Батарей

ВАТ 121 фірми Bosch для акумуляторних

засобів відповідно до стандарту ISO 9000; можливість нарощування програмного забезпечення. До нього додається модуль принтера, рулонний папір; він зберігає і роздруковає результати останнього тесту, на який можна нанести логотип фірми-власника. Використовують його для ван­тажних і легкових автомобілів.

Діагностувати технічний стан пластин акумулятора без розбирання можна за допомогою спеціального кадмієвого елек­трода (рис. 16.3). Застосування такого до­даткового електрода дає змогу виявити більшість несправностей негативних і по­зитивних пластин кожного акумулятора окремо, зокрема переплюсування пластин. Принцип діагностування ґрунтується на вимірюванні потенціалу пластин, які пере­віряють, відносно електроліту.

У повністю зарядженому акумуляторі зі справними пластинами потенціал пози­тивних пластин відносно електроліту ста­новить 2,25...2,28 В (наприкінці заряджен­ня підвищується до 2,55 В і більше), потен­ціал негативних пластин — 0,12...0,13 В (наприкінці заряджання знижується до 0,07...0,08 В). У цьому разі напруга акумулятора на затискачах полюсів станови­тиме 2,13...2,15 В. У справному, але роз­рядженому до 1,75...1,8 В акумуляторі по­тенціал позитивних пластин становитиме 1,9...2,0 В, негативних — 0,15...0,2 В. Озна­кою несправності (зниження ємності) по­зитивних пластин буде зниження їхнього потенціалу відносно електроліту нижче ніж 1,9... 1,95 В (залежно від його густини). Потенціал несправних негативних плас­тин вищий ніж 0,2...0,25 В. Найточніші ре­зультати в разі використання кадмієвого електрода будуть на акумуляторних бата­реях, розряджених до 1,75...1,8 В.

Як вимірювальний прилад використо­вують вольтметр постійного струму на дві межі вимірювання — 0...0,3 і 0...3 В. Кад­мієвий електрод провідником з'єднують з негативним затискачем вольтметра, а про­від від позитивного затискача по черзі приєднують до позитивного і негативного виводів акумулятора. Залежно від стану акумуляторних пластин змінюватимуться показання вольтметра. Точність вимірю­вання можна підвищити, потримавши но­вий кадмієвий електрод в електроліті гус­тиною 1,2...1,25 г/см³ протягом не менш як 10 год і зануривши його перед почат ком вимірювань в електроліт акумулято­ра, який перевіряють, на 5...10 хв, якщо кадмієвий електрод був сухим.

Рис. 16.3. Діагностування пластин акумулятор­ної батареї:

1 — кадмієвий електрод; 2 — корпус

Заряджання акумуляторних батарей. За­ряджають акумуляторні батареї за допо­могою різних пристроїв: випрямлячів струму або силових підзарядних агрегатів постійного струму. Батареї можна заря­джати при сталій силі струму (акумулято­ри з'єднують між собою послідовно) або постійній напрузі (акумулятори з'єднують між собою паралельно).

Як приклад розглянемо високоякісний пускозарядний пристрій SL24100E фірми Bosch [25] для акумуляторних батарей 12/24 В ємністю від 36 до 400 А год (рис. 16.4). Цей пристрій має: вимикачі на 12 і 24 В; вимикач типу «заряд струму — за­ряд 0», «нормальний», «прискорений»; електронний контроль зарядження зі світлодіодним індикатором, автоматичне перемикання зі «ступеня 1» на «ступінь 2» (перемикання літо/зима гарантує ефектив­не заряджання також на переохолодженій акумуляторній батареї), автоматичне вимк­нення наприкінці заряджання або якщо не­справна батарея; зарядний кабель пере­різом 25 мм² і близько 3 м завдовжки з ізо льованими кліщами. «Допомога в разі пус­ку однією людиною» з кабелем 4 м завдов­жки для дистанційного керування і пуль­том з клавішами; ящик на інструмент; по-довжувач, наприклад для монтажної лам­почки. За допомогою пристрою SL24100E Bosch можна заряджати акумуляторні ба­тареї за WOW-характеристикою; можли­ве заряджання глибоко розрядженої аку­муляторної батареї.

