технологии;
стационарных свинцовых и приводных (автомобильных и
тракторных);
герметичных необслуживаемых аккумуляторов, герметичных
никель-кадмиевых и кислотных "dryfit" А400 и А500 (желеобразный
электролит).
Они удовлетворяют любые требования по емкости батарей от
0,3 до 200 Ач.
2.1. КИСЛОТНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Аккумулятор состоит из положительного и отрицательного
электродов, раствора серной кислоты (27...39%-ный раствор) и
сепаратора, разделяющего положительные и отрицательные
пластины.
Батареи состоят из последовательно соединенных между собой
секций (аккумуляторов). Номинальное напряжение каждого
аккумулятора составляет 2 В. Обычно батареи состоят из трех
(общее напряжение батареи 6 В) и шести аккумуляторов (общее
напряжение батареи 12 В). Количество батарей в аккумуляторе
обозначается N.
Применяются два типа электродов: поверхностные и
пастированные. Поверхностный электрод состоит из свинцовой
пластины, на поверхности которой электрохимическим способом
формируется слой активной массы. Пастированные электроды
подразделяются на решетчатые (намазные), коробчатые и
панцирные.
В решетчатых (намазных) электродах активная масса
удерживается в решетке из свинцово-сурьмяного сплава толщиной
1...4 мм. В коробчатых пластинах решетки с активной массой
закрываются с двух сторон перфорированными свинцовыми листами.
Панцирные пластины состоят из свинцово-сурьмяных штырей,
которые помещаются внутри пластмассовых перфорированных трубок,
заполненных активированной массой. Для отрицательных электродов
используются намазные и коробчатые пластины, для положительных
-- поверхностные, намазные и панцирные. В качестве сепараторов
применяют микропористые пластины из вулканизированного каучука
(мипор), поливинилхлорида (мипласт) и стекловолокна.
Свинцовые аккумуляторы обычно соединяют в батарею, которую
помещают в моноблок из эбонита, термопласта, полипропилена,
полистирола, полиэтилена, асфальтопековой композиции, керамики
или стекла.
Одной из важнейших характеристик аккумулятора является
срок службы или ресурс-наработка (число циклов). Ухудшение
параметров аккумулятора и выход из строя обусловлены в первую
очередь коррозией решетки и оползанием активной массы
положительного электрода. Срок службы аккумулятора определяется
в первую очередь типом положительных пластин и условиями
эксплуатации.
Аккумуляторы и батареи имеют условное буквенно-цифровое
обозначение. Первая цифра (для отечественных аккумуляторов)
указывает число последовательно соединенных аккумуляторов. Так
как номинальное напряжение свинцового аккумулятора равно двум
вольтам, то номинальное напряжение аккумуляторной батареи равно
числу последовательно соединенных элементов, умноженному на
два.
Для некоторых аккумуляторов указываются климатическое
исполнение и размещение. Например, стартерная батарея из шести
аккумуляторов емкостью 55 Ач в моноблоке из эбонита и с
сепаратором из стекловолокна имеет условное обозначение:
батарея 6СТ-55ЭС, ГОСТ 959.0-79.
Свинцовые аккумуляторы имеют высокие разрядные напряжения
(рис. 2.1) и удельную мощность (до 100...150 Вт/кг) и
относительно недороги. К основным их недостаткам следует
отнести низкую удельную энергию и относительно малый ресурс.
Буква после первой цифры обозначает тип или назначение
аккумулятора или батареи:
С стационарные
СТ стартерные
А авиационные
В вагонные
Совершенствование свинцовых аккумуляторов идет по пути
изыскания новых сплавов для решеток (например
свинцово-кальциевых), облегченных и прочных материалов корпусов
(например, на основе сополимера пропилена и этилена), улучшения
качества сепараторов.
Ниже рассматриваются герметичные свинцовые аккумуляторы,
которые не требуют доливки воды при эксплуатации, не имеют
газовыделения и кислотного тумана. В последние годы возникли
новые сферы применения батарей. Речь идет о резервных
источниках питания ЭВМ и систем, накапливающих энергию для
возможных пиковых нагрузок.
2.1.1. СТАЦИОНАРНЫЕ СВИНЦОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Предназначены для эксплуатации на постоянном месте или в
условиях, исключающих перемещение аккумуляторов или машин, в
которых они установлены. В большинстве выпускаемых
аккумуляторов (типов С, СЗ, СК и СКЭ) положительными
электродами служат поверхностные пластины, отрицательными --
коробчатые пластины. Корпуса стационарных аккумуляторов
изготавливают из стекла, эбонита и дерева (выложенного изнутри
свинцом).
Параметры стационарных свинцовых аккумуляторов приведены в
табл. 2.5.
Максимальный ток заряда аккумуляторов с N = 1 равен 9 А.
Емкости и токи заряда и разряда для батарей аккумуляторов с
соответствующим N можно найти, перемножив соответствующие
значения, приведенные в табл. 2.5, на N аккумулятора.
Саморазряд аккумуляторов не более 23% при хранении в течение 29
суток. Удельная энергия стационарных аккумуляторов составляет
10...12 Втч/кг. Гарантийный срок хранения 1 год. Гарантийный
срок службы 4 года, наработка 200...1000 циклов.
Стационарные аккумуляторы с поверхностными пластинами
содержат относительно большую долю свинца по отношению к
активной массе. Большинство из них не имеет крышек, поэтому
требуют частой заливки воды и хорошо вентилируемого помещения.
Указанные недостатки устранены в стационарных
аккумуляторах с намазными пластинами типа СН. Эти аккумуляторы
собираются на заводах и имеют крышки.
