В перечне этих требований высокая механическая прочность, работоспособность в широком диапазоне температур и разрядных токов, малое внутреннее сопротивление, небольшие потери энергии при длительном бездействии (малый саморазряд), необходимая емкость при небольших габаритных размерах и массе, достаточный срок службы, малые затраты труда и средств на техническое обслуживание.
Для оценки стартерных свойств батарей используется параметр, называемый током холодной прокрутки или током стартерного разряда. Параметры режима разряда аккумуляторной батареи при определении тока стартерного разряда приведены в таблице 2. По отечественному стандарту ток стартерного разряда определяется в режиме трехминутного разряда при температуре минус 18°С и конечном напряжении 9 В. Ток стартерного разряда по стандарту DIN определяется при тех же условиях, но при минимальной продолжительности стартерного разряда, равной 30 секундам (30 секундный режим разряда). По стандарту SAE ток стартерного разряда определяется подобно стандарту DIN, но конечное напряжение батареи должно быть не менее 7,2 В. Для сравнения показателей стартерного разряда аккумуляторных батарей ориентировочно можно считать, что ток холодной прокрутки по SAE в 1,6-1,7 раза больше тока стартерного разряда по DIN.
Таблица 2 – Параметры режима разряда аккумуляторной батареи при определении тока стартерного разряда
Батареи должны иметь достаточный запас энергий для осуществления надежного пуска двигателя при низких температурах, для питания потребителей электроэнергии на автомобиле в случае выхода из строя генераторной установки, а также для других нужд, возникающих в аварийных ситуациях. Зависимость ЭДС от плотности электролита выглядит так:
Е = 6 * (0,84 + р),
где Е - ЭДС аккумулятора ,
р - приведенная к температуре 5°С плотность электролита, г/мл
Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи – расход воды – определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течении года и более при условии исправной работы регулятора напряжения. На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин. Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.
Батареи обычной конструкций и с общей крышкой должны быть механически прочными при испытании в следующем режиме:
- ускорение, м/с2 - 147 (15д);
- длительность импульсов, мс (только в вертикальном направлении) - 2-15;
- общее число ударов, тыс – 10;
- ориентировочное число ударов в минуту - 40-80.
После испытаний батареи должны иметь нормированную продолжительность стартерного разряда, не должны иметь поврежденных деталей и следов электролита на своей поверхности. Необслуживаемые батареи и батареей с общей крышкой должны быть вибропрочными при кратковременном испытании при ускорении 5g с частотой до 30 Гц.
Вибрационная нагрузка в местах установки аккумуляторных батарей не должна превышать 1,5g (ускорение 14,7 м/с2) в диапазоне частот до 60 Гц. Допускается кратковременная вибрационная нагрузка 5g (ускорение 49 м/с2) с ориентировочной частотой до 30 Гц.
Аккумуляторные батареи должны выдерживать испытание на герметичность на выводах и в стыках между моноблоком и крышками при давлении, повышенном или пониженном на (20± 1,33) кПа по сравнению, с нормальным атмосферным. Герметизирующие материалы должны быть стойкими к воздействию температур в пределах от -40 до 160°С, а сварные швы в пределах от -50 до 60°С. Полная герметичность аккумуляторных батарей с решетками электродов из свинцово-сурьмянистых сплавов невозможна вследствие выделения газов как во время работы, так и при хранении.
Стартерные свинцовые аккумуляторные батареи должны быть работоспособными при температуре окружающего воздуха от - 40 до 60°С (батареи обычной конструкции) и от -50 до 60°С (батареи с общей крышкой и необслуживаемые). Рабочая температура электролита не должна превышать 50°С. Следует обеспечить свободный доступ к аккумуляторной батарее для осмотра и технического обслуживания. Техническое обслуживание батареи должно быть минимальным по объему, не требовать, от водителей и обслуживающего персонала высокой квалификации (специальной подготовки), использования сложного и дорогостоящего оборудования.
Важное требование к стартерным аккумуляторным батареям - минимальные внутреннее сопротивление и внутреннее падение напряжения при больших токах разряда, в стартерном режиме. Батареи, должны выдерживать кратковременные разряды стартерными токами большой силы без разрушения пластин и ухудшения характеристик при дальнейшей эксплуатации.
Срок службы стартерных аккумуляторных батарей должен быть близким или кратным срокам межремонтного пробега автомобиля.
5.2 Емкость батареи и технологические мероприятия на увеличение емкости
Емкость батареи - способность батареи принимать и отдавать энергию - измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А.
Ресурс стартерной аккумуляторной батареи, как химического источника тока, определяется в основном режимом ее использования, при котором происходят процессы износа находящихся в ней электродов (пластин).
Факторы, влияющие на емкость аккумуляторной батареи Емкость АКБ зависит от множества конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов. Однако, из принципа работы свинцово-кислотного аккумулятора следует, что в основном его емкость определяется объемом активной массы и электролита. Емкость аккумуляторной батареи существенно снижается с увеличением силы тока, что связано с резким уменьшением концентрации электролита в порах пластин, изолируемых сульфатом свинца.