Рис. 16.4. Пускозарядний пристрій SL24100E фірми Bosch для акумуляторних батарей

Рис. 16.5. Електронний зарядний пристрій BML 2410 (BML 2415) фірми Bosch для акумуляторних батарей

Дуже поширені також портативні елек­тронні зарядні пристрої BML 2410 Bosch, BML 2415 Bosch (рис. 16.5) та інші для ба­тарей з напругою 12/24 В, стандартних і тих, що не потребують обслуговування:

Пристрій	Зарядний струм, 12 А	при напрузі, В 24
BML2410		7,5
BML2415	22,5	11,25

Вони дають змогу без відімкнення бата­реї від бортової мережі автомобіля здійс­нювати заряджання. Оптимальні для що­денної роботи. Забезпечують ефективне заряджання завдяки температурній ком­пенсації. Мають покажчики сили струму, ступеня зарядженості батареї, переполю-сування, замикання. У них новий дизайн, металевий корпус, відкидна ручка для пе­ренесення.

Акумуляторні батареї раз на три місяці знімають і підзаряджають на акумулятор­но-зарядній станції, а в разі тривалого збе­рігання — один раз на рік проводять кон­трольно-тренувальний цикл (заряджання струмом нормального режиму з наступ­ним розряджанням струмом 10-годинно­го розрядного режиму до напруги 1,7 В).

Нові батареї можна ставити на заря­джання через 4...6 год після заливання елек­троліту, що складається з сірчаної кисло­ти і дистильованої води. Електроліт готу­ють в ебонітовому, керамічному або фа­янсовому посуді. При цьому слід пам'ята­ти, що для запобігання опіків треба тон­ким струменем заливати кислоту у воду, а не навпаки.

У процесі заряджання періодично вимі­рюють температуру і густину електролі­ту. Коли починається значне виділення газів і температура піднімається вище ніж 44 °С, зарядний струм знижують наполо­вину. Про завершення заряджання свід­чить постійна напруга на затискачах аку­мулятора і стала густина електроліту, які не повинні змінюватися протягом не менш як трьох годин.

Кількість підімкнених батарей, що за­ряджаються при сталій силі струму, обчис­люють за формулою

r = U/2,7,

де U — напруга в мережі, В; 2,7 — на­пруга наприкінці заряджання акумулято­рів, В.

Батареї заряджають у два етапи. На другий етап переходять, коли починаєть­ся газовиділення (зменшують силу струму на 50 %). Основна перевага заряджання цим способом — можливість регулювати силу струму, що дає змогу робити звичай­не підзаряджання нових батарей; недолі­ки — велика тривалість заряджання, усі підімкнені батареї повинні мати однако­ву ємність, необхідність весь час стежити за силою струму.

Батареї різної ємності можна заряджа­ти при постійній напрузі. Цей спосіб менш тривалий, але він не дає змоги регулюва­ти силу зарядного струму (початковий за­рядний струм створює загрозу переванта­ження зарядного пристрою). Тому заря­джання при сталій напрузі найзручніше для чергових прискорених підзаряджень батарей.

Обидва способи заряджання акумуля­торних батарей мають спільні недоліки: відносно велику тривалість (10... 14 год); ємність акумулятора після 10... 12 зарядних циклів унаслідок сульфатації пластин і не­повного формування активної маси зни­жується на 20...25 %; потребу проведення контрольно-тренувальних циклів, щоб зняти сульфатацію пластин; значні витра­ти електричної енергії у зарядних опорах та автотрансформаторах. Крім того, за­стосовувані для цього зарядні пристрої та­кож мають істотні недоліки: на селенових не можна одночасно заряджати більше дев'яти акумуляторних батарей; ртутні — складні в експлуатації і споживають бага­то електроенергії; роторно-генераторні мають низький ККД і потребують ретель­ного догляду.

Перелічені недоліки усуває установка для прискореного заряджання акумулятор­них батарей, в основу якої покладено принцип використання постійного струму змінної полярності. Принцип дії установ­ки полягає в тому, що пластини акумуля­торних батарей зазнають анодної і катод­ної поляризації, яка забезпечується періо­дичним зміненням напрямку струму, що підводиться до затискачів заряджуваних батарей. Внаслідок періодичного змінен-ня напрямку струму створюються умови для відновної реакції і росту кристалів усе­редині активної маси. Ці чинники позитив­но впливають на механічну міцність пла­стин та електричні характеристики акуму­лятора. Режим заряджання такий: протя­гом 5 хв батарею заряджають струмом, що становить 1/3... 1/5 її ємності, потім розря­джають протягом 25...35 с струмом, який дорівнює 1/3... 1/5 ємності акумулятора. Ці цикли повторюють упродовж усього заря­джання.

