы, включить свет. Если стрелка амперметра при неработающем двигателе покажет разряд, то батарея включена правильно.

Гарантийный срок работы аккумуляторных батарей зависит от материала сепараторов, от качества применяемых материалов и колеблется в пределах от 18 мес до двух лет при нормальной эксплуатации. В настоящее время все аккумуляторные батареи сухозаряженные, т. е. батареи поступают с завода в заряженном виде без электролита. Перед употреблением такие батареи необходимо привести в рабочее состояние, выполнив следующие операции:

освободить вентиляционные отверстия;залить электролите каждый аккумулятор.

Плотность электролита должна соответствовать заряженному аккумулятору, сезону и климатическому поясу; уровень электролита должен быть на 10—15 мм выше предохранительного щитка;в течение 2—3 ч пластины должны пропитаться электролитом, после чего долить электролит до уровня; подзарядить аккумулятор силой тока, численно равной 0,1 емкости в течение 5 ч, если этого недостаточно, то зарядный ток снижают и продолжают заряд в течение 2—3 ч. Признаком конца заряда является обильноегазовыделение (кипение электролита) и постоянные плотность электролита и напряжение в течение 3 ч; если плотность электролита

к концу заряда не соответствует норме, ее нужно довести до нормы, долив дистиллированную воду или электролит повышенной плотности(1,4).Выключатель аккумуляторной батареи. При электротехнических работах, длительном хранении автомобиля или на стоянке аккумуляторную батарею следует отключить от массы автомобиля, для чего устанавливают выключатель аккумуляторной батареи.