Чтобы пролить жизнь батареям, в первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см3, а если до -15°С - 1.24 г/см3 и т.д. Это, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи.
На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%. Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10...12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2...2.5 раза.
Необходимо регулировать двигатель так, чтобы он легко заводился с полоборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше. Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза.
Необходимо отрегулировать реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8...14.4В. Это одно из важнейших условий. И никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого. Несвоевременная доливка в аккумуляторы дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%. Кроме этого, специалисты советуют при наличии зарядного устройства при любой возможности (например, на ночь) ставить аккумуляторную батарею на подзарядку малым током - около 1...2А. Для этого можно АКБ не снимать с автомобиля. Только одна эта операция, если ее проделывать регулярно, не реже одного раза в месяц, увеличивает срок службы батареи по крайней мере на год.
Известно, что решетка положительных пластин подвергается окислению атомарным кислородом (электрокоррозия) при разложении воды в заключительной (после 85% заряженности) стадии заряда. Наиболее интенсивно процесс разрушения решеток положительных пластин аккумуляторной батареи происходит от зарядного тока при 100% заряженности (режим перезаряда). Этот процесс преобладает в работе АКБ в летнее время эксплуатации, а также при повышенной настройке регулятора напряжения. Интенсивное разрушение пластин при работе происходит в условиях, когда длительное время стартерная аккумуляторная батарея работает с низкой степенью заряженности (40-60%). При этом активное вещество с пластин оплывает в шлам, снижая емкость батареи, мощность ее разряда и срок надежной работы. Нормальная работа аккумуляторной батареи нарушается при снижении уровня электролита ниже минимальной отметки (оголение верхних кромок пластин).
Ниже приведены несколько основных правил и требований, соблюдение которых повышает ресурс батареи:
- плотность электролита в ячейках АКБ (при нормальном уровне его над пластинами) должна быть не ниже 1,24 г/смі (+25°C), а напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) - не ниже 12,5 В;
- полюсные выводы необходимо периодически очищать от окислов;
- АКБ должна быть надежно закреплена на установочной площадке;
- пуск карбюраторного двигателя должен проводиться с длительностью попыток 5-10 сек; повторяющиеся попытки с интервалом 30-60 сек.;
- разряженная при неудачном пуске двигателя аккумуляторная батарея должна быть как можно скорее заряжена;
- в зимнее время АКБ полезно обогревать теплом от двигателя, чтобы эффективнее происходил ее заряд от генератора. Для этого часть радиатора (со стороны АКБ) целесообразно закрывать от встречного холодного потока воздуха.
Состояние аккумуляторной батареи в значительной мере зависит от исправной работы электрооборудования. В первую очередь сюда необходимо отнести генератор, регулятор напряжения и стартер. И зношенные контакты в замке зажигания, реле включения стартера, состояние выпрямительного блока генератора могут быть выявлены диагностированием. Их своевременная замена позволяет предохранить АКБ от возможных глубоких разрядов токами «утечек», негативно влияющих на последующий срок службы АКБ.
Таким образом, наибольшую надежность работы аккумуляторной батареи можно достичь, обеспечивая регулярный контроль ее состояния в соответствии с инструкцией по эксплуатации, разработанной производителем.
Список использованной литературы
1. Автомобильные двигатели. Системы управления и впрыска топлива: руководство – СПб.: Алфамер Паблишинг, 2000. – 200 с.
2. Боровских, Ю.И. Стартерные аккумуляторные батареи / Ю.И.Боровских, А.К.Старостин, Ю.П.Чиксков. – М.: Фонд: За экономическую грамотность, 1997. – 252 с.
3. Гергенов, С.М. Кривошипно-шатунные механизмы ДВС. Часть 1 / С.М.Гергенов. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2001. - 86 с.
4. Гирявец, А.К. Двигатели ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ и УАЗ. Конструктивные особенности. Диагностика. Техническое обслуживание. Ремонт / А.К.Гирявец, П.А.Голубев, Ю.Ж.Кузнецов и др. – Н.Новгород: Изд-во Нижегород. гос. ун-та, 2001. – 315 с.
5. Грибков, В.М. Справочник по оборудованию для технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей / В.М.Грибков, П.А.Карпекин. – М.: Россельхозиздат, 1984. – 233 с.
6. Кузнецов, Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов / Е.С.Кузнецов, В.П.Воронов, А.П.Болдин и др.; Под ред. Е.С.Кузнецова. – М.: Транспорт, 1991. – 413 с.
7. Родичев А.В. Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей: Учебник водителя категории «С» / А.В.Родичев. - М.: Издательство «За рулём», 2005. – 256 с.
8. Руководство по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей КамАЗ. - М.: Изд-во «За рулем», 2001. - 289 с.
9. Тюфяков, А.С. Карбюраторы К-151. Устройство, ремонт, регулировка: Практ. пособ. / А.С.Тюфяков. – М.: Издательство «За рулём», 1999. – 56 с.
10. Чижков, Ю.П. Электрооборудование автомобилей. Учебник для вузов / Ю.П.Чиожков, А.В.Акимов. - М.: Изд-во За рулем, 2001. – 384 с.
Страницы: 1, 2, 3, 4