Закінчення заряджання визначають за густиною електроліту. Якщо протягом ЗО хв густина не змінюється, то процес заряджання вважають закінченим. Такий режим заряджання дає змогу: в 3—3,5 раза скоротити тривалість процесу заряджан­ня (температура електроліту й інтенсив­ності газовиділення при цьому не вищі, ніж коли заряджають постійним струмом у нормальному режимі); зменшити мі­німально необхідну напругу для заряджан­ня однієї батареї, тому при тій самій напру­зі джерела можна заряджати більше акуму­ляторних батарей, збільшити на 10...25 % строк служби їх завдяки зниженню темпе­ратури електроліту і сповільненню корозії решіток позитивних пластин. На установ­ці одночасно заряджають близько тридця­ти акумуляторних батарей.

У деяких ВАТ АТП акумуляторні ба­тареї заряджають мікрострумами (20......500 мА). Для цього батареї, коли авто­мобіль не експлуатується, підмикають до зарядного агрегату до повного заряджен­ня. Такий спосіб має переваги порівняно з раніше розглянутими. Щоб зарядити ве­лику кількість акумуляторних батарей, потрібні малогабаритні агрегати малої по­тужності. Крім того, не витрачається елек­троенергія на перезаряджання батарей і наступне доведення їх до норми. Акуму­ляторні батареї можуть заряджатися без­посередньо на автомобілі в будь-який час доби. У разі заряджання мікростру­мами кришки банок батарей не відкрива­ють, водню при цьому виділяється мало, що поліпшує санітарні умови робочих місць. Заряджати батареї мікрострумами можна при постійних зарядному струмі й напру­зі. Другий варіант (при постійній напрузі), незважаючи на дещо більшу вартість за-

рядного агрегату (на 10... 15 %), має низку переваг: немає потреби контролювати про­цес заряджання, зменшується і полегшу­ється праця акумуляторника, спрощується електрична схема.

«Сухозаряджені» акумуляторні батареї приводять у робочий стан після тригодин­ного просочування електролітом і п'яти-годинного підзаряджання. Такі батареї за­ливають електролітом, сірчана кислота інтенсивно взаємодіє з оксидом плюмбу-му, внаслідок чого на поверхні і в порах активних мас негативно заряджених пла­стин утворюється сульфат плюмбуму, що, по суті, еквівалентно втраті заряду бата­реї. Цією самою реакцією пояснюються зниження густини електроліту і деяке під­вищення температури під час просочуван­ня пластин.

Таким чином, запас енергії «сухозаря-дженої» батареї після заливання її елект­ролітом може виявитися недостатнім для того, щоб забезпечити надійний пуск дви-, гуна стартером при мінусових температу­рах. Тому після заливання і тригодинно­го просочування електролітом батарею протягом 5 год заряджають мінімальним струмом відповідно до ТУ. Цей метод слід застосовувати тоді, коли підприємство має відповідне устаткування і час на заряджан­ня акумуляторних батарей.

На практиці часто виникають обстави­ни, коли треба терміново привести в робо­чий стан акумуляторні батареї після збе­рігання їх у сухому вигляді. У такому разі, як виняток, акумуляторні батареї можна ставити на автомобілі після 3 год просо­чування їх електролітом без підзаряджан­ня, якщо густина електроліту знизилася за цей час не більше ніж на 0,04 г/см³. Ці ре­комендації неефективні для зимових умов.

При додатних і від'ємних температурах акумуляторні батареї, що зберігаються в сухому вигляді, можна прискорено приве­сти в робочий стан методом, основою яко­го є ефект підвищення енергоємності свинцевого акумулятора після заливання елек­тролітом, температура якого становить близько 40 °С. Більш високу температуру застосовувати не слід, оскільки сепарато­ри з міпласту при температурі 50 °С роз­м'якшуються і можуть частково жолоби­тись.

Слід пам'ятати, що температура самої батареї перед заливанням її електролітом порівняно мало впливає на температуру після заливання. Це можна пояснити тим, що теплоємність електроліту становить 86...88 % загальної теплоємності акумуля­тора. Використання цього методу в екс­плуатації довело, що надійність наступно­го використання батарей не знижується, тривалість стартерного розряджання збіль­шується приблизно на 1 хв, чого досить, щоб забезпечити надійний пуск двигуна при від'ємних температурах.