Буквенные обозначения аккумулятора:
С стационарный
длительный разряд
К короткий разряд
З закрытое исполнение
Э эбонит (материал корпуса)
На базе аккумуляторов СН созданы аккумуляторы СНУ емкостью
от 80 до 2240 Ач, обладающие повышенной механической
прочностью. К стационарным также относятся автоблокировочные
свинцовые аккумуляторы АБН-72-УХЛ2 и АБН-80-УХЛ2 (ГОСТ
21728-76).
Аккумуляторы АБН применяются на железных дорогах для
питания устройств автоблокировки, сигнализации, телемеханики и
связи в стационарных условиях. Буква Н означает намазные
пластины. Номинальная емкость указана для режима 25-часового
разряда. Емкость при 12-часовом разряде составляет 85%, при
5-часовом разряде -- 70% номинальной. Обозначение УХЛ-2
указывает на климатическое исполнение и категорию размещения
[5].
2.1.2. АВТОМОБИЛЬНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ
Автомобильные аккумуляторы предназначены для обеспечения
работы системы зажигания в стартерном режиме и при запуске
двигателя внутреннего сгорания, а также служат источником
питания аппаратуры, установленной на транспортном средстве.
Основные параметры отечественных автомобильных и тракторных
стартерных батарей приведены в табл. 2.6.
На рис. 2.2 показаны схемы расположения выводов и
перемычек, типы выводов и присоединительные размеры.
В табл. 2.7 приведены параметры зарубежных аккумуляторов
фирмы "Fiamm".
Гарантийный срок хранения не залитых раствором электролита
батарей установлен 3 года, срок службы 2 года, наработка
2500...3000 часов. Батареи предназначены для работы при
температуре от -35o до +60oС. Удельная энергия стартерных
аккумуляторов составляет 30...40 Втч/кг.
Эксплуатация аккумуляторных батарей и уход за ними
При эксплуатации на автомашине аккумуляторные батареи
разряжаются и автоматически дозаряжаются. Контроль заряда
осуществляется регулятором напряжения и реле обратного тока.
При исправном и хорошо отрегулированном регуляторе аккумуляторы
ограждены от недозарядов и перезарядов, сокращающих их
долговечность. Однако при этом требуется периодический контроль
работы регулятора и перевод его на режим, соответствующий
температурным и климатическим условиям.
При повреждении мастики, герметизирующей корпус
аккумулятора, батарею следует разрядить и вылить электролит,
для предотвращения взрыва гремучей смеси. Затем продуть сжатым
воздухом, протереть и только после этого приступить к
оплавлению мастики.
Следует проводить не реже одного раза в две недели:
очищать батарею от пыли и грязи, протирать чистой ветошью,
смоченной в 10%-ном растворе нашатырного спирта, углекислого
натрия или кальцинированной соды, места, облитые электролитом.
проверять крепление батареи в гнезде, плотность контактов
на выводах, отсутствие натяжения проводов;
очищенные наконечники проводов и выводов батарей смазать
техническим вазелином;
прочищать вентиляционные отверстия в пробках и крышках;
проверять уровень электролита и доливать дистиллированной
водой до нормы. Доливка электролитом не допустима за
исключением случаев выплескивания его из батареи. Плотность
доливаемого при этом электролита должна соответствовать
плотности электролита в аккумуляторе.
Контроль работы регулятора
Проводится при техническом обслуживании автомашин. При
этом следует придерживаться рекомендаций, приведенных в табл.
2.8. и инструкции по эксплуатации.
Проверка и регулировка регулятора должна производиться в
случаях, если регулируемое напряжение имеет значение более 15,5
В или не соответствует указанному в инструкции по эксплуатации
машины.
При регулировке следует применять вольтметр класса не хуже
1,5. При регулировке реле обратного тока следует
руководствоваться указаниями инструкции по эксплуатации
автомашины и данными табл. 2.9.
Батарею, разряженную более чем на 25% зимой и более чем на
50% летом следует снять с автомашины и поставить на заряд.
Электролит
В качестве электролита для автомобильных аккумуляторных
батарей применяют раствор серной кислоты в дистиллированной
воде. При отсутствии стандартной допускается применение
дождевой воды и талого снега собранных не с железных крыш и не
содержавшихся в железных сосудах.
Для различных климатических и температурных условий, в
которых батарее предстоит находиться в эксплуатации,
применяется электролит различной плотности. Рекомендуемая
плотность электролита для различных климатических районов
приведена в табл. 2.10.
Для приготовления электролита применяется чистая
кислотостойкая пластмассовая, керамическая, фаянсовая посуда, в
которую сначала наливается вода, а затем постепенно кислота при
непрерывном перемешивании кислотостойкой палочкой. Обратный
порядок заливки не допускается.
Ориентировочное количество электролита, необходимое для
заливки аккумуляторных батарей, приведено в таблицах вместе с
их техническими характеристиками. Для получения электролита
нужной плотности рекомендуется пользоваться табл. 2.11.
Плотность электролита в основном зависит от концентрации
раствора серной кислоты: чем больше концентрация раствора, тем
больше плотность электролита. Однако она также зависит и от
температуры раствора: чем выше температура, тем ниже плотность.
Температурные поправки к показанию ареометра для
приведения плотности электролита к температуре 15o, 20o и 30oC
приведены в табл. 2.12. Знак "+" или "--" означает прибавить
или вычесть поправку от показаний ареометра.
Для определения степени разряженности в любой момент
принимается нормативная плотность электролита 1,29 г/см3, т.е.
плотность, приобретенная после полного первого заряда.
Для уравнивания плотности электролита, т.е. доведения ее