Для того щоб легко пустити двигун в умовах безгаражного зберігання, крім ін­ших вимог потрібні розігрівання охоло­джених акумуляторних батарей до плю­сової температури і створення нормальних умов розряджання і заряджання безпосе­редньо в автомобілі за межами підприєм­ства, обладнаного спеціальними засобами розігрівання.

Один із способів розігрівання акумуля­торних батарей наведено на рис. 16.6. Він дає змогу привести батарею в робочий стан після тривалого охолодження на ав­томобілі при температурі навколишнього середовища -40...-45 °С не більше ніж за 30 хв, тобто за час, що відповідає підготов­ці двигуна до пуску. При цьому забезпе­чується також можливість повітряного ро­зігрівання електроліту до додатних темпе­ратур гарячим повітрям від джерела теп­лоти (наприклад, калориферної установ­ки), яке живиться від цієї охолодженої ба­тареї.

Розігріваються акумуляторні батареї так: нагріте повітря надходить усередину дере­в'яного футляра крізь отвори 8 і, прони­каючи в зазори між банками, віддає тепло­ту, а крізь отвори 11 виходить назовні.

Відомі й інші способи розігрівання аку­муляторних батарей, зокрема: подачею теп­лоти від змійовика з гарячою водою, роз­міщеного в нижній частині контейнера з акумуляторами; відпрацьованими газами котла підігрівника або гасових ламп, що подаються всередину контейнера з акуму­ляторами; електронагрівником, умонтова­ним у корпус акумулятора; зовнішнім обі­гріванням акумуляторів гарячим повітрям від калориферної установки та ін. Проте вони мають обмежене застосування через значні недоліки: ненадійна ізоляція на­грівних елементів, мала ефективність ро­зігрівання електроліту, потрапляння газів у кабіну тощо.

Рис. 16.6. Дослідна обігрівна акумуляторна батарея:

/ — мастика; 2 — азбестовий поясок; 3 — кришка; 4 — решітка; 5 — стяжний болт; 6 бачок; 7 — днище; 8, 11 — отвори; 9 — піддон; 10 — прокладки

Створено акумуляторні батареї зі спіль­ною кришкою (6СТ-75А, 6СТ-65, 6СГ-190А), що мають приховані перемички. У цих акумуляторах немає мастики і коміркових кришок. Моноблоки виготовлені з термо­пластичних матеріалів. Це спростило об­слуговування їх; практично виключають­ся механічні пошкодження моноблоків під час експлуатації, оскільки термопласт знач­но міцніший за ебоніт і асфальтопек, які застосовували раніше.

Для решітки позитивно заряджених елек­тродів (пластин) застосовують арсенові сплави. Це дало змогу підвищити їхню ко­розійну стійкість. В активну масу замість застосовуваних раніше склосепараторів уведено синтетичні волокна, що поліпши­ло електричні параметри акумуляторних батарей зі зниженням витрати свинцю. Поліпшенню пускових властивостей бата­рей, підвищенню їхніх електричних пара­метрів сприяє також застосування синте­тичних сепараторів, тонших електродів і коротких міжелементних з'єднань через перегородки моноблока.

Вчасне і з урахуванням конструктивних змін ТО акумуляторних батарей дає змо­гу значно збільшити строк їхньої служби.

Сучасні акумуляторні батареї приво­дять у робочий стан так. Якщо з моменту виготовлення батареї минуло менше року, то банки розгерметизовують (видаляють плівку або зрізують виступи пробок) і за­ливають електроліт. Через 20 хв батарею можна експлуатувати. Якщо батарею піс­ля приведення в робочий стан ставлять на зберігання, то її треба попередньо підза-рядити. Акумулятори, з моменту виготов­лення яких минуло більше року, також потребують підзаряджання.

За свій строк служби акумуляторна ба­тарея може віддати тільки певну кількість енергії. Повне розряджання акумулятора відповідає приблизно 0,5...1,0 % строку його служби. Тому, підготовляючи батареї до експлуатації, не слід застосовувати штуч­ні (тренувальні) розряджання.

Сучасні акумуляторні батареї потребу­ють очищення поверхні кришки від за­бруднення, вчасного контролю рівня елек­троліту в банках і в разі потреби доли­вання дистильованої води, старанного кон­тролю за станом приладів електроустат­кування. Тільки в разі виходу батареї з ладу, її знімають з автомобіля, щоб підза-рядити.

Останнім часом з'явилися малообслуго-вувані акумулятори, в яких решітки елект­родів виготовлено з особливих сплавів без Стибію, але з додаванням Кальцію, Строн­цію, Стануму, Купруму, Сульфуру, Селе­ну. Відомі також комбінації, при яких у сплав решіток позитивних електродів до­дають Стибій і Кадмій (по 1,5 %), а для негативних електродів використовують сплави без Стибію. У конструкції таких батарей враховано останні досягнення науки. Вони мають підвищену потужність під час стартерного розряджання переваж­но завдяки застосуванню тонких електро­дів з поліпшеною конфігурацією решіток з низьколегованих сплавів, які мають ма­лий електроопір високопористих тонко­стінних сепараторів, і коротким міжаку-муляторним з'єднанням.

Малообслуговувані батареї при додат­них температурах мають зарядні харак­теристики, близькі до характеристик се­рійних батарей. Рівень електроліту в ма-лообслуговуваних батареях істотно ниж­чий. Автомобілі з такими батареями мо­жуть експлуатуватися без доливання ди­стильованої води практично протягом 1,5...2роківз пробігом ЗО...50 тис. км. Як­що запас електроліту і зарядна напруга в межах норми, то воду можна не доливатиі при більшому пробігу. Підзаряджати такі батареї під час зберігання треба не так час­то, як серійні. Зарядженість після шести мі­сяців зберігання може становити 65...75 %, після року — 40...50 %. Тому в процесі збе­рігання батарей такого типу контролюва­ти густину електроліту треба не частіше ніж один раз на шість—сім місяців. Як­що густина електроліту в батареї знизить­ся до 1,23... 1,22 г/см³, батарею слід підзаря-дити.

На строк служби батарей істотно впли­ває середній ступінь зарядженості, при якому їх експлуатують. Усталений ступінь зарядженості в експлуатації не залишаєть­ся завжди таким. Він залежить від темпе­ратури батареї, сили струму і тривалості розряджання під час руху автомобіля, а також регульованої напруги генератора. Дослідженнями доведено, що не слід до­пускати зниження ступеня зарядженості батарей нижче ніж 75 % (це скорочує строк їхньої служби).

На ресурс акумуляторних батарей дуже впливає напруга струму, що виробляється генератором. Підвищена напруга призво­дить до надміру великих струмів заряджан­ня (перезаряджання) акумулятора, мала — до систематичного недозарядження його. Перезаряджання і недозарядження знижу­ють строк служби батарей. У зв'язку з цим дуже важливо стежити за підтриманням напруги генератора в установлених заво-дом-виробником межах. У зимових умо­вах і під час руху вночі підтримуванню нормальної напруги треба приділяти особ­ливу увагу. Це пов'язано з тим, що зі зни­женням температури електроліту знижу­ється сила струму заряджання, оскільки зростає внутрішній опір батареї. Взимку і вночі в автомобілі вмикаються додаткові споживачі енергії, що збільшує силу стру­му і тривалість розряджання. Треба сте­жити за середньою швидкістю руху авто­мобіля і натягом паса приводу генерато­ра, оскільки зниження швидкості й ослаблення паса призводять до зростання три­валості розряджання. Практика довела, що недотримання цих рекомендацій може знизити строк служби батарей у 1,5—2 ра­зи і більше.

На довговічність акумуляторних бата­рей істотно впливає вчасне доливання в електроліт дистильованої води до нормаль­ного його рівня. Обслуговування з недотри­манням цього правила скорочує ресурс ба­тарей до 30 %. Доливати дистильовану воду в електроліт у зимових умовах треба безпосередньо перед пуском двигуна, щоб уникнути замерзання батареї. Перед пе­ревіркою рівня електроліту прочищають вентиляційні отвори в пробці, якщо вони забиті брудом. Коли цього не зробити, мо­же статися здимання мастики.

У разі зниження рівня електроліту після випліскування або внаслідок інших по­дібних утрат в акумулятор доливають не дистильовану воду, а електроліт. Густина електроліту після цього має бути такою самою, як і до випліскування.

За умови правильної експлуатації аку­муляторних батарей у них не буває не­оборотної сульфатації. Тому проводити контрольно-тренувальні цикли (навесні і восени), щоб усунути це явище, немає по­треби. Не треба також змінювати густину електроліту залежно від пори року (за ви­нятком зони холодного клімату). Усе це значно спрощує обслуговування акумуля­торів.

Дата добавления: 2014-01-